半纤维素的提取
半纤维素简介与知识点总结
第三节半纤维素 一、半纤维素的分离与测定 半纤维素存在于各种植物原料中，在牛纤维素基础理论研究或应用机理研究巾，往往需要把半纤维素从原料中分离出来，分离要彻底，并且要尽量减少半纤维素的裂解。但由于中纤维素与木素之间有化学键联接，此复合体简称L.C．C，与纤维素虽没化学键联接，但结合紧密，性质近似，所以半纤维素的分离是比较复杂的。 1．半纤维素的分离 纤维原料中除了三大组成外，还有其它少量组分存在，在半纤维素的分离(抽提)前必须先把这些少量组分除去。通常是采用苯一乙醇或丙酮抽提除去。经过抽提后的试料，称为无抽提物试料。分离提取半纤维素有两种方法，一是直接抽提法，二是制成综纤维素后再提取。直接抽提法适用于阔叶木和草类原料，不适用于针叶木，因为针叶木管胞次生壁的木质化程度高，使碱不易进入，因而分离出来的半纤维素很少，无实用价值。直接法所得的半纤维素量少，且杂质也多，给提纯工作增加困难。因此，大多数是制备综纤维素，再从综纤维素中抽提半纤维素，这种做法比较普遍。 2．半纤维素的测定 对半纤维素的测定研究，自60年代以来，所用方法日趋完善。现在除用部分水解法、高碘酸盐氧化法及甲基化法外，又增加了Smith降解法，并且用色谱和质谱联用鉴定技术等。现以白桦半纤维素为例，将这些方法的主要原理简介如下： (1)部分水解法。将半纤维素水解，得到糖的复合物，主要含木糖和糖醛酸。用阴离子交换树脂将这两种糖分离，而糖醛酸又可用色谱法分成三种。 (2)高碘酸盐氧化法。高碘酸盐氧化法可以测定聚糖还原性末端基的数目和支链情况，因此可以通过高碘酸盐的消耗量和形成的甲酸量计算末端基和支链的数目。 (3)Smith降解法。它是目前用得最多的办法，是在高碘酸盐氧化的基础上发展起来的方法。其基本原理是：聚糖经过高磺酸的氧化后用硼氢化钠还原，然后进行酸水解、还原，最后用色谱鉴定所得产物，藉以了解聚糖结构情况。
纤维素提取分离技术研究进展_高璇
第２８卷第２期 ２０１２年４月 德州学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｄｅｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．２ Ａｐｒ．，２０１２ 纤维素提取分离技术研究进展 高 璇１，陆书明２ （１．江苏省科学技术情报研究所，南京２１００４２；２．南通醋酸纤维有限公司，江苏南通２２６０００） 摘 要：纤维素是一种丰富的生物质资源，具有可再生、可降解等优点，其转化和利用被认为是发展可持续能源的有效途径．本文从近几年的国内外科技文献（尤其是专利）入手，研究并综述了从天然纤维素原料中分离提取纤维素的工艺，分析并指出实现清洁分级分离纤维素、木质素、半纤维素，做到木质纤维素全生物量优化利用才是组分分离的未来． 关键词：纤维素；提取；分离 中图分类号：Ｎ９９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－９４４４（２０１２）０２－００６９－０４ 收稿日期：２０１２－０３－１５ 作者简介：高璇（１９８３－），女，山东滨州人，硕士，研究方向：科技情报研究、专利分析与战略决策． １ 纤维素概述 纤维素（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）是自然界中存在量最大的一类有机化合物，木材、亚麻、棉花等的主要成分都是纤维素．它是植物细胞壁的主要成分，是构成植物的骨架．纤维素是无色、无味具有纤维状结构的多糖，分子式可以用（Ｃ６Ｈ１０Ｏ５）ｎ（ｎ为聚合度）来表示，组成纤维素的基本结构单元是葡萄糖，但与淀粉不同，它是由许多Ｄ－葡萄糖单元通过β－１，４糖苷键结合起来的链状高分子化合物．纤维素是目前制浆造纸工业、纺织工业和纤维化工的重要原料，纤维素形式的生物质能也将作为日后重要的清洁能源［１］． ２ 纤维素提取分离技术 木质纤维类材料如各种农业残余物（玉米秸杆、小麦秸杆、稻草等）、林业残余物（伐木产生的枝叶、死树、病树等）、野草、芦苇、专门栽培的作物（如松、杨、甘蔗、甜菜、甜高梁等）以及各种废弃物（城市固体垃圾、废纸、甘蔗渣等）都是含有大量纤维素的天然纤维素原料，如果能从其中提取出优质的纤维素应用于工业生产中将会产生巨大的经济效益和生态效益． 但是，纤维素、半纤维素和木质素本身均是具有复杂空间结构的高分子化合物［１］，在天然纤维素原料中，它们聚合为一个整体，形成复杂的超分子化合物．其中，木质素大部分存在于胞间层中，和半纤维素形成牢固结合层，对纤维素形成覆盖保护作用．因此，要想获得纤维素并充分利用，就必须将三种组分分离开来，实现纤维素的有效提取． 根据所使用方法的不同性质，纤维素提取工艺可分为物理处理法和化学处理法．在实际应用中，大多是采用两种或两种以上方法的组合，以取长补短，发挥各自优势，改善纤维素分离提取的效果．２．１ 物理处理法 物理处理法主要包括机械粉碎、蒸汽爆破、微波和超声波辅助提取法等，一般用于纤维素提取的预处理工艺或是辅助工艺，其目的是去除木质素等对纤维素具有保护作用的成分［１］． １）机械粉碎法 机械粉碎［１］常用双滚压碎机、球磨机、流态能量
半纤维素提取技术及综合利用研究进展
?论文与综述? 半纤维素提取技术及综合利用研究进展 张伯坤,张美云,李金宝 (陕西科技大学,陕西西安710021) [摘 要] 半纤维素是生物质的重要组成成分,综合利用潜力大,可以将其转化为高附加值、多元化的 产品。概述了半纤维素的提取技术及其综合利用研究进展,同时提出了对其综合利用的难点和解决建议。 [关键词] 半纤维素;生物质;综合利用 随着我国经济的持续快速发展,对能源的需求也日益增加,而石油和天然气等常规能源的储量已日益减少,并且在其利用的过程中造成了严重的环境污染,寻找新的替代能源成为21世纪最为紧迫的任务[1]。目前,我国在大力地开发生物质资源,而鉴于造纸工业的特点,可以将造纸工业与生物质精炼结合起来,这样做无疑可以使造纸企业得到多赢。例如:在传统的碱法制浆过程中,占木材原料质量约20%的半纤维素会溶解而进入制浆黑液,这些黑液 通常是通过碱回收系统被燃烧发电等。但其中半纤 维素的热值比较低,如果将这些半纤维素转化为新的生物质产品如乙醇、聚合物等,则可以大大提高其附加值[2]。因此,在制浆造纸工业中可采取蒸煮之前预抽提的方式,将预抽提出来的半纤维素通过多种方式进行综合利用。1 半纤维素提取 传统化学法制浆一般是直接处理原料,原料中的生物质尤其是半纤维素大部分进入制浆废液而被浪费掉,忽略了半纤维素作为生物质资源的潜在价值。例如:半纤维素可以通过水解发酵生产燃料乙醇,也可以用作造纸助剂等。因此,可以考虑在制浆工段之前采用条件比较温和的预处理方法分离出纤维原料中的一部分半纤维素,然后将此半纤维素水解发酵制得乙醇或直接提取乙酸等化学品。尽管人们研究了多种预处理的方法,如生物法、化学法、物理法等,但是预处理的研究还有待进一步加强,因为现在的预处理方法成本缺乏优势,与化工燃料相比, 收稿日期:2009-04-09基金项目:陕西省“13115”科技创新工程重大科技专项(2008ZD KG -43)资助项目。 优势不明显1.1 高温液态水预处理提取半纤维素 热抽提半纤维素的方法主要有两种,分别是微波辐射法和水蒸汽法。Alexandra [3]等人研究了从大麦壳中抽提水溶性的半纤维素,研究表明,相对其他抽提方法而言,水蒸气抽提更具有潜力,因为水蒸气抽提工艺条件温和,使用化学品减少,从而降低了对环境的影响。相比碱法而言,这种抽提方法的优势在于,半纤维素的破坏程度小,无论是低聚阿拉伯基木聚糖,还是多聚阿拉伯基木聚糖,其乙酰基团没有受到破坏,从而保证了半纤维素的多种用途,比如通过化学改性,增加半纤维素的疏水性,开发新材料。Alexandra [4]等研究了在微波条件下用高温液态水提取半纤维素,研究发现提高温度可以提高半纤维素的提取率,但同时多聚糖的分子量变小,半纤维素受到破坏程度提高。1.2 弱酸或弱碱提取半纤维素 半纤维素在酸性条件下容易降解,但是在弱酸介质条件下,只要控制好酸解温度、时间和浓度,不仅大部分半纤维素可以抽提出来,而且纤维素受到的影响不大,这为半纤维素的综合利用创造了有利条件。如在温和的温度条件下,Charles [5]等人用稀硫酸(约0.5%～1.0%)有效地从玉米秆中抽提出并回收大部分半纤维素,回收的形式为可溶的糖类,如果采用氨水来控制预处理液的p H ,同时加入少量Ca (O H )2,预处理效果更好,并且预处理条件也会更加温和。与上面的高温液态水处理相比,稀酸预处理提高了半纤维素的得率,但预处理的成本增加。曹邦威[6]等在对制浆造纸产业模式转变的思考中提出:在制浆前先从木片中抽提出半纤维素,再转化成乙醇和糖基聚合物。在碱法制浆前,先用温度 — 21— 2009年 第3期 《黑 龙 江 造 纸》
半纤维素的提取及功能化应用
半纤维素的提取及功能化应用 摘要：进入新世纪以后，全面可持续发展的科学发展观不断深入人心，为贯彻这一思想，可再生木质纤维素类生物质资源的开发和利用得到了人们的极大重视和关注。半纤维素是农林生物质的主要组分之一，含量仅次于纤维素，是地球上最丰富、最廉价的可再生资源之一。本文主要对半纤维素的提取及功能化应用进行综述。 关键词：生物质；半纤维素；功能化应用 Extraction and functional application of Hemicelluloses Abstract: After entering the new century, the comprehensive sustainable development of the concept of scientific development unceasingly thorough popular feeling, lignocelluloses biomass resources development and utilization of the people's great attention and concern to carry out the idea of renewable class. Hemicelluloses is a major component of forestry biomass, content, second only to cellulose is the most abundant on earth, one of the most cheap renewable resource. This article mainly summarized the extraction and functional application of hemicelluloses. Key Words: biomass ; hemicelluloses; functional applications 1.引言 植物体内通常含有纤维素、半纤维素、木质素、果胶和特种化合物。其中，半纤维素在自然界中的含量十分丰富，在木质纤维生物质中的含量占1/4 ～1/3，仅次于纤维素的含量，比木质素还高。长期以来纤维素和木质素的研究利用占据了人们的主导研究地位，近年来有关半纤维素的研究逐步得到了重视，特别是半纤维素的提取和改性技术的提高，使其在造纸、食品包装、生物医药等领域有着潜在的商业价值[1]。本文通过半纤维素的简介、提取方法及功能化应用三个方面进行详细阐述。 2．半纤维素的简介 半纤维素是植物细胞壁的主要组分之一，是由非葡萄糖单元组成的一类多糖的总称，约占细胞壁总重的20～35%。半纤维素与纤维素均一聚糖的直链结构不同，在参与细胞壁的构建中形成的种类很多，多为支链结构，结构复杂，且化学结构随植物种类不同呈现较大差异。 半纤维素主要由大量的非晶戊糖和己糖组成[2]，既有均一聚糖也有非均一聚糖。根据一级结构，半纤维素可分为甘露聚糖、木聚糖、半乳聚糖、木葡聚糖和阿拉伯聚糖[3]。下图是半纤维素的主要结构单元。
半纤维素的提取、 改性与表征
