CS272897B1 - Method of xylan's extractive insulation - Google Patents

Method of xylan's extractive insulation Download PDF

Info

Publication number
CS272897B1
CS272897B1 CS415389A CS415389A CS272897B1 CS 272897 B1 CS272897 B1 CS 272897B1 CS 415389 A CS415389 A CS 415389A CS 415389 A CS415389 A CS 415389A CS 272897 B1 CS272897 B1 CS 272897B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
xylan
sodium
filtered
weight
extracted
Prior art date
Application number
CS415389A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Other versions
CS415389A1 (en
Inventor
Ludovit Ing Csc Kuniak
Jozef Pharm Dr Csc Augustin
Original Assignee
Kuniak Ludovit
Jozef Pharm Dr Csc Augustin
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kuniak Ludovit, Jozef Pharm Dr Csc Augustin filed Critical Kuniak Ludovit
Priority to CS415389A priority Critical patent/CS272897B1/en
Publication of CS415389A1 publication Critical patent/CS415389A1/en
Publication of CS272897B1 publication Critical patent/CS272897B1/en

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

The invention concerns a method of extractive isolation of xylan from maize cobs. The principle of the invention is that ground maize cobs with a particle size of 2 to 3 mm are extracted in the first phase for 30 to 60 minutes at 65 to 70 degrees C in 20 to 30 times the volume of an aqueous alkaline solution containing 0.10 to 0.13 % by weight of sodium or potassium hydroxide and 0.05 to 0.l % by weight of sodium or potassium disulphite, whereupon the insoluble particles are filtered off and extracted in the second phase, 25 to 35 times the amount of aqueous alkaline solution containing 5 to 7 % by weight of sodium or potassium hydroxide and 0.l to 0.2 % by weight of sodium or potassium disulphite for 60 to 120 minutes at 65 to 70 degrees C, whereupon the reaction mixture is pre-filtered and xylan is precipitated from the filtrate after cooling by addition of l.5 to 2 times the volume of concentrated ethanol, then it is filtered off and processed in the usual way. The invention can be used for preparation of very pure xylan for further applications, particularly for preparation of a substrate suitable for setting xylanase enzymic activity and other applications in the pharmaceutical and textile industries.

Description

Vynález sa týká sposobu extrakčnej izolácie xylanu z kukuřičných oklaskov.The invention relates to a method of extracting isolation of xylan from corn cob.

Pólysacharid D-xylan sa nachádza poměrně v značnom množstve v buňkových stěnách najma listnatých dřevin, re sp jednoročných rastlín. Spravidla sa však nevyskytuje čistý, ale v sprievode najma 4-0-metyl-D-glukuronovej kyseliny, resp. ako L.arabino-D-xylan.The polysaccharide D-xylan is found in considerable amounts in the cell walls of mainly deciduous trees, re sp of annual plants. As a rule, however, it does not occur pure, but is accompanied, in particular, by 4-O-methyl-D-glucuronic acid, respectively. as L.arabino-D-xylan.

V buněčných stěnách rastlín sa nachádza 12 až 34 % xylanu, z ktorých sa izoluje vhodnými postupmi, při ktorých sa zohledňuje jednak stupeň lignifikácie použitiej suroviny, jej fyzikálna štruktúra a pochopitelné vytýčené kritéria kvality výsledného produktu.12 to 34% of xylan is found in the cell walls of plants, from which it is isolated by appropriate procedures, taking into account both the degree of lignification of the raw material used, its physical structure and the understandable quality criteria of the resulting product.

Stí známe postupy izolácie xylanu z dřevných surovin T.E. Timell: Adv. Carbohydrate Che. 255(1964)', AO č. 195 527, AO č. 231 686 a postupy izolácie xylanu z jednoročných rastlín O.B. Gerisch: USA pat. 3,879373 (1975) a U. Casier: Brit. pat. 1,332903 (1973), AO č. 244 591 (1988), ktorých spoločným nedostatkom je nedostatočná čistota produktu, znížená molekulová hmotnost’, nízké výtažky a v neposlednej miere ekologická náročnost technologie navrhovaných postupov pre priemyselnú aplikáciu.There are also known methods for isolating xylan from T.E. Timell: Adv. Carbohydrate Che. 255 (1964), AO no. 195 527, AO no. 231 686 and procedures for isolating xylan from annual plants of O.B. Gerisch: US Pat. 3,879373 (1975) and U. Casier, Brit. pat. No. 1,332,903 (1973), AO no. 244,591 (1988), which have the common drawback of poor product purity, reduced molecular weight, low yields and, last but not least, the environmental performance of the proposed process technology for industrial application.

