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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 生物质化学与工艺学 1. 简述生物质的定义、分类、 来源和特点。 定义: 指利用大气 , 水, 土地等经过光合作用而产生的各种有机物, 即一切直 接或间接利用绿色植物光合作用形成的有机物质。包括除化石燃料外的植物 , 动 物和微生物及其排泄及代谢物等。分类: 1 木质纤维素 ( 植物根 , 茎, 叶, 果实外壳 ) 2 籽粒( 粮食, 果实) 3 甲壳素特点: 1 资源丰富2 品 种多样3 用途广泛 来源: 植物, 微生物 , 动物. 如农作物及其废弃物 , 木材及其废弃物等。 2. 论述乳酸的来源、化学应用基础和工业利用现状。
2、来源: 广泛存在于人体 , 动植物体和微生物体中, 工业上生产乳酸主要由以下 几个步骤 : 微生物选育 -淀粉葡萄糖麦芽糖等合成乳酸底物选择- 乳酸代谢途径 调控- 乳酸发酵生产及提取纯化。 化学应用基础 : 能与水、 乙醇、 甘油混溶 , 不溶于氯仿、二硫化碳和石油醚。 在常压下加热分解 , 浓缩至 50% 时, 部分变成乳酸酐 , 因此产品中常含有10% 15% 的乳酸酐。由于具有羟基和羧基, 一定条件下 , 能够发生酯化反应。 工业利用现状 : 乳酸当前主要在以下几个方面有工业利用: 1. 食品行业 : 作防 腐保鲜剂和调味剂 , 酿造啤酒及乳制品等 , 酸味剂。2. 医药方面 : 采用
3、乳酸蒸汽 消毒, 作防腐剂、载体剂、助溶剂、药物制剂、 pH 调节剂等 , 聚乳酸还是 良好的手术缝合线。 3. 乳酸合成聚乳酸 , 聚乳酸在塑料制品 , 食品包装等行业有 其独到的优点。 3.论述从生物质生产糠醛的工艺过程、糠醛的化学利用原理和途径? 糠醛会与同种类化合物起反应, 如乙醛和其它芳香化合物。 芳香化合物糠醛稳定 性比苯小 , 而且对氢化作用和其它加成反应的活性都远比其它芳香族化合物大。 当加热至约 250 , 糠醛会分解为呋喃和一氧化碳, 有时会爆炸性的分解。 若 与酸一起加热 , 糠醛会发生不可逆反应 , 形成坚硬的热固性树脂。 途径: 糠醛用 资料内容仅供您学习参考，如有不
4、当或者侵权，请联系改正或者删除。 来作为石化炼制品中的溶剂, 从其它碳氢化合物中提炼二烯烃, 制造合成橡胶 还可与苯酚、丙酮、 尿素反应制造树脂。这种树脂用于制造玻璃纤维、一些 飞机零件和汽车制动器。 糠醛也是生产呋喃和四氢呋喃溶剂的原料。羟甲基糠醛 已在各种各样的热加工食品中使用。 4.简述天然油脂的结构、组成、 分类及常见不饱和脂肪酸的分布。 组成: 油脂是由多种高级脂肪酸如硬酯酸、软酯酸或油酸等跟甘油生成的甘油 酯。天 然油脂大都为混甘油酯 . 分类: 按来源分可分为植物油脂, 动物油脂 , 微生物油脂按存在状态和脂肪酸 组 成 可 分 为 固 态 油脂 和 液 态 油 脂 。 常 见
5、不 饱 和 脂 肪 酸的 分 布 : 月 桂 酸 ( C12H24O2) , 硬脂酸( C18H36O2) , 油酸( C18H34O2) , 亚油酸 ( C18H32O2) , 花生酸 ( C20H40O2) 等。主要分布在椰子油 , 棕榈仁油 , 动物油 , 花生油中 ) 。 5.论述植物油的综合利用途径。植物油主要有以下几种利用途径: 1. 食用植物油脂 : 食用植物油脂是人类的重要副食品, 主要用于烹饪、 糕点、 罐头食品等 , 还能够加工成菜油、人造奶油、烘烤油等供人们食用。 2 工业用 植物油脂 : 其用途极为广泛 , 是肥皂、 油漆、 油墨、 橡胶、 制革、 纺织、 蜡 烛、 润
6、滑油、合成树脂、化妆品及医药等工业品的主要原料。如加氢植物油 制肥皂。 6. 举例说明何为单糖的D/L 构型、 / 构型和呋喃 / 吡喃构型 ? ( 以结构式 表示) 凡离羰基最远的手性碳原子与D-甘油醛构型相同的碳水化合物属于D 型, 相反 的属于 L 型。P12例子。单糖环化成呋喃糖或吡喃糖时, 羰基碳原子变成了手 性碳原子 , 半缩醛羟基与决定单糖构型的C-5 上的羟基在碳链同侧的叫做型, 异侧的叫做型。 P13例子。 把具有含氧五元杂环的糖称为呋喃糖, 具有含氧六元杂环的糖称为吡喃糖。P13 例子。 7. 淀粉的分离方法有那些 ? 简述其原理并比较其优缺点。 资料内容仅供您学习参考，如
7、有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 分离方法 : 温水浸出法 ; 在不低于糊化温度下, 直链淀粉溶于热水形成黏度低 的溶液 , 而支链淀粉不能。用热水(60 - 80) 处理淀粉 , 颗粒中的直链淀粉 溶解出来 , 再用正丁醇生成结晶性复合物沉淀析出。再用大量乙醇洗去正丁醇, 得直链淀粉。缺点 : 分离过程中淀粉仍保持颗粒状。 完全分散法 : 先将淀粉颗粒分散成为溶液, 然后添加适当的有机物, 使直链淀 粉成为不溶性的复合物而沉淀。 优点: 不但能破坏颗粒结构 , 而且还能完全排除 脂类物质污染。 分级沉淀法 ; 利用直链淀粉和支链淀粉在同一盐浓度下盐析所需温度不同而将 其分离。 凝沉分离法
8、 ; 直链淀粉具有很强的凝沉性质, 易形成结晶状沉淀析出。 优点: 分 离过程中不需用任何络合剂, 产品的纯度高 , 支链淀粉不被化学试剂污染。 缺点: 能耗高。 电泳法 ; 马铃薯中支链淀粉含有少量磷酸, 具有负电荷 , 可利用电泳将直链淀 粉和支链淀粉分离。纤维素吸附法 : 利用直链淀粉能被纤维素吸附而支链淀粉 不被吸附的性质可将它们分离。 8. 如何制备乙酰丙酸 ? 乙酰丙酸有那些用途 ? 制备工艺 : 原料 ( 生物质秸秆木屑等 ) 酸水解成为还原糖, 然后加热 , 在高 温条件下将还原糖在短时间内转化为乙酰丙酸过滤浓缩减压蒸馏或萃取 成品 用途: 可作为羧酸反应和酮反应, 经过酯化、
9、 卤化、 加氢、 氧化脱氢、 缩合 以及其它化学反应 , 制得各种各样的产品。如用作塑料改性剂、溶剂、 医药、 工业化学品、香料、 农药中间体、有机合成中间体、聚合物添加剂、润滑 油添加剂、 表面活性剂、 印刷油墨、 橡胶助剂、 化妆品添加剂 ( 包括洗发剂、 漱洗用品 ) 等。还可用作树脂、医药、 香料、涂料的原料和溶剂。在医药工 业中, 其钙盐可制成静脉注射剂和消炎注射剂等。它的低级酯可作食用香精或烟 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 草香精。用本品制取的双酚酸可生产水溶性树脂, 应用于造纸工业生产过滤纸。 还可制取农药 ( 如植物激素等 ) 、 染料和表面活
10、性剂等。 9. 植物的胞壁三大素指的是什么, 它们在木材中占的比例如何? 植物胞壁三大素指纤维素, 半纤维素 , 木质素。木材中含纤维素约40%-50%, 针 叶木材中含木质素25%-30%, 含半纤维素25%-30%, 阔叶木材中含木质素 20%-25%, 含半纤维素 30%-40% 。 10. 纤维素与半纤维素有什么异同点? 相同点 : 化学性质类似 , 都能进行水解 , 酯化, 醚化 , 接枝共聚 , 交联, 热解 与燃烧等反应 ; 都广泛存在于植物细胞壁中。 同属于多聚糖 , 都是甙键连接 , 在 碱性条件下降解 ; 均含游离羟基具有亲水性。不同点糖基种类 : 纤维素 : 单 糖基构成
11、的高聚物半纤维素 : 两种或两种以上的糖基构成 结构型 ( 分子形态 ) 纤维素 : 典型的线型高聚糖无侧链半纤维素 : 支链 型, 线型的但带短侧链物理结构纤维素 : 由结晶区和无定形区交 错半纤维素 : 一般无结晶区聚合度纤维素 : 平均7000 15000 半纤维素 : 仅含 150-200 个糖基在细胞壁中的作用纤维素 : 骨架物质半纤维素 : 基本物质 吸湿性和润胀度纤维素 : 吸附水只能进入无定形区, 结晶区对润胀有限制 作用半纤维素 : 水分子容易进入 , 吸湿性和润胀度比纤维素高。 11.什么是木质素 , 木质素与纤维素和半纤维素有何不同? 木质素 , 木质素是一种广泛存在于植
