автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.03, диссертация на тему:Фитостерины тканей хвойных растений семейства PIHACEAE

РГб од 2 3 ИЮН

На правах рукописи

ДЕВЯТЛОВСКАЯ Анна Николаевна

ФИТОСТЕРИНЫ ТКАНЕЙ ХВОЙНЫХ РАСТЕНИЙ СЕМЕЙСТВА Р1НАСЕАЕ

05.21.03 - Технология и оборудование химической переработки древесины: химия древесины

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Красноярск - 1997

Работа выполнена в Красноярской государственной технологической академии

Научные руководители: доктор химических наук.

профессор Репях С.М. кандидат химических наук, профессор Рубчевская Л. П.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор Судачкова Н.Е. кандидат технических наук, доцент Зингель Т.Г.

Ведущая организация: Институт химии природного органического

Защита состоится " 20 " июня 1997 г. в 10°0 часов на заседании диссертационного совета Д 063. 83. 01 в Красноярской государственной технологической академии по адресу: 660049, г. Красноярск, проспект Мира, 82.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим присылать ученому секретарю диссертационного совета Д 063.83.01.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Красноярской государственной технологической академии.

Автореферат разослан мая 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета.

сырья г. Красноярск.

кандидат химических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕШ

В настоящее время большое внимание уделяется вопросам, связанным с изучением экстрактивных веществ древесной зелени, обладающих высокой биологической активностью. Особый интерес представляют стерины. Будучи обязательными интегральными компонентами клеточных мембран, стерины определяют их структуру и функции. Кроме того, стерины, наряду с белками и нуклеиновыми кислотами выступают в качестве регуляторов обмена веществ растительных клеток. Следует заметить, что, несмотря на многочисленные работы в области биохимии и физиологии древесных растений, липидный обмен хвойных изучен недостаточно. Сведения же об изменении содержания стеринов в связи с онтогенезом растительных тканей единичны.

Глубокое химическое исследование стеринов древесных тканей хвойных необходимо и с практической точки зрения. На современном этапе развития науки и техники предусматривается широкое внедрение прогрессивных технологий, одной из которых является безотходная химическая переработка всей биомассы дерева, включая и древесную зелень хвойных. Древесная зелень, являясь отходом при заготовке и переработке древесины, представляет собой богатый источник биологически активных веществ, в том числе и стеринов. Поэтому наиболее перспективным направлением использования древесной зелени является переработка ее экстрактивных веществ с получением ряда биологически активных продуктов лечебного и косметического назначения.

Настоящая работа является частью комплексного исследования биологически активных веществ хвойных пород Сибири. В работе были использованы растительные ткани хвойных: сосны си-

бирской, сосны обыкновенной, пихты сибирской, ели сибирской и лиственницы сибирской. Недостаточная изученность их липидного обмена стеринов существенно ограничивает познание метаболизма липидов хвойных, а также сдерживает создание наукоемких технологий.

Все вышеизложенное определяет актуальность изучения стеринов древесной зелени основных лесообразующих пород Сибири в течение годового цикла.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЙ

Цель работы заключалась в установлении динамики содержания и состава стеринов в тканях биомассы сосны сибирской, сосны обыкновенной, пихты сибирской, ели сибирской и лиственницы сибирской в ходе годового цикла и определить возможности реализации полученных результатов на практике.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Изучить годичную динамику содержания и состава стеринов в хвое и побегах хвойных растений семейства Р1пасеае.

2. Определить влияние возраста хвои на содержание стеринов.

3. Установить состав кислот связанных стеринов в древесной зелени хвойных в ходе годового цикла.

4. Определить содержание и состав стеринов в шишках и семенах хвойных растений.

5. Исследовать влияние условий экстрагирования хвойного сырья на выход стеринов.

6. Разработать технологию получения концентратов стеринов из биомассы хвойных пород..

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

В работе впервые изучена годичная динамика содержания стеринов в тканях хвойных растений семейства Р1пасеае (хвоя,

побеги, шишки, семена).

Установлен состав кислот связанных стеринов исследуемых тканей.

Исследовано влияние условий экстрагирования древесной зелени хвойных на выход стеринов. Определен оптимальный режим извлечения стеринов из хвойного сырья.