Uvedené nedostatky rieši navrhovaný postup, ktorým možno připravit xylan vysokéj chemickej čistoty, bělosti, s molekulovou hmotnosťou blízkej natívnemu xylanu v použitej surovině a to sposobom, ktorý m3že byť v zásadě základom bezodpadovej technologie pri priemyslovej izolácii xylanu z kukuřičných oklaskov.These drawbacks are solved by the proposed process by which xylan of high chemical purity, whiteness, with a molecular weight close to native xylan in the raw material used, can be prepared in a manner which can essentially be the basis of waste-free technology for industrial isolation of xylan from corn cob.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že pomleté kukuřičné oklasky s velkosťou častíc 2 až 3 mm sa v prvora stupni extrahujú 30 až 60 minút při teplote 65 až 70 °C v 20 až 30 násobnom objeme vodného alkalického roztoku obsahujúcom 0,10 až 0,13 % hmot. hydroxidu sodného alebo draselného a 0,05 až 0,1 % hmot. dvojsiričitanu sodného alebo draselného, načo sa nerozpustné častíce odfiltrujú a- extrahujú v druhom stupni 25 až 35 násobným množstvom vodného alkalického roztoku obsahujúceho 5 až 7 % hmot. hydroxidu sodného alebo draselného a 0,1 až 0,2 % hmot. dvojsiričitanu sodného alebo draselného po dobu 60 až 120 minút pri teplote 65 až 70 °C, načo sa reakčná zmes přefiltruje a z filtrátu po jeho ochladení sa xylan vyzráža přidáním 1,5 násobného objemu koncentrovaného etanolu, potom sa odfiltruje a spracuje 5alej známým sposobom.SUMMARY OF THE INVENTION The ground corn seeds having a particle size of 2 to 3 mm are first extracted for 30 to 60 minutes at a temperature of 65 to 70 ° C in a 20 to 30-fold volume of aqueous alkaline solution containing 0.10 to 0.13 % wt. % sodium or potassium hydroxide and 0.05 to 0.1 wt. sodium or potassium bisulfite, whereupon the insoluble particles are filtered off and extracted in a second step by 25 to 35 times the quantity of an aqueous alkaline solution containing 5-7% by weight. % sodium or potassium hydroxide and 0.1 to 0.2 wt. sodium or potassium bisulfite for 60 to 120 minutes at 65 to 70 ° C, then the reaction mixture is filtered and the filtrate, upon cooling, precipitates xylan by the addition of 1.5 volumes of concentrated ethanol, then filtered and worked up in a manner known per se.

Zistilo sa, že kukuřičné oklasky pomleté na částice do velkosti optimálně 2 až 3 mm stí vel'mi dobrou surovinou pre izoláciu xylanu. Obsahujú 34 až 36 & hmot. xylanu, ktorý sa dá selektívne výhodné izolovat priamou alkalickou extrakciou i bez predchádzajúcej delignifikácie suroviny.It has been found that corn cobweed milled to a particle size of optimally 2 to 3 mm is a very good raw material for isolating xylan. They contain 34 to 36 wt. xylan, which can be selectively advantageously isolated by direct alkaline extraction without prior delignification of the feedstock.

Taktíež sa zistilo, že sa podstatné zvýši bělost izolovaného xylanu, kel sa před hlasnou alkalickou extrakciou zaradi horáci extrakčný stupeň zriedeným alkalickým roztokom, pri ktorom sa zo suroviny extrahujú nežiadtíce mono a oligosacharidy, ktoré by v hlavnom extrakčnom stupni prispievali k intenzívnejšiemu zafarbéniu extrakčného roztoku a tým znižovalí bělost a chemická čistotu vyzrážaného xylanu, Zaradenie horáceho čistiaceho extrakčného stupňa má i cialší pozitivny vplyv na hlavná extrakciu xylanu. Dřeňové časti kukuřičných oklaskov stí totiž velmi tvrdé a pomaly napúčajá v alkalických roztokoch, V zriedených alkáliách však pri teplote okolo 70 °C dobré napúčajá, čím sa pozitivně ovplyvnia díftízne procesy následnej hlavněj extrakcie, t.j, xylanu.It has also been found that the whiteness of the isolated xylan is substantially increased by the use of a brewing extraction step with a dilute alkaline solution prior to the loud alkaline extraction, in which undesired mono and oligosaccharides are extracted from the feedstock. thereby reducing the whiteness and chemical purity of the precipitated xylan. The inclusion of a bitter purification extraction step also has a more positive effect on the main xylan extraction. Indeed, the marrow portions of the maize corn flakes are very hard and slowly swell in alkaline solutions, but in dilute alkali they swell well at a temperature of about 70 ° C, thereby positively affecting the diphtheria processes of the subsequent main extraction, i.e., xylan.

