Гемицеллюлозы лиственной древесины

ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗЫ ЛИСТВЕННОЙ ДРЕВЕСИНЫ [c.207]

Характеристика полисахаридов, выделенных из гемицеллюлоз лиственной древесины [c.232]

Гемицеллюлозы из лиственной древесины и однолетних растений могут быть выделены в некоторых случаях без предваритель-ой делигнификации. Прямое экстрагирование водными растворами щелочей древесины березы и осины позволяет иногда выделить [c.29]

Метод фракционной экстракции щелочами применительно к лиственной древесине и однолетним растениям позволяет получить фракции гемицеллюлоз, неодинаковых по углеводному составу. Ниже более подробно рассмотрим практическое осуществление этих приемов. [c.30]

Следует отметить, что единая схема, пригодная для выделения и фракционирования гемицеллюлоз из любой растительной ткани на отдельные полисахариды вряд ли возможна, поскольку каждая ткань имеет свои структурные особенности и разный состав полисахаридов. По этой причине при выделении полисахаридов чаще руководствуются различными приемами, ранее проверенными для аналогичных полисахаридов. При необходимости получения чистого 4-О-метилглюкуроноксилана в значительных количествах из лиственной древесины может быть рекомендован нижеприведенный метод. [c.39]

Предгидролизаты, состоящие из продуктов гидролиза гемицеллюлоз. Их получают при водном или кислотном гидролизе гемицеллюлоз лиственной или хвойной древесины, которую ис- [c.336]

В настоящее время в основном известен состав и структура полисахаридов гемицеллюлоз клеточных стенок многих видов растительной ткани. Растительные ткани, имеющие наибольшее распространение и промышленное применение для химической переработки, можно разделить на несколько основных групп древесина хвойных пород, древесина лиственных пород, кора хвойной и лиственной древесины, однолетние растения и их части. Каждая из приведенных групп характеризуется близким по химическому составу углеводным комплексом. Гемицеллюлозы различных групп растительной ткани отличаются по составу, соотношению компонентов, химическим и физическим свойствам. [c.160]

Глюкоманнаны лиственной древесины, выделенные из гемицеллюлоз различных видов древесины, также имеют аналогичную общую структуру. Макромолекулы их построены из остатков [c.231]

Обзор исследований по сорбции гемицеллюлоз волокнами при щелочной варке будет неполным, если не упомянуть о серии опытов, выполненных в последнее время [33]. Процесс переосаждения ксилоуронидов изучался в условиях сульфатной и натронной варки березовой и осиновой древесины по обычным и модифицированным режимам. Исследования эти были проведены с целью увеличения выхода целлюлозы из лиственной древесины для производства бумаги. Опыты показали, что во время подъема температуры до 170° С значительная часть гемицеллюлоз переходит в раствор. К этому моменту содержание растворенных пентозанов достигает максимума. Во время стоянки при конечной температуре 170° С количество растворенных пентозанов уменьшилось вследствие их разрушения и частичного осаждения на волокнах целлюлозы. Сульфатная варка в тех же условиях чистого изолированного глюкуроноксилана березы показала, что он в процессе варки по мере подъема температуры постепенно образует кристаллический осадок. Максимум образования этого осадка соответствовал концу подъема температуры. Прн дальнейшем нагревании до конца варки количество выпавшего осадка не изменялось. Электронномикроскопические исследования волокон после сульфатной варки показали, что на них находится ориентированный или аморфный слой ксилана. [c.371]

Сульфатная варка с предгидролизом была успешно применена для получения целлюлозы для химической переработки из лиственной древесины. Сорбция волокном гемицеллюлоз из щелочного раствора при сульфатной варке при получении целлюлозы для химической переработки нежелательна. Поэтому после предгидролиза масса должна быть отделена от растворившихся гемицеллюлоз. Оставление их в варочном котле, например при варке с паровым предгидролизом, будет способствовать повышению содержания гемицеллюлоз в целлюлозе. [c.377]

Из гемицеллюлоз в древесине в наибольшем количестве содержатся пентозаны 9—12% в хвойной древесине и 18— 29% в лиственной Гексозаны в значительном количестве на [c.14]

Содержание гемицеллюлоз в древесине довольно высокое и колеблется в значительных пределах — от 17 до 43 %. В лиственных породах древесины гемицеллюлоз примерно в 1,5 раза больше, чем в хвойных, например, в ели 20,6, в сосне 20,5, в березе 27,8, в дубе 29,1 %. Лиственные породы содержат больше пентозанов (17—25%, иногда до 30%), чем хвойные (от 5 до 13 %). Наоборот, содержание гексозанов выше в хвойных породах (8—14 %), чем в лиственных (0,5—6 %). [c.138]

Изложим кратко сущность других методов выделения целлюлозы. По натронному методу древесина варится под давлением с 6—8-процентным раствором едкого натра при 165—170 в течение 4—6 часов. Лигнин растворяется в щелочи, гемицеллюлозы также частично растворяются и гидролизуются, смолы превращаются в растворимые в воде натриевые соли смоляных кислот. Щелок после промывки целлюлозы сгущается выпариванием и сжигается. Все содержащиеся в щелочи органические вещества при этом сгорают, оставляя в остатке соду, из которой обработкой Са(ОН)г снова получают едкий натр. По натронному способу перерабатывают главным образом солому и лиственную древесину. [c.54]

Этот способ применяется наиболее широко. Гидролиз серной кислотой осуществляют обычно в две ступени. Сначала действуют кислотой высокой концентрации (64—78%-ной) при нормальной температуре. При этом происходит гидролиз полисахаридов— целлюлозы и гемицеллюлоз. Но при действии крепкой кислоты продуктами гидролиза полисахаридов будут не моносахариды, а олигосахариды (см. стр. 132), которые могут адсорбироваться лигнином. Поэтому, чтобы довести гидролиз до конца, реакционную смесь разбавляют и кипятят. Кроме того, некоторое количество лигнина, особенно в случае лиственной древесины, растворяется в крепкой серной кислоте и осаждается только при разбавлении и нагревании. При кипячении с разбав-леной кислотой происходит также разрушение сернокислых эфиров целлюлозы и продуктов ее гидролиза. [c.83]

В состав углеводного комплекса древесины, помимо целлю лозы, входят гемицеллюлозы, являющиеся составной частью клеточных стенок. Под гемицеллюлозами понимают не какое-то индивидуальное вещество, а группу веществ, легко растворимых в холодном или горячем водном растворе щелочи, но нерастворимых в холодной воде. В клеточной стенке они находятся, как правило, вместе с лигнином, образуя с ним аморфное вещество, которое как бы окутывает целлюлозные нити и придает прочность клеточным стенкам [1]. Содержание гемицеллюлоз в древесине колеблется от 17 до 43%, причем в лиственной древесине их содержится в 1,5 раза больше, чем в хвойной. Степень полимеризации гемицеллюлоз в среднем составляет 100—200. [c.89]

Холоцеллюлозой называют углеводный комплекс древесины. Она получается как остаток после удаления лигнина из предварительно проэкстрагированной органическими растворителями древесины. В состав холоцеллюлозы входят целлюлоза и гемицеллюлозы (пентозаны, гексозаны и уроновые кислоты). Последние находятся в холоцеллюлозе в неизмененном состоянии и химически отличаются от гемицеллюлоз, выделенных щелочной обработкой древесины. Они содержат все карбоксильные и ацетильные группы древесины и все углеводные метоксилы. Выход холоцеллюлозы для древесины хвойных пород составляет около 70—75%, а для лиственной древесины 72—79%. [c.150]

Г емицеллюлозы — полисахариды (гексозаны, пентозаны, полиуроновые кислоты), сопровождающие целлюлозу, но отличающиеся от нее меньшей длиной цепи и меньшей химической стойкостью. Гемицеллюлоза легче гидролизуется разбавленными минеральными кислотами и щелочами и переходит в раствор. Гексозаны при этом дают гексозы — сахара, способные бродить и образовывать спирт. Содержание гемицеллюлоз в зависимости от породы сильно различается так, в хвойных породах ее содержится 17—20%, а в лиственной древесине — 30—35%. [c.201]

Древесная целлюлоза может содержать, помимо целлюлозы, еще лигнин н полисахариды (гемицеллюлоза). Присутствие этих соединений приводит к появлению дополнительного поглощения [989, 1792, 1888]. Лигнин можно распознать по полосам С = С-ко-лебаний бензольных колец при 1595 и 1500 см- . Последняя полоса проявляется при 1495 см в спектре лигнина лиственной древесины и при 1515 СМ в спектре лигнина хвойной древесины [752. 883]. Характеристической полосой в спектре лигнина является полоса и СН-деформационного колебания при 1460 см . При исследовании очищенных лигнинов [647, 883, 1132] полосы при 1710 и [c.408]

Гемиделлюлозы дикорастущих и культурных однолетних растений по составу полисахаридов приближаются к гемицеллюлозам лиственной древесины. [c.22]

В составе гемицеллюлоз лиственной древесины преобладают 4-0-метилглюкуроноксиланы. Основная цепь макромолекул этих полисахаридов составлена из остатков D-ксилопираноз, соединенных р, 1->4 связями. Остатки 4-0-мeтил-D-глюкypoнoвoй кислоты присоединены к остаткам D-ксилопираноз главной цепи сс, 1 2 гликозидными связями. Эти полисахариды характеризуются более низким содержанием уроновых кислот. [c.281]

В составе гемицеллюлоз однолетних растений и их частей преобладают ксиланы. Этим они приближаются к гемицеллюлозам лиственной древесины. В зависимости от вида растительной ткани ксиланы в значительной степени различаются между собой по химическому составу, структуре молекул и свойствам. Возможно присутствие глюкуроноксиланов, 4-0-метилглюкуроноксиланов, глюку-роноарабанов, арабоксиланов и ксиланов, содержащих в составе молекул остатки и других моносахаридов. Относительное содержание отдельных компонентов в различных группах растительных тканей приведено на рис. 30. [c.282]

Содержание гемицеллюлозы зависит от вида древесины. В хвойных видах она составляет около 20%, а в лиственных — 27% [1, с. 74]. Гемицеллюлоза хвойных деревьев содержит приблизительно одинаковые количества пентозанов и гексозанов, в то время как в лиственной древесине преобладают исключительно пентозаны. Пентозаны более устойчивы к дальнейшему расщеплению, чем гемицеллюлоза. Ряд углехимиков считает, что пентозаны могут быть отнесены к основным углеобразующим ком по-нентам растений [6, с. 361. [c.32]

По химическому составу полисахаридов гемицеллюлозы хвойных пород древесины резко отличаются от гемицеллюлоз лиственных пород. В гемицеллюлозах хвойных пород преобладают глюкоманнаны и галактоглюкоманнаны. В меньших количествах содержатся 4-0-метилглюкуроноарабоксиланы и арабогалактаны, В гемицеллюлозах древесины лиственных пород преобладают 4-0-метилглюкуроноксиланы. Глюкоманнаны и арабогалактаны составляют лишь небольшой процент. [c.22]

Химический состав и свойства гемицеллюлоз находятся в тесной связи с природой растительной ткани. Основным компонентом гемицеллюлоз древесины хвойных пород являются гексозаны, а лиственной древесины — пентозаны. Пока еще не установлено, чем обусловлена эта взаимосвязь и какие функции в процессе жизнедея-"йельности растений выполняют отдельные углеводные полимеры. Но поскольку такая связь существует, целесообразно рассмотреть состав и структуру полисахаридов гемицеллюлоз по указанным ос-новт ым группам растительных тканей. [c.160]

Сопоставление состава гемицеллюлоз различных видов древесины (табл. 37) показывает, что лиственная древесина характеризуется наличием в гемицеллюлозах 4-0-метилглюкуроноксилана и глюкоманнана. 4-0-Метилглюкуроноксилан является преобладающим полисахаридом. Все исследованные 4-0-метилглюкуроноксиланы имеют одну и ту же общую структуру макромолекул цепь р, 1 4 соединенных остатков D-ксилопираноз и боковых ответвлений, состоящих из остатков 4-0-мeтил-D-глюкypoнoвoй кислоты, присоединенных к остаткам D-ксилопираноз сс, 1 - 2 гликозидными связями. 4-0-Метилглюкуроноксиланы различных видов лиственной древесины отличаются соотношением остатков D-ксилозы и 4-0-ме-тил-D-глюкypoнoвoй кислоты, величиной молекулярного веса и неодинаковой растворимостью. Основное различие полисахаридов обусловлено разницей в природе и числе боковых цепей, присоединенных к главной цепи молекул. [c.231]

При сопоставлении состава гемицеллюлоз трех основных групп растительной ткани хвойной древесины, лиственной древесины, однолетних растений и их частей (см. табл. 31, 37, 58) наблюдаются следующие закономерности. В составе гемицеллюлоз хвойной древесины преобладают нерастворимые в воде глюкоманнаны и галактоглюкоманнаны. Первые присутствуют в мягких древесинах (ель, кедр), вторые — в твердых (сосна, лиственница). Основная цепь макромолекул глюкоманнанов и галактоглюкоманнанов построена из остатков /)-маннопираноз и >-глюкопираноз в отношении 2,7—3,7 I и соединенных р, 1->4 связями. Молекулы этих полисахаридов имеют боковые ответвления, которые могут быть составлены из остатков / -глюкозы, D-маннозы и D-галактозы. [c.281]

О большой роли ацетилов в процессе стабилизации гемицеллюлоз указывается также в работе [21], в которой сказано, что при делигнификации лиственной древесины хлоритом натрия ксилан в холоцеллюлозе приобретал повышенную устойчивость к гидролизу, если древесина предварительно обрабатывалась щелочью, т. е. вначале отщеплялись ацетилы. Наивысший эффект стабилизации при этом достигался при pH 9—10. В цитированной выше работе [19] по получению целлюлозы из древесины березы сульфитным двухступенчатым методом было обращено внимание на изменение состава природного ксилоуронида, остающегося на волокнах целлюлозы. Так, ксиланы, выделенные щелочной экстракцией из целлюлозы, первая ступень варки которой проводилась при pH 1,6 и 4,5, содержали 4% остатков уроновой кислоты, в то время как после варки при pH 11 содержание остатков уроновых кислот увеличивалось до 7%. [c.361]

Как уже указывалось, наличие гемицеллюлоз в целлюлозе способствует ее мокрому размолу. Так, во всех опытах мокрого размола холоцеллюлоз из хвойной и лиственной древесины наблюдалось быстрое ихослизнение. Наоборот, целлюлозы, содержащие небольшое количество гемицеллюлоз, например хлопковая и облагороженная древесная, почти не поддаются размолу. Еловая беленая сульфитная целлюлоза [69], содержащая 4,7% пентозанов, через 70 мин размола имеет степень помола 69° ШР. Та же целлюлоза после горячего облагораживания содержала 2,3% пентозанов и через 70 мин размола имела степень помола 65° ШР, а после холодного облагораживания содержала 0,8% пентозанов и имела степень помола 14° ШР. При повышении продолжительности размола этого образца до 180 мин степень помола увеличилась только до 15° ШР. [c.390]

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]

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]

Состав гемицеллюлоз древесины хвойных и лиственных пород различен. Лиственные породы содержат значительно больше пентозанов (17...25%, иногда до 30% и даже выше), чем хвойные породы (5... 13%), и лишь небольшую долю гексозанов (0,5...6%). Хвойные же породы содержат больше гексозанов (8...20%), чем пентозанов. Гемицеллюлозы лиственных пород представлены преимущественно ксиланами (в основном глюкуроноксиланом). Остальные нецеллюлозные полисахариды содержатся в небольших количествах. У хвойных пород нецеллюлозные полисахариды имеют более сложный состав (арабиноглюкуроноксилан и глюкуроноксилан, глюкоманнан и галактоглюкоманнан, арабиногалактан и [c.276]

Маннаны относятся к гексозанам и являются главными полисахаридами гемицеллюлоз в древесине хвойных пород. В древесине лиственных пород содержание маннанов невелико. [c.306]

Конифериловый и горчичный спирты. Кроме целлюлозы (см. раздел 3.1.3) и гемицеллюлозы в древесине содержится до 25—357о лигнина (от лат. lignum — дерево). Лигнин представляет собой рассыпчатую, аморфную светло-желтую массу с молекулярной массой выше 10 000. Многочисленные исследования структуры и биосинтеза лигнина хвои [2.2.17] привели к выводу, что он представляет собой полимерный продукт дегидрирования кониферилового спирта. Этот спирт входит в состав глюкозида кониферина в камбии хвои. В образовании лигнинов лиственных деревьев принимает участие также горчичный спирт. [c.340]

