氯化胆碱/乳酸/愈创木酚三元共熔溶剂提取灵芝多糖的工艺及其抗氧化活性研究

本研究采用氯化胆碱/乳酸/愈创木酚三元共熔溶剂(DES)来提取灵芝多糖(GLPs),优化DES溶剂提取灵芝多糖的工艺参数,采用傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FT-IR)和凝胶渗透色谱(Gel Permeation Chromatography,GPC)对GLPs结构进行了表征,并研究其体外抗氧化活性,最后,采用密度泛函理论初步研究了DES提取GLPs的分子机制。结果表明,在含水量为50%、提取温度为80℃、提取时间为1 h、料液质量体积比为1:30 g/mL的条件下,GLPs得率达9.20%±0.27%。FT-IR和GPC分析表明,4000~500 cm-1区域GLPs具有典型的多糖结构,GLPs的数均分子量为8057 Da,多分散系数为1.6。体外抗氧化活性测试显示,当GLPs质量浓度为5 mg/mL时,其总还原力为0.67±0.04。此外,GLPs对DPPH、OH和ABTS+自由基的清除能力的IC50值分别为2.366、6.179和2.440 mg/mL。密度泛函理论模拟分析表明,DES与葡萄糖之间的结合能为65.29 kcal/mol,远高于水与葡萄糖之间的结合能(20.38 kcal/mol),DES提取多糖是通过三重氢键相互作用来实现的。研究成果从分子水平上阐明了DES提取GLPs效果优于传统热水提取方法的内在机制。

碳酸钠催化氯化胆碱/乳酸低共熔溶剂改性碱木质素及其表征

以季铵盐氯化胆碱(ChCl)与乳酸(Lac)、尿素(U)、草酸(OA)、甲酸(FA)分别合成低共熔溶剂(DES)并对工业碱木质素(AL)进行改性,研究了由不同氢键供体与ChCl合成的DES体系、反应条件及催化剂对碱木质素改性的木质素提取率的影响。研究发现使用氯化胆碱/乳酸低共熔溶剂(ChCl/Lac)时,木质素的提取率最高。通过单因素试验得到ChCl/Lac改性的最优条件为:在120℃时,Lac与ChCl物质的量比值(n_(Lac)/n_(ChCl))为12,DES添加量为碱木质素质量的20倍(m_(DES)/m_(AL)=20),反应时间12 h,木质素提取率达95.37%;当反应温度降低到100℃,无催化剂时,木质素提取率为40.39%,使用8%碳酸钠为催化剂时,木质素提取率提高至74.87%。采用FT-IR、^(13)C NMR、TG和DTG对木质素样品进行表征,由FT-IR、^(13)C NMR结果可得,改性中β-O-4键断裂并引入羟甲基和甲氧基,改性后木质素主要结构单元为紫丁香基结构。从TG和DTG分析得到碳酸钠催化改性后木质素放热峰向高温移动,热稳定性提高。

氯化胆碱/乳酸低共熔溶剂预处理对杨木酶水解特性的影响

【目的】研究氯化胆碱/乳酸(choline chloride/lactic acid,ChCl/Lac)低共熔溶剂(deep eutectic solvents,DESs)对杨木的预处理效果,及稀酸、稀碱和水在ChCl/Lac预处理杨木过程中的协同效果,为利用杨木制备可发酵糖提供依据。【方法】以粉碎的杨木原料为试验材料,采用ChCl/Lac(物质的量比为1∶2)及质量分数1%H2SO4、质量分数1%Na2CO3和去离子水分别协同ChCl/Lac预处理杨木,每种预处理方式均设置120,150和170℃3个温度,分析不同预处理方法对杨木化学组成、结构形态及酶水解效率的影响。【结果】ChCl/Lac预处理及1%H2SO4、1%Na2CO3和去离子水分别协同ChCl/Lac预处理对杨木中的半纤维素和木质素均有比较好的脱除效果,其中在反应温度大于150℃时,1%H2SO4协同ChCl/Lac预处理可以使杨木中的半纤维素和木质素的脱除率分别达到96%和71%以上,效果最好;与ChCl/Lac预处理相比,去离子水协同ChCl/Lac预处理对木质素的脱除反而有抑制作用。与杨木原料相比,各种预处理方式均提高了杨木样品的结晶度和纤维素含量,并增强了杨木样品的热稳定性。1%H2SO4协同ChCl/Lac在150℃预处理后可使样品72 h酶水解的葡萄糖得率达96.3%,是杨木原料(16.8%)的5倍以上。与ChCl/Lac预处理相比,1%Na2CO3和去离子水协同处理对酶水解效率没有明显促进效果。【结论】1%H2SO4协同ChCl/Lac预处理可明显提高杨木中半纤维素和木质素的脱除率及杨木的结晶度、破坏杨木的纤维结构、降低结构强度、影响热稳定性,进而有效提高杨木酶水解效率。

在低转变温度氯化胆碱-乳酸混合物中电沉积锡层的研究

将氯化胆碱、乳酸按一定比例混合制备了低转变温度混合物,随后在混合物中加入SnCl2获得电沉积液。将尺寸为4.5cm×3.0cm的铁片分别在50℃和60℃的电沉积液中沉积了锡层。借助于电导率测定仪、扫描电镜、X射线衍射仪和电化学工作站研究了电沉积温度对电沉积锡层的微观形貌、成分、相组成和耐蚀性的影响。结果表明:与50℃电沉积的锡层相比,60℃电沉积的锡层的电导率较大,晶粒较粗,孔隙较多,导致其腐蚀电势负移,腐蚀电流密度增大。

低共熔溶剂提取虾壳中虾青素工艺优化及机理初探

虾壳中虾青素的高效安全提取技术是促进虾类加工副产物变废为宝的途径之一。利用乳酸-氯化胆碱构成的低共熔溶剂提取虾壳中的虾青素,在单因素实验基础上,采用响应面实验优化提取工艺;通过低共熔溶剂的物化性质分析探究其对虾青素的提取机理。优化后的工艺条件为乳酸-氯化胆碱摩尔比为2.5∶1,含水量(w)为9.5%,超声时间为30.5 min,实际得率为24.41μg·g-1。傅里叶变换红外光谱分析表明低共熔溶剂合成时官能团并未发生改变,二者融合产生的氢键可能是促进虾青素高效提取的主要原因,黏度会在一定程度上影响产品的提取过程。

新型深度共熔溶剂选择性分离木质素的研究

近年来,以胆碱类为代表的生物基离子液体作为木质素的优良溶剂逐渐受到广泛关注.文中基于Hansen溶解理论,设计出一种分别以乳酸(LA)和氯化胆碱(Ch Cl)为氢键供受体的新型离子液体——深度共熔溶剂(DES)作为木质素分离的溶剂.通过实验考察了常压下Ch Cl/LA摩尔比、温度、时间对木质素溶解效果的影响,确定了最佳工艺条件为Ch Cl/LA摩尔比1∶9、温度90℃、时间12h,此时木质素的溶解率达90.1%,再生木质素纯度为96.3%.紫外可见光谱(UV)及红外光谱(FT-IR)分析表明木粉中木质素经DES处理后被大量脱除;X射线衍射分析表明经预处理后的木粉中纤维素结构基本未被破坏;核磁共振谱(13C NMR)分析表明再生木质素由紫丁香基、愈创木基及少量对羟苯基结构单元组成;离子色谱分析结果表明该混合溶液中的综纤维素只有少量发生溶解.