Can Lignin Wastes Originating From Cellulosic Ethanol Biorefineries Act as Radical Scavenging Agents?

2014 ◽  
Vol 67 (11) ◽  
pp. 1693 ◽  
Author(s):  
Caroline Vanderghem ◽  
Nicolas Jacquet ◽  
Aurore Richel
Keyword(s):  
Panicum Virgatum ◽  
Average Molecular Weight ◽  
Radical Scavenging ◽  
Test System ◽  
Molecular Features ◽  
System A ◽  
Miscanthus Giganteus ◽  
Panicum Virgatum L ◽  
Radical Scavenging Ability ◽  
Radical Scavenging Properties

Lignin is a co-product from the biorefinery and paper industries. Its non-energetic valorisation remains a field of extensive research and development. In this perspective, this study was undertaken to evaluate the radical scavenging ability of selected herbaceous lignins. These lignins, extracted from either Miscanthus (Miscanthus × giganteus) or switchgrass (Panicum virgatum L.), were selected as benchmarks for this study based on their chemical structure and average molecular weight. These technical lignins, which are side-products in the bioethanol production process, displayed a moderate antioxidant activity as evaluated by the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazil free radical scavenging test system. A correlation between the radical scavenging properties and the molecular features is proposed and discussed. Infrared spectroscopy was employed as a straightforward qualitative prediction tool for assessing the radical scavenging capacity.

scholarly journals Antioxidant and Radical Scavenging of Piliostigma reticulatum using FRAP and DPPH

2021 ◽  
Keyword(s):  
Methanol Extract ◽  
Antibacterial Effect ◽  
Radical Scavenging ◽  
Ethanol Extract ◽  
Salmonella Typhi ◽  
Phytochemical Content ◽  
E Coli ◽  
Radical Scavenging Ability ◽  
Radical Scavenging Properties ◽  
Piliostigma Reticulatum

The antibacterial activity, phytochemical constituents and the radical scavenging ability using FRAP and DPPH of Piliostigma reticulatum were investigated in this study. Of all the solvent extracts used to assay the antibacterial effect, ethanol extract had the highest activity, followed by the aqueous extract with very weak activity against Pseudomonsa aeruginosa, Salmonella typhi and E. coli, methanol extract had no visible effect on the test organisms while ethyl acetate was active against only E. coli. The presence of phytochemicals such as alkaloids, glycosides, steroids, anthraquinones, phenol, tanin and saponin was observed. Antinutrients such as Tanin, Phenol, Phylate, Oxalate, Saponin and Flavonoids in copious amount. Ethanol extract of P. reticulatum was found to have the highest antioxidant ability, followed by the methanol extract. Ehtyl acetate extract had minimal radical scavenging ability. The antibacterial effect, phytochemical content and the radical scavenging properties of the plant makes it a good candidate in the development of antimicrobial therapeutics.

scholarly journals Ενεργειακές καλλιέργειες

2017 ◽  
Author(s):  
Αννούλα Πασχαλίδου
Keyword(s):  
Zea Mays ◽  
Panicum Virgatum ◽  
Zea Mays L ◽  
Hibiscus Cannabinus ◽  
Cynara Cardunculus ◽  
Brassica Napus L ◽  
Miscanthus Giganteus ◽  
Panicum Virgatum L ◽  
Sorghum Bicolor L ◽  
Arundo Donax L

Η ανθρωπότητα σήμερα αντιμετωπίζει τη σημαντικότερη πρόκληση που είναι η λύση του ενεργειακού προβλήματος, σε συνδυασμό με την αύξηση του πληθυσμού της. Η στροφή προς τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας είναι επιβεβλημένη ανάγκη για την κάλυψη των ολοένα αυξανόμενων ενεργειακών αναγκών των ανθρώπων. Με την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών όπως η βιοτεχνολογία και η γενετική μηχανική, την αυξημένη ευαισθητοποίηση για το περιβάλλον και την απαίτηση για αειφόρο ανάπτυξη, η οποία εμφανίζεται έκδηλη σε όλο και μεγαλύτερα κοινωνικά στρώματα του πλανήτη, δημιουργούνται οι κατάλληλες συνθήκες για την ευρείας κλίμακας αξιοποίηση της βιομάζας, προερχόμενης από την καλλιέργεια ενεργειακών φυτών, για την παραγωγή τόσο ενεργειακών όσο και νέων βιομηχανικών προϊόντων, ή άλλων υλικών. Στη διδακτορική διατριβή και στο πρώτο θεωρητικό τμήμα της, γίνεται διερεύνηση της έννοιας της αειφορικής γεωργίας και των αλληλεπιδράσεων της με το περιβάλλον, ιστορική ανασκόπηση της σχετικής νομοθεσίας (Κ.Α.Π.) που παρέχει σημαντικά στοιχεία για τη διαμόρφωση στρατηγικών αποφάσεων, για την επίλυση και αντιμετώπιση της παγκόσμιας διατροφικής ανάγκης, του ενεργειακού προβλήματος και της χρήσης της βιοενέργειας σύμφωνα με τις αρχές της βιωσιμότητας. Επίσης γίνεται διερεύνηση α) των περιβαλλοντικών προεκτάσεων των ενεργειακών καλλιεργειών, σε σχέση με βασικά στοιχεία του περιβάλλοντος και της παραγωγής βιοκαυσίμων, β) των οικονομικών προεκτάσεων των ενεργειακών καλλιεργειών, σε σχέση με το βιοτικό επίπεδο και της απόδοσης - κόστους παραγωγής τους, γ) των κοινωνικών προεκτάσεων των ενεργειακών καλλιεργειών, σε σχέση με την επάρκεια τροφίμων και ενέργειας, την αισθητική του τοπίου, την αποδοχή τους από τον αγροτικό κόσμο. Στο δεύτερο τμήμα που αποτελεί το ερευνητικό μέρος της διδακτορικής διατριβής, κατά πρώτον γίνεται διερεύνηση των πιο κοινωνικοοικονομικά και περιβαλλοντικά κατάλληλων καλλιεργειών, για την παραγωγή βιοκαυσίμων στην Ελλάδα και την περιοχή της Μεσογείου, συγκρίνοντας μερικές ετήσιες και πολυετείς ενεργειακές καλλιέργειες, μέσω του εργαλείου στρατηγικού σχεδιασμού S.W.O.T. Analysis. Η έρευνα αυτή επικεντρώθηκε α) σε τέσσερις πολυετείς ενεργειακές καλλιέργειες: μίσχανθο (Miscanthus giganteus), αγριαγκινάρα (Cynara cardunculus L.), switchgrass (Panicum virgatum L.) και γιγάντιο καλάμι (Arundo donax L.) β) σε έξι ετήσιες ενεργειακές καλλιέργειες: ελαιοκράμβη (Brassica napus L.), αραβόσιτο (Zea mays L.), γλυκό και ινώδες σόργο [Sorghum bicolor (L.) Moench], ηλίανθο (Helianthus annuus L.), κενάφ (Hibiscus cannabinus L.) και ζαχαρότευτλο (Beta vulgaris L.). Κατά δεύτερον, στο ερευνητικό μέρος εξετάστηκαν, μέσω