Методы исследования гемицеллюлоз

Инфракрасные спектры широко применяются для функционального анализа полисахаридов " , например для определения полноты метилирования (см. стр. 495) или образования других типов производных по гидроксильным группам, для обнаружения сложноэфирных, амидных группировок, сульфатов и т. д. В наиболее простых случаях с помощью инфракрасной спектроскопии можно выяснить конфигурации гликозидных связей в молекуле полисахарида. Метод предложен также для изучения межмолекулярных взаимодействий в полисахаридах например, отношение интенсивностей полос поглощения О—Н и О—В в спектрах образцов целлюлозы, обработанных тяжелой водой для замещения всех доступных атомов водорода гидроксильных групп на дейтерий, может служить мерой кристалличности полисахарида . Наиболее интересные данные о конформациях и ориентации полисахаридных цепей может дать изучение дихроизма в инфракрасных спектрах напряженных пленок полисахарида . Таким способом была подтверждена правильность приведенной выше конформации целлюлозы. Метод применим для исследования сложных природных полисахаридных комплексов с помощью этого метода удалось показать, например, что в растительном материале многие гемицеллюлозы ориентированы вдоль целлюлозных фибрилл - 168 [c.517]

Метод дифракции рентгеновских лучей часто используется для исследования степени упорядоченности макромолекул в различных полисахаридах гемицеллюлоз. С помощью этого метода удается получить сведения о надмолекулярной структуре полисахарида, его аморфном или кристаллическом состоянии, размерах элементарной ячейки в кристаллических участках и способах упаковки полимерных цепей. [c.155]

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗ [c.55]

О химическом составе полисахаридов гемицеллюлоз других тканей дерева листьев, хвои, шишек пока имеется очень мало сведений. Методом количественной хроматографии был исследован углеводный состав гидролизатов легко- и трудногидролизуемых полисахаридов клеточных стенок листьев осины и березы, хвои сосны и ели, а также спелых шишек сосны и ели, освобожденных от семян [159]. Результаты анализа этих тканей приведены в табл. 43. [c.242]

Весьма часто при исследовании гемицеллюлоз получают гидролизаты, содержащие одновременно моносахариды, уроновые кислоты, нейтральные и кислые олигосахариды. В этом случае для разделения и идентификации компонентов применяют хроматографию на бумаге, разделение на колонках с ионообменными смолами, углем, сефадексом, газожидкостную хроматографию. Ниже на примере фракционирования гидролизатов гемицеллюлоз люцерны [177] показан метод разделения такой смеси. [c.125]

Гидролизаты гемицеллюлоз древесины сосны содержат )-галак-тозу, >-глюкозу, >-маннозу, -арабинозу, -ксилозу и уроновые кислоты. Основным полисахаридом гемицеллюлоз древесины сосны является галактоглюкоманнан, макромолекулы которого построены из остатков -маннозы, -глюкозы и /)-галактозы в отношении 18,9 5,7 1 [27]. Содержание этого полисахарида составляет около 12% от древесины. Исследование структуры молекул галактоглюкоманнана методом периодатного окисления и метилирования показало, что макромолекулы его имеют слабо разветвленную структуру. На основании результатов анализа гидролизатов полностью метилированного полисахарида (табл. 25) можно считать, что основная цепь молекул галактоглюкоманнана построена из остатков )-маннопираноз и )-глюкопираноз, соединенных 1->4 гликозид-ными связями. Отрицательное значение удельного вращения поля-, ризованного луча ([<х] = —33,8°) свидетельствует о преимущественном наличии р-связей между этими остатками. Присутствие диметилгексоз в гидролизате после исчерпывающего метилирования подтверждает наличие разветвленности в молекулах этого полисахарида. Нередуцирующие концевые группы ответвлений состоят из остатков /)-маннопираноз и D-галактопираноз, в то время как точками ветвления могут быть как остатки D-маннозы, так и D-глюкозы. Из данных табл. 25 видно, что на каждую молекулу галактоглюкоманнана приходится 9 молекул тетраметилманнозы. Если учесть, что одна из них падает на неальдегидную концевую группу, то на боковые ответвления остается 8 молекул. Этот расчет согласу- [c.178]

