Гемицеллюлозы, Лигнин - Химический состав древесины

Группа полисахаридов, в которую входят пентозаны (C5H8O4)n и гексозаны (C6H10O5)n

Формула гексозанов на первый взгляд идентична формуле целлюлозы. Однако степень полимеризации у всех гемицеллюлоз гораздо меньше и составляет 60-200. Это свидетельствует о более коротких цепочках молекул и меньшей стойкости этих веществ по сравнению с целлюлозой.

Полисахариды ГМЦ -- обязательная составная часть клеточных стенок растений, выполняют в основном конструктивные функции, инкрустируя целлюлозу. В ряде случаев наряду с крахмалом полисахариды ГМЦ являются запасными питательными веществами. Они входят в состав клеточных стенок различных микроорганизмов.

Гемицеллюлозы, разделяются на группу пентозанов и гексозанов.

Пентозаны при гидролизе образуют сахара-пентозы, которые не способны бродить и давать спирт, гексозаны образуют сахарагексозы, способные бродить и дающие спирт. Пентозаны преобладают в древесине лиственных пород, гексозаны -- в древесине хвойных.

Лигнин

Лигнин (от лат. lignum -- дерево, древесина)

Сложное полимерное соединение, содержащееся в клетках сосудистых растений. Относится к инкрустирующим веществам оболочки растительной клетки. Отложение Л. в клеточных оболочках вызывает одревеснение клеток и увеличивает их прочность. Древесина лиственных пород содержит 20--30% Л., хвойных -- до 50%; у низших растений (водоросли, грибы) и мхов Л. не обнаружен. Одревесневшие клеточные оболочки обладают ультраструктурой, которую можно сравнить со структурой железобетона: микрофибриллы целлюлозы (См. Целлюлоза) по своим свойствам соответствуют арматуре, а Л., обладающий высокой прочностью на сжатие, -- бетону. Химическое строение Л. не установлено окончательно. Молекула Л. состоит из продуктов полимеризации ароматических спиртов; основной мономер -- конифериловый спирт:

Лигнин, по сравнению с целлюлозой отличается меньшей стойкостью, легче подвергается воздействию горячих щелочей, окислителей и пр. Под действием сернистой кислоты или раствора едкого натра лигнин переходит в раствор. На этом свойстве основано получение из древесины целлюлозы, которая освобождается при этом от лигнина, образуя техническую целлюлозу. Сульфатный лигнин ограниченно применяется в производстве полимерных материалов, фенолформальдегидных смол, и как компонент клеящих композиций в производстве ДСП, картона, фанеры и др. Гидролизный лигнин служит котельным топливом в лесохимических производствах, а также сырьем для получения гранулированного активного угля, пористого кирпича, удобрений, уксусной и щавелевой кислот, наполнителей.[7

Содержание целлюлозы, гемицеллюлоз и лигнина

В среднем можно принять, что в древесине хвойных пород содержится 48--56% целлюлозы, 26--30% лигнина, 23--26% гемицеллюлоз (10--12% пентозанов и около 13% гексозанов); в то же время древесина лиственных пород содержит 46--48% целлюлозы, 19--28% лигнина, 26--35% гемицеллюлоз (23--29% пентозанов и 3--6% гексозанов). Из этих данных видно, что древесина хвойных пород содержит повышенное количество целлюлозы и гексозанов, а для древесины лиственных пород характерно высокое содержание пентозанов. В клеточной оболочке целлюлоза находится в соединении с другими веществами; особенно тесная связь, характер которой до сего времени не ясен, наблюдается между целлюлозой и лигнином. Ранее считали, что лигнин лишь механически примешан к целлюлозе; однако в последнее время все более приходят к убеждению, что между ними существует химическая связь.

Похожие статьи




Гемицеллюлозы, Лигнин - Химический состав древесины

Предыдущая | Следующая