一种提高木质素抗氧化性的方法及其应用
本发明涉及木质素，尤其涉及一种提高木质素抗氧化性的方法及其应用。
背景技术：
1、木质素是一种天然多酚聚合物，具有可生物降解、储量丰富、成本低廉等优点，但木质素分子结构的不均一性和复杂性制约了其高值化利用，为了有效利用木质素，必须保证其纯度和均匀性。研究结果表明，高含量的酚羟基是木质素达到较高抗氧化效果的关键，较多的酚羟基和酚甲氧基，较少的脂肪族羟基(羟基、羰基和酯基)使得木质素的抗氧化活性得到提高。可见，官能团是影响木质素抗氧化活性的重要因素，而官能团的数量和比例取决于木质素的来源和提取过程。因此，提供一种使抗氧化活性提高的木质素的提取方法，对木质素的高值化利用具有重要意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种提高木质素抗氧化性的方法及其应用，为木质素在抗氧化剂方面的开发和应用提供依据和参考。
2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
3、本发明提供了一种提高木质素抗氧化性的方法，使用酸碱预处理方法从玉米秸秆中获得木质素，并进一步对获得的木质素进行梯度酸析沉淀，得到抗氧化性提高的木质素。
4、优选的，所述酸碱预处理的方法为：将玉米秸秆与h2so4稀溶液混合后处理，固液分离，取固体部分，得到酸水解玉米秸秆；将酸水解玉米秸秆与naoh稀溶液混合后处理，固液分离，取液体部分，得木质素。
5、优选的，所述玉米秸秆与h2so4稀溶液混合时的质量体积比为80～120g：800～1200ml；所述h2so4稀溶液的浓度为0.8～1.2wt％；所述处理的温度为100～140℃，时间为20～40min。
6、优选的，所述酸水解玉米秸秆与naoh稀溶液混合时的质量体积比为80～120g：800～1200ml；所述naoh稀溶液的浓度为0.8～1.2wt％；所述处理的温度为100～140℃，时间为40～80min。
7、优选的，梯度酸析沉淀时使用的酸为hcl；梯度酸析沉淀逐步在ph为5.0～5.6、4.2～4.8和1.8～2.2条件下进行。
8、本发明提供了一种按照所述方法制备得到的抗氧化性提高的木质素，所述抗氧化性提高的木质素的平均分子量为1214g/mol。
9、本发明还提供了一种包括所述木质素的产品，所述产品中木质素的浓度为300～550mg/ml。
10、本发明还提供了一种所述的木质素或所述的产品在制备抗氧化、抗衰老和抗应激产品中的应用。
11、优选的，所述抗氧化为dpph自由基清除能力、超氧阴离子自由基清除能力和总还原能力中的任意一种或几种。
12、优选的，所述抗衰老和抗应激的途径为降低ros水平、提高抗氧化酶酶活、提高抗衰老和抗氧化应激基因skn-1、daf-16和sod-3表达水平中的任意一种或几种。。
13、优选的，所述抗衰老和抗应激的途径为降低ros水平、提高抗氧化酶酶活、提高抗衰老基因skn-1、daf-16和sod-3表达水平中的任意一种或几种。
14、本发明提供了一种提高木质素抗氧化性的方法，通过酸碱组合预处理从玉米秸秆中提取木质素，并利用梯度酸析沉淀得到了抗氧化性提高的木质素(f3)。抗氧化性提高的木质素(f3)具有良好的抗氧化性，在500mg/l浓度下几乎达到100％的超氧阴离子自由基清除率。
15、本发明还通过自然衰老线虫模型发现了木质素能够通过发挥体内抗氧化作用延长线虫寿命，f3在500mg/l浓度下具有显著的抗衰老效果，f3级分提高了线虫的身体弯曲频率，延缓衰老造成的运动能力下降，同时增加线虫的体长体宽；提高了抗氧化酶cat、sod的酶活，降低mda浓度，降低了脂褐素和ros在线虫体内的积累水平；显著上调了线虫daf-16、sod-3基因的表达水平，揭示了饲喂木质素可能通过调控iis途径关键基因的表达提高了线虫体内的抗氧化能力，进而延缓了线虫的衰老。
16、本发明进一步通过建立成年线虫的氧化应激模型发现，木质素在抵抗氧化应激、降低氧化损伤方面具有显著效果，其抗氧化应激能力可能受到关键基因skn-1和daf-16的共同调控，其中分级木质素f3的效果最为显著。
技术特征：
1.一种提高木质素抗氧化性的方法，其特征在于，使用酸碱预处理方法从玉米秸秆中获得木质素，并进一步对获得的木质素进行梯度酸析沉淀，得到抗氧化性提高的木质素。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸碱预处理的方法为：将玉米秸秆与h2so4稀溶液混合后处理，固液分离，取固体部分，得到酸水解玉米秸秆；将酸水解玉米秸秆与naoh稀溶液混合后处理，固液分离，取液体部分，得木质素。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述玉米秸秆与h2so4稀溶液混合时的质量体积比为80～120g：800～1200ml；所述h2so4稀溶液的浓度为0.8～1.2wt％；所述处理的温度为100～140℃，时间为20～40min。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述酸水解玉米秸秆与naoh稀溶液混合时的质量体积比为80～120g：800～1200ml；所述naoh稀溶液的浓度为0.8～1.2wt％；所述处理的温度为100～140℃，时间为40～80min。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，梯度酸析沉淀时使用的酸为hcl；梯度酸析沉淀逐步在ph为5.0～5.6、4.2～4.8和1.8～2.2条件下进行。
6.一种按照权利要求1～5任一项所述方法制备得到的抗氧化性提高的木质素，其特征在于，所述抗氧化性提高的木质素的平均分子量为1214g/mol。
7.一种包括权利要求6所述木质素的产品，其特征在于，所述产品中木质素的浓度为300～550mg/ml。
8.一种权利要求6所述的木质素或权利要求7所述的产品在制备抗氧化、抗衰老和抗应激产品中的应用。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述抗氧化为dpph自由基清除能力、超氧阴离子自由基清除能力和总还原能力中的任意一种或几种。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述抗衰老和抗应激的途径为降低ros水平、提高抗氧化酶酶活、提高抗衰老和抗氧化应激基因skn-1、daf-16和sod-3表达水平中的任意一种或几种。
技术总结
本发明提供了一种提高木质素抗氧化性的方法及其应用，属于木质素技术领域。本发明使用酸碱预处理方法从玉米秸秆中获得木质素，进一步对获得的木质素进行梯度酸析沉淀，得到的木质素(F3)具有良好的抗氧化性，在500mg/L浓度下几乎达到100％的超氧阴离子自由基清除率。本发明获得的F3具有维持线虫体内氧化还原稳态、延缓衰老的能力，对线虫起保护作用。分子生物学实验进一步探索了木质素的体内抗氧化作用通过IIS(Insulin/IGF‑1signaling)信号通路介导，并且需要daf‑16、skn‑1、sod‑3基因的参与。
技术研发人员：赵志敏,巩志群
受保护的技术使用者：内蒙古大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23