SU1744648A1

SU1744648A1 - Способ количественного определени лигнино-целлюлозного комплекса в растени х

Info

Publication number: SU1744648A1
Application number: SU904845456A
Authority: SU
Inventors: Николай Алексеевич Романов; Нина Викторовна Верягина
Original assignee: Научно-исследовательский институт животноводства Лесостепи и Полесья УССР
Priority date: 1990-06-05
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 1992-06-30

Abstract

Изобретение относитс к аналитической химии природных соединений, в частности к способу определени лигнино-целлюлозного комплекса в растени х . Изобретение позвол ет сократить врем анализа при определении лигнино- целлюлозного комплекса в 7 раз по сравнению со всеми известными способами. Сокращение времени анализа достигаетс экстракцией лигнина из образца 1,5-2,0%- ным раствором NaOH при 155-165&deg;С в течение 1,5-2 ч и определением целлюлозы по ее массе после отделени мешающих примесей неорганических и органических веществ последовательной промывкой негидролизо- ванного остатка 3-5%-ным раствором HCI и ацетоном до прекращени выделени окрашенных веществ. 3 табл. со

Description

Изобретение относитс к аналитической химии природных соединений, в частности к способу определени лигнино-целлюлозного комплекса в растени х .

Известен способ количественного определени лигнина в растени х, включающий экстракцию лигнина щелочным гидролизом, отделение экстрагированного лигнина от негидролизованного остатка фильтрацией, подкисление фильтрата лигнина сол ной кислотой до образовани осадка лигнина, выделение лигнина на хроматографической колонке, элюирование лигнина из колонки диметилсульфоксидом с последующим спектрофотометрическим определением.

Недостатком известного способа вл етс то, что он не позвол ет проводить одновременное определение лигнина w

целлюлозы (лигнино-целлюлозного комплекса ) в растени х, а дл оценки питательности растительных кормов требуетс определение лигнино-целлюлозного комплекса .

Известен способ определени лигнино- целлюлозного комплекса, включающий обезжиривание образца, высушивание после обезжиривани , гидролиз с 2%-ной сол ной кислотой, отделение лигнина и целлюлозы фильтрованием, высушивание остатка, гидролиз с 72%-ной серной кислотой , отделение и отмывку лигнина, высушивание лигнина, определение золы и азота в лигнине дл поправки к содержанию лигнина и определение целлюлозы по образовавшейс глюкозе.

Недостатком способа вл етс его длительность (48 ч или 7 рабочих дней).

VJ

4 4

Os

00

Цель изобретени - сокращение времени анализа при определении лигнино-цел- люлозного комплекса в растени х.

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе количественного определени лигнино-целлюлозного комплекса в растени х , включающем гидролиз образца, отделение лигнина от целлюлозы фильтрацией и последующий анализ лигнина и целлюлозы, экстракцию лигнина из образца осуществл ют 1,5-2%-ным раствором NaOH при 155- 165°С в течение 1,5-2 ч, а негидролизованный остаток после фильтровани последовательно промывают 3-5%- ным раствором HCI и ацетоном до превращени выделени окрашенных веществ , полученный остаток высушивают и по его массе определ ют в образце количество целлюлозы.

Использование изобретени позвол ет сократить врем анализа при определении лигнино-целлюлозного комплекса в растени х в 7 раз по сравнению с известным способом.

Сокращение времени анализа при определении лигнино-целлюлозного комплекса предлагаемым способом достигаетс за счет проведени щелочного гидролиза с последующим отделением растворенного лиг- нина от мешающих примесей на хроматографической колонке и его спектро- фотометрическим определением. Одновременно при щелочном гидролизе в раствор переход т мешающие определению целлюлозы жиры, белки, низкомолекул рные углеводы , пентазаны и основна часть окрашенных пигментов, а из негидролизо- ванного остатка после несложной операции последовательной промывки его раствором HCI и ацетоном получаетс чиста целлюлоза , количество которой определ етс по ее массе. При этом исключаютс имеющиес в прототипе такие длительные и сложные операции как обезжиривание образца, многократный гидролиз кислотами разной концентрации , определени золы и азота дл введени поправки к содержанию лигнина и определение целлюлозы по образовавшейс глюкозе с использованием реакций превращени окиси меди в закись восстановлением глюкозой, восстановлени закисью меди железа (III) и оттитровки полученного железа (II) перманганатом кали .

Способ количественного определени лигнино-целлюлозного комплекса в растени х вл етс новым так как впервые дл строго количественного определени лигнино-целлюлозного комплекса используют щелочной гидролиз с 1,5-2%-ным раствором NaOH при 155-165°С в течении 1,5-2 ч, а негидролизованный остаток после фильтрационного отделени последовательно промывают 3-5%-ным раствором HCI и аце5 тоном до прекращени выделени окрашен- ных веществ. При этом отдел ютс адсорбированные на целлюлозе и мешающие ее определению труднорастворимые неорганические и органические соединени

10 и обеспечиваетс возможность определени целлюлозы.

В изобретении щелочной гидролиз растений при определении лигнино-целлюлозного комплекса провод т с 1,5-2,0%-ным

15 раствором при 155-165°С в течение 1,5-2 ч. Использование концентрации гидроксида натри , температуры гидролиза и времени гидролиза меньших, чем нижние границы установленных интервалов, приводит к не0 полному отделению целлюлозы от сопутствующих компонентов растений и получению завышенных результатов. Использование концентрации гидроксида натри , температуры гидролиза и времени гидролиза боль5 ших, чем верхние границы указанных интервалов, приводит к частичному разрушению целлюлозы и получению заниженных результатов (табл.1).

