Тұжырым

Курстық жұмыстың тақырыбы ”Жүгері қалдығының гидролиз жағдайларын зерттеу”.

Бұл курстық жұмыста ғылыми техникалық прогресстің дамуы мен қауіптілігі қарастырылады. Жұмыс үш бөлімнен тұрады: кіріспе бөлім, негізгі және қорытынды бөлімнен. Жұмыстың бірінші бөлімінде өсімдік қалдықтарының екіншілік өнімдерінің ассортиметі, олардың гидролизінің кинетикасын зерттеу қарастырылған, глюкоза гидролизатын сұйық фазалы тотықсыздандыру, алынған ксилитті химиялық және экологиялық сараптамасы карастырылған. Өнімдерді сутектендіруде қажет катализаторлар синтезі және олардың химиялық құрамын сараптау актуальдылығы қaзipгi таңда түрлі өндіріс салаларын дайын органикалық заттармен қамтамасыз ету ықпалы келтірілген. Курстық жұмыс негізгі мәтіннен және 3 көлемді сызбадан тұрады.

Мазмұны

Тұжырым ....................................................................................................... ...3

Мазмұны ....................................................................................................... ....4

Нормативтік белгі ........................................................................................ ....5

Анықтамалар ................................................................................................... .6

Белгілер мен қысқартулар ............................................................................. .7

Кіріспе ............................................................................................................. ..8

1 Тақырып бойынша ғылыми-зерттеу жұмысына аналитикалық шолу ...... .9

1.1 Өсімдік қалдықтарының гидролизі ....................................................... 10

1.2 Зерттеудің мақсаты мен міндеті .................................................................17

2 Тәжірибелік бөлім ...........................................................................................18

2.1 Шикізат және өнім мінездемесі, оларға қойылатын талап......................18

2.2 Зерттеу жүргізу әдістері...............................................................................18

2.3 Техника талдау әдістерін таңдау.................................................................25

2.4 Зерттелген обьектілер мен материалдардың нәтижелерін талқылау (есептеуі)............................................................................................................. 28

3 Зерттелетін обьектілер мен материалдарды салыстыру........................... .31

Қорытынды ............................................................................................ ....... 32

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ............................................................... 33

Қосымша (кестелер, сызбалар, программалық құжаттар ) .......................34

Нормативтік белгі

Бұл курстық жобада төмендегідей нормативтік белгілер мен қысқартулар қолданылды:

СТ РК 593-2006 Макта шикізаты 59.060.10

СТ РК 643-2006 Макта шикізатынын методтары 59.060.10

СТ РК 644-2006 ГОСТ 16298-81, ГОСТ 10202-71 59.060.10

ПР РК 50.3.33-97 Қантты сертификаттау ережесі

СТ РК 3.62-2006 Мемлекеттік тех ресурвирлеу ПР.РК 50.3.33-97

Анықтамалар

Реверсия дегеніміз гидролиз нәтижесінде түзілген моносахаритті молекулаларының полимеризациялану реакциясы, оның нәтижесінде бастапқы өсімдік қалдықтарының полисахариттік үлкен молекулалы бөлшектенуі және бұл қайтымды реакция, гидролиз процесінен түзілген ксилоза молекулаларының, гемицеллюлозалардың және т.б. полимеризациялану нәтижесінде кіші молекулалы көмірсулардан үлкен молекулалы полисахариттік қосылыстардың түзіліу гидролиз процесіне қайтымды жағдай.

Гемицеллюлозалардың гидролизі реакциясы – бимолекулярлы, өйткені гидролиз процесі кезінде аса тым көп артық мөлшерде су жұмсалады. жұмсалған су мөлшерін тұрақты деп аламыз, олай болса реакциясы 1-ші реттілікке бағынады.

Тары ұнында –да үлкен молекулалы қалдықтарының құрлымдық тізбегі осыған ұқсас пентозанды құрлым құрай тармақталады, бірақ оның арабинозды , моннозды қалдықтары бір-бірімен алмаса орналасуы мүмкін. Соған байланысты осы құрамды өсімдік қалдықтары және олардың қышқылды гидролизі кезінде молекулалардың гемицеллюлозаларының гидролизі нәтижесінде арабиноза және ксилоза түзіледі. Кейбір өсімдік текті қалдықтарының ұлпаларында немесе полисахариттік тізбектерінде метилпентозандар құрайды, олардың қышқыл-негізді гидролизі кезінде метилпентозиттер түзеді.

Төменгі полиолдар – оларға глицерин және гликолдарды жатқызуға болады.

Белгілер мен қысқартулар

ВР-7- гидролиз үшін қышқыл.

ВР-8- бастапқы шикізатты ұнтақтау және дайындау.

ВР-9 - құрылғыларды дайындау.

ВР-10 - гидролизге қажетті су мөлшерін дайындау.

КУ-1, АИ-1 – катиониттері бар коллонналар

x – гидролизат көмірсуларының редуцирлену қабілеті.

а – гемицеллюлозалардың бастапқы мөлшері, г.

 - гидролиз процесінің ұзақтығы.

Кіріспе

Бұл жұмыстың негізгі көкейтесті мәселелерінің бipi моносахаридтердің көзін табу және оның рессурсының аумағын арттыру, табиғи заттар қорын іздестіру және олардың гидролизін зерттеу.

Өсімдік қалдыктарынан моносохориттер алудын бip ден бip ғана жолы гидролиз, сол себептен моносахориттер ассортиментін көбейту және тиімді, оптимальді гидролиз процесінің жағдайларын зерттеу, гидролиздеуші реагент табиғатын, сапасын қарастыру оның негізгі мәселерінің бipi. Сол үшін ауыл шаруашылык өсімдік қалдықтарының өнімдерінің қазірге дейін пайдаланылмай келген қалдыктарынан гидролиздеу арқылы көмірсулар қорынын eкiншi peттi ресурстарын пайдалану. Оңтүстік Қазакстан регионында өсімдіктердің тек көмірсулы бөлігі пайдаланылмай келеді.

Қaзipгi кезде Қазакстан Республикасында кристалды ксилит, ксилоза мақта шелухасынан күкірт қышқылын гидролиздеуші реагент ретінде пайдаланып өндіріледі.

Мұндай әдіспен көмірсулар алу табиғи ресурстарды тиімді пайдаланып арзан шикізаттардан бағалы кұнды заттар алуға болатындығымен бағаланады.

Ауыл шаруашылық өсімдік қалдықтарының гидролизі зерттеліп ксилоза гидролизатын алуда бастапқы шикізаттар ассортиментінің аумағың көбейту мәселелері қарастырылған.

Гидролиз процесінің кинетикасы мен жағдайлары зерттеліп өсімдік калдыктарын гидролиздеуші реагентінін регион мүмкіндігіне сәйкес және гидролиз процесінің оптимальды жағдайлары аныкталды.

І Тақырып бойынша ғылыми-зерттеу жұмысына аналитикалық шолу

1.1 Екіншілік ауыл-шаруашылық материалдары қалдықтарының гидролизі

Өсімдік көмірсулы полисахариттік құрамы бар қалдықтарының ассортиментін көбейту мақсатында және табиғи ресурстары мен климаттық жағдайларын ескере отырып ксилозалы, глюкозалы гидролизатты шикізаттардың гидролиз жағдайлары мен технологиялық мінездемелері зерттеуге алынған [1].

Гидролиз процесі үшін өндірістік, өнеркәсіптік қалдықтарының атап айтқанда мақта, жүзім, жүгері және дәрәілік өсімдіктердің өңдеуден қалған қалдықтарының гидролизінің химизімі мен технологиясы зерттеліп сынаққа алынған, авторлардың 1-2 зерттеулері барысында гидролизат құрамына аса нақты көңіл бөлінген. Қалдық гидролизаттарының полисахариттік құрамы мен бөгде компоненттердің үлестері оларды анықтаудың аналитикалық және физико-химиялық әдістерінің осы зерттееліп отырған обьектілер үшін методикалық сипаттамалары жасалған. Атап айтылған шикізаттық рессурстар жылда жаңарып отыратындығы және бұл ресурстардың қайта өңдеу мәселелері эколгиялық тұрғыдан өте тиімді болып табылады. Атап өтетін тағы бір жәйіт мәдени өсімдік шаруашылығында дермене мен мак химия-фармацептика өндірісінде кеңінен қолданылады және оның бастапқы ресурстары жылда жаңарып отырады. Дегенімен бұл өсімдік қалдықтарының жылдағы өсіру және қолданылатын минералды тыңайтқыштық құрлымы мен химикаттарына байланысты қаслдықтық ресурстардың химиялық құрамы жылда өзгеріп отырады соған сәйкес олардың гидролизаттарының химиялық құрамын және ондағы компоненттердің табиғаты мен қасиеттерін жылда сараптамалық зерттеулерден өткізіп отыру қажеттігі көрсетілген [2].

Гидролизаттарды тотықсыздандыру мақсатында қолданылатын катализаторлардың табиғаты мен әсерлесу кинетикасына әсерінің жағдайларына кері әсер ететін компоненттік заттардың болмау мүмкіндіктерін алдын алу мақсатында жасалады. Өсімдік текті қалдықтардың гидролизаттарынды аса көп мөлшерде полисахариттар болатынын зерттеу жұмыстарынан көруге болады.

Гидролиз үшін дайындалған өсімдік қалдығының майдаланған массасынан бөгде қоспа заттардан арылу үшін алдын ала шикізаттық массаны 10 проценттік ортофосфор қышқыл ерітіндісімен 2 сағат бойы өңделеді. Өңдеу жұмысынын бастапқы компонеттер қатынасын яғни гидролизденетін компонет және гидролиздеуші компонент 1 : 10 қатынаста алынады. Өсімдік қалдығының жарым-жартылай немесе толық емес гидролизі үшін 2 проценттік ортофосфор қышқылы ерітіндісі пайдаланылады. Бұл процес ұзақтығы 3 саға және температурасы 110ºC жоғары болмауы қажет, себебі жоғары температудада плисахариттік молекулалардың химиялық өзгеріске ұшырау мүмкін. Зерттеу обьектісі өсімдік қалдықтары ретінде дермене немесе мак болатын болса онда гидролиз процесін алдымен 2 проценттік ортофосфор қышқыл ерітіндісімен 3 сағат бойы жүргізіледі, содан соң қалдық көлеміне қарай 80 проценттік ортофосфор қышқылымен 2 саға бойы өңделеді. Гидролизат құрамын сараптау үшін гидролиз процесінің әр-бір 30 минутында сынама алынады және зертханалық, сараптамалық жұмыстарын жұргізеді.

Мәдени өсімдік қалдықтары жүгері собығы мен жүзім сабақтарының гидролизінен алынған гидролизаттардың компонентік құрамын және редуцирлеуші заттарын анықтау Бертран әдісі бойынша анықталады, ал дәрмене, мақ қалдықтарының гидролизінің гидролизатты құрамын Макэн-Шорл әдісімен сыналады. Гидролизат құрамындағы жекеленген моносахариттік көмірсулар қатынастарын немесе сапалық анықтау жұмыстарын қағазды хромотографиялық әдістеме негізінде жасалған [3]. Хромотогарафиялық зерттеу жұмыстарын орындау үшін сыналанын немесе анықталатын компоненттердің физика-химиялық қасиеттерін және табиғатын ескере отырып негізінен Filtrak FN-3, 11 және 14 сүзгі қағаздары пайдаланылған. Жұйе еріткіштеріндегі комоенеттер қатынасы бутанол – сірке қышқылы – су (4 : 1: 5). Кмірсулы қосылыстарды анықтау алдымен анықтаушы ерітінді K₂SO₄ гидролизат сіңдірілген сүзгі қағазына аэрозолді жағдайда шашыратылады, содан соң тұрақтандырушы қоспа себіледі, оның қоспалық құрамы компонеттері бойынша бензидин-ацетон-тұз қышқылы (10 : 2 : 1).

Гидролиз поцестерін зертеу жұмыстарының нәтижелері бойынша өсімдік қалдықтарының топырақты ауа-райлық жағдайларына бойланыстылығы гидролизат компоненттерінің құрамдық үлестеріне әсері болмайтындығы және мәдени өсімдік қалдықтарының сорттары да өзгеріссіз екендігін дәлелдейді. Зерттеу нәтижелері бойынша гидролизат құрамының сараптамалық мәліметтерін мына кестеден көруге болады. Гидролизаттардың құрамындағы моносахариттік құрлымына сараптама оларды қандай мақсаттар үшін және ондағы заттардың табиғатын келесі мақсаттар үшін пайдалануға мүмкіндік береді. Қышқылды гидролизден алынған гидролизат құрамының нәтижелері кестеде көрсетілген.

Кесте 1 - Ксилозалы гидролизат құрамындағы моносахариттер үлесі

Шикізат	Құрғақ зат құрамындағы РЗ % шығ-ы	Гидролизат құрамындағы үлесі
		ксилоза	арабиноза	Галактоза	глюкоза	Монноза
Жүгері қалдығы	38	73	60,5	3,1	6,8	-
Мақта паясы	21	57,3	7,2	3,3	5,2	-
Дәрмене	29	57,0	8,1	3,7	6,5	-
Мак	58	12,7	2,2	2,0	32,7	2,5
	36	6,7	5,5	3,2	25,2	1,0

Реверсия дегеніміз гидролиз нәтижесінде түзілген моносахаритті молекулаларының полимеризациялану реакциясы, оның нәтижесінде бастапқы өсімдік қалдықтарының полисахариттік үлкен молекулалы заттарына ұқсас декстринді полисахариттер түзіледі. Температуралы гидролиз экспериментінен алынған гидролизат үлгілерін хромотогарфиялық сараптама жасу нәтижелері мұндай заттарға реакция көрсеткен жоқ, олай болатын болса біздің жағдайымызда алынған гидролизат үлгілерінде кіші молекулалы заттар моносахариттердің гомологтары мен изомерлері екендігі хромотография нәтижелері көрсетіп отыр. Сурет 1 отофосфор қышқылы қатысындағы гидролиздің гидролизат үлгілерінде қосымша заттар түзілу мүмкіндігі аз немесе мүлдем түзілмейді, бұл гидролиз реакциясының жағдайына байланысты. Ал сірке қышқылы гидролизаттарының сараптамасын сараптау нәтижелері қосымша заттардың мүлдем 3,0%-тік қышқыл ерітінділерімен түзілмейтіндігін көрсетті. Тұз қышқылының 0,5 %-ерітіндісінің қатысындағы гидролиз реакциясы гидролизатынан алынған үлгіде қосымша ракция өнімдерінің түзілгендігін, яғни глицерин, этиленгликол т.б. бар екендігін қағазды хромотография сараптамалары көрсетіп отыр. Күкірт және тұз қышқылдарының қатысындағы гидролиз процесінің барысында, гидролизденген полисахариттердің гидролиздену дәрежесі 75 %-ке жеткендегі үлгілерінің 30-40 минут уақыттан кейін түсінің қоңырқайланатындығы байқалған. Бұл құбылыстың болу жағдайы гидролизат құрамында моносахариттерден басқа оңай тотығатын органикалық қосылыстардың түр өзгеріске ұшырайтындығымен түсіндіріледі.

1-0,05% Н₃PO₄2-0,5% Н₃PO₄3-2% Н₃PO₄4-3% Н₃PO₄5-4% Н₃PO₄

Сурет 1- Гидролиз жылдамдығының қисығы

Осындай зерттеу нәтижелерін қорытындылай келе ортофосфор қышқылын гидролиздеуші реагент ретінде қолдану гидролизат құрамының ксилит алу технологиясы үшін кедергі жасайтын компонеттері аз және оның ресурстық мүмкіндігі мол соымен қатар ол мәліметтер әдеби мәліметтерге, стандартқа сай. Соған байланысты келесі зерттеулерді ортофосфор қышқылы қатысындағы гидролиз процестерін және оның гидролиз кинетикасын зерттеу алғы мақсат етіп қойылған [5].

Ортофосфор қышқылының әр-түрлі концентрациялы гидролиздеуші реаненттерінің полисахаритті қалдықтардың гидролиздену дәрежежіне әсерін зерттеу үшін өте сұйылтылған ерітіндісінен яғни 0,05%-тен - 4%-тікке дейінгі ерітінділері алынған. өте сұйылтылған ерітінділерінің гидролиз процесі барысында реакция өте баяу және ол соңына дейін жүрмегендігін химиялық сараптамалар көрсетіп отыр. Сараптама нәтижесінде гидролизат құрамында үлкен молекулалы полисахариттерге тән сапалық реакциялар байқалған. Одан біз қорытындылай келе гидролиз жағдайын ескере реакцияның толық еместігін және қайта түзілу өнімдері өте сұйылтылған ерітіндіде түзілмейтіндігін әдебиеттік [6-8] мәліметтерден алынған деректер бойынша қорытынды жасадық.

Сұйлтылған гидролиздеуші реагенттердің тек 6 сағаттық гидролизінің нәтижесінде бар блғаны 55 %-ті өзгеріске ұшыраған. Реакцияның конверциялық кинетикасының қисығын 2 суреттен көруге болады.

1-0,05% Н₃PO₄2-0,5% Н₃PO₄3-2% Н₃PO₄4-3% Н₃PO₄5-4% Н₃PO₄

Сурет 2- 140-160С температурадағы гидролиз қисығы

Гидролиздеуші реагенттің коцентрациясын 10 есеге арттырғанда полисахариттің моносахариттерге гидролизденуінің дәрежесі 80%-ке жоғарылағанын көруге болады. Гидролиздеуші реагенттің концентрациясын 3%-ке жоғарылату баврысындағы гидролиз раекциясы процесінің кинетикалық өзгеріс жылдамдығы мен полисахариттердің моносахариттерге ұсақталу дәрежесінің жоғарылағандығын көрсетті. Гидролизат құрамының ең оптимальды және тиімді жағдайы 3 %-тік болғандықтан келесі нидролиз процестерін осындай коцентрациялы ерітінділерде жүргізілу зерттелген.

Гидролиз процестерінің жүру ковесияларының барлық қисықтары 3 суретте көрсетілген. Ондағы 1-ші қисық полисахаритті қалдықтар гидролизінің жартылай ыдырауының уақытқа тәуелділігінің нәтижелері кескіндлген. Ал 2-ші қисық дәл осындай жағдайдағы полисахарттік молекулалардың толық ыдырауының уақытқа тәуелділігі кескінделген. 3-ші қисық гидролиз реакциясының жылдамдығының концентрацияға тәуелділігі кескінделген.

Сурет 3-Жартылай өзгерісінің уақытқа тәуелділік қисығы

Өсімдік қалдықтарының полисахариттік бөлігінің гидролизі 50%-тік өзгеріс конверсиясы гидролиздеуші реагенттердің 3 %-тік ерітіндісіне дейін жүреді, гидролиздеуші реагенттердің концентрациясы одан жоғарылауында өзгерім бір қалыпты күцге келеді. Гидролиздену реакциясының ұзақтығы гидролиздеуші реагенттердің конкентрациясының төмендеуімен жоғарылайды.

Сурет 4-Гидролиздену дәрежесінің өзгерісі

Алынған мәліметтер сипаты мен заңдылығы 403 және 413К температурада сақталады. Температураның жоғарылауы барысында гидролиз процесінің 400 минуттан 150 минутқа қысқаратындығы анықталған. Бұл жағдай полисахаритті молекулалардың гидролиз реакциясының жылдамдауымен түсіндіріледі.

