Гемицеллюлозы кислотный гидролиз

Кислотный гидролиз обычно осуществляется в вертикальных цилиндрических аппаратах, которые заполняют древесиной и через нее пропускают разбавленную серную или соляную кислоту. Температура в аппарате медленно повышается до 185 °С. Продолжительность реакции составляет 2,5—3,0 ч. Средняя концентрация сахара в растворе, выходящем из реактора, составляет около 57о. Последующие технологические стадии — нейтрализация и фильтрование. Применение концентрированных кислот позволяет ускорить гидролиз, но требует использования специальных конструкционных материалов [132]. Кислотному гидролизу свойствен ряд недостатков, из которых следует отметить малый выход конечного продукта, возможность разрушения гемицеллюлозы до неферментируемых продуктов и низкое качество побочного продукта — лигнина, который трудно утилизировать. [c.122]

В специальной литературе неоднократно сообщалось о попытках использовать ферменты и микроорганизмы для гидролиза пентозанов до соответствующих моносахаридов (вместо кислотного гидролиза) [141]. Было показано, что термофильные бактерии способны сбраживать гемицеллюлозы в древесине только после энергичного размола ее или предварительной делигнификации. [c.425]

Существенный недостаток определения количества крахмала методом кислотного гидролиза заключается в том, что наряду с крахмалом частично расщепляются и гемицеллюлозы, вследствие чего искажаются данные об истинном содержании крахмала. Особенно это наблюдается при анализе растительных продуктов, содержащих много гемицеллюлоз. Чтобы избежать этого, был разработан диастатический (ферментативный) метод определения крахмала. Обработка навески растительного материала в определенных условиях диастазом позволяет отделить крахмал от других углеводов. Диастаз, как и другие ферменты, обладает строгой специфичностью и расщепляет только крахмал, переводя его в растворимое состояние. Растворимые продукты ферментативного расщепления крахмала отфильтровывают, отбирают определенное количество прозрачного фильтрата и проводят гидролиз НС1. В гидролизате определяют глюкозу описанными методами. Весьма существенным недостатком ферментативного метода является длительность определения. [c.165]

На заводе в Лонг-Айленде опробован процесс (и рассчитана его экономика) непрерывного кислотного гидролиза не только целлюлозы, но и гемицеллюлозы, и последующей конверсии глюкозы и ксилозы в этанол. Исходным сырьем служат опилки. Схема процесса представлена на рис. 7.5. [c.203]

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

КИСЛОТНЫЙ ГИДРОЛИЗ ПОЛИСАХАРИДОВ ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗ И УСТАНОВЛЕНИЕ СОСТАВА ИХ ГИДРОЛИЗАТОВ [c.59]

КИСЛОТНЫЙ ГИДРОЛИЗ ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗ [c.185]

ГЛАВА 5. КИСЛОТНЫЙ ГИДРОЛИЗ ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗ [c.186]

ГЛАВА 5. кислотный ГИДРОЛИЗ ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗ [c.188]

Биологическая переработка щелоков—отходов после сульфатной варки— невозможна, так кгк в этом процессе сахара полностью разрушаются. Для использования гемицеллюлоз древесины остается единственный выход—предварительный кислотный гидролиз, как при варке соломы. В случае применения предварительного кислотного гидролиза древесины твердых пород будут получаться щелока, пригодные также для производства фурфурола. Правда, при этом выход целлюлозы после варки несколько снизится . [c.337]

Хорошо известно, что даже в самом лучше.м случае — при заведомо деятельных дрожжах и деятельном диастазе, и даже при повторном брожении зрелая бражка содержит редуцирующие вещества, которые условно принимают за мальтозу. После гидролиза 2%-ной соляной кислотой количество редуцирующих веществ увеличивается, причем прирост их также условно считают за счет декстринов. Среди редуцирующих веществ действительно могут быть мальтоза и редуцирующие декстрины, но при определении первой на аналитические данные сильно влияет присутствие пентоз, а при определении вторых — присутствие продуктов кислотного гидролиза — гемицеллюлоз и пектиновых веществ. [c.491]

При выделении лигнина из древесины с целью количественного его определения полисахариды — целлюлозу и гемицеллюлозы — подвергают гидролизу до простых сахаров действием минеральных кислот. В жестких условиях кислотного гидролиза (продолжительная обработка, повышенная температура, высокая концентрация кислоты) сахара могут претерпевать гумификацию с образованием нерастворимых продуктов. Однако путем соответствующего подбора условий обработки гумификацию можно свести до минимума. Возможна также конденсация с лигнином фурфурола, образующегося из пентоз при кислотном гидролизе. Поэтому в случае растительных материалов с высоким содержанием пентозанов (некоторые лиственные породы, солома) иногда применяют предварительный гидролиз разбавленными (1—5%) кислотами, хотя эти кислоты могут частично удалять и лигнин. [c.81]

Каждый метод имеет свои недостатки. Так, методы, основанные на диспергировании крахмала в кислой среде и последующем измерении оптического вращения раствора или получении иод-крахмального комплекса, по-видимому, вызывают слишком глубокую деградацию полисахаридов, что приводит либо к несоответствию между величиной оптического вращения и содержанием полисахаридов, либо к образованию осаждающихся декстринов, не содержащих иода. Более того, кислотный гидролиз сложных крахмалсодержащих продуктов может сопровождаться деградацией некоторых компонентов клеточной стенки (пектиновых веществ, гемицеллюлоз) и появлением восстанавливающих моно- и олигосахаридов. Присутствие этих веществ сказывается на результатах классических методов анализа (определение восстанавливающейся способности, колориметрическое определение в виде производных фурфурола). [c.84]

Д-Арабиноза часто встречается в растениях в составе слизей, гемицеллюлозы и пектиновых веществ. Ее получают путем кислотного гидролиза свекловичного жома и вишневого клея. Удельное ее вращение в водном растворе по окончании мутаротации +104,5°. Арабиноза не сбраживается дрожжами. [c.65]

О-Ксилоза входит в состав растительных слизей и гемицеллюлозы. Ее получают при кислотном гидролизе соломы, древесины, отрубей, кукурузных кочерыжек. Удельное вращение ксилозы в водных растворах по [c.65]

Приобретение глюкоманнаном после слабого кислотного гидролиза кристаллической структуры, по-видимому, объясняется образованием при гидролизе более коротких линейных цепей, которые в противоположность нативному полисахариду имеют сильную тенденцию к кристаллизации. При частичном гидролизе глюкоманнанов ели отношение маннозных остатков к глюкозным падает по сравнению с нативными полисахаридами с 3,6 1 до 2,9 1, что объясняется более легкой гидролизуемостью маннозидных связей по сравнению с глюкозидными [9]. Глюкоманнан является главным полисахаридом гемицеллюлоз еловой древесины, содержащим >-маннозу. [c.167]

Для применения в производстве целлюлозы и бумаги сырье должно содержать достаточно много целлюлозы, а ее волокна обладать хорошими бумагообразующими свойствами. Сырье для гидролизных производств должно давать высокий выход сахаров при кислотном гидролизе, причем, в зависимости от принадлежности к растениям голосеменным (хвойные древесные породы) или покрытосеменным (лиственные древесные породы и сельскохозяйственные культуры, отходы которых утилизируются), оно может использоваться в разных производствах. Так, древесину лиственных пород, а также сельскохозяйственные отходы, как пентозансодержащее сырье применяют в производстве фурфурола и ксилита, тогда как древесина хвойных пород, дающая при гидролизе высокий выход сбраживаемых сахаров - гексоз, может бьггь использована для производства этанола и углекислоты. И те и другие древесные породы используют в производстве кормовых дрожжей. В лесохимии разные производства требуют вполне определенного сырья. В канифольно-скипидарном производстве используются высокосмолистые хвойные породы. При пиролизе древесины ценным сырьем для производства активного угля служит древесина твердолиственных пород. Кроме того, больший выход уксусной кислоты достигается также из древесины лиственных пород, включающих в свой состав по сравнению с древесиной хвойных пород больше ацетилсодержащих гемицеллюлоз (ацетилированных ксиланов). [c.223]

