果蔬中木质素提取及其生物活性应用研究进展
[27]姜松,何莹,赵杰文.水果黄瓜在贮藏过程中力学品质变化的研究[J].食品科学,2007,28(2):322-326[28]张谦益,吴洪华,王香林,等.穿刺试验测试梨果肉质地的研究[J].农产品加工(学刊),2006(4):22-24[29]杨静,祝彪,何勇,等.西瓜果实力学特性与品质分析[J].浙江农业学报,2017,29(9):1581-1588[30]Brookfield P L,Nicoll S,Gunson F A,et al.Sensory evaluation by small postharvest teams and the relationship with instrumental mea-surements of apple texture[J].Postharvest Biology&Technology, 2011,59(2):179-186[31]冯慧敏,郭玉明,武新慧.基于穿刺试验苹果力学性质的研究[J].农机化研究,2016(1):188-191[32]孙锐,孙蕾,马金辉,等.各品种不同成熟度无花果质构特性分析[J].食品与机械,2017,33(2):22-25[33]梁静,孙锐,孙蕾,等.不同品种果桑穿刺试验质构特性分析[J].山东林业科技,2017,47(5):26-30[34]赵登超,贾明,唐贵敏,等.质构穿刺检测石榴籽粒质地品质[J].热带作物学报,2016,37(7):1419-1423[35]Jaiswal A K,Gupta S,Abughannam N.Kinetic evaluation of colour, texture,polyphenols and antioxidant capacity of Irish York cabbage after blanching treatment[J].Food Chemistry,2012,131(1):63-72 [36]张谦益,吴洪华.梨果实蠕变基本流变特性研究[J].现代食品科技,2006,22(4):46-48[37]郭文斌.马铃薯压缩、应力松弛特性与淀粉含量相关性的研究[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2009[38]王海鸥,胡志超,谢焕雄,等.猕猴桃压缩-应力松弛的试验[J].农机化研究,2006(5):144-146[39]王海鸥,陈守江,扶庆权,等.苹果加载-卸载的试验研究[J].南京晓庄学院学报,2015(6):37-40收稿日期：2018-08-11食品研究与开发F ood Research And Development圆园19年3月第40卷第5期DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2019.05.039果蔬中木质素提取及其生物活性应用研究进展纪秀凤，吕长鑫*，王新明，巴俊文，于泳渤，励建荣*（渤海大学食品科学与工程学院，辽宁省食品安全重点实验室，生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心，辽宁锦州121013）摘要：木质素作为一类具有众多生物活性的天然多酚类化合物，广泛存在于植物细胞中，果蔬中的小分子量木质素作为一种绿色、安全、健康的活性物质具有广阔的应用前景和开发价值。
参考近年来国内外对木质素的大量研究，主要对果蔬中木质素的提取方法、结构表征、生物活性及应用等方面进行阐述，分析木质素研究现状及存在的问题，并结合实际展望木质素的未来发展趋势。
关键词：果蔬；木质素；提取；生物活性；应用Extraction and Biological Activity Application Research Progress of Fruits and Vegetables Lignins JI Xiu-feng，LÜChang-xin*，WANG Xin-ming，BA Jun-wen，YU Yong-bo，LI Jian-rong*（1.College of Food Science and Technology，Bohai University，Food Safety Key Lab of Liaoning Province，National&Local Joint Engineering Research Center of Storage，Processing and Safety Control Technology for Fresh Agricultural and Aquatic Products，Jinzhou121013，Liaoning，China）Abstract：Lignin，as a kind of natural polyphenol compounds with many biological activities，is widely found in plant cells，which has a wide range of application prospect and development value because they are regarded as the green，safe and healthy bioactive substances.Reference to a large number of researches of lignins in China and aboard，the studies of the extraction methods，structural characterization，bioactivities，and基金项目：国家重点研发计划专项（2017YFD0400704）；辽宁省高等学校产业技术研究院重大项目（000041803）作者简介：纪秀凤（1992—），女（汉），硕士，研究方向：农产品加工及贮藏研究。
*通信作者：吕长鑫（1965—），男，教授，硕士生导师，主要从事果蔬贮藏加工与食品资源开发研究；励建荣（1964—），男，教授，硕士生导师，主要从事生鲜食品（水产品和果蔬）贮藏加工及质量安全方面的研究。
专题论述213果蔬是人们饮食中必不可少的食物，富含人体所必需的维生素、无机盐、生物酶和纤维等物质，调节饮食口味的同时，促进了人体健康。
