一种增加包含芳族部分的木质甘露聚糖和木聚糖的分子量的方法，其包含步骤：a)获得来自于木材的甘露聚糖和/或木聚糖，b)使甘露聚糖/木聚糖处于氧化条件以将所述芳族基团的至少一小部分转化为自由基并且使所述自由基相互反应以获得具有增加的分子量的甘露聚糖/木聚糖的复合物。所述方法简易且具成本效益，并且能够将在制浆造纸工业中重要的小木质甘露聚糖和木聚糖升级为更大的甘露聚糖和木聚糖以及更确定的结构，这使得它们的分离更加容易且应用领域更加广阔。另一个优势在于提供了从具有结合的芳族基团的甘露聚糖和木聚糖中分离出甘露聚糖和木聚糖。具有增加的分子量的木质甘露聚糖和木聚糖可以用于制造包装中的阻隔膜，例如用于阻隔氧气、液体和气体。
【技术实现步骤摘要】
本申请是以下申请的分案申请：申请日：2011年11月23日；申请号：201180061022.3；专利技术名称“一种增加包含芳族部分的木质甘露聚糖和木聚糖的分子量的方法”。
本专利技术一般地涉及对具有结合的芳族部分的木质甘露聚糖和木聚糖的交联和加工。
技术介绍
制浆和其它生物质利用行业中日益增加的成本压力以及对与石油基产品相关的问题的意识不断提高，已经引起了对适用于能量和材料应用的新可再生原材料的探索。例如，可再生且易降解的包装膜或产自木糖的燃料的使用可以导致这些行业的碳足迹的显著减少。当今的制浆工艺产生需氧物质的排放，其通常在排出水的生物净化中进行处理。建造此类净化工厂是昂贵的。木质纤维素材料是由以化学键相互结合的众多不同种类的分子组成的复合结构。这给分子的分级、升级和使用带来了重大问题。关于木材中木质素和半纤维素之间存在的天然共价键，研究人员之间没有达成广泛共识。经常使用的观点是这些键是在分子的加工期间形成的。但是，一些新的研究数据显示芳族结构是通过酯-、醚-、或苯基糖苷键而共价地结合至纤维素和半纤维素。例如，这由Lawoko and coworkers,Holzforschung,Vol 60,pp.156-161,2006所报道。熟知和表征了两种类型的酚多糖。阿魏酸化的阿拉伯木聚糖具有连接至多糖的阿魏酸部分，并且已知它们存在于草和谷物中。酚果胶可以从例如甜菜浆中找到。也已知多糖可以用例如芳族化合物衍生化。在包装中使用阻隔膜，通过将产品保持远离气味、氧气等以增加产品的贮藏期限。石油基膜和铝膜主导市场，但由可再生材料制成的膜在最近几年已经获得了很多的青睐。淀粉基膜是用于此目的的应用最广泛的可再生聚合物，但它们基于食品资源。不同支链的或非支链的多糖(包括但不局限于半纤维素)连同木质素和纤维素是木材(以及许多其它木质纤维素材料)的主要成分。作为用于材料和化学应用的原材料以及作为发酵的原料，它们已经显示出巨大的潜力。木质半纤维素如甘露聚糖和木聚糖可以与石化基等同物相竞争的代价从机械制浆的工艺用水或从预水解工艺中分离出。考虑至世界范围内该行业的大规模，可以说这些半纤维素可以大量利用。使用这种原材料源的进一步优势包括材料的可再生性质以及事实上这种材料源并不属于食品生产的部分。源自这些工艺的半纤维素的缺点是它们的分子量非常低且它们以与其它化合物的复杂混合物存在于工艺用水中。国际专利申请WO97/17492描述了一种制备制浆增强剂及其向木质纤维素产品的添加。所述木质纤维素纤维产品可以是源自木材、亚麻、棉花、大麻、黄麻和甘蔗渣的纸张和纸板，并且可以通过不同的制浆工艺来获得。所述增强剂是通过使用催化酚基氧化的氧化剂处理获自马铃薯、玉米、糯玉米、小麦、水稻、高粱、糯高粱、西米葛粉或木薯淀粉的酚多糖来获得。所述专利更详细地公开了可能应用的以下类型的多糖：a)酚多糖，如酚淀粉和通过衍生化“亲本淀粉”获得的酚阳离子淀粉。b)已经导入了酚取代基的酚纤维素。c)来源于以下类型的多糖的酚多糖：果胶、半乳甘露聚糖(瓜尔豆胶或槐豆胶)、阿拉伯半乳聚糖(出自西部落叶松木材)、右旋糖酐、阿拉伯树胶、黄原胶、黄蓍胶和卡拉胶。在该公布文本中公开的酚多糖不是获自于制浆造纸工业重要的木材组织，而是大多获自食品工业中使用的谷类作物(单子叶植物)。没有描述获自木材(针叶树和真双子叶植物)的木聚糖和甘露聚糖。所述专利申请没有描述多糖在阻隔膜生产中的应用。美国专利US 6,232,101描述了一种生产用于摄食的用于食品、医疗/医药或农业/园艺应用的含水液体的胶凝剂的方法。用于本申请的含有酚羟基的多糖可获自于谷物(例如，来自小麦或玉米粉或糠的半纤维素)或获自于Cheniopodiaceae科一员的植物(例如，来自糖用甜菜浆的果胶)。酚羟基被氧化且产生胶凝现象。所产生的材料能够展现出优异的液体吸收性能和液体保留性能。其既没有描述木材衍生的多糖的应用，也没有描述所述产品用于材料应用的用途。国际专利申请WO2004/083256教示了如何通过共价地连接含有共价结合的酚残基的蛋白质、甘油酯和多糖的组合来制备食品产品，例如乳液和泡沫。所述多糖(阿拉伯木聚糖和果胶)获自于糖用甜菜和谷物并且Lex Oosterveld,Carbohydrate research 300,179-181,1997和thesis Lex Oosterveld,Landbouwuniversiteit Wageningen Netherlands,15.12.1997,ISBN 90-5485785-4对它们做了全面的描述。