Целлюлоза влияние гидролиза

Г идролиз полисахаридов древесины в разбавленной кислоте. В разбавленной кислоте гидролиз начинается гетерогенно, чем и обусловливается влияние надмолекулярной структуры на гидролизуемость. Для осуществления гидролитической деструкции легкогидролизуемых полисахаридов необходима температура около 100°С, а для трудногидролизуемых значительно выше. Сравним схемы гидролиза целлюлозы и гемицеллюлоз в разбавленной кислоте со схемой гидролиза крахмала (рис. 11.5). [c.291]

Таблица 12. Влияние концентрации этиламина в растворе на степень кристалличности и значение предельной СП целлюлозы после гидролиза

Взаимодействие иона гидроксония с глюкозидной связью приводит к ее возбуждению и ослаблению. Происходит разрыв кислородного мостика с образованием иона карбония. Вследствие своей малой устойчивости ион карбония быстро реагирует с водой, образуя ОН-группу и генерируя протон. Протон с водой вновь образует ион гидроксония. Существенное влияние на скорость гидролиза оказывает плотность упаковки макромолекул целлюлозы (так как процесс гетерогенный). Например, целлюлозные волокна гидролизуются со значительно меньшей скоростью, чем целлюлоза, находящаяся в растворенном состоянии, где все глюкозидные ОН-группы доступны разрушающему действию гидролизующего агента (процесс гомогенный). Гидролиз целлюлозы протекает постепенно, приводя к продуктам со все более короткими молекулярными цепями, вплоть до Р-О-глюкозы. Последовательность стадий гидролитического распада целлюлозной молекулы выражается следующей схемой [c.296]

Можно предположить по меньшей мере три причины возникновения синергизма [115-121] а) снятие одним ферментом ингибирующего действия промежуточных продуктов гидролиза целлюлозы (главнЬш образом целлобиозы) на другие ферменты целлюлазного комплекса б) прямое влияние целлюлолитических ферментов на специфическую активность друг друга, напри- [c.73]

Влияние размера частиц целлюлозы Средний размер частиц не определяет в сколько-нибудь заметной степени скорости ферментативного гидролиза целлюлозы [14, 17] Коэффициент корреляции между средним размером частиц препарата целлюлозы и начальной скоростью его гидролиза (по данным, приведенным в табл 1 3) равен всего 0,29, а между средним размером частиц и выходом глюкозы через 24 ч гидролиза равен 0,28 [c.18]

Влияние физико-химических и структурных факторов целлюлозы на эффективность ферментативного гидролиза (по данным [Ц]) [c.16]

Таким образом, под влиянием гидролизующих и окисляющих агентов целлюлозная молекула претерпевает сложные деструкционные изменения. Кроме того, окислители обусловливают частичное превращение ОН-фупп целлюлозы в карбонильные или карбоксильные. [c.305]

При более умеренном воздействии кислот, а также под влиянием специфического фермента целлюлоза гидролизуется с образованием дисахарида целлобиозы [c.265]

Изучение влияния УПП целлюлозы на скорость и глубину ее ферментативного гидролиза было проведено в ряде работ [21-25] Однако авторы обычно не пытались найти количественную взаимосвязь между УПП субстрата и гидролизом или ограничивались общей дискуссией о возможном влиянии поверхности субстрата на скорость ферментативного гидролиза, не приводя каких-либо количественных данных [c.20]

Полисахариды. Эти углеводы во многом отличаются от моно- и дисахаридов — не имеют сладкого вкуса, в большинстве нерастворимы в воде, они представляют собой сложные высокомолекулярные соединения, которые под каталитическим влиянием кислот или ферментов подвергаются гидролизу с образованием более простых полисахаридов, затем дисахаридов и, в конечном итоге, множества (сотен и тысяч) молекул моносахаридов. Важнейшие представители полисахаридов — крахмал и целлюлоза (клетчатка). Их молекулы построены из звеньев -СбНюОб-, являющихся остатками шестичленных циклических форм молекул глюкозы, потерявших молекулу воды поэтому состав и крахмала, и целлюлозы выражается общей формулой (СеНюОа) . Различие же в свойствах этих полисахаридов обусловлено пространственной изомерией образующих их моно-сахаридных молекул крахмал построен из звеньев а-, а целлюлоза — /3-формы глюкозы. [c.582]

