CC BY
17INVESTIGATION OF THE RESULTS OF CLEANING THE SOLUTION FROM METALS AT DIFFERENT PHYSICAL AND CHEMICAL PARAMETERS
The article presents the results of a study of the dependence of the degree of purification of iron, zinc and copper on the physico-chemical parameters using various reagents. The changes in the physico-chemical parameters from the pH medium depending on the reagent consumption are studied
Keywords: waste water, degree of purification, chemical reagents, pH media, salinity, TDS, specific electrical conductivity. Cведения об авторах:
Бокизода Домулло Зафаржон - соискатель Горно-металлургического института Таджикистана. Адрес: 735 730, Таджикистан, г. Бустон, ул. А. Баротова 6. Тел.: (+992)927053000, Е-mail: boqiev.domullo@mail.ru Кобулиев Зайналобудин Валиевич - доктор технических наук, член-корр. НАНТ, заведующий лабораторией «Водные ресурсы и гидрофизические процессы» Института водных проблем, гидроэнергетики и экологии. Адрес: 734042, Таджикистан, г. Душанбе, ул. Айни 14а. Тел.: 2222321, 2222320, Е-mail: kobuliev@mail. ru
Ходжиев Саидмукбил Косимович - кандидат технических наук, заведующий лабораторией анализа воды Горно-металлургического института Таджикистана. Адрес: 735 730, Таджикистан, г. Бустон, ул. А. Баротова 6. Тел.: (+992) 927320841, Е-mail: saidmukbil@mail.ru About the authors:
Boqizoda Domullo Zafarjon - applicant for the Mining and Metallurgical Institute of Tajikistan. Address: 735 730, Republic of Tajikistan, Buston city, St. A. Barotova 6. Tel.: (+992) 927053000, Е-mail: boqiev.domullo@mail.ru
Kobuliev Zainalobudin Valievich - doctor of technical sciences, corresponding member of National Academy of sciences of Tajikistan, head of the laboratory "Water resources and hydrophysical processes" of the Institute of water problems, hydropower and ecology. Address: 734042, Republic of Tajikistan, Dushanbe city, Ayni 14a str. Те1: 2222321, 2222320, Е-mail: kobuliev@mail.ru
Hojiev Saidmukbil Kosimovich - candidate of technical sciences, head of the laboratory water analysis Mining - metallurgical Institute of Tajikistan. Address: 735 730, Republic of Tajikistan, Buston city, St. A. Barotova 6. Tel.: (+992) 927320841, Е-mail: saidmukbil@mail.ru
УДК 667.677
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КРАСЯЩИХ ВЕЩЕСТВ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ РАСТЕНИЙ
Мирзорахимов К.К.
Технологического университета Таджикистана
Красящие вещества растительного происхождения разнообразны по химическому составу и структуре. Наиболее широко распространены красящие вещества, относящиеся по химической природе к флавоноидным и каротиноидным соединении, которые являются основой красных, оранжевых и желтых красящих экстрактов
Пигменты, содержащиеся в растительном сырье, в зависимости от их растворимости в воде могут быть разделены на две группы: растворимые в
воде, находящиеся в соке растений (лепестках цветов, ягодах, фруктах и т.п.) и не растворимые в воде (хлорофилл, каротин), присутствующие в хлоропластах клеток листьев зеленых растений, фруктах, овощах и т.п.)
Цвет растворимых в воде растительных пигментов обусловлен в основном антоцианами [3,5, 6,7,8,91.
Антоцианы - красящие вещества растений - относятся к фенольным соединениям. Одной из характерных особенностей растительной клетки является образование фенольных соединений. Это вещества, содержащие в своей молекуле ароматическое (бензольное) кольцо, которое несет одну, две или более гидроксильных группы. Важнейшая функция фенольных соединений в растительных тканях - их участите в окислительно-восстановительных процессах.
Известное в природе огромное разнообразие фенольных соединений можно разделить на три основные группы в соответствии с их углеродным скелетом: С6-С1-; С6-С3-; и С6-С3-С6-соединения.
