纤维二糖是由两分子D-(+)-葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连接形成的还原性双糖，化学式为C12H22O11。作为纤维素的基本结构单元，其水解产物为两分子葡萄糖，在自然界中以结合态存在于纤维素中。该化合物呈现白色结晶粉末形态，在乙醇溶液中可析出结晶。与麦芽糖的α-葡萄糖苷结构形成对比，纤维二糖的β-葡萄糖苷键特性使其不能被麦芽糖酶水解，但可被苦杏仁酶水解。2024年研究显示其衍生物纤维二糖酸通过酶法合成取得突破，拓展了在食品医药领域的应用前景。

由两分子D-葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连接，其链状结构可用Fischer投影式表示，环状结构则通过Haworth式和构象式展示。与麦芽糖的α构型形成对比，这种β-葡萄糖苷键结构决定了其与纤维素的同源性。

分子中存在游离的半缩醛羟基，使其具有还原性，可发生成腙、成肟反应，并表现出变旋现象。该结构特征使其能被苦杏仁酶特异性水解，但无法被麦芽糖酶分解。

在常温下为白色结晶粉末，熔点225℃（分解），比旋光度+35°→+16°（水中）。可溶于水形成右旋溶液，在乙醇水溶液中形成结晶析出。作为还原糖，能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。

水解反应需在酸性条件或β-葡萄糖苷酶催化下进行，断裂β-1,4糖苷键生成两分子D-葡萄糖。该特性使其成为研究纤维素降解机制的重要模型化合物。

主要来源于纤维素的部分水解，采用浓度为41%的盐酸在常温下水解纤维素，经中和、浓缩后从乙醇溶液中重结晶获得。工业化生产多采用纤维素酶解工艺，通过黑曲霉等微生物产生的纤维素酶系实现定向降解。

2024年烟台大学研究团队开发多酶级联催化体系，以淀粉为底物通过四步酶促反应合成纤维二糖酸，反应效率达21.2g/L。该技术突破为纤维二糖酸衍生物的规模化生产提供新途径。

薄层色谱法（TLC）采用硅胶G板，展开剂为正丁醇-乙酸-水（4:1:5），苯胺-二苯胺显色剂呈蓝绿色斑点。核磁共振谱（13C NMR）可明确区分β-糖苷键特征峰（δ102-106ppm）。质谱分析显示分子离子峰m/z 342（[M+H]+）。

作为功能性甜味剂应用于低热量食品，其β-糖苷键结构不被人体消化酶分解，具有膳食纤维功能。在烘焙食品中可延缓淀粉老化，保持产品柔软度。

纤维素水解生成纤维二糖的过程是生物质转化乙醇的关键步骤，通过β-葡萄糖苷酶进一步水解为葡萄糖进行发酵。2022年研究指出优化纤维二糖转化效率可提升乙醇产率。

纤维二糖酸作为其氧化产物，具有抗氧化功能。2024年酶法合成技术突破使其在生物医学材料领域展现潜力。

β-葡萄糖苷酶的固定化技术成为近年研究热点，2022年北京农学院研究表明，采用磁性纳米粒子固定化酶可使纤维二糖水解效率提高。2024年通过体外合成生物学策略构建的多酶体系，成功实现纤维二糖酸的合成，转化率达42.4%。

晶体学研究揭示纤维二糖单晶属于单斜晶系，空间群P21，晶胞参数a=8.92Å，b=16.74Å，c=4.85Å，β=93.5°，分子间通过羟基形成三维氢键网络。该结构特征解释了其较高的热稳定性。