여기서, 우리는 초본 식물 바이오 매스에서 리그닌 함량의 추정을위한 수정 된 TGA 방법을 제시한다. 이 방법은 리그닌과 특정 티오에테르 결합을 형성하여 리그닌 함량을 추정하고, 리그닌 함량 추정을 위해 상대적으로 작은 샘플을 필요로 하기 때문에 클라슨 방법에 비해 이점을 제시한다.
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이 논문에서
요약
초록
Lignin은 셀룰로오스 다음으로 지구상에서 두 번째로 풍부한 중합체인 천연 중합체입니다. Lignin은 주로 식물 이차 세포벽에 증착되며 주로 산업적 중요성이 있는 3개의 모노리그놀로 구성된 방향족 이성포성입니다. Lignin은 식물 의 성장과 개발에 중요한 역할을하며, 생체 및 생물학적 스트레스로부터 보호하며, 동물 사료, 목재 및 산업용 리그닌 제품의 품질에서 보호합니다. 리그닌 함량의 정확한 추정은 리그닌 생합성과 바이오매스의 산업 응용 에 대한 근본적인 이해 모두에 필수적입니다. 티오글리콜산(TGA) 방법은 식물 바이오매스의 총 리그닌 함량을 추정하는 매우 신뢰할 수 있는 방법입니다. 이 방법은 알칼리성 조건에서 용해되고 산성 조건에서 불용성인 리그닌의 벤질 알코올 군으로 티오에테르를 형성하여 리그닌 함량을 추정한다. 총 리그닌 함량은 상업용 대나무 리그닌에서 생성된 표준 곡선을 사용하여 추정됩니다.
서론
Lignin은 식물 세포벽의 중요한 하중 베어링 구성 요소 중 하나이며 지구 1에서 두 번째로 풍부한폴리머입니다. 화학적으로, 리그닌은 아로마 폴리머의 자연 재생 가능한 공급원을 형성하는 고분자량 복합 페놀 화합물로 구성된 교차형 이성포합체이며 생체 재료2,3. 이 천연 폴리머는 식물 성장, 발달, 생존, 기계적 지원, 세포벽 강성, 물 수송, 광물 수송, 숙박 저항, 조직 및 장기 개발, 에너지 증착 및 생체 및 생물학적 스트레스4,5,6,7로부터의보호에 중요한 역할을 한다. Lignin은 주로 세 가지 다른 모노리그놀로 구성됩니다: 코니페릴, 시나필 및 페닐 프로파노이드통로에서파생된 p-coumaryl 알코올8,9. 리닌의 양과 단량의 조성물은 식물 종, 조직/장기 유형 및 식물 개발의 상이한 단계에 따라
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프로토콜
1. 식물 샘플 준비
- 온실에서 2개월 된 면화 식물을 수집합니다(그림1A).
- 식물 냄비를 부드럽게 뒤집어 토양과 뿌리를 그대로 측면 뿌리로 분리하여 식물 주위의 토양을 느슨하게합니다(도1B).
- 수집된 식물을 물로 가득 채운 트레이에 철저히 세척하여 모든 먼지(뿌리 샘플용)를 제거합니다(도1C).
- 종이 타월을 사용하여 분리된 뿌리, 줄기 및 잎 조직을 건조시키고 라벨을 붙입니다(그림1D). 곰팡이 오염을 방지하기 위해 실온에서 2 일 동안 공기 건조(그림 1E).
- 샘플 조직을 라벨이 부착된 용기/알루미늄 호일로 옮기고 7~10일 동안 49°C에서 온도 조절 인큐베이터에서 인큐베이션을한다(그림 1F).
참고: 온도가 높을수록 리그닌 구조가 변경될 수 있습니다. 또는 동결 건조기를 사용하여 식물 바이오매스에 화학적 변화를 일으키지 않고 1~2일 동안 시료를 건조시킬 수 있습니다. ....
