生物质结构化学：E 第二章 植物纤维主要化学成分.ppt

植物纤维主要化学成分 第二章 2.1 植物纤维的主要化学成分 主要成分 （细胞壁物质） 纤维素 碳水化合物 有机物 半纤维素 木质素 芳香族化合物 少量成分 （非细胞物质） 提取物 萜类、脂肪族、 酚类化合物 灰 分 无机盐等 无机物 2.1.1 主要化学成分概述 植物纤维的主要化学成分 植物纤维 碳水化合物 萜烯 树脂酸 脂肪酸 非皂化物 葡萄糖 苯丙烷 C6-C3 葡萄糖 甘露糖 半乳糖 木糖 阿拉伯糖 木质素 纤维素 半纤维素 抽提物 （1）细胞壁物质 纤维素：由?-D-葡萄糖单元通过1→4苷键连接而成的线型高分子化合物。纤维素是自然界贮量最丰富的可再生资源。 半纤维素：细胞壁中非纤维素多糖（习惯上不包括果胶和淀粉）的总称。由两个或两个以上的糖基组成，通常有分枝结构，可用热水或冷碱提取。 木质素：由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接而成的，具有三度空间结构的复杂的高聚物。木质素和半纤维素在一起，填充在细胞壁的微纤丝之间，同时也存在于胞间层。 Lignin 木质素 Hemicellulose 半纤维素 Cellulose 纤维素 木质纤维素由三种高分子物质组成 多糖 生物质主要成分——木质纤维素 纤维素 半纤维素 木质素 能源植物－纤维类生物质的主要组成 （2） 非细胞壁物质 植物纤维原料中的非细胞壁物质通常指存在于细胞腔和细胞间隙的、不参与细胞壁结构的物质，大部分可溶于中性有机溶剂或水，又称提取物。 提取物：用水、水蒸汽或中性有机溶剂可提取的物质。在植物原料中含量少（一般2~5%），但种类繁多（约700余种）。 提取物可分为三大类： 萜类化合物： 树脂、萜类等 。脂肪族化合物：蜡、脂肪、单糖和低聚糖、淀粉、果胶、树胶、蛋白质、生物碱等。酚类化合物：茋 、木酚素、黄酮类化合物、单宁等。 2.1.2 植物纤维化学成分分析主要名词 （1）综纤维素 综纤维素：经脱脂的植物纤维原料除去木质素后保留下来的全部高聚糖，即纤维素和半纤维素的总和。 （2） ?-、?-和 ? -纤维素 不溶部分 综纤维素 （化学浆） 溶解部分 不溶部分 溶解部分 17.5%NaOH 或24%KOH HAc中和 ? -纤维素 ?-纤维素 ?-纤维素 根据起始物的不同，分为： 综纤维素的?-、?-、 ? -纤维素 和化学浆的?-、?-、 ? -纤维素 注意： ?-、?-、 ? -纤维素 的主要成分，及其与纤维素的区别 相当于植物纤维原料中全部五碳糖的总和。 在一定程度上可反映原料中半纤维素的含量，对草类纤维原料，接近半纤维素的含量。 测定原理： （3） 戊聚糖 木 粉 戊 糖 糠 醛 12%HCl 12%HCl （4） 提取物 用极性和非极性有机溶剂、水蒸汽或水可提取的物质。 提取物种类很多，性质差别也很大。不可能用单一溶剂提取所有提取物。 一般需说明是用何种溶剂提取的提取物。如：苯-醇提取物，乙醚提取物，冷水提取物，热水提取物，1%NaOH提取物等。 2.2 植物纤维原料化学组成的特点 针、阔叶材及草类原料化学组成的比较 （1） 针、阔叶材化学组成在含量上的差别 木质素含量 针叶材 > 阔叶材 纤维素含量 针叶材≈阔叶材 戊聚糖含量 针叶材 < 阔叶材 （2） 草类原料化学组成的特点 木质素含量低（除竹子外） 尤以稻草为低（仅14%左右） 灰分含量高 尤以稻草含量高（稻草15～16%，麦草5～6%），其中SiO2占一半以上 冷、热水抽出物及1%NaOH抽出物比木材高 戊聚糖含量比针叶材高，而与阔叶材接近 纤维素含量大多接近木材原料 *