纤维素的水解实验

淀粉和纤维素属于天然高分子化合物,在自然界中分布最广,也是最重要的多糖,它是单糖分子间失水,以糖苷键连接而成的高聚物,它们在无机酸存在的条件下可以完全水解并定量地得到D-葡萄糖,职专教材中就根据这个性质设计了两个课堂演示实验,既淀粉水解实验和纤维素水解实验。

如何做好纤维素水解实验

一、纤维素水解实验的设计原理

淀粉和纤维素属于天然高分子化合物，在自然界中分布最广，也是最重要的多糖，它是单糖分子间失水，以糖苷键连接而成的高聚物，它们在无机酸存在的条件下可以完全水解并定量地得到D-葡萄糖，职专教材中就根据这个性质设计了两个课堂演示实验，既淀粉水解实验和纤维素水解实验。

直链淀粉是由D-葡萄糖单位以α-1，4糖苷键连接的线状结构。支链淀粉是一种分支的多糖，在这种分子中是葡萄糖通过α-1，4糖苷键连接成主链，同时葡萄糖又以α-1，6糖苷键构成支链，它们在酸性条件下水解为葡萄糖和麦芽糖的混合物。

最丰富的多糖是纤维素，纤维素是一种线性的D-葡萄糖单位以β-1，4糖苷键连结而成的多糖。和淀粉的α-1，4糖苷键比较，纤维素的β-1，4糖苷键对酸水解有较强的抵抗力。同时纤维素的分子呈丝状，而这些丝状的分子又以氢键的形式联合成为纤维素的胶束，由于胶束中氢键的数目很多，

淀粉和纤维素属于天然高分子化合物,在自然界中分布最广,也是最重要的多糖,它是单糖分子间失水,以糖苷键连接而成的高聚物,它们在无机酸存在的条件下可以完全水解并定量地得到D-葡萄糖,职专教材中就根据这个性质设计了两个课堂演示实验,既淀粉水解实验和纤维素水解实验。

如何做好纤维素水解实验

一、纤维素水解实验的设计原理

淀粉和纤维素属于天然高分子化合物，在自然界中分布最广，也是最重要的多糖，它是单糖分子间失水，以糖苷键连接而成的高聚物，它们在无机酸存在的条件下可以完全水解并定量地得到D-葡萄糖，职专教材中就根据这个性质设计了两个课堂演示实验，既淀粉水解实验和纤维素水解实验。

直链淀粉是由D-葡萄糖单位以α-1，4糖苷键连接的线状结构。支链淀粉是一种分支的多糖，在这种分子中是葡萄糖通过α-1，4糖苷键连接成主链，同时葡萄糖又以α-1，6糖苷键构成支链，它们在酸性条件下水解为葡萄糖和麦芽糖的混合物。

最丰富的多糖是纤维素，纤维素是一种线性的D-葡萄糖单位以β-1，4糖苷键连结而成的多糖。和淀粉的α-1，4糖苷键比较，纤维素的β-1，4糖苷键对酸水解有较强的抵抗力。同时纤维素的分子呈丝状，而这些丝状的分子又以氢键的形式联合成为纤维素的胶束，由于胶束中氢键的数目很多，

纤维素结构

structure of cellulose

包括纤维素的化学结构和物理结构。

纤维素的化学结构 纤维素是由D-吡喃型葡萄糖基（失水葡萄糖）组成。简单分子式为[kg2](CH10O)；化学结构式可用下二式表示：

霍沃思式 是由许多D-葡萄糖基（1-5结环）,藉1-4,β-型联结连接起来的,而且连接在环上碳原子两端的OH和H位置不相同，所以具有不同的性质。式中为聚合度。在天然纤维素中,聚合度可达10000左右；再生纤维素的聚合度通常为200～800。在一个样品中，各个高分子的聚合度可以不同，具有多分散性。

[1045-05]

椅式 由于内旋转作用，使分子中原子的几何排列不断发生变化，产生了各种内旋转异构体，称为分子链的构象。纤维素高分子中，6位上的碳-氧键绕5和6位之间的碳-碳键旋转时,相对于5位上的碳-氧键和5位与4位之间的碳-氧键可以有三种不同的构象。如以g表示旁式,t表示反式，则三种构象为gt、tg、和gg（图1[C(6位)上OH基团的

构象]H基团的构象\

class=image>）。多数人认为,天然纤维素是gt构象，再生纤维素是tg构象。

[1045-06]

在纤维素分子链中，存在着氢键。这种氢键把链

第18卷 第4期

2006年12月

塔 里 木 大 学 学 报

JournalofTarimUniversity

Vo.l18No.4

Dec.2006

y

文章编号:1009-0568(2006)04-0001-04

纤维素酶水解棉花秸秆工艺条件的初步研究

张苏江

1,2

刘永兰 张玲

11,2

(1 塔里木大学动物科技学院,新疆阿拉尔 843300)

