Solving the lignin waste crisis:
Utilization of lignin to produce value- added antioxidant agents
Feras Mosleh Almowalad
University of Western Ontario
DOI ” type=”big” color=”orange”] DOI[/button]
Tab title Lignin is a major component of biomass that is considered a huge energy and carbon reserve. Aside from being the second most abundant polymer in nature, it is a major by- product of pulping, paper and other forestry- based industries with about 70 million tons per year. Due to it being highly biologically recalcitrant, lignin is underutilized and considered a waste product that is solely incinerated for power generation. Establishment of a market for lignin- based, value- added chemicals was a necessity. Because of its renewable nature, availability, and richness in phenolic component, however, it is considered as an attractive alternative for antioxidant activity. In our research, all types of extracted lignin exhibited a value ranging from 2.21 to 11.47 on the AAI assay suggesting high antioxidant activity. Furthermore, special chemical structures such as hydrogen atoms, double bonds between side chain carbons, as well as the presence of methoxyl groups can increase antioxidant activity by 2- 3 folds via means of radical scavenging. Finally, lignin extracted at higher temperature (~95C and greater) exhibited higher ORAC values compared to lignin extracted at lower temperature; ORAC values of 1072.32 to 3119.68 versus 1741.72 to 1745.11, respectively. This paper is going to shed more light on the lignin antioxidant properties, where it stems from, what affects it, as well as future directions and possible interdisciplinary potential improvement. Keywords: Lignin; Antioxidant activity; Characterization of lignin; Chemical analysis; radical scavenging activity.
Tab title
Lignin is a major component of biomass that is considered a huge energy and carbon reserve. Aside from being the second most abundant polymer in nature, it is a major by- product of pulping, paper and other forestry- based industries with about 70 million tons per year. Due to it being highly biologically recalcitrant, lignin is underutilized and considered a waste product that is solely incinerated for power generation. Establishment of a market for lignin- based, value- added chemicals was a necessity. Because of its renewable nature, availability, and richness in phenolic component, however, it is considered as an attractive alternative for antioxidant activity. In our research, all types of extracted lignin exhibited a value ranging from 2.21 to 11.47 on the AAI assay suggesting high antioxidant activity. Furthermore, special chemical structures such as hydrogen atoms, double bonds between side chain carbons, as well as the presence of methoxyl groups can increase antioxidant activity by 2- 3 folds via means of radical scavenging. Finally, lignin extracted at higher temperature (~95C and greater) exhibited higher ORAC values compared to lignin extracted at lower temperature; ORAC values of 1072.32 to 3119.68 versus 1741.72 to 1745.11, respectively. This paper is going to shed more light on the lignin antioxidant properties, where it stems from, what affects it, as well as future directions and possible interdisciplinary potential improvement. Keywords: Lignin; Antioxidant activity; Characterization of lignin; Chemical analysis; radical scavenging activity.
حل أزمة نفايات اللجنين: استخدام اللجنين لإنتاج مضادات أكسدة ذات قيمة مضافة
فراس مصلح المولد
جامعة ويسترن أونتاريو || كندا
Tab title
اللكنين يعتبر جزي أساسي من الكتلة الحيوية والتي تعد مخزن عظيم للطاقة الكربونية. علاوة على كونه ثاني أكثر البوليمرات انتشارا في الطبيعة، اللكنين يمثل ناتج ثانوي من صناعات عديدة مثل الورق وغيرها من الصناعات المبنية على حراجة الغابات. بسبب تركيبته المعقدة، قرابة ال70 مليون طن من اللجنين تعتبر مخلفات مما يحد من امكانية الاستفادة منها ويؤدي لحرقها لتوليد الطاقة. لكن بسبب طاقة اللكنين الكامنة، امكانية تكريره، وفرته، واحتواءه على الفينولات، يوجد توجه كبير للاستفادة منه في أكثر من مجال لصنع مختلف الكيماويات ذات القيمة المضافة خصوصا فيما يعرف بمضادات الاكسدة. في هذا البحث، أظهرت كل مستخلصات اللكنين قيمة تتراوح بين 2.21 و 11.47 على فحص مضادات الاكسدة (AAI) و هو ما يعني قدرة عالية. علاوة على ذلك، بعض الهياكل الكيميائية مثل ذرات الهيدروجين، الروابط الثنائية لين ذرات الكربون الجانبية، وتواجد الميثوكسيلات يمكنها زيادة النشاط المضاد للأكسدة عن طريق الكسح الجذري. أخيرا، اللكنين المستخلص في درجات حرارة عالية تظهر قدرات مضادة للأكسدة على مقياس قدرة امتصاص جذور الاوكسجين اعلى من نظيرتها المستخلصة في درجات حرارة أقل. هذه القراءات تتراوح بين 1072.32 و 3119.72 للأولى مقارنة ب 1741.72 و 1745.11 على التوالي. في هذا المقال سيتم تناول الخصائص المقاومة للأكسدة للكنين، من اين تستمد، ما الذي يمكن أن يؤثر على هذه الخصائص، وكيف يبدو مستقبل صناعة اللكنين. الكلمات المفتاحية: اللكنين، مضادات الأكسدة، توصيف اللجنين، التحليل الكيميائي، نشاط الكسح الجذري.