Antioxidant effect of phenols in the oxidation of reducing sugars by oxygen

No Thumbnail Available

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Chemical Engineering | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2010

Department

Kemian ja materiaalitieteiden tiedekunta

Major/Subject

Puunjalostuksen kemia

Mcode

Puu-19

Degree programme

Language

en

Pages

viii + 59 s. + liitt. 8

Series

Abstract

The oxidation of reducing sugars under alkaline conditions has been studied in this work. The main reason for this is the need to reduce the degradation 01 carbohydrates during the pulping and bleaching processes. Many theories have been presented based on kinetic research and product analysis. The latest research asserts that the oxidation of reducing sugars under alkaline conditions happens in two steps via enediol ions and radicals. The antioxidant effect of phenols is usually based on donation of a hydrogen atom to the radical and thus stopping the radical chain reaction. This work resulted in significantiy improved measurement repeatability, the repeatability of the experiments was initially poor. In the course of the work, it emerged that oxygen was dissolving in the measured solution during the measurement. Based on this problem, a new reactor was planned in which the measured solution would not be in direct contact with the surrounding air. The measurements with dihydroxy acetone had weak repeatability. This was most likely not caused by the measurement method, which was working well for glucose. The oxygen concentration was measured and reaction rates were calculated based on the oxygen consumption. The reaction rates were used to approximate the ratios between the reaction rate constants according to the reaction rate equation. The measurements with glucose were conducted in two temperatures to evaluate the effect of temperature changes on the oxidation reaction. The oxygen consumption rate for the glucose measurements was almost constant until all oxygen in the solution had been consumed. Usually, the reaction rate diminishes when the concentration of one reactant approaches zero. This work showed that phenols possess good ant oxidative properties in the oxidation of reducing sugars by oxygen.

Tässä työssä tutkittiin hiilihydraattien hapettumista hapella alkalisissa olosuhteissa. Tärkeimpänä syynä tähän on tarve vähentää hiilihydraattien hajoamista sellun keitossa ja valkaisussa. On esitetty useita teorioita perustuen kineettisiin tutkimuksiin ja tuoteanalyyseihin. Tuoreimmissa tutkimuksissa on ehdotettu, että pelkistävien sokereiden hapettuminen alkalisissa olosuhteissa tapahtuu kahdessa vaiheessa senidioli-ionien ja -radikaalien kautta. Fenolien antioksidanttitehokkuus perustuu useimmiten kykyyn luovuttaa vetyatomi radikaalille ja siten pysäyttää radikaali ketjureaktio. Työn tuloksena parannettiin mittausten toistettavuutta merkittävästi, mittausten toistettavuus oli aluksi heikko. Työn aikana osoitettiin, että happea pääsee liukenemaan nesteeseen mittauksen aikana. Havainnon perusteella suunniteltiin ja rakennettiin uusi reaktori, jossa liuos ei ole kosketuksissa ympäröivän ilman kanssa. Dihydroksiasetonin mittausten toistettavuus on huono, syynä ei ole todennäköisesti mittausmenetelmä, koska se toimii hyvin glukoosilla. Happipitoisuus mitattiin ja hapen kulutuksen perusteella laskettiin reaktionopeudet. Reaktionopeuksien avulla arvioitiin reaktionopeusvakioiden suhteet reaktionopeusyhtälön mukaan. Mittauksia tehtiin glukoosilla kahdessa eri lämpötilassa ja arvioitiin lämpötilamuutoksen vaikutus hapetusreaktioon. Hapen kulutuksen nopeus pysyi lähes vakiona glukoosilla, kunnes happi oli loppunut liuoksesta. Yleensä, reaktionopeus pienenee, kun yksi reagensseista on loppumassa. Tässä työssä osoitettiin, että fenoleilla on hyviä antioksidatiivisia ominaisuuksia pelkistävien sokereiden hapetuksessa.

Description

Supervisor

Vuorinen, Tapani

Thesis advisor

Huhta, Petri

Keywords

antioxidant, antioksidantti, antioxidant, reducing sugar, pelkistävä sokeri, reducerande socker, reaction rate, reaktionopeus, reaktionshastighet

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020122356851

Collections

[dipl] Kemian tekniikan korkeakoulu / CHEM