CC BY
11CHEMICAL SCIENCES
CHEMICAL COMPOSITION OF MARGILANE SILK
Ibragimov A.
Doctor of Chemistry, professor, Department of chemistry, Fergana State University,
Uzbekistan, Fergana Amirova T.
Doctoral student, Department of chemistry, Fergana State University,
Uzbekistan, Fergana, Ibrokhimov A.
Student, Fergana State University, Uzbekistan, Fergana ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МАРГИЛАНСКОГО ШЁЛКА
Ибрагимов А.А.
д-р хим. наук, профессор кафедры химии Ферганского государственного университета,
Узбекистан, г. Фергана Амирова Т.Ш.
Докторант кафедры химии Ферганского государственного университета,
Узбекистан, г. Фергана Иброхимов А. А.
студент Ферганского государственного университета,
Узбекистан, г. Фергана
Abstract
The article presents the results of experimental determination of the chemical composition of silk yarn obtained from silkworm cocoons and used to obtain national fabrics. As a result of physical and chemical analysis, the ash content and the percentage of nitrogen and protein were determined. The elemental composition was determined on an ICP-MS AT 7500 instrument. The amounts of elements in silk yarn and mulberry tree are compared.
Аннотация
В статье приведены результаты экспериментального определения химического состава шёлковой пряжи, получаемой из коконов тутового шелкопряда и используемой для получения национальных тканей. В результате физико-химического анализа определена зольность и процентное содержание азота и белка. Элементный состав определяли на приборе ICP-MS AT 7500. Сравнены количества элементов в шёлковой пряже и тутовом дереве.
Keywords: silk, ash content, nitrogen, total protein, macro- and microelements, inductively coupled plasma mass spectrometer.
Ключевые слова: шёлк, зольность, азот, суммарный белок, макро- и микроэлементы, масс-спектрометр с индукционно-связанной плазмой.
Узбекистан является одним из крупных производителей шёлка. По объёму производства идёт вслед за Китаем и Индией. Специализируется главным образом на производстве национальных тканей атлас, адрас. бекасам. Ранее нами изучены некоторые физико-химические свойства этих и других тканей [1], а также окрашивание шёлковой пряжи растительными красителями [2].
Натуральный шёлк состоит из белка фиброина (70—80%), белкового клея серицина (20—30%), восков, жиров (1—1,5%), минеральных веществ (1—1,5%). Шёлк широко распространён. Обладает высокой прочностью. Прочность шелковой нити равна прочности стальной проволоки того же диаметра. Средняя длина нити достигает 600-1500 м, Толщина нити имеет поперечник, равный в среднем 10.. .16 мкм, а коконная нить —20...32 мкм[3]. По
внешнему виду волокна пряжи белые, слегка кремовые, гладкие, длинные, тонкие.
Шёлковая ткань относится к натуральным растительным тканям. Она отличается высокой гигроскопичностью, воздухопроницаемостью, долговечностью, терморегуляцией, износостойкостью. В то же время, у этой ткани имеются и недостатки. Он не выносит яркого солнца, а при намокании образует на поверхности непривлекательные разводы. С целью уменьшения указанных недостатков, а также удешевления продукции, разработан ассортимент смешанных тканей на основе шёлка. Такие полотна тоже красивы, но уникальностью свойств уже не обладают. Ниже перечислены некоторые ткани, состоящие на 100% из натурального шёлка: Атлас имеет блестящую лицевую поверхность и матовую изнанку. Отлично драпируется, ниспадая тяжелыми мягкими складками. Из него шьют нарядные
аликвоту, в зависимости от предполагаемого содержания белка. Растворы колориметрировали на электро-фотоколориметре КФК-3 [4].
Определение минерального состава. Эксперимент проводили на масс-спектрометре с индукци-онно-связанной плазмой марки ICP-MS AT 7500. Анализ проводили с двукратным повторением. В термостойкие колбочки отбирали навески золы массой по 0,1г., приливали по 30 мл концентрированной азотной кислоты и разлагали при кипячении на плитке в течении 30 мин до получения прозрачного раствора. Затем полученные растворы фильтровали в мерные колбы объемом 100 мл, доводили дистиллированной водой до метки. Подготовленные таким образом пробы анализировали в режиме полуколичественного анализа «Semiguant». Параметры прибора: мощность плазмы 1200 Вт, время интегрирования 0,1 сек. Калибровка прибора и количественный расчет проводились на основании мульти-элементного калибровочного стандарта фирмы "Agilent Technologist", 22 элемента [5,6,7].
Обсуждение результатов. Результаты физико-химического анализа шёлка приведены ниже.
Зольность, % Азот, % Белок, %
0,75 13,2 82,5
Полученные данные хорошо коррелируют с аналогичными величинами для образцов шёлка из других регионов [3].
В таблице 1 приведены результаты количественного определения 26 элементов. Порядок расположения по возрастанию массы.
Таблица 1.