木质素广泛存在于果蔬细胞壁中，是一类由苯丙烷类或其衍生物结构单元构成的芳香类化合物，其结构包含酚羟基、羰基及甲氧基等多种活性基团[1-3]。
构成木质素的主要单体为对羟苯基丙烷（p-hydroxyphenyl propane ，H ）、紫丁香基丙烷（syringyl ，S ）和愈创木基丙烷（guaiacyl ，G ），其前体分别为香豆醇、芥子醇和松柏醇，这些单体由醚键和碳碳键随机耦合形成木质素分子骨架，如β-O-4、β-O-4′、β-β′、β-5′和5-5′等化学键[4-5]。
G 型木质素仅由G 单元构成，SG 型木质素由S 和G 单位构成，而HSG型木质素则由3种以上的单体构成[2]。
木质素的来源及提取方式不同，其结构及性质差异性较大，生物活性也不尽相同，因此，针对木质素的提取方法和结构表征进行分析，可有效提高木质素生物利用率。
木质素约占果蔬本身质量的15%~20%，具有硬化植物细胞、抗菌、抗氧化和抗紫外线等功能[4]。
果蔬加工成果蔬汁、果蔬酒及果蔬酱等产品后，产生的废弃物中含大量木质素，如山竹皮、橘皮及石榴皮等果皮；葡萄籽、沙棘籽、树莓籽、莲籽及番茄籽等果蔬籽；大豆渣和木糖渣等果蔬渣等。
果蔬加工产生的废弃物中木质素含量丰富，但多被直接丢弃或烧毁，造成资源浪费及环境污染。
目前，部分木质素应用于建材、石油、农业及轻工业等领域，如制作黏合剂、表面活性剂、炭纤维和活性碳等，木质素产生的经济效益较低，且产生大量废液、废渣和废气，污染环境[6-8]。
果蔬木质素中含有大量活性基团，摄入体内后，可对人体健康和疾病的防治发挥重要作用，是一种安全、绿色、健康的天然活性物质，将其进行提取分离和结构表征，并应用于食品、保健和医药等领域，即避免了资源浪费，又提高了果蔬废弃物附加值，具有广阔开发应用前景。
因此，本文详细综述近年来果蔬中木质素的提取纯化技术、生物功能活性及其应用，并分析果蔬中木质素在加工应用中存在的问题及发展趋势，旨在为果蔬中木质素的应用及发展提供理论依据。
1果蔬木质素提取及结构表征1.1果蔬木质素提取果蔬木质素的提取是保证其应用的基础，不同提取方法影响木质素结构，进而影响其活性，故对木质素提取方式进行探索研究，在食品、医药及化妆品等领域应用具有重要意义。
果蔬中木质素提取主要有无机和有机溶剂两种方法，此外，还可采用酶解法、超声波萃取法、微波加热萃取法、超临界萃取法等辅助方法对果蔬中木质素进行提取，其主要目的是促使植物细胞壁的破碎，加速木质素溶出。
无机溶剂提取法主要包括酸法和碱法[9]，如利用硫酸、硫酸钠及氢氧化钠等溶液进行提取。
孙文鹏等[10]将水葫芦干燥、研磨、过筛后，置于料液比1∶20（mg/mL ）的氢氧化钠溶液中加热提取4h 过滤取沉淀，冷冻干燥即得到碱木质素；庞庭才等[11]通过碱法提取银杏果壳中木质素，在氢氧化钾浓度0.5mol/L 、温度60℃、料液比1∶65（g/mL ）、提取时间2h 条件下，木质素提取率达10.78%，各影响因素中碱液浓度影响最大；张保平等[12]采用72%硫酸对稻草中的木质素提取2h 后，木质素产率达9.23%。
有机溶剂提取法主要以乙醇、乙酸、丙酮和乙烷等为溶剂提取果蔬中木质素。
如龚卫华等[13]以醋酸溶液为提取液，在油浴条件下浸提，并经真空抽滤、滤液减压浓缩、冷冻干燥后制得笋壳醋酸木质素。
张朝波等[14]通过蒸馏法去除南五味子中的挥发性油和水溶性杂质，再利用高浓度乙醇提取，粗提液经大孔树脂柱和氧化铝柱进行纯化，最终得到总木质素含量为81.08%的木质素提取物；Xie 等[15]以二氧杂环乙烷为溶剂，在100℃下反应12h ，滤渣重复提取2次，滤液经真空旋转蒸发浓缩后，在氯仿作用下浸出，最后经乙醚沉淀得到芭蕉芋渣木质素。
此外，Li 等[16]以有机酸为提取溶剂，微波加热为辅助手段，109℃下萃取60min ，竹材木质application of lignins are reviewed ，the existing problems of its application was analyzed ，and the future devel -opment trend of further application of lignins on the food industry was also discussed .Key words ：fruits and vegetables ；lignins ；extraction ；biological activity ；purification引文格式：纪秀凤，吕长鑫，王新明，等.果蔬中木质素提取及其生物活性应用研究进展[J].食品研究与开发，2019，40（5）：213-219JI Xiufeng ，L ÜChangxin ，WANG Xinming ，et al.Extraction and Biological Activity Application Research Progress of Fruits and Vegetables Lignins[J].Food Research and Development ，2019，40（5）：213-219专题论述纪秀凤，等：果蔬中木质素提取及其生物活性应用研究进展214素提取率为17.98%；李维英[17]在无机盐氯化镁催化作用下，以乙醇为提取溶剂，并通过微波加热的手段提高蔗渣木质素提取率，其提取率可达68.06%，相比水浴加热，提取率提高了20%~30%；唐婷范等[18]等以氢氧化钠为提取剂，超声波辅助提取蒜头果壳及枝干木质素，超声功率为600W，超声时间为60min，壳及枝提取率分别为45.21%和63.78%。
植物增加木质素生成及其在生物质利用及养殖业中的应用
植物增加木质素生成及其在生物质利用及养殖业中的应用随着人们对可再生能源和可持续生产的需求日益增长，利用生物质成为替代化石燃料和化学物质的重要途径。
生物质利用的关键在于提高生物质的转化效率和降低生产成本。
而木质素，是一种主要组成木质细胞的复杂有机化合物，具有很高的化学稳定性和难降解性，是生物质转化过程中的关键因素之一。
因此，提高木质素生成是生物质利用和生产的重要研究方向，也是养殖业发展的关键所在。
一、植物生长与木质素生成植物木质素含量与生长环境、生长阶段有极大关系。
木质素的主要合成途径为酚氧化聚合及酚异构化。
