纤维素_半纤维素_木质素等植物组成成分的测定
纤维素测定：
纤维素是植物细胞壁的主要成分之一，纤维素含量的多少，关系到植物细胞机械组织发达与否。因而影响作物的抗倒伏，抗病虫害能力的强弱。测定粮食、蔬菜及纤维作物产品中纤维素含量是鉴定其品质好坏的重要指标。
一、原理
纤维素（cellulose）为β－葡萄糖残基组成的多糖，在酸性条件下加热能分解成β－葡萄糖。β－葡萄糖在强酸作用下，可脱水生成β－糠醛类化合物。β－糠醛类化合物与蒽酮脱水缩合，生成黄色的糠醛衍生物。颜色的深浅可间接定量测定纤维素含量。
二．材料、仪器设备及试剂
（一）材料：烘干的米、面粉或风干的棉、麻纤维。
（二）仪器设备：1. 小试管；2. 量筒；3. 烧杯；4. 移液管；5. 容量瓶；6. 布氏漏斗；
7. 分析天平；8. 水浴锅；9. 电炉；10. 分光光度计。
（三）试剂：1. 60％H2SO4溶液；2. 浓H2SO4（AR）；3. 2％蒽酮试剂：将2g蒽酮溶解于100ml乙酸乙酯中，贮放于棕色试剂瓶中；4. 纤维素标准液：准确称取100mg纯纤维素，放入100ml量瓶中，将量瓶放入冰浴中，然后加冷的60％H2SO460～70ml，在冷的条件下消化处理20～30min；然后用60％H2SO4稀释至刻度，摇匀。吸取此液5.0ml放入另一50ml量瓶中，将量瓶放入冰浴中，加蒸馏水稀释至刻度，则每ml含100μg纤维素。
三.实验步骤
（一）求测纤维素标准回归方程
1. 6支小试管，分别放入0，0.40，0.80，1.20，1.60，
2.00ml纤维素标准液，然后分别加入2.00，1.60，1.20，0.80，0.40，0ml蒸馏水，摇匀，则每管依次含纤维素0，40，80，120，160，200μg。
2. 向每管加0.5ml2％蒽酮，再沿管壁加5.0ml浓H2SO4，塞上塞子、摇匀，静置1min。然后在620nm下，求测不同含量纤维素溶液的吸光度。
3. 以测得的吸光度为Y值，对应的纤维素含量为X值，求得Y随X而变的回归方程。
（二）样品纤维素含量的测定
1. 称取风干的棉花纤维0.2g于烧杯中，将烧杯置冷水浴中，加入60％H2SO460ml，并消化30min，然后将消化好的纤维素溶液转入100ml容量瓶，并用60％H2SO4定容至刻度，摇匀后用布氏漏斗过滤于另一烧杯中。
2. 取上述滤液5ml放入100ml容量瓶中，在冷水浴上加蒸馏水稀释至刻度，摇匀后用。
3. 取2中的溶液2ml于具塞试管中，加入0.5ml 2％蒽酮试剂，并沿管壁加5ml浓H2SO4，塞上塞子，摇匀，静置12min，然后在620nm波长下，求测吸光度。
四、结果与分析
根据测得的吸光度按回归方程求出纤维素的量，然后按下式计算样品纤维素的含量：Y(%)＝X×10-6×a×100 /W
式中：X－按回归方程计算出纤维素含量（μg）。W－样品重（g）。10-6－将μg换算成g的系数。A－样品稀释倍数。Y－样品中纤维素含量（％）。
测定方法具体有两种：1.间接法：一种测定非纤维素各部分，一种用强酸水解纤维素使其成还原糖，根据该含量换算成纤维素含量。2.直接法：用化学试剂容出木素。半纤，抽提物，的纤维素。最为常用的是硝酸——乙醇法
1.试剂：800ml乙醇（95％）于干的1000ml烧杯，徐徐加入200ml硝酸（密度1.42g/cm3，）每次加入10ml，搅拌匀后在加，备好后放载棕色瓶中，硝酸要缓慢加入，否则可能发生爆炸。
2.步骤
1g（精确到0.0001g）式样于250ml干净锥形瓶中（另取一份测定水分），加入25ml硝酸——乙醇混合液，装上回流冷凝器，放载沸水浴上加热1小时，加热过程中，随时振荡，以防式样跳动。
移去冷凝器，取下锥形瓶静置。用倾斜法用G2玻沙漏斗滤出液体，用真空将滤器中滤液吸干，在用以上方法反复几次，直到式样成白色。
最后将锥形瓶中式样全部移入滤器，用10ml硝酸——乙醇混合液洗涤，在用热水洗涤用甲基橙试之不呈酸性为止，最后用乙醇洗涤两次。吸干洗液，在105＋－3度烘干至恒重。木素测定
常用的有72％硫酸Tappi标准法和80％硫酸法（更适合非木材原料）
1.1g（精确到0.0001g）式样，用定性滤纸包好，用线扎主，用索氏抽提器，苯醇混合液（2：1）抽提6小时，同时另取一份测定水份。将式样取出风干，用洁净毛笔仔细将抽提风干后式样刷入250ml磨口锥形瓶重，加入12～15度的72％硫酸15ml，摇荡1min，将锥形瓶放入18～20度的恒温水浴锅中，2～
2.5小时，随时摇动锥形瓶。
2.将锥形瓶中式样完全移入1000ml锥形瓶中，加水量（包括漂洗小锥形瓶的水）总体积为560ml。回流冷凝，煮沸4小时。用恒重G3玻沙漏斗滤出式样，热水多次洗滤。在105＋－3度烘干至恒重。
若是非木材原料需减去原料中的灰份量。
半纤维素的测定:
一般采用间接法，即测定综纤维素的含量，减去纤维素的含量即为半纤维素的含量。
半纤维素含量的测定
1.1实验仪器及试剂
100ml 烧杯一只、电炉、离心机、玻棒、球形玻盖、分光光度计、80%的Ca （NO 3）2溶液、2mol/L 盐酸、6%苯酚、浓硫酸
1.2实验步骤
称取黄姜粉0.2g 装入100ml 烧杯，加入80%的Ca （NO 3）2溶液15ml ，加热至沸，在微沸的条件下加热5min 。稍冷后离心，用10ml 热水洗涤，共洗涤离心3次。向装有沉降物的离心管中加入2mol/L 盐酸10ml ，盖好带有玻棒的球形玻盖，沸水中煮沸45min ，同时要定时进行搅拌，随后过滤，收集滤液，待测。取待测样品和对照各2ml （含糖10~50μg ），分别加入6%苯酚1.0ml 及浓硫酸5.0ml ，静止10min 摇匀，室温放置20min 后550nm 测光密度。用预先以葡聚糖做好的标准曲线即可计算出样品中总糖的重量，再用下面的公式计算半纤维的百分含量（%）
X=%10012
?W W
式中： X ：半纤维素的百分含量（%）
W 1:黄姜粉的重量（g ）
W 2：半纤维素的重量（g ）
纤维素含量的测定
2.1实验仪器及试剂
离心机、玻棒、球形玻盖、电炉、HAc 溶液、HNO 3溶液、0.25mol/LK 2Cr 2O 7-H 2SO 4溶液、0.25mol/LK 2Cr 2O 7-H 2SO 4溶液、淀粉溶液、0.05mol/L 的Na 2S 2O 3溶液
2.2实验步骤
称取黄姜粉0.1g ，装入离心管中，加入HAc 和HNO 3混合液10ml ，盖上带有玻棒的球形玻盖，置沸水中煮沸25min ，同时要定期进行搅拌。冷却后离心，弃上清。而后向沉降中加0.25mol/LK 2Cr 2O 7-H 2SO 4溶液10ml ，搅匀，将离心管放入开水中10min ，并定时搅拌。冷却后将溶液倒入250ml 烧杯中，同时用15ml 蒸馏水冲洗沉淀。待溶液冷却后加入0.25mol/LK2 K 2Cr 2O 7-H 2SO 4溶液50ml 和几滴淀粉溶液，用0.05mol/L 的Na 2S 2O 3体积。按下面的公式计算
纤维素的百分含量（%）
X=%100)
