山杏壳中纤维素、半纤维素、木质素含量的测定

以榆林市的山杏壳作为研究对象,为了精确测定其主要成分(纤维素、半纤维素和木质素)的质量分数,采用了硫酸与重铬酸钾氧化法、2 mol·L^(-1)盐酸水解法和72%的硫酸法,分别针对上述3种成分进行测定。通过控制单因素变量法,确定了每种方法的最佳条件。在最佳条件下,测得山杏壳中纤维素质量分数为26.10%,半纤维素的质量分数达到33.03%,木质素质量分数为31.22%。榆林市山杏壳中富含纤维素、木质素和半纤维素,是重要的可再生资源。

低共熔溶剂预处理选择性脱除速生毛白杨半纤维素

以毛白杨木为原料,采用甘油(Gly)、乙二醇(EG)分别与3种不同金属氯化盐(FeCl_(3)、AlCl_(3)、CuCl_(2))组成的6种二元低共熔溶剂(DES)体系,以及氯化胆碱(ChCl)与Gly或EG分别添加3种金属盐组成了6种三元DES体系,探究这些二元和三元DES体系对半纤维素选择性溶出的效果。以半纤维素去除率/木质素去除率比(R)值为评价指标,筛选出选择性溶出半纤维素效果最佳的DES,系统考察了DES配比、预处理温度、预处理时间对杨木中主要组分含量和半纤维素优先溶出的影响。实验结果表明:ChCl/EG/FeCl_(3)三元DES,当物质的量比为1∶2∶0.2在100℃下处理2 h,半纤维素和木质素去除率分别为45.01%和9.49%,R值高达4.74,表现出良好的优先溶出半纤维素的特性,同时采用FT-IR、BET、X射线衍射等方法,分析了优化条件下三元DES处理后杨木微观形貌与结构特性的变化,证明了ChCl/EG/FeCl_(3)三元DES在优化条件下可实现半纤维素选择性优先溶出,而木质素仅少量溶出。

联合预处理提取半纤维素的研究进展

半纤维素含量丰富,应用前景广阔。但半纤维素结构复杂多样,实现其高值化利用是一个长期存在的挑战。采用单一物理法、化学法或生物法预处理提取半纤维素时,在能耗、成本、效果等方面均存在一定局限性。联合预处理可结合各种预处理方法的优势,降低单一预处理的局限性,已成为目前半纤维素提取的研究热点。本文综述了木质纤维中半纤维素的联合预处理提取工艺,如超声辅助、微波辅助、酸/水热处理和碱/水热处理等,并简要介绍了各种预处理方法的优缺点,以期为半纤维素的提取及应用提供理论指导。

果胶酶与半纤维素酶复合酶解制备费约果果汁的工艺优化

为减少费约果细胞壁中果胶和半纤维素等物质对果汁品质的负面影响,提高果汁出汁率,本文研究了复合酶(半纤维素酶和果胶酶)比例、加酶量、温度、时间对“Unique U-100”费约果果汁出汁率和可溶性固形物的影响。在单因素实验的基础上,进行四因素三水平的响应面优化。结果显示:在复合酶(半纤维素酶/果胶酶)比例为2.14:1,加酶量19.6 g/L,酶解温度56.8℃,酶解时间92 min的条件下,费约果果实出汁率最高,为79.5%,与模型预测值相对误差为5.67%;果汁中可溶性固形物含量为15.7%,与模型预测值相对误差为0.83%。此外,与直接压榨的费约果果汁相比,酶解后的果汁表现出更高的澄清度、总酚含量(24.4 mg GAE/100 g)和VC含量(2.42 mg/100 g)。因此,本研究优化了复合酶酶解制备费约果果汁的工艺,提高费约果果汁出汁率和营养品质,可为后续费约果果汁深加工提供理论依据。

半纤维素分解菌群HMC的微生物群落结构及功能

为明确半纤维素分解菌群HMC(hemicellulolytic microbial consortium)的微生物群落结构及其在半纤维素降解中的潜在功能;该研究测定了其在降解半纤维素主链木聚糖及玉米芯的典型理化指标,并利用16S rDNA测序技术及生物信息学手段对其微生物群落结构及功能注释进行了宏基因组学分析。结果表明,HMC在7 d内能高效降解木聚糖和玉米芯,降解率达80%,木聚糖降解产生的高值产物包括还原糖、甲酸、乳酸及乙酸,最高浓度分别为1.30、0.50、1.19与1.23 mg/mL,HMC降解玉米芯时可累积挥发性脂肪酸浓度高达3.54 mg/mL。HMC是由厚壁菌门Firmicutes的多个属的微生物组成的复合微生物菌群,宏基因组分析揭示了HMC在木聚糖降解过程中的关键碳水化合物活性酶系;HMC的半纤维素降解酶系完整,包括19个木聚糖分解及下游产物代谢相关的酶;同时涵盖了乙酸、乳酸等半纤维素关键分解产物代谢相关的通路。HMC蕴含半纤维素及玉米芯高值生物转化的潜力,该研究为深入探究半纤维素在生物降解应用中的分子机制提供了重要线索,有助于推动天然半纤维素生物降解技术的发展。

半纤维素基水凝胶的制备及其对亚甲基蓝的吸附研究

以半纤维素和β-环糊精(β-CD)为功能单体,乙二醇缩水甘油醚(EGDE)为交联剂,合成了新型生物复合水凝胶吸附剂(HC/β-CD)用于去除水溶液中的亚甲基蓝(MB)。通过红外光谱、X射线衍射和扫描电镜对复合凝胶的化学组成和结构进行分析。探讨了HC和β-CD用量对HC/β-CD溶胀性的影响,筛选出溶胀性最佳的HC/β-CD进行MB吸附实验。并研究pH、吸附剂用量、温度等对MB吸附性能的影响。结果表明:吸附剂用量为30mg,起始浓度为20mg/L(50mL),MB在60min内的最大吸附量为29.1mg/g,吸附动力学符合准二阶动力学模型,属于化学吸附。平衡吸附遵循Langmuir模型,属于单层吸附。此外,吸附剂用量为30mg,MB起始浓度为10mg/L(50mL),连续5次吸附-解吸循环后,染料去除率仍在70.38%。因此,HC/β-CD可作为一种环境友好且有效的生物质吸附剂去除印染废水中的MB。

半纤维素对玉米秸秆皮Lyocell纤维性能的影响

探讨了半纤维素对Lyocell纤维制备时溶浆过程以及纺丝过程的影响,研究了半纤维素对Lyocell纤维的力学、抗原纤化和染色等性能的影响。试验可知:使用市售质量分数50%的NMMO溶剂在90℃温度下即可完全溶解玉米秸秆皮浆粕;半纤维素含量较高的玉米秸秆皮浆粕的流动性更好,制成的Lyocell纤维的染色性能和抗原纤化性能更好,断裂伸长率较大,结晶度较小。

核桃壳半纤维素B的阿魏酸接枝及对泡菜挥发性风味物质的影响

为了改变传统泡菜的风味物质,在泡菜发酵中加入阿魏酸化半纤维素B。以核桃壳为原料提取半纤维素B,利用紫外可见光谱仪检测其中的蛋白质与核酸含量。在无氧环境下对半纤维素B接枝阿魏酸,利用紫外可见光谱仪与傅里叶变换红外光谱对接枝化进行验证。以未添加的泡菜样品作为对照,分别将半纤维素B和阿魏酸接枝化半纤维素B加入到泡菜中,发酵所产生的香气物质利用气质联用色谱进行检测。结果表明,半纤维素B中的蛋白质与核酸基本被去除。经过紫外可见与傅里叶红外变换鉴定后,接枝反应成功获得阿魏酸半纤维素B。半纤维素B使得泡菜在发酵过程中的香气物质发生了较多的衍生化,而阿魏酸半纤维素B使得泡菜在发酵过程中产生了含硫类和酯类等独有的香气成分。该研究为泡菜风味物质的改善提供了一定的研究基础。

