Lignocellulose is the largest renewable resources in the earth, is composed of lignin and cellulose degradation effect combined with anti barrier is a major obstacle to the use of cellulose resources, combining this with cellulose and its protective effect on cellulase and substrate, hinder the contact, thereby affecting the conversion of glucose and the efficiency of enzymatic hydrolysis of cellulose. The accurate analysis of the microscopic distribution of lignin in the cell wall will be beneficial to improve the utilization efficiency of cellulose in wood. The present invention provides a method for analyzing the structure and distribution of lignin in different areas of a cell wall, and obtains a finer structure. Through the local chemical analysis of the lignin monomer and the corresponding slices obtained at each stage, the regularity of lignin gradual dissolution was determined. Finally, the spatial distribution model of lignin structure in different layers of cell wall was proposed.
【技术实现步骤摘要】
一种研究木材细胞壁中木质素微观分布规律的方法研究领域本专利所属领域为木材材性分析领域,具体为木材细胞壁中木质素分布及结构分析。
技术介绍
木质纤维素主要由纤维素、半纤维素和木质素通过复杂的连接方式及大分子结构空间分布共同组成,三者占到总细胞壁含量的90%以上,其中纤维素是由葡萄糖以β-1-4糖苷键聚合而成的线性聚合物,分子内及分子间具有很强的氢键,具有一定的结晶度;半纤维素是由木糖及其他糖基聚合而成的具有一定分支度的复杂聚合物;纤维素和半纤维素经过糖化和发酵转化为乙醇。木质素则是由苯丙烷基聚合而成的大分子,以化学键与半纤维素相连。提高纤维素的利用效率是木材进一步加工处理的主要问题,但由于木质素包在纤维素和半纤维素的外面,这种与纤维素的紧密结合和对其保护作用,阻碍了所添加纤维素酶与其底物的接触,进而影响纤维素糖转化及酶解效率。一般地,高效分离木质素,须充分认识木质素在植物细胞壁中的结构及分布规律。细胞壁主要是由胞间层,初生壁和次生壁三个部分组成,不同区域的木质素成分和结构及比例分布也有所不同,胞间层往往主要由G型木质素为主,而S型木质素则在次生壁积累较多。由于不同结构的木质素对于不同介质的响应性不一致,因此,细胞壁中木质素的分布不同和结构差异造成了木质素分离效率上的差异。由于细胞各部位的木质化先后不同,各部位木质素的分子结构形式也会有所不同,能否解决该问题将影响到木材的进一步高效选择转化,如影响制浆时脱木质素和预处理(物理,化学和生物预处理)中的木素移除顺序和含量。因此,研究细胞壁中木质素分布和成分的不均一性,即不同壁层间的木质素分布浓度规律,化学组成和结构差异, ...
【技术保护点】
一种研究木材细胞壁中木质素微观分布规律的方法,其特征在于包括如下6个步骤:第一步:截取树干中部远离树芯的木材部分为样本,切取厚度为8μm的切片,把样品包好后,放进索氏抽提器,用甲苯和乙醇2:1的苯醇抽提液进行抽提,90℃连续抽提6‑8小时去除灰分蜡质;第二步:利用96%的二氧六环对苯醇抽提后的木材样本进行再提取,得到木质素1,进行核磁分析,同时对此步切片样品进行拉曼光谱观察;第三步:用水清洗切片样本,对其用纤维素酶酶解,再用80%的二氧六环对切片残渣进行提取,得到酶解木质素2,再进行核磁分析,并对此步切片残渣进行拉曼光谱观察;第四步:将上一步的切片残渣进行球磨,再次用纤维素酶彻底酶解,提取酶解木质素3,进行核磁分析;第五步:分别对木质素1、酶解木质素2和酶解木质素3核磁分析得到相应木质素结构,定位每一步溶出的木质素单体;第六步:对上述每一步所剩的木材切片进行拉曼光谱分析,观察木质素组分分布及移除情况,还原细胞壁中木质素的结构。
【技术特征摘要】
1.一种研究木材细胞壁中木质素微观分布规律的方法,其特征在于包括如下6个步骤:第一步:截取树干中部远离树芯的木材部分为样本,切取厚度为8μm的切片,把样品包好后,放进索氏抽提器,用甲苯和乙醇2:1的苯醇抽提液进行抽提,90℃连续抽提6-8小时去除灰分蜡质;第二步:利用96%的二氧六环对苯醇抽提后的木材样本进行再提取,得到木质素1,进行核磁分析,同时对此步切片样品进行拉曼光谱观察;第三步:用水清洗切片样本,对其用纤维素酶酶解,再用80%的二氧六环对切片残渣进行提取,得到酶解木质素2,再进行核磁分析,并对此步切片残渣进行拉曼光谱观察;第四步:将上一步的切片残渣进行球磨,再次用纤维素酶彻底酶解,提取酶解木质素3,进行核磁分析;第五步:分别对木质素1、酶解木质素2和酶解木质素3核磁分析得到相应木质素结构,定位每一步溶出的木质素单体;第六步:对上述每一步所剩的木材切片进行拉曼光谱分析,观察木质素组分分布及移...
【专利技术属性】
技术研发人员:彭霄鹏,李全梓,文甲龙,王兵益,崔颖,
申请(专利权)人:中国林业科学研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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