木質(zhì)素抗氧化活性的構(gòu)效關(guān)系研究及應(yīng)用進(jìn)展

木質(zhì)纖維素（包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素）是世界上儲量最豐富的可再生生物質(zhì)資源，同時也是化石資源的有力替代者。木質(zhì)纖維素中的纖維素和半纖維素可用于制漿造紙和生物煉制，而副產(chǎn)品木質(zhì)素則多作為低值燃料燃燒，造成資源的巨大浪費(fèi)。對木質(zhì)素進(jìn)行高值化利用，不僅可緩解資源短缺問題，還可保護(hù)環(huán)境，促進(jìn)“碳減排”和“碳中和”。木質(zhì)素相對分子質(zhì)量分布較寬且結(jié)構(gòu)多變，深入發(fā)掘木質(zhì)素的天然功能，開展其在相應(yīng)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，是推動木質(zhì)素清潔、高效、高值利用的重要途徑?；谀举|(zhì)素獨(dú)特的芳香性，將其或其衍生物轉(zhuǎn)化為精細(xì)化學(xué)品并應(yīng)用在日化、化工及醫(yī)藥領(lǐng)域的報道日益增多。此外，木質(zhì)素更是憑借其抑菌、抗紫外、抗病毒等生物活性，成為近年來備受關(guān)注的抗生素替代產(chǎn)品之一，有研究表明，這些功效都與木質(zhì)素的抗氧化特性有關(guān)。作為一種天然多酚類聚合物，木質(zhì)素具有可生物降解、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，同時可以清除自由基，已作為抗氧化劑應(yīng)用在食品包裝、化妝品、高分子材料等領(lǐng)域。由此可見，木質(zhì)素的抗氧化特性為其高值轉(zhuǎn)化利用開拓了思路。為了更好地推動木質(zhì)素抗氧化研究，本文系統(tǒng)地綜述了木質(zhì)素抗氧化活性的研究進(jìn)展及應(yīng)用現(xiàn)狀，并對其中存在的科學(xué)問題進(jìn)行了分析和總結(jié)。摘要：木質(zhì)素是一種儲量豐富、環(huán)境友好的多酚類生物聚合物，可作為天然抗氧化劑使用。同時，木質(zhì)素具有光穩(wěn)定性好、抗紫外、可生物降解等優(yōu)勢，如何更好地開發(fā)和利用其抗氧化功能引起了研究者的廣泛關(guān)注。首先，該文重點(diǎn)回顧了國內(nèi)外在木質(zhì)素抗氧化構(gòu)效關(guān)系方面的研究進(jìn)展，歸納總結(jié)了木質(zhì)素結(jié)構(gòu)對其抗氧化能力的影響規(guī)律及其作用機(jī)制，并討論了目前木質(zhì)素抗氧化構(gòu)效關(guān)系研究面臨的主要問題；其次，從分級純化、納米化和化學(xué)改性3種技術(shù)方法出發(fā)，介紹了近年來研究人員在強(qiáng)化木質(zhì)素抗氧化能力方面做出的努力；最后，基于木質(zhì)素在防曬護(hù)膚品、高分子功能復(fù)合材料和醫(yī)藥材料中的應(yīng)用現(xiàn)狀，評述了木質(zhì)素抗氧化特性對紫外防護(hù)、熱氧穩(wěn)定性、抑菌等性能的貢獻(xiàn)，為今后木質(zhì)素基功能材料的制備及應(yīng)用提供一定參考。結(jié)論以木質(zhì)素為原料開發(fā)的天然抗氧化劑具有穩(wěn)定性好、可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，可在很大程度上彌補(bǔ)現(xiàn)有抗氧化產(chǎn)品的不足，同時提升木質(zhì)素的利用價值。時至今日，木質(zhì)素抗氧化已經(jīng)并非一種單純的化學(xué)性質(zhì)研究，更是涉及了結(jié)構(gòu)解析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與模型建立、量子化學(xué)計算等多個跨學(xué)科領(lǐng)域的綜合知識運(yùn)用，而木質(zhì)素模型物會是闡釋木質(zhì)素抗氧化活性及作用機(jī)理的重要突破口，從單聚體、二聚體到多聚體，不斷豐富的模型物種類必然會為研究帶來新的突破口。此外，木質(zhì)素作為天然抗氧化劑的應(yīng)用開發(fā)，仍面臨著很多挑戰(zhàn)，如降低現(xiàn)有加工技術(shù)的經(jīng)濟(jì)成本、闡明與其他商業(yè)抗氧化劑的協(xié)同效果及作用機(jī)制等。在已有基礎(chǔ)上，深入分析木質(zhì)素抗氧化對其抗紫外、熱穩(wěn)定、抗菌等活性的影響機(jī)制，并進(jìn)一步優(yōu)化材料加工工藝，促進(jìn)各項(xiàng)活性功能的融合利用，對于可持續(xù)功能材料的制備具有重要的指導(dǎo)意義和經(jīng)濟(jì)價值。木質(zhì)素在生物材料領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用一直是近年來的研究熱點(diǎn)之一，已有報道將木質(zhì)素加工成納米粒子、水凝膠等材料應(yīng)用于藥物/基因傳遞、傷口敷料、生物成像等方面，取得了較好的研究進(jìn)展。但同時也面臨著一些新的問題，如清潔木質(zhì)素的來源問題，工業(yè)木質(zhì)素的生產(chǎn)多伴隨著機(jī)械和化學(xué)加工過程，其中易夾雜鹽或其他毒性物質(zhì)。相較而言，通過丙酮和甲醇等有機(jī)溶劑提取的有機(jī)溶劑木質(zhì)素可能是目前較為理想的一種原料選擇；其次，盡管木質(zhì)素是一種環(huán)境中可生物降解的生物質(zhì)，但木質(zhì)素在人體內(nèi)的降解性及降解機(jī)制尚未完全闡述清楚，仍需要進(jìn)一步的研究探索；再者，目前木質(zhì)素在生物材料中的添加量較