Разработаны..рекомендации по использованию отходов перс-работки семян сосны сибирской для производства концентрата стеринов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ

Результаты проведенного исследования могут быть использованы при совершенствовании комплексной переработки биомассы хвойных. .Предложена принципиальная технологическая'схема получения концентрата стеринов, представляющая собой несложное дополнение к существующей технологической схеме комплексной переработки древесной зелени. Разработана технологическая схема получения концентратов стеринов из отходов переработки семян сосны сибирской.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные результаты диссертации были доложены и обсуждены на: Российской конференции "Переработка растительного сырья и утилизация отходов" (Красноярск, 1994, 1996);' Всероссийской конференции "Биологически активные соединения: способы получения, промышленный синтез.и получение" (Пенза, 1995); Краевой конференции "Психолого-педагогические проблемы формирования личности учителя" (Красноярск, 1995); Краевой научно-практичсской конференции "Проблемы химико-лесного комплекса" (Красноярск, 1995-96); 2-ой Международной научно-практической конференции "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири" (Томск, 1996); Международной конференции "Эколого-физиологи-ческие аспекты ксилогенеза хвойных" (Красноярск, 1996).

ПУБЛИКАЦИИ

По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ.

ОБЪЕМ РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, трех глав, общих выводов, списка литературы из 158 библиографических описаний и приложения. Материал изложен на 163 страницах, содержит 35 таблиц, 45 рисунков.

МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Объектом изучения служила древесная зелень, шишки и семена растений семейства Рапасеае. Модельные деревья для наблюдений подбирались в естественных древостоях, в Емельяновс-ком опытном лесхозе Красноярского края, с учетом представительности проб. Отбор проводили в течение годового цикла во второй декаде каждого месяца с 1993 по 1996 годы. В работе приведены средние результаты трехлетних исследований.

Изучение стеринов древесной зелени проводили по единой схеме, составленной на основании предварительного анализа пригодности различных химических и физико-химических методов исследования.

Суммарные липиды экстрагировали по методу Блайя-Дайера системой растворителей хлороформ-изопропанол (1:2). Фракционирование суммарных липидов проводили с помощью адсорбционной колоночной хроматографии, адсорбентом служил силикагель марки КСК. В результате последовательного элюирования хлороформом, ацетоном, изопропанолом были получены соответственно вещества нейтрального характера, гликолипиды и фосфолипиды.

Фракции нейтральных липидов разделяли на отдельные группы с использованием препаративной ТСХ на силикагеле в системе растворителей: гексан - диэтиловый эфир - уксусная кислота

(85:15:1), фракции гликолипидов - с помощью двумерной ТСХ в системах: 1-ое направление - ацетон-толуол-уксусная кислота-вода (60:60:2:1); 2-ое направление- хлороформ-ацетон-метанол-уксусная кислота-вода (6:8:2:2:1). Состав жирных кислот устанавливали методом ГЖХ. Жирные кислоты получали щелочным гидролизом препаратов связанных стеринов.

Для разработки рекомендаций по использованию полученных результатов на практике были проведены исследования, которые позволили подобрать оптимальные условия выделения стеринов из хвойного сырья. Для этих целей использовали древесную зелень сосны обыкновенной и пихты сибирской отвечающую ГОСТ 21769-84 "Зелень техническая".

РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ .

Стерины древесной зелени хвойных

Исследовали содержание стеринов в различных анатомических частях хвойных растений семейства Рхпасеае в ходе годового цикла. Количество свободных стеринов в хвое и побегах сосны сибирской, сосны обыкновенной, пихты сибирской и ели сибирской в различные периоды годового цикла представлены на рис. 1-2. Для всех изученных пород прослеживается идентичный характер годичной динамики- содержания стеринов с максимумом в период покоя и минимумом в период вегетации.

Максимальное количество свободных стеринов обнаружено в хвое всех пород в декабре-январе, минимальное - в июне-июле. Концентрация эфиров стеринов в древесной -зелени в течение годового цикла, как и свободных стеринов, также меняется идентичным образом. Следует отметить, что во всех породах в период покоя содержание свободных стеринов в хвое превышает их количество в побегах, в то время как в период вегетации их

О

«з

к

о О

0,32 0,28

0,24 0,20 0,16 0,12 0.08 0,04.

0

ч

Л /

\ /

V \ / V

Ч 2 ч, \ у г> У 11

^

4 т

12 3 4 5 6 7

1

£> К/

3

4

пихта кедр сосна ель

8 9 10 II 12 Месяцы

Рис. I Годичная динамика содержания свободных стеринов в хвое

2

■3 0.20

а

^ 0,16

1 °»12 §. 0.08

3 0.04

О

1\

\

г\ V ч \ У /

\ \ V £

3 \

4

2 3 4 5 6 7 8

пихта кедр сосна ель

9 10 II 12 Месяцы

Рис. 2 Годичная динамика содержания свободных стеринов в побегах

количества сравнимы. Для всех пород соотношение свободные сте-рины : связанные стерины в течение года непостоянно: для хвои пихты оно изменяется от 5,14 (январь) до 1,41 (июль); кедра-от 4,35 (декабрь) до 0,73 (июнь); сосны - от 4,73 (январь) до 0,94 (июль).

В древесной зелени ели в отличии от других пород отношение свободные стерины : связанные стерины в течение года как в хвое, так и в побегах почти не меняется и не превышает величины 2, 2 (июнь).

Содержание стеринов зависит от возраста хвои. Для всех, четырех пород однолетняя хвоя содержит больше стеринов, чем двух- и трехлетняя. В целом содержание стеринов с увеличением возраста хвои снижается.

Характер годичной динамики содержания гликозидов стеринов в древесной зелени всех четырех пород аналогичен свободным стеринам: для всех пород наблюдается повышение содержания гликозидов стеринов в период покоя и снижение их количества в период вегетации.

Набор кислот, входящих в состав связанных стеринов схож (С12-С24), однако в их количественном'содержании наблюдаются различия. Для пихты сибирской.свойственно присутствие олеиновой кислоты в большем количестве, чем в сосне обыкновенной, " сосне сибирской, и ели сибирской (табл. 1-2). Количество линолевой кислоты сравнимо для всех пород, она является второй кислотой после олеиновой по содержанию в связанных стеринах. Среди насыщенных кислот доминирует пальмитиновая кислота.

Количество непредельных кислот в связанных стеринах превышает содержание предельных.

Содержание стеринов в хвое лиственницы сибирской пред ставлено в табл. 3. Для этой породы как и у вышеупомянутых

