Распределение лигнина и целлюлозы в клеточной стенке

Данные Ланге [33] и результаты анализа древесины послужили основой для расчета распределения целлюлозы, полиоз и лигнина в клеточных стенках ранней и поздней древесины ели (табл. 8.1) [9, 10]. Согласно расчетным данным, вещество сложной срединной пластинки примерно на 60 % состоит из лигнина, тогда как массовая доля целлюлозы составляет всего около 14 %. Во вторичной стенке 5 присутствует 60 % целлюлозы и около 27 % лигнина, причем основная масса всех трех компонентов сконцентрирована в слое За — самом толстом слое клеточной стенки. Объемная доля этого слоя составляет около 70 % в ранней древесине и 82 % — в поздней. Таким образом, более высокая доля целлюлозы в поздней древесине объясняется большей толщиной слоя За, а более высокая доля сложной срединной пластинки в ранней древесине служит причиной большего относительного содержания лигнина в этой части годичного кольца. [c.181]

В процессе варки целлюлозы и полуцеллюлозы древесная ткань подвергается химическому и физическому воздействию. В результате делигнификации и частичного удаления гемицеллюлоз она распадается на отдельные древесные волокна с превращением последних в целлюлозные волокна. При этом ультраструктура клеточной стенки существенно изменяется. Учитьгаая распределение слоев клеточной стенки по массе, необходимо подчеркнуть, что основное количество лигнина присутствует во вторичной стенке. Следовательно, для достижения достаточной степени делигнификации требуется удалить лигнин из всех слоев клеточной стенки. Удаление лигнина из срединной пластинки приводит к ее разрушению и разъединению волокон, а удаление из вторичной стенкн - к ослаблению связей между фибриллами. Фибриллярная структура клеточной стенки позволяет делить, волокна на продольные элементы и связывать их между собой. На этом основан процесс производства бумаги. В результате делигнификации целлюлозные волокна становятся гибкими и эластичными. При последующем размоле целлюлозной массы при подготовке к формованию бумаги происходит фибриллирование клеточньк стенок - расщепление их на фибриллы и последних на более тонкие элементы. На процесс фибриллирования определяющее влияние оказы-вае ультраструктура клеточной стенки. По сравнению с хлопковым волокном волокна древесной целлюлозы фибриллируются значительно легче. При формовании бумаги в процессе удаления воды возникают прочные межволоконные связи за счет трения, механического зацепления фибрилл, а также возникновения межмолекулярных сил взаимодействия, в том числе прочных водородных связей между макромолекулами на поверхностях фибриллированных элементов, и образуется бумажный лист. [c.224]

Наиболее детально изучено распределение в слоях клеточной стенки лигнина и целлюлозы. При этом использовались окрашивание реактивами, растворение полисахаридов в кислотах, выделение отдельных слоев клеточной стенки микроманипулятором и их химический анализ, ультрафиолетовая и флуоресцентная микроскопия. [c.319]

Детальное исследование распределения лигнина и полисахаридов в одревесневших клеточных стенках древесины ели и березы измерением интенсивности абсорбции тонкого пучка ультрафиолетовых лучей при прохождении их через прозрачный срез подтвердило преимущественное расположение лигнина в срединной пластинке и первичной стенке, а также частично в наружных слоях вторичной стенки [42, 43]. В срединной пластинке еловой древесины содержание лигнина достигает 73 /о, а во вторичной стенке — не более 16%. Отсюда следует, что полисахариды сосредоточены в основном во вторичном слое. Была сделана попытка измерить этим методом взаимное расположение целлюлозы и гемицеллюлоз. Для этого полисахариды вначале были превращены в окрашенные соединения, абсорбирующие свет. [c.320]

Изучение распределения компонентов древесины в клеточной стенке представляет очень трудную задачу. Распределение лигнина исследовали главным образом методом УФ-микроспектрофотометрии (работы Лан ге и др.). Содержание целлюлозы и гемицеллюлоз определяли химически ми методами после разделения слоев с помощью микроманипулятора Следует отметить, что результаты, полученные разными исследователями несколько расходятся, но общее заключение можно сделать. Сложная сре динная пластинка у хвойных пород на 60...90% состоит из лигнина (в ранней древесине в среднем примерно 70%, в поздней - 80%). Однако этот слой тонкий и лигнин срединной пластинки соответствует лишь небольшой части (15...30%) общего его количества в клеточной стенке. У лиственных пород срединная пластинка содержит меньше лигнина. Основная же масса лигнина находится во вторичной стенке, где его доля у хвойных пород составляет в среднем около 20...25% массы слоя, а у лиственных пород 12... 15%. Однако в отношении распределения лигнина по слоям вторичной стенки данные, полученные разными методами исследования, противоречивы. Более ранние результаты УФ-спектрофотометрических исследований показывали, что по направлению к полости клетки доля лигнина уменьшается. В слое 8( она больше, чем в слое 82, а в слое 8з(Т) составляет уже не более 10... 12% массы слоя для хвойных пород, тогда как у лиственных пород лигнин в этом слое вообще отсутствует. Результаты же более поздних исследований указывают на другие закономерности. В хвойной древесине во вторичной стенке наблюдается повышенная концентрация лигнина в слоях 8 и 8з по сравнению со слоем 82, а в лиственной древесине - равномерное распределение лигнина во вторичной стенке. Таким образом, требуется дальнейшее изучение распределения лигнина в клеточной стенке. [c.217]

Исследование состава полисахаридов в сформировавшихся клеточных стенках дает основание судить о содержании и расиреде-лении ГМЦ в клеточных стенках лигнифицированных тканей. Оиределение расиределения ГМЦ в радиальном наиравлении клеточной стенки является трудной задачей и решается обычно только совместно с изучением распределения лигнина и целлюлоз, количество которых легче определить, применяя современные методы исследований. К исследованию расиределения лигнина в клеточной стенке привлекаются специфические цитохимические реакции, УФ- и электронная микроскопия [[8, 36, 37, 40]. Расиределение лигнина в клетке исследовано также под микроскопом иосле удаления полисахаридов клеточной стенки и получения лигнинных скелетов . Распределение лигнина в клеточной стенке древесины исследовали Асунма и Ланге, Фрей, Вергин и Фергус и др. (цит. по [8]). Они пришли к выводу, что доля лигнина в срединной пластинке (М) и первичной оболочке Р) древесины составляет 60—90%. В районе вторичной стенки лигнин распределен равномерно, и вблизи люмена содержание его составляет 12—20% [36, 46], [c.40]

Распределение высокомолекулярных компонентов в клеточной стенке. Все слои клеточной стенки содержат целлюлозу, имеющую упорядочную надмолекулярную структуру, а также аморфные гемицеллюлозы и лигнин. Последние выполняют функцию связующего между микрофибриллами и элементарными фибриллами целлюлозы, причем в различных слоях клеточной стеки их содержание не одинаково. [c.281]

Данные по распределению целлюлозы, полиоз и лигнина в слоях клеточной стенки создают основу для разработки моделей надмолекулярной структуры компонентов клеточной стенки. В моделях Престона [471 и Марчессолта [361 учитывается только ассоциация полисахаридов. В модели Престона целлюлозные фибриллы окружены менее упорядоченными молекулами целлюлозы и полиоз (рис. 8.2, а). Кроме того, полиозы внедрены в фибриллы целлюлозы. В модели Марчессолта молекулы полиоз располагаются в виде рыхлых прядей между фибриллами целлюлозы (рис. 8.2, б). [c.188]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология