当前课程知识点：植物纤维化学 > 第六章 半纤维素 > 6.3半纤维素分离及糖基测定 > 6.3半纤维素分离及糖基测定
同学们，大家好！上节课我们学习了半纤维素的提取，提取出来的半纤维素仍是一个混合物
如何进行分离得到纯的多糖？糖基怎么测定？今天我们就要一起学习半纤维素的分离及糖基测定
第三节 半纤维素的分离及糖基测定
半纤维素的分离
抽提所得的半纤维素往往是多种聚糖的混合物
要想研究聚糖的结构，必须从这些混合物中先分离出纯净的聚糖，常用的方法有以下几种
分级沉淀法：提纯半纤维素的常用方法是沉淀分级法
碱抽提所得的半纤维素溶液，一般先用醋酸酸化，沉淀出来的级分被称为半纤维素A
(分子量大或分枝度低的聚糖因溶解度小，易于沉淀)
滤液是一些易溶解和分枝度高的聚糖类，称为半纤维素B，可再用酸化的乙醇或丙酮沉淀出来
还有一部分很容易溶解的碳水化合物仍留在乙醇-水(或丙酮-水)溶液中
这是一个粗的分级方法，所得产物还是不纯的，要继续精制提纯
金属络合物法：根据不同高聚糖能与各种铜、钡和铅等离子形成络合物而沉淀的性质进行分离的方法
常用络合剂有斐林试剂、氢氧化钡和醋酸铅等
其沉淀情况见表
半乳-甘露聚糖在斐林试剂、氢氧化钡、醋酸铅、碱式醋酸铅当中都沉淀
聚葡萄糖醛酸基-阿拉伯糖基-木聚糖在斐林试剂、氢氧化钡、醋酸铅当中都是溶解的
碱式醋酸铅中是沉淀
表中的加号表示从溶液中沉淀出来
减号表示溶解
季铵盐沉淀法
根据长链季铵盐能与酸性高聚糖成盐，形成水不溶性高聚糖化合物的特征，以分离酸性和中性高聚糖
常用的季铵盐是十六烷基三甲胺的溴化物(CTAB)及其碱〈CTA-OH〉和十六烷基吡啶氯化物〈CPC〉
纤维素阴离子交换色谱柱分离法：常用的交换剂为二乙胺乙基纤维素
此法适合于分离各种酸性和中性高聚糖
在 pH=6时，酸性高聚糖能吸附于交换剂上，中性高聚糖不吸附
然后用pH相同离子强度不同的缓冲液将酸性强弱不同的酸性高聚糖分别洗脱出来
凝胶色谱柱法：它是根据高聚糖分子的大小和形状不同而达到分离的目的
分子量大的多糖先出来，分子量小的多糖后出来而进行分离的
常用的凝胶有葡萄糖凝胶及琼脂糖凝胶
制备性区域电泳法：不同高聚糖在电场作用下按其分子大小、形状及其所带负电荷的不同
而达到分离，载体通常是玻璃纸
经上述方法纯化过的样品，其纯度标准不能用通常化合物的纯度标准来衡量
因为即使是高聚糖纯品，其微观也是不均一的，它的纯度只代表相似链长的平均分布
实质上是一定分子量范围的均一组成
目前常用纯度测定方法有旋光法、超离心、高压电泳、凝胶色谱和糖基比恒定法等
通常要用两种以上的测定结果才能肯定样品的纯度，这样可互相验证
半纤维素中几种糖基的测定原理
戊糖基：戊糖基包括木糖基和阿拉伯糖基
其化学定量测定尚无直接方法
只有把它们转化为糠醛 乘以一系数即为戊糖基，木材乘1.88，非木材类乘以1.38
国家标准是1g试样在12%的盐酸作用下
木聚糖水解产生木糖，然后脱水转化成糠醛，根据糠醛的量计算出戊糖含量
具体步骤如下：把1g木粉(精确至万分之一)加入到500ml圆底烧瓶中
加入10克NaCl再加入100ml 12％HCl溶液，将烧瓶置电热套中
装上冷凝器及滴液漏斗，在漏斗中也盛有—定量12％HCl
加热使烧瓶内容物沸腾(为防暴 预先要加二块小沸石)，调节加热电热套
使蒸馏速度为每10分钟30ml馏出液，并从滴液漏斗中加以补充12％HCl于烧瓶中
至全部馏出液达300ml后，用醋酸苯胺液检查是否完全
为此用一试管从冷凝管的下端截取1ml馏出液，加入1一2滴酚酞示剂
滴入1molNaOH中和至恰现微红色后，加入新配制的醋酸苯胺溶液，放置10分钟后，如现红色
则证实糠醛尚未蒸馏完毕，仍须继续蒸馏，如不现红色，即表示蒸馏完毕
此后将馏出物移入500ml容量瓶中，加少量的12％HCl，洗量筒两次
并将全部洗液倾入容量瓶中,然后加入12％HCI至刻度
用移液管自容量瓶中吸取100ml馏出液于容量为250ml碘瓶中
加入25毫升溴化钠—溴酸钠溶液,迅速塞紧瓶塞,在黑暗处静置1小时
(此时室温应为20一25℃) 等到达规定时间后
加10毫升10％碘化钾溶液于锥形瓶中，重新塞紧瓶塞摇匀，放置黑暗处静置5分钟
然后用0.1MNa2S2O3标准溶液滴定析出的碘
然后用0.1MNa2S2O3标准溶液滴定析出的碘
在快达到终点时，加入2-3毫升0.5％淀粉溶液，继续滴定至蓝色恰好消失
另行吸取100毫升12％HCI 按同样手续进行空白试验
按下式计算糠醛含量
戊糖% = 糠醛%×1.88
式中：V1-空白试验时所耗用的0.1M Na2S2O3毫升数
V2-试样测定时所耗用0.1M Na2S2O3毫升数
G-风干试样重
w-试样含水率
0.024-与1毫升Imol Na2S2O3相当的糠醛量
M-Na2S2O3标准液的当量浓度
1.88-根据多缩戊糖中70％转化为糖醛的换标因数
盐酸的作用是使戊糖酸催化转变成糠醛，NaCl的作用是保持液体中的Cl-的浓度，并使液体沸点升高
甘露糖:使甘露糖与苯肼作用，生成甘露糖苯肼的白色沉淀
称取沉淀质量，计算出甘露糖的量
半乳糖基：以硝酸氧化半乳糖基生成粘液酸，此物不溶于水，为白色粉丰状
根据沉淀质量，计算出半乳糖的量
己糖醛酸基：主要包括葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸等，可采用分析其总量的方法
基于与酸作用使COOH基分解放出CO2，测定CO2的量再换算成己糖醛酸量
有的同学说测定酸基可以用碱滴定法，根据消耗的碱量计算已糖醛酸量，理论上当然可以
但当测定既含羧基又含大量醛基的氧化纤维素制品时
由于在碱性介质中部分醛基被氧化为羧基的缘故，故分析结果偏高
还有醋酸钙测定法，如C6上羧基，测定比较准确，若C2 C3上有羧基，反应不彻底，结果偏低
乙酰基的测定：用P-甲苯磺酸的乙醇溶液处理，使乙酰基转化为乙酸乙酯
将挥发酯蒸馏到接受瓶中，根据皂化所需碱量确定乙酰基含量
美国再生能源实验室所提供的方法
具体操作如下：取0.5g绝干物料，首先用乙醇索氏抽提其以去除树脂、色素等
在环境温度为30°C的条件下，使用3mL质量分数比为72%的H2SO4处理1h
然后注入无菌蒸馏水将溶液稀释硫酸浓度为4%，之后在121°C下处理1h
酸液经过过滤，滤渣经过水洗至中性
用液相色谱测定液体中的葡萄糖、甘露糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖等，计算各种糖及含量
小结
半纤维素的分离方法有分级沉淀法、金属络合物法、季铵盐沉淀法
纤维素阴离子交换色谱柱分离法、凝胶柱色谱法及制备性区域电泳法
戊糖测定常采用水解成糠醛法测定，常用的也有用美国再生能源实验室所提供的方法测定
今天的课程就讲到这里，下节课我们将一起学习半纤维素的化学反应，欢迎继续关注我们的课程
-绪论
--绪论
-讨论
-1.1 植物纤维原料形成与分类
-1.1 植物纤维原料形成与分类--作业
-1.2 木材的宏观结构
--木材的宏观结构
-1.2 木材的宏观结构
-1.3 针叶材与阔叶材的显微构造
-1.3 针叶材与阔叶材的显微构造--作业
-1.4 非木材原料的宏观与显微结构
-1.4 非木材原料的宏观与显微结构--作业
-1.5 纤维细胞壁超微结构
-1.5 纤维细胞壁超微结构--作业
-1.6 纤维形态学因素
-1.6 纤维形态学因素--作业
-讨论
-图文
-课程思政--中国文化自信案例1
--纸的故事（一）
-本章总结
-2.1 植物纤维原料的化学组成
-2.1 植物纤维原料的化学组成--作业
-2.2 与纤维素相关的概念及化学组成对制浆造纸的影响
-2.2 与纤维素相关的概念及化学组成对制浆造纸的影响--作业
-2.3 常用植物纤维原料的化学组成
-2.3 常用植物纤维原料的化学组成--作业
-讨论
-图文
-本章总结
-3.1水分存在形式
-3.1水分存在形式--作业
-3.2 水分对木材的影响
-3.2 水分对木材的影响--作业
-讨论
-图文
