Пектиновые вещества в древесине

В древесине содержание пектиновых веществ невелико (0,5—1,5 %). Однако в молодых тканях растений и в коре их содержание может быть довольно большим (7—16 %). С возрастом оно постепенно уменьшается. Пектиновые вещества древесины входят в состав межклеточного вещества. В период роста они придают растительным тканям необходимую прочность и эластичность. Пектиновые вещества сильно набухают в воде. Поглощенная вода труднее испаряется и замерзает. Поэтому растения с большим содержанием пектиновых веществ устойчивее к засухе и замерзанию. [c.147]

Органические и неорганические высокомолекулярные соединения. Органические высокомолекулярные соединения являются основой живой природы. Важнейшие соединения, входящие в состав растений, — полисахариды, лигнин, белки, пектиновые вещества — высокомолекулярны. Ценные механические свойства древесины, хлопка, льна обусловлены значительным содержанием в них высокомолекулярного полисахарида— целлюлозы. Главной составной частью картофеля, пшеницы, ржи, овса, риса, кукурузы, ячменя является другой высокомолекулярный полисахарид — крахмал. Торф, бурый уголь, каменные угли представляют собой продукты геологического превращения растительных тканей, главным образом целлюлозы и лигнина, и также должны быть отнесены к высокомолекулярным соединениям. [c.11]

В природе пентозы встречаются главным образом в виде полисахаридов пентозанов (С5Н 04) , а также входят в состав пектиновых веществ и растительных камедей, например, гуммиарабика, вишневого клея (см. стр. 354). Пентозаны находятся в древесине (лиственные деревья содержат 22—27% пентозанов), в сене (10—15%), соломе, оболочках семян, подсолнечной лузге и т. д. При гидролизе пентозаны расщепляются на пентозы [c.331]

Полученные данные подтверждают, что в молодой древесине содержится значительное количество галактозы и арабинозы, повидимому, входящих в состав пектиновых веществ. Содержание-ксилозы с возрастом древесины увеличивается. [c.313]

Рис. 8.11. Схема распределения основных компонентов древесины в клеточной стенке (П - пектиновые вещества)

В древесине (тканях зрелой ксилемы) содержание пектиновых веществ невелико. Их массовая доля обычно составляет 0,5... 1,5% (редко до [c.321]

Пектиновые вещества в древесине входят в состав сложной срединной пластинки и в зрелых тканях вместе с лигнином обеспечивают связывание клеток в ткань. Пектины находятся также в торусах мембран окаймленных пор. Во время развития клетки и растения в целом пектиновые [c.321]

Пектиновые вещества практически невозможно выделить из древесины в чистом и неизмененном виде. Вследствие этого их состав и строение компонентов до конца еще не изучены. [c.322]

Минеральные компоненты, поглощаемые корневой системой дерева из почвы, по проводящим тканям поступают в ствол и крону, где распределяются между отдельными тканями. Необходимые для жизнедеятельности элементы накапливаются в запасающих, меристематических, выделительных и ассимиляционных тканях. Они могут присутствовать в виде солей, главным образом, карбонатов, оксалатов, фосфатов, силикатов и сульфатов, и быть связанными с компонентами древесины, например, с Пектиновыми веществами. Минеральные компоненты по толщине клеточной стенки распределяются очень неравномерно, концентрируясь в сложной срединной пластинке и в слоях, граничащих с полостью клетки. Поэтому в хвойных породах поздняя древесина, трахеиды которой имеют Массивную вторичную стенку, содержит меньше неорганических веществ, чем ранняя древесина. [c.528]

К второстепенным полимерным веществам, содержащимся в древесине в малых количествах, относятся крахмал и пектиновые вещества. В паренхимных клетках находятся белки, но главным образом.в неодревесневших частях ствола— камбии и внутреннем слое коры. [c.18]