非木材半纤维素研究的新进展

从非木材半纤维素在细胞壁中的形成与分布 ,化学组成与基本结构 ,半纤维素与木素 ,纤维素与蛋白质之间的联接、分级和分离方法 ,半纤维素的改性及其在工业上、特别是医药上的应用等几个方面 ,综述了半纤维素的研究新进展。

以基因重组技术开发木聚糖类半纤维素资源

木聚糖类半纤维素是一类取之不尽而又亟待开发利用的碳水化合物 ,经生物降解后所产生的木糖和少量其它单糖 ,可以用作基本碳源生产各种发酵产品 ,包括有机酸、氨基酸、单细胞蛋白、糖醇、工业酶类、溶剂或燃料醇 .有关半纤维素酶及其基因的研究已经积累了很多资料 ,其中包括木聚糖酶、木糖苷酶、阿拉伯糖苷酶、葡萄糖醛酸酶、木聚糖乙酰酯酶以及它们的基因 .通过基因重组技术可以使发酵工程菌获得降解半纤维素的能力 ,或者把能有效降解半纤维素的微生物构建成发酵工程菌 。

羧甲基变性半纤维素的制备及应用前景

以麦草碱法制浆黑液中提取的变性半纤维素（简称ＭＨ）为原料，通过羧甲基化反应制备羧甲基变性半纤维素（简称ＣＭＭＨ）。研究了原料性质、试剂用量、反应条件等对产品性能的影响，制备出具有不同取代度的产品，经多方药理验证，产品具有提高免疫功能的作用。

半纤维素-g-壳聚糖负载钯(0)催化剂的制备与催化性能

通过较温和的click反应制备了半纤维素-g-壳聚糖化合物,并以其为载体通过简单的还原方式制备了半纤维素-g-壳聚糖负载钯(0)催化剂.利用傅里叶红外光谱、热重分析、扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱分析等方法对催化剂进行了表征,发现该催化剂对Suzuki偶联反应有较好的催化活性.考察不同的反应溶剂、催化剂用量、反应温度、碱、底物种类和循环回用次数对Suzuki反应产率的影响.结果表明:以无水乙醇为溶剂、K2CO3为碱时,在70℃下反应3 h,反应产率高达84%;催化剂可以通过简单的方法回收但重复使用性能有一定下降,重复使用5次后产率降至61.6%.

半纤维素发酵生产燃料乙醇的研究进展

将半纤维素转化成燃料酒精时,必须先转化成小分子的半纤维素糖,之后发酵成酒精。预处理是关键工艺,酶解前用CO2爆破法对纤维物质进行预处理效果很好;酶解前用稀酸预处理可将半纤维素和淀粉转化为单糖,而剩余的纤维素成分可用纤维素酶将其水解为小分子糖,该法是一种很好的将玉米纤维转化为可发酵糖的工艺。应用代谢工程作为工具选育一些菌株,可有效而经济地将半纤维素水解液中的各类糖类转变为有用的产物。(陶然)

果渣中纤维素、半纤维素和木质素方法数据对比及优化

本文的研究目的是对比NREL法和范氏法检测木材中半纤维素、纤维素和木质素的数据差异,并对NREL法进行优化。分别用两种方法对6种甘蔗渣样品中半纤维素、纤维素和木质素进行检测,分析两种方法的数据差异。研究结果显示NREL法与范氏法检测甘蔗渣中木质素含量差异不显著,范氏法检测果渣中半纤维素和纤维素的含量显著高于NREL法。从而得出结论,NREL法数据准确性高,范氏法成本低,在做大批量样品间比较时,可以选择范氏法。

