Изучение сезонной динамики накопления экстрактивных веществ коры тополя и получение на их основе экстрактов

Проведенное исследование позволило получить предпосылки к созданию механизированной технологии извлечения перги из сотов. В частности установлено, что диаметр отверстий решет, предназначенных для отделения перги из измельченной воско-перговой массы сотов, должен быть не больше 5 мм. Полученные результаты позволяют по массе соторамки оценивать примерное количество содержащейся в ней перги и воска.

Литература

1. Сокольский С.С., Кривцов Н.И., Лебедев В.И. Научно обоснованная технология производства продуктов пчеловодства. - Краснодар: Агропромполографист, 2000. - 317с.

2. Некрашевич В.Ф., Кирьянов Ю.Н. Механизация пчеловодства: учеб. пособие. - Рязань: Изд-во Рязан. ГАТА 2005. - 290 с.

3. Гиничшулин М.Г. Теоретические и практические аспекты технологии комплексного использования медоносных пчел: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. - Дивово, 1999.

4. ТУ 10 РСФСР 505-92. Перга сушеная. Технические условия. - М., 1992. - 17 с.

5. Ларин А.В. Технология извлечения перги из пчелиных сотов с разработкой установки для их скарификации: дис. ... канд. техн. наук. - Рязань, 2007. - С 41-55.

УДК 630.0.866 С.В. Соболева, Л.И. Ченцова

ИЗУЧЕНИЕ СЕЗОННОЙ ДИНАМИКИ НАКОПЛЕНИЯ ЭКСТРАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ КОРЫ ТОПОЛЯ

И ПОЛУЧЕНИЕ НА ИХ ОСНОВЕ ЭКСТРАКТОВ

В статье показаны исследования сезонной динамики накопления экстрактивных веществ в коре тополя бальзамического и возможность получения водных и спиртовых экстрактов, содержащих биологически активные компоненты.

Ключевые слова: кора, тополь, экстракция, вода, этанол, технология, экстракты, экстрактивные вещества.

S.V. Soboleva, L.I. Chentsova

RESEARCH OF SEASONAL DYNAMICS OF THE POPLAR BARK EXTRACTIVE SUBSTANCE ACCUMULATION AND EXTRACT PRODUCTION ON THEIR BASIS

Research of seasonal dynamics of the extractive substance accumulation in the balsam poplar bark and possibility of the water and spirit extracts production containing biologically active components are shown in the article.

Key words: bark, poplar, extraction, water, ethanol, technology, extracts, extractive substances.

Введение

В процессе своего развития любое растение накапливает и расходует биологически активные вещества, необходимые для успешного роста и функционирования отдельных органов. Уникальным видом в этом отношении является семейство ивовых рода Populus как источник веществ, обладающих биологически активными и противовоспалительными свойствами. Наличие в них таких веществ, как хлорофиллы, смоляные кислоты, терпеноиды, фосфолипиды, гликолипиды, полифенольные соединения дает возможность использовать их в различных отраслях промышленности.

Интерес к тополю объясняется его биологическими особенностями и быстротой роста. Тополь представляет интерес для целлюлозной, гидролизной и лесохимической промышленности как быстро восстанавливающийся источник древесного сырья. Тополевые насаждения могут накапливать запасы древесины в 46 раз быстрее, чем ель, сосна или дуб [1]. В суровых климатических условиях Урала и Западной Сибири хорошо акклиматизировался и получил широкое распространение тополь бальзамический. В 20-летних лесных полосах он достигает высоты 21-25 м и диаметра ствола от 35 до 45 см [2].

Целью данной работы является изучение сезонной динамики изменения экстрактивных веществ коры тополя, определения их состава и периода заготовки сырья для максимального извлечения биологически активных веществ из коры тополя и рекомендаций по технологии переработки коры тополя.

Материалы и методы исследований

В качестве объекта исследования был выбран вид тополя Populus Balsam^fera. Отбор проводили с деревьев 20-летнего возраста в первой декаде каждого месяца с одного и того же дерева, на высоте 1,5 м от земли в трех промышленных районах г. Красноярска (Ленинский, Кировский, Свердловский), и за городом в районе заповедника «Столбы». Исходное сырье измельчалось на лабораторном измельчителе шнекового типа и методом квартования отбиралась средняя проба с размером частиц до 3 мм. Анализ пробы проводили в течение трех дней с момента заготовки. Все расчеты делали на абсолютно сухое сырье (а.с.с.). Для наиболее полного выделения экстрактивных веществ из коры тополя (водо- и органорастворимых) использовали последовательную экстракцию следующими растворителями: 96 % этиловый спирт, горячая вода. Этиловый спирт (как экстрагент) имеет относительно низкую температуру кипения, является достаточно хорошим консервантом и экологически безопасен. Это позволяет использовать полученные на его основе препараты как в парфюмерно-косметической промышленности, так и в медицине.

Исходя из экспериментальных данных, было выбрано соотношение сухого сырья к экстрагенту 1:20, позволяющее обеспечить высокую скорость процесса экстракции и его экономическую целесообразность. Процесс экстракции осуществляли при атмосферном давлении в аппарате Сокслета в течение 5 ч. Содержание экстрактивных веществ и суммарных липидов в экстрактах определялось по общепринятым методикам [3]. Содержание флавоноидов определялось спектрофотометрическим методом на спектрофотометре СФ-26 в пересчете на дигидрокверцетин по методике В.Б. Браславского и В.А Куркина [4].

Результаты исследований и обсуждение

Установлено, что количество суммарных экстрактивных веществ коры тополя, переходящих в спиртовой экстракт, в течение годового цикла стабильно высокое. Наибольшее содержание экстрактивных веществ в коре тополя (более 40 % от а.с.с.) отмечено в марте. Характер динамики накопления экстрактивных веществ сопоставим во всех районах, наибольшее их количество наблюдается в районе заповедника «Столбы» (рис. 1).

50

ч 45

еЗ

февраль март апрель май июнь июль август сентябрь октябрь ноябрь

Рис. 1. Динамика накопления суммы экстрактивных веществ в коре тополя бальзамического

Из экспериментальных данных следует, что количественное содержание экстрактивных веществ зависит не только от периода развития тополя бальзамического, но и от района произрастания. Пробы, отобранные в промышленных районах г. Красноярска (Ленинский, Кировский, Свердловский), имеют наименьшее содержание экстрактивных веществ по сравнению с фоном (район заповедника «Столбы»). В промыш-

155

ленных районах г. Красноярска количество суммарных экстрактивных веществ во все месяцы годового цикла ниже фоновых на 4-5%. По-видимому, это связано с антропогенным накоплением вредных веществ в атмосфере районов города и защитными свойствами коры.

Сезонная динамика изменения влажности коры тополя показала, что наименьшее содержание влаги в коре тополя наблюдается в зимний период (ноябрь-февраль), наибольшее - в мае и сентябре (табл. 1). Район произрастания дерева в меньшей степени влияет на варьирование изменения влажности в коре тополя.

Таблица 1

Сезонная динамика изменения влажности коры тополя

Район отбора проб Месяц

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12

Заповедник «Столбы» 4,1 5,6 7,2 12,1 20,3 12,3 8,1 13,1 18,4 8,5 5,1 4,5

Свердловский 5,6 6,3 8,3 13,1 20,9 13,9 10,1 14,5 19,5 11,1 6,2 3,9

Кировский 6,2 7,3 9,1 12,9 21,8 15,6 11,3 14,9 20,2 13,3 7,4 5,2

Ленинский 7,4 8,8 10,3 13,8 21,1 16,1 10,8 15,4 20,6 12,9 5,9 4,7

По данным таблицы 1 можно сделать вывод о влиянии сезона отбора проб на изменение влажности коры, наименьшее содержание влаги в коре тополя наблюдается в зимний период (ноябрь-февраль). Район произрастания дерева в меньшей степени влияет на изменения влажности коры тополя, в большей степени влияют сезонные изменения. Изучался химический состав коры тополя бальзамического, отобранного в марте в районе заповедника «Столбы», и так как в этот период наблюдается максимальное содержание экстрактивных веществ. Экспериментальные данные по химическому составу коры тополя приведены в таблице 2.

