麦草原料中LCC的定向分离及其生物活性构效关系

The lignin-carbohydrate complex (LCC) in lignocellulose has unique antioxidant, anti-microbial activities and low cytotoxicity. It is a kind of bioactive substances with great application potential. The traditional method for LCC extraction may cause the chemical structure alternation and the biological activity loss. LiCl/DMSO solution is an environmental solvent for dissolving lignocellulose, and also has great effect on the extraction of proto-LCC. Wheat straw with slightly ball-milling will be dissolved in LiCl/DMSO, then extract the LCC which has different acidic groups, molecular, and the ratio of lignin to carbohydrate. Then a novel technology of LCC extraction, separation and purification will be presented, and the specific properties of lignocellulose dissolution of wheat straw in LiCl/DMSO will be in-depth reveled. Finally, the bioactive structure-activity relationship of isolated LCC is going to be established by discussing the antioxidant, anti-microbial activities and cytotoxicity, as well as elucidating its pharmacophore. All these research will make contribution to complementing the theoretical foundation for efficient utilization of bio-activity LCC of gramineae lignocellulose

木质纤维中木质素-碳水化合物复合体（LCC）具有独特的抗氧化、抗菌活性和细胞毒性功能，是一种有重要应用前景的生物活性物质。传统的LCC制备提取技术会导致其化学结构改变及生物活性的丧失。LiCl/DMSO木质纤维全溶体系具有绿色、环保，且对木质纤维各组分的化学结构友好等特点，对提取原本LCC卓有成效。轻度球磨预处理的麦草纤维经LiCl/DMSO全溶处理，通过开展“液-液提取”并组合多种分级提取方法，定向分离出麦草中具有不同酸碱度、分子量、以及木质素/碳水化合物组成的LCC等方面的系统研究，掌握全溶体系下LCC的提取、分离及提纯新技术；揭示麦草在LiCl/DMSO全溶体系中的溶解规律与特性；研究分析各级分LCC的抗氧化、抗菌活性和细胞毒性，确定药效结构，最终建立LCC的生物活性构效关系，为开发与利用禾本科原料LCC生物活性物质提供理论依据。

木质素-碳水化合物复合体（LCC）具有独特的抗氧化和抗菌等生物活性。LCC传统提取方法效率不高，得率低，且剧烈的球磨处理会导致其化学结构改变及生物活性的丧失。本研究以LiCl/DMSO溶液溶解轻度球磨麦草，再以Dioxane水溶液、KOH水溶液或H2O对其进行再生和LCC同步液液体取（LL-LCC），从而获得有机溶剂可溶性LCC（LLdiox-LCC）、碱溶性LCC（LLKOH-LCC）和水溶性LCC（LLH2O-LCC），并表征其化学组成、结构和生物活性。探讨球磨工艺、反相溶液及分级分离工艺等因素对麦草溶解－再生性能、LCC分离效率、化学结构及生物活性等相关性质的影响作用，并建立其构效关系。.结果表明：二级配球法球磨效果最佳，采用最佳配球法 A110B9 时，麦叶溶解性能优于麦鞘和麦秆，最佳球磨时间为6 h。麦草溶解后经5%KOH或不同浓度的二氧六环dioxane／水溶液等反相溶剂进行再生和同步ＬＣＣ液液提取，随着球磨时间延长，再生产物得率降低，而同步液液提取效率提高。二氧六环和水的比例相差较大时，有利于麦草溶液的再生，而随着二氧六环和水所占比例差距的减小，麦草溶液再生性能降低而“液液”提取效率提高，当二氧六环/水溶液浓度为75%时，达到最佳提取效果。结合经典Borjkman LCC固液提取和纯化方法（SL-LCC），分离得到SLdiox/LLdiox-LCC、SLH2O/LLH2O-LCC和SLKOH/LLKOH-LCC。液液提取效率较固液提取高，分离得到的LL-LCC得率均显著高于SL-LCC。LLdiox-LCC为富含木质素型LCC，LLH2O-LCC和LLKOH-LCC均为富含碳水化合物型LCC。且LL-LCC中特征键型含量较固液提取SL-LCC高，液液提取对LCC分子量破坏较小。综合分析，在富含木质素的LCC中，木质素对其抗氧化和抗菌活性占主导作用，且其抗氧化性与其分子量成负相关。酚羟基是木质素提供抗氧化能力的主要官能基团，其次是S/G比例（甲氧基含量）等，而多糖的存在会削弱其抗氧化和抗菌能力；在富含碳水化合物的LCC中，多糖对LCC的抗氧化和抗菌能力占主导作用，其抗氧化性与分子量成正相关，而随着糖含量降低，LCC分子量降低，其抗氧化能力也相应下降。