ВЫДЕЛЕНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ ПОЛИСАХАРИДОВ ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗ ДРЕВЕСИНЫ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ (PINUS SYLVESTRIS)

УДК 676.083/.085

  • Наталья Викторовна Гарынцева Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Красноярский государственный аграрный университет Email: garyntseva@icct.ru
  • Владимир Александрович Левданский Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН Email: vlevdanskij@mail.ru
  • Александр Александрович Кондрасенко Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН Email: kondrasenko@icct.ru
  • Андрей Михайлович Скрипников Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский федеральный университет Email: and-skripnikov@yandex.ru
  • Борис Николаевич Кузнецов Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский федеральный университет Email: bnk@icct.ru
DOI_disc_logo https://doi.org/10.14258/jcprm.20220411609
Ключевые слова: гемицеллюлозы, галактоглюкоманнан, древесина сосны, пероксидная делигнификация

Аннотация

Многие природные полисахариды обладают биологической активностью, что позволяет использовать их для получения медицинских препаратов. Разработка новых методов выделения полисахаридов из растительного сырья, а также исследование их свойств и строения является актуальной задачей. В работе впервые с использованием метода пероксидной делигнификации в среде «уксусная кислота – вода» в присутствии катализатора (NH4)6Mo7O24 из древесины сосны выделен полисахарид галактоглюкоманнан (ГГМ). Его выход составил 10.1 мас.% от навески древесины и 58.1 мас.% от содержания гемицеллюлоз в древесине. Методом 13С ЯМР установлено, что степень ацетилирования ГГМ составляет 0.23 с замещением у С2 и С3 углеродных атомов пиранозного кольца. Согласно данным рентгенофазового анализа ГГМ имеет аморфную надмолекулярную структуру. Из целлюлозного продукта, полученного после пероксидной делигнификации, методом щелочной экстракции выделен полисахарид глюкоксилан (ГК) с выходом 4.3 мас.%. от навески древесины и 24.5 мас.% от содержания гемицеллюлоз в древесине. В глюкоксилане полностью отсутствуют ацетильные группы (данные ИК и ЯМР спектроскопии), он имеет кристаллическую надмолекулярную структуру и плохо растворим в воде. Состав и строение полученных полисахаридов изучены с помощью химических методов анализа, ИК-спектроскопии, 1Н, 13С, 2D HSQC ЯМР-спектроскопии, газовой хроматографии, рентгенофазового анализа.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Наталья Викторовна Гарынцева, Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Красноярский государственный аграрный университет

кандидат химических наук, научный сотрудник, доцент

Владимир Александрович Левданский, Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН

доктор химических наук, ведущий научный сотрудник

Александр Александрович Кондрасенко, Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН

кандидат химических наук, старший научный сотрудник

Андрей Михайлович Скрипников, Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский федеральный университет

младший научный сотрудник, ассистент

Борис Николаевич Кузнецов, Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский федеральный университет

доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией химии природного органического сырья

Литература

Krasnoyarskiy kray dostig rekordnogo urovnya ob"yemov lesozagotovok [The Krasnoyarsk Territory has reached a record level of timber harvesting]. URL: https://lpk-sibiri.ru/news/krasnoyarskij-kraj-dostig-rekordnogo-urovnya-obemov-lesozagotovok/. (in Russ.).

Sharkov V.I., Kuybina N.I. Khimiya gemitsellyuloz. [Chemistry of hemicelluloses]. Moscow, 1972, 440 p. (in Russ.).

Abbou A., Kadri N., Debbache N., Dairi S., Remini H., Dahmoune F., Berkani F., Adel K., Belbahi A., Madani K. In-ternational Journal of Biological Macromolecules, 2019, vol. 141, pp. 663–670. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2019.08.266.

Renaud M., Belgacem M.N., Rinaudo M. Polymer, 2005, vol. 46, no. 26, pp. 12348–12358. DOI: 10.1016/j.polymer.2005.10.019.

Kadri N., Khettal B., Adjebli A., Cresteil T., Yahiaoui-Zaidi R., Barragan-Montero V., Montero J.-L. Ind. Crop. Prod., 2014, vol. 54, pp. 6–12. DOI: 10.1016/J.INDCROP.2013.12.051.

Yong-Guang B., Ding-Long Y., Yu-min L., Min-xia H. Energy Procedia, 2012, vol. 17, pp. 1778–1785. DOI: 10.1016/J.EGYPRO.2012.02.311.

Junior D.L., Ayoub A., Venditti R.A., Jameel H., Colodette J.L., Hou-min C. BioResources, 2013, vol. 8, no. 4, pp. 5319–5332.

Novozhilov Ye.V., Poshina D.N. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2011, no. 3, pp. 15–32. (in Russ.).

Kuznetsov B.N.,·Sudakova I.G., Garyntseva N.V., Levdansky V.A., Ivanchenko N.M., Pestunov A.V., Djakovitch L., Pinel C. Wood Science and Technology, 2018, vol. 52, pp. 1377–1394. DOI: 10.1007/s00226-018-1029-7.

Kuznetsov B.N., Levdansky V.A., Kuznetsova S.A., Garyntseva N.V., Sudakova I.G., Levdansky A.V. European Journal of Wood and Wood Products, 2018, vol. 76, pp. 999–1007. DOI: 10.1007/s00107-017-1262-z.

Garyntseva N.V., Sudakova I.G., Kondrasenko A.A., Skripnikov A.M., Kuznetsov B.N., Taran O.P., Agabekov V.E. Journal of Siberian Federal University. Chemistry, 2015, vol. 8, no. 3, pp. 450–464. DOI: 10.17516/1998-2836-2015-8-3-450-464.

Chudina A.I., Malyar Yu.N., Sudakova I.G., Kazachenko A.S., Skripnikov A.M., Borovkova V.S., Kondrasen-ko A.A., Mazurova E.V., Fetisova O.Yu., Ivanov I.P. Biomass Conversion and Biorefinery, 2021. DOI: 10.1007/s13399-021-01833-y.

Obolenskaya A.V., Yel'nitskaya Z.P., Leonovich A.A. Laboratornyye raboty po khimii drevesiny i tsellyulozy. [Labor-atory work on the chemistry of wood and cellulose]. Moscow, 1991, 319 p. (in Russ.).

ASTM D1105-96. Standard Test Method For Preparation Of Extractive-Free Wood. 2013.

Lundqvist J., Teleman A., Junel L. Zacchi G., Dahlman O., Tjerneld F., Stalbrand H. Carbohydrate Polymers, 2002, vol. 48, pp. 29–39. DOI: 10.1016/S0144-8617(01)00210-7.

Xu C., Leppänen A.-S., Eklund P., Holmlund P., Sjöholm, Sundberg K., Willför S. Carbohydrate Research, 2010, vol. 345, pp. 810–816. DOI: 10.1016/j.carres.2010.01.007.

Ruiz-Matute A.I., Hernández-Hernández O., Rodríguez-Sánchez S., Sanz M.L., Martínez-Castro I. J. Chromatogr. B, 2011, vol. 879, pp. 1226–1240. DOI: 10.1016/j.jchromb.2010.11.013.

Hu L., Fang X., Du M., Luo F., Guo Sh. American Journal of Plant Sciences, 2020, vol. 11, pp. 2066–2079. DOI: 10.4236/ajps.2020.1112146.

Dudkin M.S., Gromov V.S., Vedernikov N.A., Katkevich R.G. Gemitsellyulozy. [Hemicelluloses]. Riga, 1991, 488 p. (in Russ.).

Kac̆uráková M., Capek P., Sasinková V., Wellner N., Ebringerová A. Carbohyd Polym., 2000, vol. 43, pp. 195–203. DOI: 10.1016/S0144-8617(00)00151-X.

Hong T., Yin J-Y., Nie Sh-P., Xie M-Y. Food Chemistry: X, 2021, vol. 12, 100168. DOI: 10.1016/j.fochx.2021.100168.

Pawar P.M.-A., Koutaniemi S., Tenkanen M., Mellerowicz E.J. Front Plant Sci., 2013, vol. 4, 118. DOI: 10.3389/fpls.2013.00118.

Hannuksela T., Penhoat C.H. Carbohydrate Research, 2004, vol. 339, pp. 301–312. DOI: 10.1016/j.carres.2003.10.025.

Capek P., Alföldi J., Liskova D. Carbohydrate Research, 2002, vol. 337, pp. 1033–1037. DOI: 10.1016/s0008-6215(02)00090-3.

Muschin T., Yoshida T. Carbohydrate Polymers, 2012, vol. 87, pp. 1893–1898. DOI: 10.1016/j.carbpol.2011.08.059.

Hazendock J.M., Reineink E. J.M., Waard P., Dam J.E.G. Carbohydrate Research, 1996, vol. 291, pp. 141–154.

Vincent P., Ham-Pichavant F., Michaud C., Mignani G., Mastroianni S., Cramail H., Grelier S. Polymers, 2021, vol. 13, 2044. DOI: 10.3390/polym13132044.

Baath J.A., Martinez-Abad A., Berglund J., Larsbrink J., Vilaplana F., Olsson L. Biotechnol Biofuels, 2018, vol. 11, 114. DOI: 10.1186/s13068-018-1115-y.

Mudgil D., Barak S., Khatkar B.S. Int. J. Biol. Macromol., 2012, vol. 50, pp. 1035–1039. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2012.02.031.

Kazachenko A.S., Malyar Y.N., Vasilyeva N.Y., Fetisova O.Y., Chudina A.I., Sudakova I.G., Antonov A.V., Bo-rovkova V.S., Kuznetsova S.A. Wood Science And Technology, 2021, vol. 55, pp. 1091–1107. DOI: 10.1007/s00226-021-01299-1.

Zhang M., Zhan A., Ye Y., Liu C., Hang F., Li K., Li J. Carbohydrate Polymers, 2021, vol. 269, 118248. DOI: 10.1016/j.carbpol.2021.118248.

Опубликован
2022-12-15
Как цитировать
1. Гарынцева Н. В., Левданский В. А., Кондрасенко А. А., Скрипников А. М., Кузнецов Б. Н. ВЫДЕЛЕНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ ПОЛИСАХАРИДОВ ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗ ДРЕВЕСИНЫ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ (PINUS SYLVESTRIS) // Химия растительного сырья, 2022. № 4. С. 47-57. URL: http://journal.asu.ru/cw/article/view/11609.
Выпуск
№ 4 (2022)
Раздел
Биополимеры растений

Copyright (c) 2022 Химия растительного сырья

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:

1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.

2. Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.

3. Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу.