Содержание флавоноидов в биомассе Atriplex patula L. при механоактивационной обработке

Изучено влияние измельчения надземной биомассы Atriplex patula L. до размеров частиц 1,0 – 1,5 мм (грубый помол), 0,8–0,9 мм (средний помол) и 0,5–0,6 мм (мелкий помол) с обработкой в механоактивационной мельнице на общее содержание флавоноидов (спектрофотометрический метод определения), количество рутина, дигидрокверцетина и лютеолин-7-О-глюкозида (метод ВЭЖХ) в растительной муке. Установлено повышение в 1,2 раза экстрактивности общего количества флавоноидов при измельчении до размеров частиц 0,5–0,6 мм относительно изученных вариантов помола. Механоактивационная (МА) обработка в течение 1 мин приводила к снижению общего количества флавоноидов во всех вариантах помола. Измельчение до размеров частиц 0,8– 0,9 мм (средний помол) способствовало снижению содержания рутина в растительной муке в 1,6– 2,0 раза относительно контрольных значений исследованных вариантов измельчения. МА-воздействие на муку грубого помола способствовало увеличению выхода рутина, за исключением двухминутной МА-обработки. Измельчение до размеров частиц 0,5–0,6 мм приводило к повышению экстрагирования ДКВ, при МА-обработке его уровень не изменялся, за исключением одноминутного МА-воздействия, когда содержание флавоноида снижалось. Измельчение сырья до размеров 1,0–1,5 и 0,5–0,6 мм способствовало повышению содержания лютеолин-7-О-глюкозида, при этом процесс МА-обработки приводил к снижению его количества, за исключением МА муки среднего помола, где наблюдалось увеличение на 33,3 % содержания лютеолин-7-О-глюкозида относительно контроля по группе. Установлен наиболее оптимальный режим МА воздействия со скоростью вращения ротора 1500 об./мин в атмосфере воздуха с предмеханоактивационным измельчением биомассы A. patula до размеров частиц 0,5–0,6 мм, который не влияет на изменение количества исследованных физиологически активных веществ в сырье.

1. Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии. М., 2004. 296 с.

2. Rodionova N.S., Popov E.S., Kustov V.Yu. et al. Impact of mechanical activation on the prebiotic properties of plant biological resources // International Journal of Civil Engineering and Technology. 2019. No. 10(01). Р. 1718–1730.

3. Ломовский О.И., Белых В.Д. Механохимическая экстракция водорастворимых компонентов из растительного липидсодержащего сырья // Периодический сборник научных трудов «Обработка дисперсных материалов и сред». 2000. № 10. С. 71–75.

4. Chuev V.P., Kameneva O.D., Chikalo Т.М. Use of mechanochemical activation to modify properties of bioactive compounds // Siberian Chemical Journal. 1991. No. 5. Р. 156–157.

5. Vedernikov N., Karlivans V., Roze I., Rolle A. Mechanochemical destruction of plant raw materials polysaccharides in presence of small amounts of concentrated sulfuric acid // Siberian Chemical Journal. 1991. No. 5. Р. 67–72.

6. Ильина И.А., Земскова З.Г., Миронова О.П. Проблемы интенсификации процесса производства модифицированных пектинов на основе методов механохимии // Наука Кубани. 2007. № 2. С. 61–67.

7. Сунцова А.П., Метелева Е.С., Душкин А.В. Механохимическое получение и исследование водорастворимых композиций на основе флавоноидов – генистеина, дигидрокверцитина, рутина // Фундаментальные исследования. 2014. № 11. С. 2174–2179.

8. Kamarludin S., Jainal S., Azizan M. et al. Mechanical pretreatment of lignocellulosic biomass for biofuel production // Applied Mechanics and Materials. 2014. No. 625. Р. 838–841. DOI: https://doi.org/10.4028/ www.scientific.net/AMM.625.838

9. Lomovsky O., Bychkov A., Lomovsky I. Mechanical pretreatment. biomass fractionation technologies for a lignocellulosic feedstock based biorefinery. Elsevier. 2016. Р. 23-55. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-802323-5.00002-5.

10. Савельева A.B., Юдина Н.В. Механохимические превращения кислородсодержащих соединений липидов торфа // Химия растительного сырья. 2013. № 4. С. 201–206. DOI: 10.14258/jcprm.1304201

11. Zhang W., Liang M., Lu C. Morphological and structural development of hardwood cellulose during mechanochemical pretreatment in solid state through pan-milling // Cellulose. 2007. No. 14(5). Р. 447–456.

12. Bychkov A., Podgorbunskikh E., Bychkova E., Lomovsky O. Current achievements in the mechanically pretreated conversion of plant biomass // Biotechnol Bioeng. 2019. Vol. 116(5). Р.1231–1244. doi: 10.1002/bit.26925.

13. Vtjurina L.M. Khvoshchev S.S. Synthesis and characterization of MWW zeolites // Studies in Surface Science and Catalysis. 2002. Vol. 144. P. 671–675. https://doi.org/10.1016/S0167-2991(02)80195-1

14. Чижевская С.В., Чекмарев А.М., Клименко О.М. и др. Интенсификация на основе механической активации процессов разложения редкометального сырья пиро-, гидро- и сольвометаллургическими методами // Научные основы химии и технологии переработки комплексного сырья и синтеза на его основе функцииональных материалов. Сб. научн. тр. Апатиты, 2008. Ч. 1, т. 1. С. 198–200.

15. Хренкова Т.М. Механохимическая активация углей. М., 1993. 176 с.

16. Болдырев В.В. Экспериментальные методы в механохимии твердых неорганических веществ. Новосибирск, 1983. 64 с.

17. Аввакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов. Новосибирск, 1986. 305 с.

18. Иванова В.П. Двудольные растения окрестностей г. Якутска (определитель). Якутск, 1990. 160 с.

19. Конспект флоры Сибири: Сосудистые растения / сост. Л.И. Малышев, Г.А. Пешкова, К.С. Байкова и др.; под ред. К.С. Байков. Новосибирск, 2005. 362 с.

20. Тимофеев Н.П. Протеиновая ценность новых культур в условиях Севера (Теоретическое обоснование и практическая реализация) // Нетрадиционные природные ресурсы, инновационные технологии и продукты. Сб. нучн. тр. Вып. 6. М.: РАЕН, 2002. С. 115–139.

21. Пашинский В.Г. Лекарственные растения в терапии сахарного диабета. Томск: НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН, 1990. 145 с.

22. Воронов И.В. Аминокислотный состав Atriplex patula L. и Amaranthus retroflexus L. (Amarantháceae), произрастающих в Центральной Якутии // Химия растительного сырья. 2018. № 3. С. 69–74. DOI: 10.14258/jcprm.2018033610

23. Бороненко М.П., Лавриков В.В., Серегин А.Е. и др. Контроль энергии измельчения и механоактивации планетарной мельницы АГО-3 // Вестник Югорского государственного университета. 2016. № 2 (41). С. 7–16.

24. Рогожин В.В. Методы биохимических исследований. Якутск, 1999. 113 с.

25. Шеин А.А., Прокопьев И.А., Филиппова Г.В., Журавская А.Н. Влияние техногенного загрязнения на содержание фотосинтетических пигментов и флавоноидов у Matricaria chamomila (Asteraceae) // Растительные ресурсы. 2014. № 50(2). С. 235–241.