ИНТЕНСИФИКАЦИЯ СУШКИ ЛИСТЬЕВ Rosa rugosa

АННОТАЦИЯ

Изучена сушка листьев Rosa rugosa в различных установках, таких как сушильный шкаф без вакуума и при вакууме, сушилка инфракрасного излучения, а также сушка с принудительной вентиляцией воздуха при температуре 50 ± 5°C. Установили, что оптимальным является сушка листьев Rosa rugosa с принудительной вентиляцией воздуха при температуре не выше 50 °С в течение не менее 6 часов. Для этого определены следующие оптимальные условия сушки: толщина слоя растительного сырья на противне сушилки – 20 мм; скорость подаваемого воздуха – 12 м/с; температура процесса – не более 50 ^oС; продолжительность процесса – не менее 6 ч.

ABSTRACT

It was studied the drying method of Rosa rugosa leaves in various installations, such as an oven without vacuum and with vacuum, an infrared radiation dryer, and drying with forced air ventilation at a temperature of 50 ± 5 °C. Found that the optimal drying conditions for the leaves of Rosa rugosa is drying at a temperature not exceeding 50 ° C with forced ventilation of air for at least 6 hours. For this, the following optimal drying conditions were determined with forced ventilation of the leaves of Rosa rugosa: the thickness of the layer of plant material on the baking sheet of the dryer is 20 mm; air velocity – 12 m/s; process temperature - no more than 50 ^oС; the duration of the process is not less than 6 hours.

Ключевые слова: Rosa rugosa, флавоноид, кверцетин-3-о-софорозид, кемпферол-3-о-софорозид, сушка растительного сырья.

Keywords: Rosa rugosa, flavonoid, quercetin-3-o-sophoroside, kaempferol-3-o-sophoroside, drying of vegetable raw materials.

Введение

Шипо́вник морщи́нистый (лат. Rosa rugosa Thunb) – растение семейства розовые (лат. Rosáceae). R. rugosa является традиционным лекарственным сырьем, используемым в традиционной медицине Китая, Японии, России и других стран. Химический состав данного растения богатый и включает дубильные вещества, фенольные кислоты, флавоноиды, витамины A, B, C, E, K, эфирное масло и тритерпеноиды [1-7]. Предварительные исследования показали, что флавоноиды являются репрезентативными химическими компонентами листьев R. rugosa, из которых было выделено более 40 флавоноидов. В литературных источниках показаны эффективность флавоноидов R. rugosa при воспалении молочной железы, гипогликемии, сердечно-сосудистых и цереброваскулярных заболеваниях, а также при лечении заболеваний нервной системы и печени [7-9]. Поэтому одной из актуальных задач является заготовка сырья из листьев R. rugosa с высоким содержанием флавоноидов.

После сбора растения биохимические процессы в сырье протекают как в живом растении, затем по мере обезвоживания начинают преобладать процессы распада биологически активных веществ. Поэтому сушку растения начинают сразу после сбора. Сушка лекарственного растительного сырья является сложным биохимическим процессом, который должен обеспечить сохранность не только внешних признаков, но и содержание биологически активных веществ в сырье [10-13].

Цель исследования – изучение сушки листьев Rosa rugosa в различных сушильных установках и определение их оптимальных условий, которые позволят интенсивно заготовить фармацевтическое сырье.

Материалы и методы исследований

Сбор листьев R. rugosa осуществляли в период от 20 мая до 10 июня 2023 года во время цветения в окрестностях Урумчи (Китай).

Технологические исследования по изучению сушки листьев R. rugosa в сушильных установках, работающих в различных режимах, проводили согласно методике, приведенной в [14]. Для этого по 2,0 кг свеже заготовленных образцов растительного сырья высушивали в следующих условиях, определяя выход влаги в интервале каждого часа:

Способ 1 – в сушильном шкафу без вакуума, при температуре 50 ± 5 °C;

Способ 2 – в сушильном шкафу при вакууме 0,6-0,8 кгс/см² и температуре 50± 5°C;

Способ 3 – в сушилке инфракрасного излучения “ИКС-2М” (Россия) при температуре 50 ± 5 °C,

Способ 4 – с принудительной вентиляцией воздуха при температуре 50 ± 5°C.

