WWW.DOC.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Различные документы
 

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |

«IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – Сыктывкар, 2006 Российская академия наук Уральское отделение Коми научный центр Институт ...»

-- [ Страница 7 ] --

Институт нефтехимии и катализа РАН, 450075, г. Уфа, проспект Октября, 141 Тел/факс: (3472)312750, E-mail: ink@anrb.ru Разработанный ранее метод экстракции в колонном аппарате [1] применен для извлечения биологически активных веществ из листьев Onopordum acanthium L. Метод существенно эффективнее традиционного способа мацерации и позволяет путем последовательной смены растворителей разной полярности дифференцированно извлекать различные классы соединений из взятого для исследования растительного сырья.

Эксперимент с листьями Onopordum acanthium L. был проведен в колонном аппарате диаметром 30 мм, высотой 1500 мм и объемом рабочей зоны 1000 мл. В колонну было загружено 340 г высушенного и измельченного сырья и последовательно пропущены гексан, хлороформ, этанол 70%, вода дистиллированная.

Выход экстрактов из листьев составил:

С6Н12 – 1.66%, СНСI3 – 3.42%, 70% EtOH – 15.84%, Н2О – 15.63%. Общий выход в расчете на воздушно-сухую массу 36.55%.

Из гексанового и хлороформного экстрактов методом колоночной хроматографии на SiO2 в системе растворителей гексан: этилацетат выделены и идентифицированы линейные и разветвленные алканы состава С21Н44, тритерпеновые спирты – -амирин, -амирин, лупеол, а также биологически активный тритерпеноид – тараксастерол [2]. Основным компонентом в гексановой и хлороформной фракциях был тараксастерол с выходом 0.41 и 0.11% соответственно.

Продолжено изучение этанольного и водного экстрактов листьев Onopordum acanthium L. с целью выделения и идентификации полифенольных соединений.

Литература

1. В.М. Колычев, Н.Н. Малышева, У.А. Балтаев, У.М. Джемилев. Патент РФ №2189827.

2002. БИПМ № 27. С.198.

2. Л.М. Халилов, А.З. Халилова, Э.Р. Шакурова, И.Ф. Нуриев, В.В. Качала, У.М.

Джемилев. Спектры ЯМР 1Н и 13С биологически активных соединений XII.

Тараксастерол и его ацетат из надземной части Onopordum acanthium L. // Химия природ. соедин., 2003. №3. С. 215-217.

Существует достаточно много традиционных методов определения характеристик жесткости при растяжении тарного картона, каждый из которых достаточно точен. В настоящее время многие традиционные методы испытаний вытесняются более современными неразрушающими ультразвуковыми методами. Ультразвуковой тестер L&W TSO разработан с целью определения «направления максимальной упругости волокон», выраженной характеристиками: TSOугол+MD – угол между максимальным значением жесткости при растяжении и машинным направлением (MD); TSIMD – жесткость при растяжении в машинном направлении; TSICD – жесткость при растяжении в поперечном направлении (CD);

TSIMD/CD – анизотропия жесткости при растяжении.

С целью установления взаимосвязи между характеристиками, измеренными ультразвуковым и физико-механическими методами, исследовались образцы картона в диапазоне массы 125200 г/м2. Наряду с абсолютными значениями физико-механических показателей (сопротивления продавливанию (П), сопротивление разрущающего усилия при сжатии кольца (RCT), сопротивление торцевому сжатию короткого образца (SCT) в машинном и поперечном направлениях) рассчитывались индексы (I), позволяющие исключить влияние массы 1 м2 на изменение этих характеристик.

Коэффициенты парной корреляции между традиционными и перспективными характеристиками крафт-лайнера на всем диапазоне исследуемых масс 1 м2 Параметры, Абсолютные значения Индексы измеренные на П, RCT, SCTCD, SCTMD, IП, IRCT, ISCTCD, ISCTMD, TSO тестере кПа Н кН/м кН/м кПа/г Н/г кН/(мг) кН/(мг) TSOугол+MD -0,268 -0,397 -0,291 -0,333 0,255 -0,438 -0,022 0,048 TSIMD 0,349 -0,585 -0,401 -0,193

-0,563* -0,641 -0,670 -0,600 TSICD 0,237 0,165 0,304 0,134 0,366 0,246 0,208 0,737 TSIMD/CD 0,026 -0,287

-0,608 -0,618 -0,731 -0,568 -0,625 -0,796 *) – жирным шрифтом выделены значимые коэффициенты парной корреляции Корреляционный анализ показал тесную зависимость TSIMD и TSIMD/CD c абсолютными значениями традиционных характеристик. Использование величины TSO в таком виде не совсем корректно, т.к. TSO определяет угол между максимальным значением модуля упругости и машинным направлением, это объясняет отсутствие корреляции. Обнаружена зависимость TSICD со стандартными характеристиками картона для отдельно взятых масс 1 м2, коэффициенты корреляции тем выше, чем выше масса 1 м2. Подтверждено, что использование TSO-тестера позволяет не только контролировать анизотропию жесткости, но и прогнозировать стандартные характеристики качества тарного картона.

Литература

1. Gunnar Lindblad и Thomas Frst. Технология ультразвуковых измерений свойств бумаги и картона, 2001 Lorentzen & Wettre, Box 4, S-164 KISTA.

2,0 2,0 0,0 0,0

-2,0 -2,0

-4,0 -4,0

-6,0 -6,0

–  –  –

Для большинства видов бумаги и картона, включая тарный картон, значение угла TSO должно находиться в диапазоне от -5 до +5°, что и наблюдалось для исследуемых образцов.

Однако в первый период работы КДМ была отмечена неравномерность качества картона по ширине машины. Для стабилизации качества картонного полотна изменяли технологические параметры работы мокрой части КДМ, такие как концентрация массы в напорном ящике, % и коэффициент напуска массы на сетку.

Полученные результаты исследований подтвердили ожидаемый эффект. Профили TSO, представленные на рисунках, свидетельствуют о повышении стабилизации работы мокрой части КДМ во время II периода исследований. Рекомендуемый разработчиками диапазон значений соблюдается независимо от массы 1 м2, средний уровень значений колеблется около 0°.

Таким образом, показана эффективность использования ультразвукового экспресс метода с целью выявления наиболее влияющих параметров и возможности настройки и стабилизации режима работы КДМ и качества тарного картона.

Литература

1. Белоглазов, В.И. Анизотропия деформативности и прочности тарного картона и методы ее оценки / В.И. Белоглазов, А.В. Гурьев, В.И. Комаров. – Архангельск: Изд-во Архан. гос. техн. ун-та, 2005. – 252 с.

Перспективным направлением в хлебопечении является создание технологий хлебобулочных изделий функционального назначения на основе использования продуктов переработки семян сравнительно молодой пищевой культуры – амаранта.

Функциональное действие семян амаранта обусловлено наличием в них большого количества важнейших пищевых и биологически активных веществ: растительных белков, полноценных по составу незаменимых аминокислот, нерастворимых пищевых волокон, витаминов группы В, РР и С, липидов, богатых полиненасыщенными жирными кислотами, фосфолипидами, токоферолами и скваленом, минеральных веществ, сбалансированных по содержанию макроэлементов (Са, Мg и Р), превосходящих зерно традиционных злаков.

Установленная ранее исследователями способность семян амаранта многократно увеличиваться в объеме и модифицировать основные компоненты при влаготермических воздействиях представляет практический интерес, так как термообработка амарантовой муки и влаготермическая обработка семян амаранта придают этим продуктам новые органолептические свойства, а хлебобулочным изделиям – функциональный характер.

Нами в ходе экспериментальных исследований разработаны оптимизированные способы и режимы тепловой обработки семян амаранта для получения функциональных видов сырья: амарантовой муки, обжаренной амарантовой муки, муки, получаемой из обжаренных семян амаранта. Выбор оптимальных параметров тепловой обработки семян амаранта осуществлялся с помощью пакета статистических процедур Statistica 6.0 for Windows, используя модуль Множественной регрессии (Multiple Regression) и факторного анализа (Factor Analyse).

Получены регрессионные зависимости между влажностью (n1), дисперсностью (n2), температурой (n3) и продолжительностью обработки (n4) сырья и содержанием в полученных продуктах белков (z1), клетчатки (z2) и минеральных веществ (z3), что позволяет прогнозировать содержание функциональных ингредиентов в продуктах переработки семян амаранта в зависимости от способов и режимов их получения:

z1 = exp (0,4145·n1 23,5961·n2 + 12,9943) R = 0,9992 z2 = exp (0,07·n1 + 0,2575·n3 + 0,1525·n4 – 28,4750) R = 0,9985 z3 = exp (0,068454·n4 + 2,872240) R = 0,8180 Методом центрального композиционного плана 2**(52) получены регрессионные уравнения, позволяющие определить оптимальную продолжительность (y1) и температуру (y2) обжаривания амарантовой муки и влаготермической обработки семян амаранта:

y1 = 12,97362 – 5,87898·x1 – 8,64933·x2 + 6,24082·x3 + 2,56244·x4 + 1,47527·x5 – 6,3120·x6, y2 = 132,4341 – 14,6975·x1 – 21,6233·x2 + 15,6020·x3 + 6,0461·x4 + 3,6882·x5 + 9,4730·x6, где x1 – температура сырья, С; x2 – влажность сырья, %; x3 – содержание небелкового азота, % на СВ; x4 – содержание ингибиторов трипсина, мг/г; x5 – содержание моно- и дисахаридов, % на СВ; x6 – содержание декстринов, % на СВ.

Кроме того, определены оптимальные режимы получения обжаренной амарантовой муки (y1 = 7 мин, y2 = 110С, x1 = 105С, x2 = 11%, x3 = 1,05%, x4 = 0,23 мг/г, x5 = 2,61%, x6 = 0,39%) и обжаренных семян амаранта (y1 = 15 мин, y2 = 110С, x1 = 105С, x2 = 34%, x3 = 0,88%, x4 = 0,07 мг/г, x5 = 2,8%, x6 = 2,43%).

Актуальным направлением в решении экологических проблем химической переработки является не столько поиск малоотходной технологии, сколько в большей мере поиск путей использования отходов с получением продуктов. Наиболее интересным в этом отношении являются отходы пищевой промышленности.

Гречневая лузга имеет небольшую стоимость и высокое содержание коричневого пигмента-красителя – меланина ((7.1), индолил-5,6-хинон). Краситель относится к группе растительных пигментов. Важной особенностью меланина является наличие стабильных свободных радикалов в высоких концентрациях, ярко выраженные полупроводниковые свойства, избирательное поглощение света, что позволяет использовать в пищевой промышленности.

Целью данной работы было создание способа получения меланина из доступного растительного сырья – гречневой лузги с максимальным выходом пигмента. В ходе исследований нами был подобран рациональный способ получения пигмента из гречневой лузги.

Щелочную экстракцию осуществляли в соотношении сырье к экстрагенту 1:20.

Осаждение красителя проводили раствором кислоты. Выпавший в осадок краситель отделяли фильтрованием, осадок сушили при 105°C.

Из приведенных данных видно, что предлагаемый способ позволяет получить 10% от сухого веса лузги, краситель – основным компонентом которого является меланин для использования в производстве кондитерских изделий.

Подводя итог, следует отметить, что использование отходов – это необходимая мера, нацеленная на сознательное сокращение постоянно растущего объема отходов производства.

Смеси воды с диполярными апротонными растворителями широко используются в химии древесины. Известно, что состав растворителя оказывает значительное влияние на реакционную способность лигнина и родственных ему веществ. При этом особенностью смешанных растворителей является проявление эффектов преимущественной сольватации, когда в сольватной оболочке растворенного вещества, по сравнению с объемом раствора, преобладает один из компонентов бинарного растворителя. В качестве таких компонентов можно рассматривать как чистые растворители, так и их комплексы различного состава.

Принимая во внимание формирование только эквимолекулярного комплекса S12 между молекулами растворителей S1 (вода) и S2, сольватационные равновесия с участием растворенного вещества А можно выразить схемой A(S1 )2 + S 2 AS12 + S1 ; A(S1 )2 + 2 S 2 A(S 2 )2 + 2 S1.

Рациональные константы равновесия указанных стадий f12/1 и f2/1 характеризуют преобладание в сольватной оболочке, соответственно, комплекса («смешанного растворителя») и растворителя S2 и называются параметрами преимущественной сольватации.

В случае гваяцильных фенолов и лигнина одним из наиболее эффективных методов изучения сольватационных равновесий является УФ-спектроскопия. Фенольные соединения в системе вода-апротонный растворитель демонстрируют заметный сольватохромный эффект, выражающийся в батохромном сдвиге длинноволновой полосы поглощения при увеличении концентрации органического сорастворителя.

Анализ формы зависимости положения полосы поглощения от состава растворителя, основанный на линейной зависимости энергии электронного перехода от состава первой сольватной оболочки с учетом приведенной схемы равновесий, позволил рассчитать величины f12/1 и f2/1 и составы сольватных оболочек для 10 фенолов гваяцильного ряда (гваякол (I), эвгенол (II), изоэвгенол (III), ванилин (IV), крезол (V), ванилиновый спирт (VI), ацетованилон (VII), -гваяцилпропанол (VIII), ванилиновая (IX) и феруловая (X) кислоты) и препарата диоксанлигнина ели (XI) в системе вода (1) – ДМФА (2):

I II III IV V VI VII VIII IX X XI

f12/1 7.1 5.3 2.3 10.9 6.1 5.5 28.7 5.9 14.5 16.6 196 f2/1 7.6 1.1 4.7 21.5 1.1 1.0 23.1 1.1 32.0 21.3 1169 Полученные данные свидетельствуют о быстром вытеснении воды из сольватных оболочек при добавлении апротонного растворителя – уже при содержании ДМФА 10-20 мол.% в первой сольватной сфере мономерных фенолов преобладает «смешанный растворитель», который вытесняется диметилформамидом в области составов от 40 до 80 мол.%. Обращает на себя внимание различие в поведении фенолов, связанное с наличием

-карбонильной группы, характеризующееся наиболее низким содержанием воды в сольватной оболочке. По сравнению с модельными фенолами, лигнин отличается исключительно высокой гидрофобностью, в окружении макромолекулы присутствует в основном ДМФА даже при содержании его в растворителе порядка 20 мол.%.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 05-03-97504).

Основными полуфабрикатами ликеро-водочного производства являются спиртованные соки и морсы, которые получают из различного плодово-ягодного сырья (смородины, клюквы, яблок и т.д.).

Традиционная технология получения спиртованных соков включает в себя: дробление исходного сырья, подогрев и ферментацию полученной мезги, отделение сока, его осветление и спиртование.

Выход сока зависит от вида исходного сырья, поэтому различные плоды и ягоды требуют дифференцированного подхода в отношении подбора режимов обработки, обеспечивающей высокую сокоотдачу.

Вместе с тем в настоящее время расчет количества ферментного препарата, вносимого в сырье, производят исходя из общей пектолитической активности фермента, при этом не учитывается вид сырья и не дается рекомендаций по режимам тепловой обработки.

Нами проведена работа по поиску оптимальных условий ферментативной обработки из следующих плодов и ягод: черной смородины, калины, клюквы, вишни, яблок.

В результате удалось увеличить выход сока на 1-5 % и сократить время его осветления до 5-7 суток вместо 20-22.

После отделения сока от мезги твердый остаток после извлечения из него спирта идет в отход. Нами сделана попытка найти ему квалифицированное применение. Для этого остаток высушили, измельчили и подвергли экстракции органическим растворителем. При этом получили экстракт, который содержит в своем составе каротиноиды, токоферолы и полиненасыщенные жирные кислоты.

Предложено использовать его в качестве сырья для получения биологически активных препаратов.

Поиск новых эффективных и экономически выгодных источников флавоноидов и разработка технологии получения из них препаратов с Р-витаминной активностью и, в частности, рутина – одна из важных проблем фармацевтической промышленности.

Результаты исследований биохимического состава гречки послужили основой безотходной технологии переработки вегетативной массы гречки (в листьях и соцветиях гречки содержание рутина в среднем 5% от сухой массы) для получения биологических препаратов с Р-витаминной активностью. Оригинальность предлагаемой технологии получения рутина состоит в подборе специфических добавок-осадителей, режима экстракции, отделения экстракта и кристаллизации рутина, промывки рутина и его сушку. При этом достигается высокий конечный выход рутина (больше 85% от содержания в сырье) со степенью чистоты не меньше 95%. Отсутствие в технологическом процессе органических растворителей и энергозатратных процессов выпаривания определяют экологическую безопасность технологии при минимальных энергетических затратах.

При кислотном гидролизе древесины образующийся гидролизный лигнин содержит значительные количества экстрактивных веществ[1]. Ранее [2] были представлены результаты анализа экстрактивных веществ Бобруйского гидролизного завода. В данной работе приведены данные по исследованию состава экстрактивных веществ гидролизного лигнина (ГЛ) Тавдинского гидролизного завода: влажность – 4,3%, зольность – 3,5%, полисахариды – 9,4%, легкогидролизуемые полисахариды – 0,2%, экстрактивные вещества – 15,4% (спирто:толуол, 1:2), лигнин Классона – 70,7%, C – 52,2%, H – 5,4%.

Выделенные экстрактивные вещества подвергли перегонке с паром. Экстрактивные вещества, перегнанные с паром (I) и оставшиеся после перегонки (II), сушили для удаления воды и анализировали методом хромато-масс-спектрометрии в виде силиловых эфиров.

Оставшиеся после перегонки с паром вещества (II), составляют основную группу анализируемых экстрактивных веществ(~75%). На рисунке представлена хроматограмма экстрактивных веществ (II). Сопоставление масс-спектров отдельных компонентов в исследуемом образце и индивидуальных веществ, позволило идентифицировать основные соединения в экстрактивных веществах ГЛ (II). Показано, что основной группой экстрактивных веществ ГЛ(II), являются смоляные кислоты различного строения с преобладанием в их составе дегидроабиетиновой кислоты. Наряду со смоляными кислотами содержатся алифатические кислоты, а также в небольших количествах – бетулин и ситостерин.

Хроматограмма экстрактивных веществ(II) 1 – vanillic acid, 2 – acid С-16, 3 – acid С-18, 4 – 8,15-pimaradien-18-oic acid, 5 – 8,15-pimaradien-18-oic acid, 6 – pimaric acid, 7 – methyldenydroabietate, 8 – sandaracopimaric acid, 9 – isopimaric acid, 10 – abietatetraenoic acid, 11 – ethyldehydroabetate, 12 – dehydroabietic acid, 14 – 7-oxodehydroabietic acid, 15 – sitosterol, 17 – betulinol, 18 – allobitulinol.

Литература

1. Ю.И Холькин. Технология гидролизных производств. М.: Лесн. пром-сть, 1989.

2. S.M. Krutov, I.V.Gribkov, V.N. Zykov, M.Ya. Zarybin. Extractives of technical hydrolysis lignin// Seventh European Workshop on Lignocellulosics and Pulp, 26-29 August 2002, Finland, p.483-485 (proceedings).

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ – IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – Сыктывкар, 2006

–  –  –

Целью настоящей работы являлось создание технологии комплексной переработки березовой коры, включающей получение бетулина из бересты и энтеросорбента из луба.

Для операции измельчения коры и разделения ее на бересту и луб использовались:

шаровая, планетарная, винтовая мельницы, бумагорезательная машина, дезинтегратор. Во всех случаях отделение бересты от луба осуществлялось за счет их различной механической прочности. Для любого из перечисленных устройств подбиралась такая продолжительность обработки, при которой луб измельчался до пылевидного состояния (менее 0,6 мм), а частицы бересты сохраняли более крупные размеры. Затем их разделяли на сите. Наиболее приемлемое сочетание размеров частиц бересты и луба обеспечил дезинтегратор марки "8255 Nossen" (Германия): остаточное содержание луба в бересте 5-7 %, содержание бересты во фракции луба – 12-17 %.

Отработка стадии экстракции бетулина проводилась на пилотной установке, основным элементом которой является перколятор с рабочим объемом 180 л. Загрузка в него бересты производилась в сетчатом патроне, через который с помощью рециркуляционного насоса прокачивалась смесь этанола, воды и щелочи. Основной период экстракции составлял 6 часов при температуре 88-90 °С. Выкипающий при этой температуре этанол возвращался в процесс с помощью обратного холодильника, подключённого к перколятору. За указанный период извлекалось около 85-90 % бетулина, содержавшегося в исходной бересте.

Собранный на нутч-фильтре в виде пасты бетулин промывали горячей водой и выдерживали под вакуумом 30-45 минут с целью его сушки.

Полученный промежуточный продукт выгружали на поддоны и подвергали сушке в камерной сушилке до воздушно-сухого состояния (12-18 %). Полученный технический бетулин содержал около 85% основного вещества.

Переработку луба берёзовой коры осуществляли по схеме, аналогичной технологии получения полифепана из гидролизного лигнина, включающей операции: выщелачивания, отмывки твёрдого продукта водой, кислотной нейтрализации разбавленной уксусной кислотой и завершающей отмывки водой. После достижения нейтральной реакции промывных вод образцы сушили при 105°С до остаточной влажности 5-7 %.

В качестве образцов сравнения выбраны энтеросорбенты «Полифепан» разных производителей – АО «Саинтек», г. С.-Петербург и Иркутского института химии СО РАН.

Показано, что по ряду сорбционных показателей данный энтеросорбент сопоставим с выпускаемым промышленностью энтеросорбентом "Полифепан". В экспериментах на мышах установлена способность разработанного энтеросорбента эффективно подавлять развитие желудочно-кишечных инфекций.

По экспериментальным данным, полученным на пилотной установке, рассчитаны материальные балансы для опытно-промышленной установки мощностью 2 тонны бетулина в год.

Синтез циклодекстринов (ЦД) представляет собой реакцию трансгликозилирования, в которой в качестве субстрата используется крахмал, а ферментом служит циклизующая 1,4-D-глюкан-4-(1,4--глюкано)-трансфераза (ЦГТаза–КФ 2.4.1.19). Известные способы получения ЦГТ-азы являются весьма трудоемкими и дорогостоящими. В этой связи проблема выделения новых штаммов микроорганизмов, характеризующихся высокой активностью ЦГТазы, и разработка экономичного способа получения фермента и ЦД сохраняют актуальность.

Целью работы являлась оптимизация условий ферментативного синтеза ЦД из растительного сырья. Задачи включали изучение влияния условий культивирования продуцентов на биосинтез ЦГТазы и биодоступности крахмалов для синтеза ЦД.

Для оптимизации процесса ферментации мы проводили подбор питательной среды и изучали влияние температуры, рН среды, источников углерода, карбонатных солей и аэрации на синтез фермента. В качестве продуцентов использовали выделенные нами ранее штаммы Bacillus sp. С-7-1 и Bacillus sp. У-4-2.В результате исследований установлено, что для максимального синтеза ЦГТазы в питательной среде должно быть оптимально сбалансировано соотношение углерода, азота, ростовых и минеральных веществ. Ферментацию необходимо проводить на среде К-1 с начальным значением рН 7,5-7,6 в условиях повышенной аэрации при температуре +37°С в течение 48-72 часов, в качестве стабилизатора рН добавлять карбонат или гидрокарбонат Na (0,5%). В качестве единственного источника углерода среда должна содержать растворимый крахмал. Такие условия культивирования способствуют биосинтезу ЦГТазы и накоплению ЦД (28,5-34,7 мг/л). При культивировании на средах с нативными крахмалами накопление ЦД на 50% меньше. Вероятно, это связано со структурой крахмалов, а именно с тем, что нерастворимый крахмал является амилопектином.

Известно, что остов молекулы амилопектина имеет гликозидные связи (14) типа, а связи в точках ветвления относятся к (16) типу, которые недоступны для гидролиза ЦГТазой. В связи с этим, мы изучали доступность структуры нативных крахмалов для ЦГТазы и их пригодность для синтеза ЦД. В большинстве технологий производства ЦД предусматривается стадия ожижения нативных крахмалов с целью снижения вязкости и склонности к ретроградации концентрированных крахмальных клейстеров. Ожижение нативных крахмалов проводили в суперкавитирующем роторно-пульсационном аппарате (РПА) – S-эмульгаторе. Чтобы оценить влияние механо-акустической обработки на пригодность ожиженных крахмалов для синтеза ЦД, определяли биодоступность этих субстратов для ЦГТазы. Качественный и количественный анализ инкубационных смесей проводили методом ВЭЖХ, ферментацию проводили по стандартной методике, в качестве фермента использовали культуральную жидкость. Установлено, что механо-акустическая обработка 5ных водно-крахмальных суспензий в РПА S-эмульгаторе при градиенте скорости сдвига 3,6х10·с1 и температуре начала клейстеризации (65-75 °С) позволяет получить крахмальные субстраты, пригодные для использования в ферментативном синтезе циклодекстринов и позволяет упростить процесс получения ЦД.

В последнее время расширяется спектр лекарственных препаратов и БАД на основе березового гриба – чаги Inonotus obliquus. В медицине препараты на основе этого гриба используются для лечения рака различной этиологии, эрозивных состояний желудочнокишечного тракта и других подобных заболеваний. Фармацевтическая промышленность выпускает на основе водных извлечений из чаги препарат бефунгин.

Биологическая активность водных извлечений и полифенолоксикарбонового комплекса (основного действующего вещества гриба) чаги определяется антиоксидантной емкостью, содержанием в них зольных элементов, а также углеводов, представленных полисахаридами, которые, как показано, обладают защитным эффектом при эрозивных состояниях желудочно-кишечного тракта.

Водные извлечения из чаги представляют собой сложные полидисперсные коллоидные системы. Показано, что образование золя водных извлечений чаги оказывает существенное влияние на выход экстрактивных веществ из сырья в раствор, что влияет на их биологическую и физиологическую активность.

В литературе имеются сведения об аминокислотном составе белков, входящих в полифенолоксикарбоновый комплекс. Однако комплексного исследования белков чаги ранее не проводилось. Не показана также роль белков в формировании золя водного извлечения.

Исследование белковой фракции полифенолоксикарбонового комплекса и белков водного извлечения, их разделение, исследование их состава, является актуальным.

Целью данной работы является извлечение и комплексное исследование протеинов, липопротеинов и их комплексов, выделенных из водных извлечений чаги Inonotus obliquus.

В работе проведено исследование белковых компонентов различных фракций, выделяемых из водных извлечений гриба чаги методом горизонтального электрофореза.

Подобраны условия электрофоретического разделения аминокислот чаги, переходящих при экстракции в водное извлечение.

В результате комплексного исследования белковых фракций водных извлечений чаги можно предположить ассоциацию белков с другими полимерами и мономерными соединениями, экстрагируемыми из сырья водой, и что образуемые белками ассоциаты и комплексы обладают различной биологической и физиологической активностью.

Установлены основные закономерности и химизм процессов каталитической делигнификации древесины хвойных и лиственных пород деревьев в среде уксусной кислоты при невысокой концентрации пероксида водорода (4,2-6,4 % мас.) в присутствии растворимых (H2SO4, H2MoO4) и нерастворимого (TiO2) катализаторов. Обнаружено, что делигнифицирующая активность катализаторов окислительного типа (TiO2, Н2МоО4) выше, чем кислотного катализатора H2SO4. Выявленные закономерности, которые во многом аналогичны для растворимых и нерастворимого катализаторов как окислительного, так и кислотного типов, интерпретированы в рамках гомолитического механизма окислительной деструкции лигнина с участием гидрокси- и пероксирадикалов, образующихся при каталитическом распаде молекулы Н2О2.

Предложены способы регулирования состава и выхода волокнистых продуктов окислительной делигнификации древесных опилок, основанные на вариации природы и концентрации катализатора (H2SO4, TiO2, H2MoO4), вида лигноцеллюлозного сырья (пихта, осина, лиственница и береза) и условий проведения процесса делигнификации (температура, состав реакционной среды, гидромодуль, продолжительность). Установлено, что оптимальная концентрация сернокислотного катализатора составляет 2,0% от массы а.с.д., а катализаторов TiO2 и Н2МоО4 – 0,5% от массы а.с.д. С повышением температуры и продолжительности делигнификации, концентрации пероксида водорода в реакционной смеси возрастает содержание целлюлозы в волокнистом продукте, но при этом снижается его выход. Уменьшение величины гидромодуля повышает как выход волокнистого продукта, так и содержание в нем остаточного лигнина.

Разработаны и запатентованы новые способы получения волокнистых продуктов из опилок и стружек осины, березы, пихты, лиственницы, использование которых позволяет решить проблему утилизации лигноцеллюлозных отходов и снизить загрязнение окружающей среды. Осуществлен подбор условий каталитической делигнификации указанных пород древесины, обеспечивающих получение с достаточно высоким выходом (44-48 % мас.) волокнистых продуктов с низким содержанием остаточного лигнина. Предложено получать химически чистую целлюлозу при следующих условиях делигнификации: температура 120-130 °С, начальная концентрация Н2О2 в растворе 4,2-6,4 % мас., гидромодуль 10-15, продолжительность 2-3 ч, концентрация катализатора – 2% мас. H2SO4 и 0,5% мас. TiO2 или Н2МоО4.

Установлена возможность интенсификации процесса окислительной делигнификации древесных опилок в среде уксусной кислоты и пероксида водорода с использованием предварительной УФ-активации реакционной смеси в присутствии фотокатализатора TiO2.

Найдены условия процесса фотостимулированной каталитической делигнификации древесины пихты, позволяющие получать химически чистую целлюлозу, не содержащую остаточного лигнина, с выходом до 42% от массы а.с.д.

С использованием методов элементного, химического и физико-химического анализов (РФА, ИКС с Фурье преобразованием, 1Н и 13С ЯМР спектроскопии, хромато-масс-спектрометрии) получены сведения о составе и структуре волокнистых продуктов из древесины осины, березы, пихты, лиственницы, а также о составе низкомолекулярных веществ, образующихся при каталитической делигнификации древесины березы и лиственницы.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ – IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – Сыктывкар, 2006

–  –  –

Используемые методы экстракционного извлечения биологически активных веществ (БАВ) из древесного сырья являются трудоемкими и весьма продолжительными из-за наличия диффузионных ограничений. Для повышения эффективности экстракционных процессов применяются различные способы интенсификации массопереноса в системе «жидкое-твердое».

Целью настоящей работы являлось изучение возможности интенсификации процессов извлечения арабиногалактана (АГ) из древесины лиственницы и бетулина из березовой коры с применением метода ударно-акустического воздействия. Как известно, прохождение ударной волны в жидкой среде сопровождается возникновением кавитаций, локальных ударных волн и высокоскоростных кумулятивных струй, способствующих ускорению процессов диффузии.

Изучено влияние ударно-акустического воздействия (УАВ) на процесс экстракции АГ водой из измельченной древесины лиственницы сибирской. УАВ осуществлялось с помощью установленной под эластичным днищем рабочей камеры упругой металлической пластины, которая соединена с электродвигателем посредством кривошипно-шатунного механизма и является источником ударных волн. При проведении экспериментов в реактор засыпают 10 г древесины, измельчённой до фракции менее 2 мм, заливают 80 мл дистиллированной воды и подвергают ударно-акустическому воздействию (УАВ) при комнатной температуре в течение 1 мин. Затем отфильтровывают опилки, экстракт упаривают до объёма, охлаждают и выливают при перемешивании в 120 мл спиртового раствора. Выпавший в осадок арабиногалактан отфильтровывают, отделяют от спирта и высушивают.

Установлено, что ударно-акустическая обработка позволяет снизить температуру экстракции АГ из древесины лиственницы с 95 до 25 °С и ее продолжительность от 120 до 0,5-1,0 мин, обеспечивая при этом высокий выход арабиногалактана (в 2,5 раза выше, чем в отсутствии УАВ). Это позволяет извлекать АГ из древесины лиственницы при комнатной температуре и малой продолжительности процесса (от 30 с). В результате снижения температуры и продолжительности экстракции уменьшается термическая и гидролитическая деструкция извлекаемого арабиногалактана. Экстрагированный при 25 °С арабиногалактан имеет белый цвет и в его УФ спектре отсутствуют полосы поглощения, характерные для окрашенных фенольных соединений.

В работе также изучено влияние ударно-акустического воздействия на процесс выделения бетулина из бересты смесью вода-этанол-щелочь. Обнаружено, что УАВ в течение 5 мин. при температуре 70°С интенсифицирует гидролиз бересты, которая превращается в гомогенную массу коричневого цвета, а также ускоряет переход бетулина в раствор, способствуя повышению его выхода. Таким образом, одновременное проведение ударноакустической активации бересты, ее щелочного гидролиза и экстракции бетулина позволяет сократить число стадий процесса, уменьшить его продолжительность и отказаться от использования перегретого водяного пара. Выход бетулина достигает 43% от массы а.с.

бересты при продолжительности ударно-акустической обработки 5 мин. Продолжительность извлечения бетулина традиционными методами составляет десятки часов.

В последнее время отмечается повышенный интерес к почвам северных широт. Это связано, главным образом, с интенсивным развитием производительных сил Севера России.

Наблюдение и исследование сезонно-промерзающих почв имеет существенное значение при составлении экологических и климатических прогнозов. Важную информацию может дать изучение состава и свойств компонентов почв, которые являются сложной органической системой, состоящей из продуктов жизнедеятельности и распада живых организмов и сохраняющей в своем составе органические и минеральные вещества, присущие растительному миру. Высокомолекулярная часть органического вещества почв изучена крайне недостаточно, в первую очередь это относится к лигнину.

Цель работы заключается в исследовании химической и топологической структур лигнинных веществ дерново-подзолистой почвы и лесной подстилки. Объектами исследования служили образцы органогенного горизонта А0 дерново-подзолистой почвы, представляющего собой слаборазложившуюся торфянистую темно-коричневую подстилку, покрытую опадом хвои, листьев, веток, переплетенную корнями, гифами грибов (Максимовский профиль. Разрез В10-94. Заложен в 6 км к западу от г. Сыктывкара).

Содержание лигнина Комарова, составило: органогенный горизонт А0 – 49,5%; лесная подстилка – 39,2%. Из органогенного горизонта А0 выделена сумма гумусовых кислот, из которой обработкой смесью диоксана с водой (9:1) в присутствии HCl (0,7%) при температуре кипения получены препараты диоксанлигнина (выход 30%). На следующем этапе проведено разделение препаратов диоксанлигнина на две фракции – растворимую в диоксане (выход 65-70 %) и растворимую в диметилформамиде (выход 30-35 %). Из твердого остатка после выделения диоксанлигнина получена фракция, растворимая в диметилсульфоксиде (с выходом ~5%). Изучение образцов спектральными методами (УФ- и ИК-спектроскопией) выявило наличие полос ароматической природы, свойственных лигнину. Проведено исследование свойств растворов лигнинных веществ дерновоподзолистой почвы и лесной подстилки методами полимерной химии. Результаты исследований имеют важное значение для ответа на вопрос о наличии лигнина в почвах и позволяют получить информацию о структуре и свойствах почвообразующих растений.

Работа выполнена в рамках гранта Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых – кандидатов наук и их научных руководителей (МКДревесная зелень (ДЗ) содержит биологически активные вещества, которые относятся к различным классам органических веществ, обладающих растворимостью в воде и органических растворителях. Последовательная экстракция водой и бензином и совмещенная водно-бензиновая экстракция, реализованная в промышленности, обеспечивает одновременное использование водо- и жирорастворимых компонентов. Однако, на 1 т ДЗ суммарный выход продуктов бензиновой экстракции не превышает 80 кг, водной экстракции – 100 кг в расчете на сухую массу. Известно, что полярные растворители извлекают больше групп веществ. По литературным данным, экстрагирующая способность этилацетата, этанола, трихлорэтилена значительно больше, чем неполярных углеводородов, бензина. В этой группе растворителей большого внимания заслуживает этанол.

Исследования по экстракции муки из еловой ДЗ, проведенные в лабораторных условиях, показали, что этанол извлекает жирорастворимые вещества (Ж) и хлорофилл (Хл) в 6…7 раз лучше, чем петролейный эфир – аналог бензина. Каротиноиды (Кар) активнее извлекаются петролейным эфиром. Такая закономерность наблюдалась при любом методе экстракции, включая настаивание с одновременной обработкой ультразвуком (см. таблицу).

Общее количество экстрактивных веществ при последовательной экстракции двумя растворителями составляет от 19,7 до 20,9 % в расчете на абсолютно сухую муку (а.с.м.).

1-я ступень: 2-я ступень:

Всего петролейный эфир этанол Метод Ж,% Ж,% Ж,% экстракции Хл., Кар., Хл., Кар., Хл., Кар., от от от мг/кг мг/кг мг/кг мг/кг мг/кг мг/кг а.с.м. а.с.м. а.с.м.

Дефлегмационный Настаивание 4,48 968,2 160,7 15,27 1405,4 84,3 19,75 2373,6 245,1 Настаивание 5,22 894,7 161,6 15,64 1216,6 73,2 20,86 2111,3 234,8 с ультразвуком Последовательное применение гидрофобного и гидрофильного экстрагентов позволяет на первом этапе извлечь наиболее ценные жирорастворимые компоненты, а на втором – смесь жиро- и водорастворимых. Переработка экстрактов предполагается раздельная.

Расчеты материальных балансов по разработанной схеме двухступенчатой экстракции показали, что суммарный выход продуктов увеличивается до 305 кг на 1 т ДЗ влажностью 49%. Кроме традиционных продуктов переработки бензинового экстракта – хлорофиллокаротиновой пасты, эфирного масла и воска, можно получить осветленный воск и спиртовый экстракт – насыщенный раствор ценных БАВ. Резервом повышения степени использования биомассы ДЗ является производство кормовой муки. Переваримость отработанной муки после экстракции петролейным эфиром и этанолом равна 36%, что лишь на 10% ниже, чем переваримость исходного сырья.

Целью настоящей работы является исследование возможности применения фосфита гидролизного лигнина в качестве модификатора – наполнителя эпоксидных диановых смол – и исследование физико-химических свойств полученных компаундов.

Гидролизный лигнин обладает сшитой структурой и его следует подвергать модификации перед введением в полимерные материалы. Модификация гидролизного лигнина была проведена посредством проведения реакции фосфорилирования хлоридом фосфора (III). В результате чего в продукт было введено 7,7% фосфора. Полученный фосфит гидролизного лигнина в сравнении с исходным продуктом обладает качественно новыми реакционноспособными химическими группировками –POCl2, –OPCl2, и C–Cl.

Продукт фосфорилирования гидролитически устойчив. Содержание фосфора в нем после гидролиза в течение 3 часов в дистиллированной воде оказалось равным 6,34%, что говорит об относительной устойчивости образующейся в результате фосфорилирования связи Р–О–С. В полученные на основе эпоксидной смолы композиции было введено от 5 до 15% исходного и фосфорилированного гидролизного лигнина. Приготовление композиций проводилось в соответствии с ГОСТ 22349-77. Для изготовления образцов в качестве связующего использовалась эпоксидная диановая смола марки ЭД-20. Образцы изготовляли заливкой в алюминиевые формы без давления. Отверждение проводили при температуре 115-120 °С с последующей термообработкой в сушильном шкафу.

На основании проведенных исследований можно говорить о том, что фосфит гидролизного лигнина отверждает эпоксидную смолу за более короткий срок, чем исходный гидролизный лигнин, но значительное увеличение содержания фосфита в композиции (15%) не приводит к ускорению процесса. Это говорит о большей реакционной способности фосфита в сравнении с исходным гидролизным лигнином вследствие наличия у него группы —РС12, повышающей его химическую активность по отношению к эпоксидному олигомеру, но только в случае содержания в лигнине эквивалентного олигомеру количества функциональных групп, необходимых для отверждения композиции. Результаты динамического механического анализа говорят о незначительной роли гидролизного лигнина как модификатора полимера, так как введение его даже в количестве 10% не приводит к изменению измеряемых параметров динамического модуля сдвига и температуры стеклования. Более заметными являются результаты, полученные при использовании фосфита гидролизного лигнина.

Добавление его в количестве 5% оказывает пластифицирующее действие на полимер, понижая температуру стеклования, следовательно, делая полимер более эластичным.

Дальнейшее увеличение содержания фосфита в композиции не приводит к уменьшению температуры стеклования, а, наоборот, вызывает увеличение её, что, несомненно, связано с увеличением густоты пространственной сетки. Таким образом, использование фосфита гидролизного лигнина в качестве отверждающего агента для связующего ЭД-20 представляет больший интерес, чем применение чистого гидролизного лигнина. Это, в свою очередь, связано с увеличением реакционной способности данного препарата за счет наличия в нем химической группы —PCl2.. Использование фосфита гидролизного лигнина в качестве отверждающего агента и пластификатора при приготовлении полимерных композиций представляет особый интерес, который предполагает дальнейшие исследования.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ – IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – Сыктывкар, 2006

УСКОРЕННЫЙ МЕТОД АНАЛИЗА ЭФИРНОГО МАСЛА ХМЕЛЯ

Леонтьева В.В.,* Федоров П.И.*, Якимов А.С.**, Кириллов Н.А.* *Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, Чебоксары **Научно-исследовательский проектно-технологический институт хмелеводства, Цивильск E-mail: verchunov@mail.ru Контроль качества хмеля в процессе его вегетации, послеуборочной обработки, хмеля сырца, хмеля прессованного и продуктов их переработки требует использования современных методов анализа и приборов.

В данном исследовании разработан ускоренный метод определения массовой доли эфирного масла (ЭМ) путем пародистилляции в присутствии источника ультразвука, ускоряющего процессы разрушения клеточных стенок растительного материала и удаления ЭМ. В качестве сырья использовали шишки хмеля урожая 2005 г. сортов «Подвязный» и «Истринский». Качественный состав ЭМ изучали методом газожидкостной капиллярной хроматографии на приборе «Кристалл-2000 М».

Сравнение выхода, а также качественного и количественного состава эфирного масла хмеля, полученного обычным методом пародистилляции по Гинзбургу [1] и с применением ультразвукового излучателя, показало, что в последнем случае выход всех идентифицированных компонентов превышал таковой для обычного метода. Особенно это заметно для высококипящих компонентов ЭМ. Так, степень извлечения -кариофиллена повышается в 1,5-2 раза, -гумулена – в 1,5-2,3 раза, а общий выход ЭМ повысился на 34%. При этом, время пародистилляции в обычном методе составляло 3 часа, а с применением ультразвука – 1 час.

Предлагаемый метод может быть рекомендован для лабораторий аналитического контроля и в производстве для повышения выхода ЭМ.

Литература

1. Петров К.И. Практикум по биохимии пищевого растительного сырья. – М.: Пищевая промышленность, 1965. – 300 с.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ – IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – Сыктывкар, 2006

ИЗМЕНЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ЭФИРНОГО МАСЛА

ШИШЕК ХМЕЛЯ В ПРОЦЕССЕ ИХ ХРАНЕНИЯ

Леонтьева В.В.*, Федоров П.И.*, Якимов А.С.**, Кириллов Н.А.*, Коршунова В.П.* *Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, Чебоксары **Научно-исследовательский проектно-технологический институт хмелеводства, Цивильск E-mail: verchunov@mail.ru Благодаря содержанию горьких веществ, полифенольных соединений и эфирных масел, шишки хмеля являются незаменимым сырьем в производстве пива. Аромат пива определяется в основном составом эфирного масла хмеля, который подвержен значительным изменениям при хранении хмеля за счет окислительных процессов.

Влияние временного фактора на выход и химический состав эфирного масла хмеля подробно освещено в зарубежной литературе [1], а по отечественным сортам таких данных нет.

В настоящей работе изучено восемь сортов хмеля, районированных в Чувашской Республике: Цивильский, Сумерь, Истринский, Ранний, Подвязный, Крылатский, Дружный, Михайловский. Общее количество эфирных масел определяли по методу Гинзбурга [2].

Качественный состав изучали методом капиллярной ГЖХ. Пробы эфирного масла хмеля получали в начале февраля, апреля, июня и октября 2005 г.

Результаты проведенных исследований показали, что в наибольших пределах в процессе хранения шишек хмеля изменяется содержание легколетучих компонентов эфирного масла – - и -пиненов, мирцена, 2-метилбутилизобутирата и лимонена, а из высококипящих – -гумулена. В течение указанного периода, особенно в теплое время года (май-сентябрь), выход эфирного масла хмеля падает в 2-3 раза, резко меняется и количественный состав в сторону уменьшения содержания легколетучих компонентов (в 2-8 раз) и увеличения количества сесквитерпеновых углеводородов -гумулена и фарнезена (в 1,5-2 раза). Таким образом, оптимальным сроком для промышленного выделения эфирного масла является период с начала уборки (сентябрь) по март.

Литература

1. Хмель и его использование / А.А. Годованый, Н.И. Ляшенко и др.//Под ред. И.С.

Ежова. – Киев, Урожай, 1990,336 с.

2. Петров К.И. Практикум по биохимии пищевого растительного сырья. – М.: Пищевая промышленность, 1965. 300 с.

Материалы растительного происхождения, накапливающиеся в виде отходов различных производств, представляют практический интерес в качестве сырья для получения углеродных сорбентов, которые могут использоваться для решения многих экологических задач [1]. К таким отходам относится и листовой опад, ежегодно накапливающийся на территории городов и других населенных пунктов.

В настоящей работе рассматриваются возможности пиролитической переработки листового опада каштана конского (Aesculus hippocastanum), широко распространенного в Украине, с целью определения химической (практической) ценности этого возобновляемого растительного сырья и получения на его основе активированных углей с развитой удельной поверхностью и высокими сорбционными характеристиками.

В соответствии с принятой технологией в производстве углеродных сорбентов использовали двустадийную схему термообработки, включающую карбонизацию и активацию исходного сырья водяным паром. Подбор оптимальных параметров карбонизации и активации, при которых имеют место максимальные выход и величина удельной поверхности сорбентов, осуществляли на основании предварительного термогравиметрического изучения деструкции образцов листвы.

Установлено, что оптимальными условиями получения сорбентов являются карбонизация листвы при Т=380C в течение 3 часов и активация водяным паром при Т=800C в течение часа. Выход активных углей при этих условиях составляет 25% от исходного сырья. Величина удельной поверхности Sуд по аргону составляет 340 м2/г.

Сорбционная активность по йоду составляет 77%, метиленовому голубому – 300 мг/г, фенолу – 149 мг/г. Кроме того, активные угли на основе листового опада характеризуются достаточно высоким процентом зольности (до 28%) и явно основным характером поверхности (рН водной вытяжки углей – 10), что может иметь неоднозначное влияние на их качество и сорбционные свойства в растворах электролитов и полярных соединений.

Результаты исследований сорбции ионов Cu (II), Cd (II), Ni (II), Сr (VI) – из их водных растворов в статических условиях – показали, что полученные сорбенты не обладают способностью сорбировать катионы металлов. Результаты сорбции Сr (VI) свидетельствуют о протекании на поверхности угля окислительно-восстановительной реакции, в ходе которой происходит окисление углеродной поверхности и восстановление хрома (VI) до менее токсичного хрома (III).

Литература

1. В.И. Сергиенко, Л.А. Земнухова. Возобновляемые источники химического сырья: комплексная переработка отходов производства риса и гречихи // Рос. хим. журн., 2004. – Т.XLVIII. – №3. – С. 116-124.

В целлюлозно-бумажном производстве пероксид водорода используется не только как отбеливающий реагент. Его применяют в современных технологиях производства диоксида хлора. В разрабатываемых на кафедре химии СЛИ схемах отбелки целлюлозы предусматривалось снижение расхода диоксида хлора и применение его только на одной ступени отбелки (схема 1: КЩО–Н2SO4–Пщ–Д, расход диоксида хлора 1,5-1,6 % [1] и схема 2: КЩО–Пк-П–Д–Пщ, расхода диоксида хлора 0,5 % [2]). При этом расходы экологически безопасного реагента пероксида водорода составляли от 2 до 4% от массы в.с.ц. Предварительное хелатирование для удаления ионов металлов переменной валентности не предусматривалось, поскольку пероксид водорода взаимодействует не только с остаточным лигнином, но и с продуктами его распада, катализаторами окислительной деструкции которых могут быть ионы металлов переменной валентности [3].

Целью исследования является деструкция ароматического кольца фенолов и соединений фенольного характера, содержащихся в фильтратах отбелки, путем обработки растворов этих соединений пероксидом водорода в кислой среде.

Исходная концентрация фенола составляла 940 мг/л, мольные соотношения реагентов Н2О2 : C6Н5ОН : H2SO4 от 1:6:3 до 1:9:6, температура 70-90 °С, продолжительность обработки 40-150 мин. Зависимость степени превращения фенола от времени устанавливали фотометрическим методом. На основе экспериментальных данных определен первый порядок реакции по фенолу. Степень превращения фенола достигает 47% за 40 мин при 90°С и мольном соотношении реагентов 1:6:3, тогда как при соотношении реагентов 1:6:6 для достижения такой степени превращения требуется 90 мин. С увеличением продолжительности обработки при высокой температуре (90°С и более) наблюдается снижение степени превращения фенола. При температуре 70°С и увеличении продолжительности обработки фенола мольное соотношение окислитель : кислота уже в меньшей степени влияет на деструкцию фенола, а степень превращения фенола возрастает. Методами УФ- и ИКспектроскопии проводили идентификацию продуктов деструкции фенола и фенольных соединений в фильтратах отбелки целлюлозы. В УФ-спектрах фильтратов присутствуют полосы поглощения в области 230 и 330 нм, которые могут соответствовать карбоновым кислотам.

Литература

1. Э.И. Федорова, А.В. Кузиванова, В.М. Гляд, Н.К. Политова // Целлюлоза. Бумага.

Картон, 2005. – №7. – С. 52-54.

2. В.М. Гляд, Э.И. Федорова // Материалы международной конференции «Физикохимия лигнина». Архангельск: АГТУ, 2005. – С. 93-96.

3. С.А. Аутлов, Н.Г. Базарнова, В.В. Лунин // Материалы международной конференции «Физикохимия лигнина». Архангельск: АГТУ, 2005. – С. 221-224.

Министерством природных ресурсов России целлюлозно-бумажная отрасль одобрена в качестве пилотной для адаптации системы технологического нормирования в России. В ранее опубликованных материалах [1-3] освещены основные подходы к технологическому нормированию экологического воздействия предприятий ЦБП на окружающую среду. В настоящее время в рамках проекта «Разработка и реализация системы технологического нормирования на основе наилучших существующих технологий (НСТ) для предприятий ЦБП в свете стратегии устойчивого развития» РАО «Бумпром» подготовлены документы «Технологические нормативы сбросов, выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) и количества образующихся отходов в ЦБП России на основе использования НСТ» и «Методические указания по использованию сборника НСТ и технологических нормативов для ЦБП России».

Технологические нормативы должны стать основой для установления значений допустимых сбросов и выбросов ЗВ в комплексном разрешении на природопользование, выдаваемом природоохранными надзорными органами.

Сотрудниками ИЭПС УрО РАН совместно со специалистами ОАО «МБП СЛПК»

были определены технологические нормативы поступления ЗВ от промышленных производств Сыктывкарского ЛПК на биологическую очистку сточных вод и технологические нормативы сброса ЗВ в водоем – р. Вычегда.

Оба принципа нормирования: через предельно-допустимый сброс (ПДС) и технологические нормативы – позволяют определить одинаковые значения сброса ЗВ. В России через ПДС нормируется качество окружающей среды и промышленное производство любого профиля должно его обеспечить. Законодателя не интересует, каковы будут затраты производителя, имеется ли реальная возможность для достижения этих показателей качества.

Принцип технологического нормирования определяет путь постоянного улучшения нормативов по ограниченному перечню показателей на основе применения наилучших существующих технологий. Этот путь понятен производителю, и он последовательно совершенствует имеющуюся технологию производства за счет внедрения НСТ по всем стадиям производства, достигая, тем самым, того же качества окружающей среды, что и при системе нормирования через ПДС. Технологическое нормирование – не цель, но средство постепенного перехода к предельно-допустимому сбросу, который позволяет обеспечить норматив предельно-допустимого вредного воздействия, определенный на основе соблюдения норматива качества окружающей среды.

Литература

1. Т.Ф.Личутина, Л.Н.Парфенова, И.В.Мискевич, О.С.Бровко // Целлюлоза, бумага, картон, 2005. № 5. С. 74-77.

2. Т.Ф.Личутина, О.С.Бровко, М.А.Гусакова, Л.Н.Парфенова, И.В.Мискевич, А.П.

Миняев, В.И.Белоглазов, Т.А.Дробешкина, Н.А.Рябов // Целлюлоза, бумага, картон, 2005. №3. С. 66-73.

3. Т.Ф.Личутина, О.С.Бровко, М.А.Гусакова, Л.Н.Парфенова, И.В.Мискевич, А.П.

Миняев, Т.В.Соболева, Т.А.Дробешкина, Н.А.Рябов, А.В.Кузнецов // Сборник материалов РАР-ФОР. С-Пб., 2004. С. 58-65.

Низкомолекулярные биологически активные вещества (растворимые олигосахариды, полифенолы, липиды) в составе природных макромолекул и тканей связаны с основой различными ковалентными связями – гликозидными, эфирными, сложноэфирными, в некоторых случаях нековалентными – ионными, водородными, Ван-дер-ваальсовыми. Фундаментальной проблемой в химии макромолекул является создание химических методов, позволяющих произвести селективное разрушение связей между разнородными частями макромолекулы и выделить определенные фрагменты. Для краткого обозначения подход к решению проблемы можно называть «разборкой, stripping» макромолекул. Известные решения сводятся к применению растворных методов – экстракционных, химических, ферментативных.

Твердофазный подход принципиально отличает использование для целей разборки макромолекул и тканей механохимических превращений. В последние годы появилось большое число исследований, посвященных механохимическим реакциям твердых органических веществ. Обнаруженные высокие энергетические выходы, иногда удивительная селективность твердофазных реакций органических веществ, появление нового поколения оборудования для осуществления твердофазных технологий также являются движущими силами развития в этой области. Однако примеры вовлечения природных соединений в твердофазные превращения единичны, а подробное изучение таких реакций не проводилось.

Реакции щелочного, кислотного, ферментативного гидролиза оказались эффективными и для «твердофазной разборки» сложных природных макромолекул. С их помощью из гуминового вещества торфа получены препараты с повышенным содержанием растворимых фрагментов – полифенолов, полисахаридов, липидов. Приводятся сведения о высокой биологической активности препаратов при выращивании сельскохозяйственных животных и птицы, в биотехнологии.

Высокая эффективность твердофазной технологии позволяет использовать те виды сырья, которые экономически невыгодно перерабатывать существующими методами – сырье с низкой концентрацией биологически активных веществ, крупномасштабные отходы сельскохозяйственного производства и пищевой индустрии, сырье, в котором биологически активные вещества связаны с основой макромолекул прочными связями, плохо расщепляемыми другими методами (например, -гликозидными связями). Твердофазные технологии решают некоторые насущные технические проблемы производства биологически активных веществ из растительного сырья – исключить использование больших объемов органических растворителей, снизить энергетические затраты, сделать экологически безопасными крупномасштабные производства.

В качестве продукта получены новые препараты природного происхождения, остро востребованные в настоящее время в связи с необходимостью экологизации и повышения эффективности сельскохозяйственного производства, особенно в развивающихся странах, адаптационные препараты для человека и животных в экстремальных условиях. Препараты технического назначения представлены сапониновыми гликозидами – амфифильными поверхностно-активными веществами, применение которых для укрепления грунтов и дорог особенно эффективно на Севере. Реальность достижения технологических преимуществ показана на примере нескольких типов доступного сырья и перспективных продуктов из них.

Работа выполняется в рамках Интеграционного проекта №4 СО РАН.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ – IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – Сыктывкар, 2006

–  –  –

В растительном материале биологически активные вещества присутствуют в различных химических формах. Например, активные фитогормоны – тритерпеновые кислоты могут находиться в виде свободной кислоты, солей, комплексных соединений, эфиров, гликозидов, часто они связаны с нерастворимыми основными компонентами растительного сырья – целлюлозой, гемицеллюлозой, лигнином. Обработка такого многокомпонентного и структурированного в сложные клеточные образования сырья органическими растворителями позволяет выделить только часть этих форм, растворимую в применяемом органическом веществе, ряде веществ с различной полярностью, в воде и растворах. Поэтому эффективные технологии жидкофазной экстракции обычно состоят из многих последовательных стадий.

Достижением механохимии в этой связи было обнаружение химических реакций при механической обработке смесей органических соединений с твердыми реагентами. Показана, в том числе, и возможность твердофазных реакций нейтрализации и обмена, этерификации и переэтерификации, многочисленных реакций нуклеофильного замещения, ацилирования и других. Многие реакции органических соединений в твердой фазе протекают быстрее и с большей селективностью, чем в жидкой среде.

Реакции щелочного, кислотного, ферментативного гидролиза в твердой фазе оказались эффективными и для смесей компонентов. Некоторые компоненты сложных систем типа тканей растений также способны превращаться в присутствии твердого химического реагента под действием механической обработки смесей порошков. Несомненным преимуществом является и разрушение клеточной структуры растительного сырья в ходе все той же механической обработки в присутствии твердых добавок.

Ключевым моментом новой технологии выделения является подбор реагента, взаимодействие которого с материалом сырья даст продукт, способный растворяться в воде. Для выделения целевого биологически активного вещества из механически превращенной смеси теперь достаточно экстракции водой. На конкретных примерах ряда алкалоидов, кислот, гликозидов, стеролов показано, что таким образом удается повысить выход выделяемых веществ и селективность выделения. Выход повышается за счет превращения в растворимую форму ранее связанной части биологически активных веществ. Селективность вымывания органическими растворами определяется растворимостью выделяющихся веществ, в механохимическом случае на селективность оказывает влияние реакционная способность выделяемого вещества по отношению к применяемому реагенту.

В порошковом продукте биологически активный компонент переведен в водорастворимое состояние, для многих применений его вовсе необязательно специально выделять в чистом виде. В качестве биологически активного препарата можно использовать непосредственно порошковый продукт твердофазной механохимической реакции. Технологические преимущества механохимической технологии существенны. В некоторых случаях удается организовать одностадийный твердофазный процесс без участия растворителей и связанных с ними проблем. Энергозатраты и трудозатраты на проведение технологии невелики. Экологически чистыми являются и технология и ее продукт. Проведение механохимического превращения в условиях нормальной температуры позволяет сохранить нативные свойства термически и химически лабильных биологически активных веществ.

Работа выполняется в рамках Интеграционного проекта №4 СО РАН.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ – IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – Сыктывкар, 2006

ИЗВЛЕЧЕНИЕ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ЭКСТРАКТИВНЫХ

ВЕЩЕСТВ БЕРЕСТЫ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ

МЕХАНОХИМИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИЕЙ

Ломовский О.И.*, Павлова А.С.**, Кершенгольц Б.М.** *Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Кутателадзе, 18, Новосибирск, 630128 **Якутский государственный университет им. М.К. Аммосова, Кулаковского, 48, Якутск, 677000 E-mail: lomov@solid.nsc.ru В настоящее время активно ведутся разработки новых методов переработки отходов лесной промышленности. В частности, береста рассматривается как потенциальный источник ценных биологически активных соединений.

Недостатками традиционной технологии извлечения биологически активных веществ органическими растворителями являются использование токсичных и пожароопасных органических растворителей, невысокая степень извлечения за одну стадию обработки, как следствие этого – многократное повторение экстрагирования, повышение производственных затрат и загрязнение окружающей среды.

Нами предложен способ извлечения водорастворимых форм экстрактивных веществ березовой коры, с потенциальной биологической активностью без использования органических растворителей и поллютантов. Известно, что предварительная активация древесины березы методами механохимической обработки и взрывного автогидролиза оказывает определенное влияние на ее структуру, однако в последнем случае – и на химический состав.

Предложено использовать механохимическую активацию бересты для получения водорастворимых форм экстрактивных веществ.

Исследован выход водорастворимых экстрактивных веществ, содержащихся в коре березы после механической и механохимической активации совместно с различными добавками.

Показан наибольший выход экстрактивных веществ при добавлении в реакционную смесь NaOH (до 13,0% по массе экстрактивных веществ).

Исследованы условия, обеспечивающие максимальный выход водорастворимых веществ.

Из данных таблицы следует, что в образцах гидролизного лигнина и лигносульфоната в основном присутствуют димерные структуры типа диарилпропандиола. Завышение координационных чисел C–O1 и C–O2 в лигносульфонате связано с присутствием атомов серы. Для образца диоксанлигнина трудно отдать предпочтение какому-либо типу связей мономерных единиц, поскольку наблюдается лишь частичное совпадение характеристик ближнего порядка с таковыми для теоретических моделей: уже координационные числа C– C2 и C–O2 существенно завышены. Причиной завышения, вероятно, является более плотная упаковка мономерных единиц (как указывается в литературе, в виде клубков).

Исследования, описанные в данной работе, выполнялись в рамках программ "Фундаментальные исследования и высшее образование" и "Развитие научного потенциала высшей школы", поддерживаемых Министерством образования и науки РФ и Американским фондом гражданских исследований и развития (CRDF).

Основным требованием, предъявляемым к пищевым красителям, является нетоксичность и безвредность их для организма человека. В использованных для окрашивания продуктов питания синтетических красителях обнаруживаются вредные для здоровья человека свойства. Поэтому их применение в последние годы ограничивается. В литературе неоднократно отмечалось вредное действие на организм человека некоторых синтетических красителей.

Развитие исследований в области токсикологии синтетических красителей и выявление среди них вредных или потенциально опасных для человеческого организма позволяют сделать вывод о необходимости ограничения их использования, тем более, что синтетические красители не имеют пищевой ценности и являются типичными представителями посторонних добавок в продукты питания.

В связи с повышением гигиенических требований к продуктам питания возник вопрос о нецелесообразности применения в производстве пищевых изделий синтетических красителей.

Натуральные красящие вещества, как правило, принадлежат к числу естественных пищевых компонентов, употребляемых человеком. Натуральные пищевые красители содержат в своем составе, кроме красящих пигментов, другие полезные биологически активные компоненты: витамины, гликозиды, органические кислоты, ароматические вещества, микроэлементы и др. Поэтому использование их для окрашивания продуктов питания позволяет не только улучшить внешний вид, но и повысить пищевую ценность изделий.

Проблема изыскания, подбора и организации производства натуральных пищевых красителей для окрашивания различных пищевых продуктов сейчас весьма актуальна.

Целью нашей работы явилась разработка оптимальных условий извлечения натуральных красителей из доступного растительного сырья, исследования их свойств и возможности применения в пищевой промышленности.

В качестве объектов исследования были выбраны плоды черной смородины, черноплодной рябины, бузины, а также цветы бархатцев и календулы. Подобраны оптимальные условия извлечения красного красителя из плодов, а желтого – из цветов. В качестве экстрагента использована вода для красных красителей и этиловый спирт для желтых. Исследована светостойкость полученных красителей в зависимости от рН среды, а также при добавлении сахара в экстракт.

Полученные красители обладают хорошими красящими свойствами, имеют высокую светостойкость и могут быть использованы для подкрашивания пищевых продуктов.

В последние годы с целью утилизации лигнинов интенсивно разрабатываются различные направления в биотехнологии лигноцеллюлозных субстратов. В связи с этим большое внимание уделяется дереворазрушающим базидиальным грибам. Известно, что эти грибы обладают мощной ферментной системой, с помощью которой разлагают целлюлознолигниновые комплексы. В процессе изучения биоконверсии технических и диализованных лигносульфонатов (ЛС) в условиях жидкофазной и твердофазной ферментации базидиальным микромицетом Coriolus hirsutus было установлено, что мицелий микрогриба при жидкофазной ферментации, с применением пористого носителя и оптимальных условиях ведения процесса (рН раствора ~4 и температуре 30°С) в течение 15 суток, утилизирует до 35% лигносульфонатов в растворе. При этом биоконверсия преимущественно протекает по пути глубокого окисления компонентов с повышением содержания кислородсодержащих функциональных групп. Но при этом повышенный интерес представляет роль серы в процессе биоконверсии.

Для выяснения этого вопроса нами разработан высокочувствительный прямой кондуктометрический метод (постоянная ячейки 55) титрования раствором NaOH лигносульфонатов, предварительно переведенных в Н+ форму.

По полученным результатам (рис.1) условно выделено три сильнокислых сульфогруппы –SO3Hсильн и три слабокислые группы, характерные для –SO3Hсл; -СООН и -ОНфен.

