Өсімдік шикізаты полисахаридтерінің пидролизін зерттеу



жүктеу 34.36 Kb.

Дата31.03.2017
өлшемі34.36 Kb.

А.М. Аширов, А.М. Дуйсебекова, Г.Ш.Рысбекова  

 

ӨСІМДІК ШИКІЗАТЫ ПОЛИСАХАРИДТЕРІНІҢ ПИДРОЛИЗІН

 

ЗЕРТТЕУ

 

 

Ауыл шаруашылығының өсімдік қалдықтары (жүгері собығы, күнбағыс сабағы, сабан, жүзім 



сабағы,  дермене  т.б.)  көмірсулар  алудағы  маңызды  шикізат  қоры  болып  табылады.  Гидролиз 

өнеркәсібі  үшін  шикізат  қүрамында  полисахаридтердің  болуы  негізгі  рөл  атқарады. 

Полисахаридтер  -  кеңінен  танымал  қанттар  –  глюкоза,  ксилоза,  фруктоза,  лактозадан  едәуір 

ерекшеленетін  күрделі  көмірсулар.  Қалыпты  жағдайда  олар  іс  жүзінде  суда  ерімейді,  сондықтан 

оларды  спирт  және  ашытқылар  алуда  қолдану  мүмкін  емес.  Бұл  тұрғыда  өсімдік  шикізаттары 

гидролизінің өзіндік орны бар. Себебі олардың маңызды қасиеттерінің бірі – гидролиз процесінде 

суды қосып алу арқылы жай қанттар – моносахаридтерге ыдырайтындығы [1]. 

Өз  зерттеулерімізде  Қазақстанда  кең  таралған  және  жыл  сайын  жаңарып  отыратын  өсімдік 

қалдықтары – жүзім сабағы, жүгері собығы және дермененің гидролиз процестерін қарастырдық. 

Ұсақталған  өсімдік  шикізатын  керексіз  қоспалардан  арылту  үшін  бастапқы  зат:  еріткіш 

қатынасын  1:10  етіп  алып,  2  сағ  бойы  10  %-дық,  H

2

S0



4

  ерітіндісімен  өңдедік.  Толық  емес 

гидролизді  3  сағат  барысында  110  °С  температурада  2  %-дық    H

2

S0



4

  ерітіндісімен  жүргіздік. 

Шикізат ретінде жүзім сабағы, жүгері собығы, дерменені пайдаланғанда гидролизді алдымен 2 %-

дық HC1 ерітіндісімен 3 сағ бойы, сонан соң 80 %-дық H

2

SO

4



  ерітіндісімен 2 сағ бойы жүргіздік 

[2]. 


Бізге  глюкозаны  жүзім  сабағынан  алатын  технология  белгілі  болатын.  Жүзім  сабағының 

құрамында жеңіл гидролизденетін моносахаридтер көп, ал қиын гидролизденетін полисахаридтер 

аз болады. Жүгері собығының химиялық құрамында керісінше, өсімдік тіндерінің полисахаридтері 

қиын гидролизденетіндерге жатады. Сондықтан шикізатты қайнатудың көп бөлігін катаң режимде 

жүргіздік [2]. 

Қайнатудың  қатаң  режимі  кезінде  температура  жоғары  болуы  шарт  екендігі  белгілі, 

сондықтан  қышқыл  концентрациясы  гидролиздің  оңтайлы  режимін  түзуге  ұсынылатын  шектен 

жоғары болады. Қатаң режимде қант шығыны көп болатындығы байқалды, гидролиз тереңдігі бұл 

жағдайда жоғарылап, полисахаридтердің лигнинде қалған бөлігі төмендейді. 

Гидролиз процесіне әсер  ететін қышқыл концентрациясы, температура, процестің ұзақтығы 

арасындағы ара қатынасты үйлестіру және гидролиз режимінің осы анықталған тиімді параметрін 

ары қарай ұстап тұру қажет болды. 

Осындай  жағдайларды  ескере  отырып,  жүзім  сабағы  мен  жүгері  собығы  гидролизін  келесі 

эдіспен жүргіздік. 

Ұсақ  майдаланған  100  г  жүзім  сабағын  колбаға  салып,  үстіне  400  мл  2  %-дық  аммиак 

ерітіндісін  құйдық,  әлсін-әлсін  араластырып,  1  сөтке  қойдық.  Өңделген  массаны  фарфор  сүзгіге, 

сүзгіні  колбаға  салып, ыстық  сумен  жақсылап  жудық,  одан  соң  қайтадан аммиакпен  өңдеп  сүзіп, 

фильтрде сығымдадық. 

Жуылған массаға 0,5 % - дық күкірт қышқылын құйып, су моншасында 60 °С температурада            

1 сағ бойы қыздырдық. Содан соң оны алып, сүзгіге салып сумен шайдық. 

Сүзілген массаны колбаға ауыстырып, оның үстіне 1 л 4 % - дық қышқыл құйып қыздырып, 

әлсін - әлсін араластыра отырып су моншасына 5 сағ ұстадық, реакция қоспасының темпертурасы 

85  –88°  С.  Сонан  соң  гидролизатты  сүзгіден  өткізіп,  қалған  қалдығын  сығымдап  сумен  жудық 

фильтраттың  түсі  ашық  болуы  үшін  оны  активтендірілген  көмірмен  50  °С  температурада  40  мин 

қыздырдық. 

Көмірді  сүзіп,  фильтратты  барий  карбонатын  қосу  арқылы  бейтарап  реакцияға  жеткіздік. 

Қалдықтан  бөлініп  алынған  гидролизатты  жартылай  булап,  ретімен  бағаналар  арқылы 

катиониттен (КУ - 1) және аниониттен (АИ - 1) өткіздік. 

Мүздату  кезінде  қатқан,  тұзсыздандырылған  гидролизатты  55  °С-тан  жоғары  емес 

температурада  вакуумде  қою  сироп  болғанша  концентрледік.  Алынған  өнімді  аз  мөлшердегі 

ыстық  спиртте  ерітеміз.  Оны  суытқан  уақытта  балқу  температурасы  144–145  °С  болатын 

кристалдар түсе бастайды, балқу температурасы 160 °С. 

Жүзім сабағын және жүгері собығын пайдаланғанда, алынған гидролизаттағы редуцирлеуші 

заттарды  Бертран  әдісімен  анықтадық.  Гидролизаттағы  дербес  моносахаридтерді  Filtrak  FN-3 

хроматографиялық қағазын пайдаланып, бутанол – сірке қышқылы – су (4:1:5) жүйесінде қағаздық 


хроматография әдісімен анықтадық. Заттарды алдымен, бірінші анықтағыш K

2

S0



4

 -мен, сонан соң  

бензидин – ацетон – тұз қышқылы (10:2:1) қоспасымен бүрку арқылы анықтадық [2]. 

Зерттеу  нәтижелері  біз  таңдаған  өсімдік  шикізаты  –  жүзім  сабағының  қүрамында 

моносахаридтер  мөлшерінің  жеткілікті  екендігін  көрсетті.  Гидролизаттағы      моносахаридтер   

мөлшері      1-кестеде      көрсетілген.      Бұл  мәліметтер  өсімдік  шикізатының  біз  таңдаған  түрлері 

моносахаридтер алу үшін жарамды екендігін дәлелдейді. 

 

1-кесте. Глюкозды гидролизаттағы моносахаридтер мөлшері 



 

Гидролизаттағы жай көмірсулар мөлшері, г 

100 г-ға есептегенде 

Шикізат 


Редуцир- 

леуші 


зат, % 

Ксилоза 


Арабиноза 

Галактоза 

Глюкоза 

Манноза 


Жүзім сабағы 

23,2 


8,3 

6 , 3  


5 , 7  

5 6 , 5  



Жүгері собығы 

35, 1 

5 1 , 0  



4 , 0  

3 , 1  


6, 8 

Дермене 


5 4 , 8  

9 , 7  


2 , 1  

2 , 2  


2 8 , 7  

2 , 5  


 

Гидролиздің мерзімдік, жартылай үздіксіз және үздіксіз процестерінде қанттардың шығымы 

гидролиздену  қабілеті  және  қышқыл  концентрациясы,  температура,  гидролиз  ұзақтығы  және 

гидролиз аппаратындағы қант болу ұзақтылығымен анықталады [2]. 

Ары  қарай  жүзім  сабағының  гидролизатын  сәйкес  ионалмастырғыш  шайырларда  тазартып 

алғаннан кейін қаңқалық кобальт катализаторы қатысында гидролиттік гидрлеуге жібердік. 

Гидрлеу  процесін  жүргізуге  қажетті  катализатор  –  кобальт-алюминий  балқымасын  алдын-

ала  таңдалған  технология  бойынша  ОКБ-8020  маркалы  жоғары  жиілікті  балқыту  пешінде 

дайындадық. Кварц тигельге алюминийдің есептелген мөлшерін салып ақырындап 1000–1100 °С-

қа  дейін  қыздырдық,  сонан  соң  кобальттың  жэне  ферроқорытпаның  өлшенген  мөлшерін  енгіздік. 

Экзотермиялық  реакция  нәтижесінде  қорытпа  температурасы  1700–1800  °С-қа  дейін  көтерілді; 

индукциялық  өрісте  араластыру  3-5  мин-қа  созылды.  Графит  қалыптағы  қорытпаны  ауада 

салқындатып, 0,25 мм өлшемді түйіршікке дейін ұнтақтадық. Қорытпа активациясын келесі түрде 

жасадық:  1,0  г  қорытпаны  1  сағ  бойы  қайнап  тұрған  су  моншасында  көлемі  40  см  20  %-дық 

күйдіргіш натр ерітіндісімен сілтіледік. Сонан соң катализаторды сілтіден фенолфталеин бойынша 

бейтарап  реакция  көрсеткенше  сумен  жуып  алдық.  Осылайша  дайындалған  катализаторды 

глюкозаны гидр-леуге пайдаландық [3]. 

 

ӘДЕБИЕТТЕР 



 

l.  Шарков В.И., Куйбина Н.И. Химия гемоцеллюлоз. –М.: «Лесная промышленность», 1972. – 440 с. 

2.

 



Кеделбаев Б.Ш., Аширов А.М., Керимбаева К.З.  Ксилит из растительного сырья ХПС  №3. 1997. – 458 с. 

3.

 

Надиров Н.К., Слуцкин Р.Л. Каталитическое  гидрирование и гидрогенолиз углеводов. - М. Химия. 

 

Резюме

 

Рассматривается исследование процессов гидролиза полисахаридов и их моносахаридного состава. 



 

Summary 

In  this  article  is  considered  the  research  process  of  hydrolysis  of  polysaccharide  with  studying  their 



monosaccharide composition staff                   

                                                                                Қабылданды  5.06.10. 

   

 

 

 

 




©emirb.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

войти | регистрация
    Басты бет


загрузить материал