Способ количественного определения лигнина в растениях

 

Изобретение относится к аналитической химии природных соединений. Цель изобретения - повьтение достоверности анализа. Лигнин экстрагируют из растительного материала путем щелочного гидролиза с 1-2%-ным раствором NaOH при 150-165 С в течение 1-3 ч. Экстрагированный лигнин отделяют от мешающих примесей в экстракте путем фильтрации экстракта, подкисления его 3-5% НС1 до образования осадка лигнина, выделения лигнина на хроматографической колонке с диатомитом , деактивированным гексаметилдисилазоном, и последующего злюирования его из колонки диметилсульфоксидом. В полученном растворе определяют содержание лигнина спектрофото метрированием в УФ-спектре. Способ дает возможность получать достоверные данные о содержании лигнина во всех видах растений с чувствительностью 0,001% и относительным стандартным отклонением, не превышакщим 0,05. 3 ил.,2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1411665 А1 (51)4 С 01 N 33/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4087048/30-15 (22) 04.07.86 (46) 23.07.88. Бюл. Р 27 (71) Научно-исследовательский институт животноводства Лесостепи и

Полесья УССР (72) Н,А. Романов, В.В. Мирось и Н.В. Верягина (53) 631.5/9:581. 19(088.8) (56) Петухова Е.А.и др.Зоотехнический анализ KopMQB M.: Колос,1981,с.59-61.

Robertson Fames А., Kastwood

Martian А., Gecman Michael M. An

investigation of lignin extraction

from Dietary Fibre using Acetil Bromide. — J. Sci Food and Age, 1979, 30, р. 1039-1042. (54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕ НИЯ ЛИГНИНА В РАСТЕНИЯХ (57) Изобретение относится к аналитической химии природных соединений.

Цель изобретения — повышение достоверности анализа. Лигнин экстрагируют из растительного материала путем щелочного гидролиза с 1-27.-ным раствором NaOH при 150-165 С в течение

I-3 ч. Экстрагированный лигнин отделяют от мешающих примесей в экстракте путем фильтрации экстракта, подкис .ления его 3-5Х НС1 до образования осадка лигнина, выделения лигнина на хроматографической колонке с диатомитом, деактивированным гексаметилдисилазоном, и последующего элюирования его из колонки диметилсульфоксидом. В полученном растворе определяют содержание лигнина спектрофото- «а

Ж метрированием в УФ-спектре. Способ дает возможность получать достоверные данные о содержании лигнина во всех видах растений с чувствительностью 0,0017 и относительным стан" дартным отклонением, не превышающим

0,05. 3 ил., 2 табл.

1411665

Изобретение относится к аналитической химии природных соединений, в частности к способу определения л1 гнина в растениях.

Целью изобретения является повышение достоверности определения лигиона в растениях.

На фиг. 1 показана зависимость п оцента выхода лигнина из соломы о температуры при концентрации гид-. р окиси натрия 1, 5 и времени гидролиз 2 ч; на фиг. 2 . — то же, в зависим сти от концентрации гидроокиси натр я при времени гидролиза 2 ч и темп ратуре 160 С; на фиг. 3 — то же, в зависимости, от времени гидролиза и концентрации гидроокиси натрия

1,5 . и температуре 160 С.

Пример. Определение лигнина в20 оломе, силосе кукурузном, сене люцеры и моркови.

Навеску растительного материала ,25 r заливают 10 мл 1 5 -ного раствора NaOH и выдерживают 2 ч при 25

60 С в герметично закрытой емкости. олученный щелочной раствор лигнина тфильтровывают, подкисляют 3-5 НС1 о образования хлопьевидного осадка игнина и пропускают через хромато- 30 рафическую колонку. Адсорбированный в олонке лигнин отмывают 50 мл воды т мешающих примесей и элюируют диметилсульфоксидом. Полученный злюфт доводят диметилсульфоксидом до

50 мл и спектрофотометрируют в УФ пектре при 275 нм. Расчет содержания игнина ведут по оптической плотнос ги раствора.

Результаты определения лигнина в,40 соломе, силосе кукурузном, сене люцерны и моркови (. на абсолютно сухое вещество) приведены в табл. 1. Длительность проведения анализа составляет 4 ч.

Зависимость процента выхода лигКина от температуры, концентрации

Гидроокиси натрия и времени гидро,Пиза изучена в широком интервале

Значений каждого из параметров. Исследована температура 120, 140, 150, 160, 165, 170, 180 С, при этом для каждой температуры исследован проЦент выхода лигнина в зависимости от времени (0,5, 1,0, 2,0, 3,0, 4, 0 ч) и концентрации гидроокиси натрия (0,5, 1,0, 2,0, 2,0 ). При 160ОС исследовалось также время О, 1 и 0,5ч при концентрации гидроокиси натрия

1,5 и концентрации гидроокиси натрия 4 ..

Из полученного экспериментального материала следует, что 100 -ный выход лигнина обеспечивается при проведении щелочногa rидролиза с 12%-ным раствором гидроокиси натрия при 150-165ОС в течение 1-3 ч.

При концентрации щелочи, времени и температуре гидролиза меньших, чем нижние границы указанных интервалов, происходит неполное выделение лигнина из растений.

При концентрации щелочи, времени и температуре гидролиза больших, чем верхние границы указанных интервалов, происходит снижение определяемых содержаний лигнина (фиг.1-3), что объясняется вторичной конденсацией гидролизованного лигнина.

В табл. 2 представлены сравнительные экспериментальные данные предлагаемого способа с известным (% на абсолютно сухое вещество).

Как видно из данных табл. 2, исйольэование предлагаемого способа определения лигнина дает возможность получать высоко достоверные данные при определении лигнина в различных растениях с относительным стандартным отклонением, не превышающим 0,05, при этом систематическая погрешность определения лигнина отсутствует.

Использование известного. способа при определении лигнина в этих же растениях дает большее относительное стандартное отклонение, равное

0,12-0,18, при этом полученные результаты не достоверны, так как имеется систематическая погрешность определения лигнина, равная для соломы 16,5, для силоса кукурузного

39,5, для люцерны 24,5, для моркови 63%.

Низкая достоверность данных, полученных при использовании известного способа, связана с тем, что лигнин не экстрагируется полностью из растений ацетилбромидом. Получаемое в связи с. этим содержание лигнина возрастает с увеличением времени экстракции и уменьшением величины исходной навески, но не достигает предельного истинного значения. Кроме того, известный способ пригоден не для всех видов растений, так как определению лигнина мешают сопустствующие компоненты растений, экстрагируемые

4 снованной системы кормления животных и в других отраслях народного хозяйства, занятых производством растительных продуктов питания и кормов.

5 ется.

В сравнении с базовым способом предлагаемый способ позволяет повысить достоверность получаемых результатов, сократить длительность анализа в 6-7 раз и в 100 раз увеличить

его чувствительность.

Таким образом, использование изобретения позволяет строго количественно переводить лигнин из образца в раствор, исключать мещающее влияние сопутствующих компонентов и да. ет возможность получать достоверные данные о содержании лигнина во всех видах растений с чувствительностью

0,001Х и относительным стандартным отклонением, не превышающим 0,05.

УФ-спектры лигнина, полученные предлагаемым способом для различных видов растений, идентичны и хорошо воспроизводятся.

Это дает возможность широкого использования изобретения для оценки содержания лигнина в растениях при проведении научно-исследовательских работ, в сельскохозяйственном производстве при органиэации научно-обоФ о р м у л а и з о б р е т е н.и я

Способ количественного определения лигнина в растениях. путем экстракции его из растительного материала и последующего определения содержания лигнина .в растворе спектрофотометрированием в УФ-спектре, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности анализа, экстракцию лигнина осуществляют путем щелочного гидролиза с 1-2Х-ным раствором NaOH при 150-165 С в течение 1-3 ч, экстрагированный лигнин отделяют от мешакяцих примесей в экстракте путем фильтрации экстракта, подкисления его соляной кислотой до образования

25 осадка лигнина, выделения лигнина на хроматографической .колонке с диатомитом, деактивированным гексаметилдисилазоном, и последующего элюирования его из колонки диметилсульфоксидом, после чего в полученном растворе определяют содержание лигнина спектрофотометрированием.

Т а б л и ц а 1

Введение лигнина, 1 Найдено

1 от навески, n лигнина,Ж !

Объект анализа

Беэ добавки

Солома

4,0

Без добавки

Силос кукурузный

4,0

Без добавки

Сено люцерны

:) 4,0

Морковь

Без добавки

4,0

Э 14 ацетилбромидом из растений вместе с лигнином, а операции отделения лигнина от.мешакицих сопутствующих компонентов в известном способе не име20 12,17

10 16 30

20 6,46

10 10,30

20 4,48

10 8,65

10 2,46

10 6,50

О, 042

О, 030

О, 048

О, 040

О, 020

О, 035

О, 035

О, 045

1411665

Таблица 2

7. выхода

Sr введенного лигнина

Введено лигнина, 7 от навески"

Объект

Способ определения

Найдено лиг нина, 7

Солома

20 12,17 0,042

Без добавки

Пр едла ra емый

10 16,30

4,0

103,3

0,030

О, 181

Без добавки

20 9,50

Известный

10 12,82 1, 120 83,5

4,0

20 12, 37

О, 082

0,048

Базовый

Без добавки

Без добавки

Силос кукурузный Предлагаемый

20 6,46

4,0 (То же !

0,040 96,0

О, 174

Без добавки

Известный

0,160 60,5

4,0

Базовый

Без добавки ( (Сено люцерны

II ( (Предлагаемый

Без добавки

104,3

4,0

Без добавки

Изв ест ный

75,5

4,0

20 4,55

Базовый

Без добавки

Предлаrаемый

Морковь

Без добавки

101,0

4,0

Без добавки

Известный

0,176 37,0

4,0

«1!»

О, 085„

Базовый

Без добавки

Лигнин вводят неизменным в виде добавки навески соответствукщего растения с установленным базовым способом содержания лигнина.

10 10,30

22 3,44

10 5,86

20 6,36

20 4,48

10 8,65

20 3,48

10 6,50

20 2,46

10 6,50

20 0,73

10 2,21

20 2,30

0,091

О, 020

0,035

О, 151

О, 134

0,073

0,035

0,045

0,185, 1411665

ФиИ фиа Г

1411665

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Ворович

Заказ 4338

Времд ч .40а7

Составитель Л. Рубинова

ТехРед А.КРавчУк КоРРектоР Н. Король