半纤维素和纤维素
纤维素、半纤维素、木质素测定
纤维素含量的计算：纤维素=ADF（%）－经72%硫酸处理后的残渣（%）酸性洗涤木质素（ADL）含量的计算：ADL（%）=残渣（%）－灰分（硅酸盐,%）酸性洗涤木质素和酸不溶灰分（AIA）测定的优化：把酸性洗涤纤维置于50ml烧杯中，加入5ml 72%硫酸，20℃水解3h，然后加水45ml，室温过夜，次日用已称恒重的3号砂芯漏斗过滤，水洗残渣至pH6.5，于60℃烘干，称重。
把剩余残渣在马福炉中550℃经2.5h灰化，测得灰分重量。
洗涤优化：经过实际试验，发现中性洗涤纤维测定和酸性洗涤纤维测定中用丙酮冲洗这步效果不大，测量精度要求不高时，可省略。
方法一：化学滴定法（我们测定出来的结果较文献报道偏低）（一）纤维素含量的测定1.0.1N2.K（2）（3）（4）（5）（6）（7）定，用去（8）（9）1. 0.5%淀粉，2.（1）（2）5min （3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）移液管吸取10mL滤液，加入10mL碱性铜试剂，盖好在沸水中煮15min（10）冷却，加入5mL草酸-硫酸混合液，加入0.5mL 0.5%淀粉，用0.01N硫代硫酸钠溶液滴定至蓝色消失，用去b mL（11）取10mL碱性铜试剂，加5mL草酸-硫酸混合液，再加10mL滤液，加入0.5mL 0.5%的淀粉，0.01N硫代硫酸钠溶液滴定至蓝色消失，用去a mL（12）生物质中半纤维素的含量计算公式x% = 0.9×100 [ 248－（a－b）]（a－b）/10000×10×n（三）木质素含量的测定1. 所需溶液1%醋酸，丙酮，73%硫酸，10%氯化钡溶液，0.5N重铬酸钾溶液，浓硫酸，0.1 N硫酸亚铁铵溶液，试亚铁灵指示剂。
2. 实验步骤（1）标定新配的0.1N硫酸亚铁铵溶液, 滴定度为K（2）称取自然风干的生物质粉末0.05-0.1g，数值为n（3）装入离心管，加入10mL 1％醋酸，摇动5min混匀（4）离心，用5mL 1％醋酸洗沉淀（5）加丙酮3-4mL，在摇荡的情况下浸泡3min，洗三次（6）用玻璃棒将沉淀沿管壁分散开，将离心管放热水中使沉淀充分干燥（7）在干燥沉淀中加入73％硫酸3mL，用玻璃棒搅匀，挤压成均匀的浆液（8）室温下放置一夜（9）加入10mL蒸馏水，搅匀，置沸水中5min（10）冷却，加入0.5mL 10%氯化钡溶液，搅匀，离心，倒出清液，分别用10mL蒸馏水冲洗沉淀两次，每次要混匀原理：生物质（浒苔、锯末和玉米秸秆）在加热的情况下用醋酸和硝酸的混合液处理，在这种情况下，细胞间的物质被溶解，纤维素也分解成单个的纤维，木质素、半纤维素和其它的物质也被除去。
纤维素和半纤维素【植物纤维化学】
纤维素
引言
• 纤维素是自然界中资源最丰富的有机物质，它 是所有植物细胞的“骨架”，它与半纤维素、 木素一起构成了植物细胞壁物质，在木材中含 量约为50%左右，纤维素由碳、氢、氧三种元素 组成，C占44.4%，H占6.2%，O占49.4%，其分子 式为(C6H10O5)n，分子量为162n，以葡萄糖基构成。
§5-2 纤维素的存在、分离和测定方法
1、存在
纤维素大家并不陌生，如棉花、纸张等，离开 了纤维素，人们无法生活，纤维素是自然界中 储备量最大，分布最广的天然有机物。纤维素 是高等植物成熟细胞壁的主要组成物质。
木材：40%~50%
禾本科植物：40%~45%
苧麻皮：80%~90%
棉花：95%~99%
树皮 ： 20-30%
2、分离、测定
为了获得纯度较高的纤维素，必须对植物纤维原料 进行处理，从中分离出纤维素，目前有两种途径， 一种是对棉纤维素进行分离和精制，因为棉花纤维 素含纤维素95%-99%，仅含少量的脂肪、蜡、果胶 质和聚戊糖。
