技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種快速測(cè)定植物原料半纖維素提取液中糖類組分含量的新方法，采用雙波長(zhǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)總糖和戊糖、己糖含量的同時(shí)測(cè)定，非常適合于聚戊糖含量較高的半纖維素(如闊葉木半纖維素和草類原料半纖維素)提取液中混合糖含量的同時(shí)分析測(cè)定。

背景技術(shù)

目前，資源短缺與能源危機(jī)是全球發(fā)展所共同面臨的焦點(diǎn)問題。生物質(zhì)資源作為一種巨大的可再生資源，也越來越得到世界的廣泛關(guān)注。制漿造紙工業(yè)作為生物質(zhì)資源的巨大消耗者，必然面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。“生物質(zhì)精煉”已成為近幾年國內(nèi)外研究的方向和熱點(diǎn)，國外一批學(xué)者提出了“聯(lián)合林產(chǎn)品的生物質(zhì)精煉(簡(jiǎn)稱IFBR)”的構(gòu)想，其主要是在制漿前增加預(yù)處理段，提取木片中的半纖維素聚糖或單糖，用于后續(xù)轉(zhuǎn)化加工生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品。其中，提取液中主要糖類組分含量的測(cè)定，對(duì)于優(yōu)化預(yù)提取工藝、確定糖的發(fā)酵條件以及提高研究效率具有重要意義。

現(xiàn)有的用于多糖含量的分析方法主要有兩大類。第一類是傳統(tǒng)的分析方法，用于測(cè)總還原糖含量的方法如3，5-二硝基水楊酸鹽比色法，該方法準(zhǔn)確度和可靠性不高；利用多糖在強(qiáng)酸性條件下脫水生成糠醛或其衍生物，然后再與酚類化合物縮合生成有特殊顏色的物質(zhì)，如地衣酚-硫酸法、苯酚-硫酸法和間苯三酚-冰醋酸顯色法，盡管上述方法操作簡(jiǎn)單，但不能實(shí)現(xiàn)戊糖和己糖的同時(shí)測(cè)定，且前兩種方法所測(cè)結(jié)果的重復(fù)性較差。第二類是現(xiàn)代儀器分析方法，主要包括氣相色譜法、高效液相色譜法和離子色譜法，盡管分析結(jié)果準(zhǔn)確度高，但所使用的儀器設(shè)備和糖分析柱價(jià)格昂貴、儀器操作和維護(hù)成本很高，且分析前樣品的處理操作程序復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種快速測(cè)定半纖維素提取液中戊糖和己糖含量的方法，克服目前分析糖類組分的方法所存在的各種弊端，該方法可以實(shí)現(xiàn)快速測(cè)定，分析結(jié)果準(zhǔn)確度高且不需要昂貴儀器。

本發(fā)明的一種快速測(cè)定半纖維素提取液中戊糖和己糖含量的方法如下：使提取液中的糖與間苯三酚產(chǎn)生顯色反應(yīng)，然后測(cè)定總糖在等摩爾吸收波長(zhǎng)425nm及戊糖在553nm處的吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線求得總糖和戊糖含量，進(jìn)而求得己糖含量。

總糖在425nm處的吸光度與摩爾濃度之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線為y＝0.1016x(R²＝0.9976)，y指總糖在425nm處的吸光度，x指總糖的摩爾濃度(單位mmol/L)，R²為相關(guān)系數(shù)。

戊糖在553nm處的吸光度與摩爾濃度之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線為y₁＝0.6628x(R²＝0.9986)，y₁是指戊糖在553nm處的吸光度，x是指戊糖的摩爾濃度(單位mmol/L)，R²為相關(guān)系數(shù)。

糖與間苯三酚產(chǎn)生顯色反應(yīng)包括如下步驟：

(1)在盛有間苯三酚的試劑瓶中依次加入冰醋酸、濃鹽酸、無水乙醇，充分搖勻使間苯三酚溶解完全；間苯三酚、冰醋酸、濃鹽酸、無水乙醇的用量比依次為1克∶55毫升∶1毫升∶5毫升；

(2)分別移取上述不同濃度的單糖及混合糖標(biāo)準(zhǔn)溶液1mL于25mL比色管中，加入10mL顯色反應(yīng)試劑混合均勻，在沸水浴中反應(yīng)10min，反應(yīng)結(jié)束后立即冷卻，待進(jìn)行光譜分析；

(3)將步驟(2)中反應(yīng)結(jié)束后的溶液于紫外可見分光光度計(jì)中進(jìn)行全波長(zhǎng)掃描，記錄波長(zhǎng)425nm和553nm處的吸光度值，然后以空白樣進(jìn)行上述相同的顯色反應(yīng)作為參比。

本發(fā)明的原理是利用顯色反應(yīng)試劑(冰醋酸和濃鹽酸)中的酸性介質(zhì)，在高溫條件下將待測(cè)樣品中的聚戊糖和聚己糖分別水解為戊糖和己糖，然后經(jīng)脫水分別轉(zhuǎn)變?yōu)榭啡┖土u甲基糠醛，再與間苯三酚發(fā)生顯色反應(yīng)生成相應(yīng)的有色化合物。圖1顯示了D-木糖和D-葡萄糖顯色反應(yīng)后的可見光譜，木糖和葡萄糖在波長(zhǎng)553nm和410nm處分別有最大吸收，但戊糖在410nm處也有吸收。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用幾組相同摩爾濃度的戊糖和己糖進(jìn)行相同的反應(yīng)，如圖2所示，二者在425nm處具有相同的吸光度，即該波長(zhǎng)為二者的等摩爾吸收波長(zhǎng)。因此，利用戊糖和己糖在425nm和553nm處的吸光度與已知相應(yīng)的糖濃度可求得標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線求得樣品中的總糖和戊糖含量，己糖含量等于總糖與戊糖含量之差。并且，提取液中的木素和葡萄糖醛酸均對(duì)本方法的測(cè)定結(jié)果無影響。本方法所測(cè)總糖、木糖和葡萄糖的回收率均較高，為(100±3)％，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)總糖和戊糖、己糖含量的準(zhǔn)確測(cè)定。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)對(duì)顯色反應(yīng)試劑的配制方法進(jìn)行改進(jìn)，不加入葡萄糖溶液從而實(shí)現(xiàn)對(duì)戊糖和己糖含量的同時(shí)測(cè)定。