Влияние гидромодуля на выход биологически активных веществ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Таблица 10

Физико-химические показатели джинов

Джин Физико-химические показатели

Крепость, % об. Общая экстрактивность, ёг/100 мл Общий сахар, г/100 мл Кислотность, г/100 мл

Вариант №1 42 2,40 0 - 2 0,091

Вариант №2 42 2,57 0 - 2 0,200

Вариант №3 42 1,64 0 - 2 0,070

Согласно полученным результатам, приведенным в табл. 9-10, крепкоалкогольные напитки №1-№3 по основным физико-химическим показателям соответствуют нормативным приготовленным по традиционным рецептурам.

Литература

1. Лаптев, Ю.П. Растения от А до Я / Ю.П. Лаптев. - М.: Колос, 1992. - 351 с.

2. Гринкевич, Н.И. Лекарственные растения: справ. пособие / Н.И. Гоинкевич, И.А Баландина. - М.: Высш. шк., 1991. - 308 с.

3. Кощеев, А.К. Лесные ягоды: справ. / А.К. Кощеев, О.И. Смирняков. - М.: Лесн. пром-сть, 1986. - 260 с.

4. Карагодин, Г.Н. Книга о водке и виноделии / Г.Н. Караголдин. - М.: Высш. шк., 1986. - 398 с.

5. Горяев, М.И. Эфирные масла флоры СССР / М.И. Горяев. - Алма-Ата, 1952. - С. 108-114.

6. Егеубаева, Р.А Анализ флоры эфиромасличных растений юго-восточного Казахстана на содержание эфирных масел / Р.А. Егеубаева // Материалы XI съезда Русского ботанического общества. - Барнаул: АзБука, 2003. - Т. 3. - С. 441.

----------♦-------------

УДК 633.8 Б.Д. Левин, А.С. Федюлин

ВЛИЯНИЕ ГИДРОМОДУЛЯ НА ВЫХОД БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

В работе исследовано влияние массового соотношения экстрагента и сырья на выход экстрактивных и биологически активных веществ из шрота плодов АгоЫа Ме1апосагра. Установлено, что гидромодуль влияет на выход веществ при экстрагировании.

Введение. В процессе экстрагирования растительного сырья следует учитывать, что технологические процессы подвержены воздействию большого количества разнообразных факторов, влияющих на ход и результаты процесса. Целью настоящей работы является изучение влияния массового соотношения растворителя и сырья - гидромодуля (ГМ) - на эффективность процесса экстракции биологически активных веществ (БАВ) из измельченных плодов Агата Ме1апосагра.

При взаимодействии экстрагента и сырья содержание БАВ в извлечении повышается, пределом является равновесная концентрация в системе «сырье - экстрагент» [1].

Комплекс органических и неорганических веществ, извлекаемых из растительного сырья соответствующим растворителем, условно называют экстрактивными веществами (ЭВ). В зависимости от химического состава растительного сырья и используемого растворителя в извлечение переходят те или иные компоненты твердой фазы.

Экспериментальная часть. Сырьем служил жом плодов Агата Ме1апосагра, полученный после отжима сока. В эксперименте определялись выходы экстрактивных веществ, рутина, флавоноидов, антоциа-нов, дубильных веществ и витамина С при экстрагировании выжимок на вибростенде в гидродинамическом режиме водноэтанольной смесью (60% об.) при температуре 500С в течение 1 часа [2]. Экстрагирование проводилось при ГМ 3;5;7;9;11;15;20;50;70.

Содержание экстрактивных веществ и БАВ в растительном сырье и экстрактах определяли по традиционным методикам [3-6].

Обсуждение результатов. По результатам эксперимента построены зависимости выхода веществ от гидромодуля.

ГМ

Рис. 1. Выход экстрактивных веществ

На рисунке 1 показана зависимость выхода ЭВ от гидромодуля. Как видно, при увеличении доли растворителя растет и выход ЭВ из сырья. При гидромодуле 3 выход составляет около 32% от массы абсолютно сухого сырья (г/г). При увеличении его до 11 в экстракт переходит уже 38% ЭВ. Дальнейшее относительное повышение расхода экстрагента на выход ЭВ практически не влияет.

О'

х"

о.

14.00

12.00 10,00

8,00

6,00

4.00

2.00 0,00

11 21 31 41 51

ГМ

♦ рутин И дубильные вещества

61

1,800

1,600

1,400

1,200

1,000

0,800

0,600

0,400

0,200

0,000

71

га

со

I

со

а»

I

і

л

с

5

Ю

>

сі

1

Рис. 2. Выход дубильных веществ и рутина

На рисунке 2 представлена зависимость выхода рутина и дубильных веществ от гидромодуля при экстрагировании. Видно, что при увеличении расхода растворителя выход как рутина, так и дубильных веществ повышается. Обе кривые имеют одинаковый характер. Отчетливо просматриваются три этапа изменения выхода. На первом этапе при увеличении гидромодуля от 3 до 11 выход значительно растет: для рутина он изменяется от 6,0% до 11,0%, для дубильных веществ от 0,5%до 1,0%. Второй этап, когда гидромодуль меняется от 11 до 20 характеризуется незначительным увеличением выхода веществ: для дубильных

веществ до 1,3%, для рутина до 12,0%. На последнем этапе при увеличении жидкостного модуля до 70 выход дубильных веществ и рутина стабилизируется.

