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半纖維素組成與應用

發布時間: 2013-03-18  點擊次數: 2310次

  半纖維素的組成

半纖維素(hemicellulose):指在植物細胞壁中與纖維素共生、可溶于堿溶液,遇酸后遠較纖維素易于水解的那部分植物多糖。一種植物往往含有幾種由兩或三種糖基構成的半纖維素,其化學結構各不相同。樹莖、樹枝、樹根和樹皮的半纖維素含量和組成也不同。因此,半纖維素是一類物質的名稱。

構成半纖維素的糖基主要有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-葡萄糖醛酸及少量L-鼠李糖、L-巖藻糖等。半纖維素主要分為三類,即聚木糖類、聚葡萄甘露糖類和聚半乳糖葡萄甘露糖類。

聚木糖類

是以1,4-β-D-吡喃型木糖構成主鏈,以4-氧甲基-吡喃型葡萄糖醛酸為支鏈的多糖,其結構如下:

  聚木糖結構

式中Xβ為β-D-吡喃型木糖基;(H3CO)4GA為4-氧甲基-吡喃型葡萄糖醛酸基;闊葉材的A和B都是氧乙?;?;針葉材的A為α-L-呋喃型阿拉伯糖,B為羥基。

闊葉材與禾本科草類的半纖維素主要是這類多糖,在禾本科半纖維素的多糖中,往往還含有L-呋喃型阿拉伯糖基作為支鏈連接在聚木糖主鏈上。支鏈多少因植物不同而異。

聚葡萄甘露糖類

是由 D-吡喃型葡萄糖基和吡喃型甘露糖基以1,4-β型連接成主鏈。另一類聚半乳糖葡萄甘露糖類則還有 D-吡喃型半乳糖基用支鏈的形式以1,6-α型連接到此主鏈上的若干D-吡喃型甘露糖基和D-吡喃型葡萄糖基上,它們的結構如下:

  聚葡萄甘露糖結構

式中Gβ為β-D-吡喃型葡萄糖基;Mβ為β-D-吡喃型甘露糖基;闊葉材的A和B都是羥基;針葉材的A為α-D-吡喃型半乳糖基,B為氧乙?;?。

針葉材的半纖維素以聚半乳糖葡萄甘露糖類為主。主鏈上的葡萄糖基與甘露糖基的分子比也因木材種類不同而在1:1到1:2之間變動。大多數木材半纖維素的平均聚合度只有200。

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復合體

半纖維素與纖維素間無化學鍵合,相互間有氫鍵和范德瓦耳斯力存在。

半纖維素與木素之間可能以苯甲基醚的形式連接起來,形成木素-碳水化合物的復合體,例如:主要發現:

(1)I期臨床試驗(87例患者)表明,PLX4032治療BRAF突變型黑色素瘤的有效率高達81%,可使目標病變體積縮小≥30%。


(2)PLX4032的效應譜非常狹窄,其僅對V600E亞型的BRAF腫瘤有效。


(3)研究者通過I期臨床試驗確定了II期臨床試驗的安全用藥劑量,即每日口服該藥物2次,每次960 mg。


(4)32例經治的BRAF突變黑色素瘤患者,24例患者有不同程度的腫瘤縮小,2例完全緩解。


(5) PLX4032總體耐受性良好,不良反應包括疲乏、關節痛、光敏和皮疹。

 半纖維素應用


半纖維素的工業利用正在開發,制漿廢液可制酵母,酵母又可抽提出10%的核糖核酸,再衍生為肌苷單磷酸酯和鳥苷單磷酸酯,可用作調味劑、抗癌劑或抗病毒劑等。林產化學品法是先用有機酸使纖維原料預水解,水解殘渣仍可制漿,質量可與未預水解的漿相媲美,而從水解液可分離出戊糖和己糖組分,所得木糖經處理后制成木糖醇,可作增甜劑、增塑劑、表面活性劑;木糖酸可作膠粘劑;聚木糖硫酸酯可作抗凝血劑。

  高能酒精

半纖維素糖類發酵酒精是利用生物技術,由可再生的植物纖維原料制取酒精,一直是關注的研究熱點. 本項目以玉米棒芯為原料,經稀酸水解將半纖維轉化為戊糖,進一步發酵為酒精。其總體水平為中國*,先進。此項技術的中試成功將對中國酒精工業的發展起到積極的推動作用,對于解決人類將面臨的能源危機、糧食緊缺及環境污染等問題均具有重大的意義。

 

 

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