AGRIS - 

2023

Bazarnova, Julia | Chernikova, Daria | Sevastyanova, Anna | Đurović, Saša

The attention of Russian and foreign scientists is focused on obtaining secondary plant metabolites, including phenolic compounds, due to their pharmacological activity. The Juglans regia L. pellicles are a promising raw source for the production of alkaloids, naphthoquinones (juglone), tannins and organic acids. In modern practice of obtaining biologically active substances from plant raw materials, intensive extraction methods are of particular interest. In this extraction method ultrasonic treatment is used to increase the yield and intensify the process of extracting biologically significant substances. Technological parameters of ultrasonic treatment must be selected individually for each type of plant raw material. The aim of the work was to study the effect of ultrasonic treatment on the yield of polyphenolic substances during extraction from the pellicles of breeding varieties Juglans regia L. It was found that the content of tannins in the pellicle biomass of the studied varieties Juglans regia L. varies from 5.2 to 7.3 g/100 g, phenolic compounds – from 17 to 18.2 mg/100 g. The highest content of these compounds was recorded in the pellicle biomass of the Valentina's Gift variety. It was found that ultrasonic treatment with a power of 200 W for 10 min contributes to the highest yield of polyphenolic substances in the extract from the pellicle biomass of the Valentina's Gift variety. However, the spectral profiles of hydroalcoholic extracts indicate the opposite: 200 W ultrasound reduces the intensity of the extraction of polyphenolic compounds.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2020

Валеева, Айгуль Раисовна | Макарова, Надежда Викторовна | Валиулина, Динара Фанисовна

Целью данной работы является определение наиболее оптимального метода экстрагирования плодов и цветков боярышника (Crataegus) с антиоксиданстными свойствами. Цветки боярышника богаты химическими веществами (холин, эфирное масло, ацетилхолин, триметиламин, флавоновые гликозиды, кофейная, хлорогеновая, урсоловая и другие различные кислоты), а плоды боярышника состоят из жирного масла, тритерпеновых сапонинов, холина, ацетилхолина, дубильных веществ, сорбита и органических кислот. С целью определения наиболее оптимального метода экстрагирования комплекса веществ с антиоксидантными свойствами из экстрактов плодов и цветков боярышника, было изучено содержание сухих веществ, фенолов, флавоноидов, а также определена антиоксидантная активность с использованием двух методик: путем улавливания свободных радикалов и по методу FRAP (восстанавливающей силы). По всем показателям (содержание сухих веществ, фенолов, флавоноидов, антиоксидантная активность), изученным в работе, высокими значениями обладали цветки боярышника. В данной работе использованы три технологии экстрагирования: традиционная – настаивание (37 °С, 2 ч), и инновационные – с использованием микроволнового (800 Вт, 1 мин) и ультразвукового облучения (0.5 Вт, 2 ч). Из всех рассмотренных видов экстракции наиболее действенным и эффективным, по результатам экспериментов, является экстракция с использованием ультразвукового излучения. | The purpose of this work is to determine the most optimal method for extracting hawthorn fruits and flowers (Crataegus) with antioxidant properties. Flowers hawthorn rich in chemicals (choline, essential oil, acetylcholine, trimethylamine, flavone glycosides, caffeic, chlorogenic, ursolic and other various acids) and hawthorn fruit consist of fatty oil, triterpene saponins, choline, acetylcholine, tannins, sorbitol and organic acids. In order to determine the most optimal method for extracting a complex of substances with antioxidant properties from hawthorn fruit and flower extracts, the content of dry substances, phenols, flavonoids was studied, and antioxidant activity was determined using two methods: by trapping free radicals and by using the FRAP (restoring force) method. By all indicators (the content of dry substances, phenols, flavonoids, antioxidant activity), studied in the work, hawthorn flowers had high values. In this work, three extraction technologies were used: traditional – infusion (37 °С, 2 h), and innovative – using microwave (800 W, 1 min) and ultrasonic irradiation (0.5 W, 2 h). Of all the types of extraction considered, the most efficient and effective, according to the results of experiments, is extraction using ultrasonic radiation.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2018

Зибарева

Изучено влияние ультразвукового излучения на экстракцию вторичных метаболитов из растений семейства Caryophyllaceae. Показано, что при одновременном проведении экстракции и воздействии ультразвука наблюдается ускорение процесса извлечения таких биологически активных веществ, как экдистероиды и флавоноиды. Время извлечения экдистероидов из надземной части Silene viridiflora, Silene sendtneri, Silene roemeri, Silene colpophylla, Silene frivaldszkyana и Lychnis chalcedonica сократилось в 6–12 раз. Установлено, что ультразвук оказывает различное действие на процесс экстракции соединений из разных растительных объектов. Так, из Lychnis chalcedonica, со средним уровнем экдистероидов, уже после 60 мин воздействия достигается извлечение экдистероидов, равное контролю, а после 90 мин – превышающее его уровень на 49%. Из вида с высоким содержанием экдистероидов Silene frivaldszkyana уровень контроля достигается через 120 мин УЗ-обработки. Высокоинтенсивный ультразвук ускоряет процесс, сокращает объемы растворителей и увеличивает выход флавоноидов на 28–41% по сравнению с контролем. Разрушительное действие ультразвука на вторичные метаболиты не наблюдается, что подтверждается УФ-спектрами и высокоэффективной жидкостной хроматографией. | The influence of ultrasonic irradiation on extraction of secondary metabolites from plants of the family Caryophyllaceae was study. It is shown that while carrying out extraction and the effects of ultrasound observed acceleration of the extraction process such biologically active compounds as ecdysteroids and flavonoids. The time of extraction of ecdysteroids from the aerial part of Silene viridiflora, Silene sendtneri, Silene roemeri, colpophylla Silene, Silene frivaldszkyana and Lychnis chalcedonica decreased by 6–12 times. Found that ultrasound has a different effect on the process of extraction of compounds from different plant species. Lychnis chalcedonica, with an average level of ecdysteroids, after 60 minutes of exposure is achieved by the extraction of the ecdysteroids is equal to the control, and after 90 min, exceeding its level by 49%. From Silene frivaldszkyana - species with high content of ecdysteroids control level were achieved after 120 min of ultrasonic treatment. High-intensity ultrasound accelerates the process, reduces the volume of solvents and increases the yield of flavonoids in 28–41% in comparison with the control. The destructive effect of ultrasound on the secondary metabolites not observed, as confirmed by UV-spectra and high performance liquid chromatography.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2017

