Кузнецов A. E. Научные основы экобиотехнологии . Страница 404Главной составной частью древесины является целлюлоза - высокоупо- рядоченный полимер, состоящий из остатков D-глюкозы в пиранозной форме, соединенных β-связью, со степенью полимеризации около 14000. Основная структурная единица целлюлозы - дисахарид целлобиоза. Молекулы целлюлозы образуют фибриллы, состоящие из 40-60 молекул, соединенных водородными связями. Степень полимеризации у гемицеллюлоз не превышает 150. В природных условиях целлюлоза разлагается различными целлюлолитическими микроорганизмами. Наряду с целлюлозой наиболее важный компонент древесины лигнин - один из наиболее сложных гетерогенных полимеров с трехмерной структурой, состоящий в основном из фенилпропановых звеньев и метоксильных групп. Молекулярная масса его колеблется от 1000 до 10000. В лигнине содержится 58-70% углерода, 5-7% водорода и 24-30% кислорода. Фенил- пропановые звенья соединены чрезвычайно устойчивыми к действию ферментов связями: углерод-углеродными C-C и эфирными С-О-С. По структуре лигнин относится к полифенолам и сходен с гуминовыми кислотами. В лигнине хвойных пород в качестве мономера содержится ванилин, в лигнине лиственных - сиреневый альдегид. В большинстве лигнинов - ко- нифериловый спирт. В естественных условиях лигнин структурно связан с полисахаридами, инкрустируя целлюлозу растительных волокон. Лигнин - основной компонент, определяющий свойства лигиоцеллюлозных материалов. Он наиболее медленно подвергается биологическому разрушению и ухудшает перевари- ваемость целлюлозы и гемицеллюлозы жвачными животными. При химической переработке древесины на целлюлозно-бумажных комбинатах в первую очередь разрушают связи лигнина с целлюлозой. В процессе получения пульпы в лигнине происходят существенные изменения, в частности, включение сульфогрупп в молекулу лигнина и его деполимеризация. В результате получают лигносульфонаты (сульфатный лигнин, крафт-лигнин, промышленный лигнин), более стойкие к микробному воздействию, чем природный лигнин. В производстве этанола, кормовых дрожжей и фурфурола в результате сернокислотного перколяционного гидролиза растительного сырья в качестве отхода образуется большое количество гидролизного лигнина. |