12、物体中的无定形的、分子结构中含有氧代 苯丙醇或其生物结构单元的芳香性高聚物。 不同: 木质素 : 属于芳香族物质 , 是以苯丙烷为结构单元, 同时有甲氧基的存 在, 分子结构中有复杂的官能团, 包括羟基、羰基等。木质素经过醚键和碳键 彼此连接成的三度空间结构的高聚物, 在细胞壁中为结壳物质。纤维素和半纤 维素: 属多糖类物质 , 都是苷键连接 , 能够酯化 ( 乙酰化 ) 或醚化 , 在适当条件 下水解 , 在碱性条件下降解 , 含有游离羟基具有亲水性。 纤维素和半纤维素分别 为线性结构和支链结构 , 在细胞壁中分别为骨架物质和粘结物质. 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或
13、者删除。 12. 木质素磺酸盐的制备方法及其用途。 制备方法 : 传统的亚硫酸盐法制浆和其它改性的亚硫酸盐法制浆。用不同pH的 亚硫酸盐溶液在 130-140 度加热蒸煮碎木。滤除纤维素 , 剩下纸浆废液 , 用石灰 乳中和 , 除去不溶性的亚硫酸钙之后喷雾干燥法制备木质素磺酸盐。 用途 : 工业上 : 橡胶补强剂 ; 分散剂和表面活性剂; 粘合剂 ; 皮革鞣剂制备 ; 金属离子的吸附 农业: 肥料; 液体地膜 ; 农药缓释剂 ; 植物生长调节剂 ; 饲料添加剂 ; 沙土稳 定剂 ; 土壤改良剂 ; 水面保水剂; 水果和植物的杀菌防腐剂和栽培食用菌 等。 医药上 : 抗凝血剂 ; 抗溃疡剂 ;
14、 抗炎剂 ; 抑汗剂 ; 杀菌剂 ; 兴奋剂和壮身剂等。 13. 蛋白质的组成元素主要有哪些, 它与氨基酸是什么关系 ? 蛋白质的组成元素主要有C,H,O,N,P,S 等。 蛋白质是由氨基酸经过肽键构成的聚 合物。氨基酸脱水缩合蛋白质 , 蛋白质水解生成多种氨基酸, 蛋白质由多种氨基 酸结合形成。 14. 什么是蛋白质的多级结构 ? 影响蛋白质变性的因素有哪些? 蛋白质多级结构 : 是指蛋白质分子中所有原子在三维空间中的排布。一级 结构: 是指氨基酸经过共价键即肽键连接而成的线性序列。 二级结构 : 多肽链中彼此靠近的氨基酸残基之间由于氢键的相互作用而形成的 空间关系 ; 指多肽链的折叠方式
15、, 主要是 - 螺旋和 - 折叠。 三级结构 : 含螺旋、弯曲和折叠或无规卷曲等二级结构的蛋白质, 其线 性多肽链进一步折叠成为紧密结构时的三维空间排列。 四级结构 : 两条或两条以上具有三级结构的多肽链聚合而成的具有特定三维结 构蛋白质构象。影响蛋白质变性的因素 : 1 物理因素 : 热( 大于40-50) ; 冷冻 ( 酶失活 ) ; 流体静压 ; 辐射 ; 剪 切; 化学因素 : pH, 过渡金属和高浓度的盐, 有机溶剂 , 有机化合物的水 溶液 15. 如何提取和制备甲壳素和壳聚糖, 它们有何异同( 用分子结构式表 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 示)
16、? 甲壳素和壳聚糖的生产工艺流程: 虾蟹壳 ( 清洗除砂 ) -净壳 ( 浸酸脱钙 ( 4%-6%HCl) ) -除去无机盐的壳 ( 清洗脱蛋白 , 10% 烧碱液煮 ) - 清洗( 脱色, 漂 白, 1%KMnO4, NaHSO3 溶液或日光漂白 ) - 烘干-甲壳素 -( 脱乙酰基 , 40%浓烧碱 液煮) - 清洗, 烘干- 壳聚糖P4结构式 , P203 页结构式。甲壳素脱乙酰化得 到壳聚糖 16. 作为一种重要的生物质平台化合物丁二酸的用途有哪些? 主要有以下 5 类用途 : 第一类为表面活性剂、清洁剂、 添加剂和起泡剂 ; 第二 类为离子鳌合剂 ; 第三类是在食品行业中作为酸化剂、 pH 改良剂和抗菌剂 ; 第 四类是与健康有关的产品, 包括医药、 抗生素、 氨基酸和维生素的生产 ; 第五 类是作为生物可降解塑料聚丁二酸丁二醇酯( PBS) 的主要原料。 17. 什么是乳酸和聚乳酸 ? 乳酸: 无色液体 , 无气味 , 具有吸湿性。分子式 C3H6O3, , 熔点 18。 沸点 122 ( 2kPa)。与水、 乙醇、 甘油混
