Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Лобанок А.Г. -> "Микробный синтез на основе целлюлозы: белок и другие ценные продукты" -> 5

Микробный синтез на основе целлюлозы: белок и другие ценные продукты - Лобанок А.Г.

Лобанок А.Г., Бабицкая В.Г., Богдановская Ж.Н. Микробный синтез на основе целлюлозы: белок и другие ценные продукты — Мн.: Наука и техника, 1988. — 261 c.
ISBN 5-343-00283-8
Скачать (прямая ссылка): microbniysinteznaosnovecelulozi1988.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 131 >> Следующая

Участки целлюлозы с высокой степенью упорядоченности называют кристаллическими, а участки с беспорядочной ориентацией— аморфными. Аморфная целлюлоза имеет более рыхлую структуру и поэтому более доступна для кислоты или ферментов. По мнению В. И. Шаркова (1967), наличие в целлюлозе двух фаз не обязательно предполагает существование четкой границы между ними и более обосновано представление о целлюлозе как об однофазной системе с различной степенью упорядоченности и непрерывным переходом уплотнений и разрыхлений в пределах отдельных флуктуаций микрофибрилл.
Целлюлоза полиморфна и благодаря водородным связям образует кристаллические структуры, по крайней мере четырех типов (Blackwell, 1982). Существуют различные мнения относительно числа целлюлозных молекул в кристаллических участках и способа их организации. Целлюлозные молекулы образуют элементарные фибриллы посредством водородных связей. Эти фибриллы в свою очередь образуют микрофибриллы и затем волокна. Волокнистую структуру целлюлозы можно наблюдать в микроскоп. Целлюлозная молекула благодаря своей длине может проходить и через аморфные и через кристаллические участки. Целлюлозные волокна легко поглощают влагу и набухают, но набухание ограничено аморфной частью волокна.
Таким образом, целлюлазы и другие молекулы, сходные по размеру, не могут проникать во внутренние структуры фибрилл
И
нативной целлюлозы. Они действуют только на поверхности микрофибрилл или элементарных фибрилл. Число гликозидных связей, доступных действию ферментов, в большой степени зависит от степени набухания целлюлозы. Увеличение степени набухания достигается за счет механической или физической предобработки, такой, как пропаривание, размалывание, обработка ультразвуком. Минеральные кислоты и щелочи в высоких концентрациях увеличивают набухание всего волокна, так как они способны разрывать водородные связи и проникать в кристаллические участки (Blackwell, 1982).
Вопрос о фазовом соотношении природной и регенерированной целлюлозы сложный и в настоящее время окончательно не решен. Тем не менее целлюлоза может быть получена как в упорядоченном, так и в крайне неупорядоченном, практически аморфном состоянии. Фазовый переход аморфной фазы в кристаллическую происходит скачкообразно. В результате размола природной целлюлозы ее прочность и кристалличность снижаются и соответственно возрастает ее аморфность.
Интересно, что при обработке целлюлозы водой даже при низких температурах происходит повышение ее плотности. Присутствие воды обеспечивает кристаллизацию целлюлозы благодаря перераспределению водородных связей. Повышение температуры также ускоряет процесс повышения плотности и степени упорядоченности.
По 3. А. Роговину (1972), целлюлозу следует рассматривать как стереорегулярный вьгсокоориентированный кристаллический полимер, обладающий значительной неоднородностью структуры с наличием упорядоченных областей. Между линейными макромолекулами целлюлозы существуют связи, осуществляемые силами межмолекулярного взаимодействия, и химические. Так, цепи целлюлозы главным образом связаны водородными связями между гидроксильными группами и атомами кислорода. Наличие в препаратах целлюлозы водородных связей обусловливает ряд таких важных ее свойств, как скорость растворения, гигроскопичность, реакционная способность. Из-за высокой прочности водородных связей молекулярные ассоциации целлюлозы в воде нерастворимы. Замещение полярных групп, например карбоксиме-тилом, ведет к нарушению молекулярной регулярности, способствует возникновению множества водородных связей с водой и делает целлюлозу растворимой.
Одним из основных факторов, определяющих свойства целлюлозы и других высокомолекулярных полисахаридов, является надмолекулярная структура. Цепи молекул целлюлозы объединяются в пучки — мицеллы. Максимальный диаметр одной молекулы целлюлозы 0,8 нм. Эти молекулы образуют элементарные мицеллы с максимальным диаметром 10 нм. Элементарные мицеллы объединяются в пучки, называемые микрофибритлами. Тяжи последних имеют ширину 25 нм и содержат до 2000 моле-
12
кул целлюлозы. Микрофибриллы объединяются в волокна — макрофибриллы шириной 0,4 мкм, они содержат 500 ООО молекул целлюлозы. В волокнах вторичной оболочки 200 млн молекул целлюлозы. Стенки клеток различаются главным образом расположением микрофибрилл. Различают параллельную ориентацию микрофибрилл по отношению к оси клетки и продольно-поперечную, или беспорядочную, ориентацию (Тутаюк, 1980).
Свойства целлюлозы определяются не столько взаимным положением макромолекул, сколько строением и взаимным расположением элементов надмолекулярной структуры. Так, полагают, что надмолекулярная структура целлюлозы хлопка очень отличается от структуры целлюлозы льна, древесины или бактериальной целлюлозы.
Рентгеноструктурный анализ и инфракрасная спектроскопия указывают на существование различных структурных кристаллических модификаций целлюлозы. Например, одна из них (гид-ратцеллюлоза) образуется при размоле целлюлозы, выделении ее из растворов (Роговин, 1972). В плотные участки структуры с максимальным взаимодействием между макромолекулами некоторые химические реагенты не проникают. Структурные участки целлюлозы, доступные для диффузии реагентов, иногда называют аморфными, что не связано с фазовым состоянием целлюлозы. Модифицированная (в том числе кислотами и щелочами) целлюлоза имеет более открытую структуру и поэтому более доступна действию фермента.
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 131 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed