浓缩得浓缩液(减压浓缩至浓缩液中几乎不含1，4_二氧六环），每次抽提时的固液比均为 Ig: (15~50)mL;其中，酸性1,4-二氧六环水溶液中，1,4-二氧六环的体积分数为80%，硫酸 浓度为〇.〇6mol/L;④向步骤③得到的浓缩液中加入pH为1的硫酸溶液(pH为1的硫酸溶液 的体积为浓缩液体积的80倍），离心分离，洗涤沉淀，353 K下真空干燥8 h，即得烟梗木质素 1·30g〇
[0020] 对照例2 一种氢氧化钠/尿素/硫脲水溶液低温预处理提高烟梗木质素收率的方法，包括以下 步骤： ① 将烟梗预先干燥，粉碎，过60目筛，含水率为6.53%(根据烟草行业标准YC31-1996烘 箱法测定）;将过筛后的烟梗粉末35g加入到氢氧化钠/硫脲水溶液中（液固比为15mL:lg)，_ l〇°C下搅拌反应20min，600目的滤布过滤，水洗至中性，得到残渣12.32g;氢氧化钠/尿素/ 水溶液由以下重量百分比的组分组成:氢氧化钠6%、硫脲7%、余量为水； ② 将步骤①得到的残渣加入到pH为6.0的醋酸-醋酸钠缓冲溶液(固液比为lg: 20mL) 中，加入纤维素酶，40°C下恒温震荡反应72h后，离心分离，蒸馏水洗涤，353 K下真空干燥8 h，得到酶解木质素6.22g;纤维素酶的加入量为500FPA/g过筛后的烟梗粉末； ③ 将步骤②将到的酶解木质素用酸性二氧六环水溶液86°C下抽提3h，过滤得滤液和固 体，将固体再次用酸性1，4_二氧六环水溶液86°C下抽提3h，再次过滤，合并两次滤液，减压 浓缩得浓缩液(减压浓缩至浓缩液几乎不含1，4_二氧六环），每次抽提时的固液比均为Ig: (15~50)mL;其中，酸性1,4-二氧六环水溶液中，1,4-二氧六环的体积分数为80%，硫酸浓度 为0·06mol/L; ④ 向步骤③得到的浓缩液中加入pH为1的硫酸溶液(pH为1的硫酸溶液的体积为浓缩 液体积的80倍），离心分离，洗涤沉淀，353 K下真空干燥8 h，即得烟梗木质素0.36g。
[0021 ] 实施例3 一种氢氧化钠/尿素/硫脲/水溶液低温预处理提高烟梗木质素收率的方法，包括以下 步骤:①将烟梗预先干燥，粉碎，过80目筛，含水率为6.03%(根据烟草行业标准YC31-1996烘 箱法测定）;将过筛后的烟梗粉末35g加入到氢氧化钠/尿素水溶液中（液固比为30mL: Ig)，-9°C下搅拌反应40min，600目的滤布过滤，水洗至中性，得到12.75g;氢氧化钠/尿素/硫脲水 溶液由以下重量百分比的组分组成:氢氧化钠7%、尿素6%、硫脲5%、余量为水； ② 将步骤①得到的残渣加入到pH为4.5的醋酸-醋酸钠缓冲溶液(固液比为lg: 45mL) 中，加入纤维素酶，60°C下恒温震荡反应60h后，离心分离，蒸馏水洗涤，353 K下真空干燥8 h，得到酶解木质素6.03g;纤维素酶的加入量为300FPA/g过筛后的烟梗粉末； ③ 将步骤②将到的酶解木质素用酸性1，4_二氧六环水溶液110°C下抽提lh，过滤得滤 液和固体，将固体再次用酸性二氧六环水溶液ll〇°C下抽提lh，再次过滤，合并两次滤液，减 压浓缩得浓缩液(减压浓缩至浓缩液几乎不含1，4_二氧六环），每次抽提时的固液比均为 Ig: (15~50)mL;其中，酸性1,4-二氧六环水溶液中，1,4-二氧六环的体积分数为85%，硝酸 浓度为〇. 12mo 1/L;④向步骤③得到的浓缩液中加入pH为3的硝酸溶液(硝酸溶液的体积为 浓缩液体积的150倍），离心分离，洗涤沉淀，353 K下真空干燥8 h，即得烟梗木质素1.29g。 [0022] 对照例3 一种氢氧化钠/尿素/硫脲水溶液低温预处理提高烟梗木质素收率的方法，包括以下 步骤： ① 将烟梗预先干燥，粉碎，过80目筛，含水率为6.03%(根据烟草行业标准YC31-1996烘 箱法测定）;将过筛后的烟梗粉末35g加入到2%硫酸溶液中（液固比为30mL:lg)，-9°C下搅拌 反应40min，600目的滤布过滤，水洗至中性，得到8.785g; ② 将步骤①得到的残渣加入到pH为4.5的醋酸-醋酸钠缓冲溶液(固液比为lg: 45mL) 中，加入纤维素酶，50°C下恒温震荡反应60h后，离心分离，蒸馏水洗涤，353 K下真空干燥8 h，得到酶解木质素3.32g;纤维素酶的加入量为300FPA/g过筛后的烟梗粉末； ③ 将步骤②将到的酶解木质素用酸性二氧六环水溶液ll〇°C下抽提lh，过滤得滤液和 固体，将固体再次用酸性二氧六环水溶液ll〇°C下抽提lh，再次过滤，合并两次滤液，减压浓 缩得浓缩液(减压浓缩至浓缩液中几乎不含二氧六环），每次抽提时的固液比均为Ig: (15~ 50)mL;其中，酸性二氧六环水溶液中，二氧六环的体积分数为85%，硝酸浓度为0.12mol/L; ④ 向步骤③得到的浓缩液中加入pH为3的硝酸溶液(硝酸溶液的体积为浓缩液体积的 150倍），离心分离，洗涤沉淀，353 K下真空干燥8 h，即得烟梗木质素0.58g。
[0023] 取本发明实施案例1所得的木质素样品用于红外光谱测定。采用美国Nicolet MX-IE 560型傅立叶变换红外光谱仪上进行红外光谱分析(KBr压片法，测试范围400-4000 cnf1，分辨率4 cnf1)，室温条件下测定样品骨架振动特征。从图1可以看出，所提取的木质素 呈现出了芳香环骨架振动的特征峰（1600.6、1514.8和1423.8 cnf1)，甲基、亚甲基和次甲基 C-H伸缩振动的特征峰（2925.4和2852.9 cnf1)、羟基O-H伸缩振动（3376.4 cnf1)、紫丁香 基环中C=O伸缩振动（1330.1 cnf1)和共辄羰基中C=O伸缩振动（1658.5 cnf1)。愈创木基特 征峰（1265.5、1033.5、1226.5和833.8 cm-3、紫丁香基环中C-H平面内变形振动（1127.8 cnf1)、甲基和亚甲基中C-H弯曲振动（1462.8 cnf1)，仲醇和脂肪醚中的C-O弯曲振动 (1086.8 cnf1)。因此，烟梗木质素的结构单元主要由紫丁香基和愈创木基组成（可再生能 源，2015,33(2):267-274)。
[0024] 取本发明实施例1 一 3及对照例1 一 3所得的木质素样品进行纯度测定。以二氧六 环-水(95/5，v/v)溶液为溶剂，将木质素标准物分别配制一定浓度的木质素标准溶液，采用 280 nm处的吸光度制作紫外标准曲线，见图2。提纯后的木质素纯度定义为:标曲测定的木 质素浓度除以配制的木质素浓度。
[0025] 上述实施例和对比例的木质素得率和纯度统计如表1所示： 表1各实施例和对照例的木质素收率
其中，烟梗木质素的收率定义为:二氧六环酸性水溶液抽提所得木质素的质量除以烟 梗粉中木质素的质量。
[0026]通过表1可知:实施例1 一3较对照例1 一3中的烟草木质素收率有明显的提高，即通 过氢氧化钠-尿素-硫脲-水混合液中对烟梗粉进行低温预处理，打断烟梗粉中纤维素-半纤 维素-木质素之间的连接键，且能溶解部分纤维素和半纤维素，残渣再经酶解-温和酸解处 理，分离得到烟梗木质素。从提取得到的木质素纯度和收率可以说明本发明能够显著提高 烟草木质的收率，而且提取得到的木质素的纯度较高，结构变化小，适合进行进一步的研 究。
【主权项】
1. 一种氢氧化钠/尿素/硫脲水溶液低温预处理提高烟梗木质素收率的方法，其特征在 于，包括以下步骤： ① 将烟梗粉碎，过40~80目筛，将过筛后的烟梗粉末加入到氢氧化钠/尿素/硫脲水溶液 中，-8°C~_10°C下搅拌反应20~40min，过滤，洗涤，得到残渣； ② 将步骤①得到的残渣加入到醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，加入纤维素酶，酶解反应48~ 72h后，离心分离，洗涤，真空干燥，得到酶解木质素； ③ 将步骤②将到的酶解木质素用酸性二氧六环水溶液86~110°C下抽提1~3h，过滤得 滤液，浓缩得浓缩液； ④ 向步骤③得到的浓缩液中加入pH为1~3的酸溶液，离心分离，洗涤沉淀，真空干燥， 即得烟梗木质素。2. 如权利要求1所述氢氧化钠/尿素/硫脲水溶液低温预处理提高烟梗木质素收率的方 法，其特征在于，所述步骤①中氢氧化钠/尿素/硫脲水溶液由以下重量百分比的组分组成： 氢氧化钠6~8%、尿素6~8%、硫脲5~7%、余量为水。3. 如权利要求1所述氢氧化钠/尿素/硫脲水溶液低温预处理提高烟梗木质素收率的方 法，其特征在于，所述步骤②中醋酸-醋酸钠缓冲溶液的pH为4.5~6.0。4. 如权利要求1所述氢氧化钠/尿素/硫脲水溶液低温预处理提高烟梗木质素收率的方 法，其特征在于，所述步骤③中的酸性二氧六环水溶液中，二氧六环的体积分数为80~85%， 酸浓度为〇. 01~〇. 12mol/L。5. 如权利要求1所述氢氧化钠/尿素/硫脲水溶液低温预处理提高烟梗木质素收率的方 法，其特征在于，所述步骤①中氢氧化钠/尿素/硫脲/水溶液与过筛后的烟梗粉末的液固比 为15~30mL:lg。6. 如权利要求1所述氢氧化钠/尿素/硫脲水溶液低温预处理提高烟梗木质素收率的方 法，其特征在于，所述步骤②中残渣与醋酸-醋酸钠缓冲溶液的固液比为1 g: (20~45)mL。7. 如权利要求1所述氢氧化钠/尿素/硫脲水溶液低温预处理提高烟梗木质素收率的方 法，其特征在于，所述步骤②中纤维素酶的加入量为150~500FPA/g过筛后的烟梗粉末。8. 如权利要求1所述氢氧化钠/尿素/硫脲水溶液低温预处理提高烟梗木质素收率的方 法，其特征在于，所述步骤④中的酸溶液为盐酸、硫酸、磷酸或硝酸中的任一种。9. 如权利要求1所述氢氧化钠/尿素/硫脲水溶液低温预处理提高烟梗木质素收率的方 法，其特征在于，所述步骤③中酶解木质素与酸性二氧六环溶液的固液比为lg:( 15~50) mL〇10. 如权利要求1所述氢氧化钠/尿素/硫脲水溶液低温预处理提高烟梗木质素收率的 方法，其特征在于，所述步骤④中pH为1~3的酸溶液的体积为浓缩液体积的80~150倍。
【专利摘要】本发明属于一种氢氧化钠/尿素/硫脲水溶液低温预处理提高烟梗木质素收率的方法，通过采用氢氧化钠-尿素-硫脲-水混合液对烟梗粉进行低温预处理，一方面打断烟梗粉中纤维素-半纤维素-木质素之间的连接键，另一方面可溶解部分纤维素、半纤维素、水溶性成分等，残渣再经酶解-温和酸解处理，最后得到结构变化小、纯度较高的烟梗木质素，而且收率也可显著提高，有利于对烟草木质素的进一步研究。
【IPC分类】C08H7/00
【公开号】CN105542191
【申请号】CN201610057478
【发明人】楚文娟, 李文伟, 李顥, 程向红, 冯业双
【申请人】河南中烟工业有限责任公司, 长江大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月28日