木质纤维原料LCC生理活性的研究文献综述

 2022-04-18 10:04

木质纤维原料LCC生理活性的研究

摘要:木素-碳水化合物复合体(LCC)是木素和碳水化合物通过化学键连接到一起的结合体。LCC具有一定的生理活性,本文以流苏叶为原材料,以二甲基亚砜(DMSO)和四丁基胺为溶剂,在温和球磨和溶解的基础上分离LCCs,之后用蒸馏水和饱和Ba(OH)2作为反抗溶剂分离出葡聚糖的LCC分离物(葡聚糖-木质素,GL),富含甘露聚糖的组分(GML)和富含木聚糖的组分(木聚糖-木质素,XL),并对这三种不同的LCCs结构和特点进行了分析。

关键词:木质素-碳水化合物复合物(LCC);分离提取;结构表征

前言

木质纤维素生物质是用于制造材料,能源和化学物质的最重要的原材料之一。由于其固有的可重复性和可重复性,它变得越来越重要。因此,它可能是满足全球替代能源需求的潜在解决方案。木质素、纤维素和半纤维素是木质纤维素生物质的三种主要高分子成分。由于其不同的结构和性质,它们有着不同的应用。应以不同的方式处理或在选择性分离进行后处理。因为这些成分在原料中相互纠缠在一起分离或分馏从来都不是一件容易的事情。这些组分之间,以及在木质素和碳水化合物之间有化学键连接的结构称为木质素-碳水化合物复合(LCC)。LCC是一种无定型的高分子聚合物,且具有无毒性、两亲性和生物相容性,这使 LCC不仅是一种具备优秀加工性能的天然高分子,还可成为一种良好的医用高分子化合物。

木质素与碳水化合物由醚键、酯键、糖苷键、缩醛及半缩醛键等化学键在LCC内部形成连接,LCC在不同种类的植物中以不同的结构形式出现。尽管LCC在植物中总量的不高,但它是植物中重要的组成部分之一,植物中大部分的木质素都通过共价键与高聚糖相联接,其形式大多是木质素与高聚糖中的半纤维素相联接[1]。不同分离方法制备出的LCC样品,其结构是存在差异性的,而LCC样品只是植物原本 LCC 结构的一部分[2]。不同植物中的LCC结构也存在差异性,LCC中多糖与木质素所占比重的不同会导致 LCC 的酸碱度溶解性和分子量等物化性质的变化。

流苏树是木犀科流苏树属的植物,是落叶灌木或小乔木,树形高大优美,枝叶茂盛,初夏满树白花,如覆霜盖雪,清丽宜人。秋季结果,核果椭圆形,蓝黑色。流苏树的嫩叶可代茶叶作饮料。果实含油丰富,可榨油,供工业用。木材坚重细致,可制作器具。也是名贵花金桂的砧木。流苏树的芽、叶亦有药用价值。

本研究采用流苏茶叶作为研究对象,采用Xueyu Du等人提取LCC的方法[3],以二甲基亚砜(DMSO)和四丁基胺为原料,在温和球磨和溶解的基础上分离LCCs。球磨时间优化为12 h,保证了木质素结构在保持beta;-O-4lsquo;结构和木质素缩聚方面的保存性。在此条件下,生物质样品,无论是天然的还是经过加工后的先完全溶解在溶液中,使各种LCC在溶液中自由运动增加了另一步,以获得第三个LCC组分,即葡甘聚糖-木质素(GML)。分离之后进行了系统的表征。

2.国内外研究概况

2.1碱提取

麦草原料经 Willey磨成麦草粉,在充氮气及振荡的条件下,用NaOH溶液在室温下提取48 h,离心提取液(黑液),减压浓缩备用。碱提取液在快速、均匀搅拌下缓慢滴加 2 mol/L HC1至黑液 pH值为10.5,后置于65°C 水浴中保温30 min,离心分离,收集沉淀固形物 1和上层液 a;上层液 a酸化至pH值9.0,离心分离,收集沉淀固形物 2和上层液 b;上层液 b酸化至 pH值2.0,收集沉淀固形物3;用 pH值2.0的HC1溶液洗涤 3个pH值条件下所得沉淀固形物 1、2、3,直至洗涤液中糖及木质素含量为零。收集这三个沉淀级分,冷冻干燥[4]。

2.2 苯醇抽提和热水抽提

将 15 g经苯醇抽提和热水抽提的原料绝干木粉, 放入水冷式不锈钢振动球磨机中磨 24 htimes;3次,用二氧六环溶液抽提 24 htimes;3次后,采用BJRKMAN的改进方法[5]进行提纯。具体方法如下:将用二氧六环溶液抽提后的木粉残渣用乙酸 /水 抽提 24 htimes;3次,将抽提液离心直到完全澄清,用旋转蒸发器蒸干澄清液,再将所得沉淀用无水 N,N-二甲基甲酰胺抽提,在搅拌的条件下,将抽提液用滴管逐滴滴加到 1, 2-二氯乙烷/乙醇(2∶1)中进行沉淀, 洗涤所得沉淀, 离心后重新更换溶剂, 用 1, 2-二氯乙烷/乙醇(2∶1)洗1次, 用绝干乙醚洗 3次, 将沉淀干燥, 再用乙酸/水(1∶1)溶解, 将所得溶液逐滴滴加到丙酮溶液内进行沉淀, 离心分离, 将所得沉淀用丙酮 /乙酸 ( 99∶1)洗 1次, 绝干乙醚洗 3次, 然后用低沸点石油醚洗 1次, 并在真空干燥箱中用 P2O5 真空干燥, 得到 LCC[6]。

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