發(fā)布時間：2021-09-11 14:05

　　酸性亞氯酸鈉法脫木素是目前實驗室最常用的脫木素方法,可最大程度地保留綜纖維素,但關于木質(zhì)素在逐步脫除過程中其動力學及選擇性的研究卻很少。拉曼光譜能快速、定性和半定量地測定亞氯酸鈉法脫木素過程中殘余木質(zhì)素及木質(zhì)素單體含量在不同細胞及形態(tài)學區(qū)域的動態(tài)變化。以闊葉材桉木、針葉材杉木、禾本科毛竹為例,通過提取亞氯酸鈉法脫木素過程中不同細胞木質(zhì)素(1 598 cm^-1)及單體愈瘡木基(G, 1 270 cm^-1)、紫丁香基(S, 1 331 cm^-1)的平均拉曼光譜,發(fā)現(xiàn)三種木材在各區(qū)域中木質(zhì)素脫除動力學總體規(guī)律一致,即在反應初期木質(zhì)素大量快速移除,隨著反應的進行木質(zhì)素脫除效率下降。其中,在反應前0.5 h, 1 598 cm^-1處平均拉曼強度降低量超過82%,而在脫木素后期（1.0～1.5 h）,木質(zhì)素平均拉曼強度減少僅5%～15%。特別的,竹材脫木素所需時間要明顯少于木材。相同條件下,竹材纖維細胞在前10 min內(nèi)1 598 cm^-1處拉曼強度減少就達88.65%。同時,木質(zhì)素的脫除... 

【文章來源】：光譜學與光譜分析. 2020,40(09)北大核心EISCICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

桉木、 杉木、 毛竹纖維細胞的平均拉曼光譜

在未處理木材中, V-S和R-S中在1 270 cm-1處拉曼強度明顯高于F-S[圖3(b)和(e)], 說明V-S和R-S含有更高含量的G型木質(zhì)素。 就木質(zhì)化程度而言, 導管、 射線的木質(zhì)化程度也高于纖維細胞(V-S和R-S在1 598 cm-1處拉曼強度高于F-S), 且在逐步脫木素的過程中三者相對木質(zhì)素濃度關系也基本保持不變, 這可能與細胞功能有關。 導管和射線細胞作為重要的水分和營養(yǎng)物質(zhì)傳輸通道, 在木材形成初期次生壁迅速加厚并木質(zhì)化, 且在整個木質(zhì)化階段都伴隨著G型木質(zhì)素的沉積[12]; 而纖維細胞作為木材主要的機械支撐, 化學成分以纖維素為主, 纖維細胞增厚較慢, 木質(zhì)化滯后, 木質(zhì)素的沉積主要以S型木質(zhì)素為主[13]。 因此, 高濃度的G型木質(zhì)素及延長的木質(zhì)化過程使得導管和射線細胞比纖維細胞更難于脫除木質(zhì)素。圖3 亞氯酸鈉脫木素過程中桉木(a—c)、 杉木(d—f)、 毛竹(g—i)木質(zhì)素拉曼特征峰1 598 cm-1(a, d, g)、 1 270 cm-1(b, e, h)及1 331 cm-1(c, f, i)強度變化

圖2 亞氯酸鈉脫木素過程中桉木(a—d)、 杉木(e—h)木質(zhì)素分布拉曼成像在形態(tài)學區(qū)域, 木質(zhì)素的脫除也具有高度的選擇性。 在未處理的樣品中, 無論是桉木、 杉木, 還是毛竹中, CC的木質(zhì)素濃度均最高, CML次之, F-S最低。 然而, 經(jīng)亞氯酸鈉處理后, CC和CML區(qū)域木質(zhì)素迅速被脫除, F-S木質(zhì)素拉曼強度減少量最少(圖4), CC木質(zhì)素濃度反而最低(圖3), 說明木質(zhì)素優(yōu)先從CC和CML區(qū)域脫除。 在細胞壁生物合成過程中, 木質(zhì)素與碳水化合物通過大量的化學鍵連接形成“鋼筋混泥土”結構。 F-S含有大量的碳水化合物, 該區(qū)域的木質(zhì)素與碳水化合物互相交聯(lián)形成復雜的三維網(wǎng)狀結構; 而在CC和CML區(qū)域, 碳水化合物含量極少, 尤其是CC區(qū)域幾乎不含碳水化合物, 主要以木質(zhì)素為主, 該區(qū)域木質(zhì)素與碳水化合物化學鍵連接較少, 因此在脫木素過程中受到的阻力更小, 木質(zhì)素更容易脫除。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]黃藤細胞壁木質(zhì)素區(qū)域化學分子光譜成像研究[J]. 劉杏娥,金克霞,崔賀帥,馬建鋒.  光譜學與光譜分析. 2017(10)



本文編號：3393136