食品中的纤维

近年来,纤维已成为食品中最受欢迎的成份。过去,人们总是习惯于把食物中不能消化的残渣称为“粗纤维”,可是,实际上粗纤维只是食物中纤维素和木质素的一部分。所以,我们现在用“疗效纤维”这一名称来取代原先的“粗纤维”之说。“疗效纤维”所包括的范围比粗纤维广,它包括食品中所有不能被人体消化的碳水化合物及类碳水化合物成份,它们是:纤维素、木质素、半纤维素、戊聚糖、树胶果的胶化及果胶等。     

木质纤维素资源化主要途径及半纤维素优先资源化利用策略

木质纤维生物质是地球上最丰富的可再生资源,可转化为能源、化学品和材料,开发木质纤维生物质有利于废弃物的高值化利用和缓解目前面临的环境污染等问题。木质纤维素主要包括纤维素、半纤维素和木质素,将其主要组分进行高效分离,是实现多元化、高值化生物精炼的基础。基于此,笔者简要总结了目前主要的木质纤维素资源化途径,如基于纤维素资源化、基于半纤维素资源化、基于木质素资源化、基于碳水化合物资源化以及全组分资源化的研究策略。依据半纤维素在植物细胞壁中承担的角色,结合前期的研究基础,提出半纤维素优先原位催化转化的木质纤维素生物炼制新策略,实现半纤维素的高选择性溶出和高效转化,保留结构完整的纤维素和木质素分级转化为小分子化学品和材料,最终实现资源生物量全利用,多元化产品联产的目的。     

膳食纤维

过去认为食物中不能被消化的残渣,没有什么营养意义。近来发现这些被称为膳食纤维的物质对人体健康来说,是必不可少的。 (一)定义膳食纤维(dietary fiber)指食物中不能被人体的消化酶分解的一类化合物,主要有下列四种: 纤维素(cellulose)。葡萄糖以1,4糖苷键缩合成的直链分子,是构成植物体的主要成分。半纤维素(hemi cellulose)。包含有戊聚糖、木聚糖和阿拉伯聚糖的一种多聚糖,常和纤维素一起存在。木质素(ligin)。一种多聚芳香族苯丙烷化合物,是使植物木质化的物质。果胶(pectin)。乳糖醛酸甲酯化的聚合物,     

半纤维素生物转化研究进展

1半纤维素在自然界中的存在和组成在自然界中着遍存在的土壤纤维物质（llsnocellulosicmat。rials）,K24由纤维素（cellulose,40－60qo）．、半纤维素（20－3O轴）和本质素（lignin,15－30畅）组成,这些物质是陆生植物细胞壁的主要组分（15,’l）。半纤维素较集中于初级和次级细咆哮中,与木质素和纤维素结合在一趄,以增强细胞壁的强度（幻。半纤维素是异质多糖。即是由两种或两种以上（2－4忡,少数是5,6？P）单糖基组成的不均一果糖。构成半纤维素线性聚糖主涟的单糖主要是D一水糖、D一葡萄糖、D一甘露糖;半纤维素大多具有短的…     

生物质生物预处理研究进展与展望

木质纤维素生物质分布广、产量大、可再生,用于制备生物基能源、生物基材料和生物基化学品。木质纤维素生物质组成复杂,包含纤维素、半纤维素和木质素等,木质素与半纤维素通过共价键、氢键交联形成独特的“包裹结构”,纤维素含有复杂的分子内与分子间氢键,上述因素制约着其资源化利用。生物预处理以其独特优越性成为生物质研究的重要方面。系统阐述了生物预处理过程中木质素降解和基团修饰对纤维素酶解的影响,纤维素含量及结晶区变化,半纤维素五碳糖利用,微观物理结构的改变。进一步提出了以生物预处理为核心的组合预处理、基于不同功能的多酶协同催化体系、木质纤维素组分分级利用和新型高效细菌预处理工艺是生物预处理未来发展的重要趋势。     

生物技术在控制氯化有机污染物方面的突破

木质素(一种几乎可抗拒一切东西作用的物质)是一种聚合物,它可以保护木质细胞内较易损坏的纤维素和半纤维素免遭生物和化学侵蚀。在过去的80年中,化学家们要想对木质素作一彻底了解是很难的,尽管有可能获得很大的经济和商业效益。在一些造纸厂和塑料、炸药、合成纤维以及用纤维素制成其它任何东西的制造厂中,木质素已成为棘手的问题。用于控制木质素作用的一些化合物会引起广泛性水污染问题,尤其是造纸工业。     

木质纤维素的定量测定及降解规律的初步研究

为了准确地测定稻草及其发酵物中纤维素、半纤维素、木质素的含量,通过差重法进行定量测定,并以此评价白腐菌株Pleurotus sapidus对稻草秸秆的降解状况,结果表明：利用差重法测定稻草发酵物中纤维素、半纤维索、木质素的百分含量是可行的,并能很好地评价白腐菌对稻草的降解规律,即降解过程中纤维素、半纤维素、本质素在前20d降解的很快,之后降解减缓,在50d内,纤维素被降解34．02％,半纤维素被降解56．29％,木质素被降解61．65％。     

