티오글리콜산(TGA)을 이용한 식물바이오매스 리그닌 함량 추정

요약

여기서, 우리는 초본 식물 바이오 매스에서 리그닌 함량의 추정을위한 수정 된 TGA 방법을 제시한다. 이 방법은 리그닌과 특정 티오에테르 결합을 형성하여 리그닌 함량을 추정하고, 리그닌 함량 추정을 위해 상대적으로 작은 샘플을 필요로 하기 때문에 클라슨 방법에 비해 이점을 제시한다.

초록

Lignin은 셀룰로오스 다음으로 지구상에서 두 번째로 풍부한 중합체인 천연 중합체입니다. Lignin은 주로 식물 이차 세포벽에 증착되며 주로 산업적 중요성이 있는 3개의 모노리그놀로 구성된 방향족 이성포성입니다. Lignin은 식물 의 성장과 개발에 중요한 역할을하며, 생체 및 생물학적 스트레스로부터 보호하며, 동물 사료, 목재 및 산업용 리그닌 제품의 품질에서 보호합니다. 리그닌 함량의 정확한 추정은 리그닌 생합성과 바이오매스의 산업 응용 에 대한 근본적인 이해 모두에 필수적입니다. 티오글리콜산(TGA) 방법은 식물 바이오매스의 총 리그닌 함량을 추정하는 매우 신뢰할 수 있는 방법입니다. 이 방법은 알칼리성 조건에서 용해되고 산성 조건에서 불용성인 리그닌의 벤질 알코올 군으로 티오에테르를 형성하여 리그닌 함량을 추정한다. 총 리그닌 함량은 상업용 대나무 리그닌에서 생성된 표준 곡선을 사용하여 추정됩니다.

서문

Lignin은 식물 세포벽의 중요한 하중 베어링 구성 요소 중 하나이며 지구 1에서 두 번째로 풍부한^{폴리머입니다.} 화학적으로, 리그닌은 아로마 폴리머의 자연 재생 가능한 공급원을 형성하는 고분자량 복합 페놀 화합물로 구성된 교차형 이성포합체이며 생체 재료^2,3. 이 천연 폴리머는 식물 성장, 발달, 생존, 기계적 지원, 세포벽 강성, 물 수송, 광물 수송, 숙박 저항, 조직 및 장기 개발, 에너지 증착 및 생체 및 생물학적 스트레스^{4,5,6,7로부터의}보호에 중요한 역할을 한다. Lignin은 주로 세 가지 다른 모노리그놀로 구성됩니다: 코니페릴, 시나필 및 페닐 프로파노이드^통로에서파생된 p-coumaryl 알코올^8,9. 리닌의 양과 단량의 조성물은 식물 종, 조직/장기 유형 및 식물 개발의 상이한 단계에 따라

프로토콜

1. 식물 샘플 준비

1. 온실에서 2개월 된 면화 식물을 수집합니다(그림1A).
2. 식물 냄비를 부드럽게 뒤집어 토양과 뿌리를 그대로 측면 뿌리로 분리하여 식물 주위의 토양을 느슨하게합니다(도1B).
3. 수집된 식물을 물로 가득 채운 트레이에 철저히 세척하여 모든 먼지(뿌리 샘플용)를 제거합니다(도1C).
4. 종이 타월을 사용하여 분리된 뿌리, 줄기 및 잎 조직을 건조시키고 라벨을 붙입니다(그림1D). 곰팡이 오염을 방지하기 위해 실온에서 2 일 동안 공기 건조(그림 1E).
5. 샘플 조직을 라벨이 부착된 용기/알루미늄 호일로 옮기고 7~10일 동안 49°C에서 온도 조절 인큐베이터에서 인큐베이션을한다(그림 1F).
   참고: 온도가 높을수록 리그닌 구조가 변경될 수 있습니다. 또는 동결 건조기를 사용하여 식물 바이오매스에 화학적 변화를 일으키지 않고 1~2일 동안 시료를 건조시킬 수 있습니다.
....

결과

두 개의 다른 면 실험 라인은 다른 조직에서 그들의 리그닌 내용의 차이에 대 한 비교 되었다. 각 시료의 추출된 리그닌 함량은 280nm에서 측정되고 각각의 흡광도 값을 기록했다. 각 생물학적 복제의 평균 흡광도 값은 리그닌 표준 곡선의 회귀선(표 2, 도 3C)과비교하였다. 회귀 라인, y =mx + c는 추출된 실험 선, 샘플 1 및 샘플 2의 알 수 없는 리그닌 함량을 계산하는.......

토론

Lignin은 식물 의 성장과 개발에 중요한 역할을하며 최근 바이오 연료, 바이오 에너지 및 바이오 제품 응용 분야에서 광범위하게 연구되었습니다. Lignin은 모든 혈관 식물 이차 세포벽에 저장되는 방향족 화합물이 풍부합니다. 목재 패널 제품, 바이오 분산제, 플릿, 폴리우레탄 폼 및 회로 기판^29,30,31의 수지와 같은 여러 산업 응?.......

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
BioSpectrophotometer kinetic	Eppendorf kinetic	6136000010	For measuring absorbance at 280 nm
Centrifuge	Eppendorf	5424	For centrifuging  samples
Commercial bamboo lignin	Aldrich	1002171289	Used in the preparation of the standard curve
Distilled water	Fischer Scientific	16690382	Used in the protocol
Falcon tubes	VWR	734-0448	Containers for solutions
Freezer mill	Spex Sample Prep	68-701-15	For fine grinding of plant tissue samples
Heat block/ Thermal mixer	Eppendorf	13527550	For temperature controlled steps during lignin extraction
Hotplate stirrer	Walter	WP1007-HS	Used for preparation of solutions
Hydrochloric acid (HCL)	Sigma	221677	Used in the protocol
Incubator	Fisherbrand	150152633	For thorough drying of plant tissue samples
Measuring scale	Mettler toledo	30243386	For measuring plant tissue weight, standards and microfuge tubes
Methanol (100 %)	Fischer Scientific	67-56-1	Used in the protocol
Microfuge tubes (2 mL)	Microcentrifuge	Z628034-500EA	Containers for extraction of lignin
Plant biomass gerinder	Hanchen	Amazon	Used for crushing dried samples
pH meter	Fisher Scientific	AE150	Measuring pH for solutions prepared for lignin extraction
Temperature controlled incubator/oven	Fisher Scientific	15-015-2633	Used in the protocol
Thioglycolic acid (TGA)	Sigma Aldrich	68-11-1	Used in the protocol
Vacuum dryer	Eppendorf	22820001	Used for drying samples
Vortex mixer	Eppendorf	3340001	For proper mixing of samples