Experimentálně sa potvrdilo, že molekulová hmotnost xylanu počas izolácie neklesá ak extrakciu robíme roztokem, ktorý má redukujáce vlastnosti, t.j. eliminuje oxidačnodegradačné reakcie sacharidov v alkalických vodných roztokoch.It has been experimentally confirmed that the molecular weight of xylan does not decrease during the isolation and if the extraction is done with a solution having reducing properties, i. eliminates oxidative degradation reactions of carbohydrates in alkaline aqueous solutions.

Najlepšie sa osvědčil prídavok 0,2 % hmot. dvojsiričitanu draselného, resp, sodného počítané na extrakčný roztok. Bovnako sa potvrdilo, že z hl’adiska chemickej čistoty izolovaného xylanu je vhodnejšie používat nižšie koncentrácie alkalických roztokov až 7 % hmot. a nie ako sa všeobecne používá vyššia koncentrácia 10 až 12 % hmot., pre tože pri použití vyšších koncentrácií izolovaný xylan obsahuje isprievodné glukány a lignin, ktoré sa lepšie rozpúšíajá pri vyšších koncentráciách extrakčného alkalického roztoku.The addition of 0.2 wt. potassium or sodium bisulfite, calculated on the extraction solution. It has also been confirmed that, in view of the chemical purity of the isolated xylan, it is preferable to use lower concentrations of alkaline solutions of up to 7% by weight. and not as generally used a higher concentration of 10 to 12% by weight, since at higher concentrations the isolated xylan contains isocyanates and lignin, which dissolve better at higher concentrations of the extraction alkaline solution.

Pokial' sa týká teploty hlavného stupňa extrakcie je optimálně pracovat v rozsahu 65 až 70 °C po dobu 1 až 2 hodin. Pri vyšších ako optimálnych teplotách extrakcie má výsledný xylan nižšiu belosť. Znižovanie teploty a doby extrakcie podmieňujú vyššiu bělost i chemická čistotu výsledného produktu, no pri niečo nižšom výtažku.As far as the temperature of the main extraction stage is concerned, it is optimal to operate in the range of 65 to 70 ° C for 1 to 2 hours. At higher than optimal extraction temperatures, the resulting xylan has a lower whiteness. The lowering of the temperature and the extraction time result in higher whiteness and chemical purity of the final product, but at a slightly lower yield.

Hlavnou výhodou nového postupu je, že umožňuje připravit xylan vysokéj chemickéj čistoty, bělosti a vyššej molekulovej hmotnosti ako v doteraz známých postupoch. Významnou přednostou je Sálej skutočnosť, že postup je prakticky bezodpadový a splňuje preto dnes uplatňované přísné ekologické kritériá priemyslovej technologie.The main advantage of the new process is that it makes it possible to prepare xylan of high chemical purity, whiteness and higher molecular weight than in the known processes. An important advantage is the fact that the process is practically waste-free and therefore meets the strict environmental criteria of industrial technology applied today.

Přiklad 1Example 1

100 g kukuřičných oklaskov pomletých na částice o veíkosti 2 až 3 mm sa nasype do roztoku 2 litrov destilovanej vody s 2 g NaOH a 1 g Na^SgO^ a nechá se za miešania extrahovat při teplote 70 °C po dobu 1 hodiny. Potom sa reakčná zmes přefiltruje cez gázu. Nerozpustný’mokrý zbytok sa premiestni do reakčnej sklennej nádoby a doplní sa destilovanou vodou tak, aby celkový objem reakčnej zmesi bol 3 litre, dobré sa zamieša a přidá sa 6 g disiričitanu sodného a 150 g pevného hydroxidu sodného a za miešania sa extrahuje 2 hodiny pri teplote 65 °C. Po ukončení reakcie sa reakčná'zmes přefiltruje cez textilnú filtračnú tkaninu a nerozpustný zbytok sa na filtri premyje 500 ml destilovanej vody vyhriatej na 65 °C. Spoločný filtrát o objeme 3 litre sa vychladí na 20». °C a zaleje sa so 4,5 litrami koncentrovaného etanolu. Vyzrážaný xylan rýchlo sedimentuje, supernatant opatrné zlejeme na regeneráciu etanolu a xylan odsajeme a defibrujeme v 2 litroch etanolu (2 diely etanolu a 1 diel vody) v kuchynskom mixéri. Tieto operácie opakujeme viackrát, až supernatant po usadení je bezfarebný. Pri poslednej operácii reakčná zmes sa neutralizuje konc. kyselinou octovou za použitia fenolftaleinu ako indi kátora. Po neutralizácii sa nerozpustný xylan odfiltruje na filtri, niekolkokrát sa pre· myje konc. etanolom a odfiltrovaný produkt sa vysuší volné na vzduchu alebo vo vákuovej sušiarni pri teplote do 60 °C. Vysušený finálny xylan o výtažku 30 g je chemicky velmi čistý (obsahuje len Strukturálně stechiometrické množstvo arabionózy ale žiadne hexózy, a obsah ligninu je pod 0,3 %). Molekulová hmotnost 26.000.100 g of corn cobs ground to 2-3 mm particles are poured into a solution of 2 liters of distilled water with 2 g of NaOH and 1 g of Na2SO4 and allowed to stir at 70 [deg.] C. for 1 hour with stirring. The reaction mixture was then filtered through gauze. The insoluble wet residue is transferred to a reaction glass vessel and topped up with distilled water to a total volume of 3 liters, mixed well and 6 g of sodium metabisulphite and 150 g of solid sodium hydroxide are added and extracted with stirring for 2 hours at room temperature. temperature 65 ° C. After completion of the reaction, the reaction mixture is filtered through a fabric filter cloth and the insoluble residue is washed on the filter with 500 ml of distilled water heated to 65 ° C. The combined 3 liter filtrate was cooled to 20 ° C. ° C and quenched with 4.5 L of concentrated ethanol. The precipitated xylan settles rapidly, the supernatant is carefully decanted to recover ethanol, and the xylan is aspirated and defibrated in 2 liters of ethanol (2 parts ethanol and 1 part water) in a kitchen blender. Repeat these operations several times until the supernatant after settling is colorless. In the last operation, the reaction mixture is neutralized with conc. acetic acid using phenolphthalein as an indicator. After neutralization, the insoluble xylan is filtered off on the filter, washed several times with conc. ethanol and the filtered product is dried in the air or in a vacuum oven at a temperature of up to 60 ° C. The dried final xylan with a yield of 30 g is chemically very pure (it contains only a structurally stoichiometric amount of arabionose but no hexoses, and the lignin content is below 0.3%). Molecular weight 26.000.

Příklad 2Example 2

Postup ako v příklade 1 s tým rozdielom, že v hlavnom extrakčnom stupni sa použije 200 g hydroxidu draselného a 6 g dvojsiričitanu draselného, extrahuje sa 1,5 hodiny pri teplote 70 °C. Získá sa 34 g finélneho xylanu, ktorý má vyššiu belosť a podobné óalšie vlastnosti ako xylan v příklade 1.The procedure as in Example 1, except that 200 g of potassium hydroxide and 6 g of potassium bisulphite is used in the main extraction step, is extracted at 70 ° C for 1.5 hours. 34 g of the final xylan are obtained, which has a higher whiteness and similar properties as the xylan in Example 1.

Vynález má použitie pri přípravě velmi čistého xylanu pre áalšie aplikácie najma na přípravu chromolytického substrátu vhodného na stanovenie xylanázovej enzýmovej aktivity, připadne ako čisté Standardy pre potřeby štrukturálneho výskumu.The invention has utility in the preparation of very pure xylan for other applications, in particular for the preparation of a chromolytic substrate suitable for determining xylanase enzyme activity, possibly as pure standards for structural research needs.

