中文摘要：

为充分发挥江西毛竹资源优势，系统地分析毛竹生长过程中和成年毛竹竹叶、竹梢和竹竿部位半纤维素的结构和化学组成，以及半纤维与木素之间的化学键连接方式，对全面系统地揭示毛竹半纤维素的结构与组成、半纤维素与木素之间的作用关系具有十分重要的理论意义和科学价值。本项目以毛竹为原料，采用超声波辅助溶剂法从毛竹竹笋、不同竹龄毛竹的竹叶、竹梢和竹竿中分别分离出半纤维素，并最大限度地使半纤维素结构不被破坏。采用液相色谱、气相色谱－质谱技术等手段分析半纤维素的单糖组成与含量、乙酰基取代度及含量、糖醛酸的种类与含量、阿魏酸类物质种类与含量。采用核磁共振、原子力显微镜、X射线光电子能谱、色谱－质谱、红外、分子排阻色谱等技术深入分析半纤维素的空间结构、一级空间构象、元素种类和价态分布、单糖之间化学键连接方式、单糖之间的连接顺序、羧基和甲基的分布情况、半纤维素与木素之间的化学键连接方，系统阐明毛竹半纤维结构。

结论摘要：

探索了半纤维素的提取技术，包括离子液体法、碱液分级分离法等，这些方法对天然半纤维素的化学结构都有一定程度的破坏。综合考虑半纤维素结构的完整性和半纤维素得率，对于毛竹(Phyllostachys pubescens Mazel)竹笋和不同竹龄毛竹竹竿半纤维素的提取采用NaOH或KOH碱溶液分级分离的方法，半纤维素的总提取率能达到67%；对于竹叶半纤维素的提取采用碱液提取与乙醇分级沉淀相结合的方法，总提取率达到78%。对半纤维素进行了结构特点分析。结果显示，不同竹龄的毛竹竹竿半纤维素中木糖和阿拉伯糖均是最主要的单糖；竹笋和竹叶半纤维素中同时含有较多的木糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖和少量的核糖与糖醛酸；竹笋半纤维素中还含有较多甘露糖；生长了3个月后，不同竹龄毛竹竹竿半纤维素的化学结构相似，未随竹龄呈现明显的变化，主要是由4-O-甲基-α-D-葡萄糖醛酸-α-L-阿拉伯-β-D-木聚糖组成；竹笋半纤维素中除了含有阿拉伯木聚糖外，还含有(1→3)-链接-β-D-葡聚糖、以α－糖苷键链接的葡聚糖、(1→4)-链接-β-D-甘露聚糖、阿拉伯半乳聚糖；竹叶半纤维素的主要组成物质几乎不受毛竹生长时间的影响，除了阿拉伯木聚糖外，还含有阿拉伯半乳聚糖、以(1→3)- 和(1→4)-糖苷键链接的非纤维素类β-D-葡聚糖。水溶性半纤维素中含有较多的乙酰基，碱溶性半纤维素中大部分乙酰基被脱除。另外，半纤维素的组成和结构特性受分离纯化方法的影响，但是骨架结构不受分离条件影响。竹竿半纤维素在溶液中具有不同的聚集形态，包括带支链并且呈螺旋结构的链状、不规则的纳米级的线团状、不规则岛屿状和棒状等聚集形态。在溶液中半纤维素的聚集形态受本身化学结构和溶解半纤维素的溶剂影响。不同竹龄的毛竹竹竿和竹叶半纤维素的热特性相似。半纤维素的热稳定性与半纤维素的结构和组成有关。全面分析毛竹和竹叶半纤维素的结构与组成随竹龄变化规律，对合理有效地利用毛竹及毛竹半纤维素提供理论基础，将对开发利用江西毛竹资源提供重要参考数据。