07.11.2017
31.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
Азотистая часть гуминовой кислоты
 25.08.2012

Выше уже было отмечено, что природная гуминовая кислота, выделенная из почв и некоторых торфов, всегда содержит азот и притом в довольно заметных количествах - 3,5-4,0%. Несмотря на это, большинство исследователей, начиная со Шпренгеля и особенно Мульдера, держится взгляда, что чистая гуминовая кислота представляет безазотистое вещество, наличие же азота объясняется неизбежными примесями азотистых (белковых) веществ. Придерживаясь этого взгляда, один из крупных исследователей гуминовой кислоты - Фукс, однако, оговаривается, что это мнение относится к наиболее распространенным в природe гуминовым кислотам, происшедшим из лигнина, и не распространяется на гуминовые кислоты, которые могут получаться из белковых веществ. Значение последних в химии горючих ископаемых (сфагновых торфов и особенно бурых углей) очень незначительно, и этим может быть объяснено отсутствие внимания к содержанию азота в гуминовых кислотах со стороны ряда современных исследователей в области химии торфа и угля, давших очень много для познания природы и происхождения гуминовых кислот.
Другое отношение к этому вопросу наблюдается у ряда авторов, занимавшихся изучением гуминовой кислоты из почвенного гумуса, в работах которых вопросу о природе азотистой части гуминовой кислоты и о форме связи ее с основным безазотистым ядром уделено большое внимание.
В первой работе по этому вопросу выяснилось, что содержание аммиачного азота во всех препаратах гуминовых кислот из черноземов оказалось очень незначительным; более заметным является содержание азота амидов, которое колебалось от 5,47 до 12,13 % (по отношению ко всему азоту гуминовой кислоты); главная же часть азота во всех случаях принадлежит азоту аминокислот и азоту остатка, форма которого осталась невыясненной.
Сузуки, гидролизуя гуминовую кислоту и пользуясь методом Фишера для разделения аминокислот, показал, что в продуктах гидролиза содержатся: аланин, аминовалериановая кислота, пролин, лейцин, аспарагиновая кислота, глютаминовая кислота, тирозин, гистидин. Таким образом, продукты гидролиза гуминовой кислоты тождественны продуктам гидролиза белков; этот вывод, как будет видно ниже, относится и ко всему запасу азотистых соединений в почве.
Более подробное исследование азотистой части гуминовой кислоты из чернозема было сделано Шмуком. Применяя гидролиз соляной кислотой по методу Гаусмана, как и для гидролиза белков, автор получил следующие результаты.

Азотистая часть гуминовой кислоты

Таким образом, только половина всего азота гуминовой кислоты (с общим содержанием в 3,28%N) способна к гидролитическому отщеплению. Распределение форм азота в гидролизуемой части близко напоминает соотношение тех же форм для продуктов гидролиза белков, за исключением более высокого содержания амидного азота. Последнее обстоятельство находит себе объяснение в опытах с поглощением гуминовой кислотой аммиака из аммиачных солей (NH4)2CO3 и (NH4)2SO4, так как при этом поглощении наблюдается переход поглощенного аммиака в амидную форму.
Произведя пересчет гидролизуемого азота на белок умножением на 6,25, Шмук получил, что 8,87% гуминовой кислоты составлено белком; эта величина близко соответствует потере вещества при гидролизе, определенной по разнице веса гуминовой кислоты до и после гидролиза (9,76%).
Незначительная часть этого белка обнаруживает растворимость в NaCl - 1,35% к весу гуминовой кислоты. Опыты же по дробному высаливанию раствора гуминовой кислоты сернокислым аммонием дали фракции с одинаковым содержанием азота. Слабые кислоты при нагревании не отщепляют или отщепляют очень незначительные количества азота. Все это указывает на большую прочность связи белка с гуминовой кислотой и на равномерность его распределения в последней.
Вместе с тем, сопоставление данных элементарного анализа гуминовой кислоты до и после гидролиза заставляет предполагать, что белковая часть гуминовой кислоты («почвенный белок») более окислена по сравнению с растительными белками и приближается в этом отношении к так называемым меланинам.
Содержание азота в негидролизуемой части гуминовой кислоты (после гидролиза белков) из чернозема в опытах Шмука было равно 1,97%N. Вопрос о природе этого «гуминового» азота остался невыясненным; по мнению Шмука, весьма вероятно, что эта часть азота также принадлежит окисленной форме почвенного белка, сходной с меланинами, но находящейся в более прочной связи с главной частью гуминовой кислоты.
В последнее время Драгуновым получен ряд новых данных о формах азота в гуминовых кислотах из торфа. Содержание негидролизуемого азота, по Драгунову, колебалось около 40%, независимо от того, производился ли гидролиз 5% или 25% соляной кислотой; в абсолютных процентах (к исходной гуминовой кислоте) остаток от гидролиза содержал от 1,25 до 1,78% азота. Амидного азота оказалось 9-10%, азота моноаминокислот 24-28% и азота диаминокислот - 5-16% (около 4,8% азота в гидролизате не учитывалось методом Ван-Сляйка). Драгуновым же был установлен интересный факт, что распределение форм азота в гуминовой кислоте обнаруживает зависимость от метода ее выделения. Указанные выше цифры относятся к препаратам гуминовых кислот, выделенных обычным способом, т. е. при доступе воздуха. Препарат, полученный в токе азота, следовательно, при устранении окисляющего действии кислорода воздуха, показал значительно более высокое содержание моно- и диаминокислот и гораздо меньший процент негидролизуемого и амидного азота (табл. 17).
Азотистая часть гуминовой кислоты

Из этих данных можно сделать вывод, что в щелочной среде и в присутствии кислорода воздуха гуминовые кислоты реагируют с аминокислотами с образованием прочных форм связи азота, устойчивых к кислому гидролизу. Это наблюдение имеет значение для выяснения вопроса о происхождении азотсодержащих гуминовых кислот и в природных условиях. Такое же значение имеют и наблюдения названного автора о распаде гуминово-протеинового комплекса при кипячении гуминовой кислоты с водой; количество растворимой гуминовой кислоты в последовательных вытяжках уменьшается, тогда как содержание воднорастворимого азота увеличивается, причем в водных вытяжках можно открыть наличие аминокислот но Ван-Сляйку. Это явление объясняется тем, что при выделении гуминовых кислот из торфа щелочью последняя разрушает химическую связь между гуминовой кислотой и протеинами или продуктами их распада.