在离子液体中对大豆壳半纤维素进行预处理，有助于制备具有抗炎作用的低聚糖

《Food Chemistry》：Pretreatment of soybean hulls hemicellulose in ionic liquid facilitates anti-inflammatory oligosaccharides preparation

本研究筛选了八种咪唑基离子液体（ILs）用于大豆麸皮预处理以提高抗炎活性寡糖的制备效率。结果表明，1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[Bmim]Cl）是最优溶剂，使纤维素产率翻倍（39.21%）并提升纯度15%，同时形成多孔结构并保留化学功能基团。改性纤维素表现出显著增强的水溶性和膨胀能力，其衍生的寡糖（XOS4）能显著抑制LPS诱导的RAW264.7细胞中NO、IL-6和TNF-α等促炎介质的分泌。离子液体预处理有效破解了大豆麸皮的抗逆性，为可持续生物基高值化利用提供了新策略。

　　

刘飞月|叶高琪|李Genying|杨若妍|刘杰|龚凌霄|王静

中国教育部老年营养与健康重点实验室，中加食品营养与健康联合实验室（北京），北京工商大学食品与健康学院国家市场监督管理特殊食品监管技术重点实验室，中国北京100048

摘要

本研究筛选了八种基于咪唑的离子液体（ILs），用于大豆壳的预处理，以增强具有抗炎活性的半纤维素衍生寡糖的制备。结果表明，1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物（[Bmim]Cl）是最有效的溶剂，它普遍提高了半纤维素的产量约两倍，并在碱法、酸法、水热法、有机溶剂法和酶法提取中的纯度提高了15%。结构分析显示，[Bmim]Cl引入了显著的表面空隙并降低了结晶度，同时有效保留了内在的化学功能基团。因此，改性的半纤维素表现出显著增强的持水能力、持油能力和膨胀能力。从LPS诱导的RAW264.7细胞中，衍生的寡糖显著降低了促炎介质（包括NO、IL-6和TNF-α）的分泌。来自木霉木聚糖酶的XOS4组分显示出最强的抗炎活性，这归因于其较低的聚合平均度和较低的阿拉伯糖/木糖比例（0.64）。总之，IL介导的预处理策略为打破大豆壳的难处理性提供了有效的途径。

本研究使用的缩写

三乙基铵氢硫酸盐1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓醋酸盐1-丙基-3-甲基咪唑鎓甲酸盐四氢呋喃

缩写	全名
离子液体（ILs）和化学品
ILs	离子液体
[Bmim]Cl	1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物
[Amim]NO?	1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓硝酸盐
[Emim]Ac	1-乙基-3-甲基咪唑鎓醋酸盐
[Amim]Cl	1-丙基-3-甲基咪唑鎓氯化物
[Bmim]PF?	1-丁基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐
[TEA]HSO?
[Amim]Ac
[Pmim]HCOO
THF
半纤维素

材料和化学品

大豆壳购自山东百龙创源生物科技有限公司（中国德州）。使用的离子液体包括：1-乙基-3-甲基咪唑鎓醋酸盐（[Emim]AC，>97%）、1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物（[Bmim]Cl，>97%）、1-丙基-3-甲基咪唑鎓氯化物（[Amim]Cl，>96%）、1-丁基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐（[Bmim]PF?，>97%）、三乙基铵氢硫酸盐（[TEA]HSO?，>98%）、1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓醋酸盐（[Amim]AC，>98%）和1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓硝酸盐（[Amim]NO?）。

用于提高半纤维素产量和纯度的离子液体筛选

本研究评估了不同离子液体对半纤维素溶解度和亲水性的影响。如图1A和B所示，使用不同离子液体预处理后，大豆壳提取物中的半纤维素产量和纯度发生了显著变化。在[Bmim]Cl或[Amim]NO?处理的大豆壳中，半纤维素产量显著增加（分别为39.21%和40.82%）。

结论

本研究成功开发了一种可持续且高效的综合策略，结合了[Bmim]Cl辅助预处理和特定酶解技术，用于大豆壳的增值利用。IL预处理有效破坏了难处理的木质纤维素基质，并选择性地去除了木质素，使半纤维素产量增加了两倍，并形成了独特的多孔蜂窝状微观结构。这些结构改性能显著提高...

CRediT作者贡献声明

刘飞月：撰写——原始草稿、方法学、数据整理。叶高琪：撰写——审稿与编辑、方法学、研究。李Genying：方法学、研究、数据整理。杨若妍：撰写——审稿与编辑、可视化。刘杰：监督、方法学。龚凌霄：撰写——审稿与编辑、监督、资金获取、概念构思。王静：监督、资金获取。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了国家重点研发计划（2021YFD2100403）和国家自然科学基金（32372321）的支持。