Для определения оптимальных условий сушки листьев R. rugosa с принудительной вентиляцией воздуха изучали влияние таких факторов, как толщина слоя растительного сырья на противне сушилки, скорость подаваемого воздуха и продолжительность процесса. Для этого эксперименты проводили по следующим методикам [15]:

• толщину слоя растительного сырья на противне сушилки определяли в следующих условиях: по 2,0 кг свеже заготовленных образцов растительного сырья раскладывали на противнях с различной толщиной слоя и сушили с принудительной вентиляцией воздуха со скоростью 15 м/с и температуре 50 ± 5°C в течение 8 часов;
• для изучения скорости подаваемого воздуха при сушке листьев R. rugosa с принудительной вентиляцией воздуха, по 2,0 кг свеж заготовленных образцов растительного сырья раскладывали на противнях с толщиной слоя 20 мм и сушили с принудительной вентиляцией воздуха при различных скоростях и температуре 50 ± 5°C в течение 8 часов;
• для изучения продолжительности процесса сушки листьев R. rugosa с принудительной вентиляцией воздуха на противни раскладывали по 2,0 кг свеж заготовленных образцов растительного сырья с толщиной слоя 20 мм и сушили с принудительной вентиляцией воздуха со скоростью 12 м/с, при температуре 50 ± 5°C в течение 8 ч, измеряя выход влаги в течение каждого часа.

Результаты и обсуждение

На первом этапе исследований эксперименты проводили по изучению сушки листьев R. rugosa в различных сушильных установках (рис.1).

Из рис.1 видно, что кривые выхода влаги по времени представляют собой типичные изотермы, стремящиеся к равновесию. Причем, необходимое время сушки при первом способе составляет 11 часов, при втором – 9 часов, при третьем – 7 часов, при четвертом – 6 часов, т.е. здесь показан характер изменения скорости выхода влаги к массе сырья в зависимости от способа сушки. Учитывая, что сушка на установке с принудительной вентиляцией по расходу времени превосходит от других рассмотренных способов, для сушки листьев R. rugosa выбрали этот метод.

Рисунок 1. Зависимость выхода влаги по времени от способов сушки листьев R. rugosa

Установили, что оптимальными условиями сушки листьев R. rugosa является сушка при температуре не выше 50 °С с принудительной вентиляцией воздуха в течение не менее 6 часов.

Для определения условий оптимальных условий сушки листьев R. rugosa с принудительной вентиляцией воздуха изучали влияние таких факторов, как толщина слоя растительного сырья на противне сушилки, скорость подаваемого воздуха и продолжительность процесса.

Исследование по изучению такого влияющего фактора, как толщина слоя растительного сырья на противне сушилки, показало, что при толщине слоя в интервале 10 – 20 мм выход влаги почти одинаковый. Оптимальной толщиной слоя растительного сырья на противне сушилки при процессе сушки листьев R. rugosa с принудительной вентиляцией воздуха выбрали – 20 мм, так как при единовременной загрузке это дает возможность заготавливать сырья больше, чем при толщине слоя 10 – 15 мм (рис. 2).

Рисунок 2. Влияние толщины слоя растительного сырья на противне на процесс сушки листьев R. rugosa с принудительной вентиляцией воздуха

На основании результатов экспериментов установили, что оптимальной скоростью подаваемого воздуха при сушке листьев R. rugosa с принудительной вентиляцией воздуха является 12 м/с (рис. 3).

Рисунок 3. Влияние скорости подаваемого воздуха на процесс сушки листьев R. rugosa с принудительной вентиляцией воздуха

Результаты изучения продолжительности процесса сушки, представленные в виде диаграммы, показывают, что кривая диаграммы стремится к равновесию после 6 ч. Исходя из этого, установили, что процесс сушки листьев R. rugosa необходимо проводить методом принудительной вентиляции горячего воздуха с температурой 50 °С, в течение не менее 6 часов (рис. 4).

Рисунок 4. Динамика процесса сушки листьев R. rugosa с принудительной вентиляцией воздуха

Таким образом, проведенными исследованиями установлены следующие оптимальные условия сушки листьев R. rugosa с принудительной вентиляцией:

• толщина слоя растительного сырья на противне сушилки – 20 мм;
• скорость подаваемого воздуха – 12 м/с;
• температура процесса – не более 50 ^oС;
• продолжительность процесса – не менее 6 ч.

Список литературы:

1. Nadpal J.D., Lesjak M.M., Sibul F.S. Comparative study of biological activities andphytochemical composition of two rose hips and their preserves: Rosa canina L. and Rosa arvensis Huds // Food Chemistry, 2016. V. 192. Р. 907-914.
2. Ochir S., Park B., Nishizawa M., et al. Simultaneous determination of hydrolysable tannins in the petals of Rosa rugosa and allied plants // Nature Medicine, 2010. V. 64(3). Р. 383-387.
3. Chen G.L., Chen S.G., Xiao Y., et al. Antioxidant capacities and total phenolic contents of 30 flowers // Industrial Crops and Products, 2018. V. 111. Р. 430-445.
4. Huang W.S., Mao S.Q., Zhang L.Q., et al. Phenolic compounds, antioxidant potential and antiproliferative potential of 10 common edible flowers from China assessed using a simulated  digestion-dialysis process combined with cellular assays // Journal of the Science of Food and Agriculture, 2017. V. 97(14). Р. 4760-4769.
5. Xiao Z.P., Wu H.K., Wu T., et al. Kempferol and quercetin flavonoids from // Chemistry of Natural Compounds, 2006, № 42(6). Р. 736-7.
6. Olech M., Pietrzak W., Nowak R. Characterization of Free and Bound Phenolic Acids and Flavonoid Aglycones in  Thunb. Leaves and Achenes Using LC-ESI-MS/MS-MRM Methods // Molecules, 2020. V. 25(8). Р. 1-12.
7. Gu D Y., Yang Y., Bakri M.A. LC/QTOF-MS/MS Application to Investigate Chemical Compositions in a Fraction with Protein Tyrosine Phosphatase 1B Inhibitory Activity from Rosa rugosa Flowers // Phytochemical Analysis, 2013. V. 24(6). Р. 661-670.
8. Kieliszek M., Cendrowski A., Ścibisz I., et al. Influence of harvest seasons on the chemical composition and antioxidant activity in Rosa rugosa petals // Agrochimica, 2018. V. 62(2). Р. 157-165.
9. Wang B., Diao Q.Y., Zhang Z.Y, et al. Antitumor activity of bee pollen polysaccharides from // Molecular Medicine Reports, 2013. V. 7(5). –Р. 1555-1558.
10. Вишнякова С.В., Жукова М.В. Лекарственные и эфиромасличные растения. Екатеринбург: УГЛТУ, 2017. 41 с.
11. Абдурахманов Б.А., Тиловова Г.Х., Халилов Р.М. Подбор оптимальных условий сушки надземных частей Hypericum scabrum и Hypericum perforatum // Sciences of Europe, 2023. №116. С. 47-54.
12. Х Пестова Л.П., Петрий А.И., Саломатин В.А., Виневский Е.И. Способы интенсификации тепломассообмена при сушке табака // Сб. матер. II Междунар. науч.-практ. конф. «Инновационные исследования и разработки для научного обеспечения производства и хранения экологически безопасной сельскохозяйственной и пищевой продукции». ФГБНУ ВНИИТТИ, Краснодар. 2017. С. 330-334.
13. Патент на полезную модель № 74773 РФ. Устройство для сушки табака / С.А. Тимошенко, Н.Н. Виневская, Э.П. Морозова и др.// опубл. 20.07.2008. Бюл. № 20
14. Маматханова М.А., Гулямова Д. Р., Халилов Р.М., Маматханов А.У. Зависимость изменения содержания флавоноидов в корнях Ammothamnus lehmannii от способа сушки // Фармацевтический журнал, 2020. №2. C. 62–67.
15. Муратова Ш.Х., Исмаилова М.Г., Исмаилова П.Л., Халилов Р.М. Зависимость изменения содержания суммы флавоноидов и дубильных веществ в надземной части Scutellariа iscanderi от способа сушки // Фармация и фармакология, 2023.  №2(4). С. 42-51.