(675.0?-?W b a K
式中：X ：纤维素百分含量（%）
K ：Na 2S 2O 3滴定度
a ：滴定10ml K 2Cr 2O 7-H 2SO 4对照液所用去Na 2S 2O 3的体积（ml ）
b ：测定纤维素所用去Na 2S 2O 3的体积
W:黄姜粉的重量（g ）
0.675：纤维素的滴定度乘100
木质素含量的测定
3.1实验仪器及试剂
离心机、电炉、玻棒、量筒、1%HAc 、丙酮、72%的H 2SO 4溶液、10%的BaCl 2、0.25 mol ／L K 2Cr 2O 7-H 2SO 4溶液、0.1 mol ／LKI 溶液、淀粉溶液。
3.2实验步骤
称取黄姜粉0.1g ，装入离心管中，加入1%HAc10ml ，摇动5min ，混匀，然后离心，倾出上清液，将沉降用1%HAc5ml 洗一次，然后加丙酮3～4ml ，在摇荡的情况下浸泡3min ，共浸泡3次。将离心管放入开水中，待沉降充分干燥后，加入72%的H 2SO 4溶液3ml ，用玻棒搅成匀浆。室温静置16h （一般放一夜），使目的物质木质素全溶。第二天向离心管中加10ml 蒸馏水，搅匀，置沸水中5min ，溶液冷却后加5ml 蒸馏水和10%的BaCl 20.5ml ，搅匀，离心分离，沉淀用蒸馏水洗2次。向沉淀中加0.25 mol ／L K 2Cr 2O 7-H 2SO 4溶液10ml ，搅匀，将离心管放入沸水中15min ，并定时搅拌。然后冷却，讲溶液倒入250ml 烧杯中，同时用15ml 蒸馏水冲洗沉淀。待溶液冷却后，加入0.1 mol ／LKI 溶液50ml 和几滴淀粉溶液，用0.05 mol ／L Na 2S 2O 3 滴定至蓝绿色，记下滴定用Na 2S 2O 3体积。按下面的公式计算木质素的百分含量（%）
X=%100)
(675.0?-?W b a K
式中：X ：木质素的百分含量（%）
K ：Na 2S 2O 3滴定度
a ：滴定10ml K 2Cr 2O 7-H 2SO 4对照液所用去Na 2SO 3的体积（ml ）
b ：测定木质素所用去0.05 mol ／L Na 2SO 3的体积（ml ）
W ：黄姜粉的重量（g ）
0.433：木质素的滴定度乘100.
果胶含量的测定
4.1实验仪器及试剂
250ml 三角烧瓶、电炉、回流柱、1000ml 烧杯、玻棒、玻璃砂芯漏斗、0.05mol ／L 盐酸、0.1mol ／LNaOH 、1mol ／LHAc 、0.1mol ／LCaCl 2
、2mol ／L CaCl 2 、
4.2实验方法
称取黄姜粉5g ，装入250ml 三角烧瓶，加入150ml 经加热至沸的0.05mol ／L 盐酸，加热回流1h 后，冷却至室温，过滤，将滤液装入1000ml 烧杯中加水至300ml ，再加入0.1mol ／LNaOH100ml ，充分搅拌，放置过夜，以皂化。然后加入1mol ／LHAc50ml ，5min 后，加入0.1mol ／LCaCl 225ml ，接着，一边滴加2mol ／L CaCl 225ml ，一边充分搅拌。放置1h 后，
加热煮沸5分钟，趁热过滤，用热水洗至不含氯化物。然后用热水把滤纸上的沉淀无损失的洗入原来的烧杯中，加热煮沸数分钟后，用已知重量的玻璃砂芯漏斗（1G2）过滤，85℃烘至恒重。用下面的公式计算果胶百分含量（%）
X=%100)
(9233.021?-?W W W K
式中：X:果胶的百分含量（%）
W 1:果胶酸重和玻璃砂芯漏斗重（g ）
W ：黄姜粉的重量（g ）
脂肪的含量测定
5.1实验仪器及试
纸筒、索氏提取器、黄姜粉、丙酮
5.2实验步骤
称取黄姜粉5g ，然后装入纸筒，用丙酮在索氏提取器中抽提12h 。回收丙酮后，烘干称重。再用下面的公式计算脂肪的百分含量（%）
X=%10012
?W W
式中：X ：脂肪的百分含量（%）
W 1：黄姜粉的重量（g ）
W 2：脂肪的重量（g ）
蛋白质的含量测定（考马斯亮兰法（Bradford 法））
6.1实验原理
1976年由Bradford 建立的考马斯亮兰法（Bradford 法），是根据蛋白质与染料相结合的原理设计的。这种蛋白质测定法具有超过其他几种方法的突出优点，因而正在得到广泛的应用。这一方法是目前灵敏度最高的蛋白质测定法。
考马斯亮兰G-250染料，在酸性溶液中与蛋白质结合，使染料的最大吸收峰的位置（λmax ），由465nm 变为595nm ，溶液的颜色也由棕黑色变为兰色。经研究认为，染料主要是与蛋白质中的碱性氨基酸（特别是精氨酸）和芳香族氨基酸残基相结合。在595nm 下测定的吸光度值A 595，与蛋白质浓度成正比。
6.2试剂与器材
（1）标准蛋白质溶液，用牛血清清蛋白(BSA)或酪蛋白，配制成1.0mg/ml 的标准蛋白质溶液。
（2）考马斯亮兰G-250染料试剂：称100mg 考马斯亮兰G-250，溶于50ml 95%的乙醇后，再加入100ml 85%的磷酸，用水稀释至1升。
（3）器材：（1）可见光分光光度计（2）旋涡混合器（3）试管10支
6.3实验步骤
1、取10支试管，1支作空白，3支留作未知样品，其余试管按表中顺序，分别加入样品、水和试剂，即用1.0mg/ml 的标准蛋白质溶液给各试管分别加入：0、0.01、0.0
2、0.04、
0.06、0.08、0.1ml ，然后用无离子水补充到0.1ml 。最后各试管中分别加入5.0ml 考马斯亮兰G-250试剂，每加完一管，立即在旋涡混合器上混合（注意不要太剧烈，以免产生大量气泡而难于消除）。未知样品的加样量见下表中的第8、9、10管。
2、称取被测样品（过100目筛）0.1000g ，放入干燥的150ml 三角瓶中，先加入1ml 四氯化碳再加入50ml 考马斯亮兰G-250试剂，盖上瓶塞，利用振荡器振荡5分钟后， 再于室温下放置20分钟 ，取适量溶液倒入离心管中，在4000r/min 下离心10分钟，将澄清的上清液倒出，即可开始用比色皿，在分光光度计上测定各样品在595nm 处的光吸收值A595。
注意：可用塑料或玻璃比色皿，使用后立即用少量95%的乙醇荡洗，以洗去染色。塑料比色皿决不可用乙醇或丙酮长时间浸泡。
考马斯亮兰法实验表格：
595准曲线。由此标准曲线，根据测出的未知样品的A 595值，即可查出未知样品的蛋白质含量。
100g 蛋白质含量= g ug mg 10010g )/3/6???）加入样品总量（稀释倍数
查表数（
常见食品纤维素含量
常见食品纤维素含量常见食品的纤维素含量
麦麸:31% 谷物:4-10%，从多到少排列为小麦粒、大麦、玉米、荞麦面、薏米面、高粱米、黑米。
麦片:8-9%; 燕麦片:5-6% 马铃薯、白薯等薯类的纤维素含量大约为3%。 豆类:6-15%，从多到少排列为黄豆、青豆、蚕豆、芸豆、豌豆、黑豆、红小豆、绿豆。（无论谷类、薯类还是豆类，一般来说，加工得越精细，纤维素含量越少。 蔬菜类:笋类的含量最高，笋干的纤维素含量达到30-40%，辣椒超过40%。其余含纤维素较多的有:蕨菜、菜花、菠菜、南瓜、白菜、油菜。 菌类(干):纤维素含量最高，其中松蘑的纤维素含量接近50%，30%以上的按照从多到少的排列为:香菇、银耳、木耳。此外，紫菜的纤维。20%素含量也较高，达到． 黑芝麻、松子、10%以上的有:。坚果:3-14%以下的有白芝麻、核桃、榛子、胡桃、;10%杏仁