Наконец, сам по себе процесс ферментативного гидролиза целлюлозы имеет характерные особенности и подвержен влиянию многих факторов. Таким образом, для создания детальной кинетической модели требуются знания о составе целлюлазного комплекса и свойствах его компонентов (в особенности, кинетических), данные о структуре и свойствах субстрата, а также о том, как эти свойства меняются в ходе процесса кроме того, необходимо принимать во внимание специфические особенности процесса. [c.157]

Математическая модель ферментативного гидролиза целлюлозы в реакторах периодического и непрерывного действия была использована для количественного анализа влияния различных факторов на кинетику гидролиза [57, 58], что в свою очередь дает возможность целенаправленного изменения и оптимизации условий проведения процесса для повышения его эффективности. В качестве примеров на рис. 6.5 показан ряд кинетических кривых накопления продуктов в реакторе периодического действия, а на рис. 6.6 — в проточном колонном реакторе, полученных численным расчетом на ЭВМ в предположении, что какой-либо из возможных факторов не имеет места в реакционной системе, а также приведены экспериментальные данные. Как видно из рисунков, только при учете влияния всех факторов (кривая 2) модель достоверно описывает ход процесса (экспериментальные точки ложатся на теоретическую кривую). С другой стороны, сравнивая кинетические кривые, полученные в предположении отсутствия влияния того или иного фактора, с кривой 2, можно наглядно оценить роль каждого из факторов в процессе гидролиза. [c.178]

Синицын А.П., Наджеми Б., Клесов А.А. Ферментативное получение глюкозы из целлюлозы влияние состава композиционного полиферментного целлюлазного препарата на эффективность гидролиза хлопкового линта // Полиферментные системы / Под ред. А.А. Глямжа и др. 1980. Ч. 1. [c.96]

Синицын А.П., Наджеми Б., Клесов А.А. Ферментативное получение глюкозы из целлюлозы. Влияние ингибирования продуктами и изменения реакционной способности су бстрата на скорость ферментативного гидролиза // Прикл. биохим. микробиол. 1981. Т. 17. Вып. 3. С. 315-327. [c.96]

Основную долю низкокипящих летучих продуктов при термической деструкции целлюлозы и ее производных в интервале 250—400°С составляют вода, окись углерода и двуокись углерода. В более высококипя-щнх фракциях содержится значительное количество дегидратированной глюкозы и левоглюкозана, который представляет собой продукт дегидратации концевых глюкозных колец. При всех температурах образуется небольшое количество (10%) нерастворимого смолистого остатка. Эти результаты [83, 84] подтверждают механизм разрыва цепей по закону случая, который сопровождается образованием на концах новых цепей левоглюкозановых остатков и остатков глюкозы. Отщепление копцевых колец приводит к появлению летучих мономерных продуктов. В работах [83, 84] не рассматривается механизм образования окиси углерода и влияние гидролиза на разрыв цепей. Между тем очевидно, что наличие воды может приводить к разрыву глюкозидных связей основной цепи, а также к раскрытию глюкозных колец. В последнем случае образуются альдегидные группы, легко распадающиеся с выделением окиси углерода. На важную роль гидролитических процессов указывает ускорение пиролиза и изменение характера зависимости скорости этого процесса от конверсии после предварительной обработки образцов хлопка раствором соды. [c.71]

О. П. Голова и сотр. [36] изучали влияние солей на термический распад целлюлозы. В качестве исходного материала применялась хлопковая целлюлоза, подвергнутая гидролизу до СП примерно 200. Содержание золы в ней составляло 0,03%- В состав золы входили следующие элементы Ка, M.g, Si, Ва, А1, Са, Ре. В целлюлозу вводили соли одновалентных и двухвалентных металлов (не более 1%) из расчета 1,3—1,5 грамм-атома катиона иа 1 грамм-молекулу целлюлозы с СП-200. В отдельных опытах содержание солей было более высокое. Пиролиз проводился при пониженном давлении (10—20 ммрт.ст.) в интервале температур 260—360°С. Определялся выход левоглюкозана и продуктов глубокого распада (условно), как разность между исходной массой и выходом левоглюкозана. Результаты исследований приведены в табл. 2.7, из которой видно, что при введении хлоридов одновалентных металлов (Сз, Ка, К) резко снижается выход левоглюкозана и увеличивается выход продуктов глубокого распада. При одинаковом содержании соли с увеличением радиуса катиона более интенсивно протекает [c.55]

