Name: 당 분석에 대 한 새로운 방법을 황 바이오 매스 및 산 성 이온 성 액체를 사용 하 여 설탕 단위체로 그것 변환에 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-01T14:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 9 s
Description: 학습하세요 황산성 이온성 액체를 사용하여 황마 바이오매스에서 C5 당(xylose, arabinose)을 합성하는 새로운 방법을. 이 기술은 광물산보다 우수한 촉매 활성을 보여 지속가능한 바이오매스 전환에 기여합니다.

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우리는 과학의 부 및 기술 (대부분) 대만 감사 하 고 싶습니다 (104-2628-E-002-008-MY3; 105-2218-E-155-007; 105-2221-E-002-003-MY3; 105-2221-E-002-227-MY3; 105-2622-E-155-003-CC2)와 국립 대만에서 최고의 대학 프로젝트를 위한 목표 자금 지원에 대 한 대학 (105R7706)입니다. 우리는 하위 프로젝트의 교육 품질 향상 프로젝트 (HEQEP), 완전 한 제안 #2071 통해이 작품의 일부 자금에 대 한 세계 은행에 감사. 이 작품 또한 부분적으로 공대의 AIIM (금 자금) 지원 했다.

제시 작업에 사용 되는 여러 화학 물질 독성과 발암 성 이다 IL과 바이오 매스 처리의 합성을 수행할 때 모든 적절 한 안전 관행을 사용 하십시오.
1입니다. 산 성 일의 준비
<ol><li>1, 3-프로 판 sultone의 7.625 mmol 50 mL 둥근 바닥 플라스 크에에서 추가 하 고 고무 격 막으로 플라스 크를 닫습니다.</li>
	<li>1, 3-propanesultone의 7.625 mmol 천천히 7.625 mmol 1-methylimidazole의 추가 (10 분) 주사기 (1 mL)을 사용 하 여 0 ° C에서.</li>
	<li>1 methylimidazole 및 1, 3-propanesultone의 완전 한 추가 후 건조 톨루엔의 15 mL을 추가 하 고 단단한 zwitterion을 120 ° C에서 16 h에 대 한 혼합물을 역류 성 식도 염.</li>
	<li>여과 사용 하 여 톨루엔에서는 zwitterion 고 톨루엔의 40 mL와 zwitterion 다음 세척 합니다. 80 ° c 오븐 온도 설정에 zwitterion 건조, 오븐 온도 80 ° C에 도달 하면, 일단 4 h에 대 한 오븐에서 샘플을 유지 하 고 말린된 zwitterion를 사용 하 여 다음 단계에서.</li>
	<li>Zwitterion (zwitterion 및 황산의 동등한 사마귀)를 포함 하는 둥근 바닥 플라스 크에 황산을 추가 1000 µ L micropipette를 사용 하 여. 다음 환류 콘덴서에 둥근 바닥 플라스 크를 연결 합니다. 열 하 고 원하는 일을 12 h 110 ° C에 혼합물을 저 어. 참고: zwitterion 황산 사이 반응 어떤 용 매 없이 수행 됩니다.</li>
	<li>후에 산 성 일의 합성, 1H와 13C NMR 분광학을 사용 하 여 특징.</li>
</ol>2. Hammett 산 (Ho)의 결정
<ol><li>1l 부피 플라스 크에 p-nitroaniline 표시기의 10 밀리 그램을 추가 하 고 증류수 1 L 솔루션을 추가 합니다. 솔루션 2 분 손으로 잘 흔들어 고 p-nitroaniline (빈 솔루션)를 물에 섞어 1 시간에 대 한 솔루션을 떠나.</li>
	<li>산 성 촉매의 H+ 이온의 1.59 mmol 추가 (HCl/H2등4/ 산 성 IL) p-nitroaniline 표시기 솔루션 및 흔들어 혼합 (샘플 솔루션)에 대 한 손으로 솔루션 50 ml. 참고 현재 작업에 사용 되는 모든 산 성 촉매 (HCl, H2등4, 그리고 산 성 IL) Hammett 산 (Ho)의 결정에 대 한 50 mL 표시기 솔루션 (표 1)에 개별적으로 추가 됩니다.</li>
	<li>빈 솔루션 (p-nitroaniline 솔루션) 및 샘플 솔루션 (촉매 p-nitroaniline 솔루션 포함)의 UV 측정을 수행 하 고 p-nitroaniline의 이맥스를 결정 합니다.</li>
	<li>마지막으로 unprotonated [I]와 [IH+] protonated 표시기 솔루션 p-nitroaniline 및 샘플 솔루션의 이맥스 값을 사용 하 여의 어 금 니 농도 계산 합니다. Ho 2 아래 수식을 사용 하 여 계산 <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57613/57613eq1.jpg">    공식 1 pK(I)aq 는 어디는 pK는는 물에 p-nitroaniline 표시기의 (pKa = 0.99), 및 [I]와 [IH+] unprotonated와 protonated의 어 금 니 농도 표시기 솔루션은 각각.</li>
</ol>3입니다. 황 마 바이오 매스의 분석
<ol><li>
당의 분석 참고: 황 마 바이오 매스는 오븐 오븐에 16 h 105 ° C에서 건조.<ol>
<li>둥근 바닥 플라스 크, 1 리터에 건조 오븐 황 바이오 매스의 3 세대를 추가 하 고 그것으로 3.85 N HCl 용액 100 mL를 추가 합니다.</li>
		<li>증 류 장치에 플라스 크를 연결 하 고는 교 반 및 솔루션 시작 끓는 난방을 시작 합니다.</li>
		<li>황 마 바이오 매스와 HCl 솔루션을 포함 하는 둥근 바닥 플라스 크에 퍼 널을 사용 하 여 dropwise 3.85 N HCl의 250 mL를 추가 합니다.</li>
		<li>Dropwise 3.85 N HCl 솔루션을 추가 하 여 증 류 하는 동안 둥근 바닥 플라스 크에 일정 볼륨 (100 mL)를 유지 합니다.</li>
		<li>220 mL 증류수의 수집 하는 때 실험을 중지 합니다. 다음 증류수로 500ml에 수집 된 증류수를 희석.</li>
		<li>자외선 보이는 분 광 계를 사용 하 여 샘플을 분석 하 고 280에서 흡 광도 기록 nm.</li>
		<li>희석 및 흡 광도 값을 사용 하 여 다음 공식에 따라 당 %를 확인 합니다. <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57613/57613eq2.jpg">    공식 2 참고:이 메서드는 당 분석9,19대 한 펄프 및 종이 산업 (닷) 방법의 기술 협회 호출 됩니다. 2 ~ 3 배는 실험을 반복 하 고 당 %의 평균 값. 필요한 경우 최적의 한계에 흡 광도 얻으려면 수집 된 증류수를 희석.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
리그 닌의 분석 참고: 리그 닌 분석을 위해 그것을 사용 하기 전에 황 바이오 매스에 존재 하는 습기를 제거 합니다. 16 h 습기 제거를 위해 105 ° C에서 오븐에 황 마 바이오 매스를 유지.<ol>
<li>50 mL 유리병으로 황 마 바이오 매스의 1 g을 추가 하 고 다음 그래서 72 wt% H2의 15 mL을 추가4 황 바이오 매스를 포함 하는 유리병에. 2 h 30 ° C에서 시설을 감동과 뜨거운 접시를 사용 하 여 혼합물을 저 어.</li>
		<li>둥근 바닥 플라스 크 1 L에 증류수 150ml를 추가 하 고 플라스 크를 소화 바이오 매스 샘플 (유리병에 존재)를 전송.</li>
		<li>물 195 mL와 함께 유리병을 세척 하 고 소화 바이오 매스를 포함 하는 바닥 플라스 크 라운드 1 L에 세척된 액체를 전송.</li>
		<li>4 h에 대 한 솔루션을 역류 하 고 실내 온도에 둥근 바닥 플라스 크를 냉각 하십시오. 12 h는 불용 성 리그 닌 및 재 정착에 대 한 기다립니다.</li>
		<li>화산재와 불용 성 리그 닌을 얻기 위해 g 2 도가니를 사용 하 여 솔루션을 필터링 합니다. 다음 그것은 산이 없는 있도록 뜨거운 물 150ml와 불용 성 고체를 세척.</li>
		<li>오븐에 16 h 60 ° C에서 고체 (리그 닌 + 재)를 건조 하 고 더 105 ° C 오븐에서 1 h 건조.</li>
		<li>샘플은 desiccator에 유지 하 고 샘플을 냉각 하는 때 무게를가지고. 리그 닌이이 단계에서 얻은 재를 포함 하 고 그러므로 수정 되지 않은 리그 닌 이라고.</li>
		<li>650 ° C 5 h 공기의 존재에서 얻은 샘플을가 열 하 여 재 보정을 수행 합니다. 아래 수식을 사용 하 여 재 보정을 확인 합니다. <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57613/57613eq3.jpg">    식 3
</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. 변환 당의 황 마 바이오 매스에서 설탕으로
<ol><li>높은 압력과 높은 온도 배치 원자로 (160 mL 파 반응 기)를 건조 오븐 황 바이오 매스의 2 세대를 추가 합니다. 산 성 일의 0.24 g을 함께 물 60 mL를 추가 하 고 160 ° c 온도 증가</li>
	<li>원자로 160 ° C까지가 열 하는 동안 교 반 속도 200 rpm으로 설정 160 ° C 온도 도달 하면, 교 반 속도 600 rpm를 증가.</li>
	<li>계속 1 시간에 대 한 반응. 그런 다음, 교 반 속도 200 rpm를 감소 하 고 난방을 중지.</li>
	<li>실내 온도에 아래로 냉각 하기 위하여 반응 기를 수 있습니다. 중지는 교 반 반응 기, 열고 반응 혼합물에서 고체를 분리 합니다. HPLC를 사용 하 여 반응 혼합물의 분석을 수행 합니다.</li>
</ol>

<ol><li>Demirbaş, A. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890400001370">Biomass resource facilities and biomass conversion processing for fuels and chemicals.</a> Energy Convers. Manage. 42 (11), 1357-1378 (2001).</li>
<li>Matsagar, B. M., Dhepe, P. L. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/cy/c4cy01047g">Brönsted acidic ionic liquid-catalyzed conversion of hemicellulose into sugars.</a> Catal. Sci. Technol. 5 (1), 531-539 (2015).</li>
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<li>Kumar, A. K., Sharma, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+updates+on+different+methods+of+pretreatment+of+lignocellulosic+feedstocks%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresour.+Bioprocess%22%5BJournal%5D)">Recent updates on different methods of pretreatment of lignocellulosic feedstocks: a review.</a> Bioresour. Bioprocess. 4 (1), 7(2017).</li>
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</ol>

공개 하는 것이 없다.

당 등4, HCl, 그리고 산 성 IL C5 설탕 단위체 H2와 같은 다양 한 균질 Brønsted 산 성 촉매를 사용 하 여 시연으로 황 마 바이오 매스 변환에 존재 합니다. 또한, 산 성 일의 촉매 결과 산 성도 (1-부 틸-3-methylimidazolium 염화 물) 없이 IL와 비교 되었다. 모든 반응 물에서 160 ° C에서 파 압력솥에서 수행 했다. 산 일의 사용 했다이 작품에 사용 되는 동종 산에 비해 가장 높은 당 변환 (무기물 산 H2등4 와 HCl). 결과 표시 산 IL 반면 미네랄이 낮은 수율 높은 C5 설탕 수확량 (76%)를 전시 (HCl 49%, H2c 5의4 57% 설탕 수확량 그래서) 당 설탕으로 변환. 무기물 산 촉매와 산 성 일 비슷한 산 금액 (H+의 1.59 mmol)을 서로 다른 촉매의 산 성도의 결과 피하기 위해 사용 됩니다. 반응이 산 성 비 IL을 ...

