Page 150 - 《精细化工》2020年第9期

第 37 卷第 9 期 精 细 化 工 Vol.37, No.9
202 0 年 9 月 FINE CHEMICALS Sept. 2020

医药与日化原料
一步法快速提取浅色甘蔗渣木质素的工艺优化

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崔 莹，甘林火 ，李爱多，周小琪，司马国宝，王 帅
（华侨大学 化工学院，福建 厦门 361021）

摘要：以甘蔗渣为原料，利用对甲苯磺酸（p-TsOH）一步快速分离提取浅色甘蔗渣木质素（BL）。首先，采用
单因素实验法，分别考察提取温度、p-TsOH 质量分数和提取时间对 BL 白度和得率的影响。结果显示，BL 白
度随着提取时间的延长、提取温度的升高和 p-TsOH 质量分数的增大而不断下降，BL 得率随提取时间的延长逐
渐降低，随提取温度的升高和 p-TsOH 质量分数的增大呈现先增加后减少的趋势。采用响应曲面设计法进一步
优化浅色 BL 提取工艺。在提取时间 15 min、提取温度 80 ℃和 p-TsOH 质量分数 40%的优化条件下，BL 白度
可高达 36.11%，得率为 9.59%。采用 FTIR 和 2D-HSQCNMR 对 BL 进行了结构表征。结果显示，BL 为典型的
GSH 型木质素，其结构中羰基和甲氧基含量的减少有利于白度的增加。
关键词：木质素；甘蔗渣；白度；得率；响应面分析；医药原料
中图分类号：O636.2 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 09-1864-07

Optimization of one-step rapid extraction of light-colored bagasse lignin

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CUI Ying, GAN Linhuo , LI Aiduo, ZHOU Xiaoqi, SIMA Guobao, WANG Shuai
（College of Chemical Engineering, Huaqiao University, Xiamen 361021, Fujian, China）

Abstract: Bagasse lignin (BL) was extracted from bagasse by p-toluenesulfonic acid (p-TsOH) in one step
rapid method. The effects of extraction time, p-TsOH mass fraction and extraction temperature on the
whiteness and yield of BL were investigated via single factor test. The results showed that the whiteness of
BL decreased with the increase of extraction time, extraction temperature and p-TsOH mass fraction. The
yield of BL decreased with the increase of extraction time, while that increased first and then decreased
with the increase of extraction temperature and p-TsOH mass fraction. The extraction process of
light-colored BL was further optimized by response surface methodology. The whiteness and yield of BL
reached 36.11% and 9.59% under the optimal extraction conditions of extraction time of 15 min, extraction
temperature of 80 ℃ and p-TsOH mass fraction of 40%. The structure of BL was characterized by FTIR
and 2D-HSQC NMR. The results indicated that BL was a typical GSH-type lignin, and the reductions in
contents of carbonyl and methoxyl in BL structure were beneficial to an improvement in whiteness.
Key words: lignin; bagasse; whiteness; yield; response surface analysis; drug materials

木质素是自然界中最为丰富的天然可再生芳香 日常可接受的范围势在必行。
族聚合物 [1-2] 。基于木质素的抗紫外性能 [3-4] 及生物 近年来，国内外学者对如何获得浅色木质素展
安全性 [5-7] ，将其应用于紫外防护领域的研究逐渐兴 开了研究。WANG 等 [12] 将松碱木质素溶于四氢呋喃
起。QIAN 等 [8-10] 和 WU 等 [11] 发现木质素作为一种天 中，紫外线照射 200 h 后再将溶液加入石油醚中收
然广谱防晒成分加入商业纯面霜和防晒乳液中可显 集产物，经去离子水洗涤并冷冻干燥得到浅色木质
著提高产品防紫外性能。然而，木质素较深的表观 素。该方法操作简单但耗时极长，且所用溶剂有毒、
颜色会玷污人体皮肤，极大限制了木质素基防晒产 易挥发。ZHANG 等 [13] 采用 1,4-丁烷磺酸内酯对桉
品的市场开发。因此，提高木质素白度以达到人们 木硫酸盐木质素进行磺化，再经硼氢化钠处理后可

收稿日期：2020-04-13; 定用日期：2020-06-04; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200322
基金项目：国家自然科学基金（21706085）；华侨大学研究生科研创新能力培育计划
作者简介：崔 莹（1996—），女，硕士生，E-mail：1622712854@qq.com。联系人：甘林火（1979—），女，副教授，硕士生导师，
E-mail：lhgan401@126.com。