CC BY
44Решетневские чтения. 2017
УДК 665.5.06:582.475
ЭКСТРАКЦИЯ КОРЫ ХВОЙНЫХ МОНОЭТАНОЛАМИНОМ
О. Н. Еременко1, Т. В. Рязанова1, С. Р. Лоскутов2, Е. И. Дубко1
1 Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
2Красноярский научный центр СО РАН, обособленное подразделение «Институт леса имени В. Н. Сукачева» СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/28 Е-mail: [email protected]
Предложен новый способ экстрагирования коры лиственницы с использованием моноэтаноламина в качестве добавки к основному экстрагенту - воде. Установлено влияние концентрации моноэтаноламина и жидкостного модуля на выход экстрактивных веществ и содержание флавоноидов. Показано, что предлагаемый способ обеспечивает более высокий выход экстрактивных веществ, чем традиционные методы экстракции данного сырья.
Ключевые слова: кора лиственницы, танниды, моноэтаноламин, экстрактивные вещества, флавоноиды.
EXTRACTING THE CONIFER BARK WITH MONOETHANOLAMINE
O. N. Eremenko1, T. V. Ryazanova1, S. R. Loskutov2, E. I. Dubko1
1Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
2Krasnoyarsk Science Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Sukachev Institute of Forest SB RAS 50/28, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation Е-mail: [email protected]
The research proposes a method of larch bark extraction with monoethanolamine as a supplement to major extragent - water. It determines the iimpact of both monoethanolamine concentration and the liquid module on the yield of extractive substances and amounts of flavonoids. It is shown that the method proposed provides higher yield of extractives than traditional methods of this type of material extraction.
Keywords: larch bark, tannides, monoethanolamine, extractive substances, flavonoids.
Лиственница является одной из основных лесооб-разующих хвойных пород Сибири, которая заготавливается и перерабатывается в промышленном масштабе. Одним из отходов переработки являются отходы окорки древесины, объем которых составляет миллионы тонн. Лишь небольшая часть (не более 10 % от общего объема) нашла промышленное использование, в основном для получения дубильного экстракта. В Красноярском крае в больших объемах заготавливается также сосна обыкновенная и пихта сибирская, кору которых можно рассматривать как перспективный источник сырья для дубильно-экстрактовой промышленности. В настоящее время лиственничный дубильный экстракт получают экстракцией коры горячей водой. Этим методом экстрагируется только 5-7 % таннидов из 9-17 %, содержащихся в коре. Одним из путей повышения эффективности процесса экстрагирования является поиск новых экстрагентов, обеспечивающих высокую степень извлечения целевых продуктов.
В СибГУ им. М. Ф. Решетнева на кафедре химической технологии древесины и биотехнологии был разработан способ переработки коры лиственницы
с использованием спирто- и водно-щелочных растворов [1; 2], позволяющий увеличить выход таннидов в 2-2,5 раза. Анализ литературных данных показал, что более высокого выхода экстрактивных веществ с повышенной долей соединений фенольной природы можно достичь, используя органический растворитель - амфолит в качестве добавки к основному экстраген-ту - воде [3]. Таким растворителем может стать моно-этаноамин (МЭА). Он, как типичный амфолит, способствует переходу в жидкую фазу веществ различной природы, предотвращая окислительные процессы и конденсацию полифенольных соединений и обеспечивая сохранность углеводного комплекса [4-6].
С целью подтверждения возможности использования МЭА в качестве добавки к традиционному экст-рагенту были проведены экспериментальные исследования. Объектом исследования служили отходы окорки лиственницы. Экстрагированию подвергались воздушно-сухие образцы измельченной коры фракции 0,5-1 мм. Известно, что на эффективность процесса экстракции существенное влияние оказывают: природа и концентрация экстрагента, температура, продолжительность процесса и жидкостный модуль. На ос-
Комплексная переработка возобновляемого сырья
новании ранее проведенных исследований температура и продолжительность были застабилизированы на следующем уровне: температура - 80 °С, продолжительность -5 ч. Концентрация моноэтаноламина в воде варьировалась от 0,5-5 %, жидкостный модуль -от 6 до 14.