-课程思政——木材水分与干缩湿胀实例
-本章总结
-4.1木材提取物的定义、分类、结构和性质
-4.1木材提取物的定义、分类、结构和性质--作业
-4.2 芳香族化合物
-4.2 芳香族化合物--作业
-4.3 脂肪族化合物和无机物
-4.3 脂肪族化合物和无机物--作业
-4.4 提取物的分布、提取和分离
-4.4 提取物的分布、提取和分离--作业
-4.5 提取物对加工利用的影响
-4.5 提取物对加工利用的影响--作业
-讨论
-课程思政——提取物的高效利用实现绿水青山就是金山银山
--松脂采集
--松脂加工利用案例
-本章总结
-5.1糖化学基础
-5.1糖化学基础--作业
-5.2纤维素的存在、结构、性质
-5.2纤维素的存在、结构、性质--作业
-5.3纤维素物理结构
-5.3纤维素物理结构--作业
-5.4纤维素晶体结构
-5.4纤维素晶体结构--作业
-5.5纤维素结晶度及测定方法
-5.5纤维素结晶度及测定方法--作业
-5.6 纤维素润胀、溶解
-5.6 纤维素润胀、溶解--作业
-5.7 纤维素双电层及热解
-5.7 纤维素双电层及热解--作业
-5.8 纤维素酸水解和碱降解
-5.8 纤维素酸水解和碱降解--作业
-5.9 纤维素的氧化
-5.9 纤维素的氧化--作业
-5.10 纤维素酶降解
-5.10 纤维素酶降解--作业
-5.11纤维素酯化
-5.11纤维素酯化--作业
-5.12 纤维素醚化
-5.12 纤维素醚化--作业
-5.13纤维素接枝共聚与交联
-5.13纤维素接枝共聚与交联--作业
-5.14纤维素物理改性
-5.14纤维素物理改性--作业
-5.15细菌纤维素
-5.15细菌纤维素--作业
-讨论1
-讨论2
-图文
-拓展学习资料
--纸张结构
--纤维角质化定义
--纤维角质化机理
-课程思政--文化自信案例2（中国古名纸）
-课程思政——国家能源战略：生物质能源
-课程思政——文化自信案例3（纤维素与纺织）
-本章总结
-思维导图
-6.1半纤维素的命名、存在
-6.1半纤维素的命名、存在--作业
-6.2半纤维素提取
-6.2半纤维素提取--作业
-6.3半纤维素分离及糖基测定
-6.3半纤维素分离及糖基测定--作业
-6.4半纤维素的化学性质
-6.4半纤维素的化学性质--作业
-6.5半纤维素与纸张的关系
-6.5半纤维素与纸张的关系--作业
-6.6半纤维素利用
-6.6半纤维素利用--作业
-讨论
-图文
-拓展学习-功能性低聚糖
--功能性低聚糖
--常见功能性低聚糖
--木糖醇的食用
-本章总结
-7.1 绪论-木素的研究现状
-7.1 绪论-木素的研究现状
-7.2 木素的存在及其生物合成
-7.2 木素的存在及其生物合成--作业
-7.3 木素概念及化学结构
-7.3 木素概念及化学结构
-7.4 木素的分离
-7.4 木素的分离--作业
-7.5 木素碳水化合物复合体
-7.5 木素碳水化合物复合体
-7.6 木素化学结构的研究方法
-7.6 木素化学结构的研究方法
-7.7 木素的紫外及红外光谱
-7.7 木素的紫外及红外光谱
-7.8 木素的显色反应
-7.8 木素的显色反应
-7.9 木素化学结构与化学反应的关系
-7.9 木素化学结构与化学反应的关系
-7.10 木素的亲核反应1-氢氧化钠脱木素
-7.10 木素的亲核反应1-氢氧化钠脱木素
-7.11 木素的亲核反应2-硫酸盐法脱木素
-7.11 木素的亲核反应2-硫酸盐法脱木素
-7.12 木素的亲核反应3-亚硫酸盐法脱木素
-7.12 木素的亲核反应3-亚硫酸盐法脱木素
-7.13 木素的亲电反应
-7.13 木素的亲电反应
-7.14 木素的物理性质及特性
-7.14 木素的物理性质及特性
-7.15 木素的利用
-7.15 木素的利用
-讨论1
-讨论2
-图文
-植物纤维化学实验资料
--植物纤维化学实验
-课程思政——文化自信案例3：中国造纸技术的贡献
-本章总结
-考试
