| Abstract: | Magistrantūros studijų baigiamajame darbe pateikiami žemės ūkio augalų lignoceliuliozinių medžiagų išskyrimo naudojant inovatyvias ir finansiškai pigias technologijas tyrimo duomenys.
Tyrimų tikslas – nustatyti biopolimerų kiekius kvietrugių ‘Nilex’, sėjamųjų rugių ‘Elias’, sėjamųjų žirnių ‘Salamanca’, sėjamųjų avižų ‘Contender’, paprastųjų kviečių ‘Skagen’, paprastųjų miežių ‘Krescendo’ bei paprastųjų vikių ir sėjamųjų avižų mišinio antžeminės dalies biomasėje.
Tyrimai atlikti 2018-2020 metais Vytauto Didžiojo universiteto Žemės ūkio akademijos Agronomijos fakulteto Biologijos ir augalų biotechnologijos instituto Agrobiotechnologijos laboratorijoje.
Augalų antžeminės biomasės mėginiai buvo išdžiovinti, nuvaškuoti naudojant Soksleto aparatą, paveikti 2M NaOH tirpalu 12 arba 2,5 valandų ir homogenizuojami ultragarsiniu dispergatoriumi. Vertinti lignoceliuliozinių medžiagų, celiuliozės, hemiceliuliozės ir lignino kiekiai (%) kvietrugių, sėjamųjų rugių, sėjamųjų žirnių, sėjamųjų avižų, paprastųjų kviečių, paprastųjų miežių bei paprastųjų vikių ir sėjamųjų avižų mišinio antžeminės dalies biomasėje.
Daugiausia celiuliozės nustatyta sėjamuosiuose žirniuose (49,80 %), o mažiausia – sėjamosiose avižose (37,17 %). Žieminiai kviečiai ir paprastieji miežiai buvo geriausios žaliavos hemiceliuliozėms gauti – žieminiuose kviečiuose hemiceliuliozių nustatyta 34,48 %, o miežiuose – 34,57 %. Kvietrugiai sukaupė daugiausia lignino – 16,78 %. Augalų mėginių veikimo natrio šarmo tirpalu sutrumpinimas iki 2,5 valandų buvo žalingas celiuliozės ekstrakcijai, nes plaušuose liko neišplautos šarmuose tirpios priemaišos, hemiceliuliozės ir nežymūs kiekiai lignino. Didžiausią įtaką natrio šarmo poveikio laiko sumažinimas turėjo sėjamiesiems žirniams – išskirtų hemiceliuliozių kiekis gautas 10,10 % didesnis, o lignino – 4,77 % didesnis palyginus su ilgesniu ekstrakcijos laiku.
The aim of this Master‘s thesis is to present the results of experiment in which lignocellulosic polymers were extracted from the above-ground biomass of various agricultural plants using innovative and relatively cheap methods.
Object of research: To determine lignocellulosic polymer contents in spring triticale cultivar ‘Nilex’, winter rye cultivar ‘Elias’, pea cultivar ‘Salamanca’, cultivar ‘Contender’, winter wheat cultivar ‘Skagen’, barley cultivar ‘Krescendo’, vetch and oat mix.
The experiment was carried out in 2018 – 2020 at laboratory of Agrobiotechnology of Institute of Biology and Plant Biotechnology of Faculty of Agronomy, Vytautas Magnus university Agricultural academy.
The plant biomass was dewaxed using toluene and ethanol, treated with 2M NaOH solution for 12 or 2.5 hours and homogenized using the ultrasonic cell crusher. Lignocellulose, cellulose, hemicellulose and lignin contents (%) in triticale, rye, pea, oat, wheat, barley and vetch-oat mix biomass were then analyzed.
Highest cellulose content was determined in peas (49.80 %), while the lowest cellulose content was found in oats (37.17 %). Highest hemicellulose content was found in wheat and barley biomass – 34.48 % and 34.57 % respectively. Highest lignin content was accumulated in triticale above-ground biomass – 16.78 %. Attempt to optimize the time requirement by cutting alkaline treatment time from 12 hours to 2,5 hours proved to be harmful to the purity of cellulose fibers cellulose due to hemicellulose and lignin residues stuck in the cellulose fibers. Lowering the alkaline treatment time was most impactful to pea biomass – extracted hemicellulose content was higher by 10 % when compared to longer alkaline treatment and lignin content was 4.77 % higher. |
