ВЫДЕЛЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ КИСЛЫХ КОМПОНЕНТОВ ЛИПИДОВ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ ПИХТЫ (ABIES SIBINCA) И ЕЛИ (PICEA SIBIRICA) тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.10 ВАК РФ



На правах рукописи

и>,

I

Хуршкайнен Татьяна Владимировна

Выделение и исследование кислых компонентов липидов древесной зелени пихты (Abies sibirica) и ели (Picea sibirica)

02.00.10 — Биоорганическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата'химических наук

Москва - 2004

Работа выполнена в шборатории лесохимии Института химии Коми научного

центра Уральского отделения Российской Академии Наук

Научный руководитель член корреспондент РАН, доктор

химических наук A.B. К> чин

Официальные оппоненты доктор химических наук, В.А. Козлов,

кандидат химических наук Л.Б. Дмитриев

Ведущая организация Московский государственный

университет, химический факультет

Зашита состоится « 21 декабря 2004 г в ^^часов на заседании диссертационного совета К 220 043 04 при Московской сельскохозяйственной академии имени К А Тимирязева по адресу 127550, Москва, Тимирязевская утица, 49

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке НЦБ МСХА

Автореферат разослан « ноября 2004 г

Ученый секретарь диссертационного совета VICXA кандидат химических наук

Г.П.Токмаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Комплексное использование лесных ресурсов предусматривает переработку отходов древесной зелени, которые образуются в процессе лесозаготовок и лесопиления. Эти отходы являются потенциальным сырьем для производства лечебных и биологически активных препаратов.

Экстрактивные вещества, содержащиеся в зеленой и древесной частях хвойных растений, играют роль регуляторов целого ряда процессов, обеспечивающих жизнедеятельность растений. Так, хвоя и побеги пихты являются источником богатейшего набора тритерпеноидов, среди которых особенно ценные свойства проявили соединения кислотной природы. Биологические испытания тритерпеновых кислот пихты сибирской показали высокую эффективность воздействия их на сельскохозяйственные растения.

Технология экстракционной переработки древесной зелени заключается в извлечении из измельченного - сырья различными растворителями биологически активных веществ. Недостаток экстракции органическими растворителями заключается в их пожароопасности и токсичности. Кроме .того, при использовании органических растворителей выход экстрактивных веществ недостаточно высокий. Поэтому проблема разработки новых способов выделения экстрактивных веществ из