Основные полисахариды гемицеллюлоз

Оказалось возможным разделение полисахаридов гемицеллюлоз различными приемами, основанными на различии в структуре полисахаридов, их растворимости и количественном содержании неуглеводных остатков или групп, входящих в состав молекул. Рассмотрим основные из них. [c.36]

Существуют полисахариды, состоящие из трех различных компонентов, например галактоглюкоманнаны, и из одного сахара — такие, как маннаны, арабаны, галактаны. По химическому составу полисахариды гемицеллюлоз разделяются на две основные группы кислые и нейтральные. [c.9]

Основная трудность исследования состава и строения гемицеллюлозных полисахаридов — получение их в виде однородных химически неизменных веществ. Объясняется это тем, что полисахариды гемицеллюлоз тесно связаны с другими компонентами растительной ткани (целлюлозой, лигнином и экстрактивными веществами) и представляют собой смесь веществ часто с очень близкими химическими и физическими свойствами. [c.23]

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]

Основные полисахариды гемицеллюлоз [c.303]

Основная цепь макромолекул полисахаридов гемицеллюлоз может иметь ответвления у некоторых углеродных атомов моносахаридов. Как число этих ветвлений, так и их состав может быть весьма различен. [c.13]

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]

Рассмотрим поведение в описанных выше условиях основных полисахаридов, входящих в состав гемицеллюлоз. [c.345]

Установлено, что в состав гемицеллюлоз древесины различных видов ели входят полисахариды глюкоманнан, небольшое количество галактоглюкоманнана, 4-О-метилглюкуроноарабоксилана и арабогалактана. Как показали исследования, нативные глюкоманнаны ели, выделенные обработкой холоцеллюлозы диметилсульфоксидом, частично ацетилированы [20]. Не исключена возможность наличия в составе гемицеллюлоз древесины ели небольших количеств полисахаридов другого химического состава и строения. Глюкоманнан является основным полисахаридом древесины ели. Предполагается, что глкжоманнаны тесно связаны с поверхностью элементарных фибрилл целлюлозы. [c.172]

Поскольку основной реакцией при разрушении макромолекул полисахаридов гемицеллюлоз во время сульфитной варки является гидролиз, образующиеся концевые группы в местах разрыва состоят из редуцирующей альдегидной и спиртовой групп. [c.356]

Жижка представляет собой эмульсию пиролизной смолы в водном растворе различных жидких продуктов пиролиза. При стоянии жидкий дистиллят разделяется на два слоя - отстоявшуюся жижку и смоляной слой, называемый отстойной, или осадочной смолой. Из многочисленных продуктов термической деструкции полисахаридов, содержащихся в отстоявшейся жижке, промышленное значение имеет главным образом уксусная кислота. В небольших масштабах выпускают метанол и так называемые спиртовые растворители. Уксусная кислота и метанол получаются в основном из гемицеллюлоз. [c.361]

Еловая древесина содержит легкогидролизуемых полисахаридов 16,7—17,3% от веса древесины (табл. 21), В их состав входит D-ra-лактоза, D-глюкоза, -манноза, L-арабиноза, D-ксилоза, уроновые кислоты, ацетильные и метоксильные группы. Основным полисахаридом гемицеллюлоз является глюкоманнан, макромолекулы которого построены из остатков D-маннозы и D-глюкозы в отношении 3,7 1. Содержание глюкоманнана в древесине составляет в среднем около 11%. [c.163]

Из древесины ели обыкновенной (Ленинградская область) глюкоманнан был выделен экстракцией водой холоцеллюлозы, предварительно размолотой на вибромельнице [2]. Выход полисахарида составлял 7,7% от исходной древесины. Последующей обработкой остатка холоцеллюлозы 24%-ным раствором NaOH было выделено еще 1,6% глюкоманнана, общее количество выделенного полисахарида составило 9,3%, т. е. 84% от теоретически возможного, 16% составляют потери при очистке и остаток глюкоманнана в холоцеллюлозе. Эти данные показывают, что основным полисахаридом гемицеллюлоз ели обыкновенной, содержащим маннозу и глюкозу, является глюкоманнан. [c.163]

Основным полисахаридом гемицеллюлоз древесины кедра является глюкоманнан. В состав его молекул входит D-манноза и D-глю-коза в отношении 3,5 1. Глюкоманнан кедра представляет собой [c.172]

Основной полисахарид гемицеллюлоз хлопковой шелухи — глюкуроноксилан [208]. Он был выделен экстракцией холоцеллюлозы 10%-ным раствором КОН. Холоцеллюлоза была получена обработкой хлопковой шелухи 5%-ным водным раствором надуксусной кислоты при 75—85° С в течение 20 мин. Из щелочного экстракта после его нейтрализации полисахарид осаждали этанолом при соотношении объемов этанола и раствора, равном 0,75 1. Полученную фракцию очищали многократным осаждением этанолом из щелочного раствора, последующей обработкой соляной кислотой при pH 2, а затем диализом. Гомогенность глюкуроноксилана устанавливали электрофоретически. [c.261]

Основными полисахаридами гемицеллюлоз исследованных поверхностных тканей зерен являются глюкуроноарабоксилан, глюкуроноксилан и арабоксилан. Эти полисахариды были выделены из предварительно обезжиренных пленок овса, проса, риса, пшеницы, ячменя и ржи экстракцией раствором щелочи. Выделенные загрязненные полисахариды очищались путем четырехкратного пере-осаждения реактивом Фелинга. Из гемицеллюлоз овса, проса и риса были получены три фракции (А, В, С), различные по составу. Характеристика выделенных полисахаридов приведена в табл. 54. Как видно из этой таблицы, в состав гемицеллюлоз пшеницы, ржи и проса входит полисахарид глюкуроноарабоксилан. В состав его молекул входят остатки D-ксилозы, -арабинозы и D-глюкуроновой кислоты. Пленки риса и ячменя содержат арабоксилан, состоящий из остатков D-ксилозы и -арабинозы. Из гемицеллюлоз пленок овса выделены три различных по составу полисахарида глюкуроноарабоксилан, глюкуроноксилан и арабоксилан. Полисахариды фракций А, В, С различаются неодинаковым составом и различным соотношением компонентов, входящих в состав молекул. [c.266]

Для наиболее полной количественной характеристики полисахаридов гемицеллюлоз необходимы предварительные аналитические сведения о содержании основных компонентов растительной ткани. С этой целью в подготовленном и освобожденном от экстрактивных веществ образце определяют содержание легко- и трудногидролизуемых полисахаридов, лигнина, целлюлозы, пентозанов, ацетильных и метоксильных групп, уроиовух кислот, а также устанавливают углеводный состав гидролизатов при количественном гидролизе легко- и трудногидролизуемых полисахаридов. [c.24]

Основным полисахаридом гемицеллюлоз шелухи ячменя является г,люкуроноарабоксилан, в состав молекул которого входят остатки D-ксилозы, -арабинозы и D-глюкуроновой кислоты [223]. Полисахарид был выделен экстракцией водным раствором NaOH из шелухи ячменя, предварительно экстрагированной смесью бензол— этанол для удаления жиров и красящих веществ, а затем [c.267]

Основными полисахаридами гемицеллюлоз соломы являются глюкуроноксиланы, молекулы которых построены из остатков D-ксилозы и содержат небольшие количества L-арабинозы и D-глю-куроновой кислоты или 4-0-мeтил-D-глюкypoнoвoй кислоты. [c.269]

Клеточная стенка представляет внеклеточный матрикс, тесно контактирующий с наружной поверхностью плазматической мембраны (плазмалеммой). Он образован волокнами целлюлозы, погруженными в полисахаридно-бежовый матрикс (гликокаликс). Матрикс образуют, в основном, полисахариды - гемицеллюлоза и пектин, а также белки-гликопротешш. Каркасные фибриллы целлюлозы и полисахариды матрикса связаны друг с другом водородными связями в единую пространственную конструкцию, которая обеспечивает поддержание формы клетки. [c.17]

Полисахариды гемицеллюлоз из различных растительных тканей весьма разнообразны. Они различаются по составу образующих их моносахаридов, содержанию уроновых кислот, метоксильных и ацетильных групп. Наиболее характерна для данного полисахарида природа моносахарида, образующего основную цепь его макромолекулы. Исходя из этой основной характеристики, полисахариды подразделяют на следующие основные группы маннаны, кси-ланы, галактаны, арабаны и глюканы. Однако такое общее наименование характеризует группу полисахаридов, но не определяет особенности отдельных полисахаридов, составляющих эту группу и резко отличающихся друг от друга. Поэтому обычно в номенклатуре полисахаридов применяется более точное наименование полимера, включающее наличие других характерных групп, остатков и их местоположение в макромолекуле [30]. [c.17]

Исследование состава гидролизатов при ступенчатом гидролизе растительных тканей показало, что не все полисахариды гемицеллюлоз гидролизуются одновременно. В первую очередь в раствор переходит арабиноза и отчасти галактоза. Почти одновременно начинает переходить в раствор ксилоза. Манноза переходит в раствор позднее. Последними в раствор переходят глюкоза, образующаяся из трудногидролизуемой целлюлозы, а также ксилоза и манноза из трудногидролизуемых гемицеллюлоз. При гидролизе разных растительных тканей эта последовательность в основном сохраняется, но абсолютные и относительные количеств отдельных моноз колеблются в широких пределах [98, 108]. На рис. 67 показана последовательность перехода в раствор при гидролизе древесины ели трех основных моноз глюкозы, маннозы и ксилозы. [c.409]

Гемицеллюлозы являются неотъемлемым компонентом клеточной стенки растений. Они содержат полисахариды с меньшей молекулярной массой (10 000—40 000) и СП 30—200. Основные компоненты гемицеллюлоз — ксила-ны, уроновые кислоты (например, полиглюкуроновая), маннаны, галактаны, фруктозаны, арабиногалактаны и т.д. Наиболее распространены в растениях ксиланы (кукурузная кочерыжка и овсяная шелуха содержат до 28—34% ксилана). Особенно много гемицеллюлоз в семенах, косточках, соломе, подсолнечной лузге, в шелухе хлопковых семян, в кукурузной кочерыжке. В среднем 25% (по массе) органического вещества однолетних растений представлено гемицеллюлозами. Лиственные породы деревьев содержат гемицеллюлоз в 1,5 раза больше, чем хвойные. [c.133]

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]

Приведенные выше данные по химическому составу гемицеллюлоз коры и древесины различных пород позволяют считать, что основные полисахариды, присутствующие в древесине, входят также и в состав коры соответствующего вида дерева. Однако кора отличается наличием некоторых полисахаридов, отсутствующих в нормальной древесине. Так, глюкан , состоящий из остатков D-глюкозы, D-ксилозы и D-галактозы (кора ели Энгельмана) и рамногалактан (из коры вяза), который содержал D-гала ктозу, [c.242]

Полисахариды гемицеллюлоз подсолнечной лузги резко различаются по растворимости в щелочных и водноспиртовых растворах. Так, глюкуроноксилан и арабан в основном экстрагируются 10%-ным раствором КОН, но глюкуроноксилан осаждается преимущественно при низких концентрациях этанола, в то время как ара-бан выпадает в осадок при высоких концентрациях спирта в растворе. Галактан растворяется как в КОН, так и в NaOH, но из раствора гидроокиси калия этот полисахарид осаждается только при высоких концентрациях этанола, из раствора в NaOH галактан выделяется при различных концентрациях этанола, Глюкоманнан экстрагируется только раствором натриевой щелочи, а при осаждении этанолом содержит примеси других полисахаридов и требует дальнейшей очистки. [c.259]

Гемицеллюлозы клеточных стенок, различных по природе растительных тканей, отличаются по химическому составу полисахаридов. Для сравнения в табл. 58 приведена характеристика основных полисахаридов однолетних растений и их частей. Общим для основных полисахаридов этой группы растительной ткани является то, что основная цепь макромолекул построена из остатков D-ксилопираноз, соединенных 1->-4 гликозидными связями. Различия обусловлены количеством и природой остатков L-арабинозы, D-глюкуроновой и 4-0-мeтил-D-глюкypoнoвoй кислот, присутствующих в молекуле полисахарида. [c.278]