不同木质纤维素基质上白腐菌降解特性的研究

通过测定木质素、纤维素、半纤维素和漆酶分泌的变化,研究白腐菌在稻草、木屑、粗纤维素、滤纸、黑液木素基质上的降解特性。结果表明,除黑液木素上白腐菌不能生长外,在前25d,各基质中纤维素、半纤维素和木质素含量呈持续下降趋势,之后,降解速率减少,其中木质素的降解速率大于纤维素和半纤维素的降解速率。漆酶分泌在生长初期呈快速上升趋势,第10d酶活达到最大,第10～20d快速下降,其后基本不变,基质中酶活大小顺序为稻草基质、木屑基质、粗纤维和滤纸基质,显示了木质素存在对漆酶分泌的诱导作用。     

诱导物和金属离子对竹子白腐菌降解影响的研究

研究了4种诱导物和5种金属离子对白腐菌降解竹子的影响。结果表明这4种诱导物对木质素的降解没有明显的促进作用,低浓度的吐温80抑制纤维素的降解,降解率仅为3．057％;5种离子对木质素降解均有促进作用,一定浓度的离子明显地抑制纤维素的降解,其中Ca^2＋对纤维素降解的抑制作用最强,降解率仅为0．620％;诱导物和离子对半纤维素降解率影响较小;吐温80和Ca^2＋能显著提高半纤维素和木质素的选择系数,其中添加Ca^2＋时半纤维素和木质素选择性系数分别为66．565和49．331,初步显示：部分诱导物和金属离子可以有效影响白腐菌对竹子的选择性降解。     

碱性H_2O_2法分离常春油麻藤半纤维素级分的结构特性

研究了常春油麻藤纤维碱性过氧化氢法分级分离所得四种半纤维素级分的结构特性。结果表明,四种半纤维素的纯度都很高,其组成中含有木糖、阿拉伯糖、糖醛酸和半乳糖等结构单元;由于木糖含量最高达到50%左右,它们可能是木聚糖型半纤维素。各级半纤维素的物理结构存在很大差别,其中一级和四级半纤维素是由一种单晶体形成的多晶体,而二级和三级半纤维则是由二种单晶体组成的多晶体。随着分离级数增加,半纤维素分子链发生断裂的程度加剧,重均分子量MW值逐渐减小。     

木质纤维生物质资源高效利用分子技术的开发

木质纤维生物质是地球上最丰富的可再生生物质资源,可为造纸、化工、纺织和生物能源等工业提供重要的原材料。木质纤维生物质主要包括木质素、纤维素和半纤维素三种生物多聚物成分。如何利用分子手段改造这些生物聚合物,提高它们的工业利用率是目前高度关注的问题。综述了近年来木质纤维多聚物在生物合成与改造方面的研究进展,展望了利用分子技术改造植物木质纤维生物质实现其高效利用的前景。     

暖温带落叶阔叶林辽东栎枝条分解过程中有机物质的变化

应用网袋法对暖温带地区广泛分布的乔木树种辽东栎（ＱｕｅｒｃｕｓｌｉａｏｔｕｎｇｅｎｓｉｓＫｏｉｄｚ．）枝条分解进行了连续５年时间的观察,并测定了凋落物在分解过程中有机质（纤维素、木质素、蛋白质）的变化。用Ｏｌｓｏｎ的指数方程对分解枝条重量的减少进行了模拟,并预测暖温带地区辽东栎枝条完全（９５％）分解需要约２１年的时间。在各有机成分含量的变化上,表现出明显不同的分异。蛋白质的含量随着分解过程的不断进行,从３．５％增加至５．５％,半纤维素则从１６．０％下降至８．０％,而粗纤维和木质素的含量出现了上下波动的情形。经过拟合,凋落物的丢失速率符合Ｏｌｓｏｎ的指数降解曲线,含量较大的粗纤维和木质素的减少也较好地符合Ｏｌｓｏｎ的指数降解曲线,半纤维素也可以用Ｏｌｓｏｎ指数方程拟合,但蛋白质的拟合效果较差。     

国外简讯

麦杆、玉米茎和燕麦壳等植物材料里含有大量的纤维素和半纤维素,它们可以用来生产酒精和其它化工产品。过去,一般采用微生物发酵的方法将这些植物材料转变为酒精燃料,比如使用酵母菌和其它一些真菌等。现在,美国科研人员开始探索用人的结肠中厌气菌制造的酶来将上述植物材料降解为糖的新方法。这种方法为把无用的植物材料变为化工原料开辟了广阔的前景。     