(2 新疆生产建设兵团塔里木畜牧科技重点实验室,新疆阿拉尔 843300)

摘要 试验采用滤纸酶活力测定法对FE-302纤维素酶的活力进行了检测,以还原糖的产量为标准,用正交设计的方法对FE-302纤维素酶水解棉秆的温度、pH值、酶用量的工艺条件进行了研究。结果显示:FE-302纤维素酶的活力是2503U/g;温度50e、pH值5.0、FE-302纤维素酶用量0.5%工艺条件下水解棉秸效果最好,能得到较多还原糖。关键词 棉花秸秆;FE-302纤维素酶;酶水解

中图分类号:Q55 文献标识码:A

StudyontheTechnicalConditionsofHydrolyzing

CottonStrawFeedwithCellulase

ZhangSujiang LiuYonglan ZhangLing

1,2

实验原理

植物的主要化学成分是纤维素、半纤维素和木质素这三部分。它们是构成植物细胞壁的主要组分。其中，纤维素组成微细纤维，构成纤维细胞壁的网状骨架，而半纤维素和木质素是填充在纤维和微细纤维之间的“粘合剂”和“填充剂”。 1. 纤维素

生物制粉末在加热的情况下用醋酸和硝酸的混合液处理，在这种情况下，细胞间的物质被溶解，纤维素也分解成单个的纤维，木质素、半纤维素和其它的物质也被除去。淀粉、多缩戊糖和其它物质受到了水解。用水洗涤除去杂质以后，纤维素在硫酸存在下被重铬酸钾氧化成二氧化碳和水。

C6H10O5 + 4K2Cr2O7 + 16H2SO4 = 6CO2 + 4Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 21H2O

过剩的重铬酸钾用硫酸亚铁铵溶液滴定，再用硫酸亚铁铵滴定同量的但是未与纤维素 反应的重铬酸钾，根据差值可以求得纤维素的含量。 2. 半纤维素

用沸腾的80％硝酸钙溶液使淀粉溶解，同时将干扰测定半纤维素的溶于水的其它碳水化合物除掉。将沉淀用蒸馏水冲洗以后，用较高浓度的盐酸，大大缩短半纤维素的水解时间，水解得到的糖溶液，稀释到一定体积，用氢氧化钠溶液中和，其中的总糖量用铜碘法测定。

铜

实验二、黑曲霉发酵生产纤维素酶大实验

一、实验目的

1、了解纤维素酶的生产工艺和原理 2、掌握液体发酵和固体发酵工艺

3、学会DNS法测定还原糖含量的方法和原理 二、实验原理

纤维素酶可以用于一切含纤维素的生物质的降解，具有广阔的应用前景。高产纤维素酶的微生物主要有木霉属、曲霉属、根霉属，黑曲霉所产的纤维素酶中β-葡萄糖苷酶活力高，能避免酶解产物纤维二糖的阻遏作用，而且安全无毒，故而成为生产纤维素酶的主要菌种之一。纤维素酶是诱导酶，故发酵生产时需有纤维素物质作诱导剂。

以羧甲基纤维素钠作底物，用发酵所得纤维素酶对底物进行酶解，测定酶解液中的还原糖含量（以葡萄糖计），可以计算酶活力高低。还原糖与DNS反应形成棕色物质，颜色深浅与糖含量成正比。 三、材料与试剂配制

1、生产菌种：黑曲霉

2、斜面（活化）培养基：酵母膏0.4%，蛋白胨0.6%，可溶性淀粉1%，葡萄糖0.9%，马玲薯浸出液7%，琼脂2%，陈海水（或人工海水）配制，pH7.0-7.4。

3、人工海水：NaCl = 24 g/L ;MgSO4·7H2 O = 7.0 g/L ;NH4NO3 = 1 g/L ;KCl = 0.7 g/ L ; NaH2PO4 = 2.0 g/ L ;N

日本曹达股份有限公司

00

序言

CELNY是环氧丙烷与纤维素经反应生成的羟丙基醚。 通常被称作HPC（羟丙纤维素），1971年被载入日本药典。2005年8月被指定为食品添加物，在多个领域中的应用备受瞩目。

