Выделение экстрактивных веществ водно-этанольными растворами из древесной зелени Pinus silvestris

Химия растительного сырья. 2003. №1. С. 61-63

УДК 634.32:664

ВЫДЕЛЕНИЕ ЭКСТРАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ВОДНО-ЭТАНОЛЬНЫМИ РАСТВОРАМИ ИЗ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ PINUS SILVESTRIS

© Е.В. Шанина , С.М. Репях

1 Сибирский государственный технологический университет, пр. Мира, 82, Красноярск, 660049 (Россия) e-mail: repyakh@sibstu.kts.ru

В работе исследовано влияние концентрации этилового спирта на выход экстрактивных веществ из древесной зелени Pinus silvestris. Изменение концентрации этилового спирта позволяет получить продукты разного состава.

Введение

Хвойные леса России, которые составляют примерно половину хвойных мировых запасов, активно используются лесоперерабатывающей промышленностью. Основные виды её многотоннажной продукции - деловая древесина и бумага. Сырьем для лесохимического комплекса служат древесные отходы, а также древесная зелень. Однако большая часть древесной зелени до настоящего времени не используется. В то же время эти отходы (хвоя, побеги) содержат ценнейшие органические соединения - экстрактивные вещества.

В состав экстрактивных веществ входит большое число соединений различных классов: алифатические углеводороды, спирты и кислоты, терпеновые соединения, стерины, полифенолы, танниды, полисахариды и т.д. [1]. Изучение процесса извлечения экстрактивных веществ из хвойной древесной зелени показало [2] перспективность применение для этой цели гидрофильных растворителей (низкомолекулярных спиртов), которые обеспечивают увеличение выхода суммарного экстракта в 4-6 раз по сравнению с используемыми в настоящее время гидрофобными экстрагентами (бензин, нефрас и др.) [3, 4].

Экспериментальная часть

Целью настоящей работы являлось определения влияния концентрации этилового спирта на выход экстрактивных веществ из древесной зелени сосны обыкновенной.

Материалом для исследования служила древесная зелень Pinus silvestris, заготовленная в октябре 2002 г. на территории Красноярского края [5].

В качестве экстрагента был использован этиловый спирт следующих концентраций: 80, 70, 45, 30%. Жидкостный модуль 20. Продолжительность исчерпывающей экстракции составляла пять часов. Содержание экстрактивных и воскообразных веществ определяли весовым методом по общепринятым методикам [6].

Обсуждение результатов

Суммарный выход экстрактивных веществ зависит как от концентрации растворителя, так и от продолжительности экстракции.

* Автор, с которым следует вести переписку.

62

Е.В. Шанина, С.М. Репях

Как видно из рисунка 1, максимальное количество экстрактивных веществ из древесной зелени (32,20%) извлекается 80% этиловым спиртом, а минимальный выход - при использовании этилового спирта 30% концентрацией (20,64%).

Дальнейшее снижение концентрации спирта проводить нецелесообразно, так как количество жирорастворимых веществ резко снижается, что ухудшает качество полученных экстрактов.

В экстрактах было определено содержание жиро- и водорастворимых компонентов. К жирорастворимым компонентам относятся такие ценные биологически активные вещества, как хлорофиллы, каротиноиды, жирорастворимые витамины (Е, К, Б), эфирные масла и т.д.

В настоящее время важность липидов приравнивается к важности белков, без которых не могут протекать процессы обмена веществ, строиться структурные элементы клетки.

Общее содержание жиро- и водорастворимых компонентов в спиртовых экстрактах представлено в таблицах 1, 2.

Как видно из таблицы 1, в 80% спиртовом экстракте на долю жирорастворимых компонентов приходится до 72,20% от экстрактивных веществ. С понижением концентрации спирта доля жирорастворимых компонентов уменьшается до 31,63%, в то время как доля водорастворимых компонентов увеличивается до 68,37% (табл. 2). Из водорастворимых веществ нами был изучен качественный и количественный состав углеводов, фенольных соединений, водорастворимых витаминов.

Результаты выделения воскообразных веществ при экстрагировании древесной зелени сосны обыкновенной водо-спиртовыми смесями приведены на рисунке 2.

Таблица 1. Содержание жирорастворимых компонентов в водно-спиртовых экстрактах сосны

обыкновенной

Концентрация спирта, % 1 ч 2 ч 3 ч 4 ч 5 ч

80 71,10 71,46 71,80 72,10 72,20

70 65,30 65,60 65,98 66,20 66,35

45 36,23 37,95 42,00 45,00 45,71

30 19,44 23,00 29,00 30,63 31,63

Таблица 2. Содержание суммы водорастворимых компонентов в водно-спиртовых экстрактах сосны обыкновенной

Концентрация спирта, % 1 ч 2 ч 3 ч 4 ч 5 ч

80 16,68 20,47 22,80 26,13 27,80

70 22,05 23,55 28,13 31,30 33,65

45 39,08 45,06 47,23 53,20 54,29

30 42,05 47,86 62,90 64,95 68,37

К «

£ И

о

и «

и 13 ч ^ ° 3

и

о

о

я

ч

о

й

т

Продолжительность экстракции, час

•80%

-70% А 45% X 30%

Продолжительность экстракции, час

-80%

-70%

-45%

-30%

Рис. 1. Динамика извлечения суммарных Рис. 2. Динамика извлечения воскообразных

экстрактивных веществ из древесной зелени сосны веществ из древесной зелени сосны обыкновенной

обыкновенной

Максимальное количество воскообразных веществ приходится на исчерпывающую экстракцию (5,73%). Как видно из рисунка 2, спирт 80% концентрации извлекает наибольшее количество воскообразных веществ (5,73%). Водно-спиртовой смесью 30% концентрации экстрагируется наименьшее количество воска (4,31%).

Выводы

Установлено, что при экстрагировании древесной зелени 80% водно-спиртовой смесью извлекается до 32,20% экстрактивных веществ. Экстракты данной концентрации содержат наибольшее количество жирорастворимых компонентов (72,20% от экстрактивных веществ). С уменьшением концентрации спирта увеличивается доля водорастворимых компонентов.

Таким образом, варьирование концентрации спирта позволяет получать продукты разного состава и различного биологического спектра действия.

Список литературы

1. Черненко Г.Ф., Шмидт Э.Н. Экстрактивные вещества коры некоторых видов хвойных семейства Ртасеае: выделение, состав, применение // Химия в интересах устойчивого развития. 1997. Т. 5. №1. С. 95.

2. Васильев С.Н., Рощин В.И., Абиев Р.Ш. и др. Исследование кинетических закономерностей процесса извлечения биологически активных веществ из древесной зелени // Лесной журнал. 1995. №5-6. С. 44-47.

3. Васильев С.Н., Рощин В.И., Костенко Л.Ю. Определение оптимальных параметров экстракционного процесса разделения экстрактивных веществ древесной зелени // Лесной журнал. 1997. №6. С. 93-98.

4. Кусков В.П. Исследования соединения спирторастворимых веществ в древесной зелени ели сибирской и сосны обыкновенной // Химико-лесной комплекс - проблемы и решения: Сб. статей научно-практической конференции. Красноярск, 2001. С. 316-317.

5. Левин Э.Д., Рубчевская Л.П. О представительности проб при изучении химического состава древесины // Химия древесины. 1980. №4. С. 93-97.

6. Плешков Б.П. Практикум по биохимии растений. М., 1985. 255 с.

7. Оболенская А.В, Ельницкая З.П., Лионович А. А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. М., 1991. 320 с.

Поступило в редакцию 29 мая 2003 г.