需要注意的是这些多糖可获自于谷物和糖用甜菜，而不是获自于木材，并且其应用领域并不包括材料应用。美国专利申请US2009311752描述了一种处理木质纤维素生物质的水解产物的技术，其使用酚氧化酶如漆酶以增强对源自木质素的生物质中的抑制化合物敏感的微生物的生长。其公开了中和单体的、酚抑制化合物，例如，通过水解后在木质纤维素生物质中的漆酶处理。一般来说，以上回顾的文献描述了酚多糖在增强剂(用于制浆、胶凝剂、医疗/医药或农业/园艺应用)、乳液和泡沫的制备中的应用，但不用于制备材料产品如用于包装应用，也没有描述利用交联法从混合溶液中纯化多糖。甚至更重要的是，上述公布文本中描述的多糖大多获自于熟知含有结合的芳族部分的各种农作物(例如，阿魏酸化的阿拉伯木聚糖、果胶和芳族淀粉)。没有描述木质半纤维素(甘露聚糖和木聚糖)且特别是那些源自制浆工艺的工艺用水的木质半纤维素。在现有技术中，仍然需要解决工业生产高分子量的源自木材(未衍生化的)的甘露聚糖和木聚糖的问题。在现有技术中，还具有由木质素对半纤维素的污染的问题。在现有技术中，进一步具有如何分离具有和不具有结合的芳族基团的半纤维素的混合物的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服至少一些现有技术中的不足并提供一种升级木质半纤维素的混合物的方法，其中所述半纤维素选自于甘露聚糖和木聚糖。在第一方面，提供了一种增加选自于由甘露聚糖和木聚糖组成的组中的半纤维素的分子量的方法，所述方法包含步骤：a)获得至少一种半纤维素，其中所述半纤维素选自于由来自木材的甘露聚糖和木聚糖组成的组，所述半纤维素包含至少一种结合的芳族基团，b)将所述半纤维素处于氧化条件以将所述至少一种芳族基团的至少一小部分转化为自由基并且使所述自由基相互反应以获得具有增加的分子量的半纤维素的复合物。在第二方面，提供了一种获自于木材的半纤维素，其中所述半纤维素选自于由甘露聚糖和木聚糖组成的组，所述半纤维素经过了化学反应以增加其分子量，所述半纤维素包含至少一种结合的芳族基团，其中所述结合的芳族基团的至少一小部分相互共价地结合。在进一步的方面，提供了用于各种应用的阻隔膜，其包含具有增加的分子量的半纤维素，例如阻隔膜、氧气阻隔膜、液体阻隔膜和脂肪阻隔膜。在更进一步的方面，提供了一种具有增加的分子量的半纤维素用于制造包装、包装材料、阻隔材料、氧气阻隔材料、液体阻隔材料和脂肪阻隔材料中的阻隔膜的应用。进一步的方面和具体实施方式在所附权利要求中定义，这是通过专门引用并合并于本文。本专利技术的一个优势在于其提供了一种方便和具成本效益的技术，所述技术能够将小的木质半纤维素升级为更大且更确定的结构本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种增加选自于由甘露聚糖和木聚糖组成的组中的半纤维素的分子量的方法，所述方法包含步骤：a)获得来自于木材的至少一种半纤维素，其中所述半纤维素选自于由甘露聚糖和木聚糖组成的组，并且所述半纤维素的至少一小部分包含至少一种结合的芳族基团；b)将所述半纤维素处于氧化条件以将所述至少一种结合的芳族基团的至少一小部分转化为自由基并且使所述自由基相互反应以获得具有增加的分子量的半纤维素，其中，氧化是通过向半纤维素中添加酶来实现的，其中，所述酶选自漆酶，并且之后将得到的化合物进行相对于分子量的分离，从而将包括结合的芳族基团的半纤维素和不具有结合的芳族基团的半纤维素分离。
【技术特征摘要】
2010.11.23 SE 1051224-2;2010.11.23 US 61/416,3261.一种增加选自于由甘露聚糖和木聚糖组成的组中的半纤维素的分子量的方法，所述方法包含步骤：a)获得来自于木材的至少一种半纤维素，其中所述半纤维素选自于由甘露聚糖和木聚糖组成的组，并且所述半纤维素的至少一小部分包含至少一种结合的芳族基团；b)将所述半纤维素处于氧化条件以将所述至少一种结合的芳族基团的至少一小部分转化为自由基并且使所述自由基相互反应以获得具有增加的分子量的半纤维素，其中，氧化是通过向半纤维素中添加酶来实现的，其中，所述酶选自漆酶，并且之后将得到的化合物进行相对于分子量的分离，从而将包括结合的芳族基团的半纤维素和不具有结合的芳族基团的半纤维素分离。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述的半纤维素为选自于由阿拉伯葡糖醛酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：贡纳·亨里克松，迪米特里·阿雷斯科格，佩特里·奥伊诺宁，
申请(专利权)人：艾克海丽克斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE
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