Полное выделение лигнина достигаетс

0 при щелочном гидролизе растений с 1-2%- ным раствором NaOH при 150-165°С в течение 1-3 ч. Использование концентрации гидроксида натри , времени гидролиза и температуры меньших, чем нижние границы

5 установленных интервалов, приводит к неполному выделению лигнина из растений. Использование концентраций гидроксида натри , времени гидролиза и температуры гидролиза больших, чем верхние границы

0 указанных интервалов, приводит к снижению растворимости лигнина, что объ сн етс вторичнойконденсацией гидролизованного лигнина.

Выход лигнина и целлюлозы контроли5 ровали способом кислотного гидролиза и предлагаемым способом. Аналогичные результаты получены при исследовании других растительных кормов - соломы и силоса. Исход из оптимальных условий выде0 лени лигнина и целлюлозы из растений следует, что проведение щелочного гидролиза растений с 1,5-2,0%-ным раствором NaOH при 155-165°С в течение 1,5-2,0 ч обеспечивает возможность одновременно5 го определени лигнина и целлюлозы в анализируемых растени х.

Промывка негидролизованного остатка после фильтрационного отделени экстрагированного лигнина 3-5%-ным раствором HCI необходима дл отделени адсорбированных на целлюлозе труднорастворимых неорганических соединений (гидроксидов, фосфатов, фитатов металлов и других соединений ) после щелочного гидролиза, которые как установлено экспериментально, могут давать на 1-5% завышенное содержание целлюлозы. Использование дл промывки сол ной кислоты с меньшей концентрацией не обеспечивает быстрой отмывки труднорастворимых неорганических соединений с поверхности целлюлозы. Использование более высокой концентрации сол ной кислоты не целесообразно, так как скорость отмывки адсорбированных труднорастворимых неорганических соединений остаетс без изменени , а расход сол ной кислоты увеличиваетс .

Промывка негидролизованного остатка после фильтрационного отделени экстрагированного лигнина ацетоном необходима дл отделени адсорбированных на целлюлозе водонерастворимых органических соединений , которые, как было установлено экспериментально, могут давать завышенное содержание целлюлозы на 5-10%. Использование ацетона обеспечивает быстрое отделение адсорбированных органических соединений и ускор ет последующее высушивание полученной целлюлозы. Использование других, водонерастворимых органических растворителей (хлороформ, гексан, бензол и др.) не обеспечивает быстрого смачивани насыщенного водой негидролизованного остатка, в результате чего продолжительность отмывки адсорбированных на целлюлозе, сопутствующих органических соединений увеличиваетс в 3-5 раз.

Использование водорастворимых органических растворителей (метанол, этанол) не обеспечивает быстрой отмывки адсорбированных органических соединений в св зи с их худшей растворимостью в спиртах (продолжительность отмывки увеличиваетс в 2 раза по сравнению с отмывкой ацетоном). Использование водорастворимых диметил- сульфоксида, диоксана, диметилформамида нецелесообразно, так как эти растворители высококип щие, в результате чего увеличиваетс врем высушивани полученной целлюлозы .

Пример конкретного определени лиг- нино-целлюлозного комплекса в растени х.

Навеску растительного материала 0,25- 0,5 г заливают 10-20 мл 1,7-1,8%-ного раствора NaOH и выдерживают в течение 1,7- 1,8 ч при 160°С в герметически закрытой емкости. Полученный щелочной раствор лигнина отфильтровывают и используют

фильтрат дл отделени лигнина от мешающих примесей на хроматографической колонке с последующим спектрофотометрическим определением.

Негидролизованный остаток на фильтре

промывают 20-30 мл 3-5%-ного раствора HCI и 40-50 мл ацетона. Отмытый остаток высушивают при 105°Свтечение2,5ч, взвешивают и по массе остатка определ ют содержание целлюлозы.

Результаты определени лигнино-цел- люлозного комплекса в люцерновом сене, соломе и кукурузном силосе приведены в табл.З.

В качестве добавки целлюлозы используетс беззольна фильтровальна бумага. Аналогично определ ют лигнино-целлюлоз- ный комплекс в других растени х. При этом относительное стандартное отклонение не превышает 0,05.

Таким образом, изобретение позвол ет в 7 раз сократить продолжительность времени анализа при определении лигнино- целлюлозного комплекса в растени х по сравнению с известным способом, что дает

возможность широко использовать предлагаемый способ в сельскохоз йственном производстве дл оперативного контрол за содержанием лигнино-целлюлозного комплекса при организации рационального кормлени сельскохоз йственных животных и заготовке кормов.

Claims

Формула изобретени Способ количественного определени

лигнино-целлюлозного комплекса в растени х , включающий гидролиз образца, экстрагирование , отделение лигнина от целлюлозы фильтрацией, последующий анализ, отличающийс тем, что, с

целью сокращени времени анализа, экстракцию лигнина из образца осуществл ют 1,5-2%-ным раствором NaOH при 150-165°С в течение 1,5-2 ч, а негидролизованный остаток после фильтрационного отделени последовательно промывают 3-5%-ным раствором HCI и ацетоном до прекращени выделени окрашенных веществ, полученный остаток высушивают, а определение целлюлозы в образце осуществл ют по массе высушенного остатка.

Таблица 1

Выход целлюлозы из люцерны (% от исходного содержани ) в зависимости от концентрации NaOH, температуры и продолжительности гидролиза ()

Таблица2

Выход лигнина (% от исходного содержани ) в зависимости от концентрации NaOH, температуры и продолжительности гидролиза (п 3)

Таблица 3

Результаты определени лигнино-целлюлозного комплекса в растительных кормах

Примечание. }- В качестве добавки целлюлозы используетс беззольна фильтровальна бумага.