Протекающие на второй стадии варки реакции гидролиза гемицеллюлоз подчиняются общим закономерностям кислотного гидролиза растительного сырья, рассматриваемого в курсе технологии гидролизных производств. Механизм гидролиза состоит в том, что под действием ионов гидроксония протониру-ются атомы ацетального кислорода, через которые сахарные остатки связываются в полисахаридную цепь. Ослабленные связи разрываются с образованием ионов карбония. Последние, реагируя с водой, образуют конечный продукт и протон. [c.207]

Глубина гидролиза легкогидролизуемых гемицеллюлоз определяется рядом факторов, первым из которых является порода древесины. В составе гемицеллюлоз древесины ели 40 % массы приходится на очень легко гидролизуемые углеводы, в то время как в гемицеллюлозах древесины березы и осины их в 2 раза меньше. Вследствие этого при получении целлюлозы нормального выхода из древесины ели углеводы сульфитного щелока практически нацело представлены моносахаридами. При использовании древесины березы и осины в щелоке такой варки наряду с моносахаридами в небольшом количестве присутствуют олигосахариды. После дополнительного кислотного гидролиза (операция получила название инверсии щелоков) прирост моносахаридов достигает 10 %. [c.207]

С прогрессирующим удалением гемицеллюлоз перед варкой как содержание лигнина Класона, так и содержание метоксилов увеличивалось для обеих фракций. Кислотный гидролиз каждой спиртонерастворимой фракции щелочного лигнина обнаружил присутствие ксилозы. На основании этого авторы высказали предположение, что эти алкогольнерастворимые фракции являются фактически лигнин-гемицеллюлозными комплексами. [c.741]

Доказательство тесной связи между лигнином и холоцеллюлозой было подтверждено работами Вачека и Шрота [79]. Они выделили фракцию лигнина из холоцеллюлозы вместе с гемицеллюлозами при экстракции щелочью. При осаждении же гемицеллюлоз фракция лигнина оставалась в растворе. Из маточника лигнин был выделен при концентрировании и подкислении. Из ели выход этой фракции составил 5,5% при содержании метоксилов—12,4% и карбоксилов — 9,7 %1 При кислотном гидролизе сахара не образовывалось. Щелочной гидролиз с последующим окислением перуксусной кислотой давал ванилиновую кислоту. [c.744]

Применение радиоактивных предшествошиков полисахаридов позволяет обнаружить место синтеза ГМЦ в клетке. Это можно проиллюстрировать на результатах следующего эксперимента [43]. Корешки проростков гороха помещали на 40 мин. при 20°С в раствор С б-глюкозы. Затем корешки отрезали, измельчали, удаляли растворимые соединения и путем градиентного центрифугирования выделяли фракцию митохондрий и фракцию телец Гольджи [21]. Полученные фракции подвергали кислотному гидролизу, проводили анализ сахаров и определяли их радиоактивность. Большая часть активности гидролизата телец Гольджи обнаружена в галактозе, затем в порядке уменьшения — в ара-бинозе, глюкозе, ксилозе, маннозе. Это показывает, что в тельцах Гольджи происходит активный синтез пектиновых веществ и гемицеллюлоз, ио не синтезируется целлюлоза. [c.26]

Важное значение в биоконверсии растительных материалов имеет ФГ гемицеллюлоз, находящихся в клеточной стенке растений или в нерастворимых продуктах, полученных на их базе, где гемицеллюлозы тесно связаны с другими компонентами. Считают, что ФГ полисахаридов, в том числе ГМЦ, в противоположность кислотному гидролизу тормозится экранирующим действием лигнина. Однако в молодых, малолигнифицированных растительных кдетках ГМЦ также не гидролизуются ферментами полностью, без параллельного расщепления целлюлозы [15. [c.231]

Интересные данные получены при ФГ гемицеллюлоз, сорбированных на хлопковой целлюлозе [5]. Сорбирование проводили при нагревании хлопковой целлюлозы со щелоками от сульфатной варки березовой древесины. Образец содержал (%) пентозанов — 7, глюкоманнана — 0,5, лигнина — 0,5. В продуктах полного кислотного гидролиза образца обнаружено 7,4% ксилозы. При гидролизе ГМЦ ферментами растворяется только 0,5% глю-куропоксилана, сорбированного на хлопковой целлюлозе, что составляет 7,9% от общего количества ГМЦ в образце [5]. Можно предположить, что кроме включения иереосажденных ГМЦ в микропоры целлюлозы имеет место также стабильная ассоциация макромолекул целлюлозы и глюкуроноксилана. По-видимому, ФГ подвергается только незначительная часть сорбированного глюкуроноксилана, находящаяся на поверхности волокна и не входящая в ассоциаты. [c.232]

Можно сравнить скорость реакции ФГ и кислотного гидролиза ГМЦ. Здесь необходимо отметить, что подход к определению константы скорости реакции К в случае химических реакций и реакций с участием биокатализаторов различается [31, с. 322—331], однако формальное определение К для суммарной реакции по количеству образующихся продуктов за определенное время может характеризовать скорость реакции. Например, в работе [10] определена К для ФГ гемицеллюлоз. С использованием общепринятых закономерностей при исследовании кинетики реакций [10] установлено, что для определения К в рассмотренном случае можно применять уравнение реакции первого порядка Д =0,693/ о,5, где /о,5 — время полупревращения полисахаридов субстрата, подсчитываемое по максимальному выходу РВ при ФГ. В этом случае К характеризует реакцию ФГ только для ферментодоступнои части полисахаридов, в то время как К для кислотного гидролизг обычно определяется с учетом общего содержания полисахаридог в материале. Таким образом, в работе [10] определяемое значе 1 ие К для ФГ гемицеллюлоз в образцах соломы (5=30 мг/мл, [c.239]

Для осуществления ФГ гемицеллюлоз, отделения продуктов и иммобилизации ферментов перспективным является применение мембранных процессов [12], однако для этого требуется создание новых прочных, биоустойчивых мембран. По сравнению с кислотным гидролизом применение реакторов, снабженных полупроницаемыми мембранами, для ФГ является более перспективным из-за почти нейтральной реакционной среды (pH 4—5), низкой температуры (30—60°С), большой разницы между молекулярной массой биокатализаторов и продуктов реакции скорость ФГ гемнцеллюлоз сравнима со скоростью проникновения продуктов реакции через мембрану. Применение для ФГ реакторов, снабженных мембранами (диализ, ультрафильтрация), позволяет получать ферментные гидролизаты, содержащие сахар, в том числе и ксилозу, маннозу, арабинозу и др., высокой степени чистоты, что важно особенно для их дальнейшей микробиологической переработки [7]. [c.242]

При кислотном гидролизе гемицеллюлоз образуются глюкоза, галактоза, фруктоза, манноза, арабиноза и ксилоза. В зависимости от вида и органа растений в составе гемицеллюлоз могут преобладать те или иные сахара. [c.121]

При изучении фракций гемицеллюлозы из сочной части древесины и сердце вины некоторых видов дуба оказалось, что при кислотном гидролизе преобладающи. компонентом во всех фракциях является -ксилоза. Во фракциях А ксилозя была соединена с уроновой кислотой и метоксиальдобиуроновой кислотой. Из всех фракций был выделен полисахарид, структурной единицей которого являлась цепь, состоящая из 6 остатков ксилозы и одного остатка метилгексуроновои кислоты. Фракции Б содержали больще уроновой кислоты, чем фракции А. [c.631]

Гемицеллюлозы По химическим свойствам гемицеллюлозы весьма близки к пектинам. В их состав также входят пентозы и галактуроновая кислота, однако гидролизуются они труднее. Поэтому их определяют после удаления пектинов теплой (45°С) водой (обычно предварительно удаляют сахара экстракцией 80% об. спиртом). Гемицеллюлозы извлекают путем кислотного [7, 9, И] или щелочного [7, 22] гидролиза. Кислотный гидролиз проводят 2%-ной НС1 на водяной бане в течение 3—5 ч, щелочной гидролиз — последовательной обработкой 4-и 10%-ным раствором NaOH или соответственно 5- и 25%-ным раствороги КОН. После нейтрализации в гидролизатах определяют редуцирующие вещества и вычисляют содержание гемицеллюлоз, используя коэффициент 0,9. [c.220]