ГМ

Рис. 3. Выход антоцианов

На рисунке 3 представлена зависимость выхода антоцианов от соотношения сырья и экстрагента. Как видно, выход веществ максимален при гидромодуле 3, при увеличении доли растворителя выход уменьшается.

о

о

я

о

X

т

ГМ

—♦—витамин С, % И флавоноиды, %

Рис. 4. Выход флавоноидов и витамина С

На рисунке 4 показана зависимость выхода витамина С и флавоноидов от гидромодуля. Как видно, выход флавоноидов при изменении соотношений экстрагента и сырья от 3:1 до 11:1 значительно растет (от

0,50 до 0,81%), при дальнейшем увеличении ГМ до 70 выход стабилизируется. Несколько иная картина на-

блюдается для витамина С, при изменении гидромодуля от 3 до 20 выход растет почти в 3 раза (от 0,12 до

0.33.), при дальнейшем его увеличении до 70 выход стабилизируется.

Таким образом, увеличение относительного расхода растворителя увеличивает выход ЭВ и БАВ в указанном диапазоне значений. Для ЭВ и флавоноидов таким пределом является ГМ 11, после повышения которого выход этих веществ не изменяется. Одинаково изменяется выход рутина, дубильных веществ и витамина С, достигая максимума при соотношении экстрагента и сырья 20:1, дальнейшее увеличение расхода растворителя на выход указанных веществ не влияет. Однако изменение доли растворителя с 11 до 20 приводит к незначительному увеличению выхода: для рутина прирост составляет 1,00%, для дубильных веществ 0,30%. А вот для витамина С выход увеличивается на 0,10%.

Интересно влияние ГМ на характер извлечения антоцианов, при увеличении доли экстрагента выход их плавно снижается. При изменении ГМ от 3 до 11 выход падает с 0,35 до 0,30%. При увеличении массового соотношения расхода растворителя и сырья до 20:1 отмечается более интенсивное понижение выхода антоцианов до 0,20%. Наблюдаемое можно связать с известным свойством антоцианов изменять свою стабильность в зависимости от кислотности среды. Естественно, что при увеличении доли растворителя кислотность системы будет уменьшаться, а, как доказано различными авторами, наибольшая стабильность антоцианов проявляется при высоких значениях кислотности среды.

Становится ясно, что массовое соотношение растворителя и сырья при экстрагировании влияет на выход экстрактивных и биологически активных веществ. Прокомментировать подобное явление можно следующим образом. При увеличении относительного расхода экстрагента растительная ткань все больше отдает растворителю ЭВ и БАВ, но до определенного предела, которым является момент, когда все легко связанные вещества клетки перешли в раствор, и остаются только прочно связанные и трудно доступные растворителю. В пользу такого объяснения выступает и тот факт, что при дальнейшем увеличении доли растворителя выход ЭВ и БАВ не изменяется.

Выводы

Установлено, что соотношение массовых расходов растворителя и сырья влияет на выход экстрактивных и биологически активных веществ при экстрагировании шрота плодов Агата Ме1апосагра. Изменение гидромодуля от 3 до 11 существенно повышает выход ЭВ, однако дальнейшее увеличение доли экстрагента не приводит к росту. Для извлечения Р-активных соединений целесообразно использовать гидромодуль 11, ГМ 20 обеспечивает наиболее полное вытягивание витамина С, выход антоцианов максимален при наименьшем ГМ 3.

Однако при всем этом следует помнить, что процесс экстрагирования не конечный в технологии получения экстрактов, за ним следует выпаривание экстрагента. И чем больше растворителя расходуется на экстракцию, тем больше теплоты и времени необходимо затратить на выпаривание. Как уже было сказано, выход некоторых БАВ при увеличении относительного расхода растворителя с 11 до 20 растет незначительно, соответственно затраты, расходуемые на дальнейшее испарение большей доли экстрагента, будут несравненно выше, а содержание БАВ будет меняться незначительно. Следовательно, целесообразно провести технико-экономическое сравнение различных условий проведения процесса и выбрать оптимальный режим, что и становится задачей последующих работ.

Литература

1. Пономарев, В.О. Экстрагирование лекарственного сырья / В.О. Пономарев. - М., 1976. - 278 с.

2. Зологина, В.Г. Технология комплексной переработки плодов рябины обыкновенной: дис. ... канд. техн. наук / В.Г. Зологина. - Красноярск: Изд-во СибГТУ, 2005.

3. Кушманова, О.Д. Руководство к практическим занятиям по биохимии / О.Д. Кушманова. - М.: Медицина, 1974. - 424 с.

4. Плешков, Б.П. Практикум по биохимии растений / Б.П. Плешков. - М.: Агропромиздат, 1985. - 255 с.

5. Ашабаева, А.А Изучение динамики накопления флавоноидов в цветках липы / А.А. Ашабаева [и др.] // Фармация. - 1987. - № 6. - С. 10.

6. Муравьева, Д.А. Спектрофотометрическое определение суммы антоцианов в цветках василька синего / ДА Муравьева, В.Н. Бубенчикова, В.В. Беликов // Фармация. - 1987. - № 5. - С. 28.

7. Рязанова, Т.В. Химия древесины / Т.В. Рязанова, Н.А. Чупрова, Е.В. Исаева. - Красноярск: Изд-во КГТА, 1996. - 358 с.