Способ количественного определения лигнина в растениях Советский патент 1988 года по МПК G01N33/00 

О5

сд

Изобретение относится к аналити- химии природных соединений, в:частности к способу определения л{1гнина в растениях.

Целью изобретения является повы- достоверности определения лиг- в растениях.

На фиг. 1 показана зависимость процента выхода лигнина из соломы or температуры при концентрации гид рэокиси натрия 1,5% i и времени гидролиза 2 ч; на фиг. 2 - то же, в зависимости от концентрации гидроокиси нат рня при времени гидролиза 2 ч и тем- пературе 160 С; на фиг. 3 - то же, в зависимости,от времени гидролиза при концентрации гидроокиси натрия 1,5% и температуре 160 С.

-Пример. Определение лигнина соломе, силосе кукурузном, сене люцены и моркови.

Навеску растительного материала Ci, 25 г заливают 10 мл 1,5%-ного раствора NaOH и выдерживают 2 ч при в герметично закрытой емкости Полученный щелочной раствор лигнина с отфильтровывают, подкисляют 3-5% НС1 цо образования хлопьевидного осадка лигнина и пропускают через хромато- 1 рафическую колонку. Адсорбированный колонке лигнин отмывают 50 мл воды от мешающих примесей и элюируют ди- 1Йетилсульфоксидом. Полз ченный злю- фт доводят диметилсульфоксидом до $0 мл и спектрофотометрируют в УФ itnexTpe при 275 нм. Расчет содержани |1игнина ведут по оптической плотно- |сти раствора.

Результаты определения лигнина в роломе, силосе кукурузном, сен люцерны и моркови (% на абсолютно сух Вещество) приведены в табл. 1. Длительность проведения анализа составляет 4ч.

Зависимость процента выхода лиг- Иина от температуры, концентрации гидроокиси натрия и времени гидро- Лиза 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 нат 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

г

Q 5

2о 25ЗО

д5

35

50

55

1,5% и концентрации гидроокиси натрия 4%.f

Из полученного экспериментального материала следует, что 100%-ный выход лигнина обеспечивается при проведении щелочного гидролиза с 1- 2%-ным раствором гидроокиси натрия, при 150-165°С 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 гидро- лизованногр лигнина.

В табл. 2 представлены сравнительные экспериментальные данные предлагаемого способа с известным (% на абсолютно сухое вещество). . Как видно из данных табл. 2, ис- йользование предлагаемого способа определения лигнина дает возможность получать высоко достоверные данные при определении лигнина в различных растениях с относительным стандартным отклонением, не превышаюпц м 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 к.укурузного 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 сопустствукщие компоненты растений, экстрагируемые

31

ацетилбромидом из растений вместе с лигнином, а операции отделения лигнина от мешающих сопутствующих компонентов в известном способе не имеется ,

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 дает возможность получать достоверные данные о содержании лигнина во всех видах растений с чувствительностью 0,001% 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 организации научно-обо1665 .

снованной системы кормления животных

и в других отраслях народного хозяйства, занятых производством растительных продуктов питания и кормов.

Формула изобретен.и я

Способ количественного определения лигнина в растениях, путем экстракции его из растительного материала и последующего определения содерхкания ч лигнина -В растворе спектрофотометри- рованием в УФ-спектре, отличающийся тем, что, с целью повьшзения достоверности анализа, экстракцию лигнина осуществляют путем щелочного гидролиза с 1-2%-ным раствором NaOH при 150-165°C в течение 1-3 ч, экстрагированный лигнин отделяют от ме- шакщих примесей в экстракте путем фильтрации экстракта, подкисления его соляной кислотой до образования осадка лигнина, вьщеления лигнина на хроматографической .колонке с диатомитом, деактивированным гексаметил- дисилазоном, и последующего элюиро- вания его из колонки диметилсульфок- сидом, после чего в полученном растворе определяют содержание лигнина спектрофотометрированием.

Т а б л и ц а 1

Таблица 2

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, подкис- ления его 3-5% НС1 до образования осадка лигнина, выделения лигнина на хроматографической колонке с диатомитом, деактивированным гексаметил- дисилазоном, и последующего злюиро- вания его из колонки диметилсульфок- сидом. 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.

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

X

I

№

JH

г

Фие.2

С НаОН,/

90

I

I

X 50

30

г

BpPMfi V

Фи9.д