Химический состав отходов лекарственных трав Aconitum L. и Thermopsis alterniflora

Переработка возобновляемого растительного сырья в промышленно важные химические вещества представляет большой практический интерес. Благодаря обилию, низкой стоимости и высокому содержанию углеводов (60-70% от абсолютно сухого вещества сырья), близкому к содержанию углеводов в зерновых культурах, лигноцеллюлозная биомасса является привлекательным сырьем для деполимеризации и биоконверсии с получением топлива и других ценных продуктов микробиологического происхождения. Переработка и производство ценных продуктов народнохозяйственного значения из лигноцеллюлозосодержащей биомассы стало одним из основных направлений интенсивных исследований и разработок в последние годы [1, P. 777; 2, P. 187; 3, с. 3-10].

На базе Опытного производства Институт химии растительных веществ (ОП ИХРВ) АН РУз налажено серийное производство субстанций лекарственных трав, где ежегодно перерабатывается десятки тонн различных лекарственных трав, в том числе Aconitum L и Thermopsis alterniflora. В процессе переработки лекарственного растительного сырья основным по количественному содержанию отходом является истощенное сырье (шрот), после экстракции спиртовым раствором.

В отходах лекарственных растений содержание химических соединений, обладающих биологической активностью незначительно: чаще всего от 0,1% до 5% [4, с. 3-9]. Поэтому в процессе переработки растительного сырья на фармацевтических предприятиях накапливаются огромные количества отходов растительной массы в виде измельченной массы стеблей, листьев или корней, масса которых достигает в среднем 85-90 % от расходуемого сырья. Имея в своем составе большинство тех же компонентов, что и в исходном сырье, технологические отходы являются ценным вторичным сырьем, для дальнейшей их микробиологической переработки.

Целью данного исследования является изучение компонентного состава отходов лекарственных трав Aconitum L и Thermopsis alterniflora., как сырьё для получения биотоплива и других продуктов микробиологического происхождения.

Материалы и методы исследования

Объектом нашего исследования является лигноцеллюлозные растительные отходы лекарственных трав Aconitum L и Thermopsis alterniflora, остающиеся в ОП ИХРВ после экстракции целевых продуктов (БАВ) растворе 80 % -ного этананола.

В исходном отходе определяли содержания основных компонентов стандартными методами [5, с. 20-31]. Полученные результаты пересчитывали на абсолютно сухую массу вещества.

Лигноцеллюлозная биомасса отходов лекарственных трав представляет собой мелкую стружку длиной 2-5 мм, толщиной 1-3 мм. Биомассу предварительно высушивали при (103 ± 2) °С в течение 3 ч для доведения до равновесной влажности.

Относительную влажность биомассы отходов, %, рассчитывают по формуле    , где m - масса бюкса, г; m₁- масса бюкса с навеской до высушивания, г; m₂ - масса бюкса с навеской после высушивания, (г).

Зольность исследуемого сырья определяли прокаливанием в муфельной печи при 575±25°С в течении 3 - 4 часов. Целлюлозы определяли азотно-спиртовым методом. Содержания лигнина в биомассе отходов определяли количественным выделением, предварительно удаляя экстрактивные вещества и гидролизом полисахаридов концентрированными минеральными кислотами. Легко - и трудногидролизуемые полисахариды определяли последовательной обработкой исследуемого растительного сырья сначала 2% соляной кислотой при температуре около 100^ОС, а затем 80% серной кислотой при комнатной температуре. Содержимое редуцирующих веществ (РВ) определяли эбулиостатическим методом. Моносахариды в гидролизатах определяли хроматографическим методом. Разделение сахаров провели нисходящим способом при непрерывном протекании растворителя по бумаге. В качестве растворителя использовали смесь этилацетат - пиридин - вода в соотношении 5:1:5.

Обсуждение результатов

Определения химического состава выбранных объектов растительного происхождения является необходимым, важным этапом в исследовании нового сырья. Зная химический состав растения, можно дать оценку их пригодности как сырья для технологического использования в различных отраслях промышленности. В таблице 1 приведен состав углеводов лигноцеллюлозного сырья - отхода лекарственных трав Aconitum L и Thermopsis alterniflora

Таблица 1.

Состав углеводов лигноцеллюлозного сырья - отхода лекарственных трав

Результаты исследования химического состава отходов лекарственных трав показали, что, суммарное содержания полисахаридов в отходах Aconitum L и Thermopsis alterniflora (соответственно 61,4 и 64,9 % от абсолютно сухого вещества) отличается несущественно и соответствует содержанию в древесине наиболее распространенных древесных пород (64,3-65,5 %), что позволяет использовать их в качестве для химической и биологической переработки.