Таблица 2

Химический состав коры тополя бальзамического

Компонент Содержание, % от а.с.с.

Зольные вещества 5,9

Вещества:

экстрагируемые спиртом 26,1

экстрагируемые водой 18,6

Полисахариды:

легкогидролизуемые 5,7

трудногидролизуемые 23,5

Лигноподобные вещества 20,2

Содержание спирторастворимых веществ в общей доле экстрактивных веществ составляет 26,1, водорастворимых - 18,6 %. В водорастворимых веществах коры тополя бальзамического обнаружены (от массы сухих веществ экстракта), % : редуцирующие вещества - 30; танниды - 42; минеральные вещества - 5.

Исследования спиртовых экстрактов коры тополя показали, что в коре тополя в течение годового цикла присутствуют (от массы сухих веществ экстракта), % : нейтральные липиды - 4,4 (ноябрь), 6,4 (март); гликолипиды - 7,6 (ноябрь), 10,6 (март); фосфолипиды - 1,9 (ноябрь), 9,5 (март). Суммарное содержание хлорофиллов а и б в спиртовом экстракте коры тополя бальзамического изменяется, мг %, от 7,5 (ноябрь) до 13,1 (март), количество каротиноидов колеблется в пределах, мг %, от 0,06 (ноябрь) до 0,1 (март). Было определено качественное присутствие флавоноидов в этанольных экстрактах коры тополя, количественное содержание и компонентный состав на данном этапе установить не удалось, они будут представлены в дальнейших работах.

Согласно литературным данным [5,7], спиртовые экстракты коры и почек тополя обладают ярко выраженными бактерицидными свойствами и могут быть использованы для лечения ревматизма, бронхитов в качестве ранозаживляющих и противовоспалительных средств, водные экстракты - в качестве дубителей кожи и красителей [6]. По результатам проведенных исследований разработана принципиальная технологическая схема получения спиртовых и водных экстрактов из коры тополя (рис. 2).

Рис. 2. Технологическая схема получения спиртового и водного экстракта из коры тополя:

1 - экстрактор; 2 - бункерные весы для коры; 3 - емкость этанола; 4 - емкость воды; 5 - емкость экстракта; 6, 13, 17 - насос; 7 - перегонный куб; 8 - отстойник; 9 - центрифуга; 10 - сборник воска;

11 - холодильник-конденсатор; 12 - сборник этанола; 14 - сборник спиртового экстракта;

15 - холодильник; 16 - сборник водного экстракта

Измельченная кора тополя из бункерных весов 2 загружается в экстрактор 1 с тепловой рубашкой. Из сборника этанола 3 дозируется 96 % этиловый спирт. После герметизации крышки экстрактора в рубашку подается пар, экстракция ведется при температуре кипения в течение 5 ч. Полученный экстракт сливается в сборник 5 и насосом 6 подается в испаритель 7, где происходит отгонка паров этанола. Пары поступают в холодильник-конденсатор 11, этиловый спирт насосом 13 возвращается в сборник этанола 3. Экстракт собирается в отстойнике 8, где после охлаждения выпадают воскообразные вещества, для лучшего их отделения экстракт центрифугируют в центрифуге 9. Воск собирается отдельно в сборник 10 и поступает на упаковку, а готовый экстракт сливается в сборник 14. После спиртовой экстракции в экстрактор 1 подается вода из емкости 4. Водная экстракция ведется при температуре 95 °С в течение 3 ч. Полученный водный экстракт, содержащий танниды, сливается в емкость 5, затем насосом 7 подается в охлаждаемый водой холодильник. Готовый водный экстракт сливается в сборник 16.