Эта операция осуществлялась на одревесневших срезах, предварительно освобожденных от лигнина с помощью хлорита натрия в уксуснокислой среде. Затем срезы были обработаны п-фенилаз- бензоилхлоридом с целью этерификации полисахаридов. Ярко окрашенные в оранжево-красный цвет срезы после набухания в пиридине фотометрировались. Подвергая такой обработке срезы, со стоящие из холоцеллюлозы, до и после удаления гемицеллюлоз, удалось установить, что основная масса гемицеллюлоз в древесине ели и березы сосредоточена в наружных слоях вторичной стенки. Так, при экстракции среза еловой холоцеллюлозы 16%-ным едким натром было установлено, что из наружных слоев клетки извлекается до 60—80%, из средины клеточной стенки около 50% и из слоя Зз только 167о растворимых в щелочи гемицеллюлоз от общего количества полисахаридов. Аналогичная картина наблюдалась и для поперечных срезов либриформа из древесины березы. [c.320]

В углеводную часть древесины кроме основного полисахарида -целлюлозы входят нецеллюлозные полисахариды (полиозы). Нецеллюлозные полисахариды, являющиеся структурными компонентами, называют гемицеллюлозами. Следует заметить, что термины полиозы и гемицеллюлозы условны (греч. поли означает много, а геми - полу-) и применяются в химии древесины для определенных групп полисахаридов, тогда как в органической химии под полиозами понимают все полисахариды. В меньших количествах в древесине присутствуют водорастворимые нецеллюлозные полисахариды, в том числе полиурониды. Эти полисахариды по химическому строению близки к гемицеллюлозам, но вследствие растворимости в воде их относят к экстрактивным веществам. [c.269]

В настоящее время нет оснований предполагать, что каждой из этих групп отвечают определеннйе полисахариды гемицеллюлоз. По-видимому, во всех трех группах присутствуют одни и те же полисахариды (глюкоманнаны и ксилоурониды), за исключением арабогалактанов, которые сравнительно легко переходят в водный раствор при нагревании до указанных выше температур. Разница в поведении этих гемицеллюлоз зависит главным образом от степени доступности их реагентам и наличия пространственных затруднений, вызываемых наличием сетки из мелкопористого целлюлозного геля на поверхности волокон. Если холоцеллюлозу обработать веществами, вызывающими сильное набухание волокон и растворяющих гемицеллюлозы, например водной щелочью, и извлечь из нее основную массу гемицеллюлоз, входящих во все перечисленные выше группы, то способность их к растворению в горячей воде и гидролизу разбавленными кислотами оказывается практически одинаковой. [c.349]

Применяя те или иные способы варки и щелочного облагораживания, можно получать целлюлозы для химической переработки с различным содержанием а-целлюлозы. Чем больше в такой целлюлозе а-целлюлозы, тем меньше в ней содержится гемицеллюлоз. На рис. 55 показана зависимость между содержанием в хвойной сульфитной целлюлозе для ацетилирования (фирмы Раума-Репола, Финлиндия) а-целлюлозы и основных компонентов гемицеллюлоз ксилозы и маннозы. Из рисунка видно, что содержание компонентов гемицеллюлоз непрерывно снижается с увеличением содержания а-целлюлозы, но скорость падения их содержания не одинакова у полисахаридов, содержащих ксилозу и маннозу. Несмотря на более высокое содержание маннозы при низких значениях а-целлюлозы, удаляются они быстрее ксилозы. Аналогичная зависимость наблюдалась и у других целлюлоз. [c.382]

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]

Последняя операция протекает сравнительно легко только в условиях, когда глюкозный гидролизат содержит минимум посторонних примесей. Способность глюкозы выкристаллизовываться из упаренного сиропа резко уменьшается в присутствии посторонних примесей, так называемых патокообразователей. К ним относятся прежде всего моносахариды (манноза, ксилоза, арабиноза, галактоза и уроновые кислоты), которые образуются одновременно с глюкозой при гидролизе полисахаридов растительной ткани. Они образуют основную массу полисахаридов гемицеллюлоз. Поскольку они являются вредной примесью к глю-козным гидролизатам, в технологический процесс получения кристаллической глюкозы обычно включают предварительное максимальное удаление из растительной ткани гемицеллюлоз без затрагивания целлюлозы. Это удается осуществить путем подбора мягких режимов гидролиза, позволяющих перевести в раствор только одни гемицеллюлозы. На следующей стадии оставшийся целлолигнин гидролизуется в более жестких условиях до глюкозы. [c.380]

Гемицеллюлозы — смесн полисахаридов клеточной стенкн растений, состав которых зависит от вида растения. В зависимости от моносахаридного состава основной цепи гемицеллюлозы делятся на ксиланы, глюкоманнаны и галактаны. Ксиланы, главным источником которых являются древесина лиственных пород и злаки, построены преимущественно из (I — 4)-связанных остатков ( -кснлопиранозы. В основном они содержат остатки Ь-арабинозы, 4-0-метил-0-глюкуроновой кислоты. Глюкоманнаны, встречающиеся чаще всего в хвойных растениях, имеют главным образом линейную структуру с (I— 4)-связями. В некоторых случаях к главной цепн присоединены (I-> 6)-связями остатки О-галактозы. [c.499]

Гемицеллюлозы представляют собой смесь более низкомолекулярных полисахаридов, растворимых в 17,5%-ной щелочи. Основную часть гемицеллюлозы составляют пентозаны (С5Н804) г и гексозаны (СеНюОб) д- Гексозаны отличаются от обычной целлюлозы расположением гидроксильных групп в мономерной частице СеНюОб. [c.357]

Органическая часть торфов имеет сложный химический состав и включает в себя такие компоненты, как битумы, водорастворимые, легкогидролизуемые полисахариды (гемицеллюлозы) и гуминовые вещества (фульво- и гуминовые кислоты), трудногидролизуемые полисахариды, представленные в основном целлюлозой, и негидролизуемый остаток. Содержание этих компонентов у торфов различно и зависит от ботанического состава и степени разложения торфа. Химический элементарный состав некоторых исходных торфообразователей, углеводный состав фракций легко- и трудногидролизуемых полисахаридов приведены в табл. 16 и 17. [c.192]

Одним из неотъемлемых компонентов клеточной стенки растений являются гемицеллюлозы, В противоположность целлюлозе они включают полисахариды с меньшим размером молекул (СП 50—200, ММ 10 000—40 ООО), извлекаемые из растительных материалов растворами щелочи и легкогпдролизуемые до гексоз и пентоз (Степаненко, 1968). Основные компоненты гемицеллюлоз — ксиланы, уроновые кислоты (например, полиглюкуроно-вая), маннаны, арабогалактаны. Наиболее распространены ксиланы. Кукурузная кочерыжка и овсяная шелуха содержат до 28—34% ксилана. Маннан представляет собой стереоизомер целлюлозы, в цепи которого связаны ангидроманнопиранозные остатки. Маннаны не волокнисты, что указывает на малую степень их полимеризации. Ни одна пз гемицеллюлоз не охарактеризована достаточно полно. [c.14]

В зависимости от состава основной цепи полисахарида и соотношения моноз, составляющих полисахарид, гемицеллюлозы разделяют на группы, характеризующиеся одинаковым составом и строением основной неразветвленной наиболее длинной цепи полимера или большей части этой цепи арабаны, ксиланы, глю-каны, галактаны, маннаны, фруктозаны, галактуронаны, манну-ронаны. В подгруппы объединяются полимеры в зависимости от состава и строения разветвленной части молекулы или от количества углеводных остатков, входящих в состав основной неразветвленной части полимерной цепи (Дудкин, 19С9 Тарчевский, Марченко, 1985). [c.15]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология