不同來源木質(zhì)素抗氧化活性研究

朱夢妮 田維珍 王 興 周景輝 李 堯，*

（1.大連工業(yè)大學輕工與化學工程學院，遼寧大連，116034；2.安徽金楠醫(yī)療科技有限公司，安徽合肥，230601）

我國是農(nóng)業(yè)大國，每年會產(chǎn)生數(shù)以億計的農(nóng)業(yè)廢棄物，如玉米秸稈和稻殼等。農(nóng)業(yè)廢棄物高值化利用的概念由來已久，如以玉米秸稈作為主要原料，通過微生物發(fā)酵制備生物乙醇［1］。這些廢棄物的再利用不但可以有效減少其焚燒過程產(chǎn)生的環(huán)境污染，還可以增加整個產(chǎn)業(yè)鏈的經(jīng)濟利益。這樣一來，不僅農(nóng)民的收入提高，而且農(nóng)業(yè)廢棄物也可反哺農(nóng)業(yè)［2］。然而，通過對農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)酵獲得高附加值產(chǎn)品的方法依然會有大量殘渣生成。這些殘渣主要是由微生物不易分解的木質(zhì)素所組成。木質(zhì)素是一種由苯丙烷結(jié)構(gòu)單元通過醚鍵和碳碳鍵連接而成的具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的生物大分子。其主要存在于植物的次生壁中，起到了通過形成交織網(wǎng)來支撐植物細胞壁的作用。同時，木質(zhì)素具有大量芳香烴和酚類結(jié)構(gòu)，可以有效保護植物免受自體呼吸（氧化反應）、外界污染、紫外線照射等因素引起的氧化自由基傷害，即抗氧化作用［3］。

木質(zhì)素結(jié)構(gòu)中的多酚結(jié)構(gòu)可以有效清除氧自由基，減少細胞損傷，加速周圍細胞的新陳代謝，起到抗衰老和加速傷口愈合的作用，可應用在清除自由基面膜和皮膚傷口敷料等領(lǐng)域。然而，不同來源木質(zhì)素之間存在較大的化學結(jié)構(gòu)差異，從而影響了木質(zhì)素產(chǎn)品的開發(fā)和應用。因此，探索不同來源木質(zhì)素的化學結(jié)構(gòu)與其抗氧化活性之間的關(guān)系就顯得尤為重要。

本研究通過氫氧化鈉提取法，以玉米秸稈纖維素乙醇殘渣、蘆葦、核桃殼和稻殼4種農(nóng)業(yè)廢棄物作為原料提取木質(zhì)素，并比較、探究其化學結(jié)構(gòu)與抗氧化活性之間的關(guān)系，為木質(zhì)素的高值化利用提供理論依據(jù)。

1 實 驗

1.1 原料

玉米秸稈纖維素乙醇殘渣（Klason木質(zhì)素：67.6%；酸溶木質(zhì)素：3.63%；綜纖維素：8.91%；灰分：19.9%），中糧集團；蘆葦（Klason木質(zhì)素：19.2%；酸溶木質(zhì)素：2.36%；綜纖維素：73.0%；灰分：5.82%），岳陽泰格林紙集團有限公司；核桃殼（Klason木質(zhì)素：28.8%；酸溶木質(zhì)素：2.36%；綜纖維素：67.4%；灰分：1.49%），取自新疆；稻殼（Klason木質(zhì)素：26.5%；酸溶木質(zhì)素：2.34%；綜纖維素：62.3%；灰分：8.82%），取自吉林農(nóng)村。

1.2 試劑

氫氧化鈉（NaOH）、氯仿、吡啶、溴化鉀、碳酸鈉均為分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司；四氫呋喃，色譜級，天津市光復科技發(fā)展有限公司；鹽酸，分析純，沈陽新興試劑廠；1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）、無水乙醇、鐵氰化鉀、三氯乙酸、三氯化鐵、二甲基亞砜（DMSO）、無水乙醚、磷酸鹽、醋酸酐均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司；二甲基亞砜（DMSO-d6），分析純，Sigma公司；沒食子酸，99%，阿拉丁；福林-酚，生化試劑，國藥集團化學試劑有限公司。

1.3 儀器

水浴鍋，DZKW-4，上?？莆鲈囼瀮x器廠；電子攪拌器，SO20-S，大龍興創(chuàng)實驗儀器（北京）有限公司；離心機，LD5-2A，北京雷勃爾離心機有限公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，R501，北票美加力光電設(shè)備有限公司；電子天平，ME104E，METTLER TOLEDO；pH計，STARTER2100，奧豪斯儀器有限公司；傅里葉變換紅外光譜儀，Spectrum-B型，常州國華電器有限公司；紫外可見分光光度計，UV1006M031，上海VARIAN光譜分析儀器有限公司；核磁共振光譜儀，Bruker ADVANCE III型，布魯克科技有限公司；冷凍干燥箱，F(xiàn)reeZone，美國Labconco公司；凝膠滲透色譜儀，Waters 2414，美國Waters公司；高速多功能粉碎機，RHP-600，浙江榮浩工貿(mào)有限公司；磁力攪拌器，RET基礎(chǔ)型，IKA；恒溫恒熱磁力攪拌器，DF-101SZ，鞏義市科瑞儀器有限公司。

1.4 木質(zhì)素的提取與純化

將5 g玉米秸稈纖維素乙醇殘渣放入250 mL三口燒瓶，按1∶10的固液比加入10%的NaOH溶液，95℃的條件下水浴1 h。反應結(jié)束后用漏斗分離，將固體殘渣用NaOH（10%）溶液洗滌兩遍。隨后將濾液放入200 mL大燒杯中，用鹽酸調(diào)節(jié)混合溶液pH值至2，靜置后離心分離并用水洗滌，最后收集沉淀物冷凍干燥。

采取液-液提純法對上述提取的木質(zhì)素進行純化處理［4］。首先，將木質(zhì)素溶于吡啶/乙酸/水（9∶1∶4，V/V/V）體系中，固液比為1∶28。用氯仿進行少量、多次萃取，收集萃取液旋蒸濃縮。隨后將濃縮液緩慢滴加到乙醚溶液中攪拌，有固體生成，在2000 r/min的速度下離心10 min，取沉淀物，真空干燥，即可得到玉米秸稈纖維素乙醇殘渣木質(zhì)素。

以相同的方法提取的蘆葦、核桃殼和稻殼木質(zhì)素樣品分別記為蘆葦木質(zhì)素、核桃殼木質(zhì)素和稻殼木質(zhì)素。

1.5 木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)表征

1.5.1 紅外光譜（FT-IR）表征

取1.0 mg的玉米秸稈纖維素乙醇殘渣木質(zhì)素樣品放置于紅外燈下光照干燥以除去樣品中的水分，然后研磨200 mg KBr粉末，隨后取微量木質(zhì)素樣品加入，將二者研磨、壓片。將制好的薄片放置于Frontier系列傅里葉變換紅外光譜儀進行檢測分析。再以相同的方法分別對蘆葦木質(zhì)素、核桃殼木質(zhì)素和稻殼木質(zhì)素樣品進行紅外檢測分析。

1.5.2 凝膠滲透色譜（GPC）表征

對上述4種木質(zhì)素樣品進行分子質(zhì)量檢測前需對樣品進行乙?；幚?，以增加其在流動相四氫呋喃中的溶解度。木質(zhì)素乙?；椒椋簩?.1 g的木質(zhì)素溶于15 mL醋酸酐-吡啶混合液（2∶1，V/V）中，向體系中通入氮氣使空氣排出后在恒溫震蕩搖床中室溫（25℃）反應72 h。反應結(jié)束后將木質(zhì)素溶液緩慢滴入到200 mL乙醚溶液中，有黃褐色沉淀析出，離心分離黃褐色沉淀即為乙酰化木質(zhì)素，并用乙醚多次洗滌殘留的吡啶，直至無吡啶氣味后，置于干燥皿中保持乙酰化木質(zhì)素干燥備用。

