Получение дубильных веществ, красителей и энтеросорбентов

Õèìèÿ â èíòåðåñàõ óñòîé÷èâîãî ðàçâèòèÿ! #"`"'
401
ÓÄÊ 582.632:547.98:547.97
Ïîëó÷åíèå äóáèëüíûõ âåùåñòâ, êðàñèòåëåé
è ýíòåðîñîðáåíòîâ èç ëóáà áåðåçîâîé êîðû
Ñ. À. ÊÓÇÍÅÖÎÂÀ1, Â. À. ËÅÂÄÀÍÑÊÈÉ1, Á. Í. ÊÓÇÍÅÖÎÂ1, Ì. Ë. ÙÈÏÊÎ1, Ò. Â. ÐßÇÀÍÎÂÀ2, Í. Ì. ÊÎÂÀËÜ×ÓÊ3
1
Èíñòèòóò õèìèè è õèìè÷åñêîé òåõíîëîãèè Ñèáèðñêîãî îòäåëåíèÿ ÐÀÍ,
óë. Ê. Ìàðêñà, 42, Êðàñíîÿðñê 660049 (Ðîññèÿ)
E-mail: [email protected]
2
Ñèáèðñêèé ãîñóäàðñòâåííûé òåõíîëîãè÷åñêèé óíèâåðñèòåò,
ïðîñïåêò Ìèðà, 82, Êðàñíîÿðñê 660049 (Ðîññèÿ)
3
Êðàñíîÿðñêèé ãîñóäàðñòâåííûé àãðàðíûé óíèâåðñèòåò,
ïðîñïåêò Ìèðà, 88, Êðàñíîÿðñê 660049 (Ðîññèÿ)
(Ïîñòóïèëà 12.05.04; ïîñëå äîðàáîòêè 30.10.04)
Àííîòàöèÿ
Ïðîâåäåíà îïòèìèçàöèÿ óñëîâèé ïîëó÷åíèÿ èç ëóáà áåðåçîâîé êîðû äóáèëüíûõ âåùåñòâ, àíòîöèàíèäèíîâûõ êðàñèòåëåé è ýíòåðîñîðáåíòîâ. Ïóòåì ïîäáîðà ñîîòâåòñòâóþùèõ óñëîâèé ùåëî÷íîé îáðàáîòêè
ïîðèñòîãî òâåðäîãî îñòàòêà ýêñòðàêöèîííîé ïåðåðàáîòêè ëóáà ïîëó÷åí ýíòåðîñîðáåíò, ïîêàçàâøèé âûñîêóþ ýôôåêòèâíîñòü â ëå÷åíèè îñòðûõ êèøå÷íûõ èíôåêöèé ó æèâîòíûõ è äèñáàêòåðèîçîâ, âûçâàííûõ ïðèìåíåíèåì àíòèáèîòèêîâ. Êîìïëåêñíàÿ ïåðåðàáîòêà ëóáà áåðåçîâîé êîðû ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü
îêîëî 3 % ñìîëèñòûõ âåùåñòâ, 35–40 % ïîëèôåíîëüíûõ ïðîäóêòîâ, 13–15 % àíòîöèàíèäèíîâîãî êðàñèòåëÿ, îêîëî 40 % ýíòåðîñîðáåíòà.
ÂÂÅÄÅÍÈÅ
 íàñòîÿùåå âðåìÿ íà ïðåäïðèÿòèÿõ, îñóùåñòâëÿþùèõ äåðåâîîáðàáîòêó, ïðîèçâîäñòâî
ôàíåðû è äðåâåñíîãî óãëÿ, îáðàçóåòñÿ çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî îòõîäîâ áåðåçîâîé
êîðû. Áåðåçîâàÿ êîðà, êàê ïðàâèëî, ñîñòîèò
èç âíåøíåãî ñëîÿ (áåðåñòû) è âíóòðåííåãî
ñëîÿ (ëóáà), êîòîðûå èìåþò ðàçëè÷íûé õèìè÷åñêèé ñîñòàâ [1, 2].
Áåðåñòà ïðèìåíÿåòñÿ äëÿ ïðîèçâîäñòâà
òîâàðîâ íàðîäíîãî ïðîìûñëà, áåðåçîâîãî äåãòÿ, â ìåäèöèíå. Ïåðñïåêòèâíûì íàïðàâëåíèåì èñïîëüçîâàíèÿ áåðåñòû ÿâëÿåòñÿ âûäåëåíèå èç íåå áèîëîãè÷åñêè àêòèâíûõ òðèòåðïåíîâ (áåòóëèí, ëóïåîë è äð.) [3].
Îñíîâíàÿ ÷àñòü áåðåçîâîé êîðû (îêîëî
80 ìàñ. %) ñîñòîèò èç ëóáà, ñîäåðæàùåãî äî
10 % òàííèäî⠖ âîäîðàñòâîðèìûõ ïîëèôåíîëîâ, êîòîðûå ïðåäñòàâëåíû êàòåõèíàìè,
ëåéêîàíòîöèàíèäèíàìè, ôëàâîíîëàìè, ôå-
íîëêàðáîíîâûìè êèñëîòàìè è äðóãèìè ñîåäèíåíèÿìè [4].
Èçâåñòíî, ÷òî ïðè êèñëîòíîì ãèäðîëèçå
ëåéêîàíòîöèàíèäèíîâ è êîíäåíñèðîâàííûõ
êàòåõèíîâ îáðàçóþòñÿ íèçêîìîëåêóëÿðíûå
ñîåäèíåíèÿ êàòåõèíîâîé ãðóïïû, êîòîðûå
ñïîñîáíû îêèñëÿòüñÿ ñ îáðàçîâàíèåì îêðàøåííûõ àíòîöèàíèäèíîâ [5]. Àíòîöèàíèäèíîâûå
ñîåäèíåíèÿ ïðèìåíÿþòñÿ â êà÷åñòâå ïèùåâûõ
êðàñèòåëåé, âõîäÿò â ñîñòàâ ïðåïàðàòîâ ñ ïðîòèâîâîñïàëèòåëüíûì, çàæèâëÿþùèì è ïîâûøàþùèì çàùèòíûå ñâîéñòâà îðãàíèçìà äåéñòâèåì. Â íàñòîÿùåå âðåìÿ èõ â îñíîâíîì âûäåëÿþò èç ÿãîä, îâîùåé, ïëîäîâ [6], õîòÿ èçâåñòíû
ñïîñîáû ïîëó÷åíèÿ àíòîöèàíèäèíîâûõ êðàñèòåëåé èç êîðû ïèõòû è ëèñòâåííèöû [7, 8].
 ïðîöåññå èçâëå÷åíèÿ ýêñòðàêòèâíûõ âåùåñòâ äðåâåñíîé êîðû ïðîèñõîäèò ðàñêðûòèå
ïîðèñòîé ñòðóêòóðû ñûðüÿ. Ïîñëå ýêñòðàêöèè
ïîëÿðíûìè ðàñòâîðèòåëÿìè (ñïèðòû, ýòèëàöåòàò è äð.) òâåðäûå îñòàòêè êîðû ïðàêòè÷åñêè
402
Ñ. À. ÊÓÇÍÅÖÎÂÀ è äð.
íå ñîäåðæàò ñâîáîäíûõ ôåíîëüíûõ ñîåäèíåíèé,
÷òî ïîçâîëÿåò ïðèìåíÿòü èõ â êà÷åñòâå ýíòåðîñîðáåíòîâ (òèïà ïîëèôåïàíà) [9, 10].
 ëèòåðàòóðå îòñóòñòâóþò ñâåäåíèÿ î ñïîñîáàõ ïîëó÷åíèÿ âûñîêîêà÷åñòâåííûõ äóáèëüíûõ ýêñòðàêòîâ, àíòîöèàíèäèíîâûõ êðàñèòåëåé è ýíòåðîñîðáåíòîâ èç ëóáà áåðåçîâîé êîðû.
Öåëü íàñòîÿùåé ðàáîòû – îïòèìèçàöèÿ óñëîâèé ïîëó÷åíèÿ äóáèëüíûõ âåùåñòâ, àíòîöèàíèäèíîâûõ êðàñèòåëåé, ýíòåðîñîðáåíòîâ
èç ëóáà áåðåçîâîé êîðû è ðàçðàáîòêà íà ýòîé
îñíîâå ñõåìû åãî áåçîòõîäíîé óòèëèçàöèè.
ÝÊÑÏÅÐÈÌÅÍÒÀËÜÍÀß ×ÀÑÒÜ
 ðàáîòå èñïîëüçîâàëè ëóá êîðû áåðåçû
ïîâèñëîé (Betula pendula Roth.), çàãîòîâëåííîé
â îêðåñòíîñòÿõ Êðàñíîÿðñêà. Ïåðåä èñïîëüçîâàíèåì âîçäóøíî-ñóõîé ëóá èçìåëü÷àëè íà
äåçèíòåãðàòîðå äî ïîëó÷åíèÿ ÷àñòèö ðàçìåðîì ìåíåå 1.5 ìì.  íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ îñóùåñòâëÿëè ãèäðîðàçìîë ëóáà â õîëîäíîé âîäå.
Ñîñòàâ ëóáà àíàëèçèðîâàëè â ñîîòâåòñòâèè
ñî ñõåìîé, ïðèâåäåííîé íà ðèñ. 1.
Èñõîäíûé ëóá ñîäåðæèò 26.3 % ëåãêîãèäðîëèçóåìûõ ïîëèñàõàðèäîâ, 22.9 % òðóäíîãèäðîëèçóåìûõ ïîëèñàõàðèäîâ, 34.8 % ëèãíèíîâûõ âåùåñòâ, 13.7 % ýêñòðàãèðóåìûõ ãîðÿ÷åé
âîäîé âåùåñòâ, 3.4 % ìèíåðàëüíûõ âåùåñòâ.
Èññëåäîâàíèÿ õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà ëóáà äî
è ïîñëå ýêñòðàêöèè ïðîâîäèëè ïî îáùåïðè-
Ðèñ. 1. Ñõåìà îïðåäåëåíèÿ ñîñòàâà ëóáà áåðåçîâîé êîðû.
íÿòûì â õèìèè äðåâåñèíû ìåòîäèêàì [11]. Â
èññëåäóåìûõ îáðàçöàõ îïðåäåëÿëè îñíîâíûå
êîìïîíåíòû – ëèãíèíîâûå âåùåñòâà, ïîëèñàõàðèäû, ýêñòðàêòèâíûå âåùåñòâà. Êîëè÷åñòâåííîå îïðåäåëåíèå äóáèëüíûõ âåùåñòâ
ïðîâîäèëè ïî ñòàíäàðòíîé ìåòîäèêå ÂÅÌ ñ
ïîìîùüþ ãîëüåâîãî ïîðîøêà [12].
 êà÷åñòâå ýêñòðàãåíòà, íàèáîëåå ïîëíî
èçâëåêàþùåãî âåùåñòâà ôåíîëüíîé ïðèðîäû,
èñïîëüçîâàëè ãèäðîêñèä íàòðèÿ ðàçëè÷íûõ êîíöåíòðàöèé (îò 0.5 äî 1.5 %) â âîäíîì ðàñòâîðå
ýòàíîëà. Êîíöåíòðàöèþ ñïèðòà èçìåíÿëè îò 10
äî 20 %. Ýêñòðàêöèþ äóáèëüíûõ âåùåñòâ ïðîâîäèëè ïðè æèäêîñòíîì ìîäóëå (ñîîòíîøåíèå
ýêñòðàãåíò : êîðà), ðàâíîì 10, è òåìïåðàòóðå
70 îÑ íà ëàáîðàòîðíîé òåðìîñòàòèðóåìîé óñòàíîâêå. Ïðîäîëæèòåëüíîñòü ïðîöåññà ýêñòðàêöèè
âàðüèðîâàëàñü îò 0.5 äî 1.5 ÷.
Àíòîöèàíèäèíîâûé êðàñèòåëü âûäåëÿëè
îáðàáîòêîé ïðåäâàðèòåëüíî îáåññìîëåííîãî
ëóáà êèïÿùèì ýòèëîâûì ñïèðòîì â ïðèñóòñòâèè ñîëÿíîé êèñëîòû. Äëÿ èçâëå÷åíèÿ ñìîëèñòûõ âåùåñòâ íàâåñêó âîçäóøíî-ñóõîãî
ëóáà (50 ã) ýêñòðàãèðîâàëè ãåêñàíîì, ïåòðîëåéíûì ýôèðîì èëè áåíçèíîì ìàðêè ÁÐ-1 â
àïïàðàòå Ñîêñëåòà âìåñòèìîñòüþ 250 ìë â òå÷åíèå 8 ÷. Âûõîä ñìîëèñòûõ âåùåñòâ ñîñòàâëÿë 3.0–3.2 % îò ìàññû àáñîëþòíî ñóõîãî ëóáà.
 êðóãëîäîííóþ êîëáó âìåñòèìîñòüþ 0.5 ë,
ñíàáæåííóþ îáðàòíûì õîëîäèëüíèêîì, çàãðóæàëè 10 ã àáñîëþòíî ñóõîãî îáåññìîëåííîãî
ÏÎËÓ×ÅÍÈÅ ÄÓÁÈËÜÍÛÕ ÂÅÙÅÑÒÂ, ÊÐÀÑÈÒÅËÅÉ È ÝÍÒÅÐÎÑÎÐÁÅÍÒΠÈÇ ËÓÁÀ ÁÅÐÅÇÎÂÎÉ ÊÎÐÛ
ëóáà, äîáàâëÿëè òðåáóåìîå êîëè÷åñòâî ýòèëîâîãî ñïèðòà è ñîëÿíîé êèñëîòû (êîíöåíòðàöèÿ
33–37 %). Ãèäðîìîäóëü âàðüèðîâàëè îò 8 äî 14,
êîíöåíòðàöèþ HCl – îò 0.5 äî 4.0 %. Ïîñëå êèïÿ÷åíèÿ â òå÷åíèå 4 ÷ ðàñòâîð â êîëáå ïðèîáðåòàë òåìíî-âèøíåâûé öâåò. Ðåàêöèîííóþ ìàññó, íå îõëàæäàÿ, îòôèëüòðîâûâàëè îò ëóáà
íà ôèëüòðå. Ïîëó÷åííûé ðàñòâîð êðàñèòåëÿ
êîíöåíòðèðîâàëè äî ïîëó÷åíèÿ îáúåìà 20–
25 ìë, ðàçáàâëÿëè 150–160 ìë âîäû, îñàäîê îòäåëÿëè ôèëüòðîâàíèåì è âûñóøèâàëè â çàòåìíåííîì ìåñòå ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå.
Äëÿ ðàçäåëåíèÿ è èäåíòèôèêàöèè ïîëó÷åííûõ àíòîöèàíèäèíîâûõ ñîåäèíåíèé ïðèìåíÿëè õðîìàòîãðàôèþ íà áóìàãå (âàòìàí ¹ 1). Â
êà÷åñòâå «ñâèäåòåëÿ» èñïîëüçîâàëè öèàíèäèíõëîðèä, ïîëó÷åííûé âñòðå÷íûì ñèíòåçîì èç
êâåðöåòèíà ïî ìåòîäèêå [13]. Íàèëó÷øèå ðåçóëüòàòû ïîëó÷åíû ïðè õðîìàòîãðàôèðîâàíèè
â ñèñòåìå óêñóñíàÿ êèñëîòà – ñîëÿíàÿ êèñëîòà – âîäà, âçÿòûõ â ñîîòíîøåíèè 30 : 3 : 10
ñîîòâåòñòâåííî.
Äëÿ êîëè÷åñòâåííîãî ðàçäåëåíèÿ ñìåñè
àíòîöèàíèäèíîâ êîðû áåðåçû ïðèìåíÿëè êîëîíî÷íóþ õðîìàòîãðàôèþ íà ïîëèàìèäíîì
ñîðáåíòå. Ïîñëåäíèé ïåðåä èñïîëüçîâàíèåì ïåðåîñàæäàëè èç óêñóñíîé êèñëîòû ïî ìåòîäèêå, îïèñàííîé â ðàáîòå [9]. Ýëþèðîâàíèå ïðîâîäèëè 30 % ìåòèëîâûì ñïèðòîì, ñîäåðæàùèì 0.01 % ñîëÿíîé êèñëîòû. Ïî õîäó äâèæåíèÿ ýëþåíòà ïî êîëîíêå íàáëþäàëè äâå
÷åòêî âûðàæåííûå çîíû îêðàøèâàíèÿ. Ïîñëå îòáîðà ôðàêöèé è èõ êîíöåíòðèðîâàíèÿ
(îòãîíêè ìåòèëîâîãî ñïèðòà) ïîëó÷åíû âåùåñòâà I (0.69 ã) è II (0.43 ã). Âûõîä ýòèõ âåùåñòâ
ñîñòàâëÿåò 46 è 29 % ñîîòâåòñòâåííî, ÷òî â
ñóììå ñîîòâåòñòâóåò 75.1 % îò ìàññû ïîëó÷åííîãî ïðîäóêòà. Âûäåëåííûå ñîåäèíåíèÿ
ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé êðèñòàëëû òåìíî-áîðäîâîãî öâåòà è ïëàâÿòñÿ ñ ðàçëîæåíèåì.
ÓÔ-ñïåêòðû àíòîöèàíèäèíîâ ñíèìàëè â
ìåòèëîâîì è ýòèëîâîì ñïèðòàõ, ñîäåðæàùèõ
1 % ñîëÿíîé êèñëîòû, â êþâåòàõ òîëùèíîé
1 ñì íà ïðèáîðå UV-30 Shimadzu. Äëÿ èçìåðåíèÿ â óëüòðàôèîëåòîâîé îáëàñòè ñïåêòðà
êîíöåíòðàöèÿ àíòîöèàíèäèíà ñîñòàâëÿëà
0.2 ⋅ 10–4 ìîëü/ë, äëÿ âèäèìîé îáëàñòè ñïåêòðà – 1.0 ⋅ 10–4 ìîëü/ë.
Ðåãèñòðàöèþ ÈÊ-ñïåêòðîâ îñóùåñòâëÿëè â
KBr íà ñïåêòðîôîòîìåòðå Speñord-75 IR â îáëàñòè 400–4000 ñì –1 .
403
Ïðèãîòîâëåíèå ýíòåðîñîðáåíòîâ îñóùåñòâëÿëè îáðàáîòêîé îáåññìîëåííîãî ëóáà ðàçáàâëåííûì ðàñòâîðîì ãèäðîêñèäà íàòðèÿ ïî àíàëîãèè ñ ïîëó÷åíèåì ïîëèôåïàíà èç ãèäðîëèçíîãî ëèãíèíà [10]. Êîíöåíòðàöèÿ ùåëî÷è âàðüèðîâàëàñü îò 1 äî 2 %, òåìïåðàòóðà îáðàáîòêè – îò 60 äî 100 îÑ, ïðîäîëæèòåëüíîñòü –
îò 1 äî 2 ÷. Â óêàçàííûõ óñëîâèÿõ îáðàáîòêè
âûõîä ñîðáåíòà ñîñòàâëÿë 41–42 % îò ìàññû
èñõîäíîãî ëóáà. Èç òâåðäîãî îñòàòêà ëóáà, ïîäâåðãíóòîãî ïîñëåäîâàòåëüíîé ýêñòðàêöèè ãåêñàíîì, ýòèëàöåòàòîì, èçîïðîïàíîëîì è âîäîé,
âûõîä ñîðáåíòà ïîñëå îáðàáîòêè ðàñòâîðîì
ùåëî÷è äîñòèãàë 67–71 % îò ìàññû ïðåäâàðèòåëüíî ïîäâåðãíóòîãî ýêñòðàêöèè ëóáà.
Ñîðáöèîííûå õàðàêòåðèñòèêè ïîëó÷àåìûõ
èç ëóáà ïîðèñòûõ ìàòåðèàëîâ èçó÷åíû â àäñîðáöèè éîäà è ìåòèëåíîâîãî ãîëóáîãî. Òðàäèöèîííî ýòè ðåàãåíòû ïðèìåíÿþòñÿ äëÿ òåñòèðîâàíèÿ êà÷åñòâà óãëåðîäíûõ ñîðáåíòîâ [14].
Ýôôåêòèâíîñòü èõ ëå÷åáíîãî äåéñòâèÿ ïðè
îñòðûõ æåëóäî÷íî-êèøå÷íûõ èíôåêöèÿõ èññëåäîâàíà íà áàçå À÷èíñêîé çîíàëüíîé âåòåðèíàðíî-áàêòåðèîëîãè÷åñêîé ëàáîðàòîðèè.
Èññëåäóåìûé ìàòåðèàë ïîëó÷àëè îò ïîðîñÿò
ðàííåãî ïîñòíàòàëüíîãî ïåðèîäà (äî 10 äíåé)
ñ ñèìïòîìàìè îñòðûõ æåëóäî÷íî-êèøå÷íûõ
èíôåêöèé.
Èññëåäîâàíèå ïàòîëîãè÷åñêîãî ìàòåðèàëà,
âûäåëåíèå ÷èñòîé êóëüòóðû è èçó÷åíèå
ñâîéñòâ ïðîâîäèëè ñîãëàñíî äåéñòâóþùèì
ìåòîäè÷åñêèì óêàçàíèÿì [15]. Íàëè÷èå àäãåçèâíûõ àíòèãåíîâ èç âûäåëåííûõ øòàììîâ
îïðåäåëÿëè â ðåàêöèè àããëþòèíàöèè íà ñòåêëå ñ àããëþòèíèðóþùèìè ñûâîðîòêàìè ê àäãåçèâíûì àíòèãåíàì ýøåðèõèé K99, K88.À20,
987Ð è F41. Êîëè÷åñòâî âûðîñøèõ â ÷àøêàõ
Ïåòðè êîëîíèé ïîäñ÷èòûâàëè ñ ïîìîùüþ ïðèáîðà äëÿ ïîäñ÷åòà êîëîíèé.  èññëåäîâàíèè
ïîãëîòèòåëüíîé ñïîñîáíîñòè ýíòåðîñîðáåíòà â
îïûòå íà áåëûõ ìûøàõ in vivo èñïîëüçîâàí
øòàìì E. coli, îáëàäàþùèé ãåìîëèòè÷åñêèìè
ñâîéñòâàìè ê àäãåçèâíûì àíòèãåíàì K99.
ÐÅÇÓËÜÒÀÒÛ È ÎÁÑÓÆÄÅÍÈÅ
Âûäåëåíèå äóáèëüíûõ âåùåñòâ
Èçó÷åíî âëèÿíèå óñëîâèé ïðîâåäåíèÿ âîäíî-ñïèðòî-ùåëî÷íîé ýêñòðàêöèè ëóáà áåðåçî-
404
Ñ. À. ÊÓÇÍÅÖÎÂÀ è äð.
ÒÀÁËÈÖÀ 1
Õàðàêòåðèñòèêè âîäíîãî è âîäíî-ñïèðòî-ùåëî÷íîãî ýêñòðàêòîâ èç ëóáà áåðåçîâîé êîðû
(70 îÑ, 15 % ýòàíîëà, ãèäðîìîäóëü 10, ïðîäîëæèòåëüíîñòü 1 ÷)
Õàðàêòåðèñòèêà
Âîäíûé ýêñòðàêò*
Ìàññîâàÿ äîëÿ NaOH, %
0.5
1
1.5
18.4
29.0
30.8
Âûõîä âåùåñòâ, % îò ìàññû à. ñ. ëóáà:
ðàñòâîðèìûõ
9.0
äóáèëüíûõ (òàííèäîâ)
4.0
–
10.6
11.6
ïðî÷èõ
5.0
–
18.4
19,2
44.6
–
36.5
37.8
Äîáðîêà÷åñòâåííîñòü, %
* Ïîëó÷åíû ãèäðîðàçìîëîì ëóáà â õîëîäíîé âîäå.
âîé êîðû íà âûõîä è ñîñòàâ ýêñòðàêòîâ.
 òàáë. 1 ïðèâåäåíû äàííûå ïî âëèÿíèþ êîíöåíòðàöèè ãèäðîêñèäà íàòðèÿ íà âûõîä èçâëåêàåìûõ èç ëóáà âåùåñòâ è äîáðîêà÷åñòâåííîñòü äóáèëüíûõ ýêñòðàêòîâ.
Íåêîòîðîå óâåëè÷åíèå âûõîäà äóáèëüíûõ
âåùåñòâ ñ ðîñòîì êîíöåíòðàöèè NaOH ñ 1.0 äî
1.5 %, âåðîÿòíî, ñâÿçàíî ñ óñèëåíèåì ïðîöåññîâ äåïîëèìåðèçàöèè âûñîêîìîëåêóëÿðíûõ òàííèäîâ. Âîçìîæíîé ïðè÷èíîé íèçêîé äîáðîêà÷åñòâåííîñòè äóáèëüíûõ ýêñòðàêòîâ èç ëóáà áåðåçîâîé êîðû ìîæåò áûòü âûñîêîå ñîäåðæàíèå â íèõ íèçêîìîëåêóëÿðíûõ ôåíîëîâ, íå îáëàäàþùèõ äóáèëüíûìè ñâîéñòâàìè.