Произведены расчеты молярных масс эквивалентов относительно каждой из выбранных групп и средние значения молярных масс эквивалентов, отнесенных к суммарному от начала титрования объему щелочи, затраченному на титрование сильнокислых и суммы сильнокислых и слабокислых функциональных групп.

–  –  –

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ – IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – Сыктывкар, 2006 Кондуктометрические данные по средним Мэ показывают, что аналогичные результаты, полученные по данным потенциометрического титрования (рис.2), учитывают силу -SO3H и частично силу – СООН групп. То есть данные по Мэ, получаемые потенциометрически, завышены.

–  –  –

Из полученных расчетных данных следует, что процесс биоконверсии – сложный процесс. В процессе биоконверсии происходит изменение функционального состава ЛС и не только по кислород – углеродсодержащим группировкам, как это отмечается большинством исследователей этого процесса, но и по серосодержащим группам. Ранее выявленная зависимость содержания органически связанной серы (по данным химического анализа) и содержания сильнокислых –SO3Hсил (по данным прямого кондуктометрического титрования) от степени биоконверсии лигносульфонатов (табл.) показала, что, по-видимому, сера, как и углерод, выполняет важную функцию в жизнедеятельности микромицета Coriolus hirsutus.

Ранее мы сообщали о сорбции ионов металлов гидролизным лигнином и его аминированными производными [1]. Исследованием сорбционной активности гидролизного лигнина шелухи семян хлопчатника (ГЛШСХ) и его активированных щелочью и кислотой производных (ГЛ-1, ГЛ-2) показана высокая сорбционная активность лигнинов по отношению к ионам железа свинца, меди, кадмия, цинка, марганца, хрома, никеля и кобальта. Параметры пористой структуры активированных производных ГЛШСХ отличаются между собой.

Активация щелочью приводит к улучшению параметров капиллярно-пористой структуры исследуемых лигнинов. Анализ результатов сорбции ионов свинца, меди, кадмия и цинка показывает зависимость сорбционной емкости лигнинов от концентрации растворов солей металлов и от способа модификации. Например, для сорбции ионов свинца, кадмия и цинка наилучшим сорбентом является активированный щелочью лигнин (ГЛ-1), тогда как для сорбции ионов меди лучшим сорбентом оказался активированный кислотой лигнин (ГЛ-2).

Следует отметить, что сорбционная емкость активированных лигнинов во всех случаях была высокой по сравнению с исходным ГЛШСХ. Анализ результатов сорбции ионов железа, марганца, хрома, никеля и кобальта показал, что в этом случае сорбционная емкость исследуемых лигнинов не зависит от концентрации сорбатов, т.е. исследуемые лигнины показывали высокую сорбционную активность к перечисленным ионам металлов во всем диапазоне выбранных концентраций (0,5-5,0 %). Функциональный анализ лигнинов до и после сорбции ионов металлов показал увеличение содержания гидроксильных и карбоксильных групп, и снижение содержания карбонильных групп (рис.). Снижение содержания карбонильных 0,12 групп может указывать на 0,1 участие этих групп в образовании координационных свя- И он металла зей «металл-лиганд» [2]. 0,06 СО Изучением ИК-спектров СООН 0,04 подтверждены изменения в 0,02 функциональном составе всех исследуемых образцов лигни- 0 нов. Таким образом, ГЛШСХ и 1. 2. 3. 4. 5. 6.

его активированные производРис. Изменение содержания функциональных групп ГЛШСХ ные могут служить сорбентами до и после сорбции ионов некоторых металлов: 1 – Pb2+, ионов тяжелых металлов. 2+ 2+ 2+ 2+ 2 – Cd, 3 – Fe, 4 – Cu, 5 – Zn, 6 – ГЛШСХ – контроль Литература

1. Г.Н. Далимова // Материалы международной конференции «Физикохимия лигнина».

Архангельск, 2005. С.173-176.

2. Г.Н. Далимова, Э.Л.Кристаллович//Химия природных соединений, 1999. №4.

С. 521-525.

Для оптимизации технологической схемы производства экстрактивных веществ из древесины лиственницы проведено изучение кинетики процесса экстракции, получены математические зависимости, описывающие данный процесс, определены факторы, влияющие на качество и скорость процесса. Кинетика процесса экстракции древесины лиственницы изучена впервые.

Экспериментально получены данные о физико-химических свойствах используемых веществ и их растворов, необходимых для исследования и описания технологических процессов. Экспериментально определенная сорбционная емкость ДЛ по воде равна 2.7 кг/кг а.с.д., что соответствует пределу насыщения ДЛ водой 73%. Экспериментально определена сорбционная емкость ДЛ по этилацетату. Получена линейная зависимость поверхностной сорбционной емкости измельченной древесины от удельной поверхности и определена зависимость для общей сорбционной емкости измельченной ДЛ. Показано, что сорбционная емкость древесины по этилацетату при 20°С Ен =1.7262 кг/кг а.с.д. и соответственно степень насыщения составляет 63.3%. Таким образом, ДЛ поглощает воды больше, чем этилацетата на 10%.

Экспериментально определены растворимость основного экстрактивного вещества ДЛ дигидрокверцетина (ДКВ) в различных растворителях, динамическая вязкость, плотность и температура кипения растворов ДКВ в воде и этилацетате при различных температурах.

Получены эмпирические зависимости данных свойств растворов от температуры и концентрации.

Важной характеристикой двухфазного процесса экстракции из древесины лиственницы является распределение экстрактивных веществ в системе этилацетат – вода. Экспериментальные определения коэффициента распределения ДКВ в смеси этилацетат – вода позволили определить, что полученная зависимость линейна, и коэффициент распределения ДКВ – m=24.

Основной задачей изучения кинетики процесса экстракции является определение времени контакта взаимодействующих фаз, необходимого для достижения заданной степени извлечения экстрагируемых веществ. Данные кинетики процесса экстракции позволяют определить оптимальное время контакта фаз и геометрические размеры аппарата.

Экспериментально определено, что степень влияния температуры и размера частиц на выход экстрактивных веществ увеличивается при повышении влажности сырья, влажность существенно влияет на диффузию экстрактивных веществ. При этом зависимость содержания ДКВ(С, кг/кг экстракта) от влажности (W, кг/кг) и температуры (Т) можно выразить следующей эмпирической формулой C = 0.073W0.338Г0.293.

Таким образом, при анализе экспериментальных данных по извлечению этилацетатом экстрактивных веществ из древесины лиственницы получена зависимость, позволяющая с достаточной точностью описать процесс экстракции.

Литература

1. В.А.Бабкин, Л.А.Остроухова, Ю.А. Малков и др. // Журнал «Наука-производству», 2004. №1. С. 52-58.

В настоящее время основным способом получения технической целлюлозы является сульфатная варка. Сравнительное исследование надмолекулярной структуры лигнина клеточных оболочек древесины на разных стадиях делигнификации в процессе сульфатной варки позволяет установить закономерности и последовательность извлечения лигнина из различных морфологических элементов растительной ткани. Полученные результаты могут найти применение при совершенствовании варочных процессов. Цель работы состояла в изучении изменения и количественной характеристике клеточных оболочек трахеид древесины сосны на различных стадиях сульфатной делигнификации. Для количественной оценки распределения лигнина во вторичной клеточной оболочке использованы методы синергетики и нелинейной динамики.

Сульфатную варку образцов древесины (брусочки сечением 1х1 мм и длиной 10 мм) осуществляли в изотермических условиях при T=160°С и высоком значении гидромодуля (1:100). Состав сульфатного белого щелока – гидроксид натрия 0,82 М, сульфид натрия 0,18 М. Продолжительность процесса делигнификации – 10, 20, 30, 45, 60 и 75 мин. При этом степень делигнификации изменялась от 13 до 60%. Из образцов древесины после варки приготавливали лигнинные скелеты путем обработки водным раствором периодата аммония (0,08 М, pH=7,0) при комнатной температуре в течение 7 суток, которые после обезвоживания пропитывали смесью метилметакрилата и бутилметакрилата. Для приготовления поперечных ультратонких срезов лигнинных скелетов использовали ультамикротом УМТП-1. Полученные лигнинные скелеты исследованы методом электронной микроскопии.

Фотоизображения вводились в память компьютера в виде растровых изображений с разрешающей способностью 400 dpi при размере изображения 2418 см, что соответствует размеру 34002756 пикселей.

В результате изучены закономерности изменений и проведена количественная характеристика клеточных оболочек трахеид древесины сосны на различных стадиях сульфатной делигнификации. На основании сравнительного анализа лигнинных скелетов до и после сульфатной варки установлено, что на всех стадиях процесса лигнин клеточных оболочек сохраняет структурную упорядоченность фрактального типа. Это подтверждается выполнимостью принципа самоподобия и нецелой корреляционной размерностью псевдофазовых траекторий в пространствах любой размерности. Показано, что в условиях варки не наблюдаются сложные явления, приводящие к возникновению новых типов упорядоченных пространственно-временных структур.

Работа выполнена при финансовой поддержке грантов Российского фонда фундаментальных исследований № 04-03-96029 и № 06-03-32719.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ – IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – Сыктывкар, 2006

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН В ХЛЕБОПЕЧЕНИИ

Милованова Е.С., Вершинина О.Л., Михайлов В.А., Самченко Ю.М.

ГОУ ВПО Кубанский государственный технологический университет, Краснодар E-mail: thm_i_kp@mail.ru Повысить пищевую и биологическую ценность хлебобулочных изделий можно путем введения в их рецептуру натурального сырья, богатого жизненно важными пищевыми веществами, оказывающего благотворное, оздоравливающее действие на организм человека в целом или на его определенные системы, органы или их функции и позволяющего получать готовые изделия, обладающие функциональными свойствами.

С этой точки зрения практический интерес для хлебопекарной промышленности представляют новые виды натуральных биологически активных добавок – арахисовая (АМ) и тыквенная масса (ТМ), получаемые соответственно из ядер семян арахиса и семян тыквы по специальной технологии с применением метода холодной экструзии.

Эти добавки отличаются хорошо сбалансированным белковым, липидным и витаминно-минеральным комплексами, поэтому их использование в хлебопечении позволит не только повысить пищевую, биологическую ценность и расширить ассортимент хлебобулочных изделий, но и придать им функциональные свойства. В связи с изложенным, актуальными и имеющими практический интерес, являются исследования возможности использования АМ И ТМ при производстве хлебобулочных изделий функционального назначения. Поставленную задачу решали путем изучения влияния АМ И ТМ на хлебопекарные свойства пшеничной муки, структурно-механические свойства теста, на ход технологического процесса и качество готового хлеба, в том числе на его пищевую и биологическую ценность.

Исследовали влияние внесения АМ и ТМ соответственно в дозировках от 2 до 5% и от 3 до 10% к массе муки на газообразующую способность и «силу» пшеничной муки.

Установлено, что АМ и ТМ способствуют улучшению хлебопекарных свойств пшеничной муки первого сорта. Для установления влияния АМ и ТМ на качество хлеба проводили ряд пробных лабораторных выпечек. Тесто готовили безопарным способом по методике МТИППа. В опытные пробы вносили от 2 до 5% АМ и от 3 до 10% ТМ. Контролем служили пробы с внесением подсолнечного масла в количестве, эквивалентном содержанию жира в добавках. Как выяснилось, внесение АМ и ТМ позволяет получить хлеб большего удельного объема, с более высокой пористостью и лучшими упруго-эластичными свойствами мякиша.

Подовые изделия отличались более высокой формоустойчивостью. Исследовали различные способы внесения АМ и ТМ при приготовлении теста оптимальным способом в нативном состоянии, в виде жироводной эмульсии и в составе активации прессованных дрожжей.

Наилучшими по органолептическим и физико-химическим показателям были пробы хлеба, приготовленные по интенсивной «холодной» технологии с внесением 4% АМ и 5% ТМ в составе АПД. Они отличались большим объемом, нежным эластичным мякишем с более развитой тонкостенной пористостью. Лишь незначительно им уступали образцы, приготовленные на жироводной эмульсии.

Таким образом, нами установлено, что АМ и ТМ способствуют улучшению хлебопекарных свойств пшеничной муки первого сорта, повышению качества хлеба и могут быть эффективно использованы в качестве натуральных пищевых добавок, позволяющих повысить пищевую и биологическую ценность хлебобулочных изделий.

Академик Н.И.Вавилов назвал корнеплод дайкона мировым шедевром селекции.

Дайкон полностью сохраняет лечебные свойства редьки: очищает печень и почки, растворяет камни, за что его называют санитаром печени. Этот целительный овощ обладает мочегонным и желчегонным действием, улучшает пищеварение и обмен веществ, снижает уровень холестерина, что крайне важно для профилактики и лечения атеросклероза сосудов сердца и головного мозга. Высокий интерес к данной культуре как к потенциальному промышленному источнику биологически активных веществ требует всестороннего исследования дайкона. В данной работе последовательно охарактеризованы сок дайкона и жом, оставшийся после отделения сока (таблица). Нами также разработан способ извлечения пектиновых веществ из жома дайкона с использованием в качестве гидролизующего реагента 0.5% раствора щавелевой кислоты. Исследована степень экстракции пектиновых веществ из дайкона (60-65 %) и другие физико-химические характеристики. Содержание общего сахара в соке дайкона составляет 66.32%. ИК-спектр выделенного пектина содержит характеристичные полосы, соответствующие структурным фрагментам пектиновых полисахаридов (OH, COOH, COOR, CO, пиранозный цикл) (рисунок). Работа поддержана грантом РФФИ № 04-03-97501 и Инвестиционно-венчурным фондом Республики Татарстан.

Некоторые данные по составу дайкона, % на АСВ

–  –  –

В медицине достаточно широко используются препараты на основе тритерпеновых сапонинов. Многие из них обладают адаптогенным и гипогликемическим действием.

Сапонины подобной структуры входят в состав корнеплодов сахарной свеклы.

Проведенными нами исследованиями была выявлена адаптогенная и гипогликемическая активность данных сапонинов и разработаны технологические схемы выделения их из растительного сырья. При переработке свеклы на сахар большая часть сапонинов накапливается в отходах производства. Особенно велико содержание сапонинов в свекловичном жоме, фильтрационном осадке, мелассе и жомопрессовой воде.

На основании проведенных исследований нами была подтверждена принципиальная возможность использования отходов сахарного производства в качестве источника ценных фармакологически активных веществ. Были отработаны оптимальные условия процесса извлечения сапонинов для каждого конкретного вида отходов, а также показано, что наиболее перспективным источником получения сапонинов можно считать жомопрессовую воду.

Получение сапонинов из отходов позволяет оптимизировать процесс, сокращая число стадий и время, необходимое для его проведения, поскольку исключает наиболее продолжительную стадию - экстрагирование растительного сырья.

Использование отходов сахарной промышленности в качестве источника сапонинов одновременно способствует решению серьезной экологической задачи – снижению поступления этих веществ в окружающую среду (снижение содержания сапонинов в отходах более чем в 100 раз).

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ – IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – Сыктывкар, 2006

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ ГЛУБОКОЙ

КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСНОГО И НЕДРЕВЕСНОГО

РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ, СОЗДАНИЕ НОВЫХ ОРГАНОСОЛЬВЕНТНЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ – ПРОГРЕССИВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНОГО

ПОТРЕБЛЕНИЯ ФИТОСФЕРЫ ЗЕМЛИ

Михайлов А.И., Иванов В.Ф., Шилова И.А., Щербань А.Н.

Институт проблем химической физики РАН, Черноголовка, Московской обл., 142432 В процессах фотосинтеза фитосфера Земли ежегодно производит порядка 3·1011 тонн природных полимеров, которые потенциально являются перспективным возобновляемым ресурсом для различных отраслей промышленности. С другой стороны, фитосферой в процессе фотосинтеза производится практически весь свободный кислород, и это является ее главной экологической средообразующей функцией. Для рассмотрения вопросов обеспечения Земли свободным атмосферным кислородом проведены оценки тенденций его фитосферной генерации и потребления современной техногенной цивилизацией при сжигании ископаемого углеродного и углеводородного топлива. Показано, что превышение мирового техногенного потребления кислорода над его притоком в атмосферу из фитосферы составляет около 1010 т в год. Обсуждаются системные комплексные эколого-экономические механизмы гармонизации техногенного использования ресурсо- и средообразующих функций фитосферы. Рассмотрены физико-химические основы процессов глубокой химической переработки древесины и другого растительного сырья, как наиболее рентабельного и прогрессивного направления использования ежегодно воспроизводимой ресурсообразующей функции леса.

Проводились исследования технологий переработки древесного сырья путем органосольвентной варки целлюлозы и полуцеллюлозы, промывки, бесхлорной отбелки полученных полуфабрикатов, переработки их в образцы бумаги и картона различного назначения. Для повышения эффективности процессов делигнификации использован метод предварительного радиационно-химического модифицирования древесины.

Для управления химическими процессами, получения конечных продуктов с заданными свойствами и их эколого-экономической оптимизации изучены характерные особенности кинетики, молекулярной динамики и механизмов химических и диффузионных процессов в твердых и вязких средах, к которым относятся природные и синтетические полимерные материалы, связанные с сильной ограниченностью молекулярных движений и структурной нано- и микронеоднородностью твердой матрицы. Дано адекватное кинетическое описание процессов делигнификации в широком временном и температурном интервалах при варке древесины и отбелке целлюлозы. При этом высококачественные кинетические экспериментальные данные и алгоритмы полихронной кинетики позволяют однозначно находить корректные устойчивые решения обратной задачи для адекватного описания кинетики и прогнозирования процесса делигнификации в микронеоднородной матрице древесины при варке и в целлюлозе при отбелке. Полученное компьютерноаналитическое описание кинетических зависимостей в широком диапазоне управляющих параметров и аргументов может быть использовано в программах АСУ ТП.

Для оценки реакционной способности лигно-целлюлозного комплекса рассмотрена зависимость энергии (Е) разрыва связи R1—О—R2 от природы заместителей в целлюлозе и лигнине. Показано, что в случае уксуснокислых варок электронная инжекция на активный деструктивный центр лигнина может идти за счет терморазложения уксусной кислоты с элиминацией СО2. Проанализированы электрон-транспортные процессы через сложную ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ – IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – Сыктывкар, 2006 гидрофильно-гидрофобную среду, которая представляет собой дисперсная система лигноуглеводный комплекс – вода. Показана возможность “срыва” электрона с редуцированных гидрофильных форм интермедиатных активных центров и туннельный перенос его в диффузионно недоступный реакционноспособный структурный фрагмент глобулы лигнина.

Проведен анализ свободно-радикальных процессов делигнификации древесины. В модельных условиях выделены спектры ЭПР ряда частиц и рассмотрены реакции их дальнейшего превращения. С помощью новой ЭПР-спектроскопии 2-миллиметрового диапазона впервые удалось идентифицировать феноксильные (семихинонные) радикалы лигнина на фоне сигналов от его высокосопряженных систем.

Принципиально новым безрастворным методом, основанным на термомеханическом анализе полимеров, определены молекулярно-топологические характеристики различных марок целлюлозы. Исследовано молекулярно-массовое распределение межузловых цепей в сетчатой структуре полимерной матрицы древесины. Показано влияние радиации на молекулярно-массовые характеристики древесины и целлюлозы.

Рассмотрены различные варианты органосольвентных технологий и, как наиболее перспективные, отработаны основы процессов органосольвентной делигнификации в системе растворителей: этанол – уксусная кислота – вода. Проведены интенсификация, оптимизация и адаптация процессов делигнификации к технологическим условиям и современному оборудованию ЦБП. При этом снижены температура варки до 150-160 °С и давление сольвентов и реагентов в реакторе до 9-12 атм за счет проведения многоступенчатых процессов варки с добавлением каталитических количеств пероксида водорода.

Разрабатываемая энерго-, ресурсосберегающая экологически безопасная органосольвентная технология позволит:

• повысить эффективность и рентабельность производства волокнистых полуфабрикатов за счет повышения выхода целевого продукта на 3-5 %, снижения удельного расхода древесного сырья на 4-5 %, энерго- и теплозатрат на 3-8 %, сокращения времени варки на 10-15 %, упрощения технологической схемы регенерации варочных реагентов и ее удешевления на 30-35 %;

• повысить качество волокнистых полуфабрикатов (более высокие физикомеханические показатели, отсутствие ионов металлов, пониженная зольность) и их конкурентоспособность за счет исключения образования хлорфенолов и хлордиоксинов в готовом целевом продукте;

• повысить экологическую безопасность технологических процессов за счет использования нетоксичных сольвентов и гомогенных катализаторов, полной регенерации используемых органических реагентов (потери при регенерации этанола и уксусной кислоты составляют 0,5-1,5 %), исключения из производственного цикла серы и хлорсодержащих соединений, сокращения удельного потребления свежей воды до 10 куб. м на 1 т целлюлозы и создания практически замкнутого водооборота, снижения экологической нагрузки на окружающую среду.

ИПХФ РАН совместно с ОАО «Волжский НИИ ЦБП» создана экспериментальная линия для отработки процессов органосольвентной технологии производства волокнистых полуфабрикатов (целлюлоза, полуцеллюлоза, древесная масса). Линия включает варочное, отбельное, размольное и другое оборудование (с реакторами от 25 до 200 л) и экспериментальную бумагоделательную машину (типа РАМА). Получаемые материалы и композиты удовлетворяют требованиям ГОСТ, ИСО9000 и ИСО14000, а по некоторым показателям превосходят их.

В настоящее время актуальной является проблема поиска новых источников получения физиологически и биологически ценных продуктов из нетрадиционного маслосодержащего сырья.

Среди перспективных видов дополнительного нетрадиционного масличного сырья практический интерес для хлебопекарной промышленности представляют семена арахиса.

Благодаря своим ценным качествам арахис и продукты, получаемые из него, широко используются в пищевой промышленности. В семенах арахиса содержится около 60 % жира и более 30 % белка, большинство необходимых для организма витаминов и микроэлементов.

Масло арахиса считается одним из самых высококачественных пищевых растительных масел.

Семена арахиса и масло из него содержат главным образом непредельные жиры, которые способствуют понижению уровня холестерина в крови. Регулярное потребление арахиса может понизить риск сердечно-сосудистых заболеваний.

В связи с этим целью данной работы явилось исследование функциональных свойств белковой арахисовой массы, полученной по специальной технологии с применением метода холодной экструзии.

При изучении функциональных свойств белковой арахисовой массы определяли влагоудерживающую способность (ВУС), жироудерживающую способность (ЖУС), пенообразующую способность (ПОС), стабильность пены (СП), а также коэффициенты пенообразующей способности и стойкости пены.

На основании проведенных исследований установили, что белковая арахисовая масса характеризуется повышенной влагоудерживающей способностью.

В ходе дальнейших исследований провели термическую обработку семян арахиса. В процессе обжарки формируется приятный вкус, аромат, удаляется бобовый привкус.

Необходимо определить наиболее целесообразный режим этого процесса: температуру и время обжаривания. Для установления диапазона температур в начале была проведена пробная обжарка семян арахиса при температурах 40 и 60С в течение 60 минут.

При сравнительной оценке функциональных свойств белковой арахисовой массы, полученной из необжаренных семян арахиса и подвергшихся термической обработке, установили, что наибольшей водо- и жироудерживающей способностью обладает белковая арахисовая масса, полученная при обжарке семян арахиса при температуре 60С.

Таким образом, направленная модификация (термическая обработка) белковой арахисовой массы, полученной по специальной технологии с применением метода холодной экструзии улучшает функциональные свойства белковой арахисовой массы, что может привести к формированию определенных технологических свойств хлебобулочных изделий повышенной пищевой и биологической ценности.

Р-активные соединения или полифенолы содержатся во многих овощах (капуста, картофель, томаты), фруктах (апельсины, лимоны, яблоки), ягодах (черная смородина, шиповник, черноплодная рябина). Для этих видов растительного сырья характерно наличие таких биоактивных соединений, как бесцветные катехины и лейкоантонцианы, бледножелтые флавонолы и флавононы, ярко-красные антоцианы.

При среднесуточной потребности организма человека 1 мг/кг веса они стимулируют тканевое дыхание, нормализуют проницаемость и эластичность стенок кровеносных сосудов.

Профилактика гипертонии, склероза, внутренних кровоизлияний в сердечной мышце или коре головного мозга, лучевой болезни требует увеличения дозы в 3-5 раз, а лечение этих заболеваний в 8-10 раз. Дозировка еще более повышается при длительных приемах салицилатов и антикоагулянтов, интоксикации свинцом, кишечно-язвенных поражениях, радиоактивном облучении.

Нормирование потребления биофлавоноидов в составе растительных веществ и товарных продуктах на их основе затруднено значительными потерями (от 20 до 80%) при разных сроках (суточные, межсезонные, многолетние), способах хранения (сушка, заморозка), переработки (соотношение сок/мезга при осветлении желатиной и другими белковоподобными веществами варьируется от 1:10 до 10:1).

В настоящее время наиболее распространены полуколичественные методы, основанные на визуальном контроле окрашивания участков фильтровальной бумаги. С целью интенсификации анализа и при определении бесцветных форм используют хроматографические бумаги первого, второго номеров, пропитанные 2%-ным водным раствором нитрата натрия (нитритная индикаторная бумага). Значительно реже применяют для анализа фильтровальную (хроматографическую) бумагу, обработанную 10%-ным раствором уксуснокислого свинца.

В УГЛТУ разработан метод количественного определения содержания биофлавоноидов, основанный на обратном титровании проб растительного сырья и продуктов его переработки. Предварительная подготовка проб аналогична методике, предложенной ранее (Л.В. Вигоров). Анализ проводят с использованием микропроцессорных нитратомеров “Микон-2” (совместная разработка “Нико-Аналит” и “Эконикс-Эксперт”, выпускаемого с 2000 г. Научно-производственной компанией “Эконикс-Эксперт”). Входящий в комплект “Микон-2” анализатор “Эксперт – 001-3 (0,1)” (внесен в Госреестр СИ РФ, №21068) снабжен специальным программным обеспечением, облегчающим процессы измерений и систематизации экспериментальных результатов. Сущность метода заключается в обработке проб стандартными растворами азотнокислого натрия (10-4 моль/дм3 или 100 мк моль/л), окисляющего катехины, лейкоантоцианы и другие соединения в флатофены. Последующая экстракция оставшегося количества нитратов 1%-ным раствором алюмокалиевых квасцов завершается определением содержания нитрит-ионов ионометрическим методом с использованием рабочих (ЭЛИТ-021) и вспомогательных (ЭСр 10101) электродов по ГОСТу 29270-95.

Получаемые интегральные кривые титрования имеют ниспадающие зависимости с выходом на горизонталь. Перегибы вблизи моментов эквивалентности выражены с четкостью, обеспечивающей разрешающую способность, правильность и воспроизводимость, достаточные для контроля норм среднесуточного потребления биофлавоноидов.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ – IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – Сыктывкар, 2006

–  –  –

Применение фенолов для экстракции лигнинов растительного сырья основано на работах Ф. Бюллера (при температурах выше 150°С), М. Ренкера и Л. Гохфельдера (с последующим разделением на - и -формы растворением в эфире), Р. Гартмута (в присутствии катализатора HCl), Ж. Кларка и Ф. Броунсона (с использованием смесей диоксана и ацетона). Особо следует отметить наличие фенольных компонентов в ядровой древесине хвойных пород, в частности Podocarpus (А. Одеман, Н. Шервод), Pinales (С. Бранд, В. Камрвел). При нагревании выше температуры плавления в ходе лесохимической переработки они декарбоксилируются до образования фенолов. Так, Н. Ишинкава из ядровой древесины кедра Libocedrus formosana выделил отгонкой летучее масло (выход 0,45%), содержащее до 5% фенолов.

По классификации сточных вод различают “фенольные воды”, характерные для предприятий целлюлозно-бумажной и лесохимической промышленности. Высокотоксичные фенольные соединения обуславливают появление полихлорированных дибензо-n-диоксинов и дибензофуранов (И. Груздев, Б. Кондратенок). Сброс фенолсодержащих стоков нарушает режим водных бассейнов вследствие поглощения кислорода, приводящего к гибели живых организмов и подавлению внутриводоемных процессов саморегулирования.

В связи с этим для технического анализа типична задача по определению содержания фенолов в полупродуктах лесоперерабатывающих производств (креозотном, флотационном маслах и др.), в сточных и природных водах. Такой контроль осуществляется обычно титриметрическими методами, например, с применением экстракции щелочью, броматометрически или диазотированным паранитроанилином (В. Сумароков, Л. Гордон), 4-аминоантипирином или амидопирином (А. Шицкова). Точность химического анализа при концентрации компонента 10-3% недостаточна, т.к. относительная погрешность превышает 10%.

Определение методами тонкослойной хроматографии на пластинах “Силуфол” в системе бензол-метанол-диэтиламин (З. Болдина) и оксида алюминия или с резорцином (Ю. Лурье) является качественным при содержаниях на уровне ПДК. Методики твердофазноспектрофотометрического контроля на основе гетерогенной реакции сочетания фенолов с 4-аминоантипирином в составе ксерогеля кремниевой кислоты (Е. Моросанова, С. Фомина) трудоемки и недостаточно экспрессны.

Представляется целесообразным внедрение в практику тестового метода определения малых концентраций фенольных компонентов по изменению содержания растворенного кислорода, т.к. поглощение его фенолами происходит в соотношении 7:1. В настоящее время достаточно разработаны и инструментально обеспечены системы мониторинга кислорода на базе электрохимических (полярография, амперометрия) методов. Наименьшим пределом обнаружения обладают портативные анализаторы кислорода для измерения микрограммовых количеств АКПМ-02; 03 (порог чувствительности 0,1 мкг/л; относительная погрешность – 2,5%; сертификаты 1632, 1633, 1634, внесенные в Государственный реестр СИ и 17754-95).

Введение контроля концентрации фенолов по изменению содержания кислорода позволит улучшить такие критерии анализа, как разрешающая способность (min определяемая концентрация), точность (правильность и воспроизводимость), производительность (экспрессность), возможность автоматизации (компьютеризации) и, следовательно, экономическую целесообразность контроля.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ – IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – Сыктывкар, 2006

–  –  –

Рисовая солома является перспективным сырьем для целлюлозно-бумажной промышленности Исламской Республики Иран. Основные районы по выращиванию риса расположены на севере страны вдоль южной части Каспийского моря. Здесь, в основном, культивируется рис сорта cadoss, вывезенный с Филиппин. Высота стеблей риса достигает 115 см. Общая площадь, занятая под посевами, составляет 650000 га. С этой площади собирается около 3,5 млн. т зерна и примерно столько же соломы.

В условиях существующего дефицита топливно-энергетических ресурсов и их высокой стоимости, жёстких требований к охране окружающей среды, изучалось поведение рисовой соломы в условиях низкотемпературной натронной варки. Основной отличительной особенностью рисовой соломы от соломы других злаковых является высокое содержание золы (до 20%), которая на 80% состоит из кремниевых соединений. Эти соединения существенно осложняют технологию целлюлозы, особенно процесс регенерации химикатов.

Рисовая солома была отобрана в сельскохозяйственном районе ИРИ, расположенном вблизи г. Рашт, провинция Гилан. На варку использовали приготовленную в лабораторных условиях сечку длиной около 50 мм. Варку проводили по режиму, включающему мацерацию – обработку сечки раствором гидроксида натрия с концентрацией 25 г/л (в ед. Na2О) при температуре от 20 до 70°С в течение 30 мин, отбор части раствора после мацерации и натронную варку выполныли при температуре 98°С (без избыточного давления).