때문에 지속 가능한, 저렴 한, 동등 하 게 화석 자원 달리 분산 화석 원료를 대체 하는 유망한 후보자 중 하나는 바이오 매스는 재생 가능 에너지와 화학 소스도 큰 잠재력이 있다. Lignocellulosic 바이오 매스의 추정된 생산은 년1당 146 십억 미터 톤 이다. Lignocellulosic 바이오 매스 주로 리그 닌, 셀 루 로스, hemicellulose의 그것의 3 명의 주요 성분으로 구성 되어 있습니다. 리그 닌은 phenylpropanoid 단위;에서 만든 향기로운 폴리머 다른 한편으로, 셀 루 로스와 hemicellulose lignocellulosic 바이오 매스의 다 당 류 부분이 있습니다. 셀 룰 로스 hemicellulose 이루어져 C5, C6 설탕, 당 분과 설탕은 β (1→4), β (1→3), β (1→6) glycosidic 채권2,3에 의해 함께 연결 된 반면 포도 당 단위 β(1→4) glycosidic 연결, 연결 구성 됩니다. 다양 한 lignocellulosic 바이오 매스 (사탕수수, 쌀 껍질, 밀 짚, 등등), 함께 황 lignocellulose 바이오 매스는 또한 아시아는 세계에서 총 황 마 생산에 비해 매우 큰 수량 (ca. 98 %2014 년에서)에서 생산 됩니다. 인도 방글라데시 황 마 바이오 매스 20144(3.39 x 106 톤) 세계에서 황 마 바이오 매스의 총 생산에 비해 106 톤 x 1.34 생성 하는 동안 황 마 바이오 매스의 106 톤 x 1.96을 생성 합니다. 이 비 식용 바이오 매스의 활용 음식 수요와 충돌 하지 않습니다. 따라서, 그것은 다양 한 부가가치를 합성에 대 한 주식으로 그것을 사용 하 여 도움이 화학 물질 (xylose arabinose, furfural, 5-hydroxymethylfurfural (HMF), 등). 미국 에너지 부에 따르면 furfural, HMF 바이오 매스5에서 파생 된 상위 30 빌딩 블록 화학 제품의 일부로 간주 됩니다. Furfural는 xylose 또는 hemicellulose에서 직접 하 고 많은 중요 한 화학 제품으로 변환 될 수 있습니다. Furfuryl 알콜, 메 틸 furan, tetrahydrofuran furfural6에서 얻은 중요 한 화학 물질 있습니다. 따라서, C5 설탕 및 다른 중요 한 화학 제품으로 황 마 바이오 매스 등 lignocellulosic 바이오 매스의 변환 중요 한 주제입니다.
전개는 값으로 lignocellulosic 바이오 매스의 변환에 대 한 다양 한 촉매 방법에 사용할 수 있는 추가 화학 물질 보고 합니다. 무기물 산 (HCl과 H2이렇게4) 이질적인 촉매 (Amberlyst, HMOR, HUSY, SAPO-44, 등) 설탕 (pentose와 hexose 설탕)으로 hemicellulose 및 lignocellulosic 바이오 매스의 변환 크게 사용 했다 그리고 furans (furfural, HMF)7,8. 재사용 및 부식성 무기물 산의 주요 문제입니다. 그러나 고체 산 촉매와 높은 온도 압력은 필요한 반응 촉매의 표면에 발생 하기 때문에. 이러한 문제를 극복 하기 위해 최근 ILs는 촉매 또는 용 매9,10,11,12,,1314바이오 매스의 어에 대 한 보고 됩니다. 용 매로 일의 사용은 그것의 더 높은 비용 및 제품 구분에 어려움을 창조 하는 그들의 낮은 증기압 때문에 더 나은 방법이 아닙니다. 따라서, 바이오 매스 전환 부가 가치에 대 한 물 용 매 시스템 재활용 IL (소량)에 있는 촉매로 사용 하는 것이 필수적입니다 화학 물질.
여기, 우리가 어떤 전처리 없이 설탕 단위체에 당 황 바이오 매스에의 직접 변환을 위한 촉매 1-methyl-3-(3-sulfopropyl) imidazolium 수소 황산 산 IL을 사용 하는 방법을 제시. 반면 바이오 매스 전처리에 대 한 그들의 매우 큰 양을 사용 됩니다 일반적으로, 그들 lignocellulosic 바이오 매스10,15,,1617 의 전처리에 대 한 보고 됩니다. 따라서, 그것은 항상 유리한 IL 촉매로 사용 하 고 추가 치료 없이 화학 제품으로 lignocellulosic 바이오 매스 변환입니다. 또한, 현재 작업에서 황 마 바이오 매스에 리그 닌 농도 다양 한 아로마 단위체18로 변환 될 수 있는 Klason 메서드를 사용 하 여 계산 됩니다.

<table><tbody><tr><td>1-메틸이미다졸</td><td>시그마 Aldrich</td><td>M50834</td><td></td></tr><tr><td>1,3-프로판설톤</td><td>시그마 Aldrich</td><td>P50706</td><td>수분 민감성</td></tr><tr><td>p-니트로아닐린</td><td>시그마 Aldrich</td><td>185310</td><td></td></tr><tr><td>톨루엔</td><td>J. T. Baker</td><td>9460-03</td><td></td></tr><tr><td>황산</td><td>Honeywell-Fluka</td><td>30743</td><td>부식성이 높은</td></tr><tr><td>염산 산성</td><td>Honeywell-Fluka</td><td>30719</td><td>부식성이 높은</td></tr><tr><td>1-부틸-3-메틸이미다졸륨 클로라이드</td><td>Sigma Aldrich</td><td>900856</td><td>흡습성이 높은</td></tr><tr><td>D(+)-Xylose</td><td>Acros Organics</td><td>141001000</td><td></td></tr><tr><td>L(+)-Arabinose</td><td>Acros Organics</td><td>104981000</td><td></td></tr><tr><td>UV-Spectrometer</td><td>JASCO</td><td>V-670</td><td></td></tr><tr><td>Parr reactor</td><td>Parr USA</td><td>Seriese 4560</td><td></td></tr><tr><td>Parr 반응기 컨트롤러</td><td>Parr USA</td><td>Seriese 4848</td><td></td></tr><tr><td>고압 액체 크로마토그래피(HPLC)</td><td>JASCO</td><td>Seriese LC-2000</td><td></td></tr><tr><td>디지털 핫 플레이트 교반기</td><td>Thermo Scientific</td><td>SP142020-33Q Cimarec</td><td></td></tr><tr><td>오븐 용광로</td><td>Thermal Scientific</td><td>FB1400 Thermolyne 블라스트 오븐 용광로</td><td></td></tr></tbody></table>

당 분석에 대 한 새로운 방법을 황 바이오 매스 및 산 성 이온 성 액체를 사용 하 여 설탕 단위체로 그것 변환에

A Novel Method for the Pentosan Analysis Present in Jute Biomass and Its Conversion into Sugar Monomers Using Acidic Ionic Liquid

최근, 이오니아 액체 (ILs) 열 안정성, 낮은 증기압, 비 가연성, 높은 열 용량 및 가변 용 해도 및 산 성도 등 그들의 현저한 특성 때문에 바이오 매스 어 귀중 한 화학 제품으로 사용 됩니다. 여기, 우리가 Brønsted 산 성 1-methyl-3-(3-sulfopropyl)-imidazolium 수소 황산 IL 양의 촉매를 사용 하 여 한 냄비 프로세스 바이오 매스 황에 당에서 C5 설탕 (xylose 및 arabinose)의 합성 하는 방법을 보여줍니다. 산 성 일 실험실에서 합성 하 고 그것의 순수성을 이해 하기 위한 NMR 분 광 기법을 사용 하 여 특징. 보석의 다양 한 속성 산 강도, 촉매는 높은 온도 (250 ℃)에서 안정 하 고 매우 높은 산 강도 (Ho 1.57)을 보유 하 고 열 및 열 수 안정성 등 측정 됩니다. 산 성 일 변환 합니다 이상 90%의 당 분과 furfural. 따라서,이 연구에서 제시 방법 당 농도 lignocellulosic 바이오 매스의 다른 종류에서 평가 대 한 또한 사용할 수 있습니다.

당 및 리그 닌은 바이오 매스에서 회복의 정확한 금액은 lignocellulosic 바이오 매스의 종류에 따라 달라 집니다. 비슷한 종류의 다른 장소에서 수집 lignocellulosic 바이오 매스는 당 및 리그 닌의 다른 농도 가질 수 있습니다. 이 연구에 사용 된 황 마 바이오 매스 20 wt% 당 및 14 wt% 리그 닌을 포함 합니다.
그림 1 에서는 무기물 산의 촉매 활동의 비교 (H2이렇게4 와 HCl) 및 C5 설탕으로 황 마 바이오 매스의 변환에 대 한 신랄 한 일. 반응 같은 산 양의 산 성 촉매 (즉, H+의 1.59 mmol)을 사용 하 여 160 ° C (1 시간)에 물에서 실행 되...

우리 물에 촉매 Brønsted 산 성 이온 성 액체 (BAILs)의 존재와 재생 비 식용 lignocellulosic 바이오 매스 (즉, 황 마)에서 C5 설탕 (xylose 및 arabinose)의 합성에 대 한 프로토콜을 제시. BAILs 촉매 전시 기존의 무기물 산 촉매 보다 더 나은 촉매 성능 (H2이렇게4 와 HCl).

Recently, ionic liquids (ILs) are used for biomass valorization into valuable chemicals because of their remarkable properties such as thermal stability, ...

이 새로운 방법의 전반적인 목표는 산성 이온 액체를 사용하여 황마 바이오매스에 존재하는 펜토산을 C5 당으로 전환하는 것입니다. 이 방법은 황마 바이오매스에 존재하는 펜토산 농도를 측정하는 데에도 사용할 수 있습니다. 이 측정은 촉매 양의 산성 이온 성 액체를 사용하여 아세루스 배지에서 다양한 저 바이오 매스로부터 C5 설탕을 합성 할 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 황마 바이오매스의 전환에 사용되는 산성 이온 액체가 무기산에 비해 더 나은 성능을 발휘한다는 것입니다. 먼저 냉각 된 50 밀리리터 둥근 바닥 플라스크에 7.625 밀리몰의 1, 3- 프로판 설톤을 넣고 플라스크를 고무 격막으로 밀봉합니다. 1 밀리리터 주사기를 사용하여, 천천히 0 섭씨 온도에 10 분 이상 플라스크에 1-methylimidazole의 7.625 몰을 추가하십시오 이 산성 이온 액체의 성공적인 종합은 1, 3 프로판 sultone 및 1-methylimidazole의 추가 0 섭씨 온도에 아주 천천히 실행되어야 합니다. 얼음물 목욕을 제거한 후, 반응 혼합물을 환류하거나 섭씨 120도에서 16 시간 동안 환류시켜 고체 zwitterion을 얻습니다. 반응이 완료된 후 진공 여과를 사용하여 톨루엔에서 zwitterion을 분리합니다. 그런 다음 40ml의 톨루엔으로 zwitterion을 세척합니다. 쥬위테리온을 말리려면 오븐의 온도를 섭씨 80도로 설정하세요. 원하는 온도에 도달하면 zwitterion을 페트리 접시에 옮기고 오븐에 넣어 4시간 동안 건조시킵니다. 말리기 후에, 말린 zwitterion를 둥근 바닥 플라스크로 옮기고 1, 000 마이크로리터 micropipet를 사용하여 황산을 추가하십시오. 둥근 바닥 플라스크를 환류 응축기에 연결합니다. 그런 다음 섭씨 110도에서 12시간 동안 교반하면서 혼합물을 가열하여 원하는 이온 액체를 얻습니다. 1리터의 빈 용액에 준비하려면 10mg의 파라-니트로아닐린 지시약과 증류수를 1리터 부피 플라스크에 첨가합니다. 용액을 2분 동안 수동으로 완전히 흔든 다음 파라-니트로아닐린을 물에 완전히 섞을 때까지 1시간 동안 그대로 두십시오. 샘플 용액을 준비하려면 산 촉매의 H + 이온 1.59 밀리 몰을 파라 니트로 아닐린 지시 용액 50 밀리리터에 첨가하고 혼합물을 2 분 동안 철저히 수동 흔듭니다. 이제 블랭크 및 샘플 용액의 UV 측정을 수행하고 파라-니트로아닐린의 최대 흡광도를 측정합니다. 50ml 바이알에 건조된 황마 바이오매스 1g과 72중량% 황산 15ml를 추가합니다. 혼합물을 섭씨 30도의 핫 플레이트에 2시간 동안 저어줍니다. 그런 다음 150ml의 증류수를 1리터의 둥근 바닥 플라스크에 넣고 분해된 바이오매스 샘플을 플라스크로 옮깁니다. 195ml의 물로 바이알을 씻고 소화된 바이오매스가 들어 있는 플라스크로 물을 옮깁니다. 용액을 4시간 동안 환류시킵니다. 그런 다음 둥근 바닥 플라스크를 실온으로 식힙니다. 12시간 후 G2 도가니를 사용하여 용액을 여과하여 불용성 리그닌과 회분을 얻습니다. 불용성 고체를 150ml의 뜨거운 물로 씻어 산이 없도록 합니다. 리그닌과 재를 섭씨 60도의 오븐에서 16시간 동안 건조시킨 다음 고체를 페트리 접시로 옮기고 섭씨 105도의 오븐에서 1시간 동안 더 건조시킵니다. 건조 후 샘플을 건조기에 넣어 식힙니다. 그런 다음 냉각된 샘플의 무게를 잰다. 이제 공기가 있는 상태에서 샘플을 섭씨 650도에서 5시간 동안 가열하여 재 보정을 수행합니다. 적절한 공식을 사용하여 재 보정을 결정합니다. 오븐에서 건조된 황마 바이오매스 2g을 160밀리리터 파 반응기와 같은 고압 및 고온 배치 반응기에 추가합니다. 물 60ml와 산성 이온 액체 24g을 넣으십시오. 그런 다음 반응기를 닫고 온도를 섭씨 160도로 높이고 반응기가 섭씨 160도까지 가열되는 동안 교반 속도를 200RPM으로 설정하고 원하는 온도에 도달하면 교반 속도를 600RPM으로 높입니다. 1시간 후 교반 속도를 200RPM으로 낮추고 가열을 중지하십시오. 반응기가 실온으로 냉각되면 교반을 멈추고 반응기를 엽니다. 반응 혼합물에서 고체를 분리한 다음 HPLC를 사용하여 반응 혼합물을 분석합니다. 황마 바이오매스를 C5 설탕으로 전환하기 위한 무기산과 산성 이온 액체의 촉매 활성을 비교한 내용이 여기에 나와 있습니다. 촉매 활성은 Br이 없는 이온 액체와 추가로 비교됩니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Environment

환경

식물 바이오 매스는 바이오 연료 생산에 사용될 수있는 주요 탄소 중립 되살릴 수있는 자원입니다. 식물 바이오 매스는 주로 세포 벽, lignocellulosics를 칭했다 구조적으로 복잡한 복합 재료로 구성되어 있습니다. 여기서 우리는 콘텐츠와 벽 파생 탄수화물의 구성의 포괄적인 분석을 위해 프로토콜을 설명합니다.

식물 세포 벽의 종합 작곡 분석 (리그노셀룰로오스성 바이오 매스) 2 부 : 탄수화물

식물 바이오 매스 샘플을 다수의 당화 잠재력을 결정하는 간단하고 빠른 방법을 설명합니다. 이 분석을 위해 자동화된 플랫폼은 96 접시와 잘 풀어 설탕의 전처리, 가수 분해 및 부량의 후속 성능 분석을위한 식물 바이오 매스의 준비를 포함한다.

리그노셀룰로오스성 자료에 대한 높은 처리량 당화 분석

이중 가닥 RNA 간섭 (dsRNAi) 기술은 옥수수 신나 코엔자임에게 낮은 식물 리그닌 함량에 대한 환원 (ZmCCR1) 유전자를 하향 조절하기 위해 사용된다. 세포벽에서 리그닌 다운 규제는 현미경 분석에 의해 시각과 Klason 방법에 의해 정량화된다. 헤미셀룰로오스 및 결정 셀룰로오스의 조성 변화를 분석됩니다.

