| |
|
|
|
| |
| №4, 2024: Химия природных сред и объектов |
<< Содержание номера
<< Архив
[RUS] / [ENG]Химия природных сред и объектов
Содержание биологически активных веществ в водных экстрактах продуктов деструкции кородревесных отходов
Т. И. Ширшова, к. х. н., в. н. с.,
К. Г. Уфимцев, к. б. н., н. с.,
И. В. Бешлей, к. б. н., н. с.,
А. Г. Донцов, к. х. н., с. н. с.,
Институт биологии Коми научного центра
Уральского отделения Российской академии наук,
167982, Россия, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, д. 28 T. I. Shirshova ORCID: 0000-0001-8938-612X,
K. G. Ufimtsev ORCID: 0000-0002-8708-4213,
I. V. Beshley ORCID: 0000-0002-9195-332X,
А. G. Dontsov ORCID: 0000-0003-2559-5226,
Institute of Biology of the Komi Science Centre of the Ural Branch
of the Russian Academy of Sciences,
28, Kommunisticheskaya St., Syktyvkar, Russia, 167982
e-mail
[email protected]
Аннотация
Проведено исследование химического состава продуктов деструкции кородревесных отходов (КДО) из отвала ОАО «Лесопромышленная компания «Сыктывкарский ЛДК». Содержание водорастворимых фракций в образцах из двух скважин составило от 0,1 до 1,1 % массы сухого вещества и зависело от глубины залегания. Эти отличия могут быть связаны с разным временем залегания, неоднородностью отходов, степенью их разложения и увлажнённости. При последовательной обработке сухого водорастворимого остатка растворителями с возрастающей полярностью были получены гексановый, эфирный и хлороформный экстракты, в которых методами тонкослойной (ТСХ) и высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) подтверждено содержание дигидрокверцетина (tR=28,6 мин), ванилиновой (tR=11,6 мин) и транс-п-кумаровой (tR=17,7 мин) кислот, которые ранее были обнаружены в этилацетатных и гексановых экстрактах. При анализе образцов КДО на содержание полисахаридов и арабиногалактана в составе продуктов гидролиза водорастворимой гемицеллюлозы методом ВЭЖХ были обнаружены арабиноза, манноза, глюкоза и галактоза, что позволяет охарактеризовать выделенную фракцию, как смесь водорастворимых гемицеллюлоз – арабиногалактана и глюкоманнана. Показано, что независимо от глубины залегания и использования для экстракции воды или органических растворителей разной полярности во всех исследуемых образцах КДО обнаружены одинаковые компоненты – дигидрокверцетин, ванилиновая и транс-п -кумаровая кислоты.
Abstract
The chemical composition of the destruction products of bark-wood waste (BWW) from the dump of JSC “Syktyvkar Timber Processing Company” was studied. The content of water-soluble fractions in samples from two wells ranged from 0.1 to 1.1% of the dry matter mass and depended on the depth of occurrence. These differences may be related to different time of occurrence, heterogeneity of waste, degree of decomposition and moisture content. Sequential treatment of the dry water-soluble residue with solvents of increasing polarity yielded hexane, ether and chloroform extracts. The content of dihydroquercetin (tR=28.6 min), vanillic acid (tR=11.6 min) and trans-p-coumaric acid (tR=17.7 min) were confirmed by TLC and HPLC methods. The above substances were previously detected in ethyl acetate and hexane extracts. Arabinose, mannose, glucose and galactose were detected when analyzing BWW samples for polysaccharide and rabinogalactan content in the hydrolysis products of water-soluble hemicellulose by HPLC. This allows us to characterize the isolated fraction as a mixture of water-soluble hemicelluloses – arabinogalactan and glucomannan. The same components – dihydroquercetin, vanillic and trans-p-coumaric acids – were found in all studied BWW samples regardless of the depth of occurrence and the use of water or organic solvents of different polarity for extraction. The detection of such strong antioxidants as dihydroquercetin, phenolic acids and arabinogalactan in BWW samples opens prospects for the development of substances based on them for medicine, animal husbandry and other sectors of national economy.
Ключевые слова
кородревесные отходы, флавоноиды, кверцетин, дигидрокверцетин, фенолокислоты, водорастворимые гемицеллюлозы, арабиногалактан, глюкоманнан
Keywords
bark-wood waste, flavonoids, quercetin, dihydroquercetin, phenolic acids, water-soluble hemicelluloses, arabinogalactan, glucomannan
References
1. Lukina N.V. Global challenges and forest ecosystems // Her. Russ. Acad. Sci. 2020. V. 90. No. 6. P. 303–307. doi: 10.1134/S1019331620030119
2. Green Economy and the goals of sustainable development for Russia: a collective monograph / Eds. S.N. Bobylev, P.A. Kiryushin, O.V. Kudryavtseva. Moskva: Ekonomicheskiy fakultet MGU imeni M.V. Lomonosova, 2019. 284 p. (in Russian).
3. Srisruthi K.M. Circular economy // International Journal of Trend in Scientific Research and Development. 2020. V. 1. No. 6. P. 566–569. doi: 10.31142/ijtsrd4610
4. Stahel W.R. The circular economy // Nature. 2016. V. 531. No. 7595. P. 435–438. doi: 10.1038/531435a
5. Wenig C., Dunlop J.W.C., Hehemeyer-Cürten J., Reppe F.J., Horbelt N., Krauthausen K., Fratzl P., Eder M. Advanced materials design based on waste wood and bark // Philos. Trans. A Math. Phys. Eng. Sci. 2021. V. 379. No. 2206. Article No. 20200345. doi: 10.1098/rsta.2020.0345
6. Ufimtsev K.G., Beshley I.V., Shirshova T.I. The content of extractive substances in the products of destruction of bark-woods wastes generated during long-term storage, taking into account the vertical gradient // Theoretical and Applied Ecology. 2022. No. 4. P. 144–150 (in Russian). doi: 10.25750/1995-4301-2022-4-144-150
7. Volodin V.V., Shubakov A.A., Volodina S.O., Shergina N.N., Vasilov R.G. Trends in the development of methods of disposal of bark and bark-wood waste of long-term storage (review) // Agricultural Science EuroNorth-East. 2022. V. 23. No. 5. P. 611–632 (in Russian). doi: 10.30766/2072-9081.2022.23.5.611-632
8. Kulikova Yu., Sukhikh S., Babich O., Margina Yu., Krasnovskikh M., Noskova S. Feasibility of old bark and
wood waste recycling // Plants. 2022. V. 11. No. 12. Article No. 1549. doi: 10.3390/plants11121549
9. Kolesnikova A.V. Analysis of the formation and use of wood waste at enterprises of the Russian timber industry // Aktualnyye Voprosy Ekonomicheskikh Nauk. 2013. No. 33. P. 116–120 (in Russian).
10. Kapitsa E.A., Shorokhova E.V., Romashkin I.V., Galibina N.A., Nikerova K.M., Kazartsev I.A. Decomposition of bark as part of logging slashes after clearcuts in forests of Middle Taiga // Lesovedenie. 2019. No. 1. P. 38–48 (in Russian). doi: 10.1134/S0024114819010066
11. Deyneko I.P., Deyneko I.V., Belov L.P. Investigation of the pine bark chemical composition // Khimiya Rastitel’nogo Syr’ya. 2007. No. 1. P. 19–24 (in Russian).
12. Gromova A.S., Lutskiy V.I., Ganenko T.V., Tyukavkina N.A. Flavonoids from the bark of some species of fir, spruce and pine // Khimiya Drevesiny. 1978. No. 4. P. 103–105 (in Russian).
13. Fedorova T.E., Babkin V.A. Extractives of Picea obovata Ledeb. // Khimiya Rastitel’nogo Syr’ya. 2016. No. 4. P. 165–168 (in Russian). doi: 10.14258/jcprm.2016041401
14. Metsämuuronen S., Sirén H. Bioactive phenolic compounds, metabolism and properties: a review on valuable chemical compounds in Scots pine and Norway spruce // Phytochem. Rev. 2019. V. 18. P. 623–664. doi: 10.1007/s11101-019-09630-2
15. Babkin V.A., Ostroukhova L.A., Ivanova S.Z., Ivanova N.V., Medvedeva E.N., Malkov Yu.A., Trofimova N.N., Fedorova T.E. Products of deep chemical processing of larch biomass. Technology for obtaining and prospects for use // Rossiyskiy Khimicheskiy Zhurnal. 2004. V. XLVIII. No. 3. P. 62–69 (in Russian).
16. Babkin V.A., Ostroukhova L.A., Trofimova N.N. Larch biomass: from chemical composition to innovative products. Novosibirsk: Izdatelstvo Sibirskogo otdeleniya RAN, 2011. 235 p. (in Russian).
17. Babkin V.A. Extractive substances of larch wood: chemical composition, biological activity and prospects for practical use // Innovatika i Ekspertiza: Nauchnye Trudy. 2017. No. 2 (20). P. 210–224 (in Russian).
18. Dion C., Chappuis E., Rippol C. Does larch arabinogalactan enhance immune function? A review of mechanistic and clinical trials // Nutr. Metab. (Lond.) 2016. V. 13. Article No. 28. doi: 10.1186/s12986-016-0086-x
19. Larch Arabinogalactan // Altern. Med. Rev. 2000. V. 5. No. 5. P. 463–466.
20. Medvedeva E.N., Babkin V.A., Ostroukhova L.A. Arabinogalactan of larch – properties and prospects for use // Khimiya Rastitel’nogo Syr’ya. 2003. No. 1. P. 27–37 (in Russian).
21. Levdanskiy V.A., Levdanskiy A.V., Kuznetsov B.N. Isolation of dihydroquercetin and arabinogalactan from larch wood with water-ethanol solutions // Khimiya Rastitel’nogo Syr’ya. 2022. No. 4. P. 107–113 (in Russian). doi: 10.14258/jcprm.20220411959
22. Haldar D., Purkait M.K. Lignocellulosic conversion into value-added products: A review // Process Biochem. 2020. V. 89. P. 110–133. doi: 10.1016/j.procbio.2019.10.001
23. Gu B.J., Dhumal G.S., Wolcott M.P., Ganjyal G.M. Disruption of lignocellulosic biomass along the length of the screws with different screw elements in a twin-screw extruder // Bioresour. Technol. 2019. V. 275. P. 266–271. doi: 10.1016/j.biortech.2018.12.033
24. Kamali M., Gameiro T., Costa M.E.V., Capela I. Anaerobic digestion of pulp and paper mill wastes – An overview of the developments and improvement opportunities // Chem. Eng. J. 2016. V. 298. P. 162–182. doi: 10.1016/j.cej.2016.03.119
Прикреплённые файлы:
<< Содержание номера
<< Архив
Дата последнего обновления: 11:24:48/27.03.25
|
|
 |
| |
|
| |
|
|
|
| |
|
|
|
| |
 |
ИАА "Информ-Экология" |
|
 |
| |
|
| |
|
|
| | |
| |
|
|
|
| |
|
Министерство природных ресурсов Российской Федерации |
|
|
| |
|
| |
|
|
| | |
| |
|
|
|
| |
|
Счётчик |
|
|
| |
|
| |
|
|
| | |
|
