木素-木聚糖复合体化学结构的研究.pdfVIP

中 国 造 纸 学 报 一论“ 一究一 一研一、 -．．． 木 F Transactions of China Pulp and Paper 素 一 聚糖复合体化学结构的研究 木 杨海涛 谢益民 (山东轻工业学院山东省制浆造纸科学与技术重点实验室，山东济南，250353) 摘 要：在木聚糖存在的条件下，以木素前驱物-松柏醇葡萄糖甙作为起始物在多种酶( -葡萄糖甙酶、葡萄糖氧化酶和辣根过氧化物 酶)的协同作用下，生物合成出木素脱氢聚合物(DHP)与木聚糖的复合体(简称DHPXC)。对其进行酶降解处理除去游离的木聚糖，并 对与木素有连接的木聚糖分子链进行切短，得到水不溶部分(简称DHPXC．IS)。利用高分辨率的固体和液体 C-NMR对分离产物进行 分析，结果表明，在木聚糖存在下，DHP生成过程中与木聚糖之间主要以苯甲醚键和酯键的形式连接。生成的木素主要以 ．0．4、 、 - 5和 -1为主，有一定量以 -0-4连接，含有少量的松柏醇／醛结构，另外还存在少量香草醛结构及a位带有亚甲基结构的苯丙烷结构和 醚化5．5’结构。 关键词：DHP；木聚糖；”C标记；”C．NMR 中图分类号：TS71 文献标识码：A 文章编号：1000．_6842(2007)04．OOO1．04 纤维素、半纤维素和木素是构成植物原料的主要 葡萄糖甙 作为起始物在多种酶(口．葡萄糖甙酶、葡 成分，纤维素是构成植物细胞壁的骨架物质，木素和半 萄糖氧化酶和辣根过氧化物酶)的协同作用下，生物 纤维素的混合物填充于微细纤维之间。现已经证明， 合成出木素脱氢聚合物(DHP)与木聚糖的复合体，简 木素和碳水化合物之间存在着化学键，形成木素和碳 称DHPXC；对合成出的木素．木聚糖复合体进行酶降 水化合物的复合体¨ ，简称为LCC(1ignin carbohydrate 解处理除去游离的木聚糖，并对与木素有连接的木聚 complex)，LCC中的某些连接键在碱法蒸煮中相当稳 糖进行分子链的切短，然后利用高分辨率的固体和液 定 。因此，碱法纸浆中仍存在LCC结构，LCC的存 体C．NMR对结构进行分析。 在阻碍制浆和漂白过程中化学药剂对木素的进一步降 1 实验方法 解作用 。因此，分析LCC的结构对制浆漂白技术的 发展有重要意义。 1．1松柏醇葡萄糖甙一[0~_13C]的制备 传统方法分析木素及LCC的结构一般采用物理 按参考文献[6]的方法，合成木素的前驱物松柏 研磨和化学提取的方法，一般不可避免会使一部分分 醇葡萄糖甙．[仅．”C]。 离产物的结构发生改变，其次，分离出的样品不能代表 1．2 DHPXC的制备 植物体内整体或浆料中残余木素和LCC的结构。故 将溶解在O．2 mol／L醋酸钠／醋酸缓冲溶液(pH 从2O世纪8O年代开始，人们试图用¨C-NMR分析法 值5．0，100mL)中的松柏醇 一D一葡萄糖甙(1．5g)溶 研究木素结构及LCC之间的连接键，但由于木素大分 液滴加到溶有辣根过氧化物酶、葡萄糖氧化酶和口-葡 子和碳水化合物的成分相当复杂，从一般的¨C．NMR 萄糖甙酶的木聚糖胶体溶液中，加完后，将体系保持在 图上很难分辨出木素和碳水化合物之间的连接，从而 室温下反应10 d。反应结束后离心分离，沉淀部分用 要结合一些特殊的分析方法以确定木素和碳水化合物 水清洗数次，真空干燥，得DHPXC。用二氯乙烷／乙醇 两种大分子之间起架桥作用的化学键形态，并进一步 (2：1，体积比)混合液在搅拌下充分洗涤所得DHPXc， 定性或定量分析木素侧链碳原子上Lc键的比例。 以除去游离的DHP，而后将其放入8 mol／