イチョウ殻から連続的に抽出されたリグニンの構造的特徴と抗酸化挙動

Structural features and antioxidant behavior of lignins successively extracted from ginkgo shells (Ginkgo biloba L).

• Bo Jiang
• Hui Chen
• Huifang Zhao
• Wenjuan Wu
• Yongcan Jin

抄録

これまで年間生産量の多いイチョウの副産物としてのイチョウ殻の分析・利用は十分に行われていない。本研究では、イチョウ殻の役割を超えた応用のために、2種のイチョウ殻から連続的に抽出した粉砕木質リグニンの構造と抗酸化活性について検討した。その結果、イチョウ殻中のリグニンはフェレートやp-クマール酸塩を含むグアイアシル単位に多く含まれ、ニトロベンゼン酸化によりバニリン（1.47-1.65mmol/g-リグニン）の収率が高く、一般的な針葉樹や広葉樹（0.6-0.9mmol/g-リグニン）よりもはるかに高いことが明らかになり、イチョウ殻は食品・飲料香料の製造に適した原料となった。ボールミリングの範囲を広げる(4-8h)ことで、リグニンの多分散性の分子量はほとんど変化しないが、そのC/C構造と末端基にはそれぞれ縮合とアルドールの相互変換が起こることがわかった。また、イチョウ殻リグニンの最適ラジカル消去指数は6.9と、市販のブチルヒドロキシアニソール(3.85)やブチル化ヒドロキシトルエン(0.29)を大きく上回る優れた抗酸化活性を有しており、統計的な製品・サービスソリューションの分析により、フェノール性ヒドロキシルがこの寄与を支配していることが示された。これらの結果から、イチョウ殻に含まれるリグニンは、材料として多くのユニークな構造的・生物学的特性を示していることが明らかになった。

Ginkgo shells as by-products from Ginkgo biloba L. industries with a remarkable annual output up to now are not fully analyzed and exploited. For the application of ginkgo shells beyond their current roles, structure and antioxidant activity of milled wood lignins successively extracted from two ginkgo shell species were investigated. Results showed lignin in ginkgo shells is abundant in guaiacyl units with the presence of ferulates and p-coumarates and demonstrates a high yield of vanillin (1.47-1.65 mmol/g-lignin) by nitrobenzene oxidation, much higher than general softwoods and hardwoods (0.6-0.9 mmol/g-lignin), which makes ginkgo shells good feedstocks for the production of food and beverage flavoring agent. By increasing the extent of ball-milling (4-8 h), the polydispersity of lignin molecular weight exhibits negligible change, but condensation and aldol interconversion occur to its C/C structure and end-groups, respectively. Lignin in ginkgo shells also features outstanding antioxidant activity with the optimal radical scavenging index of 6.9, much higher than commercial butyl hydroxyanisole (3.85) and butylated hydroxytoluene (0.29), and the phenolic hydroxyl is demonstrated to dominate this contribution by the analysis of statistical product and service solutions. These results reveal lignin in ginkgo shells shows many unique structural and biological properties for materials.

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