南京林业大学金永灿教授团队综述：木质素及其衍生物的生物活性和相关应用

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生物活性物质具有良好的生物相容性、化学稳定性和加工性能，可广泛应用于生物医学和组织工程领域。天然生物活性化合物因其可再生、环境友好和可生物降解等特性而受到越来越多的关注。木质素是由愈创木基丙烷、紫丁香基丙烷和对羟基苯基丙烷组成的结构复杂的无定形生物大分子。木质素丰富的官能团赋予其独特的结构和生物活性。

近日，南京林业大学金永灿教授团队综述了木质素（包括原本木质素、分离木质素、木质素衍生物和小分子木质素）的生物活性和相关应用，系统总结了木质素生物活性与其结构的相关性以及木质素及其衍生物作为生物活性物质在生物医学、农业、生物质转化等方面的研究进展与应用潜力。

木质素的抗菌作用与其酚羟基和甲氧基密切相关。木质素复合材料因其抗菌、无毒、吸水性好等优点被广泛应用于伤口敷料中。木质素的引入可有效改善水凝胶的机械强度、蛋白质吸附能力和伤口环境调节能力。如在小鼠创面模型中，木质素-壳聚糖-聚乙烯醇复合水凝胶不仅保持了湿润的愈合环境，而且能显著促进细胞生长和迁移，促进创面愈合。

木质素不仅可以调节植物生长的原木质素含量，还具有类似腐殖质的促进植物生长的生物活性，这与木质素的结构有关。在此基础上制备的生物活性木质素地膜不仅能保持土壤水分，而且能促进植物生长。制浆废液中提取的工业木质素经尿素和甲醛交联改性后可制备新型固沙材料，用于荒漠化防治具有防风固沙与促进植被恢复的双重效果。

水溶性木质素具有促进木质纤维素底物酶水解的功效，如在酶水解体系中添加磺化木质素可降低底物木质素对纤维素酶的非生产性吸附，从而显著提高木质纤维原料的酶水解糖化效率。

尽管木质素的生物潜力近年来已成为研究热点，但木质素结构的复杂性限制了其在生物医学、食品等领域的应用，如木质素在人体内的作用机制和代谢途径还有待进一步探讨。同时，木质素在农林领域作为生长调节剂的结构-活性关系还有待深入研究。

文章第一作者为南京林业大学轻工技术与工程学科硕士研究生疏凡。该工作得到国家自然科学基金重点项目（31730106）的资助。

论文信息：

Biological Activities and Emerging Roles of Lignin and Lignin-Based Products─A Review

Fan Shu, Bo Jiang, Yufeng Yuan, Mohan Li, Wenjuan Wu,* Yongcan Jin,* and Huining Xiao

https://doi.org/10.1021/acs.biomac.1c00805

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