实验室精制系将棉花用苯-醇混合液脱脂后，再用 1%氢氧化钠溶液在氮气流下煮沸，可以得到相当纯 净的纤维素（纯度在99%以上）。
试剂
后处理
1：4的酸醇 热水洗
NaClO2 氯水6g/L
30%H2O2 +冰醋酸
冰水洗 NaClO2+热素
英国人克劳斯和贝文（Cross and Bevan）于1880年提出的 分离纤维素的方法，所得的纤维素称之为克贝纤维素或简 称为C.B纤维素。该法用氯气处理润湿的无抽提物试料，使 木素转化为氯化木素，然后用亚硫酸及2%亚硫酸钠溶液洗 涤，以溶出木素。重复以上处理，直至加入亚硫酸钠后仅 显淡红色为止。
纤维素和半纤维素(1) (1)
（2）分级方法
a、溶解分级法：纤维素物料加入纤维素溶剂，则 低分子量的组分首先溶解，而高分子量的组分溶解 较迟。通过调节溶剂的浓度、用量、溶解温度，导 致纤维素依次溶解。从而把纤维素按分子量不同分 成若干级份。所用溶剂为铜氨溶液、铜乙二胺溶液、 磷酸、氢氧化钠等。 b、沉淀分级方法 :纤维素或其酯的溶液+沉淀剂 （正丙醇或丙醇），可降低原来溶剂的溶解能力， 分子量大的先沉淀出来，再加大沉淀剂用量，分子 量小的也沉淀出来。这样，纤维素按分子量大小依 次沉淀出来。 c、凝胶色谱法：根据不同分子量的纤维素，在凝胶 色谱柱中流动的快慢而分离。
（4）水解反应：聚糖在一定条件下水解成单糖 （5）成脎反应：糖与苯肼作用下,生成脎
§5-2 纤维素的存在、分离和测定方法 1、存在
纤维素大家并不陌生，如棉花、纸张等，离开 了纤维素，人们无法生活，纤维素是自然界中 储备量最大，分布最广的天然有机物。纤维素 是高等植物成熟细胞壁的主要组成物质。
木材：40%~50% 禾本科植物：40%~45% Байду номын сангаас麻皮：80%~90% 棉花：95%~99% 树皮 ： 20-30%
纤维素的分子式(C6H10O5)n ，n为聚合度，代表纤维素分子中 葡萄糖基的数目。
按分子个数统计平均的分子量称为数均分子量（Mn）定义 为
=分子的总重量/ 分子的总个数 = ni Mi / ni 按重量统计的平均分子量称为重均分子量Mw
定义为
= wi Mi / wi 用渗透压法和化学法可测定纤维素的数均分子量Mn和数均 聚合度Pn，他们之间的关系为Mn=162Pn 用粘度法、扩散法及超离心法可测得纤维素的重均分子量 Mw和重均聚合度Pw, Mw=162Pw
§5-3 纤维素大分子化学结构、聚合度和 分子量的测定方法、多分散性和分级
纤维素、半纤维素和木质素的软化温度
纤维素、半纤维素和木质素的软化温度全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：纤维素、半纤维素和木质素是植物细胞壁的三大主要成分，它们在植物生长和组织结构中起着重要作用。
纤维素是由葡萄糖分子经过聚合而成的多糖类物质，半纤维素主要由木糖和甘露糖等单糖组成，而木质素则主要由芳香族化合物构成。
在工业生产中，纤维素、半纤维素和木质素常常需要进行软化处理，以便更好地提取其中的有效成分。
而软化的关键参数之一就是软化温度。
软化温度是指在一定温度范围内，这些纤维素、半纤维素和木质素会变得柔软易处理。
下面我们将分别介绍纤维素、半纤维素和木质素的软化温度。
纤维素的软化温度一般在200-240摄氏度左右。
这是因为纤维素的结构较为复杂，其中的葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接在一起，形成了长链结构。
在较高的温度下，这些糖苷键开始断裂，使得纤维素分子间的相互作用减弱，进而使得纤维素变得柔软易处理。
