生物質(zhì)精煉過程糖類分析方法

在木質(zhì)纖維生物質(zhì)精煉利用的過程中，由于傳統(tǒng)木質(zhì)纖維利用的造紙工業(yè)存在將半纖維素等以黑液的形式燃燒獲取熱能的不合理利用方式，造紙產(chǎn)業(yè)升級為綜合林基生物質(zhì)精煉工廠過程中，糖類物質(zhì)的最新利用方向?yàn)榘肜w維素的有效利用。

在木質(zhì)生物質(zhì)中半纖維素是僅次于纖維素的主要糖類成分，它是由幾種不同類型的單糖構(gòu)成的異質(zhì)多聚體，包括木糖、阿伯糖、甘露糖和半乳糖等。因而半纖維素的有效利用要求進(jìn)一步確定不同工藝下半纖維素水解糖液中各種糖和糖醛酸，從而在理論上指導(dǎo)科研與產(chǎn)品生產(chǎn)。

1 木質(zhì)生物質(zhì)及水解液糖類組分

在植物中糖類物質(zhì)主要是纖維素和半纖維素。纖維素糖類組分較為單一，本論文要點(diǎn)主要針對生物質(zhì)精煉過程中的組分更為復(fù)雜的半纖維素，是由多種糖基、糖醛基所組成的，并且分子中往往帶有支鏈的復(fù)合聚糖的總稱。

２ 生物質(zhì)精煉過程糖類傳統(tǒng)分析方法

傳統(tǒng)方法由于不能對復(fù)雜體系的糖類物質(zhì)進(jìn)行分離而難以準(zhǔn)確分析。傳統(tǒng)的菲林法、DNS等化學(xué)分析方法只是對還原糖等給出定量分析。早期采用的酶分析法、紙色譜法、薄層色譜法及柱層析法等經(jīng)典方法可以進(jìn)行混合糖的分析，但分辨率低、時(shí)間長、定量測定困難，使得這些具有初步分離效果的傳統(tǒng)方法也受到了限制。

３ 混合糖類組成分析方法

3.1 離子色譜法(IC)應(yīng)用

離子色譜法是將改進(jìn)后的電導(dǎo)檢測器安裝在離子交換樹脂柱后，以連續(xù)檢測色譜分離的離子的方法。具有迅速、連續(xù)、高效、靈敏、可同時(shí)測定多組分、不需要預(yù)先衍生化等優(yōu)點(diǎn)，可用于分析幾乎所有的單糖、大部分的寡糖及低聚糖。

3.2 高效液相色譜法(HPLC)應(yīng)用

高效液相色譜(HPLC)采用高壓液相泵、高效固定相和高靈敏度檢測器，具有分辨率高、分離速度快、分離效果好、不破壞樣品、重現(xiàn)性好的優(yōu)點(diǎn)。單糖檢測器有紅外檢測器、示差折光檢測器、光散射檢測器、電化學(xué)檢測器和紫外檢測器。

3.3 高效陰離子交換-脈沖安培檢測法（HPAE-PAD）應(yīng)用

高效陰離子交換-脈沖安培檢測法（HPAE-PAD）是一種陰離子交換色譜與脈沖安培檢測器結(jié)合的新的液相色譜法，檢測限量可達(dá)到幾十個(gè)ug/L水平。

3.4氣相色譜法(GC)應(yīng)用

氣相色譜是多糖結(jié)構(gòu)分析中最重要的手段之一。 它與質(zhì)譜聯(lián)用可以得出有關(guān)單糖殘基類型、 鍵的連接方式、糖的序列和糖環(huán)形式、聚合度等多種結(jié)構(gòu)信息。具有樣品用量少、選擇性好、分辨率強(qiáng)、靈敏度高以及可用于定性及定量分析等優(yōu)點(diǎn)。

3.5 薄層色譜法(TLC)應(yīng)用

薄層色譜法(TLC)是一種微量、快速、簡便、有效的定性的半定量和定量分析方法。并薄層色譜的特點(diǎn)是可以同時(shí)分離多個(gè)樣品，分析成本低，對樣品預(yù)處理要求低，對固定相、展開劑的選擇自由度大，適用于含有不易從分離介質(zhì)脫附或含有懸浮微粒或需要色譜后衍生化處理的樣品分析。

3.6 高效毛細(xì)管電泳法(HPCE)應(yīng)用

高效毛細(xì)管電泳法(HPCE)是近年來發(fā)展最快的分析方法之一。是以高壓電場為驅(qū)動(dòng)力，以毛細(xì)管為分離通道，依據(jù)樣品中各組分之間淌度和分配行為上的差異實(shí)現(xiàn)分離測定的液相分離方法。

3.7 質(zhì)譜及質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)

由于組成單糖種類與數(shù)目等的不同，糖的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。質(zhì)譜，尤其是GC-MS（EI或CI方式）用于單糖分析已有幾十年的歷史，現(xiàn)已廣泛用于糖組成分析及甲基化分析以確定糖殘基的連接方式。

4 多糖結(jié)構(gòu)分析

近年來多糖的結(jié)構(gòu)分析的儀器設(shè)備、分析方法都有了很大的提高。目前已有應(yīng)用的方法包括紫外光譜法、紅外光譜法和核磁共振分析法等。

5 技術(shù)對比與展望

與傳統(tǒng)糖類分析方法相比較，氣相色譜(GC)、高效液相色譜(HPLC)、毛細(xì)管電泳(CE)、高效陰離子交換-脈沖安培檢測法（HPAE-PAD）、離子色譜法(IC)、高效薄層色譜 (HPTLC)等高效分離分析技術(shù)在很大程度上促進(jìn)了糖類平臺(tái)化合物的理論研究。各種方法在糖類物質(zhì)分析方面都有應(yīng)用，但也存在著各自的利弊特點(diǎn)。在未形成規(guī)范檢測體系前，復(fù)雜體系的糖類分離檢測要根據(jù)糖類物質(zhì)的具體性質(zhì)而定，并在實(shí)際檢測分析的工作中進(jìn)行篩選和總結(jié)。

責(zé)任編輯：葛