總述
半纖維素(hemicellulose)：指在植物細胞壁中與纖維素共生、可溶于堿溶液,遇酸后遠較纖維素易于水解的那部分植物多糖。一種植物往往含有幾種由兩或三種糖基構成的半纖維素,其化學結構各不相同。樹莖、樹枝、樹根和樹皮的半纖維素含量和組成也不同。因此,半纖維素是一類物質的名稱。
構成半纖維素的糖基主要有D-木糖基、D-甘露糖基、D－葡萄糖基、D-半乳糖基、L-阿拉伯糖基、4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸基,D-半乳糖醛酸基和D-葡萄糖醛酸基等,還有少量的L-鼠李糖、L-巖藻糖等。半纖維素主要分為三類,即聚木糖類、聚葡萄甘露糖類和聚半乳糖葡萄甘露糖類。
1、聚木糖類
是以1,4-β-D－吡喃型木糖構成主鏈,以4－氧甲基－吡喃型葡萄糖醛酸為支鏈的多糖,其結構如下：式中Xβ為β-D-吡喃型木糖基；(H3CO)4GA為4-氧甲基-吡喃型葡萄糖醛酸基；闊葉材的A和B都是氧乙酰基；針葉材的A為α-L-呋喃型阿拉伯糖,B為羥基。
闊葉材與禾本科草類的半纖維素主要是這類多糖,在禾本科半纖維素的多糖中,往往還含有L－呋喃型阿拉伯糖基作為支鏈連接在聚木糖主鏈上。支鏈多少因植物不同而異。
2、聚葡萄甘露糖類
是由 D－吡喃型葡萄糖基和吡喃型甘露糖基以1,4-β型連接成主鏈。另一類聚半乳糖葡萄甘露糖類則還有 D－吡喃型半乳糖基用支鏈的形式以1,6-α型連接到此主鏈上的若干D-吡喃型甘露糖基和D－吡喃型葡萄糖基上,它們的結構如下：式中Gβ為β-D－吡喃型葡萄糖基；Mβ為β-D－吡喃型甘露糖基；闊葉材的A和B都是羥基；針葉材的A為α-D－吡喃型半乳糖基,B為氧乙酰基。
針葉材的半纖維素以聚半乳糖葡萄甘露糖類為主。主鏈上的葡萄糖基與甘露糖基的分子比也因木材種類不同而在1:1到1:2之間變動。大多數木材半纖維素的平均聚合度只有200。
3、復合體
半纖維素與纖維素間無化學鍵合,相互間有氫鍵和范德瓦耳斯力存在。