К группе С6-С1-соединений относятся оксибензойные кислоты: п-оксибензойная, протокатеховая, ванилиновая, галловая и сиреневая. Они широко распространены в растениях.
Из С6-С ^соединений широко используются в пищевой промышленности, особенно в кондитерской отрасли, ванилин, (альдегид ванилиновой кислоты), обладающий характерным приятным запахом. В виде глюкозида он содержится в плодах ванили.
Группа С6-С3-соединений включает подгруппы оксикоричных кислот и кумаринов. Оксикоричные кислоты -п-оксикоричная (п-кумаровая), кофейная, феруловая и синаповая-присутствует в растениях как в свободном так и в связанном виде.
В растениях часто встречаются сложные эфиры оксикоричных кислот (кофеил-3-хинная) кислота. Она широко распространена в растениях. Особенно большое количество хлорогеновой кислоты обнаруживается в прорастающих семенах подсолнечника и необжаренных зернах кофе.
Кумарин - бесцветное кристаллическое вещество с приятным запахом, напоминающим запах сена. Чистый кумарин и цветы донника, в которых он содержится в основном в виде глюкозидов, используются как ароматизаторы, чаще в парфюмерной промышленности [3].
Группа С6-С3-С6-соединений особенно разнообразна. Фенольные соединения, относящиеся к этой группе, называются также флавоноидами. В молекуле флавоноида содержится два бензольных ядра и одно гетероциклическое, содержащее кислород (называемое пирановым ).
Флавоноиды являются производные флавона и флавана с гидроксильными группами.( 1-я формула. фенилхроман и т.д.)
Арабскими цифрами показан принятый порядок обозначения атомов углерода в молекуле флавоноидов; А и В- условные обозначения положения бензольных колец.
Флавоноид - желтоподобный, от латинского слова «флавус»- желтый. (Однако не все флавоноиды окрашены.)
Катехины (флаван-3-олы)- это наиболее изученная группа флавоноидов. В растениях наиболее распространены (+)- катехин и (-)- эиикатехин, имеющие следующие формулы:
IV ф. 1.1 м 11 н .1 ii.il.: 11.1111\ I■ т.: '
\ - 111111 I ИЛЛИНИЙ КЦС.Ш1Ы-Н
Несколько реже встречаются в растениях (-)-эптгаллокатехин и (+)-галокатехин (Я=ОН; Я=Н). Характерной особенностью катехинов является образованияе эфиров с галловой кислотой (Я-галлоил): катехингаллатов и галлокатехингаллатов.
Катехины представляют собой бесцветные кристаллические вещества, легко окисляющиеся и склонные к полимеризации. Они широко распространены в растениях, содержатся во многих съедобных плодах и ягодах (яблоки, груши, вишня, айва, персики, абрикосы, ежевика, земляника, брусника, смородина, рябина, виноград, малина и др.). Особенно богаты катехинами молодые побеги чайного растения, используемое для изготовления чая, а также нестандартное чайное сырье, из которого готовят натуральные чайные красители.
В различных органах виноградной лозы содержатся (+)- катехин, (+)- катехин, (+)-галокатехин, (-)галокатехин, (эпикатехингаллат). В семенах винограда наряду с указанными веществами были идентифицированы еще (+)- эпикатехингаллат и (-)-эпикатехин [6].
Многие флавоноидные соединения обладают Р-витаминной активностью. Они укрепляют кровеносные капилляры, увеличивает их упругость и нормализуют проницаемость. Исследованиями А. Л. Курсанова и М. Н. Запрометова показано, что это свойство присуще и катехинам, которые обладают наиболее высоким Р-витаминным действием по сравнению с другими флавоноидными соединениями.
Катехины наряду с лейкоантоцианами являются родоначальниками конденсированных дубильных веществ.