半纤维素的提取、化学改性及表征 林产化学加工工程2011102012012 汪欢欢 摘要半纤维素是生物质的重要组成成分，综合利用潜力大，可以将其转化为高附加值、多元化的产品。对近十年半纤维素的化学改性如：醚化改性、酯化改性进行了综述，主要从多相反应和均相反应两个方面进行了归纳说明，最后提出了半纤维素改性的前景。 关键词半纤维素改性表征 引言随着石油资源的日益枯竭和世界森林面积的急剧减少，以农作物秸秆为代表的非木材纤维原料成为人们研究和开发利用的热点。全世界每年生产大量的秸秆，主要为麦草、稻草、甘蔗和玉米秸秆等。半纤维素作为一种可再生的绿色化学品可广泛应用于化学、食品、造纸等行业，具有广阔的利用前景。但目前半纤维素的价值仍然没有被人们充分利用。研究半纤维素的化学组成和结构对合理利用半纤维素是必不可少的，只有充分认识半纤维素的化学组成和结构，才有可能开发出更合理的利用途径，所以对半纤维素的分离及表征具有一定的研究意义。 1.半纤维素提取 传统化学法制浆一般是直接处理原料，原料中的生物质尤其是半纤维素大部分进入制浆废液而被浪费掉，忽略了半纤维素作为生物质资源的潜在价值。例如：半纤维素可以通过水解发酵生产燃料乙醇，也可以用作造纸助剂等。因此，可以考虑在制浆工段之前采用条件比较温和的预处理方法分离出纤维原料中的一部分半纤维素，然后将此半纤维素水解发酵制得乙醇或直接提取乙酸等化学品。尽管人们研究了多种预处理的方法，如生物法、化学法、物理法等，但是预处理的研究还有待进一步加强，因为现在的预处理方法成本缺乏优势，与化工燃料相比，优势不明显 1．1 高温液态水预处理提取半纤维素 热抽提半纤维素的方法主要有两种，分别是微波辐射法和水蒸汽法。Alexandra[33等人研究了从大麦壳中抽提水溶性的半纤维素，研究表明，相对其他抽提方法而言，水蒸气抽提更具有潜力，因为水蒸气抽提工艺条件温和，使用化学品减少，从而降低了对环境的影响。相比碱法而言，这种抽提方法的优势在于，半纤维素的破坏程度小，无论是低聚阿拉伯基木聚糖，还是多聚阿拉伯基木聚糖，其乙酰基团没有受到破坏，从而保证了半纤维素的多种用途，比如通过化学改性，增加半纤维素的疏水性，开发新材料。Alexandra_4 等研究了在微波条件下用高温液态水提取半纤维素，研究发现提高温度可以提高半纤维素的提取率，但同时多聚糖的分子量变小，半纤维素受到破坏程度提高
纤维素提取
3,5－二硝基水杨酸（DNS）法测定还原糖3,5－二硝基水杨酸（DNS）法测定还原糖【原理】 还原糖的测定是糖定量测定的基本方法。还原糖是指含有自由醛基和酮基的糖类。单糖都是还原糖。利用单糖、双糖与多糖的溶解度的不同可把他们分开。用酸水解法使没有还原性的双糖，彻底水解成具有还原性的单糖，再进行测定，就可以求出样品中的还原糖的含量。 在碱性溶液中，还原糖变为烯二醇（1,2－烯二醇）。 烯二醇易被各种氧化剂如铁氰化物、3,5－二硝基水杨酸和Cu2＋氧化为糖酸。氰化物和二硝基水杨酸盐的还原作用是还原糖定量测定的基础。还原糖和碱性二硝基水杨酸试剂一起共热，产生一种棕红色的氨基化合物，在一定的浓度范围内，棕红色物质颜色的深浅程度与还原糖的量成正比。因此，我们可以测定样品中还原糖以及总糖的量。【试剂】 1. 小麦粉
2. 6 mol/L HCl 50 ml浓盐酸加水稀释至100 ml。 3. 6 mol/L NaOH 240 g NaOH溶解于500 ml水中加水定容到1000 ml。 4. 碘－碘化钾溶液 20 g碘化钾和10 g碘溶于100 ml水中，使用前取1 ml加水稀释到20 ml。 5. 1 mg/ml的葡萄糖溶液 6. 3,5－二硝基水杨酸 6.3 g 3,5－二硝基水杨酸溶于262 ml 2 mol/L的氢氧化钠溶液中。将此溶液与500 ml含有182 g酒石酸钾钠的热水混合。向该溶液中再加入5 g重蒸酚和5 g亚硫酸钠，充分搅拌使之溶解，待溶液冷却后，用水稀释到1 000 ml。储存于棕色瓶中（需在冰箱中放置一周后方可使用）。 【操作】 1. 葡萄糖标准曲线的绘制 取试管6支，按下表操作： 管号 1 2 3 4 5 6
纤维素的结构及性质
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。
提取纤维素的研究
纤维素的提取 纤维素的提取根据所使用方法的不同可分为物理处理法和化学处理法。在实际应用中，大多是采用两种或两种以上方法的组合，以取长补短，发挥各自优势，改善纤维素分离提取的效果。 物理处理法 物理处理法主要包括机械粉碎、蒸汽爆破、微波和超声波辅助提取法等，一般用于纤维素提取的预处理工艺或是辅助工艺，其目的是去除木质素，半纤维素等对纤维素具有保护作用的成分，但是物理处理法需要进行处理时间和强度的优化以防止纤维素链的断裂。 化学处理法 化学处理法是应用化学制剂来打破木质素和纤维素的链接，同时使半纤维素溶解的过程。传统造纸工业的制浆过程就是采用化学方法进行处理的过程。化学处理法包括碱液分离法、酸处理、有机溶剂法、离子液体法等。 碱液具有溶胀纤维素，断裂纤维素与半纤维素间氢键的作用。常用的碱提取试剂有氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙等。酸处理法常用的酸包括盐酸、硫酸、硝酸、磷酸等。有机溶剂法是采用单一或者复合有机溶剂（或外加一些催化剂）在一定的温度，压力条件下降解木质素和半纤维素，得到纤维素的方法。常用的有机溶剂包括有机酸、醇类、酮类等，而且提取过程中一般是将有机溶剂与水、碱或者酸混合作为提取剂。离子液体是一种近年新被广泛应用于绿色化学领域的环保溶液，具有良好的溶剂性、不挥发、对水和空气稳定等优点，被广泛地用来作为易挥发有机溶剂的绿色替代溶剂。 从绿色化学的角度看，目前的研究热点集中在利用离子液体溶解纤维素后再进行再生的提取方法。溶解剂包括多聚甲醛/二甲基亚砜（PF/DMSO）体系，NH3/NH4SCN体系，氯化锂/二甲基乙酰胺（LiCl/DMAc）体系，胺氧化物体系等溶剂体系。 PF/DMSO溶剂体系能够溶解纤维素是由于在溶解过程中反应生成了可溶于二甲基亚砜的中间产物羟甲基纤维素，无降解过程。其中羟甲基纤维素是由多聚甲醛受热分解产生的甲醛与纤维素反应生成的。该过程的优点十分突出，溶剂易得、反应速度较快，而且溶液体系稳定。但是该方法存在溶剂回收困难，所得产品结构有缺陷，而且品质不均一等缺点。 在一定的条件，纤维素可在NH3/NH4SCN/H2O体系中形成均匀透明的溶液。该溶剂体系低廉、易得，能在纤维素浓度较低时就得到中间相的溶液，而且纤维素不发生降解。但是该方法需要经过多次的冷冻和解冻的循环过程，不利于工业化生产。 LiCl/DMAc体系可不形成中间产物直接溶解纤维素，纤维素的氢键结构使其在该溶剂体系中可以与LiCl/DMAc形成配合物，从而得到真溶液。该溶解方法非常稳定，可进行均相反应。但是研究表明仅当LiCl的含量为10 %时，即DMAc/LiCl的摩尔比为4:1，LiCl/DMAc 体系才对纤维素有溶解能力。而且LiCl价格昂贵，回收困难，所以该体系目前还一直停留在实验室研究阶段。 胺氧化合物体系主要有N-甲基氧化吗啉、N,N-二甲基氧化乙醇胺、N,N-二甲基氧化环己胺等几种，他们均证实对纤维素有一定的溶解性。目前研究表明只有N-甲基氧化吗啉（NMMO）/H2O体系被认为是前途可观，可以实现工业化的溶剂体系。目前国内外已经对NMMO溶解工艺做了大量的研究。其机理是NMMO中的强极性官能团N-O与纤维素分子中的羟基作用，构成新的氢键，形成纤维素-NMMO-H2O络合物，从而破环了纤维素分子间的氢键。这种破坏首先在纤维素的无定形区进行，而后逐渐进入结晶区，最终使纤维素溶解。无水NMMO对纤维素的溶解能力最强，但是其溶解温度接近于其熔点（184 ℃），使得纤维素和溶剂在溶解过程中降解，释放出胺类等有毒物质，因此在溶解时一般加入一定的抗氧化剂。然而，随着溶剂中含水量的增加，纤维素的溶解性逐渐减弱，当NMMO水合物的含
膳食纤维的作用及提取方法
膳食纤维的作用及提取方法 摘要：膳食纤维被称为人类第七营养素，对维持人体健康具有很重要作用。本文对膳食纤维的定义、膳食纤维的作用、每日推荐量及膳食纤维提取方法进行了综述。 引言 随近年来，人们生活水平的不断提高, 膳食结构发生了很大的变化。膳食纤维( Dietary Fiber) 作为一种功能性食品基料, 越来越受到广泛关注。大量研究表明: 膳食纤维有多种生理功能, 它可以维持正常的血糖、血脂和蛋白质水平, 并可以控制体重, 预防糖尿病、冠心病等[1,2]。因此，膳食纤维对健康的促进作用的研究已经成为21世纪各个相关学界研究的重要课题之一，有人提议将膳食纤维作为人类的第七种营养素。 强化膳食纤维的功能食品已在欧美和日本等发达国家得到了人们的青睐。据统计，2002 年膳食纤维类产品在欧美销售超过300 亿美元；在日本，膳食纤维类产品的年销售额近100 亿美元；在美国60 亿种食品中，高纤维食品占到近20%的比例，且仍呈上升趋势。我国国务院也颁发了《九十年代中国食物结构改革与发展纲要》，指出：由于居民饮食结构日趋精细化，现膳食纤维摄入不足并呈逐年递增趋势，由此产生许多“富贵病”。提倡每日补充一定量的膳食纤维，均衡膳食结构势在必行[3,4,5]。另外，膳食纤维可以改善食品的食用品质、加工特性和外观特性,在食品中的用途十分广泛。 1 膳食纤维的定义 膳食纤维是由多种复杂有机物质组成的混合物而非单一实体，正因如此，很难对膳食纤维下一个明确的定义。1999年，AACC成立的膳食纤维专门委员会对膳食纤维的定义如下：膳食纤维是指能抗人体小肠消化吸收的、而在人体大肠能部分或全部发酵的、可食用的植物性成分——碳水化合物及其相类似物质的总和，包括多糖、寡糖、木质素以及相关的植物物质。膳食纤维具有顺肠通便、调节控制血糖浓度、降血脂等一种或多种生理功能。该定义明确规定了膳食纤维是一种可以食用的植物性成分，而非动物成分。膳食纤维按溶解度分类可分为可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维。 1.1可溶性膳食纤维 可溶性膳食纤维(SDF)是指可溶解在pH6～7 的100 ℃水中的一类膳食纤维。SDF主要为植物细胞内的储存物质和分泌物，另外还包括部分微生物多糖和合成多糖，其组成主要是一些胶类物质和糖类物质。SDF能参加或影响人体的多种代谢，如脂肪代谢、碳水化合物代谢；能增加胃部饱满感，减少食物摄入量，具有预防肥胖症的作用[6]。美国的Leitz 等建议,膳食纤维组成中SDF占膳食纤维总量10 %以上才能成为高品质的膳食纤维, 否则只能被称作填充料型膳食纤维。
水溶性纤维素的提取及应用
水溶性膳食纤维的提取及其应 张少奎12质量2 20120807245 摘要：水溶性膳食纤维主要有水解胶体、半乳甘露聚糖、寡聚糖、真菌多糖等。水溶性纤维可减缓消化速度和最快捷排泄胆固醇，有助于调节免疫系统功能，促进体内有毒重金属的排出。所以可让血液中的血糖和胆固醇控制在最理想的水准之上，还可以赞助糖尿病患者改善胰岛素水温和三酸甘油脂。 关键词：水溶性膳食纤维；作用；功能性食品；提取；应用。 1、水溶性膳食纤维的提取 1.1苹果渣水溶性膳食纤维提取 工艺流程：湿苹果渣→干燥→粉碎→过筛→干苹果渣→混合酶酶解→灭酶→纤维素酶酶解→灭酶→离心→抽滤→滤液→70℃减压浓缩→醇沉→抽滤→滤渣→60℃真空干燥→水溶性膳食纤维。 1.2大豆水溶性膳食纤维的提取 1.2.1常压下可溶性膳食纤维提取工艺 取豆渣，加水浸泡，加入六偏磷酸钠溶液，调p H值，水浴加热处理一段时间，抽滤，滤液装入透析透析24 h 后，蒸发浓缩，用乙醇沉淀，得大豆渣SDF。以六偏磷酸钠溶液溶液的浓度、p H、处理温度、料液比为考查因素，探讨其对可溶性膳食纤维提取率的影响。 SDF提取率（%）=(水溶性膳食纤维质量(g)/原豆渣质量(g) ×100%。 1.2.2 加压预处理提取豆渣中可溶性膳食纤维的工艺 加压预处理提取豆渣中可溶性膳食纤维的提取工艺流程：样品加水浸泡→加压预处理→六偏磷酸钠溶液处理→过滤→滤液透析→蒸发浓缩→乙醇沉淀→离心→干燥→得SDF成品。 1.3花生壳水溶性膳食纤维不同提取工艺 花生壳(花生果的外壳，去除霉烂、虫害的花生壳后，自来水洗净，恒温干燥箱中80℃烘干，在植物粉碎机中粉碎，再经50 目筛分，取筛下物作为提取SDF 的原料)。