Полисахариды. Эти углеводы во многом отличаются от MOHO- и дисахаридов — не имеют сладкого вкуса, в большинстве нерастворимы в воде они представляют собой сложные высоко-мо.г1екулярные соединения, которые под каталитическим влиянием кислот или ферментов подвергаются гидролизу с образованием более простых полисахаридов, затем дисахаридов и, в конечном итоге, множества (сотен и тысяч) молекул моносахаридов. Важнейшие представители полисахаридов — крахмал и целлюлоза (клетчатка). Их молекулы построены из звеньев — eHioOj—, являющихся остатками шестичленных циклических форм молекул глюкозы, потерявших молекулу воды поэтому состав и крахмала, [c.493]

Перхлорэтилен широко применяется в химчистке (75%), так как ои яепее токсичен, чем трихлорэтилен, обладает высокой растворяющей пo oбнo тьюJ малой тенденцией к гидролизу, незначительным влиянием на красители для ацетатов целлюлозы, негорюч. Перхлорэтилен используется также для удаления смазки с металлов. Высокая общая растворяющая способность делает его пригодным для экстракции жиров, выделения серы, растворения каучука, удаления красок с покрытий и др. Он используется для получения трихлоруксусной кислоты и в производстве фторуглеродов. [c.413]

Большое влияние на нее оказывает совместное воздействие воды и температуры. Так, макромолекулы целлюлозы в твердом состоянии прочно связаны между собой водородными связями, которые при нагревании целлюлозы в воде не гидратируются Такие полисахариды гидролизуются на доступной наружной поверхности элементарных фибрилл. Часть гемицеллюлоз, откладывающихся вместе с макромолекулами целлюлозы, не поддается гидратации и гидролизу до растворения наружных слоев целлюлозы. Амилопектин вследствие разветвленной структуры его макромолекул при лагре-вании быстро гидратируется, набухает и начинает легко гидролизоваться. Другой полисахарид крахмала— амилоза, имеющая линейное строение макромолёкул, образует более прочные связи между макромолекулами и поэтйму она гидратируется и гидpoлизyet я медленнее амилопектина. Нерастворимый в холодной воде ксилоуронид древесины березы при нагревании и гидролизе ведет себя аналогично амилозе. При нагревании в воде он постепенно набухает, частично переходит в раствор и быстрее гидролизуется. Описанные наблюдения представлены графически на рис. 65, где по оси абсцисс отложена температура воды, а по оси ординат —коэффициент Э, получающийся как частное от деления найденной константы скорости гидролиза исследуемого полисахарида на константу скорости гидролиза целлюло-лозы, принятой за эталон [103, 104]. [c.407]

Клёсов A. A., Синицын A. H. Ферментативный гидролиз целлюлозы. IV. Влияние физико-химических и структурных факторов субстрата на эффективность ферментативного гидролиза. — Биоорган, химия, 1981, т. 7,. № 12, с. 1801 — 1812. [c.35]

Клёсов А. А., Григораш С. Ю. Ферментативный гидролиз целлюлозы. Регуляторное влияние нерастворимого субстрата па эффективность ферментативной реакции. — Биохимия, 1982, т. 47, № 3, с. 409—418. [c.137]

Клёсов А. А., Григораш С. Ю. Влияние состава полиферментных целлюлазных комплексов на характер стадий, лимитирующих скорость гидролиза нерастворимой (природной) целлюлозы. — Биохимия, 1981, т. 46, № 1, с. 110—119. [c.137]

Целлобиоза [ 4-ф-В-глюкопиранозидо)-0-глюкопираноза] содержится в прорастающих семенах, косточках абрикосов, пасоке деревьев. Она представляет собой основной структурный элемент целлюлозы, образуется при её ферментативном гидролизе под влиянием целлюлазы. Высщие животные не в состоянии усваивать целлюлозу, так как не обладают разлагающим её ферментом. Однако улитки, гусеницы и черви, содержащие ферменты целлобиазу и целлюлазу, способны расщеплять (и тем самым утилизовать) содержащие целлобиозу растительные остатки. Целлобиоза, как и лактоза, имеет 1,4- 3-гликозидную связь и является восстанавливающим дисахаридом, но в отличие от лактозы при пшном гидролизе даёт только О-глюкозу. [c.97]