酚氧化聚合途径主要由具有导向聚合作用的过氧化物酶（peroxidase）及方向选择作用的酚氧化酶（laccase）介导，它们都需要辅助因子如小分子物质及膜泡等在细胞内无机物质间的传递。
而过量的小分子物质及辅助因子则可以抑制木质素降解酶活性，从而增加木质素的含量。
研究表明，植物生长和发育过程中的激素、环境压力和养分供应都能够影响木质素的生成。
例如，植物生长激素Indole-3-acetic acid（IAA）可增加木质素的含量和平均聚合度；缺氮胁迫可以使植物根部增加木质素含量，而过量氮素则会抑制木质素的生成；水分胁迫也能提高木质素的含量，而盐分胁迫则会降低木质素的生成。
因此，通过调控植物生长条件和生长环境等方式，可以有效提高木质素的含量。
二、生物质利用中的木质素应用木质素在生物质利用中具有重要的应用价值，主要体现在以下方面：1. 离子交换剂的制备木质素具有一定的离子交换能力，可用于制备高效离子交换剂。
研究表明，提高木质素的纯度和水解度可以增加其离子交换能力。
因此，在生物质中提高木质素的含量和纯度是制备高效离子交换剂的关键前提。
2. 催化剂的载体由于其高化学稳定性和导电性，木质素被广泛用作催化剂的载体。
高温重整和甲酸制取等反应均能在木质素的存在下进行，而不使其失去活性。
因此，木质素可以用于制备高效的催化剂，提高生物质转化效率。
《木质素分级促进生物转化过程及机制研究》范文
《木质素分级促进生物转化过程及机制研究》篇一一、引言木质素是植物细胞壁的重要组成部分，是一种具有三维网络结构的芳香族聚合物。
近年来，随着生物质能源的日益重要，木质素的生物转化成为了研究的热点。
然而，由于木质素结构的复杂性和不溶性，其转化效率受到了一定的限制。
为了提高木质素的生物转化效率和价值，本篇论文主要探讨了木质素分级对生物转化过程的影响及其机制。
二、文献综述（一）木质素的结构与性质木质素主要由苯丙烷单元组成，具有三维网络结构，是植物细胞壁的主要成分之一。
由于其复杂的芳香族结构，使得木质素在生物转化过程中存在较大的挑战。
（二）木质素分级技术木质素分级技术是通过物理、化学或生物方法将木质素进行分离和分级，以获得不同分子量、官能团分布和结构的木质素组分。
这种方法可以有效地改善木质素的溶解性和反应活性，提高其生物转化的效率。
（三）生物转化的应用目前，木质素的生物转化主要应用于生物燃料、化学品和生物基材料等领域。
通过对木质素进行分级和优化，可以获得更高效、更环保的生物转化过程。
三、研究内容（一）实验材料与方法本实验采用不同的木质素原料，通过分级技术将其分为不同组分。
然后，利用酶解、发酵等生物转化方法对各组分进行转化，并分析其转化产物和效果。
（二）实验结果与分析1. 木质素分级结果通过不同的分级方法，我们成功地将木质素分为低分子量组分和高分子量组分。
其中，低分子量组分具有较高的反应活性和溶解性，而高分子量组分则具有较好的结构和稳定性。
2. 生物转化过程及产物分析在酶解和发酵过程中，低分子量组分的转化效率明显高于高分子量组分。
通过对产物的分析，我们发现低分子量组分在生物转化过程中更容易被微生物利用，产生更多的有价值产物。
（三）实验结论本实验结果表明，木质素分级可以有效地改善其生物转化的效率和效果。
低分子量组分由于具有较高的反应活性和溶解性，更利于生物转化过程，而高分子量组分则可能具有潜在的应用价值。
因此，在未来的研究中，可以通过优化分级方法和生物转化条件，进一步提高木质素的生物转化效率和价值。
木质素生物降解及其应用研究进展 1
第23卷 第1期中 南 林 学 院 学 报V o l.23 N o.1 2003年2月JOU RNAL O F CEN TRAL SOU TH FOR ESTR Y UN I V ER S IT Y Feb.2003 Ξ[文章编号]1000-2502(2003)01-0079-07木质素生物降解及其应用研究进展陈立祥1,章怀云2(1.湖南农业大学动物科技学院,湖南长沙410128;2.中南林学院,湖南株洲412006)[摘 要] 木质素生物降解可广泛应用于造纸工业、环境保护、饲料工业、酒精发酵以及生物肥料等领域.综述了木质素及木质素降解酶系的分子结构、木质素降解的机理、降解木质素的微生物种类、木质素降解酶类的分子生物学特征等方面的研究进展以及木质素降解在生产中的应用情况.[关键词] 生物科学;生物工程;木质素;生物降解;造纸工业;环境保护;综述[中图分类号] Q55;TQ351.01+3 [文献标识码] ARecen t Research Advances on the L ign i nB iodegrada tion and Appl ica tion sCH EN L i2x iang1,ZHAN G H uai2yun2(1.Co llege of A ni m al Science and T echno logy of H unan A griculture U niversity,Changsha410128,H unan,Ch ina;2.Central South Fo restry U niversity,Zhuzhou412006,H unan,Ch ina)Abstract:T h is review introduces our recent research p rogress of lignin bi odegradati on and its app licati ons.It analyzes and illustrates the structure of lignin and lignin2degrading enzym es,the mo lecular bi o logy of ligno lytic o rganis m s and the enzym es they create,and the app licati on of lignin2bi odegradati on to paper industry and environm ental p ro tecti on.Key words:eco logical science;eco logical engineering;lignin;bi odegradati on;paper2m ak ing industry;environm ental p ro tecti on;review木质素是植物细胞壁的重要组成部分,约占植物体干质量的20%,在自然界中含量仅次于纤维素.据估测,全球每年可产生约6×1014t木质素,主要以造纸工业废水和农作物废弃秸杆形式存在[1].与纤维素相比,木质素的组成单位、空间结构都要复杂,这种结构的复杂性决定了降解木质素需要多种酶的协同作用.在自然界中能彻底降解木质素的生物种类不多,在降解木质素的微生物中,真菌起主要作用,但其降解速度大都缓慢,这样应用传统的微生物方法来降解木质素就会遇到许多困难.而分子生物学的发展为解决这一问题提供了新的途径,应用DNA重组技术能使木质素降解酶相关基因进行克隆表达,这是该领域近二十年来的一个研究热点[2～4].1 木质素的结构与木质素降解酶1.1 木质素的结构木质素的基本结构是由苯丙烷( C—C—C)通过醚键和碳碳键联结而成的复杂的、无定形的三维空间结构,依苯丙烷的侧链取代基不同,它又可分为松柏醇、芥子醇和对香豆素3种不同形式,其结构式如下:Ξ[收稿日期]2002210212[作者简介]陈立祥(1963-),男,湖南邵阳人,副教授,博士研究生,现从事分子生物学研究.CH OHCHCHOCH 3O H CH OHCHCHOCH 3O H OCH 3 CH OHCH CHOH 松柏醇 香豆素 芥子醇(con ifergl alcoho l ) (coum argl alcoho l ) (sinapyl alcoho l )各基本单元连接的方式主要有Β2O 24,Β25,Β21等,图1为木质素局部结构[5].图1 一段木质素的结构F ig .1 The structure of lign i n不同的植物种类,植物不同的生长阶段,其木质素的含量和成分是不同的,由于重复单元间缺乏规律性和有序性,迄今为止,人们仍没能把整个木质素分子以其完整的状态分离出来,因此,它是天然高聚物中结构最难搞清楚的物质[6].1.2 木质素降解相关酶系木质素的降解酶系是非常复杂的体系,目前对它的研究较多,认为最重要的木质素降解酶有3种:木质素过氧化物酶(L ign in p erox idase L i p )、锰过氧化物酶(M anganese p erox idase M np )和漆酶(L accase ).除此之外,还有芳醇氧化酶(A ryl 2alcoho l ox idase AAO )、乙二醛氧化酶(Gyoxal ox idase GLOX )、葡萄糖氧化酶(Guco se 2l 2ox idase )、酚氧化酶、过氧化氢酶等都参与了木质素的降解或对其降解产生一定的影响.1.2.1 L i p 和M np [4,7,8]L i p 和M np 都是带有糖基的胞外血红素蛋白,又称血红素过氧化物酶(H em e Perox idase ).L iP 是一种糖蛋白,由十条长的蛋白质单链和一条短的单链构成;M nP 也是一种糖蛋白,其分子同样由十条长的蛋白质单链和一条短的单链构成(见图2).08中 南 林 学 院 学 报第23卷L i p 的活性中心由一个血红素基组成,另外还有两个起稳定结构作用的Ca 2+.M np 活性中心基本上与L i p 相同,但还有M n 2+的参与(图3).两者的主要区别是:L iP 的碳端是在血红素基的两个丙酸根之间,而M nP 的碳端却与血红素基分开,另外,M nP 有5个二硫键,而L iP 只有4个二硫键,M nP 的前4个二硫键与L i p 的相同,M nP 的第5个二硫键是在蛋白质的碳端,推测它与M n 2+的活性中心有关.图3 L i p 和M nP 的活性中心结构F ig .3 The active cen tral stractureof L ip and M nP(a )L igninase peroxido se L i p (b )M anganese eroxidase M nP图2 M nP 的分子结构F ig .2 M olecular structure of M np1.2.2 漆酶(EC ,1、10、3.2)漆酶是含铜的多酚氧化酶,分漆树漆酶和真菌漆酶两大类,主要来源于生漆和真菌[9].由于漆酶的含糖量较高,难以得到X -衍射构象图,所以它的三维结构尚不清楚,但已证实,漆酶中的铜离子在催化氧化反应中起决定作用,可以催化芳香环支链C Α2C Β键断裂,并能将酚类氧化成醌[10].1.2.3 其它酶类除L iP 、M nP 和L accase 外,还有葡萄糖氧化酶、乙二醛氧化酶、芳醇氧化酶以及过氧化氢酶等也参与了木质素的降解,但到目前为止,人们还不完全清楚每种酶在木质素降解中的具体作用[11].图4 木质素主要代谢途径F ig .4 M ajor pathways i n lign i n m et abolis m1.3 木质素降解的机理一般认为,L iP 、M nP 、L accase 和H 2O 2产生系统构成降解木质素的主要成分.L iP 氧化非酚型化合物,引起C Α2C Β芳香环断裂,L accase 氧化酚型化合物,M nP 既可氧化酚型结构也可氧化非酚型结构.通过L iP 、M nP 、L accase 以及活性氧的产生系统,引起芳香离子自由基的产生,C Α2C Β键的断裂及C Β氧化,芳香环开裂,单甲氧基芳香物氧化,醌、氢醌的形成,这些产物再经不同的代谢途径代谢形成CO 2[1],其途径如图4所示.2 降解木质素的微生物种类及相关酶的分子生物学特性2.1 降解木质素的微生物种类在自然界中,木质素的完全降解是真菌、细菌及相应微生物群落共同作用的结果,其中真菌起着主导作用.根据木材腐朽类型,降解木质素的真菌——木腐菌(w ood 2ro t fungi )可分为白腐菌、褐腐菌和软腐菌3类.白腐菌(W h ite 2ro t fungi )是一种丝状真菌,它首先降解木质纤维素中的木质素,不产生色素,是最主要的木质素降解真菌.目前,研究得较多的白腐菌有:黄孢原毛平革菌[12]P hanerochete ch ry sosp orium 、烟管菌[13]B erkand era ad usta 、变色栓菌[14]T ham etes versicolor 、糙皮侧耳[15]P leu rotus ostrea tus 、D icho m itus squa lens[16]、Cerip orriop sis subver m isp ora[17]等.这些菌多属于担子菌.