מיצוי ליגנין מהיר במיוחד משאריות ליגנוקלולוסיות ים תיכוניות יוצאות דופן

מטרת הפרוטוקול שלנו היא לשבר את הביומסה ולחלץ ליגנין בצעד אחד. בשיטה זו, ליגנין ניתן לשחזר על ידי סינון פשוט לאחר הטיפול ללא התאמה של pH, אבל פשוט על ידי הוספת מים מזוקקים. המוקד של מחקר זה הוא להעריך את ההשפעה של טיפול משולב זה של שבר feedstock, השפעתו על טוהר ותפוקה ליגנין, והשפעתו על משקולות מולקולריות וקבוצות תפקודיות כימיות של ליגנין שחולצו.

תהליך מיקרוגל פתרון אוטקטי עמוק הוא טכנולוגיה מהירה במיוחד, יעילה, ועלות תחרותית עבור שבר ביומסה lignocellulosic והתאוששות ליגנין עם טוהר גבוה. הכינו את הפתרון האופטי העמוק בבקבוקון תחתון עגול של 500 מיליליטר כמתואר בכתב היד של הטקסט. ואז למקם חמישה גרם של feedstock, 50 מיליליטר של תמיסת eutectic עמוק, ובר ערבוב במיקרוגל בכור פוליטרה-פלואוראתילן סגור.

סגרו את מיכל המיקרוגל עם מכסה מתאים וחברו מכסה טמפרטורה. מניחים אותו על קצה הסובבן, ומבטיחים שהוא נסער כל הזמן ו להפעיל את המיקרוגל למשך דקה אחת. באמצעות כפפות מתאימות, מוציאים את המיכל מהמיקרוגל ומניחים לתערובת להתקרר.

הכינו פתרון הומוגני נגד ממסים והוסיפו 50 מיליליטר של פתרון זה למזון המטופל. צנטריפוגה התערובת במשך חמש דקות ב 3, 000 פעמים G.Filter supernatant באמצעות כור היתוך מסנן זכוכית. לאסוף את שאריות תאית הנותרים ולשטוף אותו על ידי הוספת 25 מיליליטר של פתרון נגד ממס וצנטריפוגות.

הוסיפו את השבר המסונן העשיר בליגנין ואת הכביסה המסוננת לבקבוקון תחתון עגול של 500 מיליליטר. לאדות את האתנול באמצעות מאייד סיבובי ב 50 מעלות צלזיוס ו 110 מיליבר. לאחר מכן להוסיף 150 מיליליטר של מים deionized למשקאות מרוכזים.

לזרז את הignin על ידי צנטריפוגה. לאסוף ליגנין כמו גלולה ולשטוף אותו ארבע פעמים עם 25 מיליליטר של מים מזוקקים. ואז lyophilize ליגנין או לייבש אותו בתנור ב 40 מעלות צלזיוס.

מניחים את כור ההיתוך של המסנן בתנור עמום ב-550 מעלות צלזיוס למשך ארבע שעות. כאשר התנור מתקרר ל 150 מעלות צלזיוס, להסיר את כור ההיתוך ומניחים אותו יבוש להתקרר. אז תשקול את זה.

מוסיפים כ-30 מיליגרם ליגנין לצינור זכוכית בורוסיליקט. לאחר מכן הוסיפו מיליליטר אחד של 72% גופרית לדגימה והניחו אותה באמבט של 30 מעלות צלזיוס למשך 60 דקות. מוציאים את הדגימה ומעבירים אותה לבקבוק זכוכית של 100 מיליליטר.

לאחר מכן מוסיפים 28 מיליליטר של מים מזוקקים כדי לדלל את החומצה לריכוז של 4%שים את בקבוק הזכוכית במובלעת אוטומטית ב 121 מעלות צלזיוס במשך 60 דקות. לאחר מכן להסיר את הבקבוק מן autoclave ולאפשר לו להתקרר. כדי לנתח ליגנין מסיס חומצה, לסנן את hydrolysate באמצעות כור היתוך תחת ואקום ולאסוף את המוצקים הנותרים בבקבוק הזכוכית עם מים deionized.

יבש את כור ההיתוך המכיל את המוצקים על ידי הצבתו בתנור ב 105 מעלות צלזיוס במשך 16 שעות. ואז לקרר אותו להתייבש ולשקול את המדגם. מניחים את כור ההיתוך בתנור עמום ב 550 מעלות צלזיוס במשך ארבע שעות.

שוקלים את הדגימה לאחר ייבוש זה במייבש. לניתוח של ליגנין מסיס בחומצה, למדוד את ספיגת סינון הידרוליזה עם ספקטרופוטומטר ב 205 ננומטר באמצעות קוובטים קוורץ. כדי לנתח את הפונקציה הכימית של ליגינין שחולץ, לעבד את הרקע ערוץ יחיד ללא מדגם.

לאחר מכן להתאים את הפרמטרים ומניחים מיליגרם אחד של המדגם על הגביש. לחץ על דגימת ערוץ יחיד ועבד את הספקטרום שהושג. כדי לקבוע את המשקל המולקולרי של ליגנין שחולץ, להמיס שלושה מיליגרם של מדגם ליגנין בשלושה מיליליטר של DMF עם 0.5% ליתיום כלוריד.

שים את הליגנין המומס בבקבוקון והתקן את העמודה שתמשיך בעמודת שמירה. להזריק את המדגם לתוך מערכת כרומטוגרפיה נוזלית ביצועים גבוהים אולטרה סגול. לאחר ניתוח הנתונים, חשב את המשקל המולקולרי של הליגנין שחולץ כמתואר בכתב היד של הטקסט.

שוקלים דגימה של 50 מיליגרם של ליגנין בצינור זכוכית בורוסיליקט ומוסיפים שלושה מיליליטר של חומצה גופרתית טוחנת אחת. ואז לחמם את התערובת במשך שלוש שעות ב 100 מעלות צלזיוס לקרר אותו. הוסף מיליליטר אחד של 15 אמוניום הידרוקסיד טוחן ולבדוק את ה- pH כדי לוודא שהוא ניטרלי או אלקליין.

הוסף מיליליטר אחד של 2-deoxyglucose לכל מדגם כסטנדרט פנימי. לאחר מכן להוסיף 400 microliters של פתרון זה לתוך צינורות מיוחדים המכילים 400 microliters של פתרון מעורב. הוסף שני מיליליטר של פתרון נתרן בורוהידריד דימתיל סולפוקסיד.

סגור את הצינורות ואת הדגירה במשך 90 דקות ב 40 מעלות צלזיוס באמבט מים. מוציאים את הצינורות מאמבט המים ומוסיפים 0.6 מיליליטר של חומצה אצטית קרחונית, 0.4 מיליליטר של 1-מתילימידזול וכארבעה מיליליטר של אנהידריד אצטי. לאחר 15 דקות, מוסיפים 10 מיליליטר של מים מזוקקים. קריר.

ולהוסיף כשלושה מיליליטר של דיכלורומטן. לאחר שעתיים, לאסוף כמיליליטר אחד של השלב האורגני התחתון ולהזריק אותו לתוך כרומטוגרף גז מצויד בעמוד נימי גלאי יינון להבה. תפוקת ליגנין שהושגה עם תמיסת eutectic עמוקה חומצה אוקסלית אחת הייתה נמוכה יותר מהתשואות שהושגו עם פתרון אאוטקטי עמוק שתי חומצה לקטית ותמיסת אוקטקטית עמוקה שלוש אוריאה.

טוהר ליגנין עלה על 70% עבור שלושת הטיפולים המקדמיים של הביומסות, למעט פתרון אוקטי עמוק שלוש טיפולים קדם אוריאה של עלי אלפא, Aegagropila, וקליפות שקדים, אשר נתן טוהר ליגנין של 65%טוהר ליגנין הגבוה ביותר עלה על 90%זה הושג עם פתרון eutectic עמוק טיפול אחד. טוהר Lignin ונתוני תשואה היו נתונים לניתוח רכיבים עיקריים, אשר הראו את הפתרון eutectic עמוק טיפול אחד להיות בקורלציה חיובית עם טוהר ליגנין ואישר שזה ליגנין הטהור ביותר עם התשואה הנמוכה ביותר. תכולת הסוכר בליגנין שחולצה באמצעות פתרון אוטקטי עמוק שלוש הייתה הגבוהה ביותר ואחריה התקבלה מפתרונות 2 ו-1.

באופן דומה, תכולת החנקן של פתרון אוטקטי עמוק תמצית ליגנין אחת הייתה נמוכה מזו שהתקבלה מפתרונות 2 ו-3. סוג הסוכרים במינין המופק התאפיינו גם הם, המתארים את D-xylose ו- D-גלוקוז להיות המונו-סכרידים הנפוצים ביותר. הקבוצות התפקודיות הכימיות הנמצאות בליגננים שחולצו נחקרו על ידי ספקטרוסקופיית FTIR.

ספקטרום אינפרא אדום של ליגננים שונים בין 3, 500 ו 800 סנטימטרים הדדיים מוצגים כאן. הספקטרום של ליגנין שחולץ עם פתרונות אוטקטיים עמוקים אחד ושתיים מראים את התנודות המתוחות של קבוצות קרבוניל לא משועבדות ומצומדות, שנעדרו בשלושת הליגננים המסחריים: גלם, סודה מעובדת ואלקלי שחולצו ליגננים. אות חומצה קרבוקסילית, C קשר כפול O, מציין אפשרות של הטיה של כמה פונקציות ליגנין עם חומצות במהלך החילוץ שלה solubilization עם טיפול ממס eutectic עמוק בסיוע מיקרוגל.

תוצאות אלו ממחישות את האפשרות של חילוץ ליגנין בעל ערך מוסף של טוהר גבוה מביומסות ים תיכוניות, אשר מוערך כיום ויכול לסייע בקביעת הממס האופטימלי העמוק של אוטקטיקה תוך הבטחת טוהר הליגנין.