在工业生产中，常常需要在200摄氏度以上的高温下对纤维素进行软化处理。
纤维素、半纤维素和木质素的软化温度都较高，需要在较高温度下进行处理。
对于不同的工业生产过程，需要根据具体的纤维素、半纤维素和木质素的含量和结构特点，选择合适的软化温度和软化方法，以便更好地提取其中的有效成分。
希望以上内容能对您有所帮助。
第二篇示例：纤维素、半纤维素和木质素是植物细胞壁的三大主要成分，它们在植物体内起着支撑和保护细胞的作用。
在工业生产过程中，这三种物质的软化温度对于纤维素、半纤维素和木质素的分离和提取至关重要。
本文将就这三种物质的软化温度进行深入的探讨。
让我们来了解一下这三种物质的概念和特性。
纤维素是一种由葡萄糖分子经β-1,4-糖苷键连接而成的高聚物，是植物细胞壁中含量最高的一种成分。
纤维素的分子结构稳定，有着很高的抗拉强度和抗压强度，因此在许多工业应用中被广泛使用。
半纤维素是一类多糖类物质，通常由葡萄糖、木糖、甘露糖、半乳糖等单糖组成，它们通过不同类型的键连接在一起形成复杂的结构。
纤维素,半纤维素和果胶的化学式
纤维素、半纤维素和果胶是常见的植物性纤维素类化合物，它们在植物细胞壁中起着重要的结构和功能作用。
本文将围绕这三种化合物的化学式展开介绍，以期为读者提供更深入的了解。
一、纤维素纤维素是一种多糖类化合物，由数百到数千个β-葡萄糖分子通过1,4-葡萄糖苷键连接而成。
其化学式如下所示：(C6H10O5)n在天然界中，纤维素是最常见的有机化合物之一，广泛存在于植物细胞壁中。
由于其特殊的结构和化学性质，纤维素具有良好的机械强度和耐酸碱性，被广泛用于纸张、纤维素制品、食品工业等领域。
二、半纤维素半纤维素是一种多糖类化合物，通常由葡萄糖、木糖、甘露糖等单糖单体组成，通过β-1,4-和β-1,3-的糖苷键连接而成。
其化学式如下所示：(C5H8O4)n与纤维素相比，半纤维素的分子结构更为多样，同时也具有较强的水溶性。
在植物细胞壁中，半纤维素主要存在于次生壁和中间层，对植物细胞壁的可塑性和抗拉伸性起着重要作用。
三、果胶果胶是一种多糖类化合物，由甲基半乳糖和半乳糖单糖单体通过α-1,4-的糖苷键连接而成。
其化学式如下所示：(C6H10O7)n作为一种水溶性纤维素类物质，果胶具有良好的凝胶性能，常用于食品工业中作为增稠剂和胶凝剂。
果胶也具有一定的抗氧化性能，对于保护食品中的营养成分具有一定作用。
在植物细胞壁中，果胶主要存在于原生质和中间层，对植物细胞的结构和机械性能起着重要的调节作用。
纤维素、半纤维素和果胶作为植物细胞壁中的重要组分，对于植物的生长发育和生理代谢具有重要意义。
它们的化学式和分子结构决定了其在自然界和工业应用中所具有的特殊性质和功能。
希望通过本文的介绍，读者能够对这三种化合物有更深入的了解，为相关领域的研究与应用提供一定的参考价值。
纤维素、半纤维素和果胶作为植物细胞壁中的重要成分，不仅在植物生长发育中发挥着重要的结构和保护作用，同时在工业和食品领域也有着广泛的应用。
接下来我们将更深入探讨这三种化合物的特性和应用。
第三节 半纤维素的化学性质 半纤维素与纤维素在化学结构上的比较：
2、1-3连接的聚木糖反应 ①酮式变烯醇式结构 ②C5位脱质子，形成类酮结构 ③β-烷氧基消除反应 ④烯醇式变酮式 ⑤加成，形成C5间变糖酸
此类降解反应主要存在于针叶木和阔叶木中， 草类原料很少。
在剥皮反应中，会产生： ①D-吡喃式葡萄糖还原性末端基 ②D-吡喃式甘露糖还原性末端基 ③D-吡喃式半乳糖还原性末端基 ④D-吡喃式木糖还原性末端基 ⑤连有其他糖基的D-吡喃式木糖还原性末端基 纤维素一样，半纤维素的碱性剥皮反应发 生到一定程度，也会终止，其终止反应同纤维 素。