褐腐菌b row n 2ro t fungi 亦属于担子菌,但它首先降解木质纤维素中的纤维素,并分泌黄褐色的色素使木材黄褐变,然后再缓慢降解木质素.软腐菌(soft 2ro t18第1期陈立祥等:木质素生物降解及其应用研究进展28中 南 林 学 院 学 报第23卷fungi)多为子囊菌和半知菌,它一般只能分解纤维素,木质素则被完整地保留下来,由于后两者它们分解木质素的能力不强或没有,因此,对其研究报道也较少.除此之外,还有一些以放线菌为主的原核生物,如链霉菌属S trep to m y ces、节杆菌属A rth robaeter、小单孢菌属M icro m onosp ora和诺卡氏菌属N oca rd ia等以及细菌中的厌氧梭菌C lostrid ium、假单孢菌属P seud o m onas、不动杆菌属A cinetobacter和芽孢杆菌属B acillus等也能产生木质素降解酶,但这些原核生物所分泌的木质素降解酶都是胞内酶,这就决定了其在木质素降解菌的研究中处于一个相对次要的地位[6].2.2 木质素降解酶类的分子生物学特征自20世纪80年代人们从黄孢原毛平革菌P.ch ry sosp orium中分离出木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶后[14,18],人们对该菌种做了大量的研究工作,目前该菌种已成为研究木质素生物降解的模式真菌.随着DNA 重组技术的发展和应用,对木质素降解酶类的研究进入了一个新的阶段,目前除P.ch ry sosp orium外,人们已 从几十种微生物中克隆出了木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶的编码基因,并在大肠杆菌[19]、酵母[20、21]等异源生物中得到活性表达.2.2.1 基因组研究发现,在P.Ch ry sosp orium菌丝体细胞中,可以随机分散多个细胞核,担孢子则含有2个等同的核,有性孢子的形成可以是同宗配合或异宗配合,P.Ch ry sosp orium基因组大小估计为4.4×107bp,其中20%～30%是线粒体和核糖体DNA,其担孢子呈现染色体长度多态性[6].通过对已克隆的木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶的同功酶基因进行DNA序列分析发现,木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶同功酶之间有较高的同源性(见表1).表1 L i p和M nP基因序列的相似性Table1 Genes sequence si m ilar ity am ong L ig and M nP过氧化物酶023456789101112131415161718192021P.c.lipA198.880.670.289.887.690.689.596.084.560.259.161.059.756.358.455.655.938.141.338.3 P.c.lipB280.970.290.087.990.989.896.284.560.259.161.059.756.358.455.655.938.341.638.3 P.c.lipC364.476.880.177.677.679.282.656.154.457.456.455.253.053.453.740.442.040.2 P.c.lipD469.570.970.268.468.978.356.459.162.961.659.662.260.360.836.742.137.5 P.c.lip E581.986.884.688.783.959.158.559.057.255.756.554.054.236.439.937.5 P.c.lip F686.588.486.885.759.459.059.658.655.756.056.458.439.943.939.9 P.c.lipG792.889.883.256.958.358.657.253.355.755.155.336.741.337.5 P.c.lipH889.082.657.758.158.156.952.755.754.255.137.541.338.1 P.c.lip I983.959.959.460.860.256.857.655.655.637.841.638.3 P.c.lipJ1066.567.769.670.865.261.559.659.646.646.644.1 p.r.L PG31157.559.459.757.557.753.956.438.143.141.4B.a.L PO-11258.657.256.057.957.356.434.736.336.0T.v.L PG I1386.173.873.466.668.237.939.236.6 T.v.L PG I I1475.172.264.166.338.440.338.4 T.v.V L G I1565.657.558.936.938.337.2 T.v.L PGV I1667.968.537.839.437.0 T.v.PGV1779.243.048.545.8 T.v.M PG I1840.044.443.8 P.c.M nP-11974.169.3 P.c.M nP-12077.3 P.c.M nP-2210P.c L i p(P.c li pA到P.c.L i pJ)为黄孢原毛平革菌木质素过氧化物酶;P.c M np(P.c.M np-1和P.c.M np-2)为黄孢原毛平革菌锰过氧化物酶;T.v.L PG(T.v L PG I和T.v L PG )为变色栓菌木质素过氧化物酶;B.a.L P-1为烟管菌木质素过氧化物酶;P.r.L PG3为射脉菌木质素过氧化物酶.2.2.2 木质素过氧化物酶基因家族[22]现在已知,至少有10个相近的基因家族对P .ch ry sosp orium 木质素过氧化物酶(L i p )进行编码,定名从li pA 至li pJ ,从其它真菌如T ram etes versicolor 、B jerkand era ad usta 和P h lebia ad usta 中也克隆出了几个L iP 同功酶基因.L iP 