檢測時將上述乙?；举|(zhì)素樣品按10 mg/mL的濃度溶解于四氫呋喃溶液中并采用0.45μm有機系濾頭過濾待用。使用Waters 2414型凝膠滲透色譜儀對乙?；举|(zhì)素的相對分子質(zhì)量及分布進行檢測。色譜柱型號為串聯(lián)HR3和HR4，測試分子質(zhì)量范圍為500～600000，凝膠色譜分析條件：聚苯乙烯為標準樣，流動相為四氫呋喃，流速1 mL/min，進樣體積20μL，柱溫35℃，檢測器溫度35℃。

1.5.3 核磁共振表征

將100 mg乙?；举|(zhì)素樣品放入0.6 mL DMSOd6溶劑中，采用Bruker ADVANCE III型核磁共振儀對其進行信號采集，采樣時間1.4 s，弛豫時間2 s，采樣點數(shù)64000以及采樣次數(shù)20000次。

定量13C-NMR譜圖分析方法：采用核磁積分的方法對4種木質(zhì)素中主要的連接鍵及相對含量予以計算，選取譜圖中δC160和δC102之間的芳香族區(qū)域積分，并假設(shè)該區(qū)域為6個碳原子，而且確保該積分的再現(xiàn)性為約5%，其他區(qū)域則相對于該值積分，例如羥基［5］。

二維核磁共振（2D-HSQC NMR）分析方法：以100個芳香環(huán)為基準。

公式：基準=0.5×S2，6的積分+G2的積分+0.5×H2，6的積分

1.5.4 木質(zhì)素總酚羥基含量

以沒食子酸（GAE）為標準物，采用福林-酚法測定上述NaOH法提取的4種木質(zhì)素中總酚羥基的含量［6］。取50μL木質(zhì)素樣品（60μg/mL）加入650μL超純水，再加入50μL福林-酚試劑，混合、搖勻放置5 min，再向混合溶液中加入500μL 7.5%Na2CO3，室溫放置90 min。最后，用紫外可見分光光度計測定上述溶液在750 nm處、20～100μg/mL濃度范圍內(nèi)的沒食子酸溶液的吸光度。樣品的總酚羥基含量用每100 mg木質(zhì)素含有多少毫克沒食子酸來表示，即mg GAE/100 mg木質(zhì)素。

將紫外可見分光光度計在750 nm處沒食子酸標準液的濃度設(shè)為橫坐標，吸光度設(shè)為縱坐標，繪制沒食子酸的標準曲線，得到回歸方程y=0.00393x+0.00197，R2=0.9993（極顯著相關(guān)），說明在20～100μg/mL濃度范圍內(nèi)，沒食子酸與吸光度有較好的線性關(guān)系。因此，可使用該沒食子酸標準曲線計算木質(zhì)素的總酚羥基含量。

1.6 木質(zhì)素活性測定

1.6.1 木質(zhì)素的MTT分析檢測

采用四唑鹽法（即MTT法，又稱MTT比色法），檢測木質(zhì)素對小鼠成骨細胞活力的影響。將小鼠成骨細胞培養(yǎng)在含10%胎牛血清（FBS）的K-SFM無血清培養(yǎng)基中，培養(yǎng)條件為37℃，CO2含量5%，相對濕度95%。將4種木質(zhì)素分別用DMSO溶解，然后配置0.1 mL不同濃度的木質(zhì)素DMSO溶液（0.2、0.4、0.8、1.6和3.2 mg/mL）孵育小鼠成骨細胞24 h。然后量取0.02 mL、濃度為2.5 mg/mL的MTT溶液處理小鼠成骨細胞并孵育4 h。去除上清液，加入DMSO溶液，低速震蕩10 min。測定上述混合溶液在570 nm處的吸光度。以不添加木質(zhì)素溶液的小鼠成骨細胞培養(yǎng)組為對照組。