葵瓜子、西瓜子、花生仁。含量最多的是红果干，纤维素含量接近:水果大枣、酸枣、黑枣、其次有桑椹干、50%，樱桃、小枣、石榴、苹果、鸭梨。各种肉类、蛋类、奶制
品、各种油、海鲜、酒精饮料、软饮料都不含纤维素;各种婴幼儿食品的纤维素含量都极低。 蔬菜中的膳食纤维 1、笋干：笋干含有多种维生素和纤维素，具有防癌、抗癌作用。发胖的人吃笋之后，也可促进消化，是肥胖者减肥的佳品 2、辣椒：辣椒中含有丰富的膳食纤维，能清洁消化壁和增强消化功能，并能抑制致癌物质的产生和加速有毒物质的排除，可降低血脂和控制胆固醇。． 3、蕨菜：其所含的膳食纤维能促进胃肠动，具有下气通便、清肠排毒的作用。经常食用
还可降低血压缓解头晕失眠治疗风湿性关炎等作用。其所含的膳食纤维能促进胃肠蠕动具有下气通便清肠排毒的作用经常食用还降低血压缓解头晕失眠治疗风湿性关节
纤维素催化转化制备多元醇和
纤维素催化转化制备多元醇和5-羟甲基糠醛姓名：王静学号：2011207259 班级：工艺二班 开题：煤炭、石油和天然气是支撑人类社会生活生存和发展的重要能源支柱。随着1973年由于石油短缺引发的能源危机以及近期国际石油价格大幅上涨，已经让我们认识到能源并不是取之不尽用之不竭的。同时因化石能源的过度消耗带来的环境污染问题也使得社会发展面临着巨大的压力。在化石能源日益匾乏，环境保护彰显重要的形势下，如何发展新能源己经成为各国政府、专家、学者共同关注的焦点问题。正是在这一形势下，人们开始关注生物质能源。 多元醇包括山梨醇、木糖醇、甘露醇、麦芽糖醇、甘油和乙二醇等CZ一C6的多轻基化合物。传统的多元醇制备原料多源于石油和天然气等资源，但随着石油、天然气等资源的日渐短缺和人们环保意识的增强，且相当一部分可再生的生物质资源可以用来制备多元醇，使得生物质多元醇的研究越来越多地受到人们的关注。在最初阶段，多元醇多用于食品和医药等行业，随着人们对多元醇的逐步重视和工业技术的进步，多元醇现在己广泛应用于制备聚氨醋材料、烷烃、氢气、燃油以及化工中间体等领域上，成为新一代的能源平台。2004年，美国能源部在一份报告中将甘油和山梨醇等多元醇列为在未来生物质开发过程中最为重要的12种“ buildingblock”分子，可见从纤维素出发制备多元醇的意义非常重大。 2006年，Fukuoka等人利用固体酸(Y一A12o3或A一203一5102等)担载金属Pt或者Ru为催化剂，在水相中463K实现了纤维素的催化转化。在Pt/A12O3双功能催化剂上转化纤维素生产30%产率的六碳醇。采用环境友好的固体酸来替代传统的液体酸，同样可以实现糖普键水解以及金属催化剂的加氢，但在产物分离以及催化剂的循环利用上已经取得了很大改善，其采用的不同固体酸的催化反应北京大学刘海超教授等人发展了利用高温水原位产生的酸催化纤维素水解同时结合Ru/C催化剂催化氢化葡萄糖一步法生产碳六多元醇的过程。该反应过程在5l8K下六碳多元醇的产率能达到23.2%，而且高温水原位产生的酸在低温时消失对环境友好，成本低，无污染。Ru/C催化剂在这个反应过程中的催化活性要超过Pt/A1203，因为相比Pt，Ru是更好的C=0双键氢化催化剂。，反应过程分为两部分，首先，纤维素在高温水原位产生的酸催化下水解成葡萄糖，葡萄糖
植物凝集素提取工艺
植物血凝素也称为植物凝集素（PHA），可自制也可购自商品。自制的方法常用生理盐水提取法。 （A）干品制备法（1）选广东鸡子豆10g，用蒸馏水冲洗，置培养皿内用75%酒精一次性浸洗，倒掉酒精留间隙置37℃。恒温箱内24-48小时；（2）在无菌条件下研碎鸡子豆，加生理盐水30ml，摇匀后放入4℃冰箱24小时，第二天再加生理盐水70ml，再置4℃冰箱内24小时。每8-12小时摇荡一次。（也可一次 （3）无菌条件下移入10-50ml离心管内，3000-4000rpm30性加100ml生理盐水）； 分钟。在无菌箱内把上清液分装于10ml小瓶，置冰箱冷冻层备用；（4）效价：外周血染色体制备每100ml培养基加PHA约2ml。注：若整个过程未在无菌条件下进行，分装时用G5玻砂漏斗除菌即可。 （B）鲜品制备法：（1）选择完整无破皮鲜菜豆20g，用75%酒精浸泡10分钟；（2）在净化工作中用无菌盐水或蒸馏水漂洗二次，然后置无菌乳钵中捣成糊状，用100ml无菌盐水浸泡封口；（3）移入4℃冰箱中置24小时，中间摇动数次，次日3000rpm30分钟，在无菌情况下分装上清液于10ml小瓶内，置冰箱冷冻层备用。（4）效价：正式使用前先用一定量作效价测定，按效价使用。 青豌豆的．提取：取青豌豆100克，加含0.15M氯化钠的0.01M pH7.0磷酸缓冲液200ml浸泡过夜，经膨胀后用组织捣碎机捣碎，倒入布袋中压榨出水提液，在沉渣中再力0入磷酸缓冲液100ml搅拌，浸泡1时，压榨出水提液，合并水提液，量出总体积。加0.01％叠氮钠防腐。 2．蛋白质沉淀：边搅边加入固体硫酸铵达80％饱和（每升溶液加硫酸铵561克）冷藏过夜。吸取上清液，沉淀再用二层滤纸抽气过滤至干，即得粗制青豌豆素蛋白沉淀物硫酸铵糊。置冰箱保存。 3．亲和层析分离 (1)装柱：取直径为1.0 cm，长度为25 cm的层析柱，按（实验十五）操作，自顶部缓缓加入稀薄的Sephadex G25悬液，待凝胶上升至距顶柱约3-5 cm即可，用1M NaCl溶液平衡10分钟。 （2）加样并收集：称硫酸铵糊0.3克溶于 3 ml IM氯化钠中，离心3000rPm10分钟，取上层悬液上柱，用1M NaCl洗脱收集每管 3.5 ml，在280 nrn紫外光上比色检测，直至吸光值下降到接近零为止。此洗脱峰为不与葡萄糖亲和的杂蛋白峰。 改用含0.2M葡萄糖的1M NaCl进行洗脱。收集每管 3.5 ml，也在280nrn处检测、直至吸光值下降至接近零为止。此洗脱峰为青豌豆素峰，再用1M NaCl 洗脱，再生柱，约需10分钟。 4．青豌豆素生物活性测定。 取新鲜兔血l ml于抗凝管中，离心去除血浆，血球用生理盐水洗涤离心1000rpm ／5min三次，直至洗液无血色为止，加生理盐水稀释20倍制成兔红细胞悬液，
食品营养标签管理规范--膳食纤维(简)
食品营养标签管理规范 卫生部印发 2008年5月1日开始实施 推荐性法规：国家鼓励食品企业对其生产的产品标示营养标签。卫生部根据本规范的实施情况和消费者健康需要，确定强制进行营养标示的食品品种、营养成分及实施时间。 营养标签是指向消费者提供食品营养成分信息和特性的说明，包括营养成分表、营养声称和营养成分功能声称。 食品企业在标签上标示食品营养成分、营养声称、营养成分功能声称时，应首先标示能量和蛋白质、脂肪、碳水化合物、钠4种核心营养素及其含量。 膳食纤维的定义 膳食纤维（dietary fiber）膳食纤维是指植物中天然存在的、提取的或合成的碳水化合物的聚合物，其聚合度DP ≥ 3、不能被人体小肠消化吸收、对人体有健康意义的物质。包括纤维素、半纤维素、果胶、菊粉及其他一些膳食纤维单体成分等。 食品中产能营养素的能量折算系数 表 1 食物中产能营养素的能量折算系数 * 1 营养成分的标示
包括能量和核心营养素的标识以及宜标示的营养成分的标示，膳食纤维属于宜标识的营养成分。 膳食纤维包括纤维素、半纤维素、果胶、菊粉及其他一些膳食纤维单体成分。膳食纤维可根据其成分选择检测方法和标示方式。 1）以国标或GB/T 9822测定数据，标示为： 不溶性膳食纤维…克（g）； 2）以AOAC 、AOAC 方法测定数据，标示为： 膳食纤维…克（g）；也可标示为：膳食纤维、可溶性膳食纤维、不可溶性膳食纤维， 例如：膳食纤维…克（g） 或膳食纤维…克（g） --可溶性膳食纤维…克（g）（自愿） --不溶性膳食纤维…克（g）（自愿） 3）以AOAC其他方法测定的膳食纤维单体成分的数据，可标示出膳食纤维和单体成分如“膳食纤维（以xxx计）…克或g ”， 例如：膳食纤维（以菊粉计）…克（g） “零”数值的表达 当某食品营养成分含量低微，或其摄入量对人体营养健康的影响微不足道时，允许标示“0”的数值。可标示的“0”的界限值如下表： 表5 标示“0”的界限值
植物组织中纤维素含量的测定
植物组织中纤维素含量的测定 纤维素是植物细胞壁的主要成分之一，纤维素含量的多少，关系到植物细胞机械组织发达与否。因而影响作物的抗倒伏，抗病虫害能力的强弱。测定粮食、蔬菜及纤维作物产品中纤维素含量是鉴定其品质好坏的重要指标。 一、原理 纤维素（cellulose）为β－葡萄糖残基组成的多糖，在酸性条件下加热能分解成β－葡萄糖。β－葡萄糖在强酸作用下，可脱水生成β－糠醛类化合物。β－糠醛类化合物与蒽酮脱水缩合，生成黄色的糠醛衍生物。颜色的深浅可间接定量测定纤维素含量。 二．材料、仪器设备及试剂 （一）材料：烘干的米、面粉或风干的棉、麻纤维。 （二）仪器设备：1. 小试管；2. 量筒；3. 烧杯；4. 移液管；5. 容量瓶；6. 布氏漏斗；7. 分析天平；8. 水浴锅；9. 电炉；10. 分光光度计。 （三）试剂：1. 60％H2SO4溶液；2. 浓H2SO4（AR）；3. 2％蒽酮试剂：将2g蒽酮溶解于100ml乙酸乙酯中，贮放于棕色试剂瓶中；4. 纤维素标准液：准确称取100mg纯纤维素，放入100ml量瓶中，将量瓶放入冰浴中，然后加冷的60％H2SO460～70ml，在冷的条件下消化处理20～30min；然后用60％H2SO4稀释至刻度，摇匀。吸取此液5.0ml放入另一50ml 量瓶中，将量瓶放入冰浴中，加蒸馏水稀释至刻度，则每ml含100μg纤维素。 三.实验步骤 （一）求测纤维素标准回归方程 1. 6支小试管，分别放入0，0.40，0.80，1.20，1.60， 2.00ml纤维素标准液，然后分别加入2.00，1.60，1.20，0.80，0.40，0ml 蒸馏水，摇匀，则每管依次含纤维素0，40，80，120，160，200μg。 2. 向每管加0.5ml 2％蒽酮，再沿管壁加5.0ml浓H2SO4，塞上塞子、摇匀，静置1min。然后在620nm下，求测不同含量纤维素溶液的吸光度。 3. 以测得的吸光度为Y值，对应的纤维素含量为X值，求得Y 随X而变的回归方程。 （二）样品纤维素含量的测定 1. 称取风干的棉花纤维0.2g于烧杯中，将烧杯置冷水浴中，加入60％H2SO460ml，并消化30min，然后将消化好的纤维素溶液转入100ml容量瓶，并用60％H2SO4定容至刻度，摇匀后用布氏漏斗过滤于另一烧杯中。 2. 取上述滤液5ml放入100ml容量瓶中，在冷水浴上加蒸馏水稀释至刻度，摇匀后用。
食用纤维素
食用纤维素（网摘） 纤维素虽然不能被人体吸收,但具有良好的清理肠道的作用,因此成为营养学家推荐的六大营养素之一，具有很好的肠道质素作用。各种食物的纤维素含量－－麦麸：31% 谷物：4-10%，从多到少排列为小麦粒、大麦、玉米、荞麦面、薏米面、高粱米、黑米。麦片：8-9%；燕麦片：5-6% 马铃薯、白薯等薯类的纤维素含量大约为3%。豆类：6-15%，从多到少排列为黄豆、青豆、蚕豆、芸豆、豌豆、黑豆、红小豆、绿豆无论谷类、薯类还是豆类，一般来说，加工得越精细，纤维素含量越少。蔬菜类：笋类的含量最高，笋干的纤维素含量达到30-40%，辣椒超过40%。其余含纤维素较多的有：蕨菜、菜花、菠菜、南瓜、白菜、油菜菌类（干）：纤维素含量最高，其中松蘑的纤维素含量接近50%，30%以上的按照从多到少的排列为：发菜、香菇、银耳、木耳。此外，紫菜的纤维素含量也较高，达到20% 坚果：3-14%。10%以上的有：黑芝麻、松子、杏仁；10%以下的有白芝麻、核桃、榛子、胡桃、葵瓜子、西瓜子、花生仁水果：含量最多的是红果干，纤维素含量接近50%，其次有桑椹干、樱桃、酸枣、黑枣、大枣、小枣、石榴、苹果、鸭梨。富含纤维素的食品之于冠心病，能降低胆固醇。胆固醇是造成动脉粥样硬化的原因之一，是由于血浆胆固醇的增加，使较多的胆固醇沉积在血管内壁。其结果不仅降低了血管的韧性和弹性，而且使血
管内壁加厚，管径变细，影响血液流通，增加了心脏的负担。而食品中的粗纤维能与胆固醇相互结合，防止血浆胆固醇的升高，从而有利于防止冠心病的发生和进一步恶化。另外，食品中的粗纤维还能和胆酸结合，使部分胆酸随着粗纤维排出，而胆酸又是胆固醇的代谢产物。为了补充被排出的部分胆酸，就需要有更多的胆固醇进行代谢。胆固醇代谢的增加则减少了动脉粥样硬化发生的可能性。那么，哪些食物含纤维素多呢？①海带、紫菜、木耳、蘑菇等菌藻类；②黄豆、赤小豆、绿豆、蚕豆、豌豆等豆类；③水果、蔬菜类。一言概之，冠心病患者宜多食富含纤维素的食物。一些粗粮，诸如玉米，小米、紫米、高粱、燕麦这样的食物。纤维素不能背吸收，可以充盈你的肠道，促进排泄。排泄顺畅了，身体就自然不会聚集什么毒素了。而且这类食物不被肠道吸收，就会使你有饱涨感吃不下别的
植物纤维素化学试题
浙江理工大学 二O一O年硕士学位研究生招生入学考试试题 考试科目：植物纤维化学代码：963 （*请考生在答题纸上答题，在此试题纸上答题无效） 一、名词解释（3×5=15分） 1. 亲电试剂 2. 玻璃转化点 3. 结晶度 4. 剥皮反应 5. —纤维素 二、选择题(2×10=20分(1-6单选，7-10多选)) 1. 针叶材的管胞约占木质部细胞总容积的二-1。 A 45-50%B90-95%C60-70%D30-50% 2. 我们所得到的分离木素中二-2木素和原本木素结构是一样的。 A磨木B Brauns C 硫酸 D 没有一种 3. 无论是碱法还是亚硫酸盐法制浆、脱木素化学过程主要是一种二-3反应。 A 亲电 B 氧化 C 磺化 D 亲核 4. 用NaClO2处理无抽提物木粉、使木素被氧化而除去，剩下的产物为：二-4。 A 综纤维素 B β－纤维素 C 克－贝纤维素 D 氧化纤维素 5. 碱法制浆中、部分木素结构单元的α-醚键断裂后形成二-5中间产物。 A 亚甲基醌 B 正碳离子 C 酚型结构 D 非酚型结构 6. 木素生物合成过程中、不属于首先合成的木素结构单元是：二-6。 A 香豆醇 B 紫丁香醇 C 松柏醇 D 芥子醇 7. 在酸性亚硫酸盐制浆中、木素的缩合方式主要有：二-7。 A Cβ-C5 B Cα-C6 C Cα-C1 D Cβ-C1 E Cβ-C2 8. 半纤维素上的功能基主要有：二-8。 A 羰基 B 羧基 C 乙酰基 D 羟基 E 甲氧基
9. 半纤维素又可称为：二-9。 A 非纤维素的碳水化合物 B 木聚糖 C 结壳物质 D 填充物质 E 骨架物质 10. 一般树皮都含有较多的二-10，故不宜造纸。 A 灰分 B 鞣质 C 木栓质 D 果胶质 E 木素 三、判断题（2×10=20分，正确的打“T”，错误的打“F”） 1. 纤维素单位晶胞的Meyer-Misch模型和Blackwell模型的主要区别在于前者没有考虑纤维素的椅式构象和分子内氢键。 2. 一般来说，吡喃式配糖化物中，β型的酸水解速率低于α型的。 3. 各种碱对纤维素的润胀随着碱浓度的增大，其润胀能力增大。 4. 纤维素的氢键对纤维素纤维及纸张的性质影响不大。 5. 木材在碱法蒸煮过程中木素与氢氧化钠的反应，非酚型结构如在α-碳原子上连有OH基的β-芳基醚键也可以断裂，形成环氧化合物的中间物以及苯环上芳基甲基醚键断裂。 6. 在木素大分子中，大约有60%-70%的苯丙烷单元是以醚键的形式联接到相邻的单元上的，其余30%-40%的结构单元之间以碳-碳键联接。 7. 木材在碱法蒸煮过程中，木素与氢氧化钠的反应首先通过木素大分子中酚型结构基团的α-芳基醚键、α-烷基醚键断裂，形成亚甲基醌中间物。 8. 针叶木的半纤维素主要是己糖，而阔叶木的半纤维素主要是戊糖。 9. 超过纤维饱和点再增加的水称为饱和水。 10. 从木素浓度来看：次生壁>复合胞间层> 细胞角隅胞间层。 四、填空题（每空1×25=25分） 1. 木素分子中存在多种功能基，如（四-1 ）、（四-2 ）、（四-3 ）等，这些功能基影响着木素的化学性质和反应性能。 2. 使原料中的木素溶出转入溶液，（四-4 ）的同时，还必须（四-5 ），才能达到目的。 3. 木素分子的生色基团（发色基团）有：（四-6 ）、（四-7 ）、（四-8 ）、（四-9 ）等。 4.纤维素分子量和聚合度的测定方法有（四-10 ）、（四-11 ）、（四-12 ）等。(三种即可) 5. 半纤维素的碱性降解包括（四-13 ）和（四-14 ）。 6. 针叶木的有机溶剂抽出物主要成分是（四-15 ），阔叶木的有机溶剂抽出物主要成分是（四-16 ），而草类的有机溶剂抽出物主要成分是（四-17 ）。 7. 木素的化学反应类型有：（四-18 ）和（四-19 ）。
木质纤维素处理转化为乙醇的研究进展
木质纤维素处理转化为乙醇的研究进展 潘春雷081143020 生科制药班摘要：木质纤维素是廉价易得，来源广泛的生物质，将其转化为生物无污染的，可再生的乙醇燃料具有很好发展前景。本文介绍了对木质纤维素的物理处理，物理化学处理，化学水解处理，生物处理的方法。 关键词：木质纤维素，乙醇，处理方法。 研究背景：目前世界温室效应及能源危机日益上升，人们在不断地寻找一种可再生的污染小的能源。各国将焦点放在乙醇的生产上。乙醇可以从粮食以及木质纤维素的发酵中得到，但由于全球仍然面临粮食危机，所以研究的焦点转到了对纤维素的处理上。纤维素原料是地球上产出量很大的可再生资源,其来源包括树木的枝叶、农作物的秸秆等, 据估计木质纤维素原料占世界生物质量(100 亿～500 亿t)的50 %【1】在整个生态系统的能量循环中有重要地位。在近几年的生态环境调查中表明农作物秸秆大多被焚烧，以获得钾肥，但此做法不仅污染了环境，而且浪费了资源，开发以木质纤维素为原料制备乙醇的工艺是未来工业燃料生产的发展方向。 1、木质纤维素生物质的主要成分 木质纤维素物质的主要组成是纤维素、半纤维素和木质素，纤维素和半纤维素可通过处理得到糖类。纤维素是由葡萄糖分子通过高度脱水缩合连接而成的高分子聚合物，纤维素的水解产物是葡萄糖单体。半维素也是生物高聚物，是由各种不同糖基组成的，主要是六碳糖和五碳糖，在特定条件下可以水解成单糖。木质素是由苯丙烷结构单体组成的天然高分子化合物，在细胞壁中起支撑和把纤维素和半纤维素结合起来的作用，但是木质素不能水解为单糖。 2、木质纤维素的预处理技术 （1） 物理处理方法 常见处理方法是机械破碎法、液相热水处理法等。其优点在于处理方便，装置简单，且处理过程中产生的污染小，但物理法处理要很高的能量, 如电能和热能，所以会增加生产成本。 机械破碎法：通常木质纤维素经碾碎处理后的原料大小通常为10～30 mm, 而经粉碎、研磨之后的原料颗粒大小一般为0.2～2 mm。粉碎处理的方法中, 以研磨中的球磨尤其是振荡球磨的效率高【2】。但是粉碎法耗能大, 粉碎处理耗能占整个过程总耗能的一半以上。而且该方法也不能适合所有的物质处理【3】所以此种物理处理方法不是很常用。 液相热水处理法：水在强的外界压力下能够渗透到木质纤维素的细胞结构中，从而达到水解纤维素和消除半纤维素的目的。原因是水使得离子化合物电离并溶解半纤维素。相对于化学预处理法, 液态热水法具有以下优点:①不使用酸碱类化学物质, 所以不需使用化学药品进行各种复杂 耗时的准备阶段的处理, 对于反应设备无特别严格的抗碱耐酸要求，从而降低了成本，获得更高的经济利益。②在进行液相热水处理法之前, 无需对物料进行降低颗粒大小的粉碎处理,相对于机械破碎法，反应能耗较少③水解产物中中性残余物数量极少, 几乎不产生对发酵有抑制作用的副产品, 对纤维素和半纤维素的下一步化学或生物水解处理不会产生不良的影响【4】。 （2）物理化学法 物理化学法预处理主要包括蒸汽爆裂、氨纤维爆裂、CO2 爆裂等。蒸汽爆裂法是使高温蒸汽与生物质混合,经计算预定好的时间后迅速打开阀门降压,水蒸气提供了一个强有力的热量载体,可使原料快速升温而不至于使生成的糖受到太强的稀释作用。在减压时，喷射出的蒸汽和液化物质由于压力降低而迅速放热，温度降低。该预处理方法可以使高压蒸汽可渗入纤维内部,最终以气体的形态从封闭的细胞膜和细胞壁中爆发出来,使纤维发生一定的物理断裂，于此同时,高温高压加剧了纤维素内部氢键的破坏和顺序构型的变化,得到了可以构成糖的官能团,促进半纤维素和
植物凝集素的分离纯化及部分性质测定
