|
|
|
Главная --> Справочник терминов Полисахариды микроорганизмов Глава И. ПОЛИСАХАРИДЫ ДРЕВЕСИНЫ Полисахариды древесины (углеводная часть) полисахариды древесины. По скорости процесса гидролиза в кислой среде полисахариды древесины разделяют на легко- и трудногидролизуемые. Такое деление обу- Рис. 11.4. Легко- и трудногидролизуемые полисахариды древесины и продукты их гидролиза разбавленными кислотами, при гидролизе концентрированными кислотами полисахариды древесины, в том числе целлюлоза, набухают и растворяются в концентрированной кислоте, и их гидролиз в растворе идет быстро. Концентрированной кислотой условно и считают такую кислоту, которая способна растворять целлюлозу. Серная кислота растворяет целлюлозу при массовой доле H2SO4 в растворе не ниже 62% (обычно на практике используют 70...80%-ю Н28ОД соляная кислота - только сверхконцентрированная (40...42%-я), которую получают из концентрированной соляной кислоты дополнительным насыщением хлороводородом при охлаждении. Растворяет и гидролизует целлюлозу также 100%-я трифторук-сусная кислота. Механизм растворения полисахаридов в концентрированных кислотах на примере целлюлозы рассматривается в соответствующем разделе (см. 17.2.2). Полисахариды древесины при ее делигнификации в кислой среде подвергаются гидролитической деструкции. Поведение отдельных представителей углеводной части древесины в условиях кислотно-катализируемого гидролиза детально рассмотрено ранее (см. 11.5). Специфика варочного процесса будет сказываться на глубине этих превращений и развитии побочных процессов, обусловленных взаимодействием углеводов с компонентами варочного раствора. Эту специфику можно рассмотреть на примере сульфитной варки, осуществляемой водными растворами диоксида серы и оснований, т.е. растворами сернистой кислоты и ее солей. Сульфитную варку проводят при различных значениях рН (см. 13.1). При увеличении рН уменьшается концентрация ионов гидроксония, а гидрати-рованный диоксид серы превращается в ионы гидросульфита, которые при дальнейшем увеличении рН образуют сульфит-ионы. В условиях кислой сульфитной варки (рН менее 3) происходит деструкция легкогидролизуемых полисахаридов. В древесине лиственных пород такими полисахаридами являются ксиланы, дающие при гидролизе главным образом D-ксилозу и ксилобиуроновую кислоту и в небольших количествах другие альдобиуроновые кислоты. При температуре выше 100°С наблюдается деацетилирование ксиланов. Полисахариды древесины хвойных пород более устойчивы при кислой сульфитной варке. Во-первых, в глюкоманнанах гликозидные связи гидролизуются медленнее, чем в ксиланах, а во-вторых, ксиланов меньше. Следовательно, выход сульфит- Полисахариды древесины, в том числе выделённькГиз нее холоцел-люлоза, альфа-целлюлоза, гемицеллюлозы, устойчивы к нагреванию примерно до температуры 100°С, а при дальнейшем нагревании начинают разрушаться со всё возрастающей скоростью, причем гемицеллюлозы оказываются более чувствительными к термообработке, чем целлюлоза. При относительно низких температурах, до 180...200°С, вследствие присутствия воды в древесине, по-видимому, преимущественно протекают реакции частичного деацетилирования гемицеллюлоз (гидролиза сложноэфирных группировок) и, в результате образования уксусной кислоты, — реакции гидролитической деструкции полисахаридов. При увеличении температуры выше 200°С уже идут реакции термической деструкции с гемолитическим разрывом гликозидных связей и С-С-связей в звеньях моносахаридов с образованием промежуточных свободных радикалов. Различия в химическом строении и физической структуре целлюлозы и гемицеллюлоз приводят к различию механизмов реакций. Глава 11. Полисахариды древесины .. 268 11.5. Легко- и трудногидролизуемые полисахариды древесины. Кислотный гидролиз.. 283 Роговин и Конкин (25), а затем и Косая с сотрудниками (26) показали, что спутники облагороженного древесного целлюлозного материала оказывают влияние на свойства ацетатов этой целлюлозы. Ксилан, являющийся одним из основных спутников древесного целлюлозного материала и который может быть химически связан с макромолекулой целлюлозы (27), в некоторых условиях более быстрее ацетилируется, чем целлюлоза (в присутствии фосфорной кислоты). При ацетилировании ксилана уксусным ангидридом с серной кислотой в качестве катализатора происходит интенсивный гидролиз его. Экспериментально показано, что полисахариды древесины ксилан и маннан снижают пригодность целлюлозы к ацетилированию, вызывая мутность ацетатных растворов и ухудшая их фильтруемость (27) (28). В составе полисахаридов обнаружено более 20 различных моносахаридов в основном в пиранозной форме, соединенных а- или р-глюкозидными связями (глюкоза, фруктоза, галактоза; манноза, ксилоза, арабиноза и др.), ами-носахара (глкжозамин, галактозамин), дезоксисахара (рам-ноза, фукоза), уроновых кислот (глюкуроновая, галактуро-новая, маннуроновая, идуроновая). Наиболее сложными полисахаридами являются полисахариды микроорганизмов и животных. полисахариды микроорганизмов или, более узко, на полисахариды хвой- ные полисахариды микроорганизмов и др. Полисахариды бывают линейно- Полисахариды микроорганизмов. Мир микроорганизмов особенно бо- 26.3.4. Полисахариды микроорганизмов 251 26.3.4. ПОЛИСАХАРИДЫ МИКРООРГАНИЗМОВ Для описания большого количества известных в настоящее время полисахаридов необходимо выбрать ту или иную систему классификации. Поскольку строгая классификация по химическому строению или по биологической роли из-за отсутствия для многих полисахаридов исчерпывающих данных невозможна, чаще всего классифицируют полисахариды по источникам выделения, несмотря на то. что один и тот же полисахарид может быть получен из совершенно разных источников. Такая классификация позволяет разделить природные полисахариды на три большие группы: фитополисахариды, полисахариды микроорганизмов и зоополисаха-риды, внутри которых дальнейшее подразделение проводят частично по источникам выделения, а частично по химическому строению полисахаридов (табл. ]6). ПОЛИСАХАРИДЫ МИКРООРГАНИЗМОВ329.33° Резервные полисахариды микроорганизмов являются обычно глюканами типа гликогена. Для их выделения клетки микроорганизма после механического разрушения подвергают экстракции щелочью или водой. ПОЛИСАХАРИДЫ МИКРООРГАНИЗМОВ Таким образом, многие внеклеточные полисахариды микроорганизмов могут быть гомополисахаридами, имеющими уникальную структуру из-за присутствия в них значительного количества необычных для других полисахаридов типов связей. Помимо глюканов известны внеклеточные гомо-полисахариды, построенные из остатков маннозы (например, маннан из Bacillus polytnyxa C3348 или Bacillus diphteriae3*9), галактозы (например, галактокаролоза350 из Penicillium charlesii Smith) или N-ацетилгалактоз-амина351. Интересный гомополисахарид коломиновая кислота352' 353, по-  Полимеров хлоропрена Промывной жидкостью Полимеров колеблется Полимеров наблюдаются Полимеров наибольшее Полимеров непосредственно Полимеров образуются Полимеров оказывается Полимеров определяется |
- |
Навигация