基因序列是高度保守的,其氨基酸序列有53.0%～98.9%的相似性,每个L iP 基因编码一个成熟蛋白质产物,此蛋白质产物由22～28个氨基酸残基的引导肽所引导的343～345个氨基酸所组成,成熟蛋白质的分子量为36360～36607,表现分子量38000～43000,推测表现分子量中的6%～13%为糖基部分,L i p 编码区G +C 所占比例大约为60%～65%,而非编码区G +C 大约为44%～49%.P .ch ry sosp orium 的L i p 均含有8个或9个内含子,每个大小为49～78bp ,在L i p 基因的5′端非编码区包含一个TA TA 框(-66～-81bp )和一个CAA T 顺序(-107～-228bp )的调节序列.2.2.3 锰过氧化物酶基因家族[23]和L iP 一样,M nP 同功酶也是由多基因编码的,P .Ch ry sosp orium 的M nP I 编码一个含357个氨基酸的成熟蛋白及一个含21个氨基酸的引导肽.M nP I 的内含子为6个,大小在57～72bp 之间;M nP II 的内含子为7个,大小在50～55bp 之间,M np 5′非编码区包括一个TA TA 单元(-81bp )及3个反向CAA T 单元.2.2.4 L accase 基因家族漆酶也是由一个结构相近的基因家族所编码,目前有许多真菌的L accase 基因已经被克隆和测序,经分析发现,在不同真菌的L accase 基因之间DNA 序列的同源性较低[24].2.2.5 外源性表达及调控木质素降解酶基因的转录和翻译情况比较复杂,如P .Ch ry sosp orium 的L iP 基因转录明显受培养基中碳、氮水平的调节,M nP 的产生有赖于M n 2+的浓度,且M n 2+的调节是在转录水平上进行的,漆酶的表达调控在种间有显著的不同.在异源表达上,总的来说表达水平都不是太高.但最近一个构巢曲霉A sp erg illus n id u lan 的漆酶基因在米曲霉A .ory z ae 上重组成功并有较高活性表达,且该菌株已用于商业生产[25],这可为木质素酶类基因工程的应用提供参考.3 木质素降解在生产实际中的应用木质素是人类可再生的纤维资源之一,使木质素转变为有用的物质,变废为宝,这将对我国的造纸工业、环境保护以及可持续发展等均具有深远的意义.3.1 在造纸工业上的应用[26～28]目前,在造纸工业上通常采取硫酸盐法(以氢氧化钠和硫酸钠使醚键断裂)和亚硫酸盐法(通过磺化反应使木质素变成水溶性物质)来除去木质素,使纤维素从木质素的禁锢中释放出来.但这些方法污染大、能耗高、利用率低.利用使木质素降解的真菌或直接利用木质素降解酶使木质素降解可克服传统工艺的缺点.3.1.1 生物制浆由于白腐真菌和木质素降解酶类能选择分解植物纤维原料中的木质素,因此,在化学制浆前先进行生物预处理,可以降低化学药品的用量及能源消耗.美国农业部林产研究所(FPL )将选出的菌种直接接种到新伐木段,让其在运输和储存过程中发挥作用,这样可使前后阶段的机械制浆的能耗降低11%～27%,并且经过预处理木材造出的纸张撕裂和抗张强度性能均优于对照组.尽管用白腐真菌直接接种木片进行预处理呈现出多种效益,但如何缩短生物处理周期是大规模工厂化生产需要解决的问题.3.1.2 生物漂白白腐真菌或木质素降解酶类直接作用于纸浆中残余木素,使之发生降解溶出,从而可提高纸浆的白度.Fn jita 等人将白腐菌Izu -154用于阔叶树木材硫酸浆的漂白预处理5d ,纸张白度提高了20%左右,Kapp 值下降11.6～12.4,同时可减少漂白剂的用量.38第1期陈立祥等:木质素生物降解及其应用研究进展48中 南 林 学 院 学 报第23卷3.1.3 造纸废水处理白腐真菌对制浆造纸工业废水处理的研究,多集中在含氯漂白废水.林鹿等人对草类、蔗渣等的氧化碱抽提、次氯酸盐漂白(CEH)的废水用白腐真菌处理后发现,白腐菌能有效消除废水毒性,降低COD、BOD、AOX 值及色度.但它同样存在处理时间长等工业化生产所面临的问题.3.2 在环境保护方面的应用研究发现,白腐真菌及漆酶对许多化合物如多环芳烃、DD T、酚类、氯代芳香化合物、染料、农药等含有芳香结构的污染物都有较强的降解能力[29].在国外,P.Ch ry sosp ium已成功用于修复有机氯农药污染的土壤,漆酶用于染料工业污水的处理[30],在处理工业污水方面,漆酶及能产生漆酶的真菌已显示出它特有的作用.3.3 在其它方面的应用木质纤维素中木质素的优先降解是制约纤维素利用的关键,利用木质素降解酶处理农作物废弃的秸秆(全球产量约20亿t以上,我国占5亿多t[6]),对于饲料工业、酒精发酵工业以及生物肥料工业等方面都将具有重要意义.4 结束语木质素的生物降解在许多应用领域有着广阔的前景,但由于一些基础研究如木质素的空间结构、每种木质素酶的作用机理以及木质素酶基因结构及其表达调控等尚未完全研究清楚,所以,离实际应用还有一段距离.正因如此,木质素的生物降解也一直是世界性研究热点和难题.相信在不久的将来,随着蛋白质分离、纯化、空间构象测定技术的发展,随着对木质素酶催化机理认识的加深,以及应用分子生物学技术对木质素降解酶相关基因结构、表达调控机理等深入研究,这些问题将会逐一解决.[参 考 文 献][1] 冀珍芳,石淑兰.木质素的微生物降解[J].广西轻工业,2002,15(1):4-5.[2] D aniel Cullen.R ecent advances on the mo lecular genetics of lignino lytic fungi[J].J.of B i o techno 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木质素提取的研究进展
木质素提取的研究进展孟仙;李那【摘要】木质素主要存在于草本植物中，常作为造纸废弃物和农作物副产物被排放，一方面浪费了资源，另一方面还污染了环境。
随着石油资源的枯竭，木质素被发现是一种可再生的非石油资源。
本文详述了木质素的分离提取方法，旨在为木质素的应用研究奠定基础。