第11周 2011-5-3/4 植物凝集素的分离纯化及部分性质测定 分离纯化工艺策略： 主要是根据物质的结构和性质来选用各种纯化技术。工艺次序的选择策略包括： 1.应选择不同机理的分离单元组成一套工艺； 2.应将含量多的杂质先分离出去； 3.尽早采用高效分离手段； 4.将最昂贵、最费时间的分离单元放在最后阶段。也就是说，通常先运用非特异、低分辨的操作单元，如沉淀、超滤和吸附等，这一阶段主要目的是尽量缩小样本体积，提高目的物浓度，去除最主要的杂质（包括非蛋白质类杂质）； 5.随后是高分辩率的操作单元，如具有选择性的离子交换色谱和亲和色谱，而将凝胶过滤色谱这类分离规模小、分离速度慢的操作单元放在最后，这样可以使分离效益大大提高。色谱分离的次序。一个合理组合的色谱次序能够克服某些方面的缺点，同时很少改变条件即可进行各步骤之间的过渡。 如： ◇在离子交换色谱之后进行疏水作用色谱，不必经过缓冲液的交换，因为多数蛋白质在高离子强度下与疏水介质结合能力较强。 ◇凝胶过滤色谱放在最后一步又可以直接过渡到适当的缓冲体系中以利产品成形保存。总之，蛋白质的纯化大至步骤为：样品经初步提取筛除部分杂质后，选择不同的层析手段相互配合进一步提纯。 第一部分离子交换层析 1. 原理： 离子交换层析（Ion-exchange chromatography，IEC）是以离子交换剂为固定相，以特定的含离子的溶液为流动相，利用离子交换剂对各类化学物质或生物大分子因电荷差异而产生不同的结合力，从而将混合物中不同组分进行分离的层析技术。 Cation exchanger（阳离子交换）: 层析介质本身带负电荷,交换带正电荷物质 Anion exchanger （阴离子交换）:层析介质本身带正电荷,交换带负电荷物质–当缓冲环境 pH > pI, 蛋白质带负电 –当 pH < pI, 蛋白质带正电 –当pH = pI, 蛋白质不带电 –以阳离子交换树脂交换分离蛋白质的原理和方法为例: 将阳离子交换树脂（本身带负电荷）颗粒填充在层析管内，带正电荷的蛋白质(pH 常识积累：纤维素的制法及作用 纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50%以上。棉花的纤维素含量接近100%，为天然的最纯纤维素来源。一般木材中，纤维素占40～50%，还有10～30%的半纤维素和20～30%的木质素。 纤维素是植物细胞壁的主要结构成分，通常与半纤维素、果胶和木质素结合在一起，其结合方式和程度对植物源食品的质地影响很大。而植物在成熟和后熟时质地的变化则由果胶物质发生变化引起的。人体消化道内不存在纤维素酶，纤维素是一种重要的膳食纤维。 一、纤维素的制法 生产方法一：纤维素是世界上蕴藏量最丰富的天然高分子化合物，生产原料来源于木材、棉花、棉短绒、麦草、稻草、芦苇、麻、桑皮、楮皮和甘蔗渣等。我国由于森林资源不足，纤维素的原料有70%来源于非木材资源。我国针叶材、阔叶材的纤维素平均含量约43-45%；草类茎秆的纤维素平均含量在40%左右。纤维素的工业制法是用亚硫酸盐溶液或碱溶液蒸煮植物原料，主要是除去木素，分别称为亚硫酸盐法和碱法。得到的物料称为亚硫酸盐浆和碱法浆。然后经过漂白进一步除去残留木素，所得漂白浆可用于造纸。再进一步除去半纤维素，就可用作纤维素衍生物的原料。 生产方法二：用纤维植物原料与无机酸捣成浆状，制成α-纤维素，再经处理使纤维素作部分解聚，然后再除去非结晶部分并提纯而得。 生产方法三：将选好的工业木浆板疏解，然后送入已加1%～10%的盐酸(用量为5%～10%)的反应釜进行升温水解，温度为90～100℃，水解时间0.5～2h，反应结束后经冷却送人中和槽，用液碱调至中性，过滤后滤饼在80～100℃下干燥，最后经粉碎得产品。 生产方法四：由木浆或棉花浆制成的纤维素。经漂白处理和机械分散后精制而成。 二、纤维素的作用 纤维素是地球上最古老、最丰富的天然高分子，是取之不尽用之不竭的，人类最宝贵的天然可再生资源。纤维素化学与工业始于一百六十多年前，是高分子化学诞生及发展时期的主要研究对象，纤维素及其衍生物的研究成果为高分子物理及化学学科的创立、发展和丰富作出了重大贡献。 （一）生理作用 人体内没有β-糖苷酶，不能对纤维素进行分解与利用，但纤维素却具有吸附大量水分，增加粪便量，促进肠蠕动，加快粪便的排泄，使致癌物质在肠道内的停留时间缩短，对肠道的不良刺激减少的作用，从而可以预防肠癌发生。 膳食纤维的作用与常见食物含量 山野国际霍永明高级营养师膳食纤维的定义： 膳食纤维是一种重要的非营养素，它是碳水化合物中的一类非淀粉多糖及寡糖等不消化部分。越来越多的研究表明，膳食纤维的摄入与人体健康密切相关。过量摄入膳食纤维会影响维生素、铁、锌、钙、等的消化吸收，但是摄入足会增加便秘、肥胖、糖尿病、心血管疾病和某些癌症发生的危险。所以与食物中的其他营养素一样，为了保持健康，膳食纤维的摄入量也应在适宜的范围之内。 膳食纤维的定义有两种，一是从生理学角度将膳食纤维定义为哺乳动物消化系统内未被消化的植物细胞的残存物，包括纤维素、半纤维素、果胶、树胶、抗性淀粉和木质素等；二是从化学角度将膳食纤维定义为植物的非淀粉多糖加木质素。 膳食纤维的分类： 膳食纤维可分为可溶性膳食纤维与非可溶性膳食纤维。可溶性膳食纤维包括部分半纤维素、果胶、树胶等；非可溶性膳食纤维包括纤维素、木质素等。 膳食纤维的主要特性： 1，吸水作用 膳食纤维具有很强的吸水能力或与水结合能力。此作用可使肠道中粪便的体积增大，加快其转运速度、减少其中有害物质接触肠壁的时间。 2，黏滞作用 一些膳食纤维具有很强的黏滞性，能形成黏液性溶液，包括果胶、树胶、海藻多糖等。 3，结合有机化合物作用 膳食纤维具有结合胆酸和胆固醇的作用。 4，阳离子交换作用 膳食纤维的与阳离子交换作用与糖醛酸的羧基有关，可在胃肠内结合无机盐，如钾、钠、铁等阳离子形成膳食纤维复合物，影响其吸收。 5，细菌发酵作用 膳食纤维在肠道内易被细菌酵解，其中可溶性膳食纤维可完全被细菌所酵解，而非溶性膳食纤维则不易被酵解。酵解后产生的短链脂肪酸如乙酯酸、丙脂酸和丁酯酸均可作为肠道细胞和细菌的能量来源。 膳食纤维的生理功能： 1，有利于食物的消化过程 膳食纤维能增加食物在口腔咀嚼时间，可促进肠道消化酶分泌，同时加速肠道内容物的排泄，这些都有利于食物的消化吸收。 2，降低血清胆固醇 膳食纤维可结合胆酸，故有降血脂作用，此作用以可溶性纤维（如果胶、树胶、豆胶）的降脂作用较明显，而非溶性纤维无此作用。 纤维素生物能源转化利用现状的分析研究 孟玥（中国药科大学，江苏，南京，邮编：２１１１９８） 摘要:本文综述了现阶段纤维素生物能源转化利用的现状，阐明了纤维素生物能源利用过程中存在的基本问题。对纤维素转化为乙醇燃料过程中的预处理技术、纤维素酶技术、发酵乙醇和转化过程集成等环节的研发现状、存在问题、技术难点和研究方向等做了比较详细的论述。 关键词:纤维素；纤维素酶；生物能源 Analysis of the conversion and utilization of cellulose bio-energy MENG Yue （China Pharmaceutical University,Jiang su Nanjing Zip:211198） Abstract:This paper reviewed the current situation in conversion and utilization of cellulosic biomass energy,explained the basic problems in the process of bio-synthesizing cellulose bio-energy.It also discussed in details about the current situation of research,the obstacles,the technical problems and the research direction in the process of pretreatment,cellulose enzyme technology,fermentation of ethanol and inte -gration of the fermentation reactions.Key words:cellulose;cellulose;bio-energy 国土与自然资源研究 ·78· TERRITORY &NATURAL RESOURCES STUDY 2010No.4 文章编号：1003-7853(2010）04-0078-03 中图分类号：TK6 文献标识码：B 进入21世纪以来，人类在能源、资源与环境等诸方面都面临着非常严峻的问题。纤维素是将可再生碳水化合物蓄积得最丰富的一种物质，怎样把纤维素转变成高效的能源，成为新能源研究中的一个重要方向。有关纤维素生物转化的研究已有百年历史，但至今纤维素乙醇产业仍没有形成 [1][2] 。 纤维素乙醇生产的工艺过程是首先采用有效的预处理技术打破由纤维素，半纤维素和木质纤维素等高分子相互结合形成的天然屏障，然后利用纤维素酶将预处理后的木质纤维素降解成可发酵性的单糖，再通过微生物将可发酵性单糖转化成乙醇等液体燃料[3]。 1预处理技术 预处理技术是松弛、软化纤维结构使之变成酶可以处理的状态的“事先准备”技术。其作用是改变或去除其物化结构和组成的障碍，实现原料组分分离定向转化，更有利于微生物或者酶对原料中纤维素和半纤维素进行充分的降解和低分子化。 1.1预处理方法 对木质纤维素的预处理方法主要包括物理法、化学法、物理化学法和生物法。常用的物理方法包括机械粉碎、蒸汽爆碎、微波辐射和超声波预处理等；物理化学法包括蒸汽爆破和氨纤维爆破法；化学法一般采用酸、碱、次氯酸钠、臭氧等试剂进行预处理，其中以NaOH 和稀酸预处理研究较多；生物法是用白腐菌产生的木质素分解酶类和氢键酶。 1.1.1碱处理 具有标志性意义的研究成果发表于2002年，丹麦Rise 国家实验室研究人员利用碱湿氧化法（水、碳酸钠、氧气、高温高压）处理小麦秸秆取得了良好的效果，纤维素回收率达96%，酶解转化率为葡萄糖的产率为67%。这一成果的后续研究包括预处理过程作中对催化生成乙醇的微生物抑制，以及对半纤维素的继续处理方法。 1.1.2稀酸预处理 稀酸预处理纤维原料的研究很早就已经展开，后续研究的方向之一是对预处理产物的酶解研究。已证实了利用纤维二糖 酶可以有效提高稀酸预处理的参数，并进一步发展了稀酸预处理后的酶解模型。 酶解模型的进一步研究有两条主线：一是进一步发展成软木的同步糖化发酵模型，并由此用于研究纤维素水解过程中的乙醇和纤维二糖酶的抑制作用。另一条主线是，稀酸预处理改进为 SO2蒸汽两步处理，两段式处理工艺可以使半纤维素和纤维素分 别在不同条件下得到水解，其效果比直接处理效益好。 1.1.3蒸汽爆破技术 蒸汽爆破技术将汽爆与溶剂（乙醇、离子液体、甘油等）萃取组合，实现原料化学水平组分分离，形成了秸秆中半纤维素定向转化为低聚木糖（或木糖醇）、纤维素定向酶解发酵、木质素分离纯化的秸秆高值转化路线。 将汽爆与湿法超细粉碎组合，实现原料纤维组织和非纤维组织的分离，形成了纤维组织定向酶解发酵、非纤维组织定向热化学转化乙酰丙酸等的高值转化。 1.1.4离子液体的特殊溶剂 离子液体是100℃以下的较低温度也能维持液体状态的盐。离子液体的分子结构非常复杂，一般分子量都很大，多是具有碳氢化合物侧链的有机物。2002年美国阿拉巴马大学的Robin D. Roger 教授首次报告了在100°C 左右能够溶解纤维素的离子液 体的研究。后来又有在常温下溶解纤维素的研究成果，还知道了将酶溶解在离子液体中能够使酶发挥活性的事实。还发现将纤维素和纤维素酶同时溶解，能够实现常温下纤维素的酶糖化。 溶解纤维素的离子液虽然具有在常温下溶解纤维素的优良特性，但所有的都是亲水性的，这就是难点所在，关键在于要向溶解了糖的离子液体加水。离子液体如果是疏水性的，就会像水和油那样物理分离。如果糖的水溶解度大于其离子液体溶解性，那么糖就会从离子液体向水相转移。这样一来，就能顺利地将糖从离子液体分离出来。 对疏水性离子液的开发，将是未来攻克的主要技术。这不仅可以提高纤维素糖化效率，从离子液体的重复利用的观点看也是非常重要。纤维素变成糖后，将糖从离子液体分离后，离子液体可以再次作为纤维素的溶剂使用。直接关系到降低成本的问题。 [4] 植物凝集素概述 摘要：植物凝集素是来源于植物的一类能凝集细胞和沉淀单糖或多糖复合物的非免疫来源的非酶蛋白质。植物凝集素具有细胞凝集、抗病毒、抗真菌及诱导细胞凋亡或自噬等多种能力，因此在生命科学、医学及农业方面均有较好的研究价值和应用前景。本文综述了植物凝集素近年来的研究概况，介绍了凝集素的定义，植物凝集素的结构特性、分类、分离纯化、功能及其应用。 1凝集素的发现及定义 目前已经发现了近 1 000 种植物凝集素，并在生理生化及分子生物学方面对它们进行了许多研究，其中豆科植物凝集素有600多种。植物中，不仅种子中存在凝集素，根、茎、叶、皮、果汁中也发现有凝集素。1888年Herman和Sti11mark首次在蓖麻萃取物中发现了凝集素，它具有凝集红细胞的作用。Renkonnen 发现它们对血细胞凝集时具有选择性。随着对红细胞凝集反应中血型特异性认识程度的逐渐深入， Watkin 和Morgan 建立了人类ABO 血型系统凝集反应中严格的糖特异性结合理论。Go1dstein 给出了凝集素的第一个较确切的定义：凝集素是自然界广泛存在的一类能凝集细胞、多糖或糖复合物的非源于免疫反应的糖蛋白。现在研究表明，它还能够特异性识别并可逆结合复杂糖复合物中的糖链，而不改变所结合糖基的共价键结构。 另外，1980 年，Nature 杂志发表了5 位凝集素研究方面著名科学家的联名信，提出了当时较有权威性的凝集素定义：凝集素是指非免疫来源的糖结合蛋白或糖蛋白，并应有使细胞凝集或糖复合物沉淀的能力。此定义包含三个要点：（1）凝集素是蛋白质或糖蛋白；（2）凝集素必须有专一的与糖基结合的特性，但是排除了免疫来源的针对糖基的抗体；（3）因为规定了能使细胞凝集或是糖复合物沉淀的特性，所以凝集素分子必须具有两个或更多糖结合位点，这样把一些虽有糖结合能力但是糖结合位点仅有一个的酶、转运蛋白、激素、毒素等排除在外。 2植物凝集素的结构特性 目前已经获得纯化的凝集素中，阐明氨基酸序列的并不多，多数是对甘露糖（或葡萄糖）专一的凝集素。从已分离的凝集素看，分子量变化范围约为10 kDa～100 kDa ，亚基数目为2～4 个。关于亚基产生的分子机制，有三种解释：（1）不同亚基是不同基因编码的产物；（2）不同亚基由统一基因编码，但经翻译过程形成分子量相同或不同的肽链；（3）翻译后不同程度的修饰导致。 现己知道，凝集素与糖的结合是通过其分子中肽链的活性部位，即专一结合糖的区域实现的，与凝集素分子中共价结合的糖无关。凝集素至少应该具有2 个与糖结合的位点，而且结合是可逆的。它有以共价键相连接的蛋白质和糖2 个部分。其中前者占较大的比例，一般是几个单糖构成寡糖链，再以2种方式与蛋白质肽链相连，分别构成N-连接糖蛋白和O-连接糖蛋白。现已知的糖肽连接键主要有三种：（1）血清型糖蛋白，亦称天冬酰胺2连接或N-连接的糖蛋白；（2）粘蛋白型糖蛋白，糖链与肽链由Ga1NAcα1-Ser/ Thr 连接；（3）真菌中的Man-Thr 连接。凝集素不仅可以识别不同的单糖而且也可以特异结合不同的寡糖。此外，凝集素2糖互作也较好地解释了细胞识别系统的机制。基于细胞表面含有大量的凝集素和糖复合物，使细胞以凝集素为桥梁进行相互作用成为可能。凝集素除了有与糖结合的位点外，还可以与其它生物大分子几丁质、糖脂和多糖等结合。 凝集素一般为二聚体或四聚体结构，其分子由一个或多个亚基组成，每一个亚基有一个与糖分子特异结合的专一点。豆科植物凝集素至少有一个非催化结构域，并可逆地结合到特异单糖或寡糖上。结构域的数量由凝集素的复合体数目来决定。二体或多体凝集素可以形成多种结构的蛋白糖复合体。单体凝集素不能形成这种复合结构（Ron 等，1992）。通过豆科植物凝集素晶 一.结构 纤维素是一种重要的多糖，它是植物细胞支撑物质的材料,是自然界最非丰富的生物质资源。在我们的提取对象－农作物秸秆中的含量达到450－460g/kg。纤维素的结构确定为β-D-葡萄糖单元经β－（1→4）苷键连接而成的直链多聚体，其结构中没有分支。纤维素的化学式：C6H10O5化学结构的实验分子式为（C6H10O5）n早在20世纪20年代，就证明了纤维素由纯的脱水D-葡萄糖的重复单元所组成，也已证明重复单元是纤维二糖。纤维素中碳、氢、氧三种元素的比例是：碳含量为44.44％，氢含量为6.17％，氧含量为49.39％。一般认为纤维素分子约由8000～12000个左右的葡萄糖残基所构成。 O O O O O O O O O 1→4）苷键β-D-葡萄糖 纤维素分子的部分结构（碳上所连羟基和氢省略） 二．天然纤维素的原料的特征 做为陆生植物的骨架材料，亿万年的长期历史进化使植物纤维具有非常强的自我保护功能。其三类主要成分－纤维素、半纤维素和木质素本身均为具有复杂空间结构的高分子化合物，它们相互结合形成复杂的超分子化合物，并进一步形成各种各样的植物细胞壁结构。纤维素分子规则排列、聚集成束，由此决定了细胞壁的构架，在纤丝构架之间充满了半纤维素和木质素。天然纤维素被有效利用的最大障碍是它被难以降解的木质素所包被。 纤维素和半纤维素或木质素分子之间的结合主要依赖于氢键，半纤维素和木质素之间除了氢键外还存在着化学健的结合，致使半纤维素和木质素之间的化学健结合主要在半纤维素分子支链上的半乳糖基和阿拉伯糖基与木质素之间。 表：植物细胞壁中纤维素、半纤维素、和木质素的结构和化学组成 项目纤维素木质素半纤维素 结构单元吡喃型D－葡 萄糖基G、S、H D-木糖、苷露糖、L-阿拉伯糖、 半乳糖、葡萄糖醛酸 结构单元间连接键β-1,4-糖苷键多种醚键和C-C 键，主要是 β-O-4型醚键 主链大多为β-1,4-糖苷键、支 链为 β-1,2-糖苷键、β-1,3-糖苷键、 β-1,6-糖苷键 聚合度几百到几万4000 200以下 聚合物β-1,4-葡聚糖G木质素、GS木 质素、 GSH木质素木聚糖类、半乳糖葡萄糖苷露聚糖、葡萄糖甘露聚糖 结构由结晶区和无 定型区两相 组成立体线性 分子α不定型的、非均一 的、非线性 的三维立体聚合 物 有少量结晶区的空间结构不 均一的分子，大多为无定型 三类成分之间的连接氢键与半纤维素之间 有化学健作用 与木质素之间有化学健作用 天然纤维素原料除上述三大类组分外，尚含有少量的果胶、含氮化合物和无机物成分。天然纤维素原料不溶于水，也不溶于一般有机溶剂，在常温下，也不为稀酸和稀碱所溶解。 三．纤维素的分类 按照聚合度不同将纤维素划分为：α-纤维素、β-纤维素、γ-纤维素，据测α-纤维素的聚合度大于200、β-纤维素的聚合度为10～100、γ-纤维素的聚合度小于10。工业上常用α-纤维素含量表示纤维素的纯度。 综纤维素是指天然纤维素原料中的全部碳水化合物，即纤维素和半纤维素的总和。 - 33 - 世界农业World Agricult ure 200012(总250) 山西农业大学农业生物工程中心 高燕会李润植毛雪李彩霞 植物凝集素的防卫功能及其研究进展 植物凝集素(lectin) 是一类具有至少一个 非催化结构域, 并能可逆地结合特异单糖或寡聚糖的植物蛋白。自从Stillmark (1888) 首次在蓖麻种子抽提物中发现一种凝血因子和Sumner 第一次分离纯化到植物凝集素———伴刀豆球蛋白A (ConA) 以来, 人们已经从豆科、茄科、大戟科、禾本科、百合科和石蒜科等众多植物类群中分离鉴定出几百种这类蛋白质, 并对它们的性质、分子结构及功能作了大量的研究, 许多工作已深入到基因水平。同类凝集素的氨基酸序列同源性极高, 这种保守性暗示着凝集素在生物进化过程中以及植物生命过程中起着重要作用。例如, 凝集素作为贮藏蛋白用来包装和运输物质, 作为植物细胞的促有丝分裂因子, 在多酶体系中结合糖蛋白, 参与细胞壁的延伸, 细胞间的识别、生长调节以及碳水化合物的运输等。尤其是凝集素防卫功 能的发现及论证, 引起了人们极大的关注, 一些植物凝集素的基因克隆已应用于植物抗病虫基因工程。 一、植物凝集素的防卫功能 Chrispeels 和Raikhel (1991) 曾客观地评 价了植物凝集素家族和许多几丁结合蛋白质的防卫作用。近年来, 越来越多的分子生物学、生物化学、细胞学、生理学及进化学上的证据表明, 大多数植物凝集素在植物生长发育的各个阶段, 以不同的方式保护植物免受病虫的侵害( Etzler ,1995) 。 11 植物凝集素的抗虫作用菜豆凝集素 ( PHA) 是第一个被描述的具有抗虫性的植物凝集素。有趣的是, PHA 对豆象幼虫具有毒 性的结论是基于一个错误的实验结果, 后来研究发现这种防卫作用是由于含有α- 淀粉酶抑制剂的缘故(Huesing 等, 1991) 。如今许多实验表明, 来源于麦胚、马铃薯块茎、核桃、沙棘、水稻和刺荨麻的凝集素对豌豆象甲幼虫和豇豆象甲幼虫的生长有抑制作用。麦胚凝集素和紫羊蹄甲种子凝集素在相当低的含量水平就使初孵玉米螟幼虫致死(Czapla & Lang ,常识积累：纤维素的制法及作用
膳食纤维的作用与常见食物含量
纤维素生物能源转化利用现状的分析研究
糖生物学作业-植物凝集素概述
纤维素的结构及性质
植物凝集素的防卫功能及其研究进展