Углеводы являются представителями одного из классов органических веществ, наиболее распространенных в живых организмах. Углеводы составляют основу (80% сухой массы) древесины и стеблей растений. Наиболее распространенными группами углеводов в растительном мире являются целлюлоза, крахмалы, пектиновые вещества, сахароза и глюкоза. Ряд углеводов выделяют из растительных источников в промышленных масштабах. Например, мировое производство сахарозы достигает сотен миллионов тонн. [c.473]

Многие полисахариды, присутствующие в растениях, обнаружены в клеточных стенках. Стенки представляют собой сложную переплетенную решетку из целлюлозных микрофибрилл, окруженную аморфным межклеточным веществом. Основными компонентами межклеточного вещества являются пектиновые вещества, лигнин и гемицеллюлозы. Гемицеллюлозы — это те полисахариды клеточной стенки, которые не относятся ни к пектиновым веществам, ни к целлюлозе. Гемицеллюлозы представляют собой настолько разнородную и условно определяемую группу, что целесообразность такого термина вызывает большое сомнение. В препаратах гемицеллюлоз чаще всего присутствуют ксиланы, маннаны, глюкоманнаны, галактаны и арабаны. Часто в них находятся также Г-рамноза и В-галактуроновая кислота. В большинстве препаратов преобладают ксиланы, хотя гемицеллюлоза из некоторых видов древесины и семян особенно богата маннанами. Число и тип соединений, присутствующих в препаратах гемицеллюлозы из разных тканей, значительно различаются между собой кроме того, наблюдаются большие различия в относительном содержании компонентов и в деталях их строения. [c.175]

Целлюлоза, или клетчатка, — главная часть клеточных стенок растений. Основными источниками получения целлюлозы являются волокно хлопчатника, лубяные волокна волокнистых растений (льна, конопли, джута), солома и древесина. В чистом виде целлюлозы в растениях не бывает, она всегда связана с другими веществами. Хлопковое волокно содержит 95—98% целлюлозы, лен—80—90%, древесина — 40—50%. Важнейшие вещества, с которыми связана целлюлоза в растениях, — лигнин, гемицеллюлозы, пектиновые вещества, смолы, липиды. Для отделения этих веществ от целлюлозы исходные продукты об-рабатывают смесью бисульфида кальция или натрия с серии-стой кислотой или смесью едкого натрия с сульфитом натрия. При такой обработке посторонние вещества растворяются, и получается чистая целлюлоза — белое вещество, волокнистого строения. Молекулы целлюлозы имеют нитевидную форму соединены в пучки водородными связями. Удельный вес целлюлозы около 1,5. [c.119]

Для удаления других компонентов, таких, как смолы, жиры, пектиновые вещества, древесину перед извлечением гемицеллюлоз обычно предварительно обрабатывают водой, спирто-бензольной смесью, раствором щавелевокислого аммония. Эти обработки также сказываются на результатах извлечения гемицеллюлоз. Так, продолжительная экстракция горячей водой удаляет ацетильные группы из полисахаридов и образующаяся в этом случае уксусная кислота гидролизует полисахариды, а обра ботка раствором щавелевокислого аммония приводит к частич ному декарбоксилированию уроновых кислот [5]. [c.92]

Древесная кора обычно состоит из двух слоев внутреннего живого, называемого лубом, и наружного мертвого, называемого коркой. По химическому составу они различны. В табл. 38 приведен химический состав луба и корки наиболее распространенных древесных пород. Оба слоя коры резко отличаются от древесины высоким содержанием веществ, экстрагируемых водой, относительно низким содержанием легко- и трудногидролизуемых полисахаридов и целлюлозы [156]. Гидролизаты легкогидролизуемых полисахаридов древесной коры, как и гидролизаты соответствующей древесины, содержат D-галактозу, D-маннозу, D-глюкозу, L-арабинозу, D-ксилозу и уроновые кислоты, но в других соотношениях. Характерным для коры ели и луба сосны является присутствие в их гидролизатах (табл. 38) значительных количеств D-глюкозы и L-арабинозы. Отличительная особенность древесной коры— высокое содержание в ней дубильных веществ, а также наличие в корке воскообразного вещества—суберина [157, 158]. При гидролизе древесной коры большинство дубильных веществ разрушается с образованием нерастворимых в воде продуктов конденсации— флобафенов. Суберин при гидролизе коры остается в лигнине практически не изменным. К легкогидролизуемым полисахаридам древесной коры относятся гемицеллюлозы, крахмал и пектиновые вещества. Содержание гемицеллюлоз, в коре колеблется от 4 до 15%, крахмала, в зависимости от времени года, от О до 6%. В лубе хвойных древесных пород нерастворимого в теплой воде протопектина содержится от 15 до 25%, в лубе лиственных пород — от 5 до 11%. [c.234]

