摘要
为了研究硫酸盐浆中残余木素的化学结构及高效仿酶降解机制，采用13C/2H双同位素示踪法对木素和多糖进行标记，利用13C-NMR和1H-NMR波谱从木素和多糖两个角度解析木素及木素-碳水化合物复合体（Lignin-CarbohydrateComplex，LCC）的结构。 首先体外有机合成了松柏醇葡萄糖苷-[α-13C]，13C-NMR波谱显示其α位信号有明显增强。在六月份，向生长的银杏植株中投入木素前驱物松柏醇葡萄糖苷-[α-13C]、多糖前驱物D-葡萄糖-[6-2H2]及苯丙氨酸解氨酶（PhenylalanineAmmonialyas，PAL）的阻诘剂羧甲氧基胺半盐酸盐（AOA）的溶液，人工培养一个月后，对新生木质部进行13C/2H丰度和固态CP/MAS13C-NMR测定。结果表明α-碳的富集度是自然丰度（1.0766%）的3.78倍，多糖单元6号位上的D/H值是未标记样品的6.97倍，木素及糖类物质的沉积首先主要发生在初生壁，然后是次生壁。天然银杏中木素之间以β-1、β-5和β-O-4结构为主，木素与多糖类物质以缩醛键、苯甲醚键和苯甲酯键连接。 以双同位素标记的木粉为原料进行硫酸盐法蒸煮，硫酸盐浆中木素含量约为6.47%，木素脱除率达到了79.3%，纸浆卡伯值为43.1左右。蒸煮后的浆料利用酶水解法分离得到纤维素酶解木素（CellulolyticEnzymeLignin，CEL），再通过碱抽提得到碱溶性CEL（CEL-Alk）和碱不溶CEL（CEL-Alkins），对其分别进行13C-NMR和1H-NMR表征，结果表明CEL-Alk中含有较多的木素残基，木素间主要以β-O-4、β-1和β-5进行连接，少量木素Cα与碳水化合物仍然以缩醛键和苯甲醚键连接，其中苯甲醚键连接结构约占所有连接键的8.2%。乙酰化后的碱不溶组分中含有较多不溶性的纤维多糖，存在少量的β-1木素结构以及木素与纤维素葡萄糖单元之间连接的苯甲醚键结构。 对CEL-Alk分别进行Gif-sur-Yvette体系（GIF体系）和Cu(Salen)体系的仿酶处理，以除去残余的木素，为仿酶漂白工艺提供理论依据。分子量测定结果表明Cu(Salen)仿酶对木素的降解效果更好，经降解后分子量达到了2.45×103。降解残余物的13C-NMR和1H-NMR波谱显示，CEL-Alk经GIF型仿酶处理后木素间主要以β-5、β-O-4、β-1结构相连，少量木素与碳水化合物以缩醛键和苯甲醚键连接，其中苯甲醚键连接结构约占所有连接键的6.7%。经Cu(Salen)型仿酶处理后木素间主要以β-O-4、β-1结构相连，未发现木素与糖单元的连接。
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