造纸常用非木材原料半纤维素的结构特征

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《常用非木材纤维碱法制浆实用手册》第98页（1899字）

现将几种主要非木材植物半纤维素结构简述如下：

1．小麦秆

小麦秆的半纤维素主要是阿拉伯糖基—葡萄糖醛酸基—木聚糖。这种高聚糖的主链是β(1→4)联接的D－吡喃型木糖基，支链由L－呋喃型阿拉伯糖基和D－吡喃型葡萄糖醛酸基构成。此外，分子上还有乙酰基。研究发现，在聚木糖的主链木糖基上，同时有二个阿拉伯糖基分别联接在C₃和C₂位置上。其简化结构如下：

我国南京林业大学1986年对江苏高邮小麦秆的半纤维素结构进行了研究。半纤维素得率为原料的23．97%，为综纤维素的35．98%。半纤维素的主链由β－D－吡喃型木糖基以(1→4)甙链联接而成，L－阿拉伯糖基和4－0－甲基-葡萄糖醛酸作为支链联接到主链木糖基的C₂和C₃位上，它们的摩尔比为73∶7∶4．4，平均聚合度为84。与以前的研究不同之处，是没有发现作为支链的木糖基和乙酰基。

禾草类半纤维素分子量小，如小麦草半纤维素平均聚合度为84，而针叶木木聚糖半纤维素的平均聚合度大于120，这可能是造成它碱易溶的重要原因之一。

2．稻草

稻草半纤维素也是由阿拉伯糖基-葡萄糖醛酸-木聚糖组成。据研究，高聚糖中阿拉伯糖基、葡萄糖醛酸基与木糖基的比例为3∶1∶30。其简化结构如下所示：

3．芦苇

芦苇半纤维素主要是阿拉伯糖基-葡萄糖醛酸基-木聚糖，此外还发现有半乳糖存在，但是没有发现有阿拉伯糖-半乳聚糖存在。

芦苇半纤维素的结构是：大约52个β(1→4)联接的D－呋喃环木糖基联成主链，其支链上联有3．2个L－呋喃型阿拉伯糖基和1．7个D－吡喃型葡萄糖醛酸基，它们分别联在C₃和C₂位置上。

4．玉米秆

玉米秆半纤维素是由阿拉伯糖基-木聚糖组成，这种糖的支链除L－呋喃型阿啦伯糖基外，还有D－吡喃型木糖基。玉米芯的半纤维素则主要由阿拉伯糖基－4－0－甲基-葡萄糖醛酸基-木聚糖组成。

5．甘蔗渣：

甘蔗渣半纤维素主要是阿拉伯糖基-葡萄糖醛酸基-木聚糖和氧-乙酰基－4－0－甲基-葡萄糖醛酸基-木聚糖。此外，还存在少量的半乳糖。除髓的甘蔗渣半纤维素中阿拉伯糖与木糖之比为1∶15，糖醛酸的含量为原料重量的5．0%，此外还含有2．47%的乙酰基。蔗髓半纤维素中阿拉伯糖基与木糖基之比为1∶6～7，糖醛酸的含量为原料重量的6．0%。

6．荻

天津轻工业学院对我国洞庭湖畔岳阳产的荻原料半纤维素的化学结构研究结果指出，荻主要半纤维素是阿拉伯糖葡萄糖醛酸木聚糖。其结构是：D－吡喃式-木糖基以β(1→4)糖甙键构成主链，L－呋喃式阿拉伯糖基和D－呋喃式葡萄糖醛酸基作为侧链，连接到主链木糖基的C₂或C₃位上。它们的摩尔比为104．5∶6．3∶2．1。

7．竹秆

竹秆半纤维素主要是由阿拉伯糖基－4－0－甲基-葡萄糖醛酸基-木聚糖组成，主链是木糖基，支链是4－0－甲基-葡萄糖醛酸基或葡萄糖醛酸基，它们联在主链木糖基的第三碳原子上。此外，还含有少量阿拉伯糖基—木聚糖。

8．红麻

红麻半纤维素主要是聚木糖，此外尚有甘露糖和半乳糖。这种木聚糖的主链是(1→4)联接的βD－呋喃环木糖基，支链联有4－0－甲基-葡萄糖醛酸、阿拉伯糖基和鼠李糖基。据研究，红麻半纤维素中阿拉伯糖含量比禾本科少，木糖基与阿拉伯糖基的比例为123∶1。红麻半纤维素的简化结构如下：