Высказывалось предположение, что частичная стабилизация гемицеллюлоз возможна и ири водно-тепловой обработке лиственной древесины [81, 83], и при сульфитной варке [269], при которых также имеет место отщепление ацетильных групп гемнцеллюлоз. [c.305]

Метод хлорирования основан на применении чередующихся обработок древесины в виде опилок влажным хлором (в течение нескольких минут) и горячим водным раствором сульфита натрия (NajSOs). Древесину предварительно экстрагируют органическими растворителями (например, смесью спирта и бензола). Хлор в присутствии влаги окисляет лигнин, а также вызывает реакцию хлорирования (см. с, 156). Продукты хлорирования и окисления лигнина растворяются в растворе сульфита натрия. Раствор хлорированного лигнина в случае лиственной древесины приобретает красный цвет, а в случае хвойной древесины — коричневый. Чередующиеся обработки ведут до исчезновения окраски раствора (обычно 5—7 раз). При таких обработках растворяется часть гемицеллюлоз — примерно одна треть. Целлюлозу промывают водой, сушат и взвешивают. В выделенной целлюлозе определяют содержание гемицеллюлоз и рассчитывают содержание целлюлозы в древесине. [c.118]

В производстве сульфитной целлюлозы в качестве сырья используют древесину малосмолистых хвойных пород (ель, пихта) и в небольшом количестве лиственную древесину. Древесину очищают от коры и измельчают в щепу. Щепу в варочных котлах обрабатывают сульфитным варочным раствором (варочной кислотой). Варочная кислота содержит сернистую кислоту H2SO3 и ее соли — бисульфиты. Варку проводят при температуре 140—150 °С под давлением в течение нескольких часов. Во время варки лигнин, реагируя с варочным раствором, переходит в растворимые соли лигносульфоновых кислот (лигносульфонаты) и удаляется. Гемицеллюлозы частично гидролизуются. По окончании варки целлюлозу отделяют от отработанного сульфитного щелока, промывают, очищают от различных примесей, отбеливают, затем сушат в виде листов или перерабатывают на бумагу. [c.119]

Состав гемицеллюлоз, извлеченных из лиственной и хвойной древесины, различен. Первые почти полностью состоят из ксила-нов, в то время как гемицеллюлозы хвойной древесины являются очень сложными смесями полисахаридов, содержащими, кроме ксиланов, глюкоманнаны и галактоманнаны. Как правило, из этих сложных смесей полисахаридов очень трудно выделить отдельные компоненты. [c.90]

Полисахариды, входящие в состав а-целлюлозы и гемицеллюлоз. Как уже указывалось выше, в состав а-целлюлозы и гемицеллюлоз древесной целлюлозы входят, кроме целлюлозы, другие полисахариды (например, ксилан и маннан) и некоторое количество полиуроновых кислот. Содержание ксилана и маннана в древесине различных пород неодинаково. В гемицеллюлозах хвойной древесины содержатся в основном гексозаны, а в гемпцеллюлозах лиственных пород — пентозаны. Ангидриды маннозы и ксилозы могут входить вместе с ангидридами глюкозы в одну и ту же макромолекулу, образуя смешанную макромолекулу, или же наряду с макромолекулами целлюлозм могут находиться макромолекулы других гексозан или пентозан. Поэтому, например, при определении содержания пентозан целесообразно учитывать не только общее содержание пентозан в целлюлозном материале, но и количество пентозан, которые не удаляются после обработки 18%-ным раствором NaOH. [c.181]

Гемицеллюлозы занимают в жизни растения промежуточное положение между целлюлозой и крахмалом, играя роль строительного и резервного вещества. Общее содержание гемицеллюлоз в древесине колеблется в широких пределах — от 17 до 30%, в зависимости от породы и возраста дерева. По составу они тоже различаются. Например, в древесине лиственных пород в состав гемицеллюлоз входят преимуше-ственно пентозаны, в древесине же сосны содержится около 10% пенто-занов и около 9% гексозанов. [c.146]