毛竹阳离子半纤维素对纸浆性能的改善

利用碱法从南方毛竹原料中分离出半纤维素，并对其进行阳离子化改性。研究了阳离子化半纤维素作为阳离子造纸助剂对漂白桉木浆成纸性能的影响。结果表明：相对于添加半纤维素，在纸浆悬浮液中加入阳离子化半纤维素可使纸张的机械强度提高更大。当其用量为1％时，成纸的抗张指数和撕裂指数提高最多，可分别提高19．6％和30．6％；成纸的耐破指数在其用量为2％时提高幅度最大，达29．1％；添加该助剂后对成纸的白度无影响。当浆料打浆度在30—45°SR时，阳离子化半纤维素对成纸的抗张指数和撕裂指数提高较大，耐破指数在打浆度为30—50°SR时提高较大。

蔗渣半纤维素不同组分的水解

对蔗渣半纤维素不同组分用酸或碱水解、酶解、酶解后再酸/碱水解的不同方法进行水解,利用高效液相色谱(HPLC)分析水解液中单糖的组成,探讨半纤维素不同组分的水解过程与产物组成的关系。实验结果显示对半纤维素A用半纤维素酶(酶活400 IU/g)法水解比用20%NaOH水解效果好,木糖得率达34.87%;而对于半纤维素B,采用酶法水解比7%H2SO4水解得率相差较大,采用酶解后7%H2SO4水解可得得率为23.60%。

二倍体酿酒酵母表面展示半纤维素酶进行木质纤维素乙醇发酵的研究

拟构建一株可利用木糖产乙醇的二倍体酿酒酵母Y5,并通过a凝集素表面展示系统实现β-D-1,4内切木聚糖酶(XYNII)、β-D-1,4外切木糖苷酶(Xyl A)表面固定化。通过对菌株免疫荧光验证及酶催化活性的测定,证明融合蛋白以活性形式固定在细胞表面。以木聚糖为底物进行乙醇发酵实验,96 h时最大乙醇产量达0.62 g/L,乙醇产率为0.19 g/g,相当于理论值的37.3%。结果证明表面展示半纤维素酶的酿酒酵母可自主降解木聚糖生成木糖,并且利用木糖生产乙醇。

半纤维素及其聚醚多元醇的制备与表征

以粘胶废液中提取的半纤维素和甘油为起始剂,与环氧丙烷(PO)进行开环反应,制备了半纤维素基聚醚多元醇。确定了适宜的反应条件,得到的半纤维素基聚醚羟值为244~302mg KOH/g。通过热重分析发现,半纤维素基聚醚热稳定性比原料半纤维素有所提高;对半纤维素基聚醚多元醇用于聚氨酯硬泡的发泡性能评价发现,其可以替代质量分数0~50%的聚醚4110A。

半纤维素水解产物的分离研究

对半纤维素水解产物的分离进行了研究。在适当的条件下，半纤维素被半纤维素酶水解后，用聚丙烯酰胺凝胶（Bio-Gel P-2）柱层析法及纸上分配层析法分离半纤维素的水解产物，可以得到木低聚糖、木糖、阿拉伯糖和甘露糖等组分。

半纤维素及其衍生物作为造纸助剂的研究进展

随着石油、煤炭等不可再生资源总量的日趋减少,由农林废弃物可再生资源转化获得新材料、高热值能源、化工原料及药物正成为一种重要的发展趋势,而半纤维素改性成为农林废弃物可再生资源研究利用中的一个重要分支。为了满足不同需要,半纤维素通过化学改性改善了其水溶性、热塑性、表面活性等,从而扩大了半纤维素的应用领域,使得改性半纤维素广泛应用于医药、造纸助剂、塑料、污水处理等众多领域。本文主要综述了半纤维素及衍生物在制浆、抄纸及作为打浆助剂、湿部助剂等在造纸方面的应用。