Âëèÿíèå êîíöåíòðàöèè ýòèëîâîãî ñïèðòà
íà âûõîä âåùåñòâ è äîáðîêà÷åñòâåííîñòü äóáèëüíûõ ýêñòðàêòîâ èçó÷åíî ïðè êîíöåíòðàöèè NaOH, ðàâíîé 1.5 % (òàáë. 2). Óâåëè÷åíèå êîíöåíòðàöèè ýòàíîëà ñ 10 äî 15 % ïðèâîäèò ëèøü ê íåçíà÷èòåëüíîìó âîçðàñòàíèþ
âûõîäà ýêñòðàêòèâíûõ âåùåñòâ. Åå äàëüíåéøèé ðîñò ñ 20 äî 30 % ñîïðîâîæäàåòñÿ ñíèæåíèåì âûõîäà êàê ýêñòðàêòèâíûõ âåùåñòâ
â öåëîì, òàê è òàííèäîâ ïðè íåáîëüøîì óâåëè÷åíèè äîáðîêà÷åñòâåííîñòè ïîñëåäíèõ.
ÒÀÁËÈÖÀ 2
Âëèÿíèå êîíöåíòðàöèè ýòàíîëà íà õàðàêòåðèñòèêè
ýêñòðàêòîâ èç ëóáà áåðåçîâîé êîðû (70 îÑ, ãèäðîìîäóëü 10,
ïðîäîëæèòåëüíîñòü 1 ÷)
Õàðàêòåðèñòèêà
Ìàññîâàÿ äîëÿ ýòàíîëà, %
10
15
20
30
ðàñòâîðèìûõ
33.0
33.2
30.8 22.7
äóáèëüíûõ (òàííèäîâ)
–
–
11.6
ïðî÷èõ
–
–
19.2 13.4
Äîáðîêà÷åñòâåííîñòü òàííèäîâ, % –
–
37.8 40.9
Âûõîä âåùåñòâ,
% îò ìàññû à. ñ. ëóáà:
9.3
Îïòèìèçàöèþ ïðîöåññà ïîëó÷åíèÿ ýêñòðàêòèâíûõ âåùåñòâ èç ëóáà áåðåçîâîé êîðû ïðîâîäèëè ñ èñïîëüçîâàíèåì ìàòåìàòè÷åñêîãî
ìåòîäà ïëàíèðîâàíèÿ ýêñïåðèìåíòà ïî ïëàíó
Áîêñà – Óèëñîíà [16].  êà÷åñòâå íåçàâèñèìûõ
ïåðåìåííûõ âûáðàíû ñëåäóþùèå ïàðàìåòðû:
êîíöåíòðàöèÿ ãèäðîêñèäà íàòðèÿ (%), êîíöåíòðàöèÿ ýòàíîëà (%), ïðîäîëæèòåëüíîñòü ýêñòðàêöèè (÷).  êà÷åñòâå ïàðàìåòðà îïòèìèçàöèè âûáðàí âûõîä ýêñòðàêòèâíûõ âåùåñòâ (%).
Ãðàôè÷åñêîå èçîáðàæåíèå çàâèñèìîñòè
âûõîäà ýêñòðàêòèâíûõ âåùåñòâ îò òåõíîëîãè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ïðåäñòàâëåíî íà ðèñ. 2. Êîíöåíòðàöèÿ NaOH âàðüèðîâàëàñü îò 0.5 äî
1.5 %, ýòàíîëà – îò 10 äî 20 %, ïðîäîëæèòåëüíîñòü ýêñòðàêöèè – îò 0.5 äî 2 ÷.
Êàê ñëåäóåò èç ïîëó÷åííûõ äàííûõ, íàèáîëüøåå âëèÿíèå íà âûõîä ýêñòðàêòèâíûõ
âåùåñòâ îêàçûâàåò êîíöåíòðàöèÿ NaOH. Ýòà
çàâèñèìîñòü èìååò ëèíåéíûé õàðàêòåð. Óâåëè÷åíèå êîíöåíòðàöèè ùåëî÷è îò 0.5 äî 1.5 %
ïðèâîäèò ê óâåëè÷åíèþ âûõîäà ýêñòðàêòèâíûõ
âåùåñòâ ñ 21 äî 40 % îò ìàññû à. ñ. ñ. Êîíöåíòðàöèÿ ýòàíîëà â âûáðàííîì èíòåðâàëå ìåíåå
ñóùåñòâåííî âëèÿåò íà âûõîä ýêñòðàêòèâíûõ
âåùåñòâ.
Óñòàíîâëåíî, ÷òî â ñëó÷àå ãèäðîìîäóëÿ
10 ìàêñèìàëüíûé âûõîä äóáèëüíûõ âåùåñòâ
äîñòèãàåòñÿ ïðè ñëåäóþùèõ óñëîâèÿõ: òåìïåðàòóðà 70 îÑ, êîíöåíòðàöèÿ NaOH â ðåàêöèîííîé ìàññå 1.5 %, ýòàíîëà – 15 %, ïðîäîëæèòåëüíîñòü ýêñòðàêöèè 1 ÷.  ýòèõ óñëîâèÿõ
ïîëó÷åí äóáèëüíûé ýêñòðàêò ñ âûõîäîì 38.6 %
îò ìàññû à. ñ. ñ. Ïîñêîëüêó ïðè ñïèðòî-ùåëî÷íîé ýêñòðàêöèè ëóáà â ðàñòâîð ïåðåõîäÿò ñàõàðà è âåùåñòâà ëèãíèíîâîé ïðèðîäû, íå îáëàäàþùèå äóáèëüíûìè ñâîéñòâàìè, ïîëó÷åííûé ýêñòðàêò èìååò ñðàâíèòåëüíî íèçêóþ
ÏÎËÓ×ÅÍÈÅ ÄÓÁÈËÜÍÛÕ ÂÅÙÅÑÒÂ, ÊÐÀÑÈÒÅËÅÉ È ÝÍÒÅÐÎÑÎÐÁÅÍÒΠÈÇ ËÓÁÀ ÁÅÐÅÇÎÂÎÉ ÊÎÐÛ
405
Ðèñ. 3. Âëèÿíèå ãèäðîìîäóëÿ (ñîîòíîøåíèå ýòàíîë : ëóá)
íà âûõîä àíòîöèàíèäèíîâîãî êðàñèòåëÿ. Êîíöåíòðàöèÿ
HCl 3.5 %, òåìïåðàòóðà 78 îÑ, ïðîäîëæèòåëüíîñòü îáðàáîòêè 3 ÷.
Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòü âûõîäà ýêñòðàêòèâíûõ âåùåñòâ îò
òåõíîëîãè÷åñêèõ ôàêòîðîâ. Óðîâåíü âàðüèðîâàíèÿ ïàðàìåòðîâ: 0 – îñíîâíîé, +1 – âåðõíèé, –1 – íèæíèé.
äîáðîêà÷åñòâåííîñòü – 43 %. Äëÿ ïîâûøåíèÿ
êà÷åñòâà ñïèðòî-ùåëî÷íîãî ýêñòðàêòà ëóáà áåðåçû èñïîëüçîâàëè ìåòîä ìåìáðàííîé óëüòðàôèëüòðàöèè, ÷òî ïîçâîëèëî óâåëè÷èòü åãî
äîáðîêà÷åñòâåííîñòü äî 82 %.
Âûäåëåíèå àíòîöèàíèäèíîâûõ êðàñèòåëåé
Ïîëó÷åíèå àíòîöèàíèäèíîâîãî êðàñèòåëÿ
îñóùåñòâëÿëè îáðàáîòêîé ïðåäâàðèòåëüíî îáåññìîëåííîãî ëóáà 96 % ýòèëîâûì ñïèðòîì â ïðèñóòñòâèè HCl. Âëèÿíèå âåëè÷èíû ãèäðîìîäóëÿ
íà èçâëå÷åíèå àíòîöèàíèäèíîâ ïðè ôèêñèðîâàííûõ òåìïåðàòóðå, êîíöåíòðàöèè HCl è ïðîäîëæèòåëüíîñòè îáðàáîòêè ïîêàçàíî íà ðèñ. 3.
Ìàêñèìàëüíîå èçâëå÷åíèå àíòîöèàíèäèíîâîãî
êðàñèòåëÿ äîñòèãàåòñÿ ïðè ãèäðîìîäóëå 12.
Äàëüíåéøåå ïîâûøåíèå ñîäåðæàíèÿ ýòàíîëà
â ðåàêöèîííîé ñìåñè íå âëèÿåò íà âûõîä àíòîöèàíèäèíîâ.
Èçó÷åíî âëèÿíèå êîíöåíòðàöèè HCl â ýòèëîâîì ñïèðòå íà âûõîä àíòîöèàíèäèíîâ, èçâëåêàåìûõ èç îáåññìîëåííîãî ëóáà áåðåçîâîé
êîðû ïðè òåìïåðàòóðå 78 îÑ, ãèäðîìîäóëå 12
â òå÷åíèå 3.5 ÷.
Êàê ñëåäóåò èç ïðèâåäåííûõ íà ðèñ. 4 äàííûõ, ìàêñèìàëüíûé âûõîä àíòîöèàíèäèíîâ èç
ëóáà áåðåçîâîé êîðû (îêîëî 15 ìàñ. %) äîñòèãàåòñÿ â óêàçàííûõ óñëîâèÿõ ïðè êîíöåíòðàöèè
HCl 3.0–3.5 ìàñ. %. Äàëüíåéøåå ïîâûøåíèå êîíöåíòðàöèè HCl ñíèæàåò èõ âûõîä.
Äëÿ êà÷åñòâåííîé èäåíòèôèêàöèè àíòîöèàíèäèíîâ èñïîëüçîâàëè õðîìàòîãðàôèþ íà
áóìàãå. Êîëè÷åñòâåííîå ðàçäåëåíèå ñìåñè
àíòîöèàíèäèíîâ ïðîâîäèëè â êîëîíêå ñ ïîëèàìèäíûì ñîðáåíòîì, ïðè÷åì ýëþèðîâàíèå
îñóùåñòâëÿëè 80 % ìåòàíîëîì, ñîäåðæàùèì
1 % HCl. Ïî õîäó äâèæåíèÿ òàêîãî ýëþåíòà
â êîëîíêå íàáëþäàëè äâå ÷åòêî âûðàæåííûå
çîíû îêðàøèâàíèÿ. Ïîñëå îòáîðà ýòèõ äâóõ
ôðàêöèé è èõ óïàðèâàíèÿ äîñóõà ïîëó÷åíû
ñîåäèíåíèÿ I è II. Äëÿ èõ èäåíòèôèêàöèè èñïîëüçîâàíû ìåòîäû ÓÔ- è ÈÊ-ñïåêòðîñêîïèè.
Èçâåñòíî, ÷òî ïîëîæåíèå ìàêñèìóìà ïîãëîùåíèÿ â ýëåêòðîííîì ñïåêòðå îïðåäåëÿåòñÿ ïðèðîäîé àíòîöèàíèäèíà [6]. Ïðèðîäà
ðàñòâîðèòåëÿ òàêæå âëèÿåò íà ïîëîæåíèå
ìàêñèìóìà â âèäèìîé îáëàñòè ñïåêòðà. Öèàíèäèí, ðàñòâîðåííûé â ìåòàíîëå, ñîäåðæàùåì 1 % HCl, èìååò ìàêñèìóì ïðè 537 íì,
Ðèñ. 4. Çàâèñèìîñòü âûõîäà àíòîöèàíèäèíîâîãî êðàñèòåëÿ èç ëóáà áåðåçîâîé êîðû îò êîíöåíòðàöèè ñîëÿíîé êèñëîòû â ýòàíîëå. Òåìïåðàòóðà 78 îÑ, ãèäðîìîäóëü 12, ïðîäîëæèòåëüíîñòü îáðàáîòêè 210 ìèí.
406
Ñ. À. ÊÓÇÍÅÖÎÂÀ è äð.
ÒÀÁËÈÖÀ 3
Ñïåêòðàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè àíòîöèàíèäèíîâ ëóáà êîðû áåðåçû
Âåùåñòâî
Îêðàñêà
λmax âèäèìîé îáëàñòè ýëåêòðîííîãî ñïåêòðà, íì
Ýòàíîë
Ýòàíîë
∆λ
Ìåòàíîë
+ AlCl3
Ìåòàíîë
∆λ
+ AlCl3 Öèàíèäèíõëîðèä* (ñòàíäàðò)
Ìàëèíîâàÿ
547
570
23
537
553
18
Öèàíèäèíõëîðèä
»
547
570
23
537
553
18
Äåëèôèíèäèíõëîðèä
Ðîçîâàòî553
581
28
547
569
23
ñèðåíåâàÿ
* Ïîëó÷åí âñòðå÷íûì ñèíòåçîì èç êâåðöåòèíà [13].
à â ýòàíîëå, ñîäåðæàùåì òî æå êîëè÷åñòâî
HCl, ïîëîæåíèå ìàêñèìóìà ñîîòâåòñòâóåò
546 íì. Åùå áîëåå ñóùåñòâåííûé áàòàõðîìíûé ñäâèã ñ óãëóáëåíèåì îêðàñêè íàáëþäàåòñÿ ïðè îáðàçîâàíèè àíòîöèàíèäèíàìè, ñîäåðæàùèìè â îðòî-ïîëîæåíèÿõ ôåíîëüíîãî êîëüöà ãèäðîêñèëüíûå ãðóïïû, óñòîé÷èâûõ êîìïëåêñîâ ñ Fe3+, Al3+, Sn4+ [17, 18].
Óñòàíîâëåíî, ÷òî ïîëó÷åííûå èç ëóáà êîðû
áåðåçû öèàíèäèíõëîðèä è äåëüôèíèäèíõëîðèä â ïðèñóòñòâèè AlCl3 ìåíÿþò öâåò ðàñòâîðà íà ñèíèé ñ ñóùåñòâåííûì ïåðåìåùåíèåì
ìàêñèìóìà ïîãëîùåíèÿ â âèäèìîé îáëàñòè
ñïåêòðà (òàáë. 3).
 ñïåêòðàõ ñîåäèíåíèé I è II â ìåòàíîëå
íàáëþäàþòñÿ ìàêñèìóìû ïîãëîùåíèÿ â îáëàñòè îêîëî 537 íì (ñîåäèíåíèå I) è 547 íì
(ñîåäèíåíèå II). Óêàçàííûå ìàêñèìóìû ïîãëîùåíèÿ õàðàêòåðíû äëÿ öèàíèäèíõëîðèäà
(537 íì) è äåëüôèíèäèíõëîðèäà (547 íì) [6].
Òàêèì îáðàçîì, ìîæíî ïîëàãàòü, ÷òî â ñîñòàâ àíòîöèàíèäèíîâîãî êðàñèòåëÿ, ïîëó÷åííîãî èç ëóáà êîðû áåðåçû, âõîäÿò öèàíèäèíõëîðèä (I) è äåëüôèíèäèíõëîðèä (II). Èõ îáùåå ñîäåðæàíèå â âûäåëåííîì êðàñèòåëå ñîñòàâëÿåò 70–75 %.
Ïîëó÷åíèå è ñâîéñòâà ýíòåðîñîðáåíòîâ
Èçó÷åíà âîçìîæíîñòü ïîëó÷åíèÿ ýíòåðîñîðáåíòîâ òèïà ïîëèôåïàíà èç ëóáà áåðåçîâîé êîðû è òâåðäûõ îñòàòêîâ åãî ýêñòðàêöèîííîé ïåðåðàáîòêè. Êàê ñëåäóåò èç ïðåäñòàâëåííûõ â òàáë. 4 äàííûõ, â ñîñòàâå ëóáà êîðû
áåðåçû ïîâèñëîé ïðåîáëàäàþò ïîëèñàõàðèäû,
ïðè÷åì ëåãêîãèäðîëèçóåìûõ ïîëèñàõàðèäîâ
áîëüøå, ÷åì òðóäíîãèäðîëèçóåìûõ. Âåëèêî
ñîäåðæàíèå â ëóáå è âåùåñòâ ëèãíèíîâîé
ïðèðîäû. Íàðÿäó ñ îñíîâíûìè êîìïîíåíòàìè
â ñîñòàâå ëóáà èìåþòñÿ âîäîðàñòâîðèìûå è
ìèíåðàëüíûå âåùåñòâà. Âîäîðàñòâîðèìûå âåùåñòâà ïî÷òè íàïîëîâèíó (42.5 %) ïðåäñòàâëåíû òàííèäàìè – ñëîæíûìè âûñîêîìîëåêóëÿðíûìè ñîåäèíåíèÿìè ïîëèôåíîëüíîãî õàðàêòåðà, îáëàäàþùèìè äóáèëüíûìè ñâîéñòâàìè.
 òâåðäîì îñòàòêå ýêñòðàêöèè ëóáà êîðû
áåðåçû âîäíî-ñïèðòîâûì ðàñòâîðîì ùåëî÷è â
óñëîâèÿõ, îáåñïå÷èâàþùèõ ìàêñèìàëüíîå èçâëå÷åíèå äóáèëüíûõ âåùåñòâ, ðåçêî ñíèæàåòñÿ ìàññîâàÿ äîëÿ âîäîðàñòâîðèìûõ âåùåñòâ
ÒÀÁËÈÖÀ 4
Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ ëóáà áåðåçîâîé êîðû
äî è ïîñëå ýêñòðàêöèè (70 îÑ, ãèäðîìîäóëü 10,
êîíöåíòðàöèè NaOH 1.5 %, ýòàíîëà 15 %,
ïðîäîëæèòåëüíîñòü 1 ÷), % îò ìàññû èñõîäíîãî ñûðüÿ
Âåùåñòâà
Ñîäåðæàíèå â ëóáå
Èñõîäíûé
Ýêñòðàãèðóåìûå âîäîé
Ïîñëå ýêñòðàêöèè
13.71
1.46
26.29
17.89
Ëåãêîãèäðîëèçóåìûå
ïîëèñàõàðèäû
Òðóäíîãèäðîëèçóåìûå
ïîëèñàõàðèäû
22.86
19.97
Ëèãíèíîâûå
34.82
20.20
Ñóììà ïîëèñàõàðèäîâ
49.09
37.86
3.42
2.36
Ìèíåðàëüíûå
407
ÏÎËÓ×ÅÍÈÅ ÄÓÁÈËÜÍÛÕ ÂÅÙÅÑÒÂ, ÊÐÀÑÈÒÅËÅÉ È ÝÍÒÅÐÎÑÎÐÁÅÍÒΠÈÇ ËÓÁÀ ÁÅÐÅÇÎÂÎÉ ÊÎÐÛ
ÒÀÁËÈÖÀ 5
Ñîðáöèîííàÿ åìêîñòü ñîðáåíòîâ, ïîëó÷åííûõ ùåëî÷íîé îáðàáîòêîé ïðåäâàðèòåëüíî ýêñòðàãèðîâàííîãî ëóáà
áåðåçîâîé êîðû
Îáðàçåö
Ñïîñîá ïîëó÷åíèÿ
Ñîðáöèîííàÿ åìêîñòü
ïî ìåòèëåíîâîìó ãîëóáîìó, ìã/ã
ïî éîäó, %
1
Îáðàáîòêà ëóáà 1 % NaOH ïðè 60 îÑ, 1 ÷
47.5
25.4
2
Îáðàáîòêà ëóáà 2 % NaOH ïðè 60 îÑ, 1 ÷
42.5
27.9
3
Îáðàáîòêà ëóáà 2 % NaOH ïðè 100 îÑ, 2 ÷
44.5
29.8
Èç ãèäðîëèçíîãî ëèãíèíà
10.0
43.2
Ïîëèôåïàí
(ïðîìûøëåííûé
ÀÎ “Ñàíòåê”
îáðàçåö)
Ïðèìå÷àíèå. Ëóá ïðåäâàðèòåëüíî ýêñòðàãèðîâàëè ãåêñàíîì è ñìåñüþ âîäà – ýòàíîë – NaOH.
(ñ 13.71 äî 1.46 %) Òàêæå óìåíüøàåòñÿ ìàññîâàÿ äîëÿ ïîëèñàõàðèäîâ (ñ 49.09 äî 37.86 %),
ëèãíèíîâûõ âåùåñòâ (ñ 34.82 äî 20.20 %), ìèíåðàëüíûõ âåùåñòâ (ñ 3.42 äî 2.36 %).
Êàê èçâåñòíî, â ïðîöåññå ýêñòðàêöèîííîãî èçâëå÷åíèÿ âåùåñòâ ïðîèñõîäèò ðàñêðûòèå ïîðèñòîé ñòðóêòóðû ðàñòèòåëüíîãî
ñûðüÿ. Ïîýòîìó ìîæíî îæèäàòü, ÷òî óäàëåíèå èç ëóáà áåðåçîâîé êîðû çíà÷èòåëüíîãî
êîëè÷åñòâà ýêñòðàêòèâíûõ âåùåñòâ, ëåãêîãèäðîëèçóåìûõ ïîëèñàõàðèäîâ è íèçêîìîëåêóëÿðíûõ âåùåñòâ ëèãíèíîâîé ïðèðîäû áóäåò
ñïîñîáñòâîâàòü ðàçâèòèþ ïîðèñòîé ñòðóêòóðû òâåðäîãî îñòàòêà.
Ñîðáåíòû ïîëó÷àëè îáðàáîòêîé èñõîäíîãî
èëè ïðåäâàðèòåëüíî ýêñòðàãèðîâàííîãî ëóáà
áåðåçîâîé êîðû 1–2 % ðàñòâîðîì NaOH ïðè
òåìïåðàòóðå îò 60 äî 100 îÑ â òå÷åíèå 1–2 ÷.
 òàáë. 5 ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû ñîïîñòàâëåíèÿ ñîðáöèîííîé åìêîñòè ñîðáåíòîâ èç ëóáà
áåðåçîâîé êîðû è ïðîìûøëåííîãî ýíòåðîñîðáåíòà – ïîëèôåïàíà.
Èç ïîëó÷åííûõ äàííûõ ñëåäóåò, ÷òî ñîïîñòàâèìûìè ñ ïîëèôåïàíîì õàðàêòåðèñòèêàìè îáëàäàþò ñîðáåíòû, ïîëó÷åííûå îáðàáîòêîé ïðåäâàðèòåëüíî ýêñòðàãèðîâàííîãî
ëóáà 1–2 % ðàñòâîðîì NaOH ïðè 60 î Ñ
â òå÷åíèå 1–2 ÷.
Îáðàçöû ñîðáåíòîâ, ïîëó÷åííûå èç ëóáà
áåðåçîâîé êîðû, áîëåå ÷åì â 4 ðàçà ïðåâîñõîäÿò ïðîìûøëåííûé ýíòåðîñîðáåíò (ïîëèôåïàí) ïî ñïîñîáíîñòè àäñîðáèðîâàòü ìåòèëåíîâûé ãîëóáîé, íî óñòóïàþò åìó â 1.5 ðàçà â
ñîðáöèîííîé åìêîñòè ïî éîäó. Îòëè÷èå â ñïîñîáíîñòè îáðàçöîâ èç ëóáà è ïîëèôåïàíà àäñîðáèðîâàòü éîä è ìåòèëåíîâûé ãîëóáîé ìîæåò áûòü ñëåäñòâèåì ðàçëè÷íîãî ñîîòíîøå-
íèÿ ìèêðî- è ìåçîïîð â ýòèõ ñîðáåíòàõ. Áîëåå îáúåìíàÿ ìîëåêóëà ìåòèëåíîâîãî ãîëóáîãî íå ìîæåò ïðîíèêàòü â óçêèå ìèêðîïîðû, äîñòóïíûå äëÿ íåáîëüøîé ìîëåêóëû éîäà.
Ñ ó÷åòîì ýòîãî îáñòîÿòåëüñòâà ìîæíî ïðåäïîëàãàòü, ÷òî ñîðáåíòû èç ëóáà áåðåçîâîé
êîðû èìåþò áîëåå ðàçâèòóþ, ÷åì ïîëèôåïàí,
ìåçîïîðèñòóþ ñòðóêòóðó. Ïî ýòîé ïðè÷èíå ýíòåðîñîðáåíòû èç ëóáà äîëæíû îáëàäàòü áîëåå âûñîêîé ïî ñðàâíåíèþ ñ ïîëèôåïàíîì
ñïîñîáíîñòüþ ïîãëîùàòü áàêòåðèè è êðóïíûå
îðãàíè÷åñêèå ìîëåêóëû.
Ðàçëè÷èÿ â ñâîéñòâàõ ñîðáåíòîâ èç ëóáà
áåðåçîâîé êîðû è ïîëèôåïàíà, âåðîÿòíî,
îáóñëîâëåíû îòëè÷èåì èõ íàäìîëåêóëÿðíîãî
ñòðîåíèÿ è õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà.  ÷àñòíîñòè,
ñîäåðæàíèå ëèãíèíà â ñîðáåíòàõ èç ëóáà ñîñòàâëÿåò îò 20 äî 28 %, à â ïîëèôåïàíå – íå
íèæå 77 %.
Ýíòåðîñîðáåíò èç ëóáà áåðåçîâîé êîðû
(ÝÁÊ) ñî ñëåäóþùèìè õàðàêòåðèñòèêàìè:
âëàæíîñòü 7.4 %, ñîäåðæàíèå çîëû 4.9 %, ñîäåðæàíèå ëèãíèíà 28.0 %, ñîðáöèîííàÿ åìêîñòü ïî éîäó 27.9 %, ñîðáöèîííàÿ åìêîñòü ïî
ìåòèëåíîâîìó ãîëóáîìó 42.5 ìã/ã, ðÍ âîäíîé
âûòÿæêè 7.0 – èñïûòàí â êà÷åñòâå ïðåïàðàòà äëÿ ëå÷åíèÿ îñòðûõ êèøå÷íûõ èíôåêöèé.