1.6.2 木質(zhì)素清除自由基能力測定

DPPH是能捕獲或清除其他自由基的一種穩(wěn)定自由基，由于分子中存在多個吸電子的—NO2和苯環(huán)大π鍵，所以能穩(wěn)定存在。DPPH清除自由基的反應原理是：DPPH中有單電子，在517 nm處有強吸收，使其醇溶液呈紫色。當其他自由基清除劑存在時，其能與DPPH的單電子配對而使DPPH醇溶液的顏色逐漸消失，褪色程度與接收的電子數(shù)量成定量關(guān)系。

以無水乙醇為溶劑，配制不同濃度DPPH標準溶液（0.06、0.12、0.15、0.18、0.24、0.27、0.30、0.36、0.48 mg/mL），以無水乙醇溶液為參比液，用紫外可見分光光度計測定其在517 nm處的吸光度。以濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制DPPH標準曲線，線性回歸方程為y=0.0104x-0.0488，R2=0.99871（相關(guān)性顯著），說明在0.06～0.48 mg/mL濃度范圍內(nèi)，DPPH與吸光度有較好的線性關(guān)系。

配制不同濃度的木質(zhì)素DMSO溶液（0.025、0.05、0.1、0.2、0.4 mg/mL）和質(zhì)量濃度為0.04 mg/mL DPPH溶液，0～4℃避光保存。取1 mL木質(zhì)素樣品溶液及4 mL濃度為0.04 mg/mL的DPPH溶液于試管中混合、搖勻，室溫黑暗放置30 min，每組實驗重復3次，以無水乙醇為空白組，用紫外可見分光光度計測定其在517 nm波長處的吸光度A。按公式計算DPPH自由基清除率，清除率越大則木質(zhì)素抗氧化能力越強；每個實驗重復3次，取平均值。

清除率=（A0-A1）/A0×100%

式中，A0為未加木質(zhì)素樣品DPPH自由基吸收峰面積；A1為加入木質(zhì)素樣品后DPPH自由基吸收峰面積［7］。

1.6.3 三價鐵離子還原法測定木質(zhì)素的還原能力

利用三價鐵離子還原法測定木質(zhì)素的還原能力［8］。在試管中分別加入質(zhì)量濃度為0.025、0.05、0.1、0.2、0.4、0.8、1.0 mg/mL的木質(zhì)素DMSO溶液1.0 mL、磷酸鹽緩沖溶液（0.2 mol/L，pH值=6.6）2.5 mL和0.01 g/mL的鐵氰化鉀水溶液2.5 mL，混合。對照組添加除測試樣品外用于反應的所有試劑?；旌衔镌?0℃下恒溫反應20 min后，鐵氰化物還原成亞鐵氰化物。然后加入0.1 g/mL的三氯乙酸水溶液2.5 mL，然后以1000 r/min離心10 min終止反應。吸取上清液2.5 mL，加入2.5 mL蒸餾水和0.5 mL 0.001 g/mL的三氯化鐵水溶液。用紫外可見分光光度計，測定樣品在700 nm波長處的吸光度。本研究中的木質(zhì)素（抗氧化劑）能使鐵氰化鉀的三價鐵還原成二價鐵（亞鐵氰化鉀），二價鐵（亞鐵氰化鉀）進一步與三氯化鐵反應，生成在700 nm處有最大吸光度的普魯士藍（Fe4［Fe（CN）6］3）。因此，測定700 nm處的吸光度可以間接反映抗氧化劑的還原能力，吸光度越大，還原能力越強。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同來源木質(zhì)素結(jié)構(gòu)表征