矮牵牛叶肉原生质体再生壁多糖的形成及转化

用~3H—葡萄糖饲喂矮牵牛叶肉原生质体,发现放射性集中在半纤维素部分,占整个再生壁的83％～90％,而纤维素中约占9％。纸层析分析证明,葡萄糖占半纤维素部分中性糖总量的70％,再生壁主要是由非纤维素葡聚糖组成。原生质体在含有~3H—葡萄糖的培养基中培养4d后,24h追踪表明,部分半纤维素转化成纤维素。加入香豆素,至少3d之内抑制半纤维素向纤维素转化;除去抑制剂,半纤维素含量迅速降低而纤维素增加。所以认为矮牵牛叶向原生质体壁再生过程中半纤维素是合成纤维素的前体。     

用泥炭培养蘑菇

目前,发达国家对食用蘑菇的需求正以每年10％的比例增长。其中,粗皮北风蘑菇(Pleurotus ostreatus)是最受欢迎的品种之一。此种蘑菇过去一般用山毛榉或其它落叶树的树干培养。此外,还可以用棉杆、棉子壳、稻草、旧报纸等作培养基,在这些东西中含有70％左右的纤维素。加拿大科研人员最近又试验用泥炭培养粗皮北风菇,获得了成功。泥炭是一种植物与微生物的混合物,它富含木质素、纤维素、矿物质和各种有机组份,如维生素、激素、酶及抗     

黄孢原毛平革菌对松木、稻草和芦苇去木质化作用的研究

为确定黄孢原毛平革菌对不同植物材料的去木质化作用,以pH、干物质重、半纤维素、纤维素和木质素为主要技术指标,比较黄孢原毛平革菌对松木、稻草和芦苇降解能力的差异。松木、芦苇在发酵过程中pH呈下降趋势,稻草呈上升趋势。在干物质重、半纤维素、纤维素降解率三个指标上皆为松木〈芦苇〈稻草,在木质素降解率上则为松木〈稻草〈芦苇,且差异显著。表明黄孢原毛平革菌对不同植物材料去木质化能力有较大差异,其中芦苇的木质素降解率为13％,是三种材料中最易于被去木质化的。     

一组纤维素分解菌复合系NSC-7的酶活表达特性

为了揭示一组具有降解纤维素和林丹双重功能的细菌复合系NSC-7的降解活性, 本文对该菌系的分解能力、纤维素酶活性和半纤维素酶活性进行测定。结果表明, NSC-7在14 d内, 可降解稻秆干重的 73.6％, 其中降解纤维素82.1％, 半纤维素58.2％, 木质素5.4％。用广泛采用的酶活测定方法测定了4种纤维素酶和半纤维素酶活性, 在培养的第8天, 内切酶、总纤维素酶、外切酶和b-糖苷酶活性都达到最大值, 分别为4.48 U/mL、7.51 U/mL、15.83 U/mL和25.78 U/mL。在培养的第5天, 半纤维素酶活性达到最高值为280.9 U/mL, 其平均值比纤维素酶活性高43.71倍。     

酵母对玉米秆木质素的降解

自然界中存在着大量的可再生的木质纤维素,这些生物量是生产能源、化学产品和动物饲料蛋白的潜在来源。这些物质包括人材(锯屑)、废纸、市政垃圾、农业和工业废物,主要成分为纤维素、半纤维素和木质素。利用这些原料的主要障碍是木质素的存在。木质素是聚酚化合物组成的大分子聚合物,通常与半纤维素和纤维素结合在一起,增加了降解时的障碍。在玉米杆用酸水解时,木质素是不溶性的残渣;用碱水解时,木质素被转化为可溶性物     

制造生物燃料丁醇的新技术

木质茎、稻草、农业残余物、玉米纤维和外皮都含有大量的纤维素和部分木质素,这些木质纤维材料都可用于制造生物丁醇。丁醇被认为是一种优于乙醇的生物燃料,因为它的腐蚀性更小,热量值更高。如同乙醇一样,丁醇也可添加到汽油中。     

四川眉山6种主要丛生竹制浆化学特性评估

定量评估四川眉山地区6种丛生竹种纤维原料化学组分的造纸应用潜力,提出其原料化学组分利用潜能排序。选取慈竹(Neosinocalamus affinis)、绵竹(Bambusa intermedia)、撑绿竹(Bambusa pervariabilis)、粉单竹(Bambusa chungii)、甜龙竹(Dendrocalamus hamiltonii)和梁山慈竹(Dendrocalamus farinosus)6种当地主要丛生竹种,对其竹秆含水率、1%NaOH抽提物、苯醇抽提物、综纤维素、木质素、戊聚糖及灰分等化学组分进行分析,并运用Matlab对化学组分指标进行主成分分析,评估各竹种化学组分的造纸应用潜力综合得分值,进行排序。结果表明：6种丛生竹造纸纤维原料化学组分的主成分分析中前4个主成分方差贡献率分别为43.7%、23.8%、13.8%和12.0%,其中综纤维素、木质素和1%NaOH提取物是第一主成分的主要载荷贡献因子,戊聚糖和含水率是第二主成分中的关键载荷因子。绵竹为6种丛生竹种综纤维素含量最高的竹种,慈竹、梁山慈竹和甜龙竹三者综纤维素含量差异不显著,较绵竹和粉单竹含量低;慈竹...