CC BY
5ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 547+544
ВЛИЯНИЕ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ НА БИОХИМИЮ ОБРАЗОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ В РАСТЕНИЯХ
ИБРАХИМЗОДА ДИЛШОД ЭМОМ
доктор химических наук, и.о. профессор кафедры переработка энергоносителей и нефтегазового сервиса Таджикского технического университета имени академика М.С.
Осими
МАХМУДОВА ТАХМИНАИ МУМИНДЖОН
кандидат технических наук, и.о.дотсента кафедры переработка энергоносителей и нефтегазового сервиса Таджикского технического университета им. акад. М.С. Осими
МУРОДОВ АМИРШОХ АМИРАЛИХОНОВИЧ
Таджикский аграрный университет имени Ш.Шотемура, докторант кафедры «Технология переработки сельскохозяйственных продуктов»
ДЖУРАХОНЗОДА РАУФ ДЖУРАХОН
кандидат технических наук, ассистент кафедры безопасность жизнедеятельности человека и экологии Таджикского технического университета им. акад. М.С. Осими
Аннотация. В данной статье приведена информация о влияние газовых отходов на биохимию образования карбоновых кислоты в растениях. Несмотря на то, что природа Таджикистана во всем мире считается одной из самых экологически чистых территорий, существуют некоторые экологические проблемы. Научные исследования и исследования в этой области дают возможность не только оценить экологическую ситуацию в регионе, но и разработать пути улучшения экологической обстановки. Для достижения этих целей проведение экспериментальных анализов по определению влияния газообразных выбросов на биохимию растительных компонентов не является незначительным, но может способствовать решению проблемы метаболической зависимости веществ и их биологической продуктивности в зависимости от локальной среды.
Ключевые слова: газовые отходы, растения, органические кислоты, кислотное число, экстракция, хроматография, элюат.
Органические кислоты присутствуют в составе любых растений и их массовая доля равна 2%. На основании проведенного экспериментального анализа установлено, что количество кислот максимальна в фазах бутонизации и семенаобразования растений, а их массовая доля постепенно снижается при созревании плодов и семян растений.
Одной из причин уменьшения количества кислот в семенах масличных растений является образование масел в их вегетативных частях. Биохимия образования жиров и масел сложна, а процессы их метаболизма включают несколько стадий. Углеводы является конечным сырьем в биохимической реакции маслообразования. Под действием биокатализаторов углеводы из собственных молекул производит глицерин и органические кислоты.
Глицерин взаимодействует с высокомолекулярными карбоновыми кислотами при участии фермента липазы и образует глицериды. Глицериды составляют основу химического состава жиров.
Путем исследований и изучений ученые определили, что хлорофилл играет очень важную роль в биологической продуктивности растений, в том числе свободных и связанных кислот. Хлорофилл обладает особой активностью в процессе фотосинтеза. В соответствии с научными достижениями исследователей в данной области можно сделать вывод, что большинство метаболических процессов, включая образование свободных кислот и связывание глицеридов, также являются биохимическими аспектами.
С учетом этого «Кислотное число» (КЧ) вегетативных частей масличных растений, являющихся объектом исследования, определяли в соответствии с методикой [1-4].
Результаты представлены на рисунках 1, 2.
Рисунок 1 - Изменения КЧ на этапах роста и созревания семян АТМ и ВР
Эзоу: АТМ - ARCTIUM TOMENTOSUM MILL, ВР - BUNIUM PERSICUM; А - фаза семенаобразования в растении; Б - фаза предсозревания семян; С - фаза после полного созревания семян
Рисунок 2 - Изменение КЧ при росте и созревании семян GOSSIPIUM HIRSITUM L, типа Мехргон и AMPELOPSIS VITIFOLIA (BOISS)
Эзо%: AVB - AMPELOPSIS VITIFOLIA (BOISS), GhL - ядро семян хлопчатника типа «Мехргон», А, В, С - сезонные фазы.
Как видно из представленных результатов, во всех случаях состав вегетативных частей исследуемых растений имеет максимальное значение кислотности. При фазовых переходах, когда семяна созревают, значение кислотности снижается.
Эти результаты показывают, что количество высокомолекулярных свободных карбоновых кислот в фазе прорастания значительно выше, чем в двух других фазах созревания семян. Причина снижения показателя кислотности заключается в том, что эти кислоты реагируют с глицерином семян под действием фермента липазы и биосинтезируют глицериды. Глицериды содержат карбоновые кислоты в виде сложных эфиров. С этой точки зрения в процессе определения числа кислотности они не могут непосредственно взаимодействовать с титрантом как свободные кислоты.
В литературе до сих пор отсутствуют научно обоснованные сведения о влиянии факторов внешней среды на метаболические процессы образования органических кислот.
С целью изучения влияния факторов внешней среды на метаболические процессы образования высокомолекулярных кислот в растениях нами были проведены ряд экспериментальных анализов. В ходе проведения этих исследований нам удалось разработать новый метод количественного анализа органических кислот. Техника этого метода анализируется и обсуждается на рисунке 3.
Как видно из методики проведения анализа, которая представлена на рисунке 3, для выделения органической кислоты из состава исследуемого материала анализируемое растение подвергают сушке. После сушки исследуемое растение измельчают с помощью небольшой лабораторной мельницы и помещают в специальные патроны. Затем патроны помещают в аппарат Сокслета и экстрагируют хлороформом до 7 часов [5-11].
Экстракцию проводили на водяной бане при температуре 68-70 оС, в результате чего получали хлороформный экстракт исследуемого растения. Полученный экстракт фильтровали с использованием фильтра «SHOT». Затем растворитель (хлороформ) отделяли от экстракта выпариванием.
После выпаривания исследуемый экстракт обрабатывали водным раствором 0,1 н. калиевой щелочи. Такая обработка приводит к тому, что кислоты, содержащиеся в экстракте, превращаются в их калиевые соли. Как известно, все калиевые соли мало- и крупномолекулярных карбоновых кислот хорошо растворимы в воде. Это физическое свойство вызывает переход солей органических кислот из органической части смеси в неорганическую часть, то есть в водную часть. Отделяли водную часть смеси от хлороформной (органической части) с помощью делительной воронки. В связи с тем, что плотность водной части экстракта выше плотности хлороформной части, из воронки сначала отделяли хлороформную часть смеси.
Для гидролиза калиевых солей карбоновых кислот использовали раствор 0,1 н. NCl. При выполнении этого действия точку эквивалентности реакции определяли с помощью универсального бумажного индикатора. После нейтрализации реакционной среды реакционную смесь повторно подвергали холодной экстракции хлороформом. В качестве экстрагента в процессе экстракции использовали хлороформ.
Этот метод работы помогает перевести высокомолекулярные органические кислоты из водной части реакционной смеси в органическую часть смеси. С целью снижения расхода материалов при хроматографическом анализе экстракт выпаривали и разбавляли.
Объект исследования (вегетативный части растения)
Хлороформ -► Помещение в аппарат «Сокслет»
1
Остаток <- Горячяя экстракция (to=60-65°Q
Нейтрализац ч
ия раствора
с НС1
Разделение
водного раствора с помощью делительной
Обработка липидов водным раствором КОН
Холодная Разделение -► Выпаривани
экстракция W раствора е раствора -►
СНзС1 хлороформа хлороформа
Получение концентрата органически х кислот
Определени е кислот методом титрования
Элюацияи кислот
Выделение кислот методом выскабливани
Тонкослойн ая
хроматогра фия
я
Рисунок 3 - Технология определения органических кислот разработанным методом
Для определения влияния газообразных отходов на биохимию кислотообразования использовали метод тонкослойной хроматографии. Хроматографический анализ кислот проводили в соответствии с литературой [13,14] в хроматографических системах хлороформ -метанол - уксусная кислота (1:1:0,1) и хлороформ - изоамиловый спирт - аммиак (2:1:0,1). В
качестве идентификатора при хроматографическом анализе состава исследуемых растений использовали 0,1% раствор бромфенолового синего.
Таким образом, с помощью методов физико-химического анализа и биохимических методов исследования изучена динамика изменения высокомолекулярных карбоновых кислот. Установлено, что конечным продуктом образования глицеридов в вегетативных органах масличных растений является глюкоза. Биосинтез глицерина и высокомолекулярных карбоновых кислот происходит из глюкозы. После этого биохимического события высокомолекулярные карбоновые кислоты реагируют с глицерином и становятся причиной появления масел в вегетативных частях растений. Эта реакция каталитическая и протекает с участием фермента липазы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Иброгимов, Д.Э. Эффективный способ определения содержания кислот в составе растительных масел/ Д.Э. Иброгимов, Х.Ш., Гулахмадов, Т.М. Махмудова, И.Э. Иброгимов // Вестник Таджикского национального университета. Серия естественных наук -2020.-№3. - С.221-226.
2. Иброгимов, Д.Э. Новый метод определения кислотного числа в маслах и экстрактах / Д.Э. Иброгимов, Ш.Х. Усмонова, Ш.Х. Халиков // Научная перспектива (научно-аналитический журнал). - Россия: Химия, - 2010. -№9,-С.84-86
3. Иброгимов, Д.Э. Характеристика фенольных соединений состава масла семян Arctium tomentosum Mill / Д.Э. Иброгимов, Г.М. Муллоева, Ш.Х. Халиков, А.Х. Зумратов // Научно-медицинский журнал Вестник Авицены. - Душанбе: ТГМУ им. Абуали ибни Сино - 2011. т.1. -№4. -С.118-123.
4. Иброгимов Д.Э., Очистка эфирного масла герани от компонентов имеющих кислотное свойство ] / Иброгимов Д.Э., Ёдгорова С.Дж., Пошокулзода Т.М. // Земледелец, -Душанбе: Кишоварз, - 2014. - №2.- С.7-11.
5. Арасимович, В.В. Методы биохимического исследования растений / В.В. Арасимович ,А.И. Ермаков и др. - Л.: Агропромиздат. Ленинград. 1978, -С.266-272
6. Иброгимов, Д.Э., Характеристика физико-химических константов хлопкового масла некоторых сортов хлопчатника выращиваемых в Таджикистане/ Д.Э. Иброгимов, А.Ш.Махмудов, Т.М. Махмудова // Политехнический Вестник серия: интелект, инновации, инвеститсия -2018.- №1(41) - С.28-36.
7. Иброгимов, Д.Э. Изменение компонентного состава масла Arctium tomentosum mill в различных фазах / Д.Э. Иброгимов, А.Ш. Махмудов, Т.М. Махмудова // Вестник Таджикского национального университета.Серия естественных наук - 2017.- №1/1(220).
- С.200-203.
8. Дурмишидзе С.В. Методы биохимических исследований растений/ С.В. Дурмишидзе // Тбилиси:Мецниереба. - 1983. С.153-156
9. Жулин, Н.В. Разложение бикарбоната натрия в растворах газоочистки алюминиевого производства/ Н.В. Жулин, А.А. Комлев, В.А. Федоров //Цветные металлы. 1973- № 4.-С. 40-42.
10. Гусеева, В.А. Методы современной биохимии / В.А. Гусеева, В.А. Пасешниченко и др.//.
- М.- 1975.- С. 72-74.
11. Шеллард Э. Количественная хроматография на бумаге и в тонком слое / Шеллард Э. // -М.: Наука.- 1971.- С 85-88.
