全 文 ：黑云杉管胞胞间层和次生壁
的化学特性
P
.
W hi ti
n g… , W o o d S e i
.
T e e h n o l
. ,
1 9 8 2
,
N o
.
4
,
2 6 1一 2 6 7 (英文 )
本项研究的目的是 , 测定黑云杉管胞的胞
间层和次生壁组织中甲氧基 、 默基和竣基的含
量 。 所进行的元素分析不包括酚经基 。
试验结果及讨论
如表 1 所示 , 用三种方法分析 甲氧基的结
果基本相符。 次生壁木素的甲氧基含量与胞间
层木素甲氧基含量之平均比率的误差为 士 5帕 。
全纤维木素的甲氧基含量可根据胞间层木素 占
7 肠 、 次生壁木素占23 %计算得出 。 表 1 括号
中的计算数据与观察数据相符 。
试验结果清楚地表明 , 胞间层木素的甲氧
基含量很低 。 看来 C . 单元只有 60 肠被甲氧基
化 。 这些数据与紫外线可见光谱相符 。 从图 1
胞间层组分的光谱可以看出 , 含有很大比例的
对一经苯丙烷基的木素 (甲氧基含量低 ) , 在波
长 28 0 n m 的紫外吸收峰相当平整 。 随着甲氧基
含量的下降 , 波长为 2 80 n m 的紫外光吸收 与
2 6 o n m 的之 比也下降 , 见表 l 。
次生壁木素的 甲氧基含量与胞间层木素甲
氧基含量的差别 , 可有助于解释这两种木素在
咬玻 认. , ,
图 1 胞间层和次生壁组分的紫外
线可见光谱
化学反应性上的某些差异 。 具有对一经苯 丙 烷
基的木素在芳环的第 3 或第 5 号位上具有 C一
C键的可能性要更大 。 这种 C一 C 键很难断裂 ,
因此胞间层木素在蒸煮中的溶解要比较缓慢 ,
尤其在硫酸盐法和酸性亚硫酸盐法蒸煮中更是
如此 。
值得注意的是 , 阔叶木纤维的胞间层含有
过量的愈创木木素 , 而次生壁木素则富集丁香
基 。 因此 , 尽管阔叶木纤维的甲氧基总含量高
于针叶木纤维 , 但阔叶木胞间层木素的甲氧基
表 1 次生皿 、 全纤维和胞间层组分中木素的分析
均基
氧
平甲木 素 红外线法甲 氧 基
O C H
a
/ C
.
H l 法
甲 氧 基
O C H
。
/ C
.
热 解 法
甲 氧 基
O CH
:
/C
.
毅 基A Z s o /
A 2 6 0
次生壁
全纤维
2 2
2 7
1
.
0 2
0
.
9 1
1
。
03 士 0 . 0 3
0
。
9 3 士 0 。 0 3
未 测
未 测
( 0
.
9 3 ) ( 0
.
0 5 ) ( 0
. 马。 ) ( 0
. 。` )
胞 间层
SW / M L
0
。
6 2 士 0 . 04
》 3 . 4
观察数值 , 其原因不确知 , 可能是因为 C 。 H ; 。
O
。 并非是木材中总非木素组分的确切成分式 ,
也可能是因为有些纽胞壁和胞间层木素所含的
氧比磨木木素多一 ,而碳比磨木木素少 。要解决这
少问题 , 需进一步研究精确制备试样的方法 。
表 2
组 鑫
次生壁
全纤维
胞 间层
纤维组织的元素分析结果
织 木素 帕 碳 肠 氢 帕 氧 帕
次生壁 2 2 l 6 . 1 4 6 . 8
全纤维 2 了 4 7 . 1 ( 6 . 2 ) ( 4 5 . 2 )胞 间层 6 0 ( 4 8 . 6 ) 6 。 2 4 6 . 2
4 了。 6 ( 6
.
2 ) ( 4 4
.
1 )
( 4 9
.
7 ) 6
.
5 4 0
.
3
5 3
.
2 ( 5
.
3 ) ( 3 7
.
6 )
( 5 6
.
1 )
注 ; 括号 内为根据磨木木素 和多 糖计算得到的数值 。
/
/
了了
/
咐讲汉月,J
o\啪玻
含量也是很低的 。
从表 1 的毅基测定结果可 以看出 , 只有胞
间层木素的拨基含量可以测出 , 而全纤维和次
生壁的拨基含量低于察觉限度 ( 。 . 3肠 ) 。 如果
假定全木材纤维的淡基含量刚好达 到 察 觉 限
度 , 为 0 . 3肠 ,且所有的淡基都存在子木素中的
话 ,则可能计算得出全纤维木素的淡基含 量 为
1
.
1 %
。 根据胞间层和次生壁的木素之比例 , 即
可算出次生壁木素的碳基含量为 0 . 7 肠 ,这个数
值为次生壁木素的最高可能毅基含量 , 再高就
会超过察觉限度了 。 由此可知 , 胞间层木素的
翔基含量与次生壁木素默基含量之比必定大于
3
。
磨木木素主要来自管胞的次生壁 , 因此 ,
每个苯丙烷单元的默基个数应代表次生壁木素
的拨基含量 。过去试验研究的该数值为。 · 2 , 而
本次试验所得的每个苯丙烷单元的最大可能默
基含量仅为 。 . 0 5 , 出现这种情况的原因目前尚
不得而知 。
对次生壁 、 全纤维 、 胞间层试样及其他具
有不同木素含量的试样进行了狡基分析试验 。
其结果如图 2 所示 , 随着木素含量的增加 , 竣
基含量呈线性增加 。 值得说明的是 , 这一趋势
并不一定说明授基是木素的化学组成部分 。 木
素含量的增加是由于组分中胞间层组织比例的
增大所致 。
从图 2 的曲线只能说明胞间层的竣基含量
高 。 若将木素含量外推至 80 肠 , 即接近实际胞
间层含量 , 则梭基含量大约为 0 . 95 肠 , 为次生
壁狡基含量 ( 。 . 31 % ) 的 3 倍 。
表 2 列出了三种试样的元素分析结果 。 正
如所料 , 胞间层组织的碳含量最高 , 而 氧含量
最低 , 假设这些试样的组成只有多糖和木素 ,
则能够计算出每种试样的元素组成 。 多糖的成
分式为 C 。 H , 。 O 。 , 相当于 4 4 . 4 肠C 、 6 . 2肠 H 、
49
.
4 % O
。 黑云衫磨木木素元素 分 析 结果 为
64
·
1 % C
、
6
.
4肠 H 、 2 9 . 5 % O 。 根据这些数据
和各组分的木素含量 , 可计算出表 2 括号内的
元素组成 。 所有计算得出的碳含量均高于试验
.一 ` 一~ 一一一 _ 一一“ .` 0 3 0本 未 %
图 2 梭基含量与木素含量的关系
结 论
云杉木的胞间层和次生壁组织之化学成分
有很大的不 同 , 最重要的差别是 , 胞间层木素
的甲氧基含量比次生壁要少 。 这可用来解释试
验中看到的这两种木素化学反应性的不 同。 还
可认为 , 在针叶木木素生物合成过程中一定存
在有两种木素前身— 松柏醇和对一香 豆 醇 。显然 , 对一香豆醇是在细胞产生胞间层的 过 程
中存在或产生的 。 值得提出的是 , 辐射松磨木
木素也具有高的对一经基苯含量 。
(万 立 )