Состав кислот эфиров стеринов хвои пихты сибирской, % к сумме кислот

Наименование кислот 1 Январь 1Апрель 1 1 Июнь 1 1 1 Сентябрь!Ноябрь 1 1 1

Лауриновая 1 0.50 1 1.82 1 0.50 0.65 1 0.60 1

Миристиновая 1 0.85 1 1.76 1 1.76 0.77 1 2.80 1

Пальмитиновая 126.00 117.18 126.00 17.14 120.12 1

Пальмитолеиновая 113.45 111.90 110.11 13.44 110.30 1

Стеариновая 114.65 114.30 113.44. 12.22 111.40 I

Олеиновая 125.43 120.60 120.00 27.43 127.41 1

Линолевая 1 2.42 1 3.85 1 5.55 6.90 1 5.41 1

Линоленовая 110.10 112.40 110.22 10.28 111.10 1

Арахиновая 1 1.13 1 3.84 1 4.00 1.96 1 1.10 1

Бегеновая 1 0.60 1 2.70 1 1.46 2.60 1 0.73 1

Лигноцериновая 1 0.36 1 0.43 1 1.51 0.50 1 0.40 1

Неидентифицировано 1 4.51 1 9.22 1 5.45 1 6.11 1 8.63 1 1 1

Сумма предельных 1 1 1

кислот 144.09 142.03 148.67 1 35.84 137.15 ! 1 1

Сумма непредельных кислот 151.40 148.75 1 145.88 1 58.05 1 1 154.22 1 1 1

Состав кислот эфиров стеринов хвои сосны обыкновенной, % к сумме кислот

I Наименование I

I кислот I Январь

1___1__

I Лауриновая I 0.60

I Миристиновая I 0.80

I Пальмитиновая 118.12

I Пальмитолеиновая 112.89

I Стеариновая 112.41

I Олеиновая 120.83

I Линолевая I 9.30

I Линоленовая 114.30

I Арахиновая I 2.10

I Бегеновая 1 2.73

I Лигноцериновая I 2.40

I Неидентифицировано I 3.52

I_I__

I Сумма предельных I

I кислот 139.16

I_I_

I Суша непредель- I I ных кислот 157.32

I_I_

1 Апрель 1 Июнь 1 1Сентябрь Ноябрь 1

1 0.82 1 0.95 1 0.80 0.75 1

1 0.76 1 1.80 1 0.90 0.45 1

123.33 124.55 1 18.90 18.13 1

112.00 111.00 1 14.20 14.96 1

114.00 113.00 1 13.08 8.00 1

120.78 121.00 I 24.22 23.22 1

1 9.72 1 8.40 1 12.15 16.87 1

110.30 110.20 1 10.35 10.35 1

1 1.12 1 2.45 1 1.80 2.00 1

1 1.72 1 2.62 1 0.85 0.77 1

I 1.35 1 0.70 1 0.75 0.40 1

1 4.10 1 3.33 1 1 2.00 4.10 1

143.10 146. 07 1 1 37.08 30.50 I

152.80 1 150.60 1 60.92 65.40 1

хвойных в ходе вегетации в хвое лиственницы прослеживается закономерное снижение содержания, как для свободных так и для связанных стеринов.

Таблица 3

Содержание стеринов в хвое лиственницы сибирской, % к а. с.м.

1 - 1 1 Наименование| 1 ! Май | 1 Июнь Июль ■ Август 1 Сентябрь|

1 1 I Свободные | 1 0,195 | 0,170 0,143 0.100 0,100 |

Iстерины | 1

1Эфиры | 0,085 | 0,095 0,070 0,070 0,070 |

|стеринов 1 1

|Гликозиды | 0.059 | 0.050 0.043 0.038 0.030 |

¡стеринов | | 1 I |

В побегах, как и в хвое эта закономерность сохраняется. Состав кислот связанных стеринов лиственницы сибирской схож с жирнокислотным составом других хвойных, однако следует отметить присутствие у последних лигноцериновой кислоты. В связанных стеринах хвои лиственницы сибирской содержание непредельных кислот снижается к концу вегетации.

Исследовано содержание и состав стеринов шишек хвойных (сосны сибирской, сосны обыкновенной, ели сибирской). Использовали шишки второго года, отобранные с тех же деревьев, что и древесная зелень. Перед использованием из шишек были предварительно удалены семена. Содержание стеринов приведено в табл. 4. Данные показывают, что шишки сосны сибирской содержат стеринов значительно больше, чем шишки сосны обыкновенной и ели сибирской. В то же время в шишках ели сибирской количество стеринов превышает их содержание в шишках сосны обы-

кновенной. Для всех трех пород наблюдается общая закономерность: зимний период характеризуется повышенным содержанием стеринов, а летний,, напротив, пониженным.

Таблица 4

Содержание стеринов в шишках хвойных пород, % к а. с.м.

Наименование

Сосна сибирская

Январь | Июль

Ель сибирская

Январь| Июль

Сосна обыкновенная

Т

Январь I Июль

Свободные

стерины

Эфиры

стеринов

Гликозиды

стеринов

0,042

0,013

О, 031

О, 033

0,010

0,021

О, 039

0,012

0,026 J_I.

О, 031

0,009

0,018

О, 015

0.009

0,012

О, 011

О, 007

О, 008

Сравнительный анализ содержания стеринов в семенах сосны сибирской с другими тканями этой породы ( древесная зелень, шишки ) показал, что их количество в семенах превышает древесную зелень и шишки в два и пять раз соответственно.

В настоящее время в лесохимической промышленности существует способ переработка семян сосны сибирской с получением кедрового масла. При его очистке появляется отход в виде осадка. Данные о содержании стеринов в продуктах переработки семян сосны представлены в табл. 5. Они показывают, что осадок кедрового масла монет быть использован в качестве сырья для производства стериновых концентратов.

Таблица 5

Содержание стеринов в продуктах переработки семян сосны сибирской, % к а.с.м.

1 1 I Наименование 1 1 Свободные 1 Эфиры 1 1 I Гликозиды |

1 1 I | стерины | стеринов 1 стеринов 1 1 |

1 1 I Семена сосны | 1 1 1 1

I сибирской 1 0,20 | 0,09 1 0,09 |

I Осветленное " | 1 1

I кедровое масло | 0,32 | 0,25 1 0,14 |

I Осадок | 1 1

] кедрового масло| 1 1 3.52 I | 0,44 1 0,30 I 1 1

Экстрагирование липидов из биомассы хвойных Решение вопросов, связанных с использованием стеринов хвойного сырья неизбежно ставит задачу исследования процесса их экстрагирования.

В работе представлены данные об извлечении стеринов из древесной зелени хвойных пород различными по полярности экстрагентами. В качестве экстрагентов использовали гексан, бензин БЛХ, этиловый спирт, сжиженные углеводороды.

В-ходе исследований было установлено, что оптимальным размером частиц, обеспечивающим максимальный выход стеринов являются 0,5-1,0 см, с последующей фибрилляцией.

Влажность сырья влияет на процесс экстрагирования стеринов. При экстракции влажного материала экстрагентами смешивающимися с водой в полученном экстракте, сильно увеличивается количество водорастворимых веществ, что является нежелательным. В работе-использовали сырье с влажностью 10-12 %.

При использовании гексана, бензина и этилового спирта экстрагирование проводили при температурах: -5 °С, +7 °С, (-20 °С и температуре кипения экстрагента. Экстрагировали древесную зелень пихты сибирской и сосны обыкновенной. Температура экстракции является одним из главных факторов, определяющих выход стеринов. Стерины являются веществами устойчивыми по отношению к температурному воздействию и с повышением температуры экстрагирования их выход увеличивается. Увеличение экстрагирующей способности по отношению к стеринам наиболее сильно проявляется для всех экстрагентов при увеличении температуры экстракции от -5°С до +20 °С. Кинетическое уравнение, описывающее процесс экстракции стеринов для всех исследуемых температур независимо от используемого экстрагента имеет вид:

У = А + В lg(x) + С lg2 (X) где У - содержание стеринов в экстрактах, % к а.с. исходному сырью;

х - продолжительность экстракции, час;

А, В, С - коэффициенты.

Значения'коэффициентов А,В.С при экстрагировании древесной зелени пихты сибирской приведены в табл. 6.

При экстрагировании древесной зелени одновременно со стеринами извлекаются другие группы липидов. Этиловый спирт извлекает и водорастворимые компоненты. При проведении процесса при пониженных температурах воска практически не извлекаются. С ростом температуры их количество в экстракте возрастает. Воска появляются в экстракте в определяемых количествах при температуре более +7 °С. Степень извлечения каротина мало зависит от температуры процесса экстракции, хлоро-филлы более чувствительны к температурным условиям экстрагирования. Проведения процесса экстракции при пониженных темпе-

Таблица 6

Значения коэффициентов А, В,С в уравнении регрессии, описывающим процесс экстракции стеринов из древесной зелени пихты сибирской

1 I Значения I коэффициентов 1 1 [ Температура экстракции, °С |

1 1 -5 1 +7 1 +20 | 1 Кипение экстрагента]

I Гексан 1 1

1 А | 0,0315 0,0379 0.053Ц 0,0708 |

1 в I 0,0631 0,0681 0,0812! 0,0723 |

1 с 1-0,0082 -0,0122 -0,0236| '-0,0247 |

1 Бензин 1

1 А I 0,0272 0,0304 0,04161 0,0620 |

1 В 1 0,0357 0,0509 0, 0593 | 0,0789 |

1 с 1 0,0048 -0,0018 -0,00841 -0,0264 |

1 Этиловый 1

1 спирт 1

1 А 1 0,0416 0, 0449 0, 05961 0,0701 |

1 в I 0,0672 0, 0787 0, 07401 0,0769 |

! с 1-0,0132 -0,0198 -0,0216| -0.0281 |

1 | . 1 . .. , .. |

ратурах позволяет экстрагировать стерины при минимальном извлечении пигментов й отсутствии в экстракте воска.

Таким образом следует отметить, что проведение экстракции древесной зелени как пихты, так и сосны бензином при температуре +7 °С позволяет выделять стерины при минимальном одновременном извлечении восков и пигментов.

При экстрагировании древесной зелени сжиженными углеводородами ( пропаном, бутаном и их смесью ) выход суммарных

липидов высок, поэтому эти экстрагенты не могут быть рекомендованы при разработке технологии получения концентрата стери-нов из хвойного сырья.

На основании полученных результатов была предложена технологическая схема производства концентратов стеринов из хвойного сырья. В качестве экстрагента предложен бензин, широко применяемый в лесохимической промышленности.

Отработку оптимальных режимов экстрагирования проводили используя древесную зелень пихты сибирской.

Задача оптимизации сводилась к определению значений технологических параметров, обеспечивающих максимальный выход стеринов при минимальном извлечении остальных групп липидов. В качестве параметров оптимизации взяты: уг - выход стеринов, % к а.с.м. исходного сырья; у2 - выход суммарных липидов, % к а.с.м. исходного сырья; Уз - выход воска, % к а.с.м. исходного сырья; у4 - выход хлорофиллов, мг % к а.с.м. исходного сырья; у5 - выход каротина, мг % к а.с.м. исходного сырья. Факторы, влияющие на выход стеринов и сопутствующих липидов взяты:

X! - содержание стеринов в исходном сырье, % к а.с.м; х2 - жидкостный модуль экстракции; х3 - продолжительность экстракции, час; х4 - температура экстракции, °С.

Соответствие факторов ?! натуральным значениям переменных X! и уравням переменных х1 показано в табл. 7.

При выборе оптимального режима выделения стеринов из древесной зелени находили компромиссное решение, которое заключается в определении условного экстремума одного из параметров оптимизации при условии соблюдения ограничений, накладываемые на остальные. При этом преследовалась цель максима-

Уровни варьирования переменных

1 1 I Наименование факторов | 1 1 1 1 Уровни 1 Значения | переменных |

I Содержание стеринов в 1 -1 0,15 |

I сырье, % к а.с.м. | 0 0,26 |

+1 0,37 |

1 Жидкостный модуль | -1 3,00 |

0 5,00 |

I 1 + 1 7,00 |

) Продолжительность | -1 1 I

I экстракции, час | 0 36 |

1 1 +1 71 1

I Температура экстракции, °С | -1 -5,0 |

0 +7,0 |

1 1 1 | +1 +20,0 ] |

льного извлечения стеринов и минимального выхода всех остальных групп липидов, попутно извлекаемых при экстрагировании вместе со стеринами.

Регрессионный анализ показал, что для производственного процесса наиболее приемлем температурный режим при +7 °С. Продолжительность экстрагирования выбрана из условия извлечения стеринов, позволяющих выделять не менее 70 % от содержащихся в сырье. Такой выход стеринов может быть обеспечен продолжительностью экстракции не менее 30 часов.

В данной работе предлагается принципиальная технологическая схема получения концентратов стеринов, представляющая собой дополнительную ветвь в технологической схеме комплекс-

ной переработке древесной зелени. За базовый вариант была принята технология на действующем предприятии (цех лесохимических продуктов Допчургского леспромхоза Иркутской области). По этой технологии предусматривается: экстракция древесной зелени бензином с дальнейшей переработкой бензинового экстракта и получением ряда лесобиохимических продуктов: хлоро-филло-каротиновой пасты, препарата хлорофиллина натрия, про-витаминного концентрата, хвойного воска, пасты бальзамической; отгонки паров бензина с последующим получением эфирного масла; экстракция горячей водой с последующим упариванием экстракта и получением экстракта хвойного натурального.

В работе предлагается проводить экстракцию древесной зелени бензином в две ступени. На первой ступени экстрагирование осуществляют бензином при температуре +7 °С в течение 30 часов при жидкостном модуле 5.

Шрот после первой ступени экстракции вновь экстрагируют бензином в экстракторе, обогреваемом глухим паром. Далее процесс переработки осуществляют согласно базовой технологии. В результате этого по предложенной схеме помимо традиционных продуктов дополнительно получают концентрат стеринов. Это же оборудование может быть использовано при производстве концентратов стеринов из осадка кедрового масла.

Концентрат стеринов из древесной зелени содержит: стеринов - 60 %,. летучие вещества- 5 %, прочих нейтральных веществ-35 %: в том числе хлорофиллов - 9,2 мг % и каротина 2,0 мг %.

Концентрат стеринов из осадка семян сосны сибирской содержит: стеринов - 70 % и прочих нейтральных веществ - 30 %.

ВЫВОДЫ

1. Впервые проведены систематические исследования содержания стеринов в различных анатомических частях хвойных растений семейства Ртасеае.

2. На основании трехлетних исследований установлена годичная динамика ( по месяцам) содержания свободных и связанных стеринов ( эфиров стеринов и гликозидов) в древесной зелени сосны сибирской, сосны обыкновенной, пихты сибирской, ели сибирской и лиственницы сибирской. Показано, что оно зависит от фенологического состояния дерева, а годичная динамика их содержания носит закономерный характер. Максимальное содержание стеринов приходится на период покоя, а минималь-' ная- на период вегетации.

3. Установлено, что содержание стеринов в древесной зелени хвойных зависит от породы. Наибольшее количество .стеринов содержится в пихте сибирской, а наименьшее - в ели сибирской.