Сурет 5-Гидролилдің конверсиялық жылдамдық қисығы

Сурет 6- гидролиз процесінің температураға тәуелділігі

Гидролиз процесінің температуралық режимін 423К жоғарылату барысында полисақариттік қалдықтардың ыдырау реакциясының жылдамдығы едәуір артқан, оның шекті гидролиздену уақыты 90 минутқа дейін төмендеген. Ал температураны 433К жоғарылауы кезінде реакция жағдайыны кинетикалық мінездемесін өзгерттпейді.

Зерттелген температура аралықтарындағы реакция жылдамдығының тура сызықты логарифінің константасы

1.2 Зерттеудің мақсаты мен міндеті

Зерттеудің мақсаты казіргі актуалды мәселелерінің бipi моносахаридтердің көзін табу және оның рессурсының аумағын арттыру, табиғи заттар қорын іздестіру.

Өсімдік қалдыктарынан моносахариттер алудын бip ден бip ғана жолы гидролиз, сол себептен моносахориттер ассортиментін көбейту және тиімді, оптимальді гидролиз процесінің жағдайларын зерттеу, гидролиздеуші реагент табиғатын, сапасын қарастыру және анықтау. Ауыл шаруашылық өсімдік қалдықтарының өнімдерінің қазірге дейін пайдаланылмай келген қалдыктарынан гидролиздеу арқылы көмірсулар қорынын eкiншi peттi ресурстарын пайдалануды жүзеге асыру. Оңтүстік Қазакстан регионында өсімдіктердің қалдықтарын шикізаттық ресурстар ретінде пайдалануды қолдау.

Қaзipгi кезде Қазакстан Республикасында кристалды ксилит, ксилоза мақта шелухасынан күкірт қышқылын гидролиздеуші реагент ретінде пайдаланып өндіріледі. Оны ортофосфор қышқылымен алмасыруды зерттеу.

Мұндай әдіспен көмірсулар алу табиғи ресурстарды тиімді пайдаланып арзан шикізаттардан бағалы кұнды заттар алуға болатындығын анықтау.

Ауыл шаруашылық өсімдік қалдықтарының гидролизі зерттеліп ксилоза гидролизатын алуда бастапқы шикізаттар ассортиментінің аумағың көбейту мәселелерін қарастыру

2 Тәжірибелік бөлім

2.1 Шикізат және өнмі мінездемесі, оларға қойылатын талап

Полиолдар қасиеттері. Пентозандардың гидролизінде пентозды қанттар түзіледі, ал гексоздар гидролизінде гексозды қантар түзіледі. Олардың өзгеріс тізбегін мына сызбанұсқамен көрсетуге болады.

 C₅H₈O₄n + n H₂O  n C₅H₁₀O₅

 C₆H₁₀O₅m + m H₂O  m C₆H₁₂O₆

Көп атомды спирттер немесе полиолдар деп негізінен бірнеше яғни екіден кө гидроксил тобы бар гидроксоқосылысты көмірсутектерді айтады. Оларға көмірсутекті тізбектері тармақталған алифатты спирттер метриол, этриол, пентаэритрит, және т.б.. Екі атомды спирттер –гликолдарды жеке топқа жіктейді. Олар құрлымы бойынша түзу сызықты көмірсітекті тізбектерден құалады және пропиленгликолдан басқаларының барлығын дерлік жалпы формуламен көрсетуге болады.

СН₂ОНСНОН_х СН₂ОН х ол 0-ден 6-ға дейінгі мәндерге ие

Көп атомды спирттер екі топқа жіктеледі төменгі полиолдар – оларға глицерин және гликолдарды жатқызуға болады. Төменгң полиолдар қалыпты жағдайда тұтқыр сұйықтық. Ал екінші топтағы жоғары молекулалы өсімдік қалдықтарынан алынатын қант алмастырғыш қосылыстарға тәтті дәмі бар суда жақсы еритін, түссіз кристалды заттарды жатқызамыз, оларды көп жағдайда қант спирттері деп атайды.

Пенттитер

СН₂ОН СН₂ОН СН₂ОН СН₂ОН

   

Н – С – ОН Н – С – ОН ОН – С – Н Н –С – ОН

   

Н – С – ОН ОН – С – Н Н – С – ОН ОН – С – Н

   

Н – С – ОН Н – С – ОН Н – С – ОН ОН – С – Н

   

СН₂ОН СН₂ОН СН₂ОН СН₂ОН

рибит ксилит D - араьит L- арабит

Кесте 2- Ксилиттің физикалық қасиеттері

Т балқу , К	Т қайнау , К, қысымда	Ерігіштігі 100г суда г.
61 – 31,5 метастабилді	220 қысымда	183 289К

Ксиландардың негізгі құрлымдық элементі болып түзу сызықты немесе аздап тармақталған полисахаритер болуы мүмкін. Олар ксилозапиранозды моносахариттердің бір-бірімен 1,4 байланысы бойынша тізбектелуі ықтимал 7-8.

Ксиланы бар қандай -да бір өсімдік текті материалдарда оның физика –химиялық қасиеті әр-түрлі моносахариттерде немесе түрлі полисахариттерден түзілген үлкен молекулалы қосылыстарға ұқсас болып келеді. Ксиланды үлкен молекулалы қосылыстар негізінен молекулалық массалары 50 ден 200 ксилозды қалдықтардан түзіледі, бірақ қантты немесе моносахаритті құрлым тізбегіне қарай табиғаты мен қасиеттері түрліше болады.

Мыс бидай ұнының ксилозды тізбегін былай көрсетуге болады.

К_Сn 1...4 К_Сn 1.... 4 К_Сn 1….4 К_Сn 1….4 К_Сn 1….4 К_Сn 1…..4 К_Сn 1 3

1 1 1

Арф Арф Арф

К_Сn – ксилозды қалдық, Арф – арабинозды қалдық

Тары ұнында –да үлкен молеклалы қалдықтарының құрлымдық тізбегі осыған ұқсас пентазанды құрлым құрай тармақталады, бірақ оның арабинозды, моннозды қалдықтары бір-бірімен алмаса орналасуы мүмкін. Соған байланысты осы құрамды өсімдік қалдықтары және олардың қышқылды гидролизі кезінде молекулалардың гемицеллюлозаларының гидролизі нәтижесінде арабиноза және ксилоза түзіледі. Кейбір өсімдік текті қалдықтарының ұлпаларында немесе полисахариттік тізбектерінде метилпентозандар құрайды, олардың қышқыл-негізді гидролизі кезінде метилпентозиттер түзеді.

Метилпентозанды гидролизаттардың концентрациясы 12-14-тік тұз қышқылды ортада және жоғары температуралық режимде қайнау кезінде пентозандар фурфурол түзеді, ал метилпентозандар метилфурфурол түзеді.

СН – СН СН – СН

       

НС С С С

С ОН

С ОН

О О

Фурфурол метилфурурол

Гемицеллюлозалардың көпшілігінде пентозандар мен қатар құрамында полиуринидттер де кездеседі, олар полисахариттае туындыларф т.б. гидролиз процесі кезінде уронды қышқылдар түзіледі. Мұндай полиуронидты гемицеллюлозалар құрамында галоктотуынды қышқылдар және ксилоза, немесе галоктотуынды қышқыл және арабиноза қалдықтарынан құралады. Мысалы бидай сабағы қалдықтарының полисахаритті құрамындағы гемицеллюлозаларда мынадай қалдықтардан құралған олар уронды қышқылдар, арабиноза, ксилоза олар мынадай қатынаста болады 1 1  23. Жүгері собығы гемицеллюлозасында 5,1 уронды қышқыл қалдығынан, 94,8 ксилозды қалдықтан тұрады. Көптеген әдебиеттерге сүйенетін болсақ гемицеллюлоза молекуласында уронды қышқыл қалдықтары көп жағдайда метилді эфир түрінде кездеседігі мәлім болған 9-12.

Полиуронды гемицеллюлоза молекуласының құрлысы гипотетикалық схемасының төмендегі сурет бойынша көруге болады.

... ксилоза - метил уронды қышқыл - ксилоза - метил уронды қышқыл -...



ксилоза ксилоза



ксилоза ксилоза



ксилоза ксилоза

+5 рет +5 рет

Гидролиз процесі кезінде барлық белгілі теорияларға жүгінетін болсақ 13 гидролиз өнімдері сутегң протоны Н+ активті комплекс ионы полисахарид молекуласымен активтендіріледі. Автордың зерттеулеріне қарай геополярлы байланыстың квантты механикасы жағдайының кезінде байланысқа жұмсалған жұп электрондардың ковалентті байланыс түзуіне кедергісіз, соған сәйкес комплекс түзуіне әбден мүмкіндік бар. Атомдар арасындағы байланыс табиғаты барынша жоғары потенциал барьеріне ие. Қандай-да бір электрондардың байланыс түзі кезінде ығысуы үлкен молекулалы қосылыстағы атомдар табиғатына байланысты. Олар азды-көпті полярлы сипатқа ие болады. Молекулаға күшті диполь сипаты бар сутегі ионының жақындай түсуі полярланбаған полисахариттік молекуланың әлсіз байланысына жақындауы байланыстың индуцирленуіне және байланыстың активтену энергиясын төмендетеді.

Гидролиз процесі кинетикасын знерттеу жұмыстарында кезінде 14 өсімдік текті көмірсулы полисахариттердің гидролизінің механизімін түсіндіру гидролиздеуші реагент ортофосфор қышқылының ерітіндісі диссоцациясы кезінде сулы ерітіндіде түзілген Н+ протонының су молекуласымен қосылып донорлы акцепторлы механизм бойынша гидроксонии ионын Н₃О+ түзеді. Сутегінің гидратталған ионы полисахариттік үлкен молекулалы компонет тізбегіндегі немесе құрлымдық байланыстырушы буындарындағы оттекті көпіршесіне жақындап бағытталады-да протон байланысқа өтеді, соның салдарынын молекула түзеді.

Ацетальды түйініндегі оттегінің төрт валенттіліке өтуі полисахариттік тізбек түзуші аралық буындар монноздардың байланы түзі қабілетінің төмендеуіне жағдай жасайды. Әлсізденген ацелтальды байланыстың байланыс энергиясы төмендегендіктен ол оңай үзіледі де карбонии ионын түзеді, ал молекуладағы байланысқан комплексті гидроксонии ионы тек ерітіндіге өткенде қайта түзіледі.

Бұл сызбанұсқа көмірсулы полисахариттік қалдықтардың сұйылтылған қышқыл қатысында жүрет гидролиз процесінің механизіміне келтірілген.

Осы күнге дейін полисахаритті қосылыстардың гидролизінде су молекуласының үлкен молекулалы блікпен байланысуының механизімін аралық қосылыстар арқылы жүретіндігі белгілі. Жалпы гидролиз механизімін екі сатыда жүреді, олар 1-ші гидролизденетін молекула мен гидролиздеуші молекулалар арасында бір-бірімен әсерлесіп аралық қосылыс түзуі. 2-ші гидролиздеуші су молекуласы мен катализатор арасында әсерлесу этапы.

R1- O – R2 + H₂O  R1 – O – R2 * H₂O (1)

R1- O – R2 * H₂O + H⁺  R1 – OH – R2OH * H⁺ (2)

1-ші сатыдағы процесс жылдам жүреді, бірақ түзілген аралық комплекс аз ғана уақыт өмір сүреді.

Гидролиз процесінің 2-ші сатысында реакция баяу жүреді және реакцияның жылдамдығын гидролиз процесі шектейді. Сутегі иондарының каталитикалық процеске әсері барлығымен емес тек активтендірілген бөлігімен есептеледі.

Гемицеллюлозалардың гидролизі реакциясы – бимолекулярлы, өйткені гидролиз процесі кезінде аса тым көп артық мөлшерде су жұмсалады. жұмсалған су мөлшерін тұрақты деп аламыз, олай болса реакциясы 1-ші реттілікке бағынады.

х /  = К1 a – x)

x – гидролизат көмірсуларының редуцирлену қабілеті

а – гемицеллюлозалардың бастапқы мөлшері, г.

 - гидролиз процесінің ұзақтығы.

Температураның әр-бір 28,3-30,00 гарусқа жоғарылауына қарай гемицеллюлоза гидролизі процесінің жылдамдығы орташа есеппен алғанда 2,7 есе артады. Гидролиз процесінің жылдамдық константасының температураға тәуелділігін мына теңдеу бойынша өрнектейміз.

Ln K /  T = E / RT²

Суда кез-келген моносахариттердің ерітіндісі кезінде монозды көмірсілардың оптикалық және таутамерлік активтілігіне қарай моносахариттердің кез келген формасы мутарацияланады (көмірсу молекуласындағы ассиметрияланған көміртегі атомдары айналыс жасайды) соған сәйкес ерітінділерде ά және β- формадағы ксилоза арасында тепе-теңдік орнайды. Мутарацияның жылдамдығына көмірсулы емес заттардың, ерітінді концентрациясы, сироптың рН ортасы, температураның әсері тимейді. ά және β- формадағы комірсулардың сулы ерітіндісінде полуацетальдары бір-бірімен әсерде болады, және олар молкуласындағы альдегиттік тобының өзгерісімен екінші бір заттың формасын түзеді. Бірақ альдегиттік фомасы ерітіндіде өте мардымсыз ғана мөлшері болады. Зертеулердің нәтижесінде белгілі болғандай тепетеңдік жағдайында және рН- 6,9 ортасында тек 0,026 % альдегидтті формасы кездесетіндігі анықталған. Гидролизат ерітіндісін қышқылдату және сілтілендіру кезінде ерітіндідегі молекілалардың тепе-теңдігі ашық тізбекті формадағы моносахарид түзілу бағытына ығысады. Дегенімен ксилоза ерітіндісіне қышқыл немесе сілті қосу барысында қосымша реакциялардың жүріуіне мүмкіндік жасайды да нәтижесінде моносахариттерге тән емес заттар түзіледі. әлсіз сілтіленген ортада моносахаритті ерітінділерінің арасында таутомерлік өзгерістер жүреді.

Н О СН – ОН О Н

\ // || \ /

С С – ОН С

| | |

Н – С – ОН С – ОН ОН – С – Н

| |

СН – ОН ↔ СН₂ – ОН ↔ СН – ОН

| | |

С = ОН

|

СН – ОН

Нәтижесінде С₂ бойынша альдозалардың және құрлымдық изомериясы және кетозаның изомерлік эпимерлі қосылыс түзіледі. Моносахариттердің енолдануы сонымен қатар қышқыл ортада да жүруі мүмкін. Бұл реакциялардың механизмдерін қышқыл ортада (а) және сілтілі ортада (б) 15 зерттеу жұмыстарынан көруге болады.

Мұндай реакциялар үшін негіздер ерітіндісі күшті катализаторлық қасиет көрсетеді қышқылдарға қарағанда.

+ Н⁺ - Н⁺

а) – СН – С = О ↔ - СН – С = О ⁺- Н ↔ - С = С – ОН

| + Н⁺ | + Н⁺ | |

б) – СН – С = О ↔ - С – С = О ↔ - С = С – ОН

| | |

Енолдану 1,2 – ендиол түзілу стадиясында бітпейді, ондағы қос байланыстың молекулада еркін қозғалуға мүмкіндігі бар болғанықтан түзілген аралық қосылысты түрлендіре алады, дегенімен 1,2 – енолдану ерітінді ортасының рН – 7 – 10 аралығында жүзеге асады. Ерітіндінің рН – 10-13 болған жағдайда 2,3 – енолдану түзіледі.

Гидролизаттың сілтілі ортасында альдегитті молекулалардың спирт және органикалық қышқылдар түзілледі.

О О О

// // //

R- С + R- С  R- С + R- СН₂ОН

\ \ \

ОН Н О – К

Жоғарыда көрсетілген реакциялардың қышқыл ортада жүретіндігін 16 авторлар зерттеулерінде көрсетілген. Дегенмен Каницаро – Тиченко реакцияларында қаңқалы никель катализаторлармен активтендіріледі.

Жалпыға бірдей реакциялардың механизіміне сәйкес бұл реакциялардың сілтілі ортада процесс негізінен нуклеофильді шабуылымен және гидроксилионды қосып алуымен айқындалады. Соңында металл ионымен комплекс түзеді, молекула ішінде гидритті алмасу жүреді.

О R O O O

// OH \ / Na+RCHO \ / //

R – C ↔ C ↔ C ↔ C – R ↔

\ / \ / \ /

H O H HO H H

О O

// //

↔ R – C + NaRCH₂O ↔ R –C + R – CH₂OH

\ \

H ONa ⁺

Моносахариттердің ерітінділері қышқыл ортада және қыздырудың нәтижесінде ондағы қанттар альдонды және дикарбонды қышқылдар түзе тотығу реакциясы жүреді, ал сілтілі ортада және жоғары температурада ендиолдардың түзілі жылдамдығы артады, бірақ мұндай жағдайларда салыстрмасы түрде қанттардың аз ғана бөлігі тотығады. Егерде әсер ететін қышқыл концентрациясы өте аз мөлшерде болса моносахаритердің реверсиялану процесі жүреді. Мұндай процестер үшін маңызжы және оптимальды жағадай болып қантты ерітінділердің концентрациясы және температура болып табылады. Қанықтырылған немесе коцентрлі қант ерітінділерін аз ғана қышқыл қатысында қыздыратын болса жәй қанттардың конденсациялануы және кіші молекулалы моносахариттердің декстринді полисахариттерге айналуының белгілері байқалады.

Реверсия – бұл қайтымды реакция, гидролиз процесінен түзілген ксилоза молекулаларының, гемицеллюлозалардың және т.б. полимеризациялану нәтижесінде кіші молекулалы көмірсулардан үлкен молекулалы полисахариттік қосылыстардың түзіліу гидролиз процесіне қайтымды жағдай.

Қышқылды гидролиз процесі кезінде ксилозаның шығымына кері әсерін тигізетін жағдайлар гемицеллюлозалардың поликоденсациялануынан басқа ксилоза молекуласының ыдырау реакциясы да кездеседі. Мұндай құбылыстар ксилоза молекуласының минералды қышқылдардың әсерінен дегидратацияланып көміртегінің тотықтарына дейін өзгереді, олардың әрі қарай өзгерістерінде бұл қосылыстар құмырсқа қышқылын және бояғыш заттар түзеді. Одан да басқа аралық поцестер нәтижесінде ксилоза өзгерісінің фурфуролдың түзілуін аттап бірден гуминді қышқылдар және бояғыш заттар түзуі мүмкін.

Жоғарыда көрсетілген реакциялардың қышқыл ортада жүретіндігін 16 авторлар зерттеулерінде көрсетілген. Дегенмен Каницаро – Тиченко реакцияларында қаңқалы никель катализаторлармен активтендіріледі.

Жалпыға бірдей реакциялардың механизіміне сәйкес бұл реакциялардың сілтілі ортада процесс негізінен нуклеофильді шабуылымен және гидроксилионды қосып алуымен айқындалады. Соңында металл ионымен комплекс түзеді, молекула ішінде гидритті алмасу жүреді 17.

Көмірсулардың оптикалық және таутомерлік қасиеттерінің сипаттамасы.

Өсімдіктердің құрғақ затының көп бөлігін, яғни оның 85—90 процентін көмірсулар құрайды. Молекуласының күрделілік дәрежесіне қарай олар моносахаридтерге, олигосахаридтер мен полисахаридтерге бөлінеді. Гидролизге ұшырамайтын карапайым көмірсулар моносахаридтерге жатады. Моносахаридтер қалдықтарының шағын мөлшерінен тұратын қанттар олигосахаридтерге жатады, олар тиісінше ди-, три-, тетрасахаридтер деп аталады. Полисахаридтердің молекуласы моносахаридтердің көптеген мөлшерінің қалдықтарынан тұрады, мұның үстіне олардың полимерлену дәрежесі әр түрлі болады. Өсімдіктерде көп кездесетін көмірсулардың түрлерін жекелей қарастырып көрейік. Моносахаридтер. Моносахаридтер молекуладағы көміртек атомдарының мөлшеріне қарай ажыратылады да, осыған орай триоза, тетроза, пентоза және т. с. с. болып аталады. Өсімдіктерде неғұрлым жиі кездесетін триоза — глицерин альдегиді және диок-сиацетон; тетроза — D-эритроза, D — эритруллоза; пентоза — L-арабиноза, D -ксилулоза, D -рибоза, D -рибулоза, D -дезоксирибоза; гексоза — D -глюкоза, D -фруктоза, D -манноза, L-галактоза, L-сорбоза, L-рамноза; гептоза — D -седогептулоза, D -манногептулоза. Бұл моносахаридтердің кепшілігі есімдіктерде бос күйінде болмайды, бірақ полисахаридтер мен басқа да қосылыстардың құрамына кіреді. Өсімдіктер жасушасында айтарлықтай мөлшерде жинақталатын. D – глюкоза мен D -фруктоза бұл қағидаға бағынбайды. Моносхаридтердің жалпы қасиеттері арасында стереоизомерлік, фосфор қышқылдарымен әрекеттесе эфир түзушілік, альдегид және спирт топтарын тотықтыру арқылы уран және қышқылдарын түзушілік қаситтерінің биологиялық зор маңызы бар. Егер моносахаоидтің құрамында ассиметриялы көміртек атомы бар болса онда ол моносахарид әр түрлі стереоизомерлер түрінде кездесуі мүмкін. Ассиметриялы көміртек атомының барлық валенттіліктері атомдардың әр түрлі топтарымен алмастырылады. Ол топтар көміртек атомының айналасындағы кеңістікте түрліше орналасуы мүмкін. Мұндай жағдайларда белгілі бір қосылыстың өзі бірнеше вариант түзеді. Мысалы: D (+)глицерин L (-) глицерин альдегиді альдегидіХимнялық құрамы жөнінен бірдей, бірақ ассиметриялы көмір-тек айналасындағы топтардың кеңістікте орналасуы жөнінен айыр-машылығы бар заттар стереоизомерлер деп аталады. Ассиметриялы көміртек жұлдызшамен белгіленеді. Стереоизомерлердің негізгі айырмашылықтары мынада: олардың ерітінділері арқылы полярланған сәулені өткізгенде, олар сәуленің поляризация бағы-тын оңға немесе солға қарай бұрады.Бірінші деңгейлік спирт тобына жақын орналасқан С атомының топтары D -глицерин альдегиді секілді орналасқан барлық моноса-харидтер D -қатарына жатқызылады. Табиғатта негізінен D –қатарының моносахаридтері таралған, ал L- қатарының моносахаридтері өте сирек кездеседі. Бұру бағыты плюс және минус таңбаларымен, оңға қарай бұру ( + ) және солға қарай бұру (—) таңбаларымен белгіленеді. Оңға қарай бұру бағыты оның О-қатарына жататындығымен әрқашан да сәйкес келе бермейді. Мысалы: .С-сүт қышқылы сәулені солға қарай бұрады. D(- ) сүт ңышңылы Х( -) сүт қышқылы D және L-стереоизомерлері энантиоморфалар деп аталады, олар бір-бірінің айнадағыдай шағылысқан бейнесі болып табылады.Моносахарлар тізбек түрінде болумен қатар, циклді.формалар түрінде де кездеседі. Карбонил көміртек атомы гидроксилдердің бірімен эрекеттеседі, осының нәтижесінде циклді полуацетал түзіледі. Полуацетальды байланыс төртінші немесе бесінші көміртекпен де түзілуі мүмкін. Бұл жағдайда құрамында 4 немесе 5 көміртек атомы бар шеңбер түзіледі. Егер шеңберде 5 көміртек атомы болса, ол пираноза деп аталады, 4 көміртек атомы болса фураноза деп аталады. Себебі олар 4 көміртек атомды фуран және 5 көміртек атомпиршеңберлерінің туындысы болып табылады. Циклді форма түзуде тағы бір көміртек атомы ассиметриялы болып шығады, бұдан пайда болатын стереоизомерлер аномерлер деп аталады да, грек алфавитінің а және р әріптерімен белгіленеді. Мысалы: - D -глюкоза, - D -глюкоза. - D -глюкоза - D -глюкоза Бұл формаланрды белгілеу үшін перспективтік формулалар қолай-лы келеді. Олар былайша жазылады: фруктофүраноза Моносахаридтердің а және в формаларында белгілі бір мән бар. Олар өсімдіктерде кең тараған ферменттерге қарағанда күрт ерекшеленетін тиісті туындылар түзеді. Ол туындыларды гликозидтер деп атайды.Өсімдіктердің түрлі углеводтарының алмасуында тағы да бір стереоизомерлер маңызды роль атқарады. Оларды эпимерлер деп атайды. Мысалы: глюкозаның эпимері галактоза. Олардың төртінші көміртек атомының кеңістігінде Н және ОН топтары әркелкі орналасқан. Сол сияқты рибулезаның эпимері ксилулоза және т.с. с. Эпимерлер бір-бірінен бір ғана көміртектің конфигурациясымен ерекшеленеді.Қышқылдармен әрекеттесе отырып моносахаридтер күрдел эфирлер түзеді, олардың кейбіреулері зат алмасуында маңыздь роль атқарады. Мәселен, глюкоза-1-фосфат, фруктоза 1-6-дифосфат тыныс алу және фотосинтез процестеріне қатысады.Моносахаридтердін, тотығуы кезінде реакция жағдайларына қарай әр түрлі өнімдер түзіледі. Егер D -глюкозаның альдегид тобы тотықса, альдон қышқылы түзіледі. Мысалы, глюкоза глюкон қышқылын түзеді D –глюкон қант галакгурон қышқылы қышқылы қышқылыМоносахаридтердің бірінші деңгейлік спирт тобы СН2 ОН ғана тотықса урон қышқылы түзіледі. Глюкозадан — глюкурон, манно-задан — маннурон, галактозадан — галактурон қышқылы түзіледі. Урон қышқылы өсімдіктерде оңай түзіледі де, сілемей мен полисахаридтердің құрамына кіреді, оларды полиуронидтер деп атайды. Өсімдіктерде неғұрлым кең таралған моносахаридтерге D -рибо-за, 2 дезокси- D -рибоза, D -ксилоза, D -глюкоза, D -фруктозалар жатады. Дисахаридтер мен полисахаридтер. Сахароза дегеніміз гликозидтік байланыс арқылы қосылған - D -глюкоза мен - D -фруктозадан тұратын дисахарид. Оның зор практикалық маңызы бар, табиғатта өте кең таралған дисахаридтердің бірі. Сондай-ақ ол өнеркәсіпте қызылша мен қант қамысының шырынынан алынады. Углеводтар өсімдіктердің бойында сахароза түрінде қозғалады Деген мәліметтер бар. Ол өсімдіктердің жапырағында, сабағында, тамырында, тұқымында, жемістерде, жидектер мен түйнектерде кездеседі. Оның формуласы мынадай:Сахароза р-фруктофуранозидаза ферментінің әсерімен - D -глюкоза - D -фруктозаға ыдырайды. Бірқатар басқа ферменттер әсерімен оның биосинтезі жүзеге асады. Микроорганизмдерден са-харозофосфорилаза ферменті табылған. Ал жоғары сатыдағы өсім-діктерде сахарозаның биосинтезі глюкозаның қалдығын тасымал-даушы сахарозасинтетаза және сахарозофосфатсинтетаза фермент-терінің жәрдемімен жүреді. Өсімдіктерде басқа да дисахаридтер кездеседі. Ол мальтоза, целлобиоза, лактоза. Олардың зат алмасуда, клетканың органоидтарын құруда зор маңызы бар.Крахмал. Төменгі сатыдағы өсімдік — балдырлардан бастап, жоғары сатыдағы қос жарнақтыларға дейінгі барлық өсімдіктерде фотосинтез процесі нәтижесінде түзілген углеводтар өте тез арада крахмалға айналады. Ол, жапырақ мезофилінің клеткаларында жиналады да, ассимиляциялық крахмал деп аталады. Өз кезегінде ол тез арада басқа заттарға немесе крахмал қорына айналады. Ассимиляциялық крахмалдың басқа да заттарға айналуы өсімдіктер жапырағында, тұқымында, жемістерінде, сабағы мен тамырында өтеді. Мұндай өсімдіктердің жапырағы «крахмалды” жапырақ деп аталады. Астық тұқымдас өсімдіктердің жапырағында ассими-ляциялық крахмал жоққа тән болады. Фотосинтез процесінің өнім-дері оларда қарапайым углеводтар түрінде жиналады, сондықтан астық тұқымдастардың жапырақтары «қантты” жапырақ деп аталады, ал крахмал олардың арнаулы органдарында түзіледі. Жапырақ қынабы мен тұқымдар осындай органдар болып табы-лады. Гүлдеу кезеңінен бастап пісіп жетілудің соңына дейін мұнда крахмал жедел синтезделеді. Арпа, қара бидай және күріш дәнде-рінің толысу сатысында крахмалдың түзілуі жоғарғы жапырақтар мен масақтың ассимиляциялық қабілетіне байланысты. Төменгі жапырақтардағы фотосинтез дәнде крахмалдың жиналуына әсер етпейді деуге болады.Крахмал қоры әр түрлі пішінді крахмал дәндері түрінде сақ-талады. Крахмал дәндерінің ең ірісін картоптан, ал ең ұсағын қа-рамық пен күріштен байқауға болады. Крахмал дәндерінің формасы әр өсімдіктің өзіне тән болады да, ұнның қандай өсімдіктен дайындалғанын, онда белгілі бір қоспалардың бар-жоғын анықтауға мүмкіндік береді. Крахмал дәндері жай және күрделі болып келуі мүмкін. Олардың құрылысында бірнеше қабат бар екендігі жақсы байқалады. Оны электрондық микроскоппен жүргізілген зерттеулер растап отыр. Крахмал дәнінің бірнеше қабатты болып келуін оларды сумен және жарықпен қамтамасыз ету жағдайлары тәулік ішінде ауысып отыруының салдары деп санайды. Бұл жорамалдың дұрыстығын анықтау үшін өсімдіктерді тәулік бойы үздіксіз жарық түсіп тұратын жағдайға қойып, олармен тәжірибе жасалды. Бұл тәжірибенің нәтижесінде бидайдың крахмал дәнде-рінің қабаттылығы жойылып кетті, ал картоп пен темекінің крах-мал дәндерінің қабаттылығы сақталып қалды. Тәулік ішінде крах-малдың бір қос қабаты түзіледі. Осы мәліметтің негізінде зерттеу-шілер: түзуші ферменттердің активтілігі тәуліктік ырғақтылыққа байланысты, сол себептен бір тәулікте түзілген крахмал бір қабат болып қалыптасады деген пікір айтады.Әр түрлі өсімдіктерден алынған крахмалдың құрамы да түрлше. Ол амилоза мен амилопектин деп аталатын екі компоненттен құралады, ал бұл екеуінің құрамында түрлі мөлшерде - D -глюко-заның қалдықтары бар. Амилозаның құрамында а- D -глюкоза қал-дықтары өзара тек 1,4 байланыспен жалғасқан. Бір қалдықтың бірінші көміртегі гликозидтік байланыс арқылы басқа глюкозаның төртінші көміртегімен жалғасуын 1,4 байланыс деп атайды. Глюкоза қалдықтарының өзара осылайша қосылу тәртібінің нәтижесінде олар амилозаның тармақталмаған түзу тізбегін түзеді. милозаға қарағанда амилопектинде глюкоза қалдықтары өзара 1,4байланыспен ғана емес, сондай-ақ 1,6 байланыспен де жалғасады, сондықтан тармақталған тізбек салынады: Амиактың құрамында - D -глюкозаның 50-ден 1500-ге дейінгі, ал амилопектинде — 2000-нан 20 000-ға дейінгі қалдықтары болады. Әр түрлі өсімдіктерден алынған крахмалдың ондағы амилоза мен амилопектиннің арақатынасы жөнінен айырмашылығы бар.