2.1.1 FT-IR分析

采用紅外光譜儀對4種不同來源木質(zhì)素樣品進行分析，掃描范圍為400～4000 cm-1，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，4種木質(zhì)素的基本骨架無明顯差異，3440 cm-1處的吸收峰為羥基的伸縮振動峰；2930和2850 cm-1處的吸收峰為—CH3和—CH2的伸縮振動峰；1709 cm-1處的吸收峰為非共軛羰基吸收峰；1326 cm-1處的吸收峰為酚醛結(jié)構(gòu)的—OH彎曲振動峰；1610、1512和1420 cm-1處的吸收峰為芳香骨架振動峰；1085 cm-1處的吸收峰為木質(zhì)素化學結(jié)構(gòu)中仲醇芳香族醚鍵的吸收峰；1320、1220和1120 cm-1處的吸收峰為紫丁香基的C—H伸縮吸收峰；1030 cm-1處的吸收峰為愈創(chuàng)木基的C—H伸縮吸收峰。

圖1 4種不同來源木質(zhì)素的FT-IR譜圖

2.1.2 定量13C-NMR分析

采用定量13C-NMR對4種不同來源木質(zhì)素進行表征，其譜圖和積分結(jié)果分別見圖2和表1。由圖2和表1可知，化學位移δ位于172.5處的信號峰為羰基，可能來源于酯化的碳水化合物，且δ在90～102區(qū)域內(nèi)，基本沒有碳水化合物的信號峰，說明在堿處理過程中，4種不同來源木質(zhì)素樣品的木質(zhì)素-碳水化合物連接鍵被大量破壞。本研究實驗條件下，酯鍵容易被破壞，而醚鍵破壞的幾率很低。4種不同來源木質(zhì)素均出現(xiàn)了G型信號峰：δ149.8（C3，醚化）、δ148.3（C3）和δ115.6（C5）。其S型結(jié)構(gòu)單元的信號峰為：δ152.6（C3/C5，醚化）和δ104.7（C2/C6）。4種不同來源木質(zhì)素的β-O-4芳基醚鍵含量分別為0.55/Ar（玉米秸稈纖維素乙醇殘渣木質(zhì)素）、0.67/Ar（蘆葦木質(zhì)素）、0.63/Ar（核桃殼木質(zhì)素）和0.73/Ar（稻殼木質(zhì)素）。經(jīng)計算，4種不同來源木質(zhì)素β-β和β-5連接鍵的含量差異較小。

圖2 4種不同來源木質(zhì)素的13 C-NMR譜圖

表1 4種不同來源木質(zhì)素的主要化學位移及定量（13 C-NMR）

2.1.3 2D-HSQC NMR分析

由于定量13C-NMR分析存在一定誤差，因此利用2D-HSQC NMR分析進一步說明木質(zhì)素樣品的化學結(jié)構(gòu)。4種不同來源木質(zhì)素的2D-HSQC NMR譜圖如圖3所示。由圖3可知，4種不同來源木質(zhì)素的整體譜圖基本一致，但有細微差異，如芳環(huán)區(qū)，玉米秸稈纖維素乙醇殘渣木質(zhì)素、蘆葦木質(zhì)素和稻殼木質(zhì)素出現(xiàn)較弱的氧化S（S'）結(jié)構(gòu)單元信號，在譜圖中沒有明顯表現(xiàn)。4種不同來源木質(zhì)素都含有對羥基苯丙烷（H）、紫丁香基苯丙烷（S）和愈創(chuàng)木基苯丙烷（G）3種木質(zhì)素基本結(jié)構(gòu)單元。在木質(zhì)素的側(cè)鏈區(qū)，玉米秸稈纖維素乙醇殘渣木質(zhì)素未出現(xiàn)亞結(jié)構(gòu)（Bγ）和與碳水化合物的連接鍵，說明在提取木質(zhì)素過程中玉米秸稈纖維素乙醇殘渣木質(zhì)素發(fā)生降解。4種不同來源木質(zhì)素的2D-HSQC NMR譜圖定量見表2。由表2可知，4種不同來源木質(zhì)素中，玉米秸稈纖維素乙醇殘渣木質(zhì)素中的H型結(jié)構(gòu)單元含量最高，S/G值最大；蘆葦木質(zhì)素H型結(jié)構(gòu)單元含量最少。

