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生物質的化學組成

發布時間:2018/07/28 點擊量:
天然木質纖維素類生物質是地球上最豐富的生物質,除少部分被紡織業、食品業等行業利用外,絕大多數以廢棄物的形式存在于自然環境中。木質纖維素類生物質主要由纖維素、半纖維素、木質素和提取物組成。纖維素分子是由D一吡喃葡萄糖基以J3一l,4糖苷鍵聯結而成的線狀高分子化合物。數個纖維素分子之間通過氫鍵和范德瓦耳斯力接合,形成纖維素微細纖維,這部分構成微細纖維的纖維素分子稱為結晶性纖維素。除結晶性纖維素外的那一部分纖維素稱為非結晶性纖維素。

半纖維素是植物細胞壁中一群穿插于纖維素和木質素之間、用熱水或冷堿可以提取的高聚糖,習慣上不包括果膠和淀粉。不同植物中半纖維素的含量不同,而且結構也不同。半纖維素與纖維素的區別主要在于:半纖維素是由不同的糖單元聚合而成,分子鏈短且帶有子鏈。也就是說,半纖維素的結構比較復雜,它不是單一的高聚糖,而是主要由不同量的多戊糖、多己糖和多己糖醛酸這幾種糖單元構成的共聚物,其高聚糖基本上都是由兩種或兩種以上糖基組成的,糖與糖之間的連接方式也不同印j。戊糖中以木糖為主,其次是阿拉伯糖。己糖主要是甘露糖和半乳糖,還有少量葡萄糖。糖醛酸有葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸。

半纖維素在生物質中的聚合物結構及含量也是各不相同的。闊葉材半纖維素主要由聚木糖和少量聚葡萄糖、聚甘露糖組成;而針葉材半纖維素則由半乳糖、葡萄糖、聚甘露糖和相當多的聚木糖類組成。半纖維素高聚糖的平均聚合度都較低,例如聚木糖類的平均聚合度約為100~300;聚甘露糖類的平均聚合度約為100;而聚半乳糖類的平均聚合度也不過是200~600。

在植物界中,木質素是僅次于纖維素的一種最豐富且重要的大分子有機聚合物,存在于植物細胞壁中。木質素在纖維之間相當于黏結劑,與纖維素、半纖維素等成分一起構成植物的主要結構。木質素在木材中的含量一般為200~40%,禾本科植物中的木質素含量一般為14%~25%。木質化的細胞壁能抵抗微生物的侵襲,增加強度,并提高細胞壁的透水性。木質素大分子是由相同的或相類似的結構單元重復連接而成的,具有網狀結構的無定形的芳香族聚合物。
提取物是指可以用水、水蒸氣或有機溶劑提取出來的物質,這類物質在生物質中的含量較少,大部分存在于細胞腔和胞問層中,所以也稱非細胞壁提取物。


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