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결과
두 개의 다른 면 실험 라인은 다른 조직에서 그들의 리그닌 내용의 차이에 대 한 비교 되었다. 각 시료의 추출된 리그닌 함량은 280nm에서 측정되고 각각의 흡광도 값을 기록했다. 각 생물학적 복제의 평균 흡광도 값은 리그닌 표준 곡선의 회귀선(표 2, 도 3C)과비교하였다. 회귀 라인, y =mx + c는 추출된 실험 선, 샘플 1 및 샘플 2의 알 수 없는 리그닌 함량을 계산하는 데 사용된다. 평균 OD 값의 결과는 "x"로 대체되었으며 "m"과 "c" 값은 리닌 표준 곡선의 회귀 선으로부터 mg에서 리그닌 농도 "y"를얻었다(표 3, 도 3B). 다음 단계에서는, 리그닌 함량의 1 mg당 계산하고, 메탄올 추출 후 시료(15 mg)의 중량으로 "y" 값을 나눕니다. 다음 단계에서는 그램당 계산(= 1,000 mg)을 계산하여 y/15 값을 1,000배 곱하였.......
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토론
Lignin은 식물 의 성장과 개발에 중요한 역할을하며 최근 바이오 연료, 바이오 에너지 및 바이오 제품 응용 분야에서 광범위하게 연구되었습니다. Lignin은 모든 혈관 식물 이차 세포벽에 저장되는 방향족 화합물이 풍부합니다. 목재 패널 제품, 바이오 분산제, 플릿, 폴리우레탄 폼 및 회로 기판29,30,31의 수지와 같은 여러 산업 응용 제품을 가지고 있습니다. 종이 및 펄프 산업에서 생성 된 리그닌의 대부분은 폐기물로 출시또는 열 생산을 위해 연소됩니다. 따라서 효율적으로 가공하면, 리그닌은 화석 연료 기반제품(32,33) 및 바이오전기생산(34)의대안으로 활용될 수 있다. 따라서, 리닌 함량 및 조성물의 정확한.......
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공개 사항
저자는 이해 상충이 없다고 선언합니다.
감사의 글
이 연구의 부분적인 지원에 대해 식물및 토양 과학 및 면학과에 감사드립니다.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| BioSpectrophotometer kinetic | Eppendorf kinetic | 6136000010 | 280 nm에서 흡광도 측정용 |
| Centrifuge | Eppendorf | 5424 | 원심분리 샘플용 |
| 상업용 대나무 리그닌 | Aldrich | 1002171289 | 표준 곡선 준비에 사용 |
| 증류수 | Fischer Scientific | 16690382 | 프로토콜 |
| Falcon tubes | VWR | 734-0448 | 용액용 용기 |
| 프리저 밀 | Spex Sample Prep | 68-701-15 | 식물 조직 시료의 미세 분쇄용 |
| 열 블록/ 열 혼합기 | Eppendorf | 13527550 | 리그닌 추출 중 온도 제어 단계용 |
| 핫플레이트 교반기 | Walter | WP1007-HS | 용액 준비에 사용 |
| 염산(HCL) | Sigma | 221677 | 프로토콜에 사용됨 |
| 인큐베이터 | Fisherbrand | 150152633 | 식물 조직 샘플의 철저한 건조용 |
| 스케일 | Mettler toledo | 30243386 | 식물 조직 중량, 표준물질 및 마이크로퓨지 튜브 측정용 |
| 메탄올(100 %) | Fischer Scientific | 67-56-1 | 프로토콜에 사용됨 |
| 마이크로퓨지 튜브 (2 mL) | 마이크로원심분리기 | Z628034-500EA | 리그닌 추출용 용기 |
| 식물 바이오매스 gerinder | Hanchen | 아마존 | 건조된 시료 분쇄에 사용 |
| pH 측정기 | Fisher Scientific | AE150 | 리그닌 추출을 위해 준비된 용액의 pH 측정 |
| 온도 제어 인큐베이터/오븐 | Fisher Scientific | 15-015-2633 | 프로토콜에서 사용됨 |
| 티오글리콜산 (TGA) | Sigma Aldrich | 68-11-1 | |
| 프로토콜 진공 건조기 | Eppendorf | 22820001 | 시료 건조에 사용 |
| Vortex mixer | Eppendorf | 3340001 | 시료의 적절한 혼합에 |
참고문헌
- Freudenberg, K., Neish, A. C. Constitutionand Biosynthesis of Lignin. , Springer-Verlag Inc. New York, NY. 129(1968).
- Chio, C., Sain, M., Qin, W. Lignin utilization: A review of lignin depolymerization from various aspects. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 107
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