Высокомолекулярный характер целлюлозы доказан вискозиметрическим определением ее степени полимеризации, а также методами ультрацентрифугирования и осмометрии. Макромолекулы чистой целлюлозы состоят исключительно из звеньев D-глюкозы, поскольку в гидролизатах такой целлюлозы хроматографическим анализом не обнаружили других сахаров. В природной целлюлозе все гликозидные связи между звеньями считаются равноценными. Однако некоторые исследователи допускают существование в цепях древесной целлюлозы слабых связей между звеньями, появление которых обусловлено частичным окислением глю-козных звеньев с образованием карбонильных групп, ослабляющих обычные -гликозидные связи по отношению к гидролизу. Повышенное содержание карбоксильных и карбонильных групп наблюдается в технических древесных целлюлозах, особенно беленых. Возможно, что ослабляющее влияние оказывают и конформационные превращения в звеньях -D-глю-копиранозы. [c.228]

При действии концентрированных кислот на измельченную древесину кислота проникает в полости клеток, а затем в клеточные стенки и вызывает набухание древесины. Далее начинается растворение полисахаридов. В первую очередь растворяются и гидролизуются гемицеллюлозы, а затем уже целлюлоза с целлюлозанами. На скорость процесса гидролитической деструкции оказывает влияние не только надмолекулярная структура полисахаридов, но и строение клеточной стенки и древесной ткани в целом. [c.294]

При решении этой проблемы Сензи и Ишикава [64] преодолели трудности, вызываемые изменениями в лигнинной молекуле во время гидролиза, а также изучили его влияние на целлюлозу. [c.746]

Стабилизирующее влияние модифицированных звеньев сахаров можно также продемонстрировать на частичном гидролизе ксилана, имеющего боковые ответвления в виде звеньев 4-0-метилглюкуро-новой кислоты. Кислотная группа стабилизирует связь этих звеньев с цепью, что способствует образованию альдобиуроновой кислоты. Таким образом, индукционные эффекты позволяют объяснить более легкий гидролиз цепей ксиланов по сравнению с целлюлозой, а также повышенную устойчивость к гидролизу ксиланов древесины хвойных пород (Кси 4-0-Ме-ГлюУга 5 1) по сравнению с ксиланами древесины лиственных пород (Кси 4-0-Ме-ГлюУ 10 1) (12, 33]. Комбинирование конформационных, стерических и индукционных эффектов приводит также к более быстрому отщеплению боковых ответвлений арабинозы от цепей ксиланов и ответвлений галактозы от цепей маннанов при кислой сульфитной варке (51, 70, 72]. [c.221]

Прямой метод, впервые предложенный Гладстоном [7] и усовершенствованный Рассовым [8], заключается в отмывке мерсеризованной целлюлозы абсолютным этанолом. Точность метода относительна, так как спирт гидролизует щелочную целлюлозу. При большой продолжительности отмывки (более 24 ч) связанная щелочь отмывается полностью. Существенное влияние на процесс оказывает температура. Горячим этанолом связанный едкий натр отмывается через несколько минут. При некоторых [c.33]

В учебном пособии проанализированы возможности ферментативной конверсии растительного сырья Охарактеризованы структура и свойства целлюлозы и различных растительных материалов, а также влияние предварительной обработки на их реакционную способность при ферментативной конверсии Уделено внимание методам мате матического моделирования ферментативного гидролиза целлюлозы, а также культивирования продуцентов целлюлаз, регуляции их би осинтезл, очистки ферментов целлюлазного комплекса, возможности применения ферментных препаратов в промышленности и сельском хозяйстве [c.2]

Рис 1 7 Влияние степени поли меризации целлюлозы на на.чаль ную скорость гидролиза под дейст вием целлюлаз Условия гидролиза и нумерация препаратов целлюлозы даны в табл 1 3, а также в табл 2 5 [c.19]

