Cтраница 1
Полисахариды гемицеллюлоз, входящие в состав раз. В основе этих производств лежит реакция гидролиза полисахаридов, при которой рвутся гликозидные связи между отдельными остатками моноз и по месту разрыва присоединяются элементы воды Н и ОН. [1]
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. [2]
Полисахариды гемицеллюлоз растворимы в водных растворах щелочей, поэтому наиболее эффективным методом отделения их от целлюлозы является экстракция холоцеллюлозы воднощелочными растворами различных концентраций. [3]
Полисахариды гемицеллюлоз в значительной мере различаются по химическому составу, природе и соотношению моносахаридных остатков, содержанию уроновых кислот, метоксильных и ацетильных групп. Поэтому для наиболее полной характеристики гемицеллюлоз необходимо определить содержание перечисленных выше, компонентов. [4]
Полисахариды гемицеллюлоз растительных тканей-обычно представляют собой смесь полимеров с различным молекулярным весом. [5]
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 арабан 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. Глюкоман-нан экстрагируется только раствором натриевой щелочи, а при осаждении этанолом содержит примеси других полисахаридов и требует дальнейшей очистки. [6]
Основными полисахаридами гемицеллюлоз исследованных поверхностных тканей зерен являются: глюкуроноарабоксилан, глю-куроноксилан и арабоксилан. Эти полисахариды были выделены из предварительно обезжиренных пленок овса, проса, риса, пшеницы, ячменя и ржи экстракцией раствором щелочи. [7]
Поскольку полисахариды гемицеллюлоз имеют средиечисловой молекулярный вес не выше 30000, применение обычной осмометрии затруднено вследствие проницаемости мембран для низкомолекулярных фракций. Предложенный Хиллом [30] метод осмометрии в паровой фазе имеет ряд преимуществ перед другими методами. Каплю раствора и каплю растворителя помещают на два спая термопары и выдерживают в атмосфере, насыщенной парами чистого растворителя. [8]
Как уже указывалось, полисахариды гемицеллюлоз, а также целлюлоза во время натронной или сульфатной варки постепенно отщепляют от редуцирующего конца остатки моноз, превратившиеся в изосахариновые кислоты. Для предотвращения этой вредной реакции необходимо редуцирующую альдегидную группу восстановить в спиртовую. Благодаря этому щелочной распад полисахаридов замедляется, и общий выход целлюлозы увеличивается. Неоднократно отмечалось, что в щелочной среде ксилоурониды более устойчивы, чем глюкоманнаны. [9]
В древесине лиственных пород ксиланы являются преобладающими полисахаридами гемицеллюлоз. Для лиственных деревьев характерно присутствие глюкуроноксилана. Число боковых звеньев зависит от породы дерева, положения в стволе и возраста. Распределение боковых звеньев хаотическое. Иногда в глюкуроноксиланах в качестве боковых ответвлений присутствуют остатки p - D-ксилопиранозы. [10]
Маннаны относятся к гексозанам и являются главными полисахаридами гемицеллюлоз в древесине хвойных пород. В древесине лиственных пород содержание маннанов невелико. [11]
Были также сделаны попытки выделить и идентифицировать отдельные полисахариды гемицеллюлоз сосны и платана [33] в зоне камбия, заболони, лубе и сравнить их. [12]
В процессе варки гидролизуются до соответствующих моносахаридов только полисахариды гемицеллюлоз. Лигнин, взаимодействуя с серной кислотой, присоединяет ее, образуя лигносуль-фоновую кислоту; которая переходит вместе с монозами в раствор в виде кальциевой соли. Отделяемый от целлюлозы сульфитный щелок содержит около 2 % гексоз и пентоз и 7 - 8 % лигносульфоната кальция. Его освобождают от избытка SO2 и нейтрализуют известью, после чего сусло подвергают брожению с целью получения этилового спирта. После отгонки последнего содержащую пентозы жидкость используют для выращивания кормовых дрожжей, а содержащий лигносульфонат кальция остаток концентрируют выпариванием с целью получения бардяного концентрата, широко используемого благодаря его поверхностно-активным свойствам в целом ряде отраслей промышленности. [13]
Из сизальской пеньки ( Agave sisalana) [184] выделен и исследован основной полисахарид гемицеллюлоз 4 - О-метилглюку-роноксилан. Последний был получен из делигнифицированных волокон экстракцией щелочными растворами возрастающих концентраций и в конце щелочным раствором бората натрия. На основании продуктов частичного гидролиза и состава гидролизатов метилированного полисахарида был сделан вывод, что макромолекулы 4 - О-метилглюкуроноксилана волокон сизаля имеют малораз-ветвленную цепь, состоят из 97 остатков p - D-ксилопираноз, соединенных 1 - - 4 связями. Примерно к каждому восьмому остатку Х - ксилопираноз присоединен 1 - 2 гликозидными связями остаток 4 - 0-метил - /) - глюкуроновой кислоты. [14]
В настоящее время нет оснований предполагать, что каждой из этих групп отвечают определеннее полисахариды гемицеллюлоз. По-видимому, во всех трех группах присутствуют одни и те же полисахариды ( глюкоманнаны и ксилоурониды), за исключением ара-богалактанов, 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. [15]