Результаты исследований показали, что с увеличением концентрации МЭА и жидкостного модуля выход экстрактивных веществ повышается. При этом при концентрации МЭА в воде 0,5 %, независимо от величины жидкостного модуля, выход экстрактивных веществ, в среднем, не превышает 15 %. При концентрации МЭА 2,5-5 % и гидромодуле 10-14 выход экстрактивных веществ увеличивается до 40 %, где на долю таннидов приходится около 50 %. Это практически в 1,5-2 раза больше, чем в других вариантах извлечения экстрактивных веществ.
Следует отметить, что величины жидкостного модуля и концентрации МЭА в экстрагенте оказывают существенное влияние и на извлечение флавоноидов. Так, при концентрации МЭА 5 % и независимо от величины жидкостного модуля их содержание в экстракте составляет менее 1 %. При увеличении концет-рации МЭА в воде до 5 % и гидромодуле 14 содержание флавоноидов в полученном экстракте повышается до 18 %.
Фенольную природу МЭА-экстрактов также подтверждают результаты ВЭЖХ, УФ- и ИК-спектро-скопии.
Таким образом, из полученных результатов следует, что использование моноэтаноламина в качестве добавки к основному экстрагенту позволяет извлекать из коры хвойных, на примере коры лиственницы, до 50 % веществ фенольной природы, что делает полученные экстракты перспективными для дальнейшей переработки.
Библиографические ссылки
1. Еременко О. Н., Мишура П. В., Рязанова Т. В. Получение и облагораживание экстрактов из коры хвойных // Хвойные бореальной зоны. Красноярск : СибГТУ, 2015. Т. ХХХШ, № 5-6. С. 291-295.
2. Совершенствование производства дубильных экстрактов из коры хвойных с использованием щелочных экстрагентов / О. Н. Еременко, П. В. Мишура,
Т. В. Рязанова и др. // Вестник КрасГАУ. Красноярск, 2015. Вып. 2. С. 90-95.
3. Пермякова Г. В., Лоскутов С. Р., Семенович А. В. Экстракция коры хвойных водой с добавлением мо-ноэтаноамина // Химия растительного сырья. 2008. № 1. С. 37-40.
4. Влияние добавок моноэтаноламина на экстракцию коры Larix sibirica Lеdeb / С. Р. Лоскутов, Г. В. Пермяко-ва, А. А. Анискина и др. // Растительные ресурсы. 1997. Т. 33, №2. С. 74-78.
5. Московцев Н. Г., Чупка Э. И. Влияние моноэтаноламина и антрахинона на процесс щелочной варки древесины сосны // Химия древесины. 1981. № 3. С. 31-33.
6. Чуйко Г. В., Чупка Э. И., Никитин В. М. Влияние моноэтаноламина на делигнификацию древесины // Химия и использование лигнина. Рига, 1974. С. 289-293.
References
1. Eremenko O. N., Mishura P. V., Ryazanova T. V. [Receiving and upgradung of extracts from bark coniferous] // Khvoinie boreal 'noi zony. 2015. Vol. XXXIII, № 5-6. P. 291-295. (In Russ.)
2. Eremenko O. N., Mishura P. V., Ryazanova T. V., Tok M. V. [Improvement of production of tannic extracts from bark coniferous with use of alkaline extragent] // VestnikKrasGAU. 2015. Vol. 2. P. 90-95.
3. Permyakova G. V., Loskutov S. R., Semeno-vich A. V. [Extraction of bark coniferous with water with addition of monoetanoamin] // Khimija rastitelnogo sir'ya. 2008. No. 1. P. 37-40.
4. Loskutov S. R., Permyakova G. V., Aniskina A. A. [Influence of additives of monoethanol amine on extraction of Larix sibirica Ledeb bark] // Rastitel'nije resursy. 1997. Vol. 33, No. 2. P. 74-78.
5. Moskovtsev N. G., Chupka E. I. [Influence of monoethanol amine and anthraquinone on process of alkaline treatment of wood of a pine] // Khimija drevesiny. 1981. No. 3. P. 31-33.
6. Chuyko G. V., Chupka E. I., Nikitin V. M. [Influence of monoethanol amine on a wood delignification] // Khimija i ispolzovanie lignina. 1974. P. 289-293.
© Еременко О. Н., Рязанова Т. В., Лоскутов С. Р.,
Дубко Е. И., 2017