Евстафьев

The development of environmentally safe technology for processing lignocellulosic raw materials with the separation of polysaccharide and lignin fractions for subsequent use is an actual problem, a solution of which is possible when using ionic liquids as a solvent. To intensify the processing process, the possibility of using ultrasonic irradiation in the environment of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride was studied. The results of the research of the influence of ultrasound power, temperature and processing time on the yield of fractions and the degree of purification of cellulose from impurities of hemicellulose and lignin are presented. It has been established that the use of ultrasound with a power of 10-50 W at processing of wheat straw in the environment of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride promotes an increase in the degree of purification of cellulose from impurities, primarily hemicellulose, and a decrease in treatment time. The maximum degree of purification of cellulose was 68.1% and was received by irradiating with ultrasound 50 W at 140 °C within 15 min. It is shown that ultrasonic treatment of wheat straw in the environment of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride provides an increase in the total yield of sugars of fermentolysis of polysaccharides of wheat straw by 4-5 times. The total yield of sugars of fermentolysis of the fractions of polysaccharides isolated in the experimental conditions was 83% of the theoretically possible. | Разработка экологически безопасной технологии переработки лигноцеллюлозного сырья с выделением фракций полисахаридов и лигнина для последующего использования является актуальной проблемой, решение которой возможно при использовании в качестве растворителя ионных жидкостей. Для интенсификации процесса переработки изучена возможность использования ультразвукового облучения в среде хлорида 1-бутил-3-метилимидазолия. Приведены результаты исследования влияния мощности ультразвука, температуры и продолжительности обработки на выход фракций и степень очистки целлюлозы соломы пшеницы от примесей гемицеллюлоз и лигнина. Установлено, что использование ультразвука мощностью 10–50 Вт при обработке соломы в среде хлорида 1-бутил-3-метилимидазолия способствует увеличению степени очистки целлюлозы от примесей, прежде всего гемицеллюлозы, и снижению продолжительности обработки. Максимальная степень очистки целлюлозы составила 68,1% и была получена при облучении ультразвуком мощностью 50 Вт при 140 °С в течение 15 мин. Показано, что ультразвуковая обработка соломы пшеницы в среде хлорида 1-бутил-3-метилимидазолия обеспечивает увеличение общего выхода сахаров ферментолиза полисахаридов соломы пшеницы в 4–5 раз. Суммарный выход сахаров ферментолиза фракций полисахаридов, выделенных в условиях эксперимента, составил 83% от теоретически возможного.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2014

Антонова, Галина Феодосиевна | Ольхов, Юрий Андреевич | Коновалов, Николай Тимофеевич

Structural changes in oak wood under the effect of ultrasound were studied by the method of thermomechanical spectroscopy. Molecular-relaxational characteristics of oak wood into axial and radial directions respectively to tree axis growth before and after the effect of ultrasound were examined. The reactions of structural block have been found to depend on spatial distribution of morphological elements of wood and theirs sizes with regard to the axis’s  of tree and under molecular structure of polymers. | Изменения в структуре древесины дуба под влиянием ультразвука изучались методом термомеханической спектрометрии. Установлены различия молекулярно-релаксационных характеристик древесины в аксиальном и радиальном направлениях относительно роста дерева до и после воздействия ультразвука. Реакция структурных блоков на действие ультразвука обусловлена пространственным расположением морфологических элементов древесины и их размерами относительно оси дерева и надмолекулярным строением составляющих их полимеров.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2014

Антонова, Галина Феодосиевна | Ольхов, Юрий Андреевич | Коновалов, Николай Тимофеевич

Изменения в структуре древесины дуба под влиянием ультразвука изучались методом термомеханической спектрометрии. Установлены различия молекулярно-релаксационных характеристик древесины в аксиальном и радиальном направлениях относительно роста дерева до и после воздействия ультразвука. Реакция структурных блоков на действие ультразвука обусловлена пространственным расположением морфологических элементов древесины и их размерами относительно оси дерева и надмолекулярным строением составляющих их полимеров. | Structural changes in oak wood under the effect of ultrasound were studied by the method of thermomechanical spectroscopy. Molecular-relaxational characteristics of oak wood into axial and radial directions respectively to tree axis growth before and after the effect of ultrasound were examined. The reactions of structural block have been found to depend on spatial distribution of morphological elements of wood and theirs sizes with regard to the axis’s  of tree and under molecular structure of polymers.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation