一種制備秸稈活性酚酸的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備秸稈活性酚酸的方法，包括如下步驟：(1)將秸稈與離子液體混合、加熱、攪拌，使秸稈溶解于離子液體中；(2)過濾得上清液和下層固體物質(zhì)，其中，上清液加水稀釋，下層固體物質(zhì)用水洗滌得到洗滌液，合并該上清液和洗滌液；(3)利用樹脂吸附所述上清液和洗滌液中的酚酸，然后減壓蒸餾、冷凍干燥獲得秸稈活性酚酸。利用離子液體作處理劑和催化劑，高選擇性、高收率地將秸稈中的木質(zhì)素成分轉化生成酚酸類活性物質(zhì)；同時，使用過的離子液體經(jīng)純化后可循環(huán)利用，綠色環(huán)保；另外，本發(fā)明主要利用秸稈廢棄物制備活性酚酸，變廢為寶，是一類具有應用潛力的生產(chǎn)方法。
【專利說明】一種制備秸稈活性酚酸的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于生物化工領域，具體涉及一種制備秸桿活性酚酸的方法。
【背景技術】
[0002]酚類化合物是帶有酚羥基的一類化合物的統(tǒng)稱，由于常常帶有多個酚羥基，也常被成為多酚類物質(zhì)。酚類化合物主要包括酚酸，黃酮類化合物以及其他非黃酮的酚類物質(zhì)。經(jīng)研究表示，有些具有抗氧化活性的生物活性化合物有益于人類的身體健康。在這些生物活性化合物中，已被鑒定出的有酚類衍生物。在許多飲料中都會含有這些化合物，如葡萄酒、茶、咖啡等等。酚類衍生物是含有酚的化合物，這是化合物龐大的復合家族。由于其羥基取代的高反應性和其吞噬自由基的能力，這些化合物都具有抗氧化活性的潛力。人們目前把這些化合物分為兩類:類黃酮化合物和非類黃酮化合物。類黃酮化合物組成低分子量的多酚基。它們可再分為黃酮、黃酮醇和黃烷酮。類黃酮化合物具有多種生物作用，由于其螯合的特性，已被證實具有抗炎癥、抗變態(tài)反應、抗病毒和抗癌癥特性。
[0003]酚類化合物存在于植物中。其中葡萄中的酚類化合物最先得到關注，許多葡萄種植者早就開始利用酚類成分評定各種葡萄酒的制作方法和對成品質(zhì)量的影響。這些酚類物質(zhì)被看做是重要的抗氧化物的來源。研究表明:人體對維生素和其他抗氧化物吸收的增大可促進人體抗自由基侵蝕的氧化保護。人體存在著各種各樣的可在血管中循環(huán)并具有生物作用的脂肪運載蛋白質(zhì)或脂蛋白，由于自由基和其結構改變的氧化結果，低密度脂蛋白
(101)與心臟病有直接關系。低密度脂蛋白(101)沉積在血管的纖維壁上并引起血液的其他成分聚集，就造成了血流量受限和導致心臟病的發(fā)生。而飲料中的抗氧化成分可減少脂類氧化和形成抗心臟病的保護。經(jīng)研究:紅葡萄酒中所含的酚類化合物具有高于維生素2的抗氧化的保護潛力，并可以有效地減少由于動脈變狹窄而引發(fā)的梗塞等疾病。此外，酚類化合物同樣可防止血小板凝塊的形成；不同類型的酚類衍生物對血小板起到不同的作用。酚類化合物同樣可以抑制白血病細胞的生長，其抗增生的功效相當于甚至大于傳統(tǒng)抗癌因素。
[0004]酚酸類化合物廣泛存在于植物中。葡萄籽、石榴籽、核桃仁種皮、黑麥等植物材料中。這些酚類物質(zhì)被看做是重要的抗氧化物的來源。目前，已有很多關于多酚酸類物質(zhì)的提取分析和提取工藝優(yōu)化的報道。這些報道當中，提取方法一般都使用液體抽提法，并且結合超聲波進行提取效果最佳。提取時使用的提取溶劑主要有:無水乙醇，乙醇水溶液，甲醇，正丁醇，丙酮等。對于提取物的純化，一般使用萃取法，柱層析法以及高效液相色譜法等。但是這些植物材料中酚酸含量極低。一般來說，每公斤植物材料中提取得到的酚酸含量為3-10呢。目前還沒有用秸桿轉化制備酚酸類活性物質(zhì)的報道。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是提供一種簡單高效的制備秸桿活性酚酸的方法。