της S.W.O.T. ανάλυσης, οι δύο επιλογές ενός σοβαρού διλήμματος: «ενεργειακές καλλιέργειες για παραγωγή βιοκαυσίμων ή για τρόφιμα;» και προτείνεται μια σειρά στρατηγικών και εναλλακτικών επιλογών για βιώσιμο ενεργειακό εφοδιασμό και επαρκή διατροφή για τον αυξανόμενο πληθυσμό της γης. Κατά τρίτον στο ερευνητικό μέρος διενεργείται ποσοτική έρευνα δια μέσου ερωτηματολογίου, για τη διερεύνηση απόψεων/γνώσεων αγροτών-καλλιεργητών σχετικά με τις περιβαλλοντικές, οικονομικές και κοινωνικές προεκτάσεις των ενεργειακών καλλιεργειών. Με βάση τα αποτελέσματα της ποσοτικής έρευνας οι ενεργειακές καλλιέργειες, σε σχέση με το οικονομικό τους αποτύπωμα, συμβάλλουν κατά σημαντικό ποσοστό, με την παραγωγή βιοκαυσίμων, στη μείωση της εξάρτησης από το πετρέλαιο, στην ενδυνάμωση της γεωργίας στην Ελλάδα, στη βελτίωση του αγροτικού εισοδήματος, αλλά υπάρχει αμφισβητούμενος κίνδυνος αύξησης των τιμών των τροφίμων λόγω της χρήσης των φυτών για ενέργεια και όχι για παραγωγή τροφής. Σε σχέση με το περιβαλλοντικό αποτύπωμα, συμβάλλουν στην προστασία του περιβάλλοντος γενικότερα, στην καλύτερη αξιοποίηση του νερού, στην προστασία από την εδαφική διάβρωση και έχουν θετική επίδραση στη βιοποικιλότητα μιας περιοχής. Επίσης σε σχέση με το κοινωνικό αποτύπωμα συμβάλλουν στη δημιουργία νέων θέσεων εργασίας, με προτεραιότητα όμως την παραγωγή τροφής και όχι ενέργειας. Σε συνέχεια της διδακτορικής διατριβής ενδιαφέρουσα μελλοντική έρευνα θα μπορούσε να είναι η διερεύνηση των τροποποιήσεων του νομοθετικού πλαισίου σχετικά με τις ενεργειακές καλλιέργειες και τα βιοκαύσιμα σε ελληνικό, ευρωπαϊκό αλλά και παγκόσμιο επίπεδο και των επιπτώσεων στην ανάπτυξη, μελλοντική εξέλιξη και αποδοχή τους από το κοινωνικό σύνολο. Επιπλέον, ενδιαφέρον παρουσιάζει η διερεύνηση με τη χρήση της ανάλυσης S.W.O.T. περισσότερων ειδών ενεργειακών φυτών και η διενέργεια μιας ποσοτικής ή και ποιοτικής έρευνας, για κάθε μία ξεχωριστά από τις περιβαλλοντικές, οικονομικές και κοινωνικές προεκτάσεις των ενεργειακών καλλιεργειών ή σε επιπρόσθετες περιοχές εκτός της Περιφερειακής Ενότητας Δράμας, με σκοπό την παροχή περισσότερων στοιχείων. Συμπερασματικά εκτός από τη διερεύνηση τρόπων αύξησης του ενεργειακού εφοδιασμού, είναι επιτακτική η ανάγκη για ενσωμάτωση στην ανθρώπινη συμπεριφορά η εξοικονόμηση και η διατήρηση της ενέργειας, καθώς και η ενσωμάτωση κριτηρίων αειφορίας στη χάραξη της ενεργειακής πολιτικής. Προκειμένου να επιτευχθούν τα παραπάνω, η έρευνα και η τεχνολογική ανάπτυξη θα απαιτήσουν τη συμμετοχή επιστημόνων σε ευρείς τομείς, στο πλαίσιο του κοινού στόχου για τη μη εξάντληση των φυσικών πόρων και τη διασφάλιση της ευημερίας του πλανήτη για τις μελλοντικές γενιές.