Минеральный состав шёлковой пряжи, мкг/г_
№ п/п* Название элементов Количество элемента № п/п* Название элементов Количество элемента
1(11) Na 1,45 14(28) Ni 0,0138
2(12) Mg 0,35 15(29) Cu 0,0276
3(13) Al 0,073 16(30) Zn 0,0096
4(15) P 3,35 17(33) As 0,0011
5(16) S 0,195 18(34) Se 0,0590
6(19) K 0,187 19(42) Mo 0,0028
7(20) Ca 1,043 20(50) Sn 0,216
8(22) Ti 0,022 21(51) Sb 0,00043
9(23) V 0,00049 22(53) J 0,0092
10(24) Cr 0,0256 23(56) Ba 0,00787
11(25) Mn 0,0055 24(80) Hg 0,001142
12(26) Fe 0,512 25(82) Pb 0,0019
13(27) Co 0,00036 26(83) Bi 0,0003
платья, отделывают смокинги. Узбекский национальный атлас имеет характерную яркую окраску, состоящую из неравномерных красных, жёлтых, зелёных полос в определённой последовательности; крепдешин - тонкое шелковое полотно с немного шершавой поверхностью и слабым блеском, из которого шьют платья и блузы; парча - тяжелый материал с вытканными золотыми или серебряными нитями узорами.
Нами изучены образцы пряжи и тканей, представленной Маргеланской фабрикой по производству атласа, Ферганской области Узбекистана.
Экспериментальная часть. Определение зольности. Анализ проводили рекомендованным методом [4] в двукратной повторности. В работе использованы аналитические весы, муфельная печь, эксикатор. Определение зольности проводили путем сжигания навески в муфеле при температуре 6008000 С в течение 2-3 часов до исчезновения в золе органических веществ, в виде черных частиц.
Количественное определение белка. Определение содержания белка в шёлковой ткани проводили стандартным методом [4]. Из полученного го-могената отбирали аликвотную часть в термостойкую колбу, добавляли концентрированную серную кислоту; после термической обработки и охлаждения переносили в мерную колбу вместимостью 50 мл. Из мерной колбы, после минерализации, для определения содержания белка по азоту, отбирали
*В скобках - порядковый номер элемента в таблице Менделеева.
Анализ полученных данных по элементам, приведённым в таблице 1 и на диаграммах (Рис. 1,2) показывает, что в наибольшем количестве содержатся фосфор, натрий, кальций, железо, магний. Среди микроэлементов (Рис.2) преобладают алюминий, селен, медь, титан, марганец, молибден. Все эти элементы в очень незначительных количествах.
Поскольку гусеницы тутового шелкопряда питаются тутовником, интересно сравнить количественное содержание основных элементов в пряже и шёлковице [8]: № 160мкг/г, К 3500мкг/г, Са 240мкг/г, Mg 510мкг/г. Очевидно, что натрия, магния, кальция в сотни раз, а калия в десятки тысяч раз больше содержится в растении.
Рис. 1. Диаграмма содержания макроэлементов в шёлковой пряже.
Микроэлементы Ba
Рис.2. Диаграммы содержания микроэлементов в шёлковой пряже.
Таким образом, впервые детально изучен элементный состав Маргиланских образцов шёлка. Для этого использован метод масс-спектрометрии с индукционно-связанной плазмой на приборе 1СР-МS АТ 7500. Определено количественное содержание 26 элементов. Показана естественная тенденция уменьшения количества элемента с возрастанием его массы. Установлено, что в тутовом дереве, которое является пищевым источником шелкопряда, в сотни и десятки тысяч раз больше содержится макроэлементов, чем в шёлковом волокне.
References
1. A.A.Ibragimov, T. Sh.Amirova, A.A.Ib-rokhimov. Certification and classification of tissues based on their biological properties and chemical composition. Universum: Chemistry and biology: Sci. Jom. 2020. № 10(76), oktober, p.10-14.
2. T.Amirova, A.Ibragimov, O.Nazarov. Coloring Natural Silk with Natural Dyes Obtained from Plants. Annals of the Romanian Society for Cell Biology, 2021, 7089-7093. Retrieved from https: //www.annalsofrscb. ro/index. Php /journal/ arti-cle/view/2225.
3. R.Yu.Milusheva, O.B. Avazova, S.Sh.Ra-shidova. Protein from pupae of the silkworm Bombix mori L. Tashkent, Fan, 2020, 216p. [Published in Russian]
4. Ermakov A.I., Arasimovich V.V. 1982. In the book: Methods of biochemical research of plants M. p. 430. [Published in Russian]
5. Smirnova E.V., Zarubina O.V. Determination of macro- and microelements in biological standard samples of plant and animal origin by inductively coupled plasma mass spectrometry // modern methods of analysis of substances and materials: mass spectrometry. Standard samples No. 3, 2014, pp. 45-57. [Published in Russian]
6. 6. Muzgin V.N., Emelyanova N.N., Pupyshev A.A. Inductively coupled plasma mass spectrometry - a
new method in analytical chemistry // Analytics and Control. 1998. No. 3-4. S. 3-25.
7. P. Masson , T. Dalix& S. Bussière Determination of Major and Trace Elementsin Plant Samples by Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry // Communications in Soil Science and Plant Analysis. To cite this article: P. Masson , T. Dalix& S. Bussière (2010) Determination of Major and Trace Elements in Plant Samples by Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry, Communications in Soil Science and Plant Analysis, 41:3, 231-243, DOI: 10.1080/00103620903460757To link to this article: https://doi.org/10.1080/0010362090346075
8. https://sostavproduktov.ru/produkt/shelkovica -poleznye-svoystva.
