[發明專利]一種利用棉桿制備抗氧化劑木質素磺酸鈉的方法

在審

• 申請號: 201610401189.4
• 申請日: 2016-06-08
• 公開（公告）號: CN107474259A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 曾永明;張宏喜;耿莉莉
• 申請（專利權）人: 昌吉學院
• 主分類號: C08H7/00
• 分類號: C08H7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及抗氧化劑技術領域，是一種以棉桿為原料制備抗氧化劑木質素磺酸鈉的方法。

背景技術

自由基是帶有未成對電子的分子或是離子，是生物體新陳代謝的產物。一定濃度的自由基是機體進行正常生命活動的必要條件之一，可顯示出獨特的生理作用，機體許多代謝過程的氧化還原反應均可產生自由基，但過多的自由基對機體則是有害的，它可以引起機體損傷變性，導致衰老、腫瘤、癌癥和心臟病等疾病，產生生理病理變化，比較常見的自由基有O2-HOROORONO

本發明涉及抗氧化劑技術領域，是一種以棉桿為原料制備抗氧化劑木質素磺酸鈉的方法。

鑒于自由基的重要性，尋找高效、廉價、低毒甚至無毒的抗氧化劑的工作備受關注。目前國內食品中常用的抗氧化劑大多數都是合成的，如商用抗氧化劑丁基羥基茴香醚（BHA）、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚等，雖然具有較強的抗氧化性，但卻具有各種各樣潛在的副作用以及對人體的酶系統有毒害作用，因此，從植物中尋找天然、高效、低毒抗氧化劑成為抗氧化劑研發的一個必然趨勢。

研究發現，在一定條件下，木質素磺酸鈉具有較好的自由基清除和抗氧化能力、抗癌變、抗誘變以及提高某些動物體內蛋白質利用率等生物活性，可以抑制纖維素的自然氧化和解聚，因此具有被廣泛應用于食品、化妝品行業和醫療行業的潛力。因此，研究新型、安全、穩定、天然的抗氧化性物質對人們的生活極為重要。

棉桿主要由纖維素、半纖維素和木質素組成，其中木質素大約占到25%。作為世界最大的產棉國，中國每年副產棉桿約3000萬噸，然而，現狀是大部分棉桿都以粉碎還田、焚燒或者廢棄等簡單方式處理，沒有進行資源化利用。棉桿的產量是棉花的4-6倍，在其形成過程中耗費大量的水、肥、土、熱等資源，而我國人均資源緊缺，新疆地處干旱地區，面臨結構性缺水和生態環境脆弱的客觀局限，棉桿應該被就地高效高附加值轉化利用，避免簡單處理帶來的資源浪費和環境污染問題。因此，以從棉桿中將木質素分離出來并制備得到木質素磺酸鈉，作為一種天然的抗氧化劑，將具有十分重要的應用價值。

近年來由公開文獻報道了一些利用農作物秸稈制備得到木質素磺酸鈉的生產方法，我們查到以下一些中國專利：

1. 專利號CN 102690423 A 報道了以農作物秸稈生產乙醇的殘留物為原料生產木質素磺酸鈉的方法，其主要特征為：將農作物秸稈生產乙醇的殘留物（含水率90%）進行過濾凈化，然后經蒸發濃縮裝置蒸發濃縮，加氫氧化鈉調pH值，加入亞硫酸鈉，一定溫度下進行反應，之后噴霧干燥得到木質素磺酸鈉產品，并將其用作混凝土減水劑。

2. 專利號CN 102140173 A報道了一種利用亞硫酸鈉蘆葦制漿黑液生產木質素磺酸鈉的方法。將蘆葦采用堿性亞硫酸鈉法蒸煮，蒸煮液中包含亞硫酸鹽離子SO32-和OH-，控制pH10，得所需亞硫酸鈉蘆葦制漿黑液。再將亞硫酸鈉蘆葦制漿黑液提取、蒸發濃縮、噴霧干燥得到木質素磺酸鈉。

3. 專利號200910036955.1公開了一種以麥草堿木質素為主要原料，制備高磺化度木質素磺酸鈉的方法。將麥草堿木質素在常壓、65~75℃水浴加熱條件下進行自由基降解反應，然后滴加醛類物，在微波輻射條件下反應10~20分鐘，再加入含20~50重量份磺化劑水溶液，在300~1200W微波功率條件下反應1.0~2.5小時，制備了一種具有較高磺化度的木質素磺酸鈉。

上述專利所報道的優點在于原料的廢物利用，然而方法中的蒸發、濃縮、微波輻射和磺化改性工藝耗能、耗時，木質素磺酸鈉生產成本較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種以農業廢棄物——棉桿為原料制備抗氧化劑木質素磺酸鈉的方法。與其它以農作物廢棄物為原料或制漿黑液和造紙廢液為原料制備磺酸鈉的方法相比，本方法工藝簡單，成本低廉，所制備的磺酸鈉可滿足抗氧化劑的要求。

為達到上述目的，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

1. 粗品木質素的制備：稱取20 g棉桿粉末于燒杯中，加入熱水將可溶物初步溶解，再加入5 mL ~40 mL 5% ~30%的堿性溶液，50℃~100℃下加熱12~36 h，使棉桿粉末中的木質素溶解，過濾。調節濾液的pH，使得木質素沉淀完全，再于50~100℃下加熱保溫20~100 min，抽濾，并洗滌至中性，將沉淀烘干，得到粗品木質素。