ΔΟΜΗ ΞΥΛΟΥ ΔΟΜΗ ΞΥΛΟΥ 7. ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΞΥΛΟΥ. Δομή Ξύλου - Θεωρία. Στέργιος Αδαμόπουλος

Transcript

1 ΔΟΜΗ ΞΥΛΟΥ 7. ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΞΥΛΟΥ

2 Ανόργανα συστατικά Ανόργανα συστατικά % ξηρού βάρους ξύλου C H 6 O N 0,1-1,0 Τέφρα* 0,2-1,0 (σε ορισμένα τροπικά είδη μέχρι 5) * διάφορα μεταλλικά στοιχεία και ιχνοστοιχεία (κυρίως Ca, K, Mg και ακολούθως Να, Fe, S, P, Al, Si, Ni, Ba, Pd κ.α.)

3 Οργανικά συστατικά Ξύλο Κυτταρίνη Ημικυτταρίνες Λιγνίνη Πηκτινικές ουσίες Υδατάνθρακες -> όνομα που προέρχεται από το γενικό τύπο C x (H 2 O) y Είναι ένώσεις (polyhydroxy compounds) που εμφανίζονται συχνά στη φύση σαν σχετικά μικρά μόρια (σάκχαρα) ή σαν μακρομόρια (πολυσακχαρίτες) Φωτοσύνθεση -> σχηματίζει σάκχαρα από CO 2 και H 2 O δια μέσω βιοσύνθεσης Τα σάκχαρα λειτουργούν σαν πηγή ενέργειας ενώ οι πολυσακχαρίτες (π.χ. άμυλο) καλύπτουν τις ανάγκες αποθήκευσης ουσιών ή (κυτταρίνη και ημικυτταρίνες) συνεισφέρουν στη μηχανική στήριξη του κυτταρικού τοιχώματος

4 Οργανικά συστατικά ΥΔΑΤΑΘΡΑΚΕΣ μονοσάκχαρα (simple sugars) D-glucose D-mannose D-galactose D-xylose L-arabinose ολιγοσάκχαρα (carbohydrates with number of monosaccharide units < 10 linked by glycosidic linkages) di- tri- tetrasaccharides πολυσάκχαρα (complex molecules composed of large number of monosccharides units joined together by glycosidic linkages) ΓΛΥΚΟΖΗ

5 Οργανικά συστατικά

6 Οργανικά συστατικά Κυτταρίνη Ημικυτταρίνες Λιγνίνη % του ξηρού βάρους Κωνοφόρα Πλατύφυλλα Πηκτινικές ουσίες: μικρές ποσότητες Ποσοτικός προσδιορισμός με standard μεθόδους και διαλυτικά μέσα Αποκλίσεις στη βιβλιογραφία λόγω διαφορών στις μλεθόδους εργαστηριακού προσδιορισμού

7 Οργανικά συστατικά: κυτταρίνη Μόρια γλυκόζης (C 6 H 12 O 6 ), συνδέονται σε μακριές αλυσίδες Επανειλημμένη προσθήκη αόριστου αριθμού μορίων γλυκόζης (πολυμερισμός), σε κάθε ένωση ζεύγους μορίων αποβάλλεται 1 μόριο νερού και το μόριο που προστίθεται περιστρέφεται κατά 180 ο Εμπειρικός τύπος (C 6 H 10 O 5 ) n, n βαθμός πολυμερισμού (μόρια άνυδρης γλυκόζης) 8-10 χιλιάδες

8 Οργανικά συστατικά: κυτταρίνη 5 6 O β-glucose 2 κυτταρίνη

9 Οργανικά συστατικά: κυτταρίνη μερική δομή της κυτταρίνης 1->4 γλυκοζητικός δεσμός

10 Οργανικά συστατικά: ημικυτταρίνες Διαχωρισμός από κυτταρίνη: διαλυτότητα σε διάλυμα NaOH 17.5% Μικρότερος βαθμός πολυμερισμού από κυτταρίνη, περίπου 150 Περιέχουν διάφορα μονοσάκχαρα

11 Οργανικά συστατικά: ημικυτταρίνες DP = κυτταρίνη DP 150 ημικυτταρίνες heterogeneous polysaccharides

12 Οργανικά συστατικά: ημικυτταρίνες κυτταρίνη ημικυτταρίνες κωνοφόρων ημικυτταρίνες πλατύφυλλων

13 Οργανικά συστατικά: πηκτινικές ουσίες Είναι ή σχετίζονται με υδατάνθρακες (πολυμερείς ενώσεις σακχάρων και παραγώγων τους) Μοιάζουν με ημικυτταρίνες, αλλά έχουν μικρότερο βαθμό πολυμερισμού Επικρατούν σε καμβιακούς ιστούς, σχηματίζουν μεμβράνη που χωρίζει τα κύτταρα μετά την παραγωγή Κυρίως στη μεσοκυττάρια στρώση και πρωτογενές τοίχωμα Πολύ μικρό ποσοστό (λιγότερο από 1%) Κυτταρίνη + ημικυτταρίνες + πηκτινικές ουσίες: ολοκυτταρίνη

14 Οργανικά συστατικά: λιγνίνη Τρισδιάστατο πολυμερές φαινολικών ενώσεων, κύριο δομικό στοιχείο φαινυλοπροπάνιο Εργαστηριακή απομόνωση φυσικής λιγνίνης χωρίς χημικές αλλοιώσεις αδύνατη Χημική δομή όχι ακριβώς γνωστή Χημική δομή διαφέρει στα διάφορα είδη ξύλου Μονάδες φαινυλοπροπανίου σε κωνοφόρα και πλατύφυλλα (αριστερά) και σε πλατύφυλλα (δεξιά)

15 Οργανικά συστατικά: λιγνίνη κωνοφόρα & πλατύφυλλα πλατύφυλλα phenolic oxygen methoxy group

16 Οργανικά συστατικά: λιγνίνη σπουδαιότερος δεσμός

17 Οργανικά συστατικά: λιγνίνη μοντέλο λιγνίνης

18 Οργανικά συστατικά τα πολυμερή του κυτταρικού τοιχώματος κυτταρίνη ημικυτταρίνες λιγνίνη

19 Εκχυλίσματα Οργανικές κυρίως ουσίες, δε συμμετέχουν στη δομή ξυλώδους ύλης Βρίσκονται στα κυτταρικά τοιχώματα ή στις κοιλότητες Απομακρύνονται με διάφορα διαλυτικά μέσα: νερό, αλκοόλη, βενζόλιο, ακετόνη, αιθέρα κλπ Χημική τους σύσταση ποικίλει (περιλαμβάνονται ρητίνες, λίπη, ταννίνες, άμυλο, σάκχαρα κλπ) Ποσοστό <1% ως περίπου 20% στα διάφορα είδη Διαφορές σε σομφό - εγκάρδιο