Claims (1)

PREDMET VYNÁLEZUOBJECT OF THE INVENTION Sposob extrakčnej izolácie xylanu vyznačujúoi sa tým, že pomleté kukuřičné oklasky s velkosťou častíc 2 až 3 mm sa v prvom stupni extrahujú 30 až 60 min pri teplote 65 až 70 °C v 20 až 30-násobnom objeme vodného alkalického roztoku obsahujúcom 0,10 až 0,13 % hmot. hydroxidu sodného alebo draselného a 0,05 až 0,1 % hmot. dvojsiričitanu sodného alebo draselného, načo sa nerozpustné Částice odfiltrujú a extrahujú v druhom stupni 25 až 35 násobným množstvom vodného alkalického roztoku obsahujúceho 5 až 7 % hmot. hydroxidu sodného alebo draselného a 0,1 až 0,2 % hmot. dvojsiričitanu sodného alebo draselného po dobu 60 až 120 minút pri teplote 65 až 70 °C, načo sa reakčné zmes přefiltruje a z filtrátu· po jeho oohladení sa xylan vyzráža přidáním 1,5 až 2násobného objemu koncentrovaného etanolu, potom odfiltruje a Sálej spracuje známým postupom.A method for extracting isolation of xylan is characterized in that the ground corn cob with a particle size of 2 to 3 mm is extracted in a first step for 30 to 60 minutes at 65 to 70 ° C in a 20 to 30-fold volume of aqueous alkaline solution containing 0.10 to 0.13 wt. % sodium or potassium hydroxide and 0.05 to 0.1 wt. sodium or potassium bisulfite, whereupon the insoluble particles are filtered off and extracted in a second step by 25 to 35 times the quantity of an aqueous alkaline solution containing 5 to 7% by weight of water. % sodium or potassium hydroxide and 0.1 to 0.2 wt. sodium or potassium bisulfite for 60 to 120 minutes at 65 to 70 ° C, then the reaction mixture is filtered and after cooling the xylan is precipitated by the addition of 1.5 to 2 volumes of concentrated ethanol, then filtered and treated according to known procedures.
CS415389A 1989-07-06 1989-07-06 Method of xylan's extractive insulation CS272897B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS415389A CS272897B1 (en) 1989-07-06 1989-07-06 Method of xylan's extractive insulation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS415389A CS272897B1 (en) 1989-07-06 1989-07-06 Method of xylan's extractive insulation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS415389A1 CS415389A1 (en) 1990-06-13
CS272897B1 true CS272897B1 (en) 1991-02-12

Family

ID=5383635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS415389A CS272897B1 (en) 1989-07-06 1989-07-06 Method of xylan's extractive insulation

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS272897B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS415389A1 (en) 1990-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4160695A (en) Process for the production of glucose from cellulose-containing vegetable raw materials
US4104463A (en) Method for treatment of corn hulls
EP0531486B1 (en) A process for converting a cellulosic material into crystalline cellulose
US8864941B2 (en) Separation of lignin from hydrolyzate
US4520105A (en) Process for production of sugars and optionally cellulose and lignin from lignocellulosic raw materials
US4018620A (en) Method of hydrolyzing cellulose to monosaccharides
US4281063A (en) Process for treating cellulosic materials and obtaining glucose therefrom
EP0143490B1 (en) Process for the preparation of oligosaccharides-containing products from biomass, oligosaccharides-containing products and their use
FI62101B (en) FOER FARING FOR FRAMSTAELLNING AV XYLANER SPJAELKNINGSPRODUKTER AV DESAMMA OCH FIBERAEMNEN UR XYLANHALTIGA VAEXTRAOMATERIAL
SE439930B (en) PROCEDURE FOR HYDROLYZING CELLULOSA IN A CELLULOSA-CONTAINING MATERIAL TO GET GLUCOSE
US4058411A (en) Decrystallization of cellulose
US2487114A (en) Process for producing acetylatable cellulose from straw
US2511096A (en) Production of cellulose
US6392034B1 (en) Microcrystalline cellulose
US4265675A (en) Nontoxic cellulose solvent and process for forming and utilizing the same
CS272897B1 (en) Method of xylan's extractive insulation
US2996540A (en) Preparation of para-hydroxybenzoic acid
KR101395053B1 (en) Preparation Method of Glucose from Plant Biomass
WO2002057540A1 (en) Microcrystalline cellulose manufacture
US2560638A (en) Manufacture of cellulose
EP1397389A1 (en) A method of isolation of immunostimulating glucan from oyster mushroom
RU2096417C1 (en) Method of preparing sodium carboxymethyl cellulose
KR930001390B1 (en) Process for the preparation of glucose
US3451998A (en) Neutralizing hydroxyalkyl cellulose
CS244591B1 (en) Xylanes preparation method from one year's plants