最新版-纤维素、半纤维素和木质素的分析步骤
Source: 周同惠. 国际标准常规分析方法大全[M]. 北京: 科学出版社, 1998
Source: 大连轻工业学院等. 食品分析[M]. 中国轻工业出版社,1994. ISBN:7-5019-1719-1 美国谷物化学家协会（AACC）
纤维素、半纤维素和木质素的分析步骤
总体流程：
AD = acid detergent
ADF = acid detergent fiber CE = cellulose
CS = cell soluble HC = hemicellulose
ND = neutral detergent
NDF = neutral detergent fiber
1、取※g湿样（颗粒度＜10mm＝在烘箱70℃下烘干48hr。制得干样。研碎（一般用20~30
目为宜），备用。
2、取※g干样在烘箱103℃下烘干24hr。减重法计算含水率。将上述样品与坩埚一起在马
弗炉550℃下烘24hr（至少6hr）或600℃，2hr。减重法计算总固体TS和灰分ASH。
3、取0.5 g风干粉碎样品测量NDF（中性洗涤纤维）
分析原理：样品经热的中性洗涤剂（硫酸月桂脂纳）浸煮后，细胞内容物被溶出，残渣用热蒸馏水充分洗涤，除去样品中游离淀粉、蛋白质、矿物质，然后加入α-淀粉酶溶液以分解结合态淀粉，再用蒸馏水、丙酮洗涤，以除去残存的脂肪、色素等，洗脱后烘干测定其残渣。该法又叫中性洗涤剂纤维素法。（包括全部纤维素、半纤维素和木质素的总量，但不包括水溶性非消化性多糖）。
缺点：对于蛋白质、淀粉含量高的样品，易形成大量泡沫，粘度大，过滤困难。
A．试剂的制备
1）1/15mol/l磷酸盐缓冲液（pH：6.8）：
①取23.88 g AR级Na2HPO4.12H2O，定容至1L，配成1/15mol/L溶液；②取9.072
g AR级KH2PO4，定容至1L，配成1/15mol/l溶液；
③取9份磷酸氢二纳溶液和10份磷酸二氢钾溶液混合，配成pH = 6.8的缓冲溶
液。
2）丙酮
3）0.1 mol/l盐酸：取3.09 ml盐酸，定容至1L。
4）中性洗涤剂溶液：30 g 十二烷基硫酸钠（月桂基硫酸钠），18.61g
EDTA·2Na·2H2O（乙二胺四乙酸二钠），6.81 g 四硼酸纳(Na2B4O7.10H2O)，
4.56 g 磷酸氢二纳，10 ml 三乙二醇（Triethylene glycol）（乙二醇独乙
醚,2-ethoxy-ethanol），990 ml蒸馏水。ND溶剂的具体制备过程如下：①在
1l细口试剂瓶中倒入约400ml蒸馏水。加入上述试剂，三乙二醇除外。（注意：
在称量和转移十二烷基硫酸钠时应戴上防尘面具。）；②缓慢往试剂瓶中加
入剩下的蒸馏水，以限制洗涤剂产生泡沫。当加到750 ml左右时，加入三乙二
醇。三乙二醇可以减少洗涤剂泡沫的产生。如果溶解比较困难，加热搅拌。保
持溶解温度高于20℃以避免沉淀；③用HCl 或NaOH调节pH= 6.95 ~ 7.05；
最后加水至1000ml，此液使用期间如有沉淀生成，需在使用前加热到60℃，
使沉淀溶解。
5）十氢钠（萘烷）：为消泡剂。也可用正辛醇，但效果不及十氢钠。
6）1%的α-淀粉酶溶液：称取2.5gα-淀粉酶，用1/15N磷酸盐缓冲溶液（pH=6.8）溶解并稀释到250ml。
7）无水亚硫酸钠
B．仪器
1）回流装置：500 ml磨口三角烧瓶，和相配套的球形冷凝管，以及调温电热板。
2）烧结玻璃坩埚（古氏坩埚）：使用粗孔的（滤板平均孔径40~90μm），50 ml 古氏坩埚。洗净新坩埚并在500 ℃灰化。趁热取出坩埚，放在100 ℃通风烘
箱中1h以上。在干燥器中冷却30 min，称量(W1)。[或110℃烘箱内干燥4小
时，冷却，称重。
3）抽滤装置：由抽滤瓶、抽滤架、真空泵组成。
C．测定
1）称取0.45~0.55g风干样品（W2，精确到0.1mg），放入回流装置中的磨口烧瓶。
如果样品中脂肪含量超过10%，按每克样品用20ml石油醚，提取3次。淀粉
含量高的样品，煮沸后过滤困难，且淀粉中也包含NDF，使测定值偏高。一般
应先用胰酶处理：取0.5 g风干粉碎样品置于250 ml广口烧瓶中，加蒸馏水（50
ml）煮沸5min，冷却后加1/15mol/l磷酸盐缓冲液30ml（pH6.8），20ml 10g/l
胰酶溶液，加氯化纳约0.06 g使反应时浓度达10mmol/l，再加2~3滴苯，40℃
保温24 hr，3000 r/min离心，弃去上清液残渣移入500 ml磨口三角烧瓶中。
2）加入0.5 g无水亚硫酸钠、2ml十氢钠、50ml中性洗涤试剂,摇动直至样品和亚硫酸钠完全悬浮。
3）加热回流，调节炉温使样品在4~5 min 内加热到沸腾，开始沸腾时样品将激烈发泡持续1~2 min.。在这一阶段不要降低炉温。
4）5 min中后拿下烧杯,加入2 ml标准淀粉酶溶液.,摇动使淀粉酶完全溶解,并使粘附在杯壁上的颗粒重新悬浮.用中性洗涤剂冲洗杯壁。
5）将烧杯重新安到回流装置，从微沸开始计时，准确微沸60min后取下,并静置30~60s。
6）用约40ml的蒸馏水预加热坩埚,用真空抽吸去除水分。
7）小心地先将30~40 ml溶液转入坩埚,冲洗杯缘,轻微抽滤.。
8）关闭真空,用不少于300ml的热蒸馏水（90~100℃）分3~5次冲洗剩下的残余物.轻微抽滤。
9）立即加入约坩埚一半体积的热蒸馏水和2 ml的淀粉酶溶液,使反应进行45~60s。
10）用热蒸馏水冲洗剩下的残余物.
11）过滤并用30~40ml的热蒸馏水淋洗两次,每次浸泡时间约2min。
12）用30ml的丙酮淋洗两次,每次浸泡时间约2min。反复用丙酮洗至无色，搅碎全部块状物，这样溶剂能湿透纤维颗粒。
13）用真空除去残存的丙酮（或风干）。
14）烘干坩埚,100℃,8hr或隔夜,称重(W3).
aNDF (DM basis) = W3 - W1 / W2 X Lab DM / 100 X 100 ?W1 = tare weight of crucible in grams
?W2 = initial sample weight in grams
?W3 = dry weight of crucible and dry fiber in grams
附注：C-9)~C-12)可以按如下代替：加入5mlα-淀粉酶溶液，抽滤，以置换残渣重水，然后塞住玻璃过滤器的底部，加入20ml淀粉酶溶液和几滴甲苯（防腐），置过滤器于37℃培养箱中保温1小时。取出滤器，取下底部的塞子，抽滤，并用不少于500ml热水分次洗去酶液，最后用25ml丙酮洗涤，抽干滤器。
说明：中性洗涤纤维相当于植物细胞壁，包括了样品中全部的纤维素、半纤维素、木质素、角质，因为这些成分是膳食纤维中不溶于水的部分，故又成为“不溶性膳食纤维”。由于食品中可溶性膳食纤维（来源于水果的果胶、某些豆类种子中的豆胶、海藻的藻胶，某些植物的粘性物质等可溶于水，称为水溶性膳食纤维）含量较少，所以中性洗涤纤维接近于食品中膳食纤维的真实含量。
4、取1.0 g风干粉碎样品测量ADF
分析原理：样品在十六烷基三甲氨溴化物的硫酸溶液回流煮沸处理，除去细胞内容物，经过滤、洗涤、烘干，测定残渣，该法又叫酸性洗涤剂纤维素法。ADF测得值包括纤维素、木质素的量。
A．试剂的制备
1）1.0 mol/l 硫酸溶液：取53.3 ml浓硫酸，定容至1l。
2）酸性洗涤剂溶液：称取20g溴化十六烷基三甲铵（CTAB）（十六烷基三甲基溴化铵）（工业级），加温溶于1.0 mol/l 硫酸溶液中至1l。（可把步骤1）和
2）合）；
3）十氢钠
4）丙酮
B．仪器
1）回流装置：500 ml磨口三角烧瓶，和相配套的球形冷凝管，以及调温电热板。
2）烧结玻璃坩埚（古氏坩埚）：使用粗孔的（滤板平均孔径40~90μm），50 ml 古氏坩埚。洗净新坩埚并在500 ℃灰化。趁热取出坩埚，放在100 ℃通风烘
箱中1h以上。在干燥器中冷却30 min，称量(W1)。[或110℃烘箱内干燥4小
时，冷却，称重。（问一下刘永德东西在哪里）
3）抽滤装置：由抽滤瓶、抽滤架、真空泵组成。
C．测定
1）1.0 g 风干粉碎样品置于回流容器中，在室温加入100 ml 酸性洗涤剂2 ml 萘烷。
2）在5~10 min 内加热到沸腾，开始沸腾时减少加热以防出现泡沫。从沸腾开始回流60 min，调节沸腾速度变慢甚至平缓下去。
3）取下容器，转动，在轻微抽吸下通过称量过的（铺玻璃纤维滤纸）的烧结玻璃坩埚（W1）过滤。如有必要可加强抽吸。
4）关闭真空，用棒搅碎块状物并用热水（90~100℃）充满坩埚到2/3处。搅动，泡15~30 s。用热水重复洗涤（用量约300ml），淋洗坩埚壁。用丙酮同样洗涤
两次。反复用丙酮洗至无色，搅碎全部块状物，这样溶剂能湿透纤维颗粒。用
真空除去残存的丙酮（或风干）。
5）在100℃通风烘箱中干燥至恒重（约3hr或过夜），称重（W2）
6）往坩埚中加入1g石棉(W5)，将坩埚放入50ml烧杯或放在浅搪瓷盘中。
7）将冷却的72%硫酸溶液加到坩埚中的物质之上，加到坩埚一半处并搅拌。用玻璃棒搅成匀浆状，压碎所有块状物。
8）再加72%硫酸溶液，在酸滤下去的同时不断搅拌，使坩埚温度保持在20~23℃（如有必要，要冷却一下）。用真空抽滤使过滤尽可能完全。
9）用热水洗至用pH试纸不显酸性。淋洗坩埚壁，取出搅拌。
10）在100℃通风烘箱中干燥至恒重，称重（W3），然后放在550 ℃高温炉中灰化3 hr，冷却，称重（W4）。
11）取1g石棉放到称量过的坩埚以测定石棉空白。按6）~9）步骤重复。如果石棉空白小于0.0020g/g石棉，可不必进行空白的测定，计算。
D．结果计算
ADF （%）= (W2 – W4+ W5) (g)÷干样质量(g)
纤维素（%）= (W2 - W3 + W5) (g)÷干样质量(g)
木质素(%)= (W3-W4) (g)÷干样质量(g)
5、半纤维素= NDF- ADF。
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：C 6H 10 O 5 化学结构的实验分子式为 （C 6H 10 O 5 ） 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
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
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
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
纤维素结构
纤维素的结构 引言 纤维素是地球上存在的最丰富的可再生有机资源, 在高等植物、细菌、动物、 海藻等生物中广泛存在, 每年总量有几百亿吨, 具有巨大的经济开发价值[1]。五 十年代至六十年代，由于合成高分子材料的兴起，纤维素资源的开发研究受到极大的影响。七十年代初期，由于国际上出现了石油危机，这种曾被忽视的可更新资源又再次被重视起来.能否利用这些丰富的可再生资源是解决未来能源问题的关键因素。因此，世界各国都很重视纤维素的研究与开发[2]。纤维素结构是纤维素性能研究及应用的基础，本文就纤维素的化学剂物理结构进行了概述。 1纤维素的化学结构 纤维素的元素组成为：C=44.44%，H=6.17%,O=49.39%, 其化学实验式(C 6H 10O 5)n （n 为聚合度，一般高等植物纤维素的聚合度为7000—150000）[3] 纤维素大分子的基环是脱水葡萄糖，其分子式为(C 6H 10O 5)。纤维素的化学结构是由D-吡喃葡萄糖环彼此以β- 1, 4-糖苷键以C1椅式构象联结而成的线形高分 子化合物[4]，其结构表达式如图1所示。 非还原端 纤维二糖 还原端 图1 纤维素链结构 除两端的葡萄糖基外，每个葡萄糖基上都有三个游离羟基，分别位于C 2、C 3和C 6位上，所以纤维素的分子可以表示为[[C 6H 7O 2(OH)3]n,其中C 2和C 3位上为仲醇羟基，C 6位上为伯醇羟基，他们的反应能力不同，对纤维素的性质具有重要影 响，如纤维素的酯化、醚化、氧化和接枝共聚，以及纤维素之间的分子间氢键作用，纤维素的溶胀与水解都与纤维素的羟基有关。 纤维素大分子两端的葡萄糖末端基，其结构和性质不同，一端的葡萄糖末端基在C4上存在一个苷羟基，此羟基的氢原子易转移，与基环上的氧原子结合，使氧环结构转变为开链式结构，在C1处形成醛基，具有潜在还原性，固有隐形醛基之称。左端的葡萄糖末端为非还原性的，由于纤维素的每一个分子链一端是还原性，另一端是非还原性，所以纤维素分子具有极性和方向性。 纤维素以及糖链形成以后，其葡萄糖残基上的经基和分子间或者内部的经基基团形成稳定的氧键网络，平行面上的糖链形成稳定的一层糖链片层，使纤维糖链形成极为稳定的超大分子，图2为糖链片层的结构模型。
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
膳食纤维的作用与常见食物含量
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。
纤维素结构
纤维素结构 structure of cellulose 包括纤维素的化学结构和物理结构。 纤维素的化学结构纤维素是由D-吡喃型葡萄糖基（失水葡萄糖）组成。简单分子式 为[kg2](C H10O)；化学结构式可用下二式表示： 霍沃思式是由许多D-葡萄糖基（1-5结环）,藉1-4,β-型联结连接起来的,而且连接在环上碳原子两端的OH和H位置不相同，所以具有不同的性质。式中为聚合度。在天然纤维素中,聚合度可达10000左右；再生纤维素的聚合度通常为200～800。在一个样品中，各个高分子的聚合度可以不同，具有多分散性。 [1045-05] 椅式由于内旋转作用，使分子中原子的几何排列不断发生变化，产生了各种内旋转异构体，称为分子链的构象。纤维素高分子中，6位上的碳-氧键绕5和6位之间的碳-碳键旋转时,相对于5位上的碳-氧键和5位与4位之间的碳-氧键可以有三种不同的构象。如以g表示旁式,t表示反式，则三种构象为gt、tg、和gg（图1[C(6位)上O H基团的 构象]H基团的构象" class=image>）。多数人认为,天然纤维素是gt构象，再生纤维素是tg构象。 [1045-06] 在纤维素分子链中，存在着氢键。这种氢键把链中的O(6位上的氧)与O2'以及O与
O5'连接起来使整个高分子链成为带状，从而使它具有较高的刚性。在砌入晶格以后, 一个高分子链的O与相邻高分子的O之间也能生成链间氢键（图2[纤维素高分子的链中 和链间氢键]）。 纤维素的物理结构晶胞及其参数具有一定构象的纤维素高分子链按一定的秩序堆砌，便成为纤维素的微晶体，微晶体的组成单元称为晶胞。代表晶胞尺寸的参数可以从纤维素的宽角X射线图象（图3[纤维素的宽角X射线纤维图 象]）直接算出。 在纤维素中存在着化学组成相同，而单元晶胞不同的同质多晶体（结晶变体）,常见的结晶变体有四种,即纤维素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。四种结晶变体的晶胞参数见表[纤维素的各种结晶变体的晶胞参
纤维素生物能源转化利用现状的分析研究
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]
纤维素的大分子结构
第三节棉纤维的结构 棉纤维的结构一般包括大分子结构、超分子结构和形态结构。棉纤维的性能基本上由这些结构所决定。因此，了解棉纤维结构可为检验棉花品质提供理论基础。 一、棉纤维的大分子结构 成熟的棉纤维绝大部分由纤维素组成。纤维素是天然高分子化合物，其分子式为（C6H10O5），大分子结构式如图1-3所示。 图1-3 纤维素大分子结构式 纤维素是一种多糖物质，每个纤维大分子都是由n个葡萄糖剩基，彼此以1-4苷键联结而形成的。所以，纤维素大分子的基本链节是葡萄糖剩基，在大分子结构式中为不对称的六环形结构，也称“氧六环”。相邻两个氧六环彼此的位置扭转180°，依靠苷键连成一个重复单元，即大分子单元结构是纤维素双糖，长度为1.03nm,是纤维素大分子结构的恒等周期。纤维素大分子的空间结构，如图1-4所示。 图1-4 纤维素大分子空间结构示意图 纤维素大分子的官能团是羟基和苷链。羟基是亲水性基团，使棉纤维具有一定的吸湿能力；而苷键对酸敏感，所以棉纤维比较耐碱而不耐酸。此外，纤维素大分子中氧六环之间距离较短，大分子之间羟基的作用又较多，所以纤维素大分子的柔曲性较差，是属于较僵硬的线型大分子，棉纤维表现为比较刚硬，初始模量较高，回弹性质有限。 二、棉纤维的超分子结构 超分子结构是指大于分子范围的结构，又称“聚焦态结构”。 （一）大分子间的结合力 棉纤维中大分子之间是依靠分子引力（又称“范德华力”）和氢键结合的。 1．分子引力 分子引力是永远存在分子间的一种作用力，是由偶极分子之间的静电引力、相邻分子之间诱导电动势引起的诱导力以及相邻原子上电子云旋转引起瞬间偶极矩产生的色散力综合组成。它的强度比共价键的强度小得多，而且与分子间的距离有关，作用距离约为0.3-0.5nm，当分子间距离大于0.5nm时，这种作用力可忽略不计。 2．氢键 氢键是大分子侧基上（或部分主链上）极性基团之间的静电引力。它的结合力略大于分子引力，在作用距离约0.23-0.32nm条件下能使相邻分子较稳定地结合。 （二）结晶态和非结晶态 纤维中大分子的排列是比较复杂的，一般存在两种状态，即某些局部区域呈结晶态，另一些局部区域呈非结晶态。纤维中大分子在规律地整齐排列的状态都叫“结晶态”，纤维中呈现结晶态的区域叫“结晶区”。在纤维的结晶区中，由于大分子排列比较整齐密实，缝隙孔洞较少，分子之间互相接近的各个基团的结合力互相饱和，因而纤维的吸湿较困难，强度较高，变形较小。棉纤维结晶区内结晶结构的最小单元，即单元晶格是由五个平行排列的纤维素大分子在两个氧六环链节长的一段上组成，中间的一个大分子与棱边的四个大分子是倒向的。不同种类的纤维素纤维其晶胞尺寸是不相同的。棉纤维和麻纤维单元晶格的尺寸为a=0.835nm，b=1.03nm，c=0.795nm，?＝84°,称为“纤维素Ⅰ晶胞”，如图1-5所示。粘胶
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。 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蠕动，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，治疗风湿性关节炎等作用。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。经常食用还可降低血压、缓解头晕失眠，治疗风湿性关节炎等作用。 蕨菜 4、菜花：菜花的能量很低，膳食纤维很高，对抵抗许多癌症都有帮助。 5、菠菜：菠菜中含有的大量维生素和膳食纤维，能促进人体新陈代谢，延缓衰老，排除体内毒素。菠菜中的膳食纤维能起到很好的通便作用。 常见的高纤维食品 绿豆 绿豆营养丰富，其籽粒中含有蛋白质22%~26%，是小麦面粉的倍，小米的倍，玉米面的倍，大米的倍，甘薯面的倍。其中球蛋白%，清蛋白%，谷蛋白%，醇溶蛋白%。在绿豆蛋白质中，人体所必需的8种氨基酸的含量%~%，是禾谷类的2~5倍。绿豆籽粒中含淀粉50%左右，仅次于禾谷类，其中直链淀粉29%、支链淀粉71%。绿豆中纤维含量较高，一般在3%~4%，而禾谷类只有1%~2%，水产和畜禽类则不含纤维素。 燕麦 燕麦的营养价值较高，籽粒蛋白质含量高于其它谷类作物，栽培燕麦品种的蛋白质含量一般为13%~22%。蛋白质的氨基酸含量均衡，组成比较全面，不随蛋白质含量而发生明显
纤维素总结
一：纤维素的结构分类及应用： 1）纤维素的结构： 2）纤维素的分类： 根据其在特定条件下的溶解度,可以分级为:α—纤维素，β-纤维素，γ-纤维素，α—纤维素指的是聚合度大于200的纤维素,β-纤维素是指聚合度为10一200的纤维素,γ-纤维素是指聚合度小于10的纤维素。 3）纤维素的应用： 纤维素是一多羟基葡萄糖聚合物,经过特定的物理或化学改性后,具有不同的功能特性,可以粉状，片状，膜，纤维以及溶液等不同形式出现,因此用纤维素开发的功能材料极具灵活性及应用的广泛性。 3.1 高性能纤维材料： 纤维素纤维是现代纺织业的重要原料之一,同时也是纤维素化工和造纸业的重要原料，当前,纸己经成为社会发展的必需品,不仅大量应用于印刷，日用品及包装物,还可以用于绝缘材料，过滤材料以及复合材料等领域,具有广泛而重要的用途。 3.2 可生物降解材料
纤维素能够作为可降解材料的基材使用,因为纤维素具有很多独特的优点:(1)纤维素本身能够被微生物完全降解;(2)维素大分子链上有许多轻基,具有较强的反应性能和相互作用性能,使得材料便于加工,成本低,而且无污染;(3)纤维素具有很强的生物相容性;(4)纤维素本身无毒,可广泛使用，由于纤维素分子间存在很强的氢键,而且取向度和结晶度都很高,使得纤维素不溶于一般溶剂，高温下分解而不融,所以无法直接用来制作生物降解材料,必须对其进行改性，纤维素改性的方法主要有醋化，醚化以及氧化成醛，酮，酸等。纤维素生物降解材料应用广泛,例如园艺品，农，林，水产用品，医药用品，包装材料及光电子化学品等,这里要特别提出的是纤维素在医学，光电子化学，精细化工等高新技术领域应用的更好西川橡胶工业公司研制开发的纤维素，壳聚糖系发泡材料存在很好的应用前景,其特点是重量轻，绝热性好，透气，吸水等,这些特点使其广泛应用于农业，渔业，工业，包装，医疗等各个领域。 3.3 纤维素液晶材料： 天然纤维素及其衍生物液晶是一类新颖的液晶高分子材料，和其它的纤维素衍生物液晶相比,新型的复合型纤维素衍生物液晶在纤维素大分子链中引入了刚性介晶基元,使得控制其液晶性质能够成为现实"这同时就为开发具有特殊性能的液晶高分子提供了新的研究领域,并且其相应的理论基础研究对探索高分子液晶的形成也有十分重要的指导意义，另外,由于天然纤维素是自然界取之不尽，用之不竭的可再生天然高分子,那么在石油及能源日益枯竭的今天,我们就很有必
纤维的分子结构和化学性质要点
第一节纤维的分子结构和化学性质 成纤高分子：1）线性、长链的分子结构，即使有侧基或支链，也比较短、小。 2）以碳原子为主链的构成元素，因此大多数纤维高分子是有机高分子，即有机纤维。 3）分子链有一定长度，分子间可以达到高的相互作用而有强度。 染整关注：纤维高分子与水有无结合基团、与染料分子有无作用点、与整理剂等有无结合点，是共价键结合、离子键结合、氢键结合还是范得华作用力结合。 例如： 棉纤维麻纤维聚乙烯纤维聚丙烯纤维： 分子结构差异大，左者所用染料和整理剂右者就无法使用。 一、纤维分类 二、纤维素纤维的分子结构和化学性质纤维素分子结构式
结构特点： 1) 环上三个—OH，反应活性点 2) 环间—O—，酸分解之，碱稳 3) 链端：有一隐-CHO，M低还原性 4) 链刚性，H-键多，强度高 5）聚合度 （二）纤维素分子化学性质 1、与酸作用 酸促使苷键水解:(反应式) 酸作用情况 酸使纤维素纤维织物初始手感变硬,然后强度严重下降。 纤维结构、酸的种类、作用时间、温度、纤维结构影响水解反应速率。 生产上应用：含氯漂白剂漂白后，稀酸处理，起进一步漂白作用；中和过剩碱；烂花、蝉翼等新颖印花处理。 用酸注意：稀酸、低温、洗净，避免带酸干燥。 2、与氧化剂作用 纤维素氧化后分子断裂，基团氧化变化，织物强度损伤。 纤维素分子对不同氧化剂作用有不同的敏感程度。 强氧化剂完全分解纤维素。中、低强度氧化剂在一定条件下氧化分解纤维素能力弱，可用来漂白织物。注意：空气中O2在强碱、高温条件易氧化、脆损纤维素织物，应避免。 氧化反应：Cell-OH + [O] Cell-CHO, Cell-C=O, Cell-COOH
膳食纤维及其对人体的健康
膳食纤维概述 膳食纤维一词在1970年以前的营养学中尚不曾出现，当时只有“粗纤维”之说，用以描述不能被消化的、吸收的食物残渣，且仅包括部分纤维素和木质素。通常认为粗纤维对人体不具有营养作用，甚至吃多了还会影响人体对食物中营养素，尤其是对微量元素的吸收，对身体不利，一直未被重视。此后，通过一系列的调查研究，特别是近来人们发现，并认识到那些不能被人体消化吸收的“非营养”物质，却与人体健康密切有关，而且在预防人体某些疾病如冠心病、糖尿病、结肠癌和便秘等方面起着重要作用，与此同时，也认识到“粗纤维”一词概念已不适用，因而将其废弃改为膳食纤维。 膳食纤维是一般不易被消化的食物营养素，主要来自于植物的细胞壁，包含纤维素、半纤维素、树脂、果胶及木质素等。膳食纤维是健康饮食不可缺少的，纤维在保持消化系统健康上扮演着重要的角色，同时摄取足够的纤维也可以预防心血管疾病、癌症、糖尿病以及其它疾病。纤维可以清洁消化壁和增强消化功能，纤维同时可稀释和加速食物中的致癌物质和有毒物质的移除，保护脆弱的消化道和预防结肠癌。纤维可减缓消化速度和最快速排泄胆固醇，所以可让血液中的血糖和胆固醇控制在最理想 的水平。 分类 膳食纤维是一种不能被人体消化的碳水化合物，以溶解于水中可分为两个基本类型：水溶性纤维与非水溶性纤维。纤维素、半纤维素和木质素是3种常见的非水溶性纤维，存在于植物细胞壁中；而果胶和树胶等属于水溶性纤维，则存在于自然界的非纤维性物质中。常见的食物中的大麦、豆类、胡萝卜、柑橘、亚麻、燕麦和燕麦糠等食物都含有丰富的水溶性纤维，水溶性纤维可减缓消化速度和最快速排泄胆固醇，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，还可以帮助糖尿病患者降低胰岛素和三酸甘油脂。 非水溶性纤维包括纤维素、木质素和一些半纤维以及来自食物中的小麦糠、玉米糠、芹菜、果皮和根茎蔬菜。非水溶性纤维可降低罹患肠癌的风险，同时可经由吸收食物中有毒物质预防便秘和憩室炎，并且减低消化道中细菌排出的毒素。大多数植物都含有水溶性与非水溶性纤维，所以饮食均衡摄取水溶性与非水溶性纤维才能获得不 同的益处。 每日摄入量标准 国际相关组织推荐的膳食纤维素日摄入量为：美国防癌协会推荐标准为每人每天30～40克，欧洲共同体食品科学委员会推荐标准为每人每天30克。 世界粮农组织建议正常人群其摄入量应为27克/日，我国营养学会在2000年提出，成年人适宜摄人量为30克/日，目前我国国民从日常食物中摄取的膳食纤维只能达到8-12克/日。此外针对“富贵病”患者在此基础上应增加10－15克/日，2-20岁的 幼童、青少年，其摄入量推荐为年龄数加5－10克/日。 膳食纤维的食物来源
纤维素结构
包括纤维素的化学结构和物理结构。 纤维素的化学结构纤维素是由D-吡喃型葡萄糖基（失水葡萄糖）组成。简单分子式为(C6H10O5)n；化学结构式可用下二式表示： 霍沃思式是由许多D-葡萄糖基（1-5结环）,藉1-4,β-型联结连接起来的,而且连接在环上碳原子两端的OH和H位置不相同，所以具有不同的性质。式中n为聚合度。在天然纤维素中,聚合度可达10000左右；再生纤维素的聚合度通常为200～800。在一个样品中，各个高分子的聚合度可以不同，具有多分散性。 椅式由于内旋转作用，使分子中原子的几何排列不断发生变化，产生了各种内旋转异构体，称为分子链的构象。纤维素高分子中，6位上的碳-氧键绕5和6位之间的碳-碳键旋转时,相对于5位上的碳-氧键和5位与4位之间的碳-氧键可以有三种不同的构象。如以g表示旁式,t表示反式，则三种构象为gt、tg、和gg（图1）。多数人认为,天然纤维素是gt构象，再生纤维素是tg构象。 在纤维素分子链中，存在着氢键。这种氢键把链中的O6(6位上的氧)与O2'以及O3与O5'连接起来使整个高分子链成为带状，从而使它具有较高的刚性。在砌入晶格以后, 一个高分子链的O6与相邻高分子的O3之间也能生成链间氢键（图2）。 纤维素结构纤维素结构 纤维素的物理结构晶胞及其参数具有一定构象的纤维素高分子链按一定的秩序堆砌，便成为纤维素的微晶体，微晶体的组成单元称为晶胞。代表晶胞尺寸的参数可以从纤维素的宽角X射线图象（图3）直接算出。 在纤维素中存在着化学组成相同，而单元晶胞不同的同质多晶体（结晶变体）,常见的结晶变体有四种,即纤维素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。四种结晶变体的晶胞参数见表。
膳食纤维食品包括哪些
膳食纤维食品包括哪些？ 什么是膳食纤维？ 膳食纤维是一种不能被人类人体消化的碳水化合物，分为非水溶性纤维和水溶性纤维两大类。纤维素、半纤维素和木质素是3种最常见的非水溶性纤维，存在于植物细胞壁中；而果胶和粘胶等属水溶性纤维，则存在于自然界的非纤维性物质中。 为什么说膳食纤维对于维护身体健康很重要？ 膳食纤维虽然不属于营养素，但对于促进良好的消化和排泄固体废物有着举足轻重的作用。随着经济的发展，人们从日常饮食中摄取的纤维素普遍偏少，因此，适量的补充纤维素，可令肠道中的食物增大变软，促进肠道蠕动，从而加快了排便速度，防止便秘；同时可促进体内有害物质的排除，降低粪便在肠道中停留的时间，从而减少患上肠癌的风险。同时，纤维素可调节血糖，有助预防糖尿病。此外，纤维素可减少消化过程中对脂肪的吸收，从而能降低血液中胆固醇、甘油三脂的水平，所以有预防高血压、心脑血管疾病的作用。 糙米和胚牙精米，以及玉米、小米、大麦、小麦皮（米糠）和麦粉（黑面包的材料）等杂粮；此外，根菜类和海藻类中食物纤维较多，如牛蒡、胡萝卜、四季豆、红豆、豌豆、薯类和裙带菜等。膳食纤维是植物性成分,植物性食物是膳食纤维的天然食物来源。膳食纤维在蔬菜水果、粗粮杂粮、豆类及菌藻类食物中含量丰富。部分常见食物原料中膳食纤维的含量状况为:小白菜
0 .7%、白萝卜0 .8%、空心菜1. 0%、茭白1 .1%、韭菜1. 1%、蒜苗1. 8%、黄豆芽1. 0%、鲜豌豆1 .3%、毛豆2 .1%、苦瓜1 .1%、生姜1 .4%、草莓1. 4%、苹果1. 2%、鲜枣1 .6%、枣(干)3 .1%、金针菜(干) 6. 7%、山药0 .9%、小米1. 6%、玉米面1 .8%、绿豆4 .2%、口蘑6 .9%、银耳2 .6%、木耳7 .0%、海带9 .8%. 人们的主食一般包括谷类、肉类、蔬菜类、豆类及瓜果类等，其中含膳食纤维的主食主要有谷类，如大米、小麦、燕麦、玉米等。后两者纤维含量更高些；动物类食物含有肌纤维，其中纤维含量较高的是牛肉；蔬菜中纤维量较高；豆类也含有很高的纤维。如黄豆、蚕豆、花生等；瓜果类中纤维含量也较高。正常人每日最好摄入膳食纤维30克。 ● 含膳食纤维的米谷类食谱米谷粮食不但能供给人体细胞活动必需的热量和部分蛋白质，还能提供以B族维生素为主的各种维生素，而且还含有纤维素，可促进结肠蠕动，增加肠道正常细菌数目，帮助食物的消化吸收。对于便秘的病人，更可每日适量补充含粗纤维量比大米、小麦更高的麸谷类，如燕麦、玉米等，合理搭配食用。 ● 含膳食纤维的蔬菜食谱在植物性食物中，含较多纤维素的有菌藻类（海带）、芝麻、豆类等。蔬菜中纤维量较高的依次为蒜苗、金针菜、茭白、苦瓜、韭菜、冬笋、菠菜、芹菜、丝瓜、藕、莴笋等。
含有纤维素的食物有哪些呢
含有纤维素的食物有哪些呢 其实现在很多的食物都是非常有营养的，但是常常会被人们忽略，而且有的人们特别的偏食，只是吃一种自己爱吃的菜肴，这样的话就会让自己营养摄入不平衡，特别是纤维素这种物质，一定要从饮食上面去获得，今天我们就一起来了解一下含有纤维素的食物有哪些。 谷类：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% 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 马铃薯、白薯等薯类的纤维素含量大约为3%。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。 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这篇文章就是向大家详细讲解了含有维生素的食物有哪些，对于谷类，和豆类都是含有非常多的纤维素，只是由于平常的制作工艺太过于精细，所以就会让里面的纤维素含量变得特别的少，所以就可以吃一些粗粮的。