Многочисленные анатомические исследования различных видов древесины в процессе ее развития показали, что молодые клетки вблизи камбия не содержат лигнина [1]. В дальнейшем, по мере утолщения клеточных стенок, относительное количество лигнина в них постепенно возрастает. Однако наибольшее количество лигнина откладывается в последней стадии развития клеток, перед их отмиранием. В этот период содержание лигнина в древесине достигает предельной величины, характерной для созревшей, мертвой ткани. Содержание полисахаридов, состоящих из пектиновых веществ, гемицеллюлоз и целлюлозы, в противоположность лигнину по мере старения клеток постепенно уменьшается (рис. 31). Необходимо, однако, учитывать, что на рис. 31 содержание отдельных компонентов в клеточных стенках трахеид приведено в относительных процентах. В действительности по мере увеличения толщины клеточных стенок в них откладываются слои неодинакового состава. Кроме того, отсутствовавший в межклетном, веществе и первичной оболочке лигнин к концу развития клетки откладывается там в наибольших количествах. Это наблюдение, сделанное с помощью цветных реакций на лигнин и углеводы, было подтверждено прямым определением содержания лигнина в срединной пластинке древесины дугласовой пихты, выделенной с помощью микроманипулятора [2]. В последней было найдено около 71% лигнина при среднем содержании его в древесине 28%. Предсуществование части гемицеллюлоз в клетках молодой древесины до их лигнификации, а также возникновение из камбия лубяной ткани, содержащей пектиновые вещества, целлюлозу и гемицеллюлозы, которые в живой ткани не лигнифицируются, дает основание предполагать, что основная масса лигнина и гемицеллюлоз откладывается в клеточных стенках на разных стадиях их развития. [c.289]

Структурные компоненты подразделяют на углеводную и ароматическую части. Углеводная часть, представляющая комплекс полисахаридов, называется холоцеллюлозой. Массовая доля холоцеллю-лозы составляет в древесине примерно 70...80%, причем ее содержание в древесине лиственных пород выше по сравнению с хвойными. В состав холоцеллюлозы входят основной компонент древесины - целлюлоза и нецеллюлозные полисахариды - гемицеллюлозы. Древесина хвойных пород содержит меньше гемицеллюлоз, чем древесина лиственных пород. Аналогичное химическое строение имеют вышеупомянутые водорастворимые полисахариды и полиурониды, но они выполняют другие функции и из-за растворимости в воде их относят не к гемицеллюлозам, а к экстрактивным веществам. Необходимо отметить, что условно относимые к водорастворимым экстрактивным веществам пектиновые вещества фактически выполняют структурную функцию (см. 11.9.2). [c.185]

Как и в древесине, основные гемицеллюлозы коры хвойных пород - глюкоман-наны и ксиланы, а лиственных - ксиланы. В стенках пробковых клеток обнаружен Р-1—>3-глюкан - каллоза. Каллоза образуется и во флоэме в качестве вещества, закупоривающего ситовидные пластинки. Обращает на себя внимание довольно большая массовая доля уроновых кислот в коре, особенно в тканях луба, что связывают с высоким содержанием пектиновых веществ. С этим согласуется значительно большее количество водорастворимых полисахаридов в коре по сравнению с древесиной. Состав пектиновых веществ коры существенно не отличается от состава этих веществ в древесине. Отмечают лишь более высокое содержание арабинозы. [c.209]

Кроме перечисленных слоев, в стенках клеток древесины хвойных пород имеется тонкий (0,1...0,25 мкм) бородавчатый слой (бородавчатая мембрана), выстилающий полость клетки (люмен) Ь. Доля слоя примерно равна доле слоя 8з(Т). Бородавчатый слой состоит из наростов (бородавок), покрытых аморфной оболочкой. Предполагают, что слой образуется из остатков цитоплазмы и содержит лигниноподобное вещество с примесью углеводов (гемицеллюлоз), пектиновые вещества и белки. Бородавчатый слой первоначально обнаружили в стенках трахеид хвойных пород, а затем и в стенках клеток древесины лиственных пород. Полости мертвых клеток заполнены воздухом, водой или, что характерно для паренхимных клеток, экстрактивными веществами. [c.216]

Без предварительной делигнификации из древесины лиственных пород можно извлекать с большим выходом только ксилаи. Древесину хвойных пород дня выделения гемицеллюлоз с большим выходом следует делигнифицировать. Древесину перед выделением гемицеллюлоз или же перед выделением из нее сначала холоцеллюлозы предварительно освобождают от экстрактивных веществ. С этой целью проводит обработку водой для удаления водорастворимых веществ, в том числе и нецеллюлозных полисахаридов, затем спирто-толуольной смесью для удаления смол и дополнительно раствором оксалата аммония для удаления не растворимых в воде пектиновых веществ. Эти предварительные обработки оказывают влияние на результаты выделения гемицеллюлоз. Так, продолжительное экстрагирование древесины горячей водой приводит к частичному отщеплению от гемицеллюлоз ацетильных групп с образованием уксусной кислоты, вызывающей частичный гидролиз полисахаридов. [c.277]

Как уже отмечалось выше, подразделение нецеллюлозных полисахаридов на гемицеллюлозы и водорастворимые полисахариды (водорастворимые высокомолекулярные экстрактивные вещества) в значительной мере условно. Некоторые полисахариды и полиурониды, такие как крахмал в паренхимных клетках, камеди в межклеточных каналах и т.п., не входят в состав клеточных стенок, выполняют запасающие или защитные функции и извлекаются из древесины водой. Другие водорастворимые полисахариды, например, арабиногалактан могут содержаться в клеточных стенках, но извлекаются из них горячей водой. Пектиновые вещества, образующиеся на стадии деления клеток камбия, выполняют структурообразующую функцию и впоследствии входят в состав сложной срединной пластинки. Часть подобных полисахаридов и полиуронидов оказывается менее доступной и требует для растворения особых условий, например действия разбавленных растворов щелочи малой концентрации. Для полного извлечения пектиновых веществ приходится использовать растворы оксалата или цитрата аммония (см. 11.9.2). [c.310]

В настоящее время считают, что в большинстве случаев галактаны входят в комплекс пектиновых веществ (см. 11.9.2). Из-за трудностей выделения водорастворимых полисахаридов в чистом и неизмененном виде не всегда удается различить однородные и смешанные галактаны. По мере углубления исследований строения и состава галактанов прищли к мнению, что в древесине хвойных, а также, вероятно, и лиственных пород присутствуют скорее всего не гомогалактаны, а смешанные галактаны, в том числе кислые, содержащие звенья уроновых кислот. Из смешанных галактанов в древесных породах наиболее распространены разветвленные арабиногалактаны разного строения. Арабиногалактан характерен для древесины лиственницы разных видов. Арабиногалактан лиственницы -это смешанный сильно разветвленный полисахарид, главная цепь которого построена из звеньев р-О-галактопиранозы, соединенных гликозидными связями 1->3. К главной цепи присоединены боковые ответвления -остатки а- и Р-Ь-арабинофуранозы, присоединенные гликозидными связями 1->6. Соотношение звеньев галактозы и арабинозы в макромолекуле составляет примерно 6 1, но может колебаться (даже у одного и того же ботанического вида) в довольно широких пределах от 9,8 1 до 2,6 1. Степень разветвленности (число и длина боковых ответвлений) варьируется. [c.314]

