4. Пектиновые вещества: содержание, химическое строение, свойства, методы выделения
Пектиновые вещества – комплекс углеводных веществ кислого характера, содержащий в качестве главного компонента пектиновую кислоту, а также арабинан и галактан.
В древесине содержание пектиновых веществ 0,5–1,5% (редко до 3–4%). В хвойных меньше, чем в лиственных.
Свойства ПВ: растворимые в холодной воде; Протопектин можно перевести в раствор нагреванием с водой при температуре 100°С; нерастворимые в холодной воде (протопектин); М=3*10^3 – 3*10^5; растворы ПВ имеют высокую вязкость.
Пектиновая кислота – рамногалактуронан, построена из звенев α-Dгалактуроновой кислоты в пиранозной форме, соединенных гликозидными связями 1→4, и включает звенья α-L-рамнопиранозы.
75% СООН-групп метилированы
У 2 и 3 С-атомов могут находиться ацетильные группы
Часть Н-атомов свободных СООН-групп может быть замещена на Са и Мг (поперечные мостики между цепями пектиновой кислоты)
Выделение ПВ: экстрагирование горячей водой или оксалатом/цитратом аммония (удаляют ионы кальция и магния); осаждение из водных растворов этанолом; очистка повторным растворением в воде и осаждением в виде кальциевой соли (пектината кальция). Функции ПВ: входят в состав сложной срединной пластинки и вместе с лигнином обеспечивают связывание клеток в ткань; в молодых растениях и тканях обеспечивают необходимую прочность и эластичность; играют важную роль в водном обмене – связанная ими вода не замерзает и трудно испаряется
5. Уроновые кислоты: представители, методы определения, содержание
Содержание уроновых кислот в древесине лиственных пород составляет 3,5–6,0%, хвойных – 1,8–4,9%.
Уроновые кислоты, входящие в состав глюкуроноксиланов и полиуронидов, завышают содержание пентозанов
Уроновые кислоты при декарбоксилировании и гидролизе превращаются в пентозы, а последние образуют фурфурол
Декарбоксилирование:
Гексозаны гидролизуются до гексоз, которые превращаются в гидроксиметилфурфурол
Это нестабильное соединения в условиях реакции разлагается с образованием муравьиной и левулиновой кислот
6. Определение содержания пентозанов в древесине
Индивидуальные пентозаны – гидролиз пентозанов до пентоз с последующим хроматографическим анализом моносахаридов
Суммарное содержание – по фурфуролу, образующемуся при обработке древесины 12-20% соляной кислотой
При обработке 12-20% соляной кислотой пентозаны гидролизуются до пентоз:
Образующиеся пентозы в результате дегидратации превращаются в фурфурол (2-фуральдегид), который отгоняется с водяным паром:
Выход фурфурола ниже теоретического из-за разложения фурфурола и образования гумиподобных веществ; конденсации фурфурола с лигнином и др. фенольными соединениями
Чем больше скорость выведения фурфурола из реакционной среды, тем меньше нежелательные процессы
Влияние других компонентов на определение пентозанов через фурфурол: звенья метилпентоз превращаются в метилпентозы, а они в метилфурфурол, который определяется вместе с фурфуролом:
