植物のミカタ

もみ殻燻炭は土作りで有効であるか？の続きの記事でもみ殻燻炭でもみ殻に含まれるリグニンがどのように変化していくか？を見た。

炭化で把握しておきたいことは、タンパクの炭化、糖(やカルボン酸)の炭化と有機態リン酸の炭化があり、一つずつ丁寧に見ていくことにする。

今回はタンパクの炭化について。

生成AIのGeminiにタンパクの物質としての炭化について質問をしたところ、下記のような返答があった。

脱水反応

加熱初期に、タンパク質に含まれる水分や、構成アミノ酸の脱水縮合による水分子が放出される。

分解反応

タンパク質鎖が熱によって切断され、低分子量の有機化合物が生成する。

揮発成分の放出

生成した低分子化合物の一部は気化して系外へ放出される。

炭化反応

残った有機物がさらに熱分解を受け、水素、酸素、窒素などが放出され、炭素含有率の高い固体が生成します。この際、芳香環構造の形成など、より安定な炭素構造への再配列も起こる。

上記の内容を整理すると、タンパクが熱によりアミノ酸として切断され、アミノ酸も熱により低分子化する。

芳香環構造の形成と記載されているので、

最初に合成されるポリフェノールのコーヒー酸

芳香族アミノ酸のフェニルアラニンやチロシンからベンゼン環(左側の六角形の箇所)が残り、前回の記事で見た

ベンゼン環がエーテル結合をした構造の一部となるということだろうか。

であれば窒素やカルボキシ基(-COOH)はなくなってしまうのでは？と疑問が生じたので、更に確認をしてみたら、大部分の窒素原子は炭化の過程でガス状の化合物として放出されるという返答だった。

この時のガス状の化合物はアンモニア(NH₂)、窒素ガス(N₂)、シアン化水素(HCN)等であるそうだ。

炭化について理解が一つ進んだ。