В монографии освещены состав и свойства гемицеллюлоз, а также методы их исследования, выделения и фракционирования. Приведены сведения о способах использования гемицеллюлоз в целлюлозно-бумажной, гидролизной и лесохимической промышленности. [c.2]

Позднее это наблюдение подверглось более детальному исследованию. Так, с помощью метода меченых атомов углерода было установлено, что процесс отложения гемицеллюлоз в клеточных стенках стебля ячменя [23] является обратимым. Одновременно с отложением гемицеллюлоз протекает процесс их растворения. Оба эти процесса протекают одновременно с различными скоростями. Скорость каждого из этих процессов зависит от условий. жизнедеятельности растения. Если преобладает первый процесс, в клеточных стенках накапливаются гемицеллюлозы, если преобладает второй процесс, наблюдается растворение гемицеллюлоз. - [c.309]

Большое количество исследований, проведенных в этой области,, выполнено без применения новых методов анализа и поэтому онк не дают достаточно ясной картины изменений отдельных компонентов и особенно гемицеллюлоз с возрастом древесины. [c.318]

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]

Холоцеллюлоза имеет большое значение. В научных исследованиях она служит исходным материалом для выделения препаратов гемицеллюлоз с помощью водных растворов гидроксидов щелочных металлов в различных условиях, что позволяет осуществлять фракционирование гемицеллюлоз. Гемицеллюлозы извлекаются из холоцеллюлозы легче, чем из древесины. Определение холоцеллюлозы в древесине прямыми методами служит одновременно косвенным методом определения лигнина (по разности с учетом извлеченных экстрактивных веществ). Холоцеллюлоза содержит всю целлюлозу древесины и поэтому может использоваться для ее количественного определения. Целлюлоза при выделении ее из холоцеллюлозы изменяется меньше, чем при выделении непосредственно из древесины. [c.268]

Этот вывод подтвердили также исследования [54] древесных целлюлоз, содержащих гемицеллюлозы, проведенные методом нитрования и последующего фракционного экстрагирования нитрованных целлюлоз смесями этилацетата и этилового спирта. Экстрагированные нитраты были денитрованы и подвергнуты гидролизу. В полученных гидролизатах определяли содержание моносахаридов, характерных для гемицеллюлоз. В остатках древесных целлюлоз после такой экстракции манноза отсутствует. В некоторых образцах еще содержалось около 1% ксилозы. Таким образом, практически весь глюкоманнан сульфитной целлюлозы может быть удален из нее. [c.383]

В настоящее время накоплены обширные сведения о строении, а также физических и химических свойствах гемицеллюлоз. Однако обращает на себя внимание тот факт, что подробному изучению подверглись лишь полисахариды, встречающиеся в растительном материале в преобладающем или значительном количестве. Дальнейшее продвижение в этой области — получение и исследование малых компонентов сложных полисахаридных смесей будет определяться, по-видимому, развитием более эффективных методов выделения и индивидуализации полисахаридов. [c.528]

Грунин Ю. Б. Исследование надмолекулярной структуры и сорбционной способности гемицеллюлоз методом ЯМР // Изв, вузов Лесн, журн, — [c.453]

Несбраживаемые углеводы. К этой группе веществ относятся клетчатка и гемицеллюлозы. Несмотря на многочисленные исследования, посвященные вопросу о превращении этих веществ в прорастающем зерне, ясного представления о данных процессах нет. По всей вероятности, это объясняется тем, что само понятие об этих группах веществ и принятые методы их анализа не получили общего признания, в связи с чем возникают некоторые противоречия. [c.99]

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]

Содержание гемицеллюлоз в древесине обычно определяют двумя способами либо переводом их путем гидролиза в раствор с последующим определением образовавшихся простых сахаров (например, хроматографически), либо путем извлечения гемицеллюлоз разбавленными растворами щелочей с последующим осаждением их из этих растворов. Хроматографическим методом можно количественно определить как легко-, так и трудногидролизуемую часть гемицеллюлоз, используя для гидролиза кислоты различных концентраций. Второй метод определения гемицеллюлоз, по существу, представляет собой метод грубого их фракционирования, так как гемицеллюлозы в этом случае, как правило, выделяются ступенчатой обработкой образца щелочью различных концентраций или растворами различных щелочей. В настоящее время этот метод, из-за невозможности выделить гемицеллюлозы в неизмененном состоянии и без примесей, считают недостаточно пригодным для точных исследований. Кроме того, этим методом нельзя с достаточной точностью определить суммарное содержание гемицеллюлоз. Поэтому методом щелочной экстракции обычно пользуются для выделения препаратов гемицеллюлоз, а не для количественного их определения. [c.91]