Меньшая прочность по отношению к кислотному гидролизу характерна для фуранозидных связей. 0,01 н. минеральная кислота при 100 °С обычно полностью гидролизует их в течение 3—4 ч. Во многих камедях,- слизях, гемицеллюлозах (галакто-маннанах) фуранозидные связи соединяют моносахаридные звенья с основной полисахаридной цепью. Удаление таких звеньев слабой кислотой является важным этапом для характеристики данных полисахаридов и шагом, облегчающим дальнейшее изучение основной цепи. [c.81]

Например, фирма бывш. Phrix в Виттенберге разработала метод получения целлюлозы из соломы. До варки со щелочью под давлением солому подвергали предварительному кислотному гидролизу, так как в результате щелочной варки соломы не достигается требуемое расщепление. По завершении варки в целлюлозе еще содержатся гемицеллюлозы, которые не растворя.отся в 17,5%-ном растворе едкого натра, и поэтому в их присутствии создается ложное представление о высоком содержании а-целлюлозы. Гемицеллюлозы удаляются при кислотном предварительном гидролизе, после чего щелочная варка приводит к нужному результату. При этом образуется гидролизат, вполне пригодный для производства дрожжей и с успехом перерабатываемый на фурфурол. [c.336]

Предгидролизаты. Образуются при водном или кислотном гидролизе гемицеллюлоз древесины и состоят из пеитозного сахара и декстринов. Перед биохимической переработкой предгидролизаты подвергают инверсии — гидролизу полисахаридов в водном растворе минеральной кислоты при соответствующей температуре. Впервые в мире промышленное производство кормовых дрожжей на предгидролизатах организовано иа Братском лесопромышленном комплексе. [c.158]

Танниновые компоненты древесины дуба, эллаготаннины, гидролизуются в ходе созревания вина или спирта до эллаговой и галловой кислот. Как и другие фенольные компоненты вина, эти экстрагированные фенолы могут играть роль субстратов для окисления и способствовать окислению других компонентов напитка, а также участвовать в формировании горечи и терпкости. Содержание простых сахаров в выдерживаемых в дубовых бочках спиртных напитках при экстракции или при кислотном гидролизе гемицеллюлозы возрастает [64,122]. Хотя их содержания обычно недостаточно для восприятия сладости, они участвуют в образовании фурфурала и аналогичных ароматических соединений [64]. [c.512]

При обработке торфа соляиой кислотой, помимо реакции гидролиза гемицеллюлоз, могли также происходить побочные реакции гидролиза и канденсации са.мих гуминовых кислот. Поэтому мы считали необходимым изучить также влияние кислотного гидролиза на характер функциональных групп самих гуминовых кислот, предварительно выделенных из торфа или почвы. Для этого выделенные гуминовые кислоты нагревались 2,5 часа с 5%-ной соляной кислотой при этом около 50% азотистых веществ, содержащихся в гуминовых кислотах, перешло в раствор в раствор перешло около 20% органического вещества от веса гуминовой кислоты в случае торфяной и около 30% в случае черноземной гуминовой кислоты, в гидролизате в том и другом случае было найдено около 10% углеводов. [c.320]

Измельченное растительное сырье, содержащее большое количество клетчатки, гемицеллюлоз, пентозанов, подвергается кислотному гидролизу при повышенном давлении и температуре, в результате чего 60- 5 % содержащихся в них полисахаридов гидролизуются до моносахаридов. Полученный гидролизат отделяют от лигнина, избыток кислоты, применяемой для гидролиза, нейтрализуют известковым молоком или аммиачной водой. После охлаждения и отстаивания в гидролизат добавляют минеральные соли, витамины и другие вещества, необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов. Полученная таким образом питательная среда подается в ферментерный цех, где осуществляется выращивание дрожжей. [c.261]

Маннозу получают путем кислотного гидролиза гемицеллюлоз, образующих скорлупу кокосовых орехов. Удельное вращение маннозы после установления в растворе равновесия между а- и -формами (мутаротации) равно + 14,2°. Манноза сбраживается дрожжевыми клетками. [c.62]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология