半纤维素

半纤维素它是由几种不同类型的单糖组成的多相聚合物这些糖是五糖和六糖，包括木糖、阿伯糖、甘露糖和半乳糖等。半纤维素木聚糖占木材组织总量的50%它结合在纤维素微纤维的表面并相互连接这些纤维形成了由相互连接的细胞组成的坚硬网络。

半纤维素

除了果胶之外，植物细胞壁是初生壁的主要成分，果胶构成了纤维素原纤维之间的间隙凝胶。包括葡萄糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖和半乳糖等单糖聚合物彼此共价键合、氢键、醚键和酯键相连，与伸展蛋白相连、其他结构蛋白、壁酶、纤维素和果胶形成具有一定硬度和弹性的细胞壁，所以呈现稳定的化学结构。最初，它是以17的比例从总纤维素中提取的.5％氢氧化钠至24％KOH提取的多糖成分的总称，但没有相应的具体化学结构。用乙酸中和碱性提取物以沉淀半纤维素A，用乙醇沉淀上清液以沉淀半纤维素b。去除作为重要多糖的木聚糖、葡聚糖、阿拉伯木聚糖、葡萄甘露聚糖、除了中性多糖如阿拉伯半乳聚糖。

半纤维素具有亲水性，会引起细胞壁膨胀，赋予纤维弹性。在成纸过程中，有利于纤维结构和纤维间的结合力。因此，半纤维素的加入影响了表面纤维的吸附和纸张的强度。在纸浆中保留或添加半纤维素有利于打浆，因为半纤维素比纤维素更容易水合和溶胀，半纤维素吸附在纤维素上，增加了纤维的溶胀和弹性，使纤维得到细化而不是切断，从而可以降低打浆的能耗，获得理想的纸浆强度。

木糖醇 是一种五碳糖醇，和蔗糖一样甜，没有致龋作用，在体内不需要胰岛素参与代谢，不会引起血糖急剧变化它不仅在预防龋齿的食品中有市场应用价值，在糖尿病人的食品中也有市场应用价值，是外伤病人和术后病人的良好营养品。木糖醇还具有甘油等多醅的优良特性，在医药工业和化学工业中有着广阔的应用前景，吸引了人们 的关注。

半纤维素(半纤维素)与植物细胞壁中的纤维素共生、植物多糖的一部分，可溶于碱溶液，遇酸时比纤维素更容易水解。一株植物往往含有几个由两个或三个糖基组成的半纤维素，它们的化学结构是不同的。树茎、树枝、根和树皮的半纤维素含量和组成也不同。所以半纤维素是一类物质的名称。

构成半纤维素的糖基主要是d-木糖、D-甘露糖、D－葡萄糖、D-半乳糖、L-阿拉伯糖、4-氧甲基-D-葡萄糖醛酸和少量的l-鼠李糖、L-岩藻糖等。半纤维素主要分为三类，即木聚糖、聚葡萄甘露糖和聚半乳糖葡萄甘露糖。

木聚糖 是从1，4制备的-β-D－吡喃木糖形成主链，4－氧甲基－吡喃葡萄糖醛酸是支链多糖，其结构如下：

式中Xβ为β-D-吡喃型木糖基；H3CO)4GA为4-氧甲基-吡喃葡萄糖醛酸基；硬木的A和B都是氧乙酰基；针叶材的A为α-L-呋喃阿拉伯糖，B是羟基。

硬木和禾本科草的半纤维素主要是这类多糖，禾本科草的半纤维素中经常含有L－呋喃阿拉伯糖基作为支链连接到聚木糖的主链上。分枝的数量因植物而异。

葡萄甘露糖 由 D组成－吡喃葡萄糖基和吡喃甘露糖基是1，4-β型连接成主链。另一种多聚半乳糖甘露糖是 D－吡喃半乳糖基以1，6的形式分支-许多d 通过α型连接到主链上-吡喃甘露糖基和d－在吡喃葡萄糖基上，它们的结构如下：

式中Gβ为β-D－吡喃型葡萄糖基；Mβ为β-D－吡喃型甘露糖基；硬木的A和B都是羟基；针叶材的A为α-D－吡喃半乳糖基，b是氧乙酰基。

软木中的半纤维素主要是多聚半乳糖和甘露糖。由于木材种类不同，主链中葡萄糖基团与甘露糖基团的分子比也从1，333，601到1，333，602不等。大多数木质半纤维素的平均聚合度仅为200。

在复合体 中，半纤维素和纤维素之间没有化学键，但它们之间存在氢键和范德华力。

半纤维素和木质素可以苄基醚的形式连接形成木质素－碳水化合物的复合物，如：

半纤维素广泛存在于植物中，软木中含有15％～20％阔叶树和草含有15％～35％，但其分布取决于植物种类、成熟程度、早晚材、细胞类型及其形态部分之间有很大差异。比如针叶木的主要半纤维素是多聚半乳糖葡萄甘露糖，而阔叶木和禾本科草的主要半纤维素是木聚糖；针、阔叶树射线细胞比管胞细胞和纤维细胞含有更多的木聚糖；在针叶细胞次生壁中层，木聚糖含量最低，但次生壁外侧和内侧含量较高，而甘露糖在多聚半乳糖葡萄中的分布正好相反。

在任何植物原料的化学制浆工业处理中，半纤维素在脱木素的同时也会发生酸水解或碱水解、剥离反应和氧化反应等，蒸煮溶解的半纤维素虽然可以再次沉积吸附在纸浆上，但仍会损失一定量，残留的半纤维素对纸浆的性能影响很大，可以提高纸浆的抗张强度、弹性模量和透明度，但对撕裂强度没有影响。制造纤维素衍生物纸浆时，应尽可能去除半纤维素。

正在开发半纤维素的工业利用制浆废液可用于制酵母，酵母可提取10％肌苷单磷酸和鸟苷单磷酸的核糖核酸可用作调味剂、抗癌剂或抗病毒剂等。林化的方法是用有机酸对纤维原料进行预水解，水解残渣仍可制成纸浆，质量可与未经预水解的纸浆相媲美水解液中可分离出戊糖和己糖成分，得到的木糖可加工成木糖醇，木糖醇可用作甜味剂、增塑剂、表面活性剂；木酸可以用作粘合剂；聚木糖硫酸盐可用作抗凝血剂。

半纤维素糖发酵乙醇是一种利用可再生植物纤维原料生产乙醇的生物技术，一直是国际关注的研究热点.本项目以玉米芯为原料，通过稀酸水解将半纤维素转化为戊糖，然后进一步发酵为酒精。其整体水平国内第一，国际先进。这项技术的中试成功将对中国的发展起到积极的推动作用解决人类将面临的能源危机、食物短缺和环境污染意义重大。

半纤维素是木浆的主要成分之一，与1，4相似－由β糖苷键连接的葡萄糖组成的纤维素不同，半纤维素由各种碳水化合物戊糖和己糖组成。此外，单糖之间的连接也有很大的不同。

本研究旨在探讨不同木浆中半纤维素含量的差异以及这些差异对木浆和卷烟纸热性能的影响。为了测定木浆中半纤维素的含量，将半纤维素与18％用NaOH溶液提取，然后调节pH值至7.0使之沉淀。分离后，通过100 ~ 200℃的热提取实验和300 ~ 700℃的热解实验，分析了不同木浆中半纤维素的热性质。

为了分析碳水化合物的组成，用三氟乙酸水解半纤维素。糖用离子交换色谱分析，用脉冲电流法检测。

这些测试结果表明：不同木浆之间存在显著差异。就半纤维素而言，木浆可分为三类：长纤维素木浆、短纤维素木浆和一年生植物木浆。木浆中半纤维素的含量和组成不同，决定了木浆和卷烟纸的热性能。

一种从植物纤维中提取半纤维素的方法，包括以下步骤：将植物纤维、碱、将水混合后放入带有搅拌装置和加热系统的反应釜中，将反应釜的温度升至35 ~ 85℃，同时以300 ~ 2000转分的转速搅拌10秒~ 10秒~ 10分钟，得到的滤液或上清液即为常规方法得到的半纤维素提取物；向提取物中加入半纤维素体积的23倍的80％～95％乙醇，沉淀可溶性半纤维素，常规过滤，收集产物，干燥，得到半纤维素。本发明方法中反应物的浓度高于水提法所需的浓度，且提取时不需要大量的水，从而显著降低了提取成本。