Химический состав а-, р-, уфракций целлюлозы зависит от породы древесины, от расположения гемицеллюлоз в клеточных стенках, от способа получения целлюлозы [И]. Полагают, что в сульфитных целлюлозах гемицеллюлозы находятся в наружных слоях клеточной стенки волокон, а в сульфатных — они распределены по всей клеточной стенке, С помощью хроматографии на бумаге и других методов исследования показано [11, 12], что наибольшую часть гидролизата а-целлюлозы как беленых, так и небеленых целлюлоз составляет )-глюкоза. В небольших количествах были найдены /)-ксилоза и )-манноза. р-Целлюлоза отличается от а-целлюлозы несколько более высоким содержанием полисахаридов неглюкозного характера. В гидролизатах у-цел-люлозы в основном были найдены 1)-ксилоза и /)-манноза. [c.188]

Метод расщепления полисахаридов по Смиту сводится к следующим операциям. В качестве примера приводим исследование р-Д-глюкана из гемицеллюлоз костры безостого овса [99]. Навеску глюкана около 0,7 г, растворенную в водном растворе NaOH, обрабатывают 500 мл 0,04 М раствора перйодата натрия при 5° С в течение 135 ч. Расход перйодата составляет 0,58 моля на один остаток глюкопиранозы и достигает постоянного уровня через 90 ч. Для разрушения непрореагировавшего перйодата в смесь добавляют вычисленное количество (0,98 г) этиленгликоля и через 30 мин раствор днализуют дистиллированной водой для удаления неорганических солей. Ионы перйодата и йодата можно также удалить осаждением ацетатом свинца. [c.114]

Более убедительными были работы, посвященные очистке выделенных соединенрй методами хроматографии, гельфильтрации и электрофореза. Наибольший интерес в этом отношении представляет исследование лигнинуглеводных комплексов из черного щелока, полученного при сульфатной варке древесины березы [19]. Фракционным осаждением, электрофорезом в колонках с гелем хроматографией на геле удалось показать, что основная масса растворённого лигнина не содержала связанных углеводов. Однако часть лигнина выделялась вместе с гемицеллюлозами. Попытки разделить их методами электрофореза и гельфильтрации не дали положительных результатов. В процессе разделения указанными методами углеводы перемещались с лигнином примерно в одной пропорции. Отсюда был сделан вывод о существовании лигнингемицеллюлозного комплекса в черном щелоке. [c.295]

При ацетилировании гемицеллюлоз [93] получались соответствующие ацетаты, однако причины мутности их растворов оставались неясными. Выяснить этот вопрос удалось только после того, как были учтены изменения в структуре гемицеллюлоз, вызываемые различными способами варки целлюлозы [94]. Исследования были проведены на гемицеллюлозах, выделенных из сульфитной целлюлозы западной тсуги. Известными методами из нее были получены 4-0-метил-1)-глюку-роноксилан, в котором на каждые [c.397]

Девятова А. П. Исследование методов облагораживания еловой сульфитной целлюлозы путем удаления нз нее гемицеллюлоз. Диссергацня. Ленинградская лесотехническая академия, 1970. [c.429]

Обобщив имеющийся в литературе материал и использовав известные закономерности физики и химии полимеров, Эриньш предложил модель лигнин-гемицеллюлозной матрицы как полимерной композиции типа взаимопроникающих сеток. Лигнин-гемицеллюлозная матрица образуется взаимоналожением трех сетчатых структур сетчатой структуры самого лигнина сетки, образованной ковалентными связями лигнина с гемицеллюлозами сетки, образованной межмолекулярными водородными связями и силами физического взаимодействия в лигнине, в гемицеллюлозах и между ними. Матрица микрогетерогенна и состоит из областей разного состава с различной плотностью сетки. Лигнин в ней находится в виде глобулярных микроблоков со сравнительно плотной сеткой поперечных связей, которые, в свою очередь, включены в менее плотную сетчатую структуру. Считают, что ковалентные связи лигнина с гемицеллюлозами образуются в ходе его биосинтеза (см. 12.5.2). Изучение типов ковалентных связей лигнина с гемицеллюлозами проводят по двум направлениям исследование образования связей лигнина с углеводами в ходе биосинтеза исследование состава и строения ЛУК, выделенных из древесины, с привлечением методов деструкции, химического анализа, ЯМР-спектроскопии и др. [c.408]