【期刊名称】《杭州化工》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P7-10)【关键词】木质素;提取;非石油资源【作者】孟仙;李那【作者单位】天津科技大学材料科学与化学工程学院，天津 300457;天津科技大学材料科学与化学工程学院，天津 300457【正文语种】中文木质素(lignin)是一种天然的多羟基芳香类化合物[1-2]，在木材和草类植物中大量存在，它和纤维素、半纤维素均系植物的主要构成成分，而它在植物中的含量比纤维素稍低[3-4]。
到目前为止，已发现木质素的主要结构有三种：愈创木基化合物、对羟苯基化合物以及紫丁香基化合物。
苯丙烷是其结构单元，因此我们也把木质素叫作苯丙烷类化合物。
木质素是一种三维网状的天然高分子物质，它由一系列苯丙烷类物质所组成，主要含有C、H和O3种元素，有些可能还含有少量的N元素，相对分子质量小到上百大到百万不等。
随着化石能源的日渐枯竭，人们逐渐发现木质素是一种能够提供可再生芳基化合物的非石油资源。
木质素来源广泛，资源丰富，所以其潜在作用被人们高度关注。
随着经济的发展，世界资源日益匮乏，而资源的有限，在一定程度上阻碍了经济的发展，二者之间的矛盾日益突出。
怎样找到可再生的资源成为全世界科学家共同追求的目标。
而木质素作为第二大可再生资源，在地球上的产量仅次于纤维素，正逐渐成为科学家们研究探讨的对象。
以木质素为原料通过溶解裂解过程生产生物质能源及木质素的改性是近年来的研究热点。
但因木质素复杂的化学结构、不均一的分子组成、分离提取的困难性以及木质素的缩合现象等一系列因素，使得木质素至今还没有被人们很好地利用。
梨果实石细胞木质素合成调控机制研究进展
梨果实石细胞木质素合成调控机制研究进展
王红宝;王永博;王晋;李勇;李晓;王迎涛;王亚茹
【期刊名称】《果树学报》
【年(卷),期】2024(41)4
【摘要】石细胞是由木质素沉积形成的厚壁组织细胞,是制约梨果实品质提升的重要因素。
梨果肉石细胞的形成与木质素的生物合成、转移和沉积密切相关。
因此,探究梨果实发育过程中木质素合成调控机制对调节石细胞形成及果实品质改良具有重要意义。
总结近年来与梨果实木质素合成调控机制有关的研究,对转录因子、激素、糖、钙、活性氧、光质及花粉直感等调控因子在梨果实木质素合成中的作用机制进行综述,旨在为梨果实木质素的调控网络深入研究及品质改良提供参考。
【总页数】14页(P750-763)
【作者】王红宝;王永博;王晋;李勇;李晓;王迎涛;王亚茹
【作者单位】河北省农林科学院石家庄果树研究所
【正文语种】中文
【中图分类】S661.2
【相关文献】
1.柑橘果实粒化过程中木质素生物合成与调控研究进展
2.过氧化物酶调控木质素合成研究进展
3.木质素合成途径及其调控梨褐皮性状研究进展
4.激素信号调控果树果实花色苷合成机制研究进展
5.梨石细胞形成的控制因素及对果实质构影响研究进展
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木质素提取及其应用研究进展
掉 ，很 少得 到 有效利 用 【。 ¨
发生高度缩合反应造成的【。 作为后一类分离方法的典型例子是造纸的制
浆过程 。传统的制浆方法有两种 ：一种是碱法制 浆 ，碱法蒸煮中，使用碱液处理植物原料。根据
所用 的碱 料 不 同 ，又 分 为石 灰法 、烧 碱 法 和硫 酸
溶 剂 （ 和 少量 催 化 剂 共 同作 用 下 ） 或 良好 的溶 解性
据介绍 ，利用硫酸盐木质素或直接利用硫 酸 盐法制浆黑液配置的植物生长刺激剂在苗圃中处 理云杉和松树树苗 ，可 以明显提高苗木移植后的 成活率和生长率。制备的含氮硫酸盐木质素羧基 含量低 ，而羟基和氨基含量增加 ，可提高棉花等
制备的氨氮木质素。木质素分子含有活性集团 ， 具有较强的螯合 ｌ能和胶体性能 ，可与土壤中易 生
缺的重金属元素肥料如铁 、铜 、锌等络合 ，故木
质素可作为有机微量元素肥料使用【。 ９ 】
３１ 作 土 壤 改 良剂 ．３ ．
２１ ０ １年第 ３期
新疆４ ． ／ｒ ５．
７
木 质 素提 取 及 其应 用研 究进 展
王 婷
（ 新疆化工设计研 究院，乌鲁木齐 ８ ０ ０ ） ３ ０ ６
摘
要：木质素主要来源于制浆造纸过程 中的黑液，具有潜在 工业价值 ，应 用前 景十分 广阔。本 文
介 绍 了木质 素的提取 方法 以及 木质素在农 林业 、石油化 工、水泥及混凝土工业、高分子材
传统制浆法使用水作为溶剂 ，制浆过程中产 生大量废水， 废水中含有大量的有机物 ，尤其是木 质素 ， 不仅造成环境污染还造成资源的大量浪费。
质素 、乙醇木质素、硫木质素 、酚木质素 、有机
木质素的分离及其综合利用研究进展
木质素的分离及其综合利用研究进展陶鑫;李子江;司传领【摘要】不可再生资源的储量日益减少,可再生资源的开发与综合利用成为人们关注的焦点.木质素作为自然界中唯一可提供芳香环的可再生资源,对其分离并进行综合利用具有巨大的潜在价值.本文主要介绍木质素的分离方法以及不同分离方法所得木质素具有的不同特征.同时,介绍了木质素的综合利用价值.根据近年来取得的成就进行前景展望.【期刊名称】《天津造纸》【年(卷),期】2017(039)003【总页数】4页(P16-19)【关键词】木质素;分离;结构特性;改性;综合利用【作者】陶鑫;李子江;司传领【作者单位】天津市制浆造纸重点实验室,天津科技大学造纸学院,天津300457;天津市制浆造纸重点实验室,天津科技大学造纸学院,天津300457;天津市制浆造纸重点实验室,天津科技大学造纸学院,天津300457【正文语种】中文木质素是自然界中含量仅次于纤维素和甲壳素的第三大可再生资源，主要存在于植物细胞壁中，与半纤维素合称为细胞壁的填充物质[1]。
对植物的生长发育起着至关重要的作用，为植物细胞壁提供机械强度，对植株生长起支撑作用。
我国生物质资源极其丰富，每年经光合作用产生的生物质总量超过40亿t[2]，木质素约占木质纤维素类生物质原料的40%[3]，但超过95%的木质素废弃物，直接随废水排放、填埋或以浓缩焚烧的方式处理，这不仅污染了环境，还造成了资源的巨大浪费[4]。
就制浆造纸工业而言，每年产出5 000万t左右的木质素副产品，但利用率不高，我国还不足10%[5]。
木质素是由3种前驱体物质（对香豆醇、松伯醇和芥子醇）通过酶脱氢聚合及自由基耦合方式形成的具有三度空间网状结构的芳香族高聚物[6]。
有3种结构单元（愈创木基丙烷结构、紫丁香基丙烷结构和对羟苯基丙烷结构），结构单元间的键和方式有C—O—C醚键（占所有键的2/3～3/4）和C—C键（占所有键的1/4～1/3），β-O-4、α-O-4、4-O-5、β-β、β-1、β-5、5-5'等 [7]。
木质素的提取方法及综合利用研究进展
近年来，许多科研人员致力于优化木质素的提取方法。其中，超声波辅助提取 和微波辅助提取因其高效、环保的特性而受到广泛。超声波的空化作用可以加 速木质素与溶剂的混合，从而提高提取效率。而微波则可以通过其热效应使木 质素更容易从木材中释放出来。
除了提取方法，木质素的纯化也是研究的重点。由于木质素在提取过程中常常 与其它物质如纤维素、半纤维素等混合在一பைடு நூலகம்，因此需要进一步纯化以获得高 纯度的木质素。目前，常用的纯化方法包括沉淀法、柱层析、膜分离等。
物理法是通过物理手段如高温、高压或超声波等将木质素从植物细胞壁中分离 出来。物理法的优点是条件温和、对环境友好且提取效率较高，但设备成本较 高。
3、综合利用
木质素的综合利用途径主要包括以下几个方面：
(1)医药领域：木质素具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤等药理作用，可被用于制备 药物。例如，从松树皮中提取的木质素可以用于治疗慢性肾功能衰竭。
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在黑木耳多糖提取完成后，需要进行综合利用。黑木耳多糖具有广泛的生物活 性，可以应用于医药、保健品、化妆品等多个领域。例如，将黑木耳多糖添加 到药品中，可以用来治疗癌症、肝炎等疾病；将黑木耳多糖添加到保健品中， 可以增强人体免疫力、抗氧化能力；将黑木耳多糖添加到化妆品中，可以起到 保湿、抗衰老的作用。
在未来，随着科技的不断进步和研究深入，木质素的提取方法和综合利用将会 取得更大的突破。例如，可以利用人工智能和大数据技术对木质素的性质和功 能进行预测和分析，开发更加高效和环保的提取方法和综合利用技术。同时， 也可以探索木质素在其他领域的应用，如能源领域等。
5、结论
木质素的提取方法和综合利用研究在医药、农药、兽药、化妆品等领域具有广 泛的应用前景。然而仍存在一些挑战，例如不同来源木质素的结构差异和质量 不稳定等问题。为了推动木质素的应用研究和发展，需要进一步深入研究木质 素的性质和功能，开发高效的提取方法和综合利用技术。
木质素综述
木质素的分离提取最新研究进展摘要:综述现有使用酸、碱、超临界、两水相、离子液等手段分离提取木质素的方法，指出现有分离提取技术的发展方向与趋势.讨论了在微波加热条件下以乙二醇水溶液为溶剂，采用高沸醇溶剂法从胡萝卜中提取木质素的方法。
实验结果表明，该方法提取木质素，实现了高效、无污染的效果，具有“节能减排”的意义。
关键词：木质素;胡萝卜；分离提取；高沸醇溶剂法中图分类号：TQ936。
2；文献标识码：AProgress in Studying the Extraction of LigninAbstract：The isolation of lignin by different approaches such as acid,alkali,supercritical extraction,aqueous biphasic system and ionic liquid extraction are reviewed．Lignin was extracted from carrot root by microwave radiators with high boiling solvent（HBS)80%ethylene glycol aqueous solutions as solvent．To achieve efficient，non-polluting effect of the“energy saving emission reduction”of great significance．Keywords：Lignin；Carrot root;Extraction;HBS1 前言木质素是具有酚型结构的天然高分子物质，广泛存在于木本植物、草本植物、维管植物中,是自然界中在数量上仅次于纤维素的第二大天然高分子材料，是工业上唯一能从可再生资源中获取的芳香族化合物。
木质素在建材工业、石油工业、轻工业、农业中都有广泛的应用[1]。
木质素抗氧化活性的构效关系研究及应用进展
木质纤维素（包括纤维素、半纤维素和木质素）是世界上储量最丰富的可再生生物质资源，同时也是化石资源的有力替代者。
木质纤维素中的纤维素和半纤维素可用于制浆造纸和生物炼制，而副产品木质素则多作为低值燃料燃烧，造成资源的巨大浪费。
对木质素进行高值化利用，不仅可缓解资源短缺问题，还可保护环境，促进“碳减排”和“碳中和”。
木质素相对分子质量分布较宽且结构多变，深入发掘木质素的天然功能，开展其在相应领域的转化应用，是推动木质素清洁、高效、高值利用的重要途径。
基于木质素独特的芳香性，将其或其衍生物转化为精细化学品并应用在日化、化工及医药领域的报道日益增多。
此外，木质素更是凭借其抑菌、抗紫外、抗病毒等生物活性，成为近年来备受关注的抗生素替代产品之一，有研究表明，这些功效都与木质素的抗氧化特性有关。
作为一种天然多酚类聚合物，木质素具有可生物降解、热稳定性好等优点，同时可以清除自由基，已作为抗氧化剂应用在食品包装、化妆品、高分子材料等领域。
由此可见，木质素的抗氧化特性为其高值转化利用开拓了思路。
为了更好地推动木质素抗氧化研究，本文系统地综述了木质素抗氧化活性的研究进展及应用现状，并对其中存在的科学问题进行了分析和总结。
摘要：木质素是一种储量丰富、环境友好的多酚类生物聚合物，可作为天然抗氧化剂使用。
同时，木质素具有光稳定性好、抗紫外、可生物降解等优势，如何更好地开发和利用其抗氧化功能引起了研究者的广泛关注。
首先，该文重点回顾了国内外在木质素抗氧化构效关系方面的研究进展，归纳总结了木质素结构对其抗氧化能力的影响规律及其作用机制，并讨论了目前木质素抗氧化构效关系研究面临的主要问题；其次，从分级纯化、纳米化和化学改性3种技术方法出发，介绍了近年来研究人员在强化木质素抗氧化能力方面做出的努力；最后，基于木质素在防晒护肤品、高分子功能复合材料和医药材料中的应用现状，评述了木质素抗氧化特性对紫外防护、热氧稳定性、抑菌等性能的贡献，为今后木质素基功能材料的制备及应用提供一定参考。