Hemicellulose có mạch ngắn khoảng 500-3000 gốc đƣờng đơn, là polyme có mạch phân nhánh, cùng có mặt với cellulose trong thành tế bào thực vật. Trong khi cellulose có cấu trúc tinh thể bậc cao chặt chẽ rất khó bị thủy phân thì hemicellulose có cấu trúc tùy tiện, dễ bị thủy phân bởi kiềm hoặc axít cũng nhƣ bởi các enzyme hemicellulase để tạo thành glucose, và các đƣờng khác nhƣ xylose, mannose, galactose, rhamnose, arabinose.
Hemicellulose bao gồm chủ yếu Xylan (gọi là Hemicellulose A) và Arabinoxylan (gọi là Hemicellulose B). Xylan là polyme mạch thẳng của D-xylose với liên kết -(1 4). Arabinoxylan gồm mạch chính là xylan gắn với mạch nhánh là L-arabinofuranose bởi các liên kết (1→2). Nhƣ vậy, đơn vị thành phần tạo nên cấu trúc Hemicellulose chính là D-xylose và một ít L-arabinofuranose (Hình 1.5).
Xylan – Hemicellulose A
Arabinoxylan Hemicellulose B
Hình 1.5. Cấu trúc phân tử hemicellulose
Lignin là một polymer dị thể, tạo nên bởi các monomer là p-coumaryl alcohol, coriferyl alcohol, sinaryl alcohol, cùng có mặt với cellulose trong thành tế bào thực vật, cùng với cellulose bao bọc xung quanh cellulose tạo thành những bó sợi vững chắc.
Lignin có thể bị thủy phân bởi các tác nhân hóa học hoặc bởi các enzyme nhƣ manganese peroxidase, lignin peroxidase cellobiose dehydrogenase.
Khi nhiệt phân, lignin cho sản phẩm là methoxy phenols và đặc biệt là các guaiacol and syringol có tác dụng tạo mùi cho thực phẩm hun khói
Hình 1.6 Giả thiết cấu trúc của lignin
Mục đích của đề tài là thủy phân polysaccharide có trong rơm rạ đến sản phẩm glucose, đồng thời lên men tạo etanol dùng làm nhiên liệu sinh học. Do vậy, trƣớc khi trình bày về phƣơng pháp thủy phân cellulose và lên men etanol, chúng tôi xin giới thiệu một vài nét về nhiên liệu sinh học.