scholarly journals Leaf Extracts of Aerva lanata Inhibit the Activities of Type 2 Diabetes-Related Enzymes and Possess Antioxidant Properties

2018 ◽  
Vol 2018 ◽  
pp. 1-7 ◽  
Author(s):  
Musbau Adewunmi Akanji ◽  
Samson Olasunkanmi Olukolu ◽  
Mutiu Idowu Kazeem
Keyword(s):  
Antioxidant Activities ◽  
Antioxidant Properties ◽  
Radical Scavenging ◽  
Leaf Extracts ◽  
Chemically Induced ◽  
Radical Scavenging Ability ◽  
Aerva Lanata ◽  
Radical Scavenging Properties

The leaves of Aerva lanata are one of the indigenous medicinal plants used in the management of diabetes mellitus and its associated complications in Africa. However, its effect on the activities of diabetes-related enzymes has not been investigated. This study evaluated the in vitro inhibitory effects of different extracts of the A. lanata leaf on the activities of diabetes-related enzymes (α-amylase and α-glucosidase) and chemically induced free radicals. Aqueous, ethanol, and hydroethanol extracts of A. lanata leaves were subjected to a standard enzyme inhibition assay followed by determination of modes of inhibition of the enzymes. The antioxidant activities of the extracts were evaluated using 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) and 2,2-azino-bis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) (ABTS). The results obtained showed that the hydroethanol extract of the A. lanata leaf optimally inhibited both α-amylase (IC50: 2.42 mg/mL) and α-glucosidase (IC50: 0.23 mg/mL). The Lineweaver-Burk plot revealed that the mode of inhibition of both enzymes by the hydroethanol extract was uncompetitive. However, the hydroethanol and aqueous extracts displayed the best DPPH and ABTS radical-scavenging ability, respectively. It can be concluded that the A. lanata extract inhibited the activities of both α-amylase and α-glucosidase uncompetitively, which may be attributed to its free radical-scavenging properties and rich phenolic composition.

scholarly journals Pre-treatment of biomasses using magnetised sulfonic acid catalysts

2017 ◽  
Vol 48 (2) ◽  
pp. 117 ◽  
Author(s):  
Yane Ansanay ◽  
Praveen Kolar ◽  
Ratna Sharma-Shivappa ◽  
Jay Cheng ◽  
Sunkyu Park ◽  
...  
Keyword(s):  
Sulfonic Acid ◽  
Panicum Virgatum ◽  
Solid Acid ◽  
Solid Acid Catalyst ◽  
Acid Catalyst ◽  
Solid Acid Catalysts ◽  
Acid Catalysts ◽  
Miscanthus Giganteus ◽  
Panicum Virgatum L ◽  
Pre Treatment

There is a significant interest in employing solid acid catalysts for pre-treatment of biomasses for subsequent hydrolysis into sugars, because solid acid catalysts facilitate reusability, high activity, and easier separation. Hence the present research investigated pretreatment of four lignocellulosic biomasses, namely Switchgrass (Panicum virgatum L ‘Alamo’), Gamagrass (Tripsacum dactyloides), Miscanthus (Miscanthus × giganteus) and Triticale hay (Triticale hexaploide Lart.) at 90°C for 2 h using three carbon-supported sulfonic acid catalysts. The catalysts were synthesized via impregnating p-Toluenesulfonic acid on carbon (regular) and further impregnated with iron nitrate via two methods to obtain magnetic A and magnetic B catalysts. When tested as pre-treatment agents, a maximum total lignin reduction of 17.73±0.63% was observed for Triticale hay treated with magnetic A catalyst. Furthermore, maximum glucose yield after enzymatic hydrolysis was observed to be 203.47±5.09 mg g–1 (conversion of 65.07±1.63%) from Switchgrass treated with magnetic A catalyst. When reusability of magnetised catalysts were tested, it was observed that magnetic A catalyst was consistent for Gamagrass, Miscanthus × Giganteus and Triticale hay, while magnetic B catalyst was found to maintain consistent yield for switchgrass feedstock. Our results suggested that magnetised solid acid catalyst could pre-treat various biomass stocks and also can potentially reduce the use of harsh chemicals and make bioenergy processes environment friendly.

Production and Preliminary Characterization of Antioxidant Polysaccharide by Submerged Culture of Culinary and Medicinal Fungi Cordyceps militaris CICC14013

2017 ◽  
Vol 13 (1) ◽  
Author(s):  
Wan Chen ◽  
Gaoqiang Liu ◽  
Huandong Yang ◽  
Zhichao Wu ◽  
Hailong Yang
Keyword(s):  
Submerged Culture ◽  
Biological Activities ◽  
Average Molecular Weight ◽  
Radical Scavenging ◽  
Deae Cellulose ◽  
Reducing Power ◽  
Cordyceps Militaris ◽  
Dpph Radical ◽  
Radical Scavenging Ability ◽  
Dpph Radical Scavenging

Abstract Polysaccharides from Cordyceps militaris show multiple biological activities, such as antioxidation, antitumor, antivirus and immunomodulating properties, etc. The nutritional requirements for antioxidant polysaccharide bio-synthesis by submerged culture of C. militaris were evaluated on the basis of assay for DPPH radical scavenging ability and reducing power in this work. The results showed the best antioxidant activity of polysaccharide could be achieved when the media consisted of mannose, peptone, MgSO4, Na2HPO4, and KH2PO4. Furthermore, the main fraction of antioxidant polysaccharide, CMP-2, was preliminary isolated from the fermentation broth of C. militaris by ethanol precipitation, filtration, and DEAE cellulose-52 chromatography. CMP-2 was composed of mannose, rhamnose, glucose and galactose in a ratio of 2527:164:172:100, and had an average molecular weight (Mw) of approximately 8175 Da. The results suggested antioxidant polysaccharide could be produced by submerged culture of C. militaris and the medium composition significantly affected its DPPH radical scavenging ability and reducing power.

scholarly journals Investigation of Reaction Mechanisms and Kinetics of the Radical Scavenging Ability of 5-Tert-Butylbenzene-1,2,3-Triol and 3,5-di-Tert-Butylbenzene-1,2-Diol Compounds Towards OOH Radical

2018 ◽  
Vol 43 (2) ◽  
pp. 101-111
Author(s):  
Anes El-Hadj Saïd ◽  
Sidi Mohamed Mekelleche
Keyword(s):  
Gas Phase ◽  
Density Functional ◽  
Radical Scavenging Activity ◽  
Antioxidant Properties ◽  
Radical Scavenging ◽  
Hydrogen Atom Transfer ◽  
System A ◽  
Radical Adduct ◽  
Scavenging Capacity ◽  
Radical Scavenging Ability

The antioxidant properties of the synthesised 5- tert-butylbenzene-1,2,3-triol (system A) and the designed 3,5-di -tert-butylbenzene-1,2-diol (system B) have been explored through density functional theory at the M05-2X/6-31+G(d,p) level of theory. The quantum mechanics-based test for overall free radical scavenging activity (QM- ORSA) protocol has been employed to account for their radical-scavenging capacity against the hydroperoxyl radical (HOO•) in the gas phase and in toluene solvent as a mimic lipid medium. The different mechanisms of the chemical reactions of the studied systems with HOO• have been considered, namely (i) the hydrogen atom transfer (HAT), (ii) the single electron transfer followed by proton transfer and (iii) the radical adduct formation. Our calculations provide evidence that HAT is the most favoured reaction mechanism in both the gas phase and in lipid media and the calculated thermodynamic and kinetic parameters indicate that the designed compound is more efficient than the synthesised system A and the reference system (α-tocopherol).

Niruriflavone, a New Antioxidant Flavone Sulfonic Acid from Phyllanthus niruri

2006 ◽  
Vol 61 (1) ◽  
pp. 57-60 ◽  
Author(s):  
N. N. Than ◽  
S. Fotso ◽  
B. Poeggeler ◽  
R. Hardeland ◽  
H. Laatsch
Keyword(s):  
Sulfonic Acid ◽  
Radical Scavenging ◽  
Cation Radical ◽  
Ethanolic Extract ◽  
Test System ◽  
Published Data ◽  
Phyllanthus Niruri ◽  
Lingulodinium Polyedrum ◽  
Radical Reduction ◽  
Radical Scavenging Properties

A new flavone sulfonic acid 1 named niruriflavone was isolated from the 70% ethanolic extract of the whole plant of Phyllanthus niruri (Euphorbiaceae), together with 6,10,14-trimethyl-2- pentadecanone, hypophyllanthin, gallic acid, brevifolin carboxylic acid, methyl brevifolin carboxylate, isoquercetin, quercetin-3-O-β -D-glucopyranosyl(1→ 4)-α-rhamnopyranoside, corilagin, and isocorilagin, whose structures were determined by spectroscopic methods and comparison with published data. In an ABTS cation radical reduction assay, niruriflavone (1) exhibited potent radical scavenging properties. A biological test system based on bioluminescence of the dinoflagellate Lingulodinium polyedrum did not reveal any prooxidant properties of 1 at 50 μM.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document