Определение количества крахмала (по Н. И. Проскурякову 1 А. Н. Кожевниковой). Этот метод пригоден для исследования зерна муки и других растительных продуктов, богатых крахмалом, но со держащих мало гемицеллюлоз. В основе этого метода лежит растворе ние крахмала щелочью, осаждение его иодом и спиртом, кислотньп гидролиз крахмала и определение глюкозы по одному из редукционные методов. [c.164]

В монографии нредставлен , современные данные о составе и свойствах гемицеллюлоз высших растений и водорослей, методах выделения и исследования, установления их строения, связи с другими комяонента.ми растительных клеточных стенок, процессах биосинтеза и роли гемицеллюлоз в растениях. Рассмотрены наиболее нал<ные з практическом отношении реакции гемнцеллюлоз, направления и способы их использования, в частности для кормовых и пищевых целей, а также в качестве биологически активных веществ. Приводятся сведения о превращениях и использовании гемицеллюлоз в гидролизном и целлюлозно-бумажном производствах. [c.2]

Кроме метода хлорирования, в настоящее время для опреде-. ления целлюлозы часто применяется азотнокислотный способ. В первоначальных исследованиях наблюдалось очень сильное окисление целлюлозы азотной кислотой и поэтому считали, что азотная кислота мало пригодна для количественного выделения целлюлозы. Однако разработанные позднее методы позволили уменьшить деструкцию целлюлозы и получить удовлетворительные результаты. Из ряда предложенных методов в практике наиболее часто используется метод Кюршнера и Хоффе р а [2], основанный на применении спиртового раствора азотной кислоты. При обработке древесины смесью концентрированной азотной кислоты и этилового спирта лигнин нитруется и частично окисляется и переходит в раствор спирта. Гемицеллюлозы в большей своей части гидролизуются. Спиртовая среда умеряет окисляющее и гидролизующее действие азотной кислоты на целлюлозу. Предложенный метод нашел сравнительно широкое применение благодаря быстроте и простоте проведения опыта, хотя выход и качественные показатели целлюлозы, выделенной этим методом, ниже, чем для целлюлозы, полученной методом хлорирования. Предварительная экстракция древесины органическими растворителями не требуется, так как экстрактивные вещества удаляются спиртом в ходе проведения опыта. [c.74]

Исследования показывают, что по методу Кюршнера и Хоффера получаются заниженные результаты, но выделенная целлюлоза содержит меньшее количество гемицеллюлоз, чем целлюлоза, полученная методом хлорирования [8, 9]. Комаров [10] исследовал состав целлюлозы, выделенной из одних и тех же образцов древесины различных пород методом хлорирования и азотнокислотным методом и нашел, что остаточное количество лигнина в целлюлозе, выделенной по методу хлорирования, не превышает 1% в целлюлозе же, выделенной по азотнокислот-ному методу в спиртовой среде, содержание лигнина доходит до [c.77]

Любопытно отметить, что в состав гемицеллюлоз древесины входит только относительно небольшая группа сахаров [13], а именно -ксилоза, -манноза, -глюкоза и в гораздо меньшей степени /-арабиноза, -галактоза и /-рамноза. В продуктах гидролиза древесной целлюлозы упоминается также -левулоза [14], однако присутствие ее является весьма сомнительным. Сундман ]14а] после тщательного изучения методов, применявшихся ранее при определении фруктозы в древесине и целлюлозе, указал на несостоятельность этих методов. Он разработал метод определения, при котором гидролиз осуществляется в мягких условиях и не происходит эпимеризации. Когда этот метод был применен при исследовании еловой, сосновой и березовой древесины, еловой холоцеллюлозы и различных целлюлоз, было установлено, что ни один из этих материалов не содержал единиц фруктозы. [c.316]