（二） 剥皮反应
从还原性末端基开始，发生β-烷氧基消除反 应，逐个糖基进行。以聚木糖为例： 1、1-4连接聚木糖： ① 酮式变烯醇式结构 ② 烯醇式变酮式，形成β-烷氧基结构 ③ 诱导效应，双键转移 ④ β-烷氧基消除反应 ⑤ 烯醇式变酮式 ⑥ 羰基加成变醇式 ⑦ 分子重排，得C5异变糖酸
第三节 半纤维素的化学性质
半纤维素与纤维素在化学结构上的比较：
1、组成半纤维素的糖基种类多 2、半纤维素上含有短的支链，还原性末端基较多 3、糖基的构型复杂，有吡喃式、呋喃式，连接键 有β-苷键、α-苷键，连接位置有1-2，1-3，14，1-6连接 因此，半纤维的化学反应要复杂的多。
一、酸性水解
与纤维素酸性水解类似，半纤维素的苷键在酸性 介质中会裂开，使半纤维素发生降解。 由于半纤维素与纤维素结构上的不同，半纤维素 各糖苷键的水解速度有差异。
三、纤维素的酶降解
四、半纤维素在化学制浆中的变化
被酸性亚硫酸盐 法或亚硫酸氢盐 法在pH＝乳糖葡萄糖甘露糖、 聚4-O甲基葡萄糖醛酸 阿拉伯糖木糖和果胶等 的针叶木
纤维素和半纤维素的异同点
纤维素和半纤维素的异同点引言纤维素和半纤维素是两种常见的生物质组分，它们在生物体中起着重要的结构支持和储能功能。
本文将从不同的角度，对纤维素和半纤维素进行比较，以揭示它们的异同点。
定义1.纤维素：是一种多糖的复合物，由葡萄糖分子经β-1,4-糖苷键连接而成，在植物细胞壁中广泛存在。
2.半纤维素：是由不同种类的多糖组成的复合物，包括木聚糖、木质素、半纤维质和果胶等。
半纤维素在植物细胞壁中与纤维素一起形成支架结构。
组成成分纤维素•主要成分是β-D-葡萄糖苷聚合物，由几百个到几千个葡萄糖分子组成。
•纤维素分子中的葡萄糖单元通过β-1,4-糖苷键连接在一起。
•纤维素的分子链形成了一种直线的长链。
半纤维素•包括木聚糖、木质素、半纤维质和果胶等多糖。
•木聚糖由葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接组成，而木质素主要是芳香族化合物。
•半纤维质是一种纤维素和半纤维素的复合物，含有较高比例的其他分子。
分布和来源纤维素•主要存在于植物细胞壁中，如木材、麦杆等植物纤维中。
•纤维素含量高的植物常用于生物质资源开发和制造纸张等工业应用。
半纤维素•广泛存在于植物细胞壁和其他组织中，如胚乳、果实等。
•半纤维素的含量和种类在不同植物和组织中有所不同。
结构和性质纤维素•纤维素形成的分子链具有直线结构，使其具有高度的机械强度和稳定性。
•纤维素分子链之间通过氢键相互连接，形成纤维素束，增加了强度和稳定性。
•纤维素对水和酶类有较高的抗性，难以降解。
半纤维素•半纤维素的结构较为复杂，由不同的多糖组成。
•木聚糖分子链呈线性结构，木质素和半纤维质则是非线性结构。
•半纤维素对水和酶类的抗性较弱，相对容易降解。
功能和应用纤维素1.结构支持：纤维素是植物细胞壁的主要组成部分，提供了细胞的结构支持和稳定性。
2.储能：纤维素作为植物的能量储备物质，在种子和根茎中起着重要的能量储存作用。
3.工业应用：纤维素在纸张、纤维素衍生物（如纤维素醚）、纤维素醋酸酯等工业中有广泛应用。
《植物纤维学》课堂笔记 05
具有偏变糖酸末端基的纤维素因为不再具有还原性的醛基，也就不再具有β-烷氧基羰基结构，所以就不能再进行剥皮反应。
因此，纤维素的降解就停止了。
所以这个反应称为因为V剥＞＞V稳，所以终止反应不能完全抑制剥皮反应。
所以在碱法蒸煮时总是会有剥皮反应发生，特别是在高温下，纤维素水解后产生了新的还原性末端基，它们都能进行剥皮反应。
碱性水解是从分子链的中间断开1，4—β甙键，尤其是在高温下。
而剥皮反应即使在很温和的条件下也会发生，并且是从具有还原性末端基的一端开始，葡萄糖基一个个地掉下来。
碱性水解所产生的新的还原性末端基促使了剥皮反应的进行，对纤维素的降解影响大。
纤维素容易发生氧化反应，因为它每个D-Glu基的C2、C3和C6上存在醇羟基。
还原性末端基C1也会发生氧化反应。
当氧化剂作用于纤维素时，根据不同条件，相应生成醛基、氧化纤维素的结构与性质和原来的纤维素不同。
随着使用的氧化剂的种类和条件而定。
氧化纤维素只是一群化学结构与性质相类似的物质。
大多数情况下，随着羟基的被氧化，纤维素的聚合度也同时下降。
*****有些氧化过程纤维素聚合度并不一定下降。
纤维素经氧化后，其分子中有醛基和羧基。
由于它们都是亲电取代基，所以对纤维素的甙键有一定的影响，特别是醛基的影响最大。
因为它能活化与之相近的甙键，使之容易水解而发生甙键的断裂。
从而降低了纤维素的DP。
这种情况在纸浆漂白时经常遇到。
在碱性介质中，甙键的断裂按照β-分裂原理进行。
P198四个氧化纤维素式子中，虚线部分表示β-烷氧基羰基结构的位置。
所以在碱性介质中链的裂开，必然从这个断开处脱出烷氧基。
裂开的结果是产生了各种分解产物。
-------------------------------------------------------------------------------第五章半纤维素第一节概述一、半纤维素的概念：以不同数量的几种单糖基和糖醛酸基构成的往往具有支链的复合聚糖的总称。
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半纤维素和纤维素
半纤维素和纤维素是两种重要的复合物质。
虽然它们在生物大
分子学和生物化学领域中被广泛研究，但对于一般人来说，这些
名词可能比较陌生。
本文将从不同角度解释这两种化学产物的定义、特点以及应用领域。
1.半纤维素的定义和特点
半纤维素是天然高分子多糖物质，由纤维素和其他多糖组分构成。
与纤维素相比，半纤维素的结构更为复杂。
常见的半纤维素
有麦秸、稻草、木质素、果胶、胶原蛋白等。
它们具有许多特点，例如材料坚硬、耐水、易于让微生物附着、波长从可见光到近红
外光的透明性高。
半纤维素的应用非常广泛。
在农业领域，半纤维素被用作肥料、饲料、土壤改良剂等。
在化工领域，半纤维素被用作纺织品、纸张、涂料、注玻等。
此外，半纤维素也是构建纤维和细胞壁的材料。
2.纤维素的定义和特点
纤维素是生物的主要结构性高分子。
它存在于植物细胞中，由
数百或数千个葡萄糖分子（纤维素单体）组成。
纤维素是土壤和
空气中最常见的有机化合物之一。
纤维素的特点是高强度和低密度。
短纤维素可以用作散粉、防
水助剂和切削工具。
长纤维素通常用于制造纸张、沃尔纸、纤维板、木材和农业产品等。
纤维素类材料可以分为天然和人造两种类别。
天然的纤维素材
料包括木材、纺织品、棉花等。
而人造的纤维素材料则包括纸张、人造丝、合成纤维等。
3.不同之处
半纤维素和纤维素的区别主要在于它们的结构和化学性质。
半
纤维素是由纤维素和其他多糖组分构成的，而纤维素是由葡萄糖
单体组成的。
半纤维素的应用范围更广泛，包括农业、化工、医
疗等多个领域。
而纤维素则主要用于额纸张、纤维板等制品的生产。
此外，半纤维素和纤维素的来源也有所不同。
半纤维素来自于
植物、动物或微生物的细胞壁，而纤维素主要来自植物细胞壁。
4.结论
半纤维素和纤维素是重要的高分子化合物。
虽然这些名词听起
来比较抽象，但它们的应用范围非常广泛。
了解它们的定义和特
点可以帮助我们更好地理解它们在各个领域中的应用。
通过不断
的研究和开发，半纤维素和纤维素类材料的应用前景将会更加广阔。