纤维二糖

纤维二糖是一种天然存在的二糖，由两个 β-1,4-糖苷连接的葡萄糖分子组成。纤维二糖是纤维素水解的产物，也是纤维素的基本结构单元。

在自然界不存在游离的纤维二糖，在乙醇水溶液中可得细粒结晶的纤维二糖（真空干燥后），熔点 225℃（分解）。它与纤维素的关系如同麦芽糖与淀粉的关系一样，水解后也得两分子D-(+)-葡萄糖，所不同的是麦芽糖为α-葡萄糖苷，而纤维二糖为β-葡萄糖苷。

摩尔质量：342.3 g mol

密度：0.6 克·厘米（堆积密度）

熔点：239 °C（分解）

溶解度：易溶于水（15 °C 时为 111 g l）

天然存在的纤维二糖已在玉米 (Zea mays)、松针 (Pinus) 和蜂蜜的胚乳中被发现。在加工食品中，纤维二糖已被确定为水解淀粉糖浆中的返原产物。

另一种来源是纤维素的自然分解，例如在天然存在的真菌酶分解木材的过程中。然而，大多数细菌、真菌和高等生物由于缺乏酶，无法将纤维二糖分解成葡萄糖亚基；只有少数原生动物和真菌，如曲霉属、青霉属和镰刀菌属拥有必需的 β-1,4-葡萄糖苷酶（纤维二糖酶）。

一些木材分解真菌，如蚯蚓 (Ceriporipsis subvermispora) 也可以通过细胞外血黄素酶纤维二糖脱氢酶 (CDH) 氧化降解纤维二糖。 形成葡萄糖酸而不是葡萄糖。

纤维二糖的生物技术生产可以通过纤维素的酶水解或通过酶促过程进行，例如从技术上可以从蔗糖中实现。后者在磷酸盐存在的情况下发生，蔗糖磷酸化为葡萄糖-1-磷酸 (G-1-P) 和果糖被蔗糖磷酸化酶 (EC 2.4.1.7) 催化。产生的果糖可以在葡萄糖异构酶 (EC 5.3.1.5) 的第二个反应中转化为葡萄糖。第 一个反应中存在的 G-1-P 和第二个反应中产生的葡萄糖被纤维二糖磷酸化酶 (EC 2.4.1.20) 催化，在第三个反应中将磷酸盐释放到纤维二糖中。

除了主要的双糖化合物纤维二糖外，糖类水溶液还含有单糖葡萄糖和果糖以及磷酸盐、G-1-P 和盐类的其他残基。糖溶液通过电渗析脱盐。随后的结晶和物理分离（例如离心）使得纤维二糖可以从纯度超过 99.5% 的多组分糖溶液中获得。

纤维二糖在酸性、中性和碱性水溶液中可以化学分解成两个葡萄糖单元。必要的活化能差别很小，而必要的温度差别很大。酸水解最容易用盐酸、稀硫酸或磷酸进行——从 18 °C 开始；碱裂解至少需要 60 °C，水热降解甚至需要 180 °C。

用乙酸或乙酸酐处理纤维素会产生水溶性差的纤维二糖-辛乙酸酯（乙酸酯）。

使用来自任何植物纤维的纤维素生产葡萄糖以及从中生产可燃低级醇（如丁醇）阻碍了许多易于获得的纤维素酶（主要来自囊状真菌绿色木霉和里氏木霉 T .reesei) 不分解纤维二糖罐头。因此，从黑曲霉中获得的 β-1,4-葡萄糖苷酶 (Novozym) 添加到试验植物中。

纤维二糖可以通过用 β-葡萄糖苷酶进行酶促裂解并随后对裂解产物葡萄糖进行纸层析检测来检测。 在仪器分析中建立了色谱法，对纤维二糖进行了清晰的检测和定量测定。在用例如甲硅烷基化试剂衍生化后，纤维二糖可以转化为挥发性化合物，进而可以在各种基质中存在其他糖化合物的情况下使用气相色谱法明确识别和可靠地定量这些化合物。

此外，还可以很好地使用高效阴离子交换色谱结合脉冲安培检测的方法，在强碱性色谱条件下使糖类去质子化，使其附着在强作为固定相的阴离子交换剂根据其分子结构的不同而受到不同程度的阻滞。 纤维二糖与其他单糖、二糖或其他低聚糖分离，无需预先进行衍生化反应，因此可以可靠地进行定性和定量测定。

纤维二糖可以通过在沃尔克 (Wöhlk) 反应中形成红色染料进行湿化学处理费伦 (Fearon) 的测试和 1,6-二氨基己烷方法，尽管其他 1,4-连接的二糖如乳糖或麦芽糖必须排除在外，因为它们的反应方式相同。