文 献 综 述

1 前言

农作物秸秆是地球上最丰富的可再生有机物质之一，每年在全世界可产生大量的秸秆，仅在我国农作物秸秆的年总产量就达8.5亿多吨^[1]。近年来秸秆的开发和利用引起人们的广泛关注，它经过水解可以制得单糖，单糖经微生物发酵可生产低聚糖、单细胞蛋白、有机酸和酒精等有机原料和燃料，这些都是化石资源等不可再生能源的有效替代品。但是由于秸秆的处理成本过高，科技转化力度不强，大部分秸秆仍被用作燃料或在田间被直接燃烧，不仅破坏了生态平衡，而且还会引起环境污染^[2,3]。

功能糖大多是由麦秆、玉米芯、蔗渣等富含纤维素和半纤维素的物质经过酸法、酶法或酸酶法制取的糖，是近几年新兴的功能性食品，以其高效增值双歧杆菌、难为人体消化酶分解、低热量、低甜度的独特功能引起全世界科学家的高度关注。在日本，功能性低聚糖可替代或部分替代蔗糖，并且广泛应用在饮料、调味品、糖果和乳制品等食品中，年消耗量达数万吨以上^[4]。

对于大部分的秸秆，根据其化学组成和营养成分的不同，除其作为有机肥料和燃料 ^[5,6]外，从中生产木糖、低聚糖、阿拉伯糖等功能性糖也是较好的选择，从而可以为食品工业与发酵工业提供更广阔的选择空间。

2 木质纤维素简介

秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，另外它还含有脂肪酸、菇类、脂肪、黄酮类、果胶、蜡、醇类等有机物以及一些无机物等。

2.1 纤维素(cellulose)

纤维素是由很多D-吡喃葡萄糖基以β-1,4糖苷键连接而成的天然链状高分子化合物，大约由500-10000个葡萄糖单元组成。纤维素分子中的羟基易于和分子内或相邻的纤维素分子上的含氧集团之间形成氢键，这些氢键使许多纤维素分子共同组成结晶结构，从而组成复杂的微纤维、无定形区和结晶区等纤维素聚合物,从而具有很强的稳定性而难以水解。