Выводы

В процессе исследований выяснили, что для получения экстрактов из коры тополя целесообразно заготавливать кору в марте, так как в этот период в ней содержится максимальное количество экстрактивных веществ. Для наиболее полного извлечения суммарных экстрактивных веществ коры тополя лучше использовать последовательную экстракцию 96 % этанол - вода. При такой экстракции выход веществ, экстрагируемых спиртом, составляет 26,1 %, водой - 18,6 % на а.с.с. Продолжительность экстракции не должна превышать 5 ч, даль-

нейшее увеличение времени процесса экстракции не приводит к увеличению выхода экстрактивных веществ. По

результатам исследований предложена технологическая схема экстракции коры тополя.

Литература

1. Биологический энциклопедический словарь / под ред. М.С. Гилярова. - М.: Большая рос. энцикл., 1995. - 864 с.

2. Багрова Р.Х., Балакина Г.П., Козлов В.Н. О химическом составе древесины тополя бальзамического на Урале // Лесн. журн. - 1962. - № 3. - 155 с.

3. Рязанова Т.В., Чупрова Н.А., Исаева Е.В. Химия древесины. - Красноярск, 1996. - 358 с.

4. Браславский, В.Б., Куркина. В.А. Жданов, И.В. Антимикробная активность экстрактов и эфирных масел почек некоторых видов Populus // Раст. ресурсы. - 1991. - Т. 27. - Вып.2. - С. 77-78.

5. Куркин В.А., Браславский В.Б., Жданов И.В. Перспективы создания лекарственных препаратов на основе тополя // Реализация научных достижений в практической фармации: ст. науч. конф. - Харьков, 1991. -190 с.

6. Ченцова Л.И., Шайхутдинова М.Н., Борисова Т.В. Переработка древесной зелени хвойных с получением экстрактов, обогащенных биологически активными веществами // Переработка растительного сырья и утилизация отходов: сб. науч. тр. - Красноярск, 1994. - Вып. 1. - С.139-143.

7. Лечебно-профилактическая продукция фирмы «Фитолон» на основе растительного сырья / В.Б. Некрасова [и др.] // Изучение и применение лечебно-профилактических препаратов на основе природных биологически активных веществ: сб. науч. тр. - СПб.: Эскулап, 2000. - С. 88-91.

УДК 664.6/7 Н.Н. Типсина, Е.Я. Мучкина, Е.А. Струпан, Т.В. Коршунова

ИССЛЕДОВАНИЕ ПИЩЕВОЙ ЦЕННОСТИ ПОРОШКА ЧЕРНИКИ ОБЫКНОВЕННОЙ

Определено содержание компонентов углеводного комплекса и органических кислот в порошке черники обыкновенной, проведена сравнительная характеристика его с углеводным составом пшеничной муки, являющейся основным рецептурным компонентом изделий из теста.

Исследованы сроки хранения черничного порошка.

Ключевые слова: черника, порошок, пшеничная мука, углеводный комплекс, органические кислоты, срок хранения.

N.N. Tipsina, Ye.Ya. Muchkina, Ye.A. Strupan, T.V. Korshunova FOOD VALUE RESEARCH OF THE ORDINARY BILBERRY POWDER

Availability of the carbohydrate complex components and organic acids in the ordinary bilberry powder is defined, its comparative characteristics with a carbohydrate structure of wheat flour which is the basic prescribed component of the products from dough is conducted.

Bilberry powder storage period is researched.

Keywords: bilberry, powder, wheat flour, carbohydrate complex, organic acids, storage period.

В последние годы появились новые виды кондитерских и хлебобулочных изделий с наполнителями растительного происхождения. Перспективным сырьем в этом плане являются дикорастущие ягоды, овощи, биологически активные вещества из растительного сырья, произрастающего на территории Западной и Восточной Сибири [1-4]. Использование наполнителей растительного происхождения способствует повышению биологической ценности изделий, снижению калорийности, расширению ассортимента.

В пищевой промышленности разработаны технологии получения сухих порошков, обладающих анти-оксидантными свойствами [5-9].

Использование порошка из черники обыкновенной для хлебобулочных и мучных кондитерских изделий приводит к изменению структурно-механических свойств теста и повышению биологической ценности