表2 4種不同來源木質(zhì)素B的2D-HSQC NMR定量

2.1.4 GPC分析

4種不同來源木質(zhì)素的分子質(zhì)量分布、平均分子質(zhì)量和多分散系數(shù)（PDI）如圖4所示。由圖4可知，4種不同來源木質(zhì)素的質(zhì)均分子質(zhì)量（Mw）沒有明顯差異，介于3065～3623之間，PDI值相差不大。這可能是由于相同的提取方法只能將同一分子質(zhì)量分布區(qū)間的木質(zhì)素分離出來。

2.1.5 4種不同來源木質(zhì)素的總酚羥基含量

總酚羥基含量是反映木質(zhì)素抗氧化清除自由基能力的重要指標。4種不同來源木質(zhì)素的總酚羥基含量如圖5所示。由圖5可知，玉米秸稈纖維素乙醇殘渣木質(zhì)素的總酚羥基含量最高，為40.0 mg GEA/100 mg木質(zhì)素。其次是核桃殼木質(zhì)素（31.2 mg GEA/100 mg木質(zhì)素）、稻殼木質(zhì)素（28.5 mg GEA/100 mg木質(zhì)素），蘆葦木質(zhì)素的總酚羥基含量最低，約20 mg GEA/100 mg木質(zhì)素。這一結(jié)果與4種木質(zhì)素樣品的2D-HSQC NMR譜圖結(jié)構(gòu)定量結(jié)果一致，即H型結(jié)構(gòu)單元含量越高的木質(zhì)素具有更高的總酚羥基含量。

圖3 4種不同來源木質(zhì)素的2D-HSQCNMR譜圖

圖4 4種不同來源木質(zhì)素的分子質(zhì)量及分子質(zhì)量分布

圖5 4種不同來源木質(zhì)素的總酚羥基含量

圖6 4種不同來源木質(zhì)素濃度對DPPH自由基清除率的影響

2.2 4種不同來源木質(zhì)素活性分析

2.2.1 4種不同來源木質(zhì)素自由基清除能力

圖6為4種不同來源木質(zhì)素對DPPH自由基清除率的影響。從圖6可知，4種不同來源木質(zhì)素對DPPH自由基的清除率隨木質(zhì)素濃度的增大而增大。當木質(zhì)素濃度為0.4 mg/mL時，4種不同來源木質(zhì)素對DPPH自由基的清除率在14.9%～55.5%之間，其中，玉米秸稈纖維素乙醇殘渣木質(zhì)素對DPPH自由基的清除率最高，達到53.8%，其他依次為核桃殼木質(zhì)素、稻殼木質(zhì)素和蘆葦木質(zhì)素。這一結(jié)果與木質(zhì)素樣品的總酚羥基含量測定結(jié)果一致。

2.2.2 4種不同來源木質(zhì)素的還原能力

4種不同來源木質(zhì)素濃度對其還原能力的影響如圖7所示。由圖7可知，樣品在700 nm波長處的吸光度隨著木質(zhì)素濃度的增大而增大，表明4種不同來源木質(zhì)素在較高的濃度下對鐵的還原能力更強。此外，玉米秸稈纖維素乙醇殘渣木質(zhì)素在各濃度下對應的吸光度均大于其他3種木質(zhì)素，因此，玉米秸稈纖維素乙醇殘渣木質(zhì)素的鐵還原能力最強。當4種木質(zhì)素溶液的濃度均為1.0 mg/mL時，玉米秸稈纖維素乙醇殘渣木質(zhì)素的吸光度最大，核桃殼木質(zhì)素次之，然后是稻殼木質(zhì)素，吸光度最小的是蘆葦木質(zhì)素。

圖7 4種不同來源木質(zhì)素濃度對其還原能力的影響

2.2.3 4種不同來源木質(zhì)素對小鼠成骨細胞活力的影響

圖8顯示小鼠成骨細胞在不同濃度木質(zhì)素溶液中孵育24 h后的細胞活力。從圖8可看出，4種不同來源木質(zhì)素均可提高小鼠成骨細胞活力，且小鼠成骨細胞活力隨4種不同來源木質(zhì)素濃度的增大而提高。當不同來源木質(zhì)素濃度為3.2 mg/mL時，玉米秸稈纖維素乙醇殘渣木質(zhì)素培養(yǎng)的小鼠成骨細胞的細胞活力明顯高于其他3種木質(zhì)素培育后小鼠成骨細胞的活力，核桃殼木質(zhì)素培養(yǎng)的小鼠成骨細胞活力次之，稻殼木質(zhì)素和蘆葦木質(zhì)素培養(yǎng)的小鼠成骨細胞活力相差不大。結(jié)合4種不同來源木質(zhì)素對小鼠成骨細胞活力的影響與其自身化學結(jié)構(gòu)可知，總酚羥基含量高、對DPPH自由基清除率高，則木質(zhì)素對小鼠成骨細胞活力的提高效果越顯著。同時，由于促進小鼠成骨細胞活力提高的代謝途徑較為復雜，如木質(zhì)素化學結(jié)構(gòu)中特定的空間構(gòu)型和分子質(zhì)量大小均會對小鼠成骨細胞“吞食”木質(zhì)素的過程產(chǎn)生影響，從而影響木質(zhì)素的生物活性，因此木質(zhì)素的分子質(zhì)量和連接鍵結(jié)構(gòu)也可能會影響小鼠成骨細胞活力。

3 結(jié) 論

本研究采用氫氧化鈉（NaOH）法從玉米秸稈纖維素乙醇殘渣、蘆葦、核桃殼和稻殼中提取木質(zhì)素，通過凝膠滲透色譜、傅里葉變換紅外光譜、核磁共振等分析手段對獲得的木質(zhì)素進行結(jié)構(gòu)分析，探究了不同原料來源木質(zhì)素的化學結(jié)構(gòu)與其抗氧化活性和生物活性之間的關(guān)系，主要結(jié)論如下。

3.1 4種不同來源木質(zhì)素的紅外譜圖和分子質(zhì)量沒有較大差別。

3.2 4種不同來源木質(zhì)素都含有對羥基苯丙烷（H）、紫丁香基苯丙烷（S）和愈創(chuàng)木基苯丙烷（G）3種結(jié)構(gòu)單元；其中，玉米秸稈纖維素乙醇殘渣木質(zhì)素中的H型結(jié)構(gòu)單元含量最高，S/G值最大。

3.3 4種不同來源木質(zhì)素的總酚羥基含量存在較大差異，玉米秸稈纖維素乙醇殘渣木質(zhì)素總酚羥基含量最高，為40.0 mg GEA/100 mg木質(zhì)素。

3.4 4種不同來源木質(zhì)素的抗氧化活性（DPPH自由基清除能力、還原能力）和生物活性與其總酚羥基含量呈正相關(guān)關(guān)系。其中，玉米秸稈纖維素乙醇殘渣木質(zhì)素的總酚羥基含量最高，抗氧化活性和生物活性也最優(yōu)，當木質(zhì)素濃度為3.2 mg/mL時，小鼠成骨細胞活力可達710%。

圖8 4種不同來源木質(zhì)素濃度對小鼠成骨細胞活力的影響