作为食品添加物并没有使用标准，表示名称为“羟丙纤维素”或“HPC” 。

● 制作方法

木浆

添加环氧丙烷

羟丙纤维素

结构式中的R：代表H或{-CH2-CH(CH3)-O}mH基，m为1以上的整数

* CELNY是白色~带黄白色的无味的粉末。

● 主要特点

1. CELNY在室温下可溶于水和主要的极性有机溶剂。 2. 可根据用途和处方选择相应的聚合度（粘度）。

3. CELNY具有化学惰性，与其他成分几乎不会发生反应。

● 主要用途

在医药品领域中，羟丙纤维素作为片剂和颗粒剂的粘合剂与包衣剂被广泛使用。

在食品领域，基于其特点，它作为增稠剂、稳定剂、凝胶化剂、施胶剂、乳化剂、分散剂、粘合剂和成膜剂的使用被人们寄予厚望。

● CELNY的类型汇总

根据粘度（分子量）的不同，CELNY分为五种类型。（其粒形分为普通型和微粉型两种）

类型

粘度（mPa·s）成膜剂 粘合剂

各种增稠性

在20℃条件下，2%CELNY水溶液的粘度

● 粒度分布

针对不同用途，我们设计了两种粒径的CE

从微生物纤维素酶的来源、性质、分子结构及作用机理等四个方面详细概述了国内外微生物纤维素酶及其降解纤维素机理的研究现状,并提出微生物纤维素酶降解纤维素的研究方向,对今后在微生物纤维酶及其降解机理方面的进一步研究有重要的指导意义。

8 6

陕

西

农

业

科

学

21() 0 0 3

农艺探讨

微生物纤维素酶及其降解纤维素机理的研究进展王翮

(安职业技术学院生物工程系，西西安西陕摘

7 07 ) 1 0 7

要：微生物纤维素酶的来源、质、子结构及作用机理等四个方面详细概述了国内外微生物纤维素酶从性分

及其降解纤维素机理的研究现状，并提出微生物纤维素酶降解纤维素的研究方向，今后在微生物纤维酶及对

其降解机理方面的进一步研究有重要的指导意义。关键词：生物纤维素；纤维素酶；降解微

纤维素是地球上最丰富的多糖化合物，泛广存在于如树杆等植物中，全世界每年生产的纤维素及半纤维素总量在 8 0亿 t] 5[。将纤维素水解 1为小分子单糖，糖再通过微生物发酵生产各种单有用的产品，藉此有望有效利用这些源源不断的

酶一般最适 p为中性至偏碱性，且对天然纤 H并维素的水解作用较弱L。在草食动物的消化 6]道，特别是反刍动物的瘤胃中也存在一些可以分

解纤维素的细菌类群。一些类群的放线菌也可以产生纤维素

生物化学实验报告

题目：纤维素酶活力的测定（3,5-二硝基水杨酸法）

姓名： 学号： 班级： 时间：

一、

实验目的：

掌握还原糖的测定原理，学习用3,5-二硝基水杨酸法测定还原糖的方法。

二、

实验原理：

纤维素酶水解纤维素，产生纤维二糖、葡萄糖等还原糖，能将3,5-二硝基水杨酸中硝基还原成橙黄色的氨基化合物，利用比色法测定其还原物生成量来表示酶的活力。 三、

实验试剂：

1. 3,5-二硝基水杨酸显色液：称取10g 3,5-二硝基水杨酸，溶入蒸馏水中，

加入20g分析纯氢氧化钠，200g酒石酸钾钠，加水500ml，升温溶解后，加入重蒸酚2g，无水亚硫酸钠0.5g。加热搅拌，待全溶后冷却，定容至1000ml。存于棕色瓶中，放置一周后使用。 2. 0.1摩尔pH4.5乙酸-乙酸钠缓冲溶液。

3. 0.5%羧甲基纤维素钠水溶液，溶解后成胶状液，静置过夜。使用前摇匀。 4. 标准葡萄糖溶液：称取干燥至恒重的葡萄糖100mg，溶解后定容至100ml，

此溶液含葡萄糖1.00mg/ml。

5. 酶液：将0.05g酶溶解定容至50ml，从中取出1ml再定容至100ml，待

测。（用pH4.5乙酸-乙酸钠缓冲溶液配制）

四、

微晶纤维素和羧甲基纤维素钠的特殊混合物 MCC and CMC-Na

通用名

USP/NF :Microcrystalline Cellulose and Carboxymethylcellulose Sodium 别名

CeolusTM RC-A591NF 制造工艺

该物质是由微晶纤维素和CMC-Na组成，两者机械地混合后形成独特的结构。

该物质加入水性介质中（给予一个剪切力）时，以小于1微米的胶质颗粒在液体中弥散开，其独特的网状结构能够稳定悬浮并乳化固体物质和/或油状液体。 类别 助悬剂 制剂应用

用于糖浆制剂能发挥悬浊稳定剂的功能；用于干糖浆时，在制粒时起改善成粒的作用，调剂配方、服用时也是很好的悬浊稳定剂。 性状

本品为白色或类白色或微黄色的粉末，无臭，无味。 药典标准

【鉴别】 (1)取本品6.0g，称定，置搅拌器中，加水300ml，搅拌5分钟(18000rpm)。应出现白色不透明的分散液，静置后不分散。

(2)取鉴别(1)的分散液，滴几滴于氯化铝溶液(1→10)中，均应形成白色不透明的小球，静置后不分散。

(3)取碘试液3ml，加入鉴别(1)的分散液中，应不产生蓝色或蓝紫色。 【检查】 黏度(在室温20±1℃下测定)

取本