Спосіб кількісного визначення лігніну в рослинах

Изобретение относится к аналитической химии природных соединений. Цель изобретения - повышение д о с т о верности а н а л и з а . Лигнин экстрагируют из растительного материала путем щелочного гидролиза с 1-2%-ным р а с т в о ром NaOH при 150-165°С в течение 1-3 ч . Экстрагированный лигнин отделяют от мешающих примесей в экстракте путем фильтрации э к с т р а к т а , подкисления его 3-5% НС1 до образования осадка лигнина, выделения лигнина на хроматографической колонке с диатомитом, деактивированным гексаметилдисилаэоном, и последующего элюирования его из колонки диметилсульфоксидом. В полученном растворе определяют содержание лигнина спектрофотометрированием в УФ-спектре, Способ дает возможность получать достоверные данные о содержании лигнина во всех видах растений с чувствитель|Чю» ностью 0,001% и относительным Стандартным отклонением, не превышающим 0,05. 3 и л . , 2 табл. ел 1 1411665 Изобретение относится к аналитической химии природных соединений, в частности к способу определения лигнина в растениях. ,. Целью изобретения является повышение достоверности определения лигнина в растениях. На фиг. 1 показана зависимость процента выхода лигнина из соломы JQ от температуры при концентрации гидроокиси натрия 1,5% и времени гидролиза 2 ч; на фиг. 2 - то же, в зависимости от концентрации гидроокиси натрия при времени гидролиза 2 ч и тем- J5 пературе 160°С; на фиг. 3-го же, в зависимости^ от времени гидролиза при концентрации гидроокиси натрия 1,5% и температуре 160°С. П р и м е р. Определение лигнина В20 соломе, силосе кукурузном, сене люцерны и моркови. Навеску растительного материала 0,25 г заливают 10 мл 1,5%-ного раствора NaOH и выдерживают 2 ч при 25 t60°C в герметично закрытой емкости. Полученный щелочной раствор лигнина отфильтровывают, подкисляют 3-5% НС1 до образования хлопьевидного осадка лигнина и пропускают через хромато- ЗО графическую колонку. Адсорбированный в колонке лигнин отмывают 50 мл воды от мешающих примесей и элюируют диметилсульфоксидом. Полученный элюат доводят диметилсульфоксидом до 35 50 мл и спектрофотометрируют в УФспектре при 275 нм. Расчет содержания лигнина ведут по оптической плотности раствора. Результаты определения лигнина в • «~ , соломе, силосе кукурузном, сенэ люцерны и моркови ( на абсолютно сухое % вещество) приведены в табл. 1. Длительность проведения анализа составляет 4 ч. 45 Зависимость процента выхода лигнина от температуры, концентрации гидроокиси натрия и времени гидролиза изучена в широком интервале значений каждого из параметров. Исследована температура 120, 140, 150, 50 160, 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 н а т - " рия (0,5, 1,0, 2,0, 2,0%). При 160°С исследовалось также время 0,1 и 0,5 ч при концентрации гидроокиси натрия 1,5% и концентрации гидроокиси натрия 4%. Из полученного экспериментального материала следует, что 100%-ный выход лигнина обеспечивается при проведении цепочного гидролиза с 12%-ным раствором гидроокиси натрия при 150-165°С в течение 1-3 ч. При концентрации щелочи, времени п температуре гидролиза меньших, чем нижние границы указанных интервалов, происходит неполное выделение лигнина из растений. При концентрации щелочи, времени и температуре гидролиза большак, 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, использование 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 24,5Z, 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 сопутствующие компоненты растений, экстрагируемые і Т 4 З 141 1665 снованной системы кормления животных ацетилбромидом из растений вместе с и в других отраслях народного