[发明专利]快速测定半纤维素提取液中戊糖和己糖含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速测定植物原料半纤维素提取液中糖类组分含量的新方法，采用双波长技术实现对总糖和戊糖、己糖含量的同时测定，非常适合于聚戊糖含量较高的半纤维素(如阔叶木半纤维素和草类原料半纤维素)提取液中混合糖含量的同时分析测定。

背景技术

目前，资源短缺与能源危机是全球发展所共同面临的焦点问题。生物质资源作为一种巨大的可再生资源，也越来越得到世界的广泛关注。制浆造纸工业作为生物质资源的巨大消耗者，必然面临着严峻挑战。“生物质精炼”已成为近几年国内外研究的方向和热点，国外一批学者提出了“联合林产品的生物质精炼(简称IFBR)”的构想，其主要是在制浆前增加预处理段，提取木片中的半纤维素聚糖或单糖，用于后续转化加工生产高附加值产品。其中，提取液中主要糖类组分含量的测定，对于优化预提取工艺、确定糖的发酵条件以及提高研究效率具有重要意义。

现有的用于多糖含量的分析方法主要有两大类。第一类是传统的分析方法，用于测总还原糖含量的方法如3，5-二硝基水杨酸盐比色法，该方法准确度和可靠性不高；利用多糖在强酸性条件下脱水生成糠醛或其衍生物，然后再与酚类化合物缩合生成有特殊颜色的物质，如地衣酚-硫酸法、苯酚-硫酸法和间苯三酚-冰醋酸显色法，尽管上述方法操作简单，但不能实现戊糖和己糖的同时测定，且前两种方法所测结果的重复性较差。第二类是现代仪器分析方法，主要包括气相色谱法、高效液相色谱法和离子色谱法，尽管分析结果准确度高，但所使用的仪器设备和糖分析柱价格昂贵、仪器操作和维护成本很高，且分析前样品的处理操作程序复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速测定半纤维素提取液中戊糖和己糖含量的方法，克服目前分析糖类组分的方法所存在的各种弊端，该方法可以实现快速测定，分析结果准确度高且不需要昂贵仪器。

本发明的一种快速测定半纤维素提取液中戊糖和己糖含量的方法如下：使提取液中的糖与间苯三酚产生显色反应，然后测定总糖在等摩尔吸收波长425nm及戊糖在553nm处的吸光度标准曲线求得总糖和戊糖含量，进而求得己糖含量。

总糖在425nm处的吸光度与摩尔浓度之间的标准曲线为y＝0.1016x(R²＝0.9976)，y指总糖在425nm处的吸光度，x指总糖的摩尔浓度(单位mmol/L)，R²为相关系数。

戊糖在553nm处的吸光度与摩尔浓度之间的标准曲线为y₁＝0.6628x(R²＝0.9986)，y₁是指戊糖在553nm处的吸光度，x是指戊糖的摩尔浓度(单位mmol/L)，R²为相关系数。

糖与间苯三酚产生显色反应包括如下步骤：

(1)在盛有间苯三酚的试剂瓶中依次加入冰醋酸、浓盐酸、无水乙醇，充分摇匀使间苯三酚溶解完全；间苯三酚、冰醋酸、浓盐酸、无水乙醇的用量比依次为1克∶55毫升∶1毫升∶5毫升；

(2)分别移取上述不同浓度的单糖及混合糖标准溶液1mL于25mL比色管中，加入10mL显色反应试剂混合均匀，在沸水浴中反应10min，反应结束后立即冷却，待进行光谱分析；

(3)将步骤(2)中反应结束后的溶液于紫外可见分光光度计中进行全波长扫描，记录波长425nm和553nm处的吸光度值，然后以空白样进行上述相同的显色反应作为参比。

本发明的原理是利用显色反应试剂(冰醋酸和浓盐酸)中的酸性介质，在高温条件下将待测样品中的聚戊糖和聚己糖分别水解为戊糖和己糖，然后经脱水分别转变为糠醛和羟甲基糠醛，再与间苯三酚发生显色反应生成相应的有色化合物。图1显示了D-木糖和D-葡萄糖显色反应后的可见光谱，木糖和葡萄糖在波长553nm和410nm处分别有最大吸收，但戊糖在410nm处也有吸收。为了进一步实现本发明的目的，采用几组相同摩尔浓度的戊糖和己糖进行相同的反应，如图2所示，二者在425nm处具有相同的吸光度，即该波长为二者的等摩尔吸收波长。因此，利用戊糖和己糖在425nm和553nm处的吸光度与已知相应的糖浓度可求得标准曲线，然后根据标准曲线求得样品中的总糖和戊糖含量，己糖含量等于总糖与戊糖含量之差。并且，提取液中的木素和葡萄糖醛酸均对本方法的测定结果无影响。本方法所测总糖、木糖和葡萄糖的回收率均较高，为(100±3)％，可以实现对总糖和戊糖、己糖含量的准确测定。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)对显色反应试剂的配制方法进行改进，不加入葡萄糖溶液从而实现对戊糖和己糖含量的同时测定。