Арабинаны - это полисахариды, макромолекулы которых построены главным образом из звеньев арабинозы. Однако вопрос о существовании индивидуального полисахарида гомоарабинана в древесине окончательно не выяснен. Арабинан вообще щироко распространен в природе и в больших количествах присутствует в растениях, богатых пектиновыми веществами (см. 11.9.2). Вероятнее всего, арабинан в пектиновых веществах химически связан с другими компонентами, но сравнительно легко от них отщепляется. Как уже отмечалось выше, L-арабиноза входит также в состав некоторых смешанных полисахаридов - арабиноглюкуроноксилана, арабиногалактана. При гидролизе древесины всю арабинозу практиче- [c.317]

Для количественного определения полиуронидной (кислой) фракции пектиновых веществ можно использовать гравиметрический кальций-пектатиый метод. Однако этот метод длителен, недостаточно точен и не позволяет определять ней фальную фракцию пектиновых веществ. Для одновременного количественного определения в древесине массовой доли и состава пектиновых веществ предложен спектрофотометрический метод [30]. [c.324]

Терашима с сотрудниками на основании исследований, проведенных в последнем десятилетии, приходит к заключению, что протолигнин в древесине нельзя считать полностью хаотическим полимером - результатом случайной сополимеризации смеси различных монолигнолов. Лигнин образуется в присутствии и с участием полисахаридов в биологически регулируемом процессе, тесно связанном с ходом формирования ультраструктуры лигнифицированной клеточной стенки в целом. Неизбежное следствие такого протекания процессов отложения слоев клеточной стенки и их одревеснения - гетерогенность лигнина в древесине. В хвойных деревьях различаются по составу лигнины срединной пластинки и вторичной стенки, а в лиственных деревьях существуют дополнительно различия между лигнинами волокон и сосудов. Следует подчеркнуть, что образованию лигнина предшествует отложение полисахаридов - целлюлозы в виде микрофибрилл, пектиновых веществ и гемицеллюлоз разного типа для каждой стадии отложения лигнина. [c.402]

Сложноэфирная связь в а-положении пропановых цепей в ФПЕ лигнина со звеньями D-галактуроновой кислоты в полиуронидах (пектиновых веществах) и D-глюкуроновой кислоты в ксиланах, образующаяся в результате нуклеофильного присоединения карбоксильных групп к промежуточным хинонметидным структурам (см. 12.5.2). Этот тип связи показан на примере связи лигнина с глюкуроноксиланом на схеме 12.22, а. Такие связи содержатся преимущественно в древесине лиственных пород, богатых глюкуроноксиланами. Сложноэфирные связи легко гидролизуются в кислой и щелочной средах, даже при мягкой щелочной обработке. [c.409]

В некоторых случаях, например в трахеидах пихты и сосны, в волокнах либриформа и сосудах бука, поверхность люмена покрыта бородавками. Предполагают, что к появлению бородавок существует филогенетическая предрасположенность [58]. Трахеиды хвойных и клетки примитивных лиственных пород всегда бородавчатые, но по мере совершенствования и специализации типов клеток они будут содержать все меньше бородавок. Бородавки развиваются в период окончания лигнификации и состоят из лигниноподобного вещества с примесью углеводов и пектиновых веществ [1, 46, 67]. Возможны различия в размерах, количестве и расположении бородавок между ранней и поздней древесиной, как, например, показано для пихты Abies alba) [73]. [c.13]

