NFUCon 2025

非粮生物基科技成果发布

第五届非粮生物质高值化利用论坛

11月27-29日 浙江 · 杭州

DT新材料致力于科技成果转移转化。大会聚焦非粮生物基领域创新科研成果和商业化可行性，至今已完成1500+次技术和项目对接。本届大会将持续同期举办特色活动「科技成果展示与对接」，论坛公开征集与筛选 50 个生物质利用领域具备商业化基础的创新成果和项目，并于现场展示和精准对接，以促进行业产学研用对接交流。

本文公布创新成果如下：

成果名称

新型防晒剂：浅色油茶果壳木质素

所在单位

华南理工大学轻工科学与工程学院

成果简介

木质素因绿色安全、优越的抗紫外性能，且与化学防晒剂之间具有良好的协同作用，向化学防晒霜中添加木质素可显著提高其防晒指数（SPF），可替代防晒霜中相当含量的化学防晒剂，近年来被广泛认为是一种具有潜力的、安全的新型天然防晒剂。然而，大多数木质素都为深色，面临在防晒霜中应用受限的困境。

成果1：我们从油茶果壳中高效分离出浅色的纳米木质素，最佳白度可达70.90。进一步地分别向SPF20和SPF30的化学防晒霜中添加1%的浅色油茶果壳木质素，可使防晒霜的性能分别升至SPF30和SPF50。

成果2：酶解木质素是一种高产量的工业木质素，由于提取过程温和，较多原生结构被保留了下来。因此相比碱木质素和木质素磺酸盐等颜色更浅，但也同时有分子量分布宽、缩合结构和发色基团混杂等问题。我们采用有机酸对酶解木质素进行分级处理，通过控制不同的酸、用量、温度，从酶解木质素中分级为可溶木质素和不可溶木质素，这些木质素之间具有显著的颜色差异，实现了对木质素颜色进行调控的目的。

成果3：基于成果2的酸性分级，进一步采用有机磷酸催化精炼，得到改性的木质素。应用于防晒霜时可显著提高SPF。

技术优势

成果1：

1. 木质素是一种由三种苯丙烷单体经C-O和C-C键随机组合构成的网状大分子，不同生物质来源的木质素的结构之间具有较大的差异性。我们对油茶果壳木质素的结构进行了详细的表征和分析，发现其结构为G/S型且以G单元为主，其中含有相当数量的C-C键。此类木质素和化学防晒剂之间有显著的协同关系，因此我们认为油茶果壳是一种可应用于防晒霜的木质素的优质来源。

2. 天然木质素为浅黄色或浅棕色，但是从生物质中分离木质素的过程中，木质素往往发生结构缩合和产生发色基团进而导致颜色转深。现有研究通过保护木质素结构获得浅色木质素，然而这种接近原生结构的木质素的抗紫外性能较差。我们采用丙酮酸处理油茶果壳，分离过程中选择性破坏了木质素间的C-O键且控制没有额外产生发色基团，得到浅色且高效抗紫外的油茶果壳木质素，此外在提取液中分离自发组装为纳米木质素。当用于制备防晒霜时，表现出浅色和高效抗紫外性能。

成果2：

我们采用的有机酸分级方法，比常规的溶剂分级方法，有更广的木质素颜色的调控范围，其中可溶性木质素的范围包括但不限于L*： 41.09~61.51，a*：5.84~4.26，b*：18.84~35.88，WI：43.37~51.22，色差4.34~20.83，最大色差达到20.83；不溶性木质素的范围包括但不限于L*：32.06~55.64，a*：9.15~18.68，b*：16.88~36.82，WI：27.47~49.91，色差1.92~15.81，最大色差达到15.81。而在常温下萃取的木质素得率低而且实现不了调控颜色的效果。

成果3：

在对酶解木质素分级的基础上简单地加入有机磷酸催化，实现了浅色和高效抗紫外性能，应用于防晒霜时具有良好的颜色和SPF性能。本成果应用于普遍工业酶解木质素都具有类似效果，为工业木质素高值化拓宽了应用范围。