Очевидно, изменение величины СП служит индикатором структурных изменений целлюлозы, но не является решающим фактором, влияющим на реакционную способность при ферментативном гидролизе В общем случае СП изменяется одновременно с ИК и площадью поверхности целлюлозы Однако, если СП является основным и (или) единственным физико-химическим параметром, который подвергается изменению, это может оказывать влияние на гидролиз (как это было показано при рассмотрении факторов, оказывающих воздействие на масштабы проявления кинетического синергизма, см гл 8) Следует также отметить, что СП может оказаться главным фактором, влияющим на реакщюнную способность целлюлозного субстрата при индивидуальном действии экзодеполимераз (целлобиогидролазы, экзоглюкозидазы) [c.20]

Лишь в немногих работах были проведены количественные исследования влияния УПП субстрата на скорость ферментативного гидролиза [14-16, 20, 26] Например, было показано [20], что УПП целлюлозы не связана какой-либо определенной корреляцией со скоростью ее гидролиза В другом случае [26] было установлено наличие определенной пропорциональности между величиной УПП целллюлозных субстратов и скоростью их гидролиза [c.20]

Рис 1 9 Влияние индекса кристалличности целлюлозы б лигнина (а) и лигнифицированной целлюлозы (5) на начальную скорость гидролиза под действием целлюлаз ИК определен после увлажнения и высушивания целлюлозных образцов Условия ферментативного гидролиза и нумерация препаратов целлюлозы даны в табл 1 3, а также в табл 2 5, 2 6 (по данным [14-16]) [c.22]

Влияние индекса кристалличности деллюлозы Во многих работах [14-16, 20, 24, 25, 31-35] отмечено наличие четкой корреляции между ИК и реакционной способностью целлюлозы при ферментативном гидролизе Однако прежде чем перейти к конкретному обсуждению влияния ИК на реакционную способ- [c.22]

Клесов A A, Синицын A П, Ковалев Г В и др Влияние гамма облучения целлюлозы на эффективность ее ферментативного гидролиза Роль степени полимеризации и кристалличности субстрата // ДАН 1981 Т 259, Ji- 6 С 1495-1497 [c.33]

Природную целлюлозу можно разделить на два типа лигно-целлюлоза (древесина, кустарники, листья и трава, морские и речные макро- и микроводоросли и т д ) и чистая целлюлоза (хлопок и его отходы, лен) Оба типа природной целлюлозы обладают кристаллической структурой и биодеградация такой целлюлозы затруднена Кроме того, находящийся в составе лигноцеллюлозы лигнин, затрудняет их доступность для молекул ферментов [1] Реакционная способность природного целлюлозосодержащего сырья (ЦСС) при ферментативном гидролизе, как правило, невелика [2-7], поэтому возникает необходимость предварительной обработки 11СС с целью увеличения реакционной способности Смысл предобработки заключается в разрушении кристаллической структуры целлюлозы и (или) удалении лигнина Происходит также увеличение поверхности целлюлозы, что оказывает дополнительное положительное влияние на скорость гидролиза [c.35]

Клесов A.A., Синицын A.П. Ферментативный гидролиз целлюлозы. IV. Влияние физико-химических и структурных факторов субстрата на эффективность ферментативного гидролиза // Биоорг. химмя. 19в1. Т. 7. С. 1345-1367. [c.55]

Одной из главных особенностей рассматриваемых систем является то, что субстрат нерастворим. Известно, что существенное влияние на эффективность гидролиза целлюлозы оказывают ее структурные особенности и, в частности, такие параметры, как степень кристалличности и удельная площадь поверхности, доступная ферментам. Данные параметры, а также реакционная способность целлюлозы могут значительно меняться в ходе гидролиза, причем закономерности изменений остаются во многом неясными. В ранних моделях ферментативного гидролиза целлюлозы (до 1979-1980 гг.) структурные особенности субстрата, как правило, не учитьюались, и целлюлоза рассматривалась как однородный полимер, реакционная способность которого в ходе гидролиза остается постоянной. В большинстве более поздних моделей структурные особенности субстрата и изменение его реакционной способности в течение реакции принимаются во внимание. При этом наиболее часто целлюлоза рассматривается как субстрат, состоящий из аморфной и кристаллической частей, которые гидролизуются с различными скоростями. [c.172]