Olağandışı Akdeniz Lignoselülozik Kalıntılarından Ultra Hızlı Lignin Ekstraksiyonu

Protokolümüzün amacı biyokütleyi fraksiyone etmek ve lignin'i tek bir adımda çıkarmaktır. Bu yöntem kullanılarak, lignin pH ayarlanmadan işlemden sonra basit filtrasyon ile, ancak sadece damıtılmış su eklenerek geri kazanılabilir. Bu çalışmanın odak noktası, bu kombine hammadde fraksiyonasyonunun tedavisinin, lignin saflığı ve verimi üzerindeki etkisini ve çıkarılan lignin moleküler ağırlıkları ve kimyasal fonksiyonel gruplar üzerindeki etkisini değerlendirmektir.

Derin ötektik çözelti mikrodalga işlemi, lignoselülozik biyokütle fraksiyonasyonu ve yüksek saflıkta lignin geri kazanımı için ultra hızlı, verimli ve uygun maliyetli bir teknolojidir. Derin ötektik çözeltiyi metin el yazmasında açıklandığı gibi 500 mililitre yuvarlak alt şişede hazırlayın. Daha sonra kapalı bir politetrafloroetilen reaktöründe mikrodalga fırına beş gram hammadde, 50 mililitre derin ötektik çözelti ve karıştırma çubuğu yerleştirin.

Mikrodalga kabı uygun bir kapakla kapatın ve bir sıcaklık kapağı takın. Pikap kenarına yerleştirin, sürekli tedirgin olmasını sağlayın ve mikrodalga fırını bir dakika çalıştırın. Uygun eldivenler kullanarak kabı mikrodalga fırından çıkar ve karışımı soğumaya bırakın.

Homojen bir anti-solvent çözeltisi hazırlayın ve bu çözeltinin 50 mililitresini işlenmiş hammaddeye ekleyin. Karışımı beş dakika boyunca 3.000 kez Santrifüjleyin G.Süpernatantı cam filtre potası kullanarak filtreleyin. Kalan selüloz kalıntılarını toplayın ve 25 mililitre anti-solvent çözeltisi ve santrifüj ekleyerek yıkayın.

Filtrelenmiş lignin bakımından zengin fraksiyonu ekleyin ve filtrelenmiş yıkamalar 500 mililitre yuvarlak alt şişeye. 50 santigrat derece ve 110 milibar'da bir döner evaporatör kullanarak etanol buharlaştır. Daha sonra konsantre liköre 150 mililitre deiyonize su ekleyin.

Lignin santrifüjleme ile çökeltin. Lignin'i pelet olarak toplayın ve 25 mililitre damıtılmış su ile dört kez yıkayın. Daha sonra lignin'i liyofilize edin veya 40 santigrat derecede bir fırında kurutun.

Filtre potasını dört saat boyunca 550 santigrat derecede bir susturucu fırınına yerleştirin. Fırın 150 santigrat dereceye kadar soğuduğunda, potayı çıkarın ve soğuması için bir kurutucuya yerleştirin. O zaman tart.

Bir borosilikat cam tüpe yaklaşık 30 miligram lignin ekleyin. Daha sonra örneğe bir mililitre% 72 sülfürik ekleyin ve 60 dakika boyunca 30 santigrat derecelik bir banyoya yerleştirin. Örneği çıkarın ve 100 mililitrelik bir cam şişeye aktarın.

Daha sonra asidi% 4 konsantrasyona seyreltmek için 28 mililitre damıtılmış su ekleyin Cam şişeyi 60 dakika boyunca 121 santigrat derecede bir otoklav içine koyun. Daha sonra şişeyi otoklavdan çıkarın ve soğumasını bekleyin. Asit çözünmeyen lignin analiz etmek için, vakum altında bir pota kullanarak hidrolizat filtreleyin ve kalan katıları cam şişede deiyonize su ile toplayın.

Katıları içeren potayı 105 santigrat derecede bir fırına 16 saat boyunca yerleştirerek kurutun. Ardından bir kurutucuda soğutun ve numuneyi tartın. Potayı dört saat boyunca 550 santigrat derecede bir susturucu fırınına yerleştirin.

Numuneyi bir kurutucuda kuruttuktan sonra tartın. Asit çözünür lignin analizi için, kuvars cuvettes kullanarak 205 nanometrede spektrofotometre ile hidrolizat filtratın emiciliğini ölçün. Çıkarılan lignin kimyasal işlevini analiz etmek için arka planı tek kanalı örneksiz işleyin.

Ardından parametreleri ayarlayın ve numunenin bir miligramını kristalin üzerine yerleştirin. Örnek tek kanala basın ve elde edilen spektrumları işleyin. Çıkarılan lignin moleküler ağırlığını belirlemek için, lignin örneğinin üç miligramını üç mililitre DMF'de% 0,5 lityum klorür ile çözün.

Çözünmüş lignin bir şişeye koyun ve bir koruma sütunu tarafından devam eden sütunu takın. Numuneyi yüksek performanslı bir sıvı kromatografi ultraviyole sistemine enjekte edin. Verileri analiz ettikten sonra, metin el yazmasında açıklandığı gibi çıkarılan lignin moleküler ağırlığını hesaplayın.

Borosilikat cam tüpte 50 miligramlık bir lignin örneği tartın ve bir azı dişi sülfürik asit üç mililitre ekleyin. Daha sonra karışımı 100 santigrat derecede üç saat ısıtın ve soğutun. Bir mililitre 15 molar amonyum hidroksit ekleyin ve nötr veya alkali olduğundan emin olmak için pH'ı kontrol edin.

İç standart olarak her numuneye bir mililitre 2-deoksiglucose ekleyin. Daha sonra bu çözeltinin 400 mikrolitresini 400 mikrolitre karışık çözelti içeren özel tüplere ekleyin. İki mililitre sodyum borohidrit dimetil sülfit çözeltisi ekleyin.

Tüpleri kapatın ve bir su banyosunda 40 santigrat derecede 90 dakika kuluçkaya yatırın. Tüpleri su banyosundan çıkarın ve 0,6 mililitre buzul asetik asit, 0,4 mililitre 1-metlimidazol ve yaklaşık dört mililitre asetik anhidrit ekleyin. 15 dakika sonra 10 mililitre damıtılmış su ekleyin. serin.

Ve yaklaşık üç mililitre dikloromethane ekleyin. İki saat sonra, alt organik fazın yaklaşık bir mililitresini toplayın ve alev iyonlaştırma dedektörü kılcal kolonu ile donatılmış bir gaz kromatografına enjekte edin. Derin ötektik çözelti ile elde edilen lignin verimi bir oksalik asit, derin ötektik çözelti iki laktik asit ve derin ötektik çözelti üç üre ile elde edilen verimden daha düşüktü.

Lignin saflığı% 70'i aştı Biyomasses'in üç ön tedavisi için, derin ötektik çözelti dışında alfa yapraklarının üç üre ön işlem, Aegagropila ve badem kabukları, %65 lignin saflığı verdi En yüksek lignin saflığı% 90'ı aştı Derin ötetik çözelti bir tedavi ile elde edildi. Lignin saflığı ve verim verileri, derin ötektik çözüm bir tedavinin lignin saflığı ile pozitif olarak ilişkili olduğunu gösteren ve en düşük verime sahip en saf lignin olduğunu doğrulayan ana bileşen analizine tabi tutuldu. Derin ötektik çözelti üç kullanılarak çıkarılan lignin şeker içeriği en yüksekti ve bunu iki ve bir çözeltilerinden elde edilenler izledi.

Benzer şekilde, derin ötektik çözelti bir lignin ekstresinin azot içeriği, iki ve üç çözeltisinden elde edilenden daha düşüktü. Çıkarılan lignindeki şekerlerin türü de karakterize edildi ve D-ksiloz ve D-glikozun en bol monoakkaritler olduğunu gösterdi. Çıkarılan lignanlarda bulunan kimyasal fonksiyonel gruplar FTIR spektroskopisi ile araştırıldı.

3,500 ila 800 karşılıklı santimetre arasındaki farklı lignanların kızılötesi spektrumları burada sunulmaktadır. Derin ötektik çözümlerle çıkarılan lignin tayfı bir ve iki, üç ticari lignanda bulunmayan, yargısız ve konjuge karbonil gruplarının germe titreşimlerini gösterir: ham, soda işlenmiş ve alkali çıkarılmış lignanlar. Karboksilik asit sinyali, C çift bağ O, mikrodalga destekli derin ötektik çözücü tedavisi ile ekstraksiyonu ve çözünmesi sırasında bazı lignin fonksiyonlarının asitlerle konjugasyon olasılığını gösterir.

Bu sonuçlar, şu anda düşük değerli olan ve lignin saflığını sağlarken optimal derin ötektik çözücünün belirlenmesine yardımcı olabilecek Akdeniz biyomassesundan katma değerli yüksek saflıkta lignin çıkarma olasılığını göstermektedir.