хозяйлигнином, а операции отделения лигства, занятых производством растинина от мешающих сопутствующих комтельных продуктов питания и кормов. понентов в известном способе не имеется. В сравнении с базовым способом предлагаемый способ позволяет повыФ о р м у л а и з о б р е т е н и я сить достоверность получаемых результатов, сократить длительность анали- •|Q Способ количественного определения за в 6-7 раз и в 100 раз увеличить лигнина в растениях< путем экстракции его чувствительность. его из растительного материала и последующего опр еделе ния содержания •< Таким образом, использование изолигнина в растворе спектрофотометрибретения позволяет строго количественно переводить лигнин из образца 15 рованием в УФ-спектре, о т л и ч а ю в раствор, исключать мещающее влиящ и й с я тем, что, с целью повышения ние сопутствующих компонентов и дадостоверности анализа, экстракцию ет возможность получать достоверные лигнина осуществляют путем щелочного данные о содержании лигнина во всех гидролиза с 1-2%-ным раствором МО гЫ видах растений с чувствительностью 2 при 150-165°С в течение 1-3 ч, экстQ 0,001% и относительным стандартным рагированный лигнин отделяют от меотклонением, не превышающим 0,05. шающих примесей в экстракте путем УФ-спектры лигнина, полученные предфильтрации экстракта, подкисления лагаемым способом для различных виего соляной кислотой до образования дов растений, идентичны и хорошо 25 осадка лигнина, выделения лигнина воспроизводятся. на хроматографической колонке с диатомитом, деактивированным гексаметилЭто дает возможность широкого исдисилазоном, и последующего элюиропользования изобретения для оценки вания его из колонки диметилсульфоксодержания лигнина в растениях при проведении научно-исследовательских 3 сидом, после чего в полученном р а с Q работ, в сельскохозяйственном произтворе определяют содержание лигнина водстве при организации научно-обоспектрофотометрированием. Т а б л и ц а 1 Силос кукурузный Сено люцерны Sr 20 12,17 0,042 10 16,30 0,030 Без добавки 20 6,46 0,048 4,0 Солома Найдено лиг ни на, 4,0 Объект анализа 10 10,30 0,040 Без добавки 20 4,48 0,020 10 8,65 0,035 Без добавки 10 2,46 0,035 4,0 10 6,50 0,045 Введение лигнина, % от навески п Без добавки м 4,0 Морковь 1411665 Т а б л и ц а Объект 2 Способ определения п Предлагаемый Без добавки 20 12,17 • 0,042 4,0 10 16,30 0,030 103,3 Без добавки 20 9,50 0,181 4,0 10 12,82 1,120 Базовый Солома Введено лигнина, % от навески Без добавки 20 12,37 0,082 Предлагаемый Без добавки 20 6,46 0,048 4,0 10 10,30 Без добавки 22 3,44 4,0 10 5,86 0,160 Без добавки 20 6,36 0,091 Без добавки 20 4,48 0,020 -"-•• . . Известный Силос кукурузный .... То же .... Известный . -и. -" -" Базовый Сено люцерны Предлагаемый Найдено лигнина, % • . Sr % выхода введенного лигнина 83,5 — 96,0 0,040 _ 0,174 60,5 • _ -•• -" 4,0 10 8,65 0,035 104,3 -» Известный Б е з добавки 20 3,48 0,151 4,0 Ю. 6,50 0,134 75,5 Базовый Без добавки 20 4,55 0,073 Предлагаемый Без добавки 20 2,46 0,035 4,0 10 6,50 0,045 101,0 Без добавки 20 •0,73 0,185 4,0 10 2,21 0,176 37,0 Без добавки 20 2,30 0,085, -•• " Морковь -" Известный " • . -"Базовый ' Лигнин вводят неизменным' в виде добавки навески соответствукщего растения с установленным базовым способом содержания лигнина. 1AJ1665 Фиг.1 I зо V3 ~ T" 1 • • ' • І 1 1 SB . ••• . - . 1 1 1 1 • • • • \ • • • . ! • • • ' ; • \ ' . . . • • . • • . • . • • • 1 • • • " ^ : . • • • • : 1 2 Фиг. 2 с НаOff, 9/9 • • • • • 1411665 t 90 I І * 50 30 Врем & v Редактор А, Ворович Составитель Л. Рутинова Техред А.Кравчук Корректор Н. Король і Заказ 4338 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4