白樺樹皮中生物活性物質(zhì)的提取與利用技術(shù)研究.pdf

1、白樺是東北林區(qū)的主要闊葉樹種,是黑龍江省重要的林木資源。白樺樹皮是白樺采伐與加工過程中的主要剩余物,是重要的生物質(zhì)資源,含有多種具生物活性的物質(zhì)。本項(xiàng)研究以白樺樹皮為原料,利用現(xiàn)代化工技術(shù),形成一套獲取白樺樹皮精油、樺木醇、單寧類物質(zhì)的完整技術(shù),探討樺木醇衍生物的制備與精油、單寧類物質(zhì)在日化及防腐領(lǐng)域的利用技術(shù)以及提取剩余物的再利用技術(shù),以此為基礎(chǔ)建立白樺樹皮的綜合利用模式,主要成果如下:
　　 1.運(yùn)用均勻設(shè)計(jì)法優(yōu)化了樺木醇的

2、乙醇回流提取、微波輔助提取、超聲波輔助提取和超臨界二氧化碳流體萃取工藝,初步探討了連續(xù)浸提法中乙醇體積分?jǐn)?shù)、提取時(shí)間對樺木醇提取效果的影響。通過對比各種提取方法的樺木醇提取率、提取物中樺木醇含量,同時(shí)考慮提取連續(xù)性、環(huán)境保護(hù)、成本、設(shè)備要求等方面因素,認(rèn)為超臨界二氧化碳流體萃取法提取樺木醇最具工業(yè)化應(yīng)用前景。超臨界二氧化碳流體萃取法的最佳工藝條件是:萃取溫度32℃、萃取壓力8 Mpa、萃取時(shí)間1 h。利用此條件連續(xù)萃取兩次,樺木醇平均提

3、取率達(dá)到85.27％,純度達(dá)到67.86％。以液固比為15:1～20:1(mL:g)的乙酸乙酯對各種不同提取方法所得白樺樹皮提取物中的樺木醇進(jìn)行初級分離純化,樺木醇溶出率均達(dá)到或超過95％,效果好且符合環(huán)保要求,以無水乙醇為溶劑,在液固比為30:1(mL:g)的條件下,進(jìn)行重結(jié)晶,樺木醇的純度最高可達(dá)98.13％,該方法適于大規(guī)模分離純化樺木醇且產(chǎn)品純度能夠滿足藥用研究要求。
　　 2.采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),確定了白樺樹皮精油超臨界

4、流體萃取的較佳工藝條件:萃取溫度50℃、萃取壓力45 Mpa、萃取時(shí)間1 h,白樺樹皮精油得率達(dá)到0.54％。以水-乙醇溶液為溶劑,運(yùn)用均勻設(shè)計(jì)法優(yōu)化了白樺樹皮單寧的傳統(tǒng)熱提取和超聲波輔助提取工藝。綜合各方面因素,認(rèn)為超聲波輔助提取法提取白樺樹皮單寧更具應(yīng)用前景,在乙醇體積分?jǐn)?shù)為30％、提取時(shí)間為2 h、提取溫度為35℃、超聲波功率為250 W、液固比為18.5:1(mL:g)的條件下超聲波輔助提取白樺樹皮中單寧類物質(zhì),提取物得率達(dá)到1

5、2.57％,提取物中單寧類物質(zhì)含量達(dá)45.68％。
　　 3.在上述研究的基礎(chǔ)上,通過對不同提取路線進(jìn)行比較,選定超臨界二氧化碳萃取樺木醇-超臨界二氧化碳萃取精油-超聲波輔助水-醇提取單寧的依次提取為較優(yōu)提取路線。按此工藝路線處理白樺樹皮,避免了提取過程中樺木精油、樺木醇、樺木單寧相互影響,符合環(huán)保要求,單元生產(chǎn)成本低、利用效率高。
　　 4.探討了以樺木醇為原料,利用三氯異氰尿酸/TEMPO體系將樺木醇氧化至樺木醛,再

6、用Ag2O/KOH體系氧化至樺木酸合成路線的可行性,此合成路線避免了3α-異構(gòu)體的生成,具有一定的應(yīng)用前景。對樺木醇的C-30位進(jìn)行了初步修飾,得到30-溴代-3,28-二乙?；瘶迥敬己?0-溴代樺木醇兩種樺木醇衍生物。將超臨界CO2流體萃取法得到的白樺樹皮精油用于制備水基香精,確定吐溫-60、OP-10為白樺樹皮精油較優(yōu)的增溶劑。以白樺樹皮單寧類物質(zhì)提取物做助劑制備轉(zhuǎn)化型除銹防銹底漆,該防銹底漆在耐化學(xué)性和抗水性等方面都比普通防銹漆優(yōu)

7、越。
　　 5.探討了白樺樹皮精油-樺木醇-單寧提取剩余物再利用技術(shù)。以提取剩余物為原料,在水熱反應(yīng)釜中,以體積分?jǐn)?shù)為80％的1,4-丁二醇水溶液作溶劑、提取溫度為220℃、提取時(shí)間為90 min、液固比為14:1(mL:g),提取木質(zhì)素,得率可達(dá)36.3％。通過紅外光譜分析,確定高沸醇溶劑法所得木質(zhì)素中存在較多的活性基團(tuán),具有一定的應(yīng)用價(jià)值。以提取剩余物為原料,采用氯化鋅法制活性炭,在一定的工藝條件下,氯化鋅溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)20％