В результате исследования установлено, что низкая температура мацерации (20-30 °С) обеспечивает удаление около 20% низкомолекулярных составляющих стеблей соломы. Более высокая температура мацерации (60-70 °С) способствует растворению до 40% веществ, содержащихся в соломе. Температурный интервал от 30 до 50°С является неустойчивой зоной, когда с повышением температуры постоянно понижается выход полуфабриката после мацерации без заметного потребления гидроксида натрия на этот процесс. Это связано как с развитием процесса деструкции органических компонентов соломы, так и с переходом в раствор минеральных составляющих. При одинаковых условиях натронной варки наименьшей жёсткостью (64 перм. ед.) и выходом (52%) обладала целлюлоза, для которой применялась высокая температура мацерации (70°С). Низкая температура мацерации (30°С) позволила получить целлюлозу с выходом 57,7% и жёсткостью 72 перм. ед.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ – IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – Сыктывкар, 2006

ИДЕНТИФИКАЦИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСТОТЫ И СТРУКТУРЫ

ФОСФАТИДИЛХОЛИНА И ФОСФАТИДИЛЭТАНОЛАМИНА

МЕТОДОМ ИК-СПЕКТРОСКОПИИ

Назарова А.А., Карпов С.И., Сафонова Е.Ф., Селеменев В.Ф., Рудаков О.Б.* Воронежский государственный университет, Воронеж *Воронежский государственный архитектурно-строительный университет, Воронеж Фосфолипиды являются важными биологически активными веществами. Одними из самых распространенных представителей этого класса являются фосфатидилхолин и фосфатидилэтаноламин. Эти вещества в различных количествах могут содержаться в жирных растительных маслах. Авторами разработана методика препаративного выделения указанных фосфолипидов и их анализ методом инфракрасной спектроскопии.

ИК-спектроскопия позволяет проводить идентификацию фосфолипидов, анализ их чистоты и изучение структуры, в которой вещества находятся в образцах. ИК-спектроскопия также позволяет предполагать характер изменения структуры в клеточных мембранах, подбирать состав и кислотность среды при выделении фосфолипидов и исследовании их свойств.

Сквален – один из компонентов жирных растительных масел, определяющих их лечебно-профилактические свойства. Разработана экспресс-методика определения сквалена в растительных маслах, применяемая как в лабораторно-исследовательских целях, так и для промышленного контроля в пищевых и фармацевтических производствах.

Разработанная методика применена нами для анализа нескольких растительных масел, широко использующихся в пищевой и фармацевтической промышленности. Результаты анализа хлопкового, амарантового, репейного, облепихового масел и масла из семян грейпфрута представлены в таблице. Наибольшее содержание сквалена обнаружено в амарантовом масле, минимальное – в масле из семян грейпфрута.

Содержание сквалена в различных растительных маслах, n=5, P=0,95

–  –  –

Количественное определение сквалена в тонком слое сорбента проводили с использованием программы «Sorbfil Videodensitometer» после предварительного компьютерного сканирования. Для этого получены хроматограммы серии стандартных растворов сквалена с концентрациями 0,0016; 0,0050; 0,0084; 0,0117; 0,0168 и 0,0252 моль/л в гептане, изооктане и декане. После обработки пластин проявителем хроматограммы сканировали, полученные изображения обрабатывали с применением программы «Sorbfil Videodensitometer». По полученным данным строили градуировочные графики зависимости площади пятна от концентрации. Все три зависимости практически совпадают, оптимальным растворителем для определения сквалена является декан.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ – IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – Сыктывкар, 2006

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ФОСФОЛИПИДОВ МЕТОДОМ ВЭТСХ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНОГО СКАНИРОВАНИЯ

Назарова А.А., Китаева Т.А., Бородина Е.В., Селеменев В.Ф., Сафонова Е.Ф., Рудаков О.Б.* Воронежский государственный университет, Воронеж *Воронежский государственный архитектурно-строительный университет, Воронеж Изучена возможность использования персонального компьютера для количественной оценки результатов анализа ТСХ фосфолипидов в различных образцах растительных масел.

По разработанной нами методике были проанализированы образцы подсолнечного, кокосового и амарантового масел.

Содержание ФЛ в образцах растительных масел, (%)

–  –  –

В работе установлена взаимосвязь между составом ферментов пектолитического комплекса и эффективностью его применения при подготовке льняного волокна. Выявлена специфика обработки отечественных и импортных сортов льна. Установлено, что для повышения степени очистки бийского волокна наряду с высокой эндополигалактуроназной активностью требуется увеличение содержания пектинэстеразы. В частности, для достижения одинакового 40%-ного уровня деструкции пектина при обработке бийского сырья необходимо повысить пектинэстеразную активность в три раза по сравнению с результатами обработки бельгийского льна. Это подтверждают данные исследований химического состава полиуронидных примесей. Соотношение форм карбоксильных группировок пектина определяли методом ИК-спектроскопии в различных сортах лубоволокнистого сырья по изменению интенсивности полосы, относящейся к валентным колебаниям ионизированного карбоксила при 1615 см-1. Данная полоса является изолированной и не перекрывается соседним поглощением других форм карбоксильной группировки.

Установлено, что пектин льна является высокометоксилированным веществом. При этом степень этерификации пектиновых веществ отечественных сортов льна на 16-24 % превышает данный уровень показателя для бельгийского сырья. В то же время различия в содержании кальциевой формы приводят к тому, что доля звеньев с незамещенными группировками, между которыми действует эндо-ПГ, в отечественном льне оказалась в 1,8-4 раза меньше, чем для импортного сырья. Следовательно, без эффективного гидролиза метоксилированных группировок эффективно разрушить пектиновые вещества в отечественном льне не удастся.

В результате оптимизации условий культивирования бактерильного штамма Bac. circulans совместно со специалистами кафедры микробиологии ИГМА был получен пектиназный комплекс, который является основой разработанного нами препарата Полифан МЛ. Наряду с высоким показателем активности основного фермента ПГЭНДО увеличено содержание ПЭ-азы в сравнении с препаратом Пектофоетидин в 6,7 раза, а в сравнении с Целловиридином – в 40 раз.

Обработка препаратом Полифан МЛ оказывает благоприятное воздействие на льняную ровницу перед операцией пероксидного беления. Уменьшение на 7,5% массы волокна при биомодификации происходит только за счет извлечения примесей. Обработка Полифаном МЛ не обеспечивает делигнификацию волокна на стадии ферментации, но повышает доступ к лигнину соединительных тканей для щелочи и окислителя при пероксидном белении, что способствует снижению его количества в 2,2 раза по сравнению с суровой ровницей. Полный цикл биохимической подготовки позволяет уменьшить содержание пектиновых примесей в 12 раз.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ – IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – Сыктывкар, 2006

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЕЙ

ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ПИВА И ЭТАНОЛА НА ОСНОВЕ

РЕГРЕССИОННЫХ МОДЕЛЕЙ

Нотфуллина Л.Н., Афанасьева О.И., Гуревич П.А., Герасимов М.К.

Казанский государственный технологический университет, Казань Управление качеством – основа для завоевания рынка и его расширения. Качество зависит от большого числа факторов – сырья, технологии, оборудования, квалификации персонала. В настоящее время управление качеством осуществляется различными видами дегустаций, во время которых устанавливается зависимость (преимущественно балльная) между физико-химическими и органолептическими показателями – сенсорный анализ.

Наличие сенсорной оценки в модели, по нашему мнению, является обязательным, поскольку это единственный инструмент потребителя, обеспечивающий восприятие признаков изделия.

На основе дегустации составлены регрессионные модели. При этом эффективность управления имеет место лишь в случае тесной связи между физико-химическими и органолептическими показателями. Теснота оценки велика у дегустаторов–специалистов и снижается у остальных групп (менеджеров, потребителей).

Метод получения уравнений регрессии при обработке дегустационных карт весьма трудоемок, поэтому применяли специально разработанную программу. В качестве физико– химических параметров при построении моделей использовали как рекомендуемые, так и вводимые на основе рекомендаций технологов, тем более, что между параметрами имеются определенные корреляции.

Модели составлялись для определенных типов пива и этилового спирта.

Например, для одного из типов пива: Х1 – высота пены, Х2 – пеностойкость, Х3 – содержание углекислого газа, Х4 – содержание алкоголя, Х5 – кислотность, Х6 – цветность:

У = 200,09 + 0,26 Х1 + 2,6 Х2 + 35,27 Х3 + 2,49 Х4 – 9,01 Х5 + 4,88 Х6.

В последующих моделях учитывается количество -кислот (горечь) и диацетила – веществ, в значительной степени определяющих органолептику.

Для спирта «Экстра», произведенного на нескольких сравниваемых спиртзаводах: Х1 – объемная доля этилового спирта, %; Х2 – массовая концентрация альдегидов в пересчете на безводный спирт; Х3 – массовая концентрация сивушного масла в пересчете на безводный спирт; Х4 – массовая концентрация сложных эфиров в пересчете на безводный спирт; Х5 – объемная доля метилового спирта в пересчете на безводный спирт; Х6 – проба на окисляемость:

У = 2140 – 18,7 Х1 – 123 Х2 – 25,6 Х3 – 109 Х4 + 4700 Х5 – 4 Х6.

Полученные модели позволяют рассчитать идеальные, т.е. такие, которым (пиву, спирту) специалисты выставили бы высшие оценки.

Знание количественных вкладов (весов) тех или иных физико-химических параметров в общую оценку пищевого продукта строже формулируют задачи, стоящие перед технологами – приведение их значений до рекомендуемых величин.

В середине прошлого столетия было установлено, что пектиновые полисахариды оказывают физиологическое воздействие на организм и являются одними из необходимых компонентов питания человека и животных. Для изучения механизма физиологического действия пектинов встала необходимость разработки метода, позволяющего получать пектины в наименее деградированном виде.

Пектиновые полисахариды присутствуют практически во всех высших наземных растениях, в ряде морских и пресноводных трав. В зависимости от локализации в растительных тканях пектины встречаются в двух формах: растворимой и нерастворимой. В межклеточном пространстве растительной клетки находятся растворимые пектины, которые не связаны со стенками клетки и хорошо экстрагируются холодной и горячей водой. В первичной клеточной стенке присутствуют нерастворимые пектины, которые посредством образования ковалентных и водородных связей совместно с целлюлозой, гемицеллюлозами и белками образуют сложную макромолекулярную протопектиновую систему. Поэтому в основе большинства методов экстракции лежит общая схема, включающая следующие стадии: предварительную обработку растительного сырья с целью удаления низкомолекулярных примесей и пигментов; гидролиз протопектина; экстракцию пектина. Необходимо учесть, что при переходе пектина из нерастворимой формы в растворимую проходят два процесса: гидролиз связей в протопектине и гидролиз гликозидных связей в экстрагируемом пектине. Поэтому главным критерием при выборе экстрагента является максимально возможная полнота гидролиза протопектина с минимальным воздействием его на структуру пектина. Предложенные на сегодняшний день методы выделения значительно деградируют экстрагируемые пектины.

Нами разработан и запатентован общий метод препаративного выделения пектиновых полисахаридов, в процессе которого наблюдается незначительное разрушение углеводных цепей экстрагируемых пектинов. Метод заключается в последовательной обработке свежесобранного растительного сырья 0.5%-ным раствором формальдегида, разбавленной соляной кислотой и экстракции пектинов раствором щавелевокислого аммония. Концентрирование и очистку полученных экстрактов проводили с помощью ультрафильтрационных мембран.

С помощью разработанного метода были выделены пектины с различным типом построения углеводной цепи из высших цветковых растений: сабельника болотного Comarum palustre, пижмы обыкновенной Tanacetum vulgare, смолевки обыкновенной Silene vulgaris, борщевика сибирского Heracleum sibiricum, бадана толстолистного Bergenia crassifilia; из водных цветковых растений: ряски малой Lemna minor, рдеста плавающего Potamogeton

natans, рдеста стеблеобъемлющего Potamogeton perfoliatus; из каллусных культур:

раувольфии змеиной Rauwolfia serpentina, смолевки обыкновенной Silene vulgaris, ряски малой Lemna minor.

Работа поддержана граном ведущих научных школ, грантом РФФИ (грант № 06-04программами Президиума РАН “Фундаментальные науки – медицине” и “Молекулярная и клеточная биология”, интеграционными программами, выполняемыми УрО РАН совместно с СО РАН и ДВО РАН.

В последние годы ОАО «Сорбент» разработана промышленная технология производства активных углей из экологически чистого сырья – скорлупы кокосовых орехов и фруктовых косточек. Технология включает следующие операции.

Исходное сырьё – скорлупа кокосовых орехов дробится до заданных размеров, затем подвергается двухстадийной термообработке. На первой стадии – при температуре 450-600 °С, на второй – при 850-950 °С. Фруктовые косточки термообрабатываются минуя операцию дробления. Полученный активный уголь охлаждается, рассеивается на фракции и упаковывается. Мелкие фракции размалываются для получения порошкообразного активного угля.

ОАО «Сорбент» разработал экологически безопасный термический модуль на основе вращающихся печей на производство 500-700 т/год активных углей, обеспечивающий обезвреживание отходящих газов и утилизацию тепла дымовых газов с выработкой водяного пара для процесса активации.

Активные угли на основе скорлупы кокосовых орехов и фруктовых косточек имеют развитую пористую структуру (S по БЭТ составляет 1000-1200 м2/г) и высокую прочность (более 90%).

Полученные активные угли находят широкое применение в различных технологических процессах: очистке воды, масел и жиров, глюкозы, сахарных сиропов; продукции ликеро-водочных производств, медицинских препаратов.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ – IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – Сыктывкар, 2006

–  –  –

Биологически активные вещества, в частности, алкалоиды, выделяемые из растений, используются в составе многих современных лекарственных средств. Получить некоторые из них синтетическим путем не удалось до сих пор. Вследствие сложности химического строения этих веществ синтетический путь их получения часто оказывается нереальным и экономически невыгодным.

Обычной технологией получения биологически активных веществ из растительного сырья является экстракция. Растительный материал многократно обрабатывается рядом органических растворителей различной полярности, слабые растворы экстрагированных веществ упариваются вплоть до получения сухих экстрактов, используемых в качестве активного компонента в составе таблетированных лекарственных средств.

Новая технология сухой механохимической экстракции заключается в совместной высокоэнергетической механической обработке порошковых смесей растительного сырья и твердого вещества – экстрагента различной химической природы. Обработка производится в мельницах-активаторах планетарного и виброцентробежного типов. В результате обработки биологически активные вещества переходят в фазу твердого экстрагента. Последующая обработка минимальным количеством растворителя, а иногда воды, позволяет получить концентрированные растворы биологически активных веществ, которые легко очистить или высушить. Показана высокая эффективность сухой механохимической экстракции на примере выделения некоторых алкалоидов: из корней борца северного (Aconitum septentrionale Koelle) выделение лаппаконитина (I), действующего вещества атиаритмического препарата «АЛЛАПИНИН»; из корней барбариса обыкновенного (Berberis vulgaris L.) выделение берберина (II), действующего вещества желчегонного препарата «БЕРБЕРИНА БИСУЛЬФАТ»; из шелухи бобов какао (Theobroma cacao) выделение теобромина (III), действующего вещества ряда кардиостимулирующих препаратов, а также высокоактивных хинолизидиновых алкалоидов (IV) из корней софоры желтоватой (Sofora flavescens).

Преимуществами являются резкое сокращение трудоемкости процесса, существенное снижение расхода органических растворителей, повышение выхода целевого продукта в 3-4 раза. В некоторых случаях повышается селективность разделения биологически активных веществ в ходе выделения и удается предотвратить нежелательные процессы распада целевого продукта при применении органических растворителей и высоких температур.

OMe

–  –  –

Жиры и масла являются обязательными компонентами пищи, источниками энергетического и пластического материала для человека, поставщиком ряда необходимых для него веществ (непредельных жирных кислот, фосфолипидов, жирорастворимых витаминов, стеринов и т.д.), т.е. они являются незаменимыми факторами питания, определяющими его не только энергетическую, но и биологическую эффективность. В питании имеет значение не только количество, но и химический состав употребляемых жиров, особенно содержание полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) с определенным положением двойных связей и цис-конфигурации. Линолевая и линоленовая кислоты не синтезируются в организме человека, арахидоновая синтезируется из линолевой кислоты при участии витамина В6. Поэтому они получили название “незаменимых” или “эссенциальных” кислот. В состав ПНЖК семейства омега-3 входят -линоленовая, эйкозапентаеновая и докозагексаеновая кислоты. Линолевая, -линоленовая, арахидоновая кислоты входят в семейство омега-6. Клиническими исследованиями установлено, что большая часть населения страдает от недостатка ПНЖК омега-3.

Кроме того растительные жиры – единственный источник витамина Е и -каротина, также играющих важную роль в функционировании организма.

Систематические эпидемиологические исследования, проводимые Институтом питания РАМН в различных регионах России в последние несколько лет, свидетельствуют о том, что структура питания населения дефектна по уровню потребления микронутриентов – витаминов, минеральных веществ, в особенности микроэлементов, полиненасыщенных жирных кислот, многих органических соединений растительного происхождения, имеющих важнейшее значение в регуляции процессов обмена веществ и функций отдельных органов и систем.

Поэтому многие ведущие отечественные и зарубежные нутриционисты считают, что наиболее быстрым, экономически приемлемым и научно обоснованным путем решения проблемы является широкое применение в повседневной практике питания биологически активных добавок к пище.

Одна такая композиция была ранее разработана в лаборатории биотехнологии пищевых продуктов и лекарственных препаратов Вятского государственного университета.

Она представляет собой смесь масел шиповника и облепихи, состав которой оптимизирован по содержанию трех групп витаминов: содержание каротиноидов – 63,5 мг%, токоферолов – 54,9 мг%, соотношение линолевой и линоленовой кислот – 1: 1,8.

Для создания новой БАД за основу было выбрано масло рябины обыкновенной, содержащее в достаточном количестве каротиноиды и токоферолы, но бедное по содержанию линоленовой кислоты. Поэтому для создания сбалансированного по витаминному составу продукта было решено купажировать масло рябины с маслом льна, которое содержит более 50% линоленовой кислоты.

Данная БАД сбалансирована по указанным группам витаминов, а соотношение линолевой и линоленовой кислот равно 1,3:1.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ – IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – Сыктывкар, 2006

КАЧЕСТВЕННЫЙ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ФИЛЬТРАТОВ ECF

ОТБЕЛКИ СУЛЬФАТНОЙ ЛИСТВЕННОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Политова Н.К., Гляд В.М., Филиппов Н.Ф., Сморгунов Ф.В., Гляд Ю.И.

Сыктывкарский лесной институт (филиал) Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им. С. М. Кирова, Сыктывкар, E-mail: glyad@rol.ru Важнейшей экологической характеристикой технологического производства беленой целлюлозы является содержание в сточных водах низкомолекулярных хлорорганических соединений (ХОС), образующихся в основном на ступени хлорирования. Низкомолекулярные ХОС потенциально опасны для окружающей среды, так как содержат соединения, способные проникать через клеточные мембраны и биоаккумулироваться в жировых тканях высших организмов. Внутри этой фракции выделены полихлорированные (три- и выше замещенные) фенолы и полихлорированные дибензо-п-диоксины и дибензофураны, как наиболее значимые по степени опасности для окружающей среды [1]. Проблемы утилизации хлорсодержащих выбросов в настоящее время не имеют исчерпывающего решения.

Гарантировать защиту биосферы от их вредного воздействия может предотвращение образования этих соединений за счет внутренних технологий (предотбелки, отбелки).

Нами исследован характер изменения показателя химического потребления кислорода (ХПК) и состава фенольных соединений в фильтратах ECF отбелки целлюлозы при сокращении расхода диоксида хлора.

Объекты исследований – фильтраты действующей технологии и разрабатываемых на кафедре химии CЛИ схем отбелки. Схема действующей технологии отбелки: КЩО – Д100 – Пщ – Д1 – Д2 (Схема 1, общий расход ClO2 – 2,5%). Разрабатываемые схемы отбелки: КЩО – H2SO4 – Пщ – Д (Схема 2, расход ClO2 – 1,5%); КЩО – Пк – Пщ – Д (Схема 3, расход ClO2 – 0,5%).

Определение содержания фенольных соединений в фильтратах проводили по методике, разработанной в лаборатории «Экоаналит» Института биологии Коми НЦ УрО РАН, основывающейся на реакционной газовой хроматографии [2]. Определение ХПК проводили окислительно-восстановительным бихроматометрическим титрованием. Результаты исследований представлены в таблице.

Качественный и количественный состав фильтратов отбелки целлюлозы Природа соединений Схема 1 Схема 2 Схема 3 ХПК, мг/л 1000 513 213 Фенол, мкг/л 223 127 65 2-хлорфенол, мкг/л 5,2 2,4 1,1 4-хлорфенол, мкг/л 1,1 0,3 следы Дихлорфенолы, мкг/л следы не обнаруж. не обнаруж.

Качественный и количественный анализ фильтратов отбелки лиственной сульфатной целлюлозы cвидетельствует о значительном снижении значения ХПК и концентрации фенольных соединений в стоках разрабатываемых на кафедре химии СЛИ схемах отбелки с сокращением расхода хлорсодержащего отбельного реагента, отсутствии в стоках наиболее токсичных полихлорированных фенолов, монохлорфенолы содержатся в следовых количествах.

Литература

1. А.Ф. Троянская, Д.П. Моисеева // Целлюлоза. Бумага. Картон, 2005. №8.

2. И.В. Груздев, Я.И. Коренман, Б.М. Кондратенок // Завод. лаб., 1999. Т.65. №5. C. 9-11.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ – IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – Сыктывкар, 2006

–  –  –

Экстракты биологически активных соединений растительного и пищевого природного сырья являются важнейшими компонентами продукции медицинской, косметикопарфюмерной и пищевой отраслей промышленности, изделий бытовой химии и моющих средств. Одними из основных требований, предъявляемых к новым видам экстрактов, являются биологическая ценность и микробиологическая чистота последних.

Флавоноиды – важнейшая составная часть биологически активных веществ лекарственных растений, определяющих их биологическую ценность. Для определения содержания флавоноидов в водно-спиртовых экстрактах широко применяют дифференциальный спектрофотометрический метод анализа, основанный на использовании реакции комплексообразования флавоноидов с алюминий хлоридом в кислой среде. Для определения содержания флавоноидов в пропиленгликолевых и водно-пропиленгликолевых экстрактах нами разработана методика, отличающаяся от описанной в литературе тем, что в качестве стандарта используется тот флавоноид (ГСО рутина, кверцетина, гесперина и др.), максимум поглощения комплекса которого наиболее соответствует максимуму поглощения комплекса с ALCl3 исследуемого образца. Исследование закономерностей процесса экстракции флавоноидов из различных видов растений пропиленгликолевым и водно-пропиленгликолевыми экстрагентами позволило установить, что при экстракции большинства исследованных растений смешанный экстрагент пропиленгликоль-вода (50:50) является оптимальным для извлечения максимального количества флавоноидов. Для отдельных видов растений (например, зверобой) оптимальное соотношение пропиленгликоль-вода составляет 80:20 – 90:10, что обеспечивает извлечение флавоноидов практически с количественным выходом. Показано, что используемые для получения пропиленгликолевых и воднопропиленгликолевых экстрактов растения по содержанию флавоноидов в изучаемых экстрактах можно расположить в ряд: зверобой ромашка шалфей. тысячелистник чистотел облепиха шиповник мать-и-мачеха лимон абрикос.

Установлено, что острая смертельная доза испытуемых экстрактов для мышей per os составляет 5000,0-6500,0 мг/кг, разработанные серии экстрактов по острой токсичности относятся к IV классу опасности (малоопасные вещества), не обладают кожнораздражающим и кожно-резорбтивным действием, раздражающего эффекта на слизистую оболочку глаз испытуемых животных не наблюдалось. На основании результатов исследования микробиологической чистоты ряда испытуемых экстрактов (ромашка, чистотел, полынь, тысячелистник, подсолнух) в зависимости от типа консерванта показано, что по эффективности испытуемые консерванты расположены в ряд: Катон (5-хлор-2-метилизотиазолин-3-он и 1,5% 2-метил-4-изотиазолин-3-он) бензоат натрия ацетилсалициловая кислота. На примере ромашки аптечной установлено, что проведение экстракции в роторно-пульсационном аппарате позволяет сохранить микробиологическую чистоту экстракта без применения консервантов в течение 3-х месяцев. Испытания проводили в соответствии с СанПиН 1.2.681-97 и МУ 4.2.801-99.

Полученные результаты позволили усовершенствовать процесс экстракции и обеспечить получение более 16 тонн экстрактов с требуемыми характеристиками.

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ – IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – Сыктывкар, 2006

РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

ПЕРЕРАБОТКИ СКИПИДАРА



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |
Похожие работы:

«Муниципальное общеобразовательное учреждение "Коршуновская средняя общеобразовательная школа" Рабочая программа по предмету "Биология" основного общего образования, 5 класс Базовый уровень 2015-2016 учебный год Рабочую программу составила учитель первой квалификационной категории Шило Свет...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО "КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Агрономический факультет Кафедра генетики, селекции и семеноводства ОСНОВЫ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Курс лекций По направлени...»

«БОРОВОЙ МИХАИЛ ВАСИЛЬЕВИЧ БОЛЕЗНИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ И ПРИЕМЫ ЗАЩИТЫ ОТ НИХ ПРИ ПОЧВОЗАЩИТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ Специальность: 06.01.07 – защита растений Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук Воронеж – 2011 г. Пожалуйста, зарегистрируй...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" кафедра земледелия МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ПО АГРОХИМИИ “СИСТЕМА ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ В СЕВО...»

«КОНВЕРГЕНЦИЯ НАУК И ТЕХНОЛОГИЙ – НОВЫЙ ЭТАП НАУЧНОТЕХНИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ Ковальчук М.В., Нарайкин О.С., Яцишина Е.Б. В конце XX в. цивилизационный кризис перешёл в новую – системную – фазу, сегодня он охватывает по сути все основные сферы общественной жизни, проявляясь как экологический, ресурсный, экономический, с...»

«Биокарта Pipa pipa СУРИНАМСКАЯ ПИПА Pipa pipa Suriname Toad Составили: Нуникян Е.Ф. Дата последнего обновления: 29.10.11 1. Биология и полевые данные 1.1 Таксономия Отряд Бесхвостые Anura Семейство Пиповые Pipi...»

«СОЦИАЛЬНАЯ СТРУКТУРА И АНОМИЯ РОБЕРТ МЕРТОН В социологической теории существует заметная и настойчивая тенденция относить неудовлетворительное функционирование социальной структуры в первую очередь на счет присущих человеку повелительных биологическ...»

«ЗАХАРЧУК НИКОЛАЙ ВАСИЛЬЕВИЧ ОЦЕНКА И ПУТИ РЕАЛИЗАЦИИ АДАПТИВНОГО ПОТЕНЦИАЛА САДОВЫХ РАСТЕНИЙ НА ЮГЕ РОССИИ Специальность 03.01.05 – физиология и биохимия растений диссертация на соискание учен...»

«Сельскохозяйственная экология Юг России: экология, развитие. №3, 2010 Agricultural ecology The South of Russia: ecology, development. №3, 2010 Библиографический список 1. Агроклиматические ресурсы Дагестанской АССР. Л. 1975г. 112с. 2.Баламирзоев М.А., Мирзоев Э.М-Р. и др. Почвы Дагестана. Экологические аспекты их рац...»

«Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования "Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники" Кафедра экологии Камлач П.В. КОНТРОЛЬ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ НА МЕСТНОСТИ, В ЖИЛЫХ И РАБОЧИХ ПОМЕЩЕНИ...»

«RU 2 367 194 C1 (19) (11) (13) РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ (51) МПК A23K 1/00 (2006.01) ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ (12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ (21), (22) Зая...»

«РЕЗЮМЕ К СТАТЬЯМ №3 ЗА 2015 ГОД УДК 597.442 ДИНАМИКА ПОПУЛЯЦИЙ БЕЛУГИ, РУССКОГО ОСЕТРА И СЕВРЮГИ В УСЛОВИЯХ ЗАПРЕТА ИХ КОММЕРЧЕСКОГО ЛОВА В ВОЛГО-КАСПИЙСКОМ БАССЕЙНЕ © 2015 г. Г. И. Рубан, Р. П. Ходоревская*,...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Конспекты лекций по дисциплине Ветеринарно-санитарный контроль на продовольственных рынках Код и направл...»

«контроль радиорезистентности микрофлоры на производствах, где применяется радиационный метод стерилизации. В принципе подобная методика должна включать следующие этапы работы: 1) выделение производственной микрофлоры; 2) облучение смешанных культур в суббактерицидных дозах излучения с целью селекции радиорезисте...»

«УДК 662.636:631.95 А. В. Сорока1, Н. Н. Костюченко1, Е. А. Брыль1, И. Н. Кузнецов2 Полесский аграрно-экологический институт НАН Беларуси, г. Брест, Республика Беларусь Бело...»

«Министерство здравоохранения России ГБОУ ВПО Амурская Государственная Медицинская Академия Студенческое научное общество Тезисы докладов 65-й ИТОГОВОЙ СТУДЕНЧЕСКОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ 22-26 АПРЕЛЯ 2013г. Благовещенск 2013г. ...»

«***** ИЗВЕСТИЯ ***** № 3 (35), 2014 Н И Ж Н Е В О Л ЖС К О Г О А Г Р О У Н И В Е Р С И Т Е Т С КО Г О К ОМ П Л Е К С А АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО УДК:633.2.033.2:633.26/.29.039(470.45) БИОЛОГО-АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВВЕДЕНИЯ В КУЛЬТУРУ ИЗЕНЯ (ПРУТНЯК) (KOCHIA PROSTRATA) В УСЛОВИЯХ ПОВОЛЖЬ...»

«MINISTERIUM FR NATURRESSOURCEN МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ UND KOLOGIE DER RF И ЭКОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Russische Akademie der Wissenschaften Российская Академия наук Sibirische Abteilung Сибирское отделение SOAVA-INSTITUT FR GEOGRAFIE ИНСТИТУТ ГЕОГРАФИИ ИМ. В.Б. СОЧАВЫ LEIBNIZ-INSTITUT FR KOLOGISCHE ИНСТИТУТ ЭКОЛ...»

«1 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ВОЗДЕЙСТВИЕ ВНЕСЕНИЯ В ПОЧВУ КАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ ХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА НА КОНЦЕНТРАЦИЮ РАДИОНУКЛИДОВ В КОРМОВЫХ КУЛЬТУРАХ Тимофеева М.А., Казачкина М.Г. Научный руководитель профессор РАЕ В.А.Самойленко Но...»

«Министерство образования Республики Беларусь Учебно-методическое объединение высших учебных заведений Республики Беларусь по педагогическому образованию БОТАНИКА Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальностям: 1-02 04 01 Биология; 1-02 04 04 Биология. Дополнительная...»

«РОЛЬ АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ В ОГРАНИЧЕНИИ КОРНЕВЫХ ГНИЛЕЙ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ Бойко Р.A. Мищерин А.М. Научный руководитель – к.с.-х.н., доцент Шутко А.П. Ставропольский государственный аграрный университет Ставрополь, Россия ROLE OF THE AGROECOLOGICAL FACTOR IN THE LIMITED OF WINTER WHEAT ROOT ROT Boyk...»

«В.В.МАКАРОВ АФРИКАНСКАЯ ЧУМА СВИНЕЙ Российский университет дружбы народов В.В.МАКАРОВ АФРИКАНСКАЯ ЧУМА СВИНЕЙ МОСКВА УДК 619: 619.9 Макаров В.В. Африканская чума свиней. М.: Российский университет дружбы народов. 2011, 268 с., илл., библ...»

«Ученые записки Крымского федерального университета им. В. И. Вернадского Серия "Биология, химия". Том 1 (67). 2015. № 2. С. 143–155. УДК 712.3:635.92(477.75) КУЛЬТИВИРУЕМАЯ ДЕНДРОФЛОРА Г. БЕ...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УТВЕРЖДАЮ Проректор по научной и инновационной работе, доц...»

«Научное электронное периодическое издание ЮФУ "Живые и биокосные системы", № 18, 2016 г. УДК 631.874: 633.49 Семеноводство картофеля в биологическом земледелии Басиев Солтан Сосланбекович, Джиоева Циала Георгиевна, Басиева Алина Солтановна Аннотация: В работе изложены многолетние исследования по выявлению действия си...»

«УДК 528.77 (075.8) АНАЛИЗ ВИЗУАЛЬНО-ОДНОРОДНЫХ ОБРАЗЦОВ МНОГОСПЕКТРАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ КАК ОДИН ИЗ ПОДХОДОВ В СОВРЕМЕННОМ ЦИФРОВОМ КАРТОГРАФИРОВАНИИ Боенко К.А. Институт водеых и экологических проблем СО РАН 656038, г. Барна...»









 
2017 www.doc.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные документы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.