Ïðè òåñòèðîâàíèè ïðåïàðàò ââîäèëè ïîäîïûòíûì áåëûì ìûøàì ïåðîðàëüíî (êàê ïðè ïåðâè÷íîì, òàê è ïðè ïîâòîðíîì çàðàæåíèè) â
äîçå 240 ìã/êã (â çàâèñèìîñòè îò ìàññû ðàçîâàÿ äîçà ñîñòàâëÿëà îò 3.5 äî 6.0 ìã) äî èñ÷åçíîâåíèÿ êëèíè÷åñêèõ ïðèçíàêîâ çàáîëåâàíèÿ. Ýíòåðîñîðáåíò ïðèìåíÿëè â îñòðîé ôàçå
òå÷åíèÿ ýøåðèõèîçà ó ìûøåé ïðè ïîÿâëåíèè
ïåðâûõ ïðèçíàêîâ äèàðåè, íî íå ïîçäíåå âòîðûõ ñóòîê òå÷åíèÿ çàáîëåâàíèÿ, à òàêæå íà
408
Ñ. À. ÊÓÇÍÅÖÎÂÀ è äð.
ñòàäèè ñðåäíåé òÿæåñòè êëèíè÷åñêîãî ïðîÿâëåíèÿ êîëèáàêòåðèîçà (÷åðåç 2–3 ñóò).
Êëèíè÷åñêèå èñïûòàíèÿ ÝÁÊ ïîêàçàëè,
÷òî ïðåïàðàò íà ïðàêòèêå îáåñïå÷èâàåò íåîáõîäèìóþ ýíòåðîñîðáöèþ ïðè îñòðûõ êèøå÷íûõ èíôåêöèÿõ. Íà ðàçëè÷íûõ ñòàäèÿõ çàáîëåâàíèÿ âî âñåõ îïûòíûõ ãðóïïàõ ìûøåé ÝÁÊ
îêàçûâàë áûñòðîå êóïèðîâàíèå ïðèçíàêîâ êîëèáàêòåðèîçà, íàáëþäàëîñü óñêîðåííîå âûçäîðîâëåíèå ïðè áîëåå ëåãêîì òå÷åíèè çàáîëåâàíèÿ, ÷åì â êîíòðîëüíîé ãðóïïå ìûøåé,
ïîëó÷àþùåé àíòèáèîòèêè.
Ïåðåä ïîâòîðíûì çàðàæåíèåì âñåì îïûòíûì ãðóïïàì ìûøåé ââîäèëè ýíòåðîñîðáåíò
â äîçå 200 ìã/êã â òå÷åíèå 10 äíåé, ïîñëå
÷åãî ïðîâîäèëè èíôèöèðîâàíèå. Ïðèåì ïèùè
è âîäû, äâèãàòåëüíàÿ àêòèâíîñòü è äèíàìèêà ìàññû òåëà ó íèõ íå îòëè÷àëèñü îò çäîðîâûõ æèâîòíûõ, ðàíåå íå ïîäâåðãàâøèõñÿ
çàðàæåíèþ. Â ãðóïïå êîíòðîëüíûõ æèâîòíûõ, ïðèíèìàâøèõ âìåñòî ýíòåðîñîðáåíòà
àíòèáèîòèêè, ýòè ïîêàçàòåëè áûëè çíà÷èòåëüíî õóæå.
Ýíòåðîñîðáåíò èç ëóáà áåðåçîâîé êîðû îêàçûâàë îäèíàêîâî õîðîøåå äåéñòâèå è ïðè ïîâòîðíîì çàðàæåíèè îïûòíûõ æèâîòíûõ. Ïðè
åãî èñïîëüçîâàíèè îòìå÷àëîñü ïîâûøåíèå óñòîé÷èâîñòè ê çàðàæåíèþ âî âñåõ ãðóïïàõ
îïûòíûõ ìûøåé. Â òî âðåìÿ êàê â ãðóïïå êîíòðîëüíûõ æèâîòíûõ ïîñëå ââåäåíèÿ ïåðâîé
äîçû ïàòîëîãè÷åñêîé êóëüòóðû îñòðîå òå÷å-
íèå êîëèáàêòåðèîçà íàñòóïàëî â òå÷åíèå 12–
24 ÷, ó æèâîòíûõ, ïðåäâàðèòåëüíî ïðîëå÷åííûõ ýíòåðîñîðáåíòîì, ïðèçíàêè èíôåêöèè îòñóòñòâîâàëè.
ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ
 ðåçóëüòàòå âûïîëíåííîãî èññëåäîâàíèÿ
ïðåäëîæåíû îïòèìèçèðîâàííûå ñïîñîáû ïîëó÷åíèÿ äóáèëüíûõ âåùåñòâ, àíòîöèàíèäèíîâûõ êðàñèòåëåé è ýíòåðîñîðáåíòîâ èç ëóáà
áåðåçîâîé êîðû. Íåîáõîäèìîñòü â óòèëèçàöèè
ïîñëåäíåãî, êàê îæèäàåòñÿ, ïîÿâèòñÿ ïðè
ïðîìûøëåííîì îñâîåíèè ïðîèçâîäñòâà áèîëîãè÷åñêè àêòèâíîãî áåòóëèíà è åãî ïðîèçâîäíûõ èç âíåøíåãî ñëîÿ (áåðåñòû) áåðåçîâîé
êîðû. Ïóòåì èíòåãðàöèè ðàññìîòðåííûõ â
ïðåäûäóùèõ ðàçäåëàõ ñïîñîáîâ ïîëó÷åíèÿ
öåííûõ ïðîäóêòîâ èç ëóáà ìîæíî äîñòè÷ü åãî
áåçîòõîäíîé óòèëèçàöèè â ðàìêàõ òåõíîëîãè÷åñêîé ñõåìû, ïðèâåäåííîé íà ðèñ. 5.
Ëóá áåðåçîâîé êîðû ñîäåðæèò ñìîëèñòûå
âåùåñòâà â êîëè÷åñòâå 3.0–3.2 % îò ìàññû
àáñîëþòíî ñóõîãî ëóáà. Ïðåäâàðèòåëüíîå óäàëåíèå ñìîëèñòûõ âåùåñòâ óëó÷øàåò êà÷åñòâî
ïîëó÷àåìûõ èç ëóáà äóáèëüíûõ âåùåñòâ è àíòîöèàíèäèíîâûõ êðàñèòåëåé.  ðàáîòå îñóùåñòâëåí ïîäáîð îïòèìàëüíûõ óñëîâèé îáåññìîëèâàíèÿ ëóáà áåðåçîâîé êîðû ñëåäóþùèìè íåïîëÿðíûìè ðàñòâîðèòåëÿìè: ïåòðîëåéíûì
ýôèðîì, ãåêñàíîì è áåíçèíîì ìàðêè ÁÐ-1. Îï-
Ðèñ. 5. Ñõåìà êîìïëåêñíîé ïåðåðàáîòêè ëóáà áåðåçîâîé êîðû.
ÏÎËÓ×ÅÍÈÅ ÄÓÁÈËÜÍÛÕ ÂÅÙÅÑÒÂ, ÊÐÀÑÈÒÅËÅÉ È ÝÍÒÅÐÎÑÎÐÁÅÍÒΠÈÇ ËÓÁÀ ÁÅÐÅÇÎÂÎÉ ÊÎÐÛ
òèìàëüíàÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòü îáðàáîòêè ëóáà
óêàçàííûìè ðàñòâîðèòåëÿìè â àïïàðàòå Ñîêñëåòà ñîñòàâëÿåò 6–8 ÷. Ñòåïåíü èçâëå÷åíèÿ ñìîëèñòûõ âåùåñòâ äîñòèãàåò 97–99 %.
Îáåññìîëåííûé ëóá äàëåå ìîæíî ïåðåðàáàòûâàòü äâóìÿ ïóòÿìè. Îáðàáîòêîé ñìåñüþ
âîäà – ýòàíîë – NaOH âûäåëÿþò òàííèäû,
êîòîðûå äàëåå ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ ïîëó÷åíèÿ ïðèðîäíûõ äóáèòåëåé, àíòèîêñèäàíòîâ, êîíñåðâàíòîâ è äðóãèõ öåííûõ ôåíîëüíûõ ïðîäóêòîâ. Àëüòåðíàòèâíûé âàðèàíò ïåðåðàáîòêè âêëþ÷àåò èçâëå÷åíèå èç ëóáà îêðàøåííûõ àíòîöèàíèäèíîâûõ âåùåñòâ. Èõ
ìàêñèìàëüíûé âûõîä äîñòèãàåòñÿ ïðè îáðàáîòêå ëóáà ýòàíîëîì, ñîäåðæàùèì 3.0–3.5 %
ñîëÿíîé êèñëîòû.