[0006]技術方案:本發(fā)明所述制備秸桿活性酚酸的方法，包括如下步驟:
[0007](1)將秸桿與離子液體混合、加熱、攪拌，使秸桿溶解于離子液體中；
[0008](2)溶解了秸桿的離子液體過濾得上清液和下層固體物質(zhì)，其中，上清液加水稀釋，下層固體物質(zhì)用水洗滌得到洗滌液，同時合并該上清液和洗滌液；
[0009](3)利用樹脂吸附所述上清液和洗滌液中的酚酸，然后減壓蒸餾、冷凍干燥獲得秸桿活性酚酸。
[0010]其中，在步驟⑴中，所用的稻桿為玉米稻桿、小麥稻桿或水稻稻桿。稻桿與尚子液體的重量比為1:4-100。
[0011]離子液體為[￡111]郵?]、[￡1頂]八。、[冊頂]八。、[皿1〕八。、[八酬?:1、
[1111]師?]、
[1111]郵?]、[￡111]師?]、[8111101,
[0111]郵?]或[8,^] ，上述離子液體可以組合使用。
[0012]加熱的溫度在1501以上，加熱的方式為油浴加熱、超聲波輔助加熱或者微波加熱。其中，油浴加熱的時間為0.1-0.51??；所述超聲波輔助加熱的處理功率為5(^-60(^,處理時間在100111以上；所述微波加熱的處理功率為50(^-200(^,處理時間208-10111111。
[0013]步驟(3)中，所述樹脂為可吸附酚類的樹脂；同時，在吸附過程中，使用乙醇作洗脫液。
[0014]反應機理:離子液體在高溫加熱或微波、超聲波的強化作用下可以將秸桿中木質(zhì)素發(fā)生降解，在少量水或離子的存在下，降解的同時將木質(zhì)素碎片轉化成酚酸活性物質(zhì)。
[0015]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點為:利用離子液體作處理劑和催化劑，高選擇性、高收率地將秸桿中的木質(zhì)素成分轉化生成酚酸類活性物質(zhì)；同時，使用過的離子液體經(jīng)純化后可循環(huán)利用，綠色環(huán)保；另外，本發(fā)明主要利用秸桿廢棄物制備活性酚酸，變廢為寶，是一類具有應用潛力的生產(chǎn)方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明制得酚酸的圖。
【具體實施方式】
[0017]實施例1
[0018]取水稻秸桿如加入離子液體[8111=(:1 (20^)中，其中，離子液體為溶劑和催化劑；對其進行油浴加熱，溫度為1701，加熱時間為0.3匕攪拌，使得水稻秸桿溶解于上述離子液體中；過濾得上清液和下層的未溶解的秸桿等固體物質(zhì)，由于上清液液體粘稠，最好需要加水稀釋，而固體物質(zhì)用水洗滌得到洗滌液，并且合并稀釋過的上清液和洗滌液。將上清液和洗滌液采用八8-8大孔吸附樹脂裝柱以及40%乙醇溶液洗脫，減壓蒸餾、-401條件下冷凍干燥獲得活性酚酸，采用？011=仏I！試劑比色法測定總酚酸含量，用沒食子酸作為標準品，可以測定酚酸的含量。通過計算，酚酸轉化率為19.65^/8水稻秸桿。
[0019]實施例2
[0020]方法步驟與實施例基本相同，不同之處為:取小麥秸桿加入離子液體
[8111] (78^)中，對其進行超聲波輔助加熱，功率為30(^,處理時間為200111。采用酚酸吸附樹脂
X八0 7?。?？吸附，去離子水洗脫，獲得洗脫液，采用111法測得酚酸轉化率為30.151^4小麥稻桿。
[0021]經(jīng)研究分析:該實施例中酚酸產(chǎn)量高，這主要是由于在上述方法步驟的實施下，小麥秸桿木質(zhì)素中的酚酸很容易降解。
[0022]實施例3
[0023]方法步驟與實施例基本相同，不同之處為:取玉米秸桿18加入離子液體
[0111][0^] (20^)中，利用微波加熱，微波功率為800^反應時間20111。采用酚酸吸附樹脂X八07?。。课?，去離子水洗脫，獲得洗脫液，采用？01111法測得酚酸轉化率轉化率為28.121^/邑玉米秸桿。
[0024]實施例4
[0025]方法步驟與實施例基本相同，不同之處為:取玉米秸桿18加入離子液體[剛頂][01^] (100^)中，利用微波加熱，微波功率60(^,微波反應時間10-11,反應溫度1501。采用酚酸吸附樹脂X八0 7?。?？吸附，去離子水洗脫，獲得洗脫液，采用法測得酚酸轉化率為26.玉米稻桿。
[0026]實施例5酚酸質(zhì)譜檢測
[0027]對實施例1獲得的酚酸進行檢測:采用八111111以色譜柱，色譜柱溫度保持在401，檢測器為紫外檢測器，流動相為含有0.0051硫酸的甲醇-水(甲醇:水=7 ；3〉，流速:0.圖1中三種線型用箭頭標出，經(jīng)過質(zhì)譜檢測檢出三種主要酚酸:對羥基苯甲酸、香草酸和阿魏酸。
【權利要求】
1.一種制備秸桿活性酚酸的方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將秸桿與離子液體混合、加熱、攪拌，使秸桿溶解于離子液體中； (2)將溶解了秸桿的離子液體過濾得上清液和下層固體物質(zhì)，其中，上清液加水稀釋，下層固體物質(zhì)用水洗滌得到洗滌液，合并該上清液和洗滌液； (3)利用樹脂吸附所述上清液和洗滌液中的酚酸，然后減壓蒸餾、冷凍干燥獲得秸桿活性酚酸。
2.根據(jù)權利要求1所述制備秸桿活性酚酸的方法，其特征在于:步驟(I)中，所述秸桿為玉米稻桿、小麥稻桿或水稻稻桿。
3.根據(jù)權利要求1所述制備秸桿活性酚酸的方法，其特征在于:步驟(I)中，所述離子液體為[EMIM] [DEP]、[EMM]Ac、_M]Ac、[AMIM]Ac, [AMIM]C1、[MMM] [DMP]、[MMIM][DEP]、[EMIM][DMP]、[BMIM]C1, [DMIM][DEP]或[BmpyM]Cl。
4.根據(jù)權利要求1所述制備秸桿活性酚酸的方法，其特征在于:步驟(3)中，所述樹脂為可吸附酚類的樹脂。
5.根據(jù)權利要求1所述制備秸桿活性酚酸的方法，其特征在于:步驟(I)中，所述加熱的溫度在150°C以上，加熱的方式為油浴加熱、超聲波輔助加熱或者微波加熱。
6.根據(jù)權利要求5所述制備秸桿活性酚酸的方法，其特征在于:所述油浴加熱的時間為0.1-0.5h ;所述超聲波輔助加熱的處理功率為50w-600w，處理時間在1min以上；所述微波加熱的處理功率為500w-2000w，處理時間20s-10min。
7.根據(jù)權利要求1所述制備秸桿活性酚酸的方法，其特征在于:步驟(I)中，所述秸桿與尚子液體的重量比為1:4_100。
8.根據(jù)權利要求1所述制備秸桿活性酚酸的方法，其特征在于:步驟(3)中，利用樹脂吸附酚酸的過程中，使用乙醇作洗脫液。
【文檔編號】C07C59/64GK104387266SQ201410752308
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權日:2014年12月10日
【發(fā)明者】李強, 屠潔, 王金正, 季更生, 李天程, 張大釗, 朱珣之, 萬富 申請人:江蘇科技大學