Журнал гликомики и липидомики

Журнал гликомики и липидомики
Открытый доступ

ISSN: 2153-0637

Абстрактный

Влияние ионных жидкостей на растворение и идентификацию полисахаридов древесины

Иделетт Плазанет

Для изучения полисахаридного состава древесины мы ранее разработали новый метод, подходящий для анализа большого количества образцов, требующих небольшого количества биомассы. Метод основан на растворении древесины в ионных жидкостях; полученные растворы затем иммуно-мечены моноклональными антителами (mAbs) против эпитопов полисахаридов клеточной стенки растений. В настоящей работе мы синтезировали и протестировали несколько IL на основе имидазолия и 1,8-диазабицикло [5.4.0] ундец-7-ена (DBU) на их способность растворять древесину пихты Дугласа. Пара времени-температуры была протестирована на ее способность производить растворение древесины в IL. Затем растворение полисахаридов было проанализировано с помощью техники ELISA с набором mAbs против гемицеллюлозы, пектина и белка клеточной стенки. Мы пришли к выводу, что обработка древесины при температуре 80°C 1-этил-3-метилимидазолийбромидом обеспечивает хорошее высвобождение полисахаридов, особенно маннанов и ксиланов, прочно связанных с целлюлозой и лигнином, с сохранением структуры, и даже пектина. Разработка потенциально «зеленых» технологий на основе возобновляемого сырья является одной из главных задач человечества в ближайшие десятилетия и столетия, подчеркивая социальную и экономическую важность исследований, проводимых в этой области. Древесина является одним из самых универсальных биологических видов сырья, которое сегодня доступно в больших возобновляемых запасах по всему миру. Изделия из древесины имеют бесчисленное множество важных промышленных применений, таких как дизайн, мебель и строительство. Эти применения имеют светлое будущее. В то же время химическая и механическая обработка древесины обеспечивает основу для растущего спектра глобально значимых применений и решений в области тканей, бумаги и упаковки на основе волокон. На самом деле, достижения в использовании отдельных химикатов и полимеров, из которых состоит древесина, создают основу для будущих биоперерабатывающих заводов и помогают изменить облик общества к лучшему. Использование человеком древесины насчитывает тысячи лет. Однако в настоящее время растущее население мира и ограниченные природные ресурсы требуют новых способов повышения эффективности нашего использования этого жизненно важного природного ресурса. Это открывает значительные возможности для продуктов на основе возобновляемых непродовольственных материалов («непродовольственные биопродукты»). Кроме того, исчезающие ископаемые ресурсы с одновременным ростом спроса на мировую энергию и возникающими экологическими проблемами порождают острую потребность в новых технологиях на основе возобновляемых и неисчерпаемых ресурсов. Таким образом, перед лицом текущих цен на нефть и проблем устойчивости концепция биоэкономики является быстро выигрывающей площадкой. Возникает вопрос, можем ли мы увеличить долю «потребительских товаров» с использованием возобновляемого сырья, такого как древесина, вместо невозобновляемых ресурсов, таких как нефть? Лесная промышленность видит эту возможность и считает, что отрасль будет играть решающую роль в развитии в направлении биоэкономики.С этой целью, диверсификация производства первичной древесины. Автор(ы). Лицензиат InTech. Эта глава распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution, которая разрешает неограниченное использование, распространение и электронное воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы. Процесс переработки – варка целлюлозы – является рациональной стратегической отправной точкой. Целлюлозные заводы сегодня переопределяются как биоперерабатывающие заводы завтрашнего дня. Ресурсы ископаемого топлива ограничены, поэтому необходимы альтернативные возобновляемые ресурсы для заполнения пробела, который неизбежно возникнет, как только поставки ископаемого сырья начнут истощаться. Биомасса имеет потенциал для заполнения этого пробела. Для использования этого возобновляемого ресурса в производстве топлива и химикатов необходимы так называемые «биоперерабатывающие заводы», специализирующиеся на фракционировании и использовании всех компонентов биомассы. Разработка потенциально «зеленых» технологий на основе возобновляемого сырья является одной из главных задач для человечества в ближайшие годы, подчеркивая социальную и экономическую важность исследований, проводимых в этой области. В связи с этим ожидается, что биомасса будет иметь потенциал для заполнения пробела в сокращающихся ресурсах ископаемого топлива. Замена ископаемого топлива новыми устойчивыми ресурсами становится решающей из-за истощения запасов нефти, увеличения мирового спроса на энергию и возникновения экологических проблем. В частности, лигноцеллюлозная биомасса может стать альтернативой ископаемым ресурсам в качестве устойчивого и экологически чистого сырья для производства химикатов и топлива. Однако сегодня человечество использует лишь небольшую часть ежегодного мирового производства биомассы, в то время как остальная часть разлагается естественным образом. С неизбежным истощением ресурсов на основе нефти во всем мире растет интерес к возобновляемым ресурсам, таким как биомасса. Одной из причин нынешних подходов к использованию биомассы является сложность обработки лигноцеллюлозных материалов и энергия, необходимая для разделения их компонентов. Три основных компонента биомассы (целлюлоза, лигнин и гемицеллюлоза) ковалентно связаны друг с другом, что затрудняет растворение и дальнейшее разделение этих компонентов. Это было признано главной проблемой для использования биомассы. Ионные жидкости (ИЛ) являются относительно новым семейством растворителей для растворения целлюлозы и могут помочь в решении этой задачи. Использование ИЛ для растворения целлюлозы обусловлено уникальными свойствами этих растворителей взаимодействовать с сильными водородными связями полисахаридов. Научное открытие растворения целлюлозы в ИЛ трансформируется в новые технологии обработки, методы функционализации целлюлозы и новые целлюлозные материалы, включая смеси, композиты, волокна и ионные гели.Эти материалы могут заменить текущие аналоги для преодоления экологических проблем, связанных с продуктами на основе нефти. Хотя существует множество доступных IL, которые могут растворять целлюлозу, необходимо преодолеть трудности обработки, такие как фракционирование, для поддержки крупномасштабного использования. Растворение и функциональная модификация целлюлозы в ионных жидкостях на основе предыдущих исследований были рассмотрены и обобщены в ссылках. Однако из-за химической универсальности как целлюлозы, так и IL в ближайшем будущем ожидаются новые разработки, ведущие к следующему поколению целлюлозных материалов [6]. Растворение целлюлозы в IL позволяет комплексно использовать целлюлозу, объединяя два основных принципа «зеленой» химии: использование экологически предпочтительных растворителей и биовозобновляемого сырья. Однако использование целлюлозы или целлюлозных материалов не было полностью разработано из-за их плохой растворимости в обычных органических растворителях. Но целлюлоза, растворенная в IL, может быть регенерирована с помощью антирастворителей, таких как вода, этанол и ацетон. Ионные жидкости - Текущее состояние дел 420 Ионные жидкости - это органические соединения, которые содержат по крайней мере одну ионную связь. Ионичные жидкости состоят из органических катионов и органических или неорганических анионов. Ионичные жидкости - это соли с температурой плавления ниже 100 oC, которые обладают многими полезными свойствами. Более того, ионы нелетучи, нетоксичны, невоспламеняемы и термически и химически стабильны. Из-за их больших молекулярных радиусов ионы демонстрируют лишь слабую когезию по сравнению с обычной солью.ИЖ демонстрируют лишь слабую когезию по сравнению с поваренной солью.ИЖ демонстрируют лишь слабую когезию по сравнению с поваренной солью. 
 

Отказ от ответственности: Этот тезис был переведен с использованием инструментов искусственного интеллекта и еще не прошел рецензирование или проверку.
Top