4. Показано влияние возраста хвои на содержание в ней стеринов. Для всех пород хвоя первого года по сравнению с хвоей второго и третьего года имеет повышенное содержание стеринов.

5. Установлена годичная динамика содержания и состав жирных кислот связанных стеринов хвои и побегов, определено, что максимальное количество непредельных кислот приходится на осенне-зимний период, а предельных кислот на весенне-летний период. Олеиновая, линолевая и пальмитиновая кислоты являются основными кислотами этих тканей.

6. Определено содержание стеринов в шишках сосны сибирской, сосны обыкновенной и ели сибирской. Установлено, что сосна сибирская содержит наибольшее количество стеринов О,086 %, а сосна обыкновенная наименьшее - 0,026 %. Зимний пе-

риод характеризуется повышенным содержанием стеринов, а в летнее время их количество минимально. Исследован состав жирных кислот связанных стеринов.

7. Изучено содержание стеринов в семенах сосны сибирской и продуктов их переработки. Показано, что осадок кедрового масла, получаемый при комплексной переработке семян сосны сибирской может быть использован для получения концентратов

. стеринов.

8. Исследована кинетика извлечения стеринов органическими растворителями при различных температурных режимах. Дано математическое описание этого процесса. Уравнение регрессии имеет следующий вид:

У = А + В ШХ) + С I®2 (X)

Определены оптимальные условия процесса экстрагирования стеринов из древесной зелени пихты сибирской.

9. Разработаны технологические-схемы получения концентратов стеринов из древесной зелени пихты сибирской и из отхо^ дов переработки семян сосны сибирской.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Девятловская А.Н.. Рубчевская Л.П., Репях С.М. Перспективы использования древесной зелени хвойных для получения фитостерина .- В сб.: Переработка растительного сырья и утилизация отходов,- Красноярск,- 1994,- С. 125-128.

2. Девятловская А.Н., Рубчевская Л.П., Репях С.М. Техно- -логия получения биологически активных соединений из древесной зелени хвойных.- В сб.: Биологически активные соединения: способы получения, промышленный синтез и применение.- Пенза.-1995. -С. 25.

3. Девятловская А.Н., Рубчевская Л.П. Количественное определение пигментов в древесной зелени сосны.-Веб.: Психолого-педагогические проблемы формирования личности ■ учителя. -

Красноярск.- 1995,- С. 100-101.

4. Девятловская А.Н., Рубчевская Л.П., Релях С.М. Содержание стеринов в шишках хвойных пород.- В сб.: Проблемы химико-лесного комплекса.- Красноярск.- 1995.- ч.2,- С. 62.

5. Девятловская А.Н., Рубчевская Л. П., РепяхС.М., Скиба Л.П. Выделение стеринов из древесной зелени сосны обыкновенной. -Веб.: Переработка растительного сырья и утилизация отходов,- Красноярск.- 1996.- С. 239-241.

6. Рубчевская Л.П., Невзоров В.Н., Девятловская А.Н., Репях С.М. Перспективы использования биомассы кедра сибирского: Тез. докл.// Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири: 2-ая Международ, конф./ Томск,- 1996.- С. 23.

7. РепяхС.М., Рубчевская Л.П., Невзоров В.Н, Девятловская А. Н. Новые технологии биологически активных веществ на основе древесной зелени хвойных: Тез. докл.// Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири: 2-ая Международ. конф./ Томск,- С. 24. - 4Я96.

8. Рубчевская Л.П., Лебедева 0.И., Ушакова В.М., Девятловская А. Н. Перспективы использования биомассы семян сосны сибирской.- В сб.: Проблемы химико-лесного комплекса.- Красноярск,- 1996,- С. 9.

9. Рубчевская Л.П., Девятловская А.Н., РепяхС.М. Некоторые аспекты метаболизма фосфолипидов в древесной зелени лиственницы сибирской // Эколого-физиологические аспекты кси-логенеза хвойных. Материалы Междунар. конф. Россия. Красноярск,- 1996.- С. 136-139.

10. Рубчевская Л.П., Девятловская А.Н., Репях С.М. Некоторые закономерности метаболизма лииидов в тканях лиственницы сибирской в ходе онтогенеза // Эколого-физиологические аспекты ксилогенеза хвойных. Материалы Междунар. конф. Россия. Красноярск.- 1996.- С. 107-110.