Целлюлоза присутствует во всех растениях от высокоорганизованных деревьев до примитивных организмов, таких, как морские водоросли, жгутиковые и бактерии. Целлюлозу можно обнаружить и у представителей животного мира туницин — кутикулярное вещество оболочников идентично растительной целлюлозе [211]. Содержание целлюлозы в растительном материале колеблется в зависимости от происхождения. Высокая массовая доля целлюлозы (%) наблюдается в семенных волосках хлопка и капока (95—99), лубяных волокнах рами (90—80), льна, конопл , в бамбуке (40— 50), древесине (40—50). Меньше содержат целлюлозы кора деревьев (20—30), мхи (25—30), хвощи (20—25) и бактерии (20—30). На процесс выделения целлюлозы влияют сопровождающие ее вещества. Жиры, воски, белки, пектиновые вещества можно легко удалить экстрагированием органическими растворителями или обработкой щелочью (например, при очистке волокон хлопка и рами). [c.52]

В природе целлюлоза никогда не встречается в чистом виде. Волокна хлопка содержат 92—95% целлюлозы, в различных видах древесины содержание целлюлозы колеблется в пределах 40—60%. Важнейщими спутниками целлюлозы являются лигнин, гемицеллюлозы (см. стр. 724), пентозаны (см. стр. 654), пектиновые вещества (см. стр. 722), смолы и жиры. Способы отделения целлюлозы от спутников основываются на ее весьма высокой стойкости к различным химическим воздействиям. Целлюлозу обычно выделяют, обрабатывая растительные материалы (хлопок-сырец, древесную щепу) растворами щелочи (натронный и сульфатный способы) или бисульфита кальция (сульфитный способ) под давлением при температуре от 120 до 160° С. Спутники целлюлозы при такой обработке растворяются. Наиболее чистые препараты целлюлозы получаются из лучших сортов хлопка путем последовательной обработки хлопковых волокон органическими растворителями и 1%-ным раствором NaOH в мягких условиях (в отсутствие кислорода воздуха). Содержание целлюлозы в таких препаратах достигает 99,85%. [c.715]

Гемицеллюлозы. Термин гемицеллюлозы был предложен в 1892 г. для обозначения полисахаридов, сопровождающих целлюлозу в природных материалах, но гидролизующихся легче, чем она. До настоящего времени нет единого мнения по вопросу, какие полисахариды нужно включать в эту группу веществ. Большинство исследователей склонны относить к гемицеллю-лозам все полисахариды клеточных стенок растений, кроме целлюлозы и пектиновых веществ. По-видимому, гемицеллюлозы в древесине связаны с лигнином. [c.724]

Состав древесины лучше всего рассматривать в динамике ее роста. Молодые клетки, развивающиеся из камбия, состоят из целлюлозы. Очень тонкие стенки их склеены только пектиновыми веществами, поэтому клетки еще способны менять форму. Затем происходит утолщение стенок клетки вследствие отложения одной мицеллы рядом с другой и одного слоя у другого. Одновременно протекает и одревеснение (упрочнение), заключающееся в отложении лигнина и других веществ в целлюлозном каркасе, развивше.мся из живой плазмы клетки. [c.308]

Основными спутниками целлюлозы в природных растительных материалах являются лигнин, гемицеллюлозы, пектиновые вещества и смолы (камеди). Лигнин представляет собой ту часть древесины, которая не растворяется в 72%-НОЙ серной и в 40—42%-ной соляной кислотах. Это аморфное неплавкое и нерастворимое вещество, относимое в настоящее время к высокомолекулярным соединениям. Строение лигнина до сих пор в достаточной степени еще не выяснено, но установлено наличие в нем многих функциональных групп, из которых важнейшими являются метоксильные группы СНзО—, образующие метиловый спирт при сухой перегонке древесины, альдегидные, гидроксильные и диоксиметиленовые —О—СНг—О—, которые при кипячении с кислотами отщепляются в виде СНгО, Основными структурными элементами лигнина являются производные фенилпропана. [c.357]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология