Влияние методов измельчения бересты на выход биологически активных веществ

Введение. Береста содержит ценные биологически активные вещества (БАВ). В связи с этим актуален поиск путей увеличения выхода из нее БАВ.

Цель. Изучить влияние методов измельчения бересты на извлечение из нее БАВ при экстрагировании.

Материалы и методы. Образцы бересты березы повислой (Betula pendula Roth.) и березы пушистой (Betula pubescens Ehrh.) измельчались на аппаратах с различными силовыми воздействиями на растительный материал — дисковой (преимущественно сдавливающие, сдвиговые, растягивающие и срезающие усилия), трехвалковой кольцевой (раздавливающие и истирающие усилия) и шаровой (раздавливающие, истирающие и ударно-сдвиговые усилия) мельницах. Проводили морфологическое и микроскопическое исследования, определяли содержание экстрактивных веществ, влаги в измельченных образцах. Анализировали состав и содержание БАВ.

Результаты. Наименьшие изменения в морфологической и анатомической структуре растительного материала наблюдались при использовании дисковой мельницы (сохраняются морфологические признаки бересты и ее клеточное строение), измельчение на трехвалковой кольцевой и шаровой мельницах приводит к серьезным изменениям в морфологической и анатомической структуре бересты (утрачивается морфолого-анатомическое строение, разрушаются клеточные стенки). Сравнительный анализ выхода экстрактивных веществ из измельченных образцов бересты в зависимости от метода измельчения и используемого экстрагента (вода очищенная и спирт этиловый различной концентрации: 96, 80, 70, 40, 20 и 10 %) показал, что наилучшим экстрагентом является 80% спирт этиловый. Наибольший выход экстрактивных веществ отмечен для образца бересты, измельченного в шаровой мельнице — 36.85 %, для измельченного на дисковой мельнице — 29.96 %, на трехвалковой кольцевой — 30.88 %. При исследовании выхода основных групп БАВ (сапонины, дубильные вещества, кумарины, гидроксикоричные кислоты) из измельченных образцов бересты выявлено, что при использовании методов измельчения, не приводящих к разрушению клеточных стенок, выход БАВ лимитируется капиллярно-пористой структурой расти- тельного материала.

Заключение. При использовании методов измельчения, приводящих к разрушению клеточных стенок, наибольший выход биологически активных веществ из бересты наблюдается в случае использования более жесткого воздействия на нее, включающего не только усилия истирания, раздавливания, но и удара (шаровые мельницы).

1. Голязимова О.В., Политов А.А., Ломовский О.И. Увеличение эффективности измельчения лигноцеллюлозного растительного сырья с помощью химической обработки // Химия растительного сырья. 2009. № 2. С. 53–57.

2. Бычков А.Л., Ломовский О.И. Современные достижения в механоферментативной переработке растительного сырья // Химия растительного сырья. 2017. № 2. С. 35–47.

3. Кузнецова О.Ю., Абдуллин И.Ш., Шаехов М.Ф., Зиятдинова Г.К., Будников Г.К. Оптимизация предварительной обработки лекарственного сырья ВЧЕ-плазмой перед экстракцией // Уч. зап. Казанск. ун-та. Серия: Естественные науки. 2016. Т. 158, кн. 2. С. 197–206.

4. Коптелова Е.Н., Кутакова Н.А., Третьяков С.И. Исследование кинетики массопереноса в процессе экстрагирования бересты // Лесной журнал. 2013. № 4. С. 119–128.

5. Алашкевич Ю.Д., Ковалев В.И. Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы: Патент РФ № 2 649 145. Патентообладатель СибГУ им. М.Ф. Решетнева. 2018. Бюл. № 10. 8 с.

6. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Альянс, 2004. 751 с.

7. Кузнецов Б.Н., Кузнецова С.А., Левданский В.А., Судакова И.Г., Веселова О.Ф. Совершенствование методов выделения, изучения состава и свойств экстрактов березовой коры // Химия в интересах устойчивого развития. 2005. Т. 13, № 3. С. 391–400.

8. Абышев А.З., Агаев Э.М., Гусейнов А.Б. Исследование химического состава экстракта коры березы сortex Betula сем. Betulaceae // Хим.-фармацевт. журн. 2007. Т. 41, № 8. С. 22–26.

9. Кислицын А.Н. Экстрактивные вещества бересты: выделение, состав, свойства, применение // Химия древесины. 1994. № 3. С. 3–28.

10. Лигостаева Ю.В. Фармакогностическое исследование бересты и перспективы ее использования в медицине: дис. … канд. фармацевт. наук. Самара, 2015. 201 с.

11. Кузнецова С.А., Скворцова Г.П., Маляр Ю.Н., Скурыдина Е.С., Веселова О.Ф. Выделение бетулина из бересты березы и изучение его физико-химических и фармакологических свойств // Химия растительного сырья. 2013. № 2. С. 93–100.

12. Лаврова Л.Ю., Якутова И.А., Усов Г.А. Механоактивированные органопорошки — биокорректоры питания // Интеграция науки, образования и производства — стратегия развития инновационной экономики: материалы I междунар. науч.-практ. конф. (г. Екатеринбург, 2011). Екатеринбург: Изд-во Уральск. гос. эконом. ун-та, 2011. Ч. 1. С. 167–169.

13. Paže A., Zandersons J., Rižikovs J. et al. Apparatus and selective solvents for extraction of triterpenes from silver birch (Betula pendula Roth.) outer bark // Baltic Forestry. 2014. Vol. 20 (1). P. 88–97.

14. Государственная фармакопея Российской Федерации. 14-е изд. 2018. Т. 2. URL: www.femb.ru/femb/pharmacopea.php. Дата обращения: 19.05.2021.

15. Ошкордин О.В., Лаврова Л.Ю., Усов Г.А. Кинетика и динамика измельчения растительного сырья для производства пищевых продуктов // Ползуновский вестн. 2011. № 2/2. С. 202–206.