Лейкоантоцианы- неустойчивые соединения, лишь в единичных случаях были выделены в кристаллическом виде. Впервые лейкоантоцианы изучал в 1914г. создатель хроматографического метода М. С. Цвет, который установил их широкое распространение в
растениях. Наиболее часто в растениях обнаруживается лейкоцианидин:
I ПОП
он
VI
Флаваноны представляет собой бесцветные вещества, особенно часто встречаются в
плодах различных видов цитрусовых, и имеет следующее строения:
Содержатся они обычно в тканях растений в виде 7-моно- и дигликозидов, следующих трех агликонов: нарингенина (Я=ОН; Я1=Н), эриодиктиола (К=К1=ОИ) и гесперетина (Я=ОСНз; Я=ОН). Например, в кожуре грейпфрута присутствует 7- рамноглюкозид нарингенина - нарингин, а в кожуре апельсина и мандарина -7 -рамноглюкозид гесперетина-гесперидин. Нарингин имеет горький вкус, гесперидин- нет. Вкус горечи зависит от строения сахарного остатка.
Антоцианы - красящие вещества цветочных лепестков различных растений, всевозможных плодов и ягод. Они окрашивают растительные ткани, плоды, ягоды, листья, лепестки цветов в самые разнообразные цвета и оттенки - от розового, красного, синего до черно-фиолетового. Строение антоцианов установлено в 1913-1916гг. немецким химиком Р. Вильштететтром. Все они содержат в гетероциклическом кольце четырехвалентный кислород (оксоний) и поэтому легко образуют соли, например, хлориды. Строение некоторых из антоцианов следующее:
К — I•£ — 11-1| (_л. Iа[■ I
Н. = ОН: Я = Н-циа1111„|ш11, 1< — О I I1I ыЬ и 141'Л1 и.
I 1
1< — к = ()< I 1э-> ■: 1,11. 1 г и, 11111.
В тканях растений (в вакуолях клеток) антоцианы содержатся, как правило, в виде гликозидов [7].
Антоциановая пигментация растительных клеток зависит от многих факторов. Важнейшим из них является следующие три: компексообразование с ионами металлов (соли калия обусловливают пурпурную окраску, соли кальция и магния - синюю), строение антоцианидина (метиллирование придает окраске красные тона) и адсорбциях на полисахаридах.
Флавононы- вещества, имеющие желтую окраску. В растениях обычно встречаются в
виде гликозидов. Имеют следующее строение:
Эти агликоны наиболее распространены в растительном мире. Так, в петрушке, цветах хризантемы, в плодах кислого апельсина обнаружен апигенин, в пшенице и рисе - трицин.
Флавонолы - наиболее широко распространенные в растениях желтые красящие вещества. Образуют множество разнообразных гликозидов, чаще всего являющихся производными агликонов: кемпферола (Я=ОН; Я1=Н) и мирицетина (Я=Я1=ОН). Строение флавоноидов следующее:
Основу красящих веществ большинства натуральных красных экстрактов , как уже
отмечалось, составляют антоцианы, широко распространенные в растительном мире. Пигменты красного цвета содержится в разнообразных частях многих растений: в лепестках, цветов, ягодах, корнеплодах и т.п. Сырьем для получения натуральных красных экстрактов в большинстве случаев служат ягоды культивируемых и дикорастущих растений, лепестки цветков отдельных видов растений, некоторые корнеплоды. В большинстве случаев красные краситель получает также из сока столовой свеклы. Они обладают некоторыми индикаторными свойствами.
Способы получения растительных экстрактов, применяемых как пищевых красители, различны и зависят от вида перерабатываемого растительного сырья, его свойств и растворимости извлекаемого пигмента в том или ином растворителе.
При получении антоциановых экстрактов, а также при их применении для окрашивания пищевых продуктов следует, по возможности, избегать длительного нагревания, воздействия высоких температурах и щелочной среды.
Желтые или оранжевые окрашивающие натуральные пигменты, относятся к группе органических соединений, называемых каротиноидами. Эти соединения нерастворимы в воде, но растворяются в органических растворителях. Каротиноиды относятся к группе сильно ненасыщенных углеводородов терпенового характера. Наиболее известными представителями натуральных желтых красящих веществ являются ликопин и каротин -пигмент, придающий специфическую окраску моркови, а также, ксантофилл - желтый пигмент, который наряду с каротином содержится в зеленых частях растений. К ним близки по химическому строению и физико-химическим свойствам многие кислородосодержащие пигменты. Желтые растительные пигменты по предложению М.С. Цвета были объединены одну группу и названы каротиноидами по красящему веществу каротину.
Окраска семян желтой кукурузы обусловлена содержащиеся в них каротином и каротиноидами- зеаксантином С40Н56О2 и криптоксантином. Красная окраска помидоров, плодов шиповника и многих других плодов определяется в основном каротиноидом ликопином; эмпирическая формула его С40Н56.
Группа каротиноидов включает около 65-70 природных пигментов. Каротиноиды содержатся в большинстве растений (за исключением некоторых грибов.) Все натуральные желтые красящие вещества могут рассматриваться как производные ликопина, имеющего следующее строение:
С СНз СН3
си снсн=снс= снсн=снс= (нсн_
| и
сн2 с ся3
\ X 1 "зс
сн2 сн3 сн3
I 1хч
= СНСН=ССН= СН( Н= ссн=снси си
XI ч I II
\1-с I [ии'щи1. шк.илиш Н^С. " С. СИз
\ / сн2
Эйлер установил, что каротин является стимулятором роста, необходимым животным и человеку.
Каротины - это вещества, из которых образуется витамин А. Все другие природные каротиноиды являются производными ликопина и трех изомеров: a-, Ь- и у-каротинов.
Хлорофилл, также как и каротиноиды, относятся группе натуральных растительных пигментов, растворимых в жирах. Он обуславливает зеленую окраску растений и играет важную роль в процессе ассимиляции углекислого газа зеленым растением на свету-процессе фотосинтеза. Зеленое красящее вещество растений - хлорофилл- находится в хлоропластах.
Чистый хлорофилл в воде не растворим, но образует коллоидный раствор. В спирте и водно-спиртовых смесях он дает истинные растворы. Хлорофилл неустойчив в кислых средах, так как вследствие замены комплексно-связанного магния на водород образует феофитин бурого цвета. Существует два основных вида хлорофилла: хлорофилл a-С5зН72О5N4Mg и хлорофилл^ С55Н7oО5N4Mg Mg.
Природный красящий экстракт синего цвета получают из тропического растения индиго. В настоящее время широкое распространения имеет синтетический краситель индиго, который получают из антраниловой кислоты.
Заключение
Изучение литературных данных по исследуемой проблеме показало, что получению растительных экстрактов и методам их применения уделяется много внимания. Тема эта важна и актуальна. Одним из направлений применения растительных экстрактов является окрашивание пищевых продуктов. В качестве источников красящих веществ используются различные части растений - корни и корневища, цветки, листья древесина и кора. Красящими веществами в указанных растительных экстрактах являются флавоноиды, каротины и хлорофиллы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бакулина О.А. Развитие пищевых технологий: использование растительных экстрактов. / О.А. Бакулина //Пищевая промышленность.- Москва.- №5, 2007. - С.32-33
2. Никифоров А.Н. Перспективные пищевые добавки для производства высококачественной продукции. / А.Н. Никифоров // Пищевая промышленность, № 11, 2007. - С. 8-9
3. Харламова О.А., Кафка Б.В. Натуральные пищевые красители. / О.А.Харламова, Б.В. Кафка - М.: «Пищевая промышленность», 1979.
4. Хайдаров К.К. Лечебные растения Таджикистана. / К.К. Хайдаров - Душанбе, «Ирфон»,1988. - 88с.
5. Скорикова Ю.Г. Полифенолы плодов и овощей и формирование цвета продуктов.- М.: Пищевая промышленность, 1973. - С.9-32
6. Танчев С.С. Полифенолы в плодах и овощах. / С.С. Танчев - М. Пищевая промышленность , 1980. - 304
с.
7. Кретович В.Л. Биохимия растений. / В.Л.Кретович М., «Высшая школа. 1980. - С.292-303
8. 82. Гребинский С. Биохимия растений. / С. Гребинский М.,из-во Львовского университета, 1967 -С.202-215
9. Неницеску К. Органическая химия. / К.Неницеску - М.: Иностранная литература, 1963. - 330с.
10. Семенова А.П., Веретов Л.А., О безопасности ферментированного риса / А.П.Семенова, Л.А. Веретов // Мясная индустрия. 2007.-№ 8, - С.78.
11. 10. Кричман Е.С. Тартразин и другие. / Е.С. Кричман //Пищевая промышленность, Москва.- №7, 2002. - 62
12. Ю.Нуралиев. Лекарственные растения Таджикистана / Ю.Нуралиев. - Душанбе, Маориф, 1989. - 183 с.
13. 12. М.Ходжиматов. Дикорастущие лекарственные растения Таджикистана. / М.Ходжиматов Душанбе, 1989. - С. 137-144
14. 13. Соколов С.Я. Справочник по лекарственным растениям (фитотерапия) / С.Я.Соколов, И.П.Замотаев М: Медицина. 1985.- 463с.
15. 89. Химия древесины. Под ред. Иванова М.А., М., Лесная промышленность, 1982 г. с. 173-184
16. 14. Жизнь растений. Под ред. А.А.Тахтаджяна. М.: Просвещение, 1980. - 330с.
17. Мокеев А.Н. Применение карамельных красителей в хлебобулочных кондитерских изделиях и выпечке. / А.Н. Мокеев // Пищевая промышленность № 11, 2002. - С.52-53
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПРИРОДНЫХ КРАСЯЩИХ ВЕЩЕСТВ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ РАСТЕНИЙ
Статья представляет собой обзор литературы по химический состав красящих веществ, выделенных из растений. Проведеннцй анализ показал, что пигменты, содержащиеся в растительном сырье, в зависимости от их растворимости в воде могут быть разделены на две группы: растворимые в воде, находящиеся в соке растений (лепестках цветов, ягодах, фруктах и т.п.) и не растворимые в воде (хлорофилл, каротин), присутствующие в хлоропластах клеток листьев зеленых растений, фруктах, овощах и т.п.) Красящими веществами в указанных растительных экстрактах являются флавоноиды, каротины и хлорофиллы.
Ключевые слова: крсасяшие вещества, пигменты, экстракты, фенольные соединение, флавоноиды, каротин, хлорофилл.
CHEMICAL COMPOSITION OF NATURAL COLORING SUBSTANCES ISOLATED FROM PLANTS
The article is a review of the literature on the chemical composition of dyes isolated from plants. The analysis showed that the pigments contained in plant raw materials, depending on their solubility in water, can be divided into two groups: soluble in water, in plant sap (flower petals, berries, fruits, etc.) and insoluble. in water (chlorophyll, carotene), present in chloroplasts of leaf cells of green plants, fruits, vegetables, etc.) The coloring agents in these plant extracts are flavonoids, carotenes and chlorophylls.
Key words: redox substances, pigments, extracts, phenolic compounds, flavonoids, carotene, chlorophyll.
Сведения об авторах:
Мирзорахимов Курбонали Каримович — кандидат химических наук, и.о. профессор кафедры химии Технологический университет Таджикистана Адрес 734061 г. Душанбе проспект Н. Карабаева 63/3 E-mail: nauka_2015@mail.ru тел: 2345672
About authors:
Mirzorakhimov Kurbonali Karimovich - Ph.D., Acting Professor of the Department of
Chemistry, Technological University of Tajikistan, E-mail: nauka_2015@mail.ru tel: 2345672