의 리그닌 아래로 규제<em&gt; ZEA 메이스</em&gt; dsRNAi 및 Klason 리그닌 분석을 통해

식물 세포벽 구조 및 화학적 특성을 평가하여 바이오 연료 및 바이오 재료에 이상적인 공급 원료를 식별합니다. 표준 방법은 대규모 데이터 세트에 적용할 때 제한이 있습니다. 이러한 고처리량 전처리, 효소 당화 및 열분해 분자 빔 질량 분석 방법은 많은 수의 바이오매스 샘플을 비교하여 실험 시간과 비용을 줄입니다.

총 리그닌, 리그닌 단량체, 및 효소 설탕 자료 : 리그 노 셀룰로오스 바이오 매스의 반항의 변화의 높은 처리량 검열

양성자성 저비용 이온 액체로 리그노셀룰로오스 바이오매스를 전처리하여 섬세한 셀룰로오스가 풍부한 펄프와 정제된 리그닌을 얻을 수 있습니다. 펄프는 효소 당화 후 높은 포도당 수율을 발생시킵니다.

저가 이온 성 액체와 리그 노 셀룰로오스 바이오 매스의 전처리

다 당 류 젤 전기 이동 법 (속도), 예를 들어, mannan를 사용 하 여 구조 분석을 위한 프로토콜을 설명 합니다.

속도 사용 하 여 식물에 Mannan 세포 벽 다 당 류 구조 특성

여기, 우리는 여러 바이오 매스 소스 로부터 리그 닌의 에탄올 추출 수행 하는 프로토콜을 제시. 리그 닌 수율 및 β-O-4 콘텐츠 추출 조건의 효과 표시 됩니다. 선택적인 depolymerization 높은 방향족 모노 머 제품을 얻은 lignins에 수행 됩니다.

온화한 에탄올 추출 및 Depolymerization 수율에 미치는 영향에 의해 높은 β-O-4 콘텐츠 리그 닌의 추출

OrganoCat은 리그닌, 발효 설탕 및 셀룰로오스 펄프로 온화한 조건하에서 리뇨셀룰로오스의 전처리 및 분획을 위한 방법입니다. 2,5푸란카르복실산을 촉매로 적용한 생원성, 이중성 용매 시스템과 2-메틸테트라하이드로푸란에서 OrganoCat 제품은 간단한 제품 회복을 위해 시상화됩니다.

오가노캣 공정을 이용한 리뇨셀룰로오스 바이오매스의 분획

깊은 유텍 성 용매 기반, 마이크로 파 지원 전처리는 리그노 셀룰로오스 분획 및 고순도 리그닌 복구를위한 녹색, 빠르고 효율적인 공정입니다.

특이한 지중해 리그놀룰로오스 잔류물에서 초고속 리닌 추출

31 P NMR은 폴리페놀의 구조적 용해를 위한 강력한 도구입니다. 리닌과 탄닌의 다양한 유형의 하이드록시, 페놀 및 카박스실 그룹의 정량화 및 분화를 허용하는 빠르고 쉽고 정밀하며 정량적이며 매우 재현 가능한 분석 절차가 이제 일상적인 분석 도구가 되었습니다.

리닌과 탄닌의 정량적 31P NMR 분석

우리는 생체 적합성 리그닌 마이크로 및 서브미크론 입자의 합성 및 특성 분석을 위한 새롭고 간단한 방법론을 설명합니다. 이러한 제형은 헤테로폴리머의 활용을 위한 용이한 접근 방식을 제공할 뿐만 아니라 생물 의학, 제약 기술 및 식품 산업에서 잠재적으로 적용 가능한 다기능 캐리어 매트릭스의 합리적인 설계를 위한 대안을 제공합니다.

Green Synthesis, Characterization, Encapsulation, and Measurement of the Release Potential of Novel Alkali Lignin Micro-/Submicron Particles(새로운 알칼리 리그닌 마이크로/서브미크론 입자의 방출 가능성 측정)

학습하세요 황산성 이온성 액체를 사용하여 황마 바이오매스에서 C5 당(xylose, arabinose)을 합성하는 새로운 방법을. 이 기술은 광물산보다 우수한 촉매 활성을 보여 지속가능한 바이오매스 전환에 기여합니다.

당 분석에 대 한 새로운 방법을 황 바이오 매스 및 산 성 이온 성 액체를 사용 하 여 설탕 단위체로 그것 변환에

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