Âûäåëåííûå àíòîöèàíèäèíû, ñîñòîÿùèå
ïðåèìóùåñòâåííî èç öèàíèäèíõëîðèäà è äåëüôèíèäèíõëîðèäà, ìîãóò ïðèìåíÿòüñÿ â êà÷åñòâå ïèùåâûõ êðàñèòåëåé, áèîëîãè÷åñêè àêòèâíûõ äîáàâîê, êðàñèòåëåé äðåâåñèíû è äð.
Ïî ñâîåìó ñîñòàâó îíè áëèçêè ê àíòîöèàíèäèíàì, âûäåëåííûì â áëèçêèõ óñëîâèÿõ èç êîðû
ëèñòâåííèöû ñèáèðñêîé [19].
Ïîñëå ýêñòðàêöèîííîé ïåðåðàáîòêè ëóáà
áåðåçîâîé êîðû îñòàåòñÿ ïîðèñòûé òâåðäûé
îñòàòîê, èç êîòîðîãî èçâëå÷åíà çíà÷èòåëüíàÿ
÷àñòü ïîëèôåíîëîâ, ñìîëèñòûõ è âîäîðàñòâîðèìûõ âåùåñòâ. Àäñîðáöèîííàÿ ñïîñîáíîñòü
òâåðäîãî îñòàòêà óâåëè÷èâàåòñÿ ñ ðîñòîì ñòåïåíè èçâëå÷åíèÿ ýêñòðàêöèîííûõ âåùåñòâ èç
ëóáà áåðåçîâîé êîðû. Ïîäáîðîì ñîîòâåòñòâóþùèõ óñëîâèé îáðàáîòêè ïðåäâàðèòåëüíî ýêñòðàãèðîâàííîãî ëóáà ïîëó÷åíû ýíòåðîñîðáåíòû, ñâîéñòâà êîòîðûõ âî ìíîãîì ñõîæè ñî
ñâîéñòâàìè ïðîìûøëåííîãî ýíòåðîñîðáåíòà,
ïðîèçâîäèìîãî èç ãèäðîëèçíîãî ëèãíèíà.
Ðåçóëüòàòû òåñòèðîâàíèÿ ýíòåðîñîðáåíòîâ
íà æèâîòíûõ ïîêàçàëè èõ âûñîêóþ ýôôåêòèâíîñòü â ëå÷åíèè îñòðûõ êèøå÷íûõ èíôåêöèé
è äèñáàêòåðèîçîâ, âûçâàííûõ ïðèìåíåíèåì
àíòèáèîòèêîâ. Òàêèì îáðàçîì, íîâûå ýíòåðîñîðáåíòû èç áåðåçîâîé êîðû ìîãóò íàéòè ïðèìåíåíèå â ìåäèöèíå è âåòåðèíàðèè.
 öåëîì ïåðåðàáîòêà ëóáà áåðåçîâîé êîðû
ïðè îïòèìàëüíûõ ðåæèìàõ íà êàæäîé òåõíîëîãè÷åñêîé ñòàäèè ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü îêîëî
3.0 % ñìîëèñòûõ âåùåñòâ, 35–40 % ïîëèôå-
409
íîëüíûõ è ôåíîëüíûõ ïðîäóêòîâ, 15 % àíòîöèàíèäèíîâîãî êðàñèòåëÿ è îêîëî 41–42 %
ýíòåðîñîðáåíòà. Óêàçàííûå âåùåñòâà ìîãóò
ïðèìåíÿòüñÿ â ïàðôþìåðíî-êîñìåòè÷åñêîé,
ïèùåâîé, êîæåâåííîé ïðîìûøëåííîñòè, â ìåäèöèíå è âåòåðèíàðèè.
Àâòîðû âûðàæàþò áëàãîäàðíîñòü ÔÖÍÒÏ «Èññëåäîâàíèÿ è ðàçðàáîòêè ïî ïðèîðèòåòíûì íàïðàâëåíèÿì ðàçâèòèÿ íàóêè è òåõíèêè» (ãîñêîíòðàêò
¹ 43.044.112638 îò 31.01.02) è Èíòåãðàöèîííîé ïðîãðàììå ÑÎ ÐÀÍ (ïðîåêò ¹ 33) çà ôèíàíñîâóþ ïîääåðæêó âûïîëíåííîãî èññëåäîâàíèÿ.
ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ
1 F. M. K. Ukkonen, V. Era, Kemia-Kemi, 6 (1979) 217.
2 Í. Ä. Ïîõèëëî, Í. È. Óâàðîâà, Õèìèÿ ïðèðîä. ñîåäèíåíèé, 3 (1988) 325.
3 P. Jaaskelainen, Paperi ja Puu, 10 (1981) 599.
4 Ã. Í. ×åðíÿåâà, Ñ. ß. Äîëãîäâîðîâà, Ñ. Ì. Áîíäàðåíêî,
Ýêñòðàêòèâíûå âåùåñòâà áåðåçû, èçä. Èí-òà ëåñà
è äðåâåñèíû ÑÎ ÀÍ ÑÑÑÐ, Êðàñíîÿðñê, 1986.
5 Ì. Í. Çàïðîìåòíîâ, Ôåíîëüíûå ñîåäèíåíèÿ: Ðàñïðîñòðàíåíèå, ìåòàáîëèçì è ôóíêöèè â ðàñòåíèÿõ, Íàóêà,
Ìîñêâà, 1993.
6 Ñ. Ñ. Òàí÷åâ, Àíòîöèàíèäèíû â ïëîäàõ è îâîùàõ, Ïèùåâàÿ ïðîì-ñòü, Ìîñêâà, 1980.
7 Â. À. Ëåâäàíñêèé, Í. È. Ïîëåæàåâà, À. È. Ìàêèåâñêàÿ,
Á. Í. Êóçíåöîâ, Õèìèÿ â èíòåðåñàõ óñòîé÷èâîãî ðàçâèòèÿ, 8 (2000) 823.
8 Á. Í. Êóçíåöîâ, Òàì æå, 9 (2001) 443.
9 Ì. È. ×óäàêîâ, Ïðîìûøëåííîå èñïîëüçîâàíèå ëèãíèíà, Ëåñíàÿ ïðîì-ñòü, Ìîñêâà, 1983.
10 Â. À. Áàáêèí, Â. Ð. Ëåâàíîâà, Ë. Â. Èñàåâà, Õèìèÿ
â èíòåðåñàõ óñòîé÷èâîãî ðàçâèòèÿ, 2 (1994) 559.
11 À. Â. Îáîëåíñêàÿ, Ç. Ï. Åëüíèöêàÿ, À. À. Ëåîíîâè÷,
Ëàáîðàòîðíûå ðàáîòû ïî õèìèè äðåâåñèíû è öåëëþëîçû, Ýêîëîãèÿ, Ìîñêâà, 1991.
12 Âñåñîþçíûé åäèíûé ìåòîä èññëåäîâàíèÿ â êîæåâåííîì îáóâíîì è äóáèëüíî-ýêñòðàêòèâíîì ïðîèçâîäñòâå
(ÂÝÌ), Ìîñêâà, 1955.
13 H. G. Ring, T. White, J. Chem. Soc., (1957) 3901.
14 Õ. Êèíëå, Ý. Áàäåð, Àêòèâíûå óãëè è èõ ïðîìûøëåííîå ïðèìåíåíèå, Õèìèÿ, Ëåíèíãðàä, 1984.
15 Ë. Ñ. Êàâðóê, À. Á. Êîíîíåíêî, Ìåòîäè÷åñêèå óêàçàíèÿ ïî óñêîðåíèþ èíäèêàöèè ìîðãàíåëë, ñàëüìîíåëë
è ýíòåðîïàòîãåííûõ ýøåðèõèé àäãåçèâíûìè àíòèãåíàìè â ïàòîëîãè÷åñêîì ìàòåðèàëå, êîðìàõ, îáúåêòàõ
îêðóæàþùåé ñðåäû â ðåàêöèè êîàãëþêèíàöèè (óòâåðæäåíû äåïàðòàìåíòîì âåòåðèíàðèè Ìèíèñòåðñòâà
ñåëüñêîãî õîçÿéñòâà), Ìîñêâà, 1999.
16 Ð. Ç. Ïåí, Ïëàíèðîâàíèå ýêñïåðèìåíòà â statgraphics,
ÑÃÒÀ, Êðàñíîÿðñê, 2003.
17 Y. Osawa and N. Saito, Phytochem., 7 (1968) 1189.
18 E. Bayer, Angewandte Chemie, 78 (1966) 834.
19 B. N. Kuznetsov, V. A. Levdansky, N. I. Polezhaeva,
Proc. 6th European Workshop on Lignocellulosics and
Pulp, Bordeaux, France, 2000, p. 417.