КИНЕТИКА КИСЛОТНОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ ПРИРОДНЫХ ПОЛИСАХАРИДОВ ДРЕВЕСНОЙ БИОМАССЫ В МОНОСАХАРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВЫХ ДОБАВОК И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД
Проблема переработки полисахаридов растительных тканей методом гидролиза в простые сахара и получение на их основе ценных пищевых и кормовых продуктов имеет важное народнохозяйственное значение и является актуальной. Проведено изучение кинетики химической деградации древесной биомассы для последующего получения компонентов питательных микробиологических сред и кормов сельскохозяйственных животных. В качестве объектов исследования использовали опилки древесины сосны Pinus sylvestris в возрасте 55 лет и опилки дуба Quercus robur в возрасте 120 лет. Гидролиз древесных опилок осуществляли разбавленной серной кислотой при температуре кипения раствора 90...105 °С в течение 0...6 ч. Определение содержания углеводов в гидролизатах проводили хроматографическим методом с использованием электрохимического детектора. Общее количественное содержание углеводов в гидролизатах определяли в пересчете на глюкозу спектрофотометрическим методом с антроновым реактивом. Исследования показали, что выбранные условия гидролиза позволяют за 0,5 ч высвободить из гемицеллюлозы примерно треть содержащихся в древесине сахаров. Дальнейшая температурная обработка приводит к распаду указанных углеводов и их трансформации в другие сахара. Рассмотрение кинетики накопления и разрушения сахаров при кислотном гидролизе позволило определить условия достижения наибольшей степени конверсии при сохранении лабильных углеводов: температура 100 °С, время 0,5 ч, концентрация кислоты 5 % об. масс. По полученным экспериментальным данным найдены значения эффективных констант скоростей накопления отдельных углеводов, их выход и значения эффективных энергий активации в процессе гидролиза. Кинетический анализ процесса подтвердил возможность осуществления управляемого гидролитического распада древесной биомассы. Гидролизаты, полученные в виде водных растворов, содержащих до 40 мг/мл свободных сахаров, подвергали нейтрализации до значения рН среды, равного 6,0-7,0, и последующей лиофильной сушке. Показана возможность использования сухих гидролизатов в составе микробиологической среды для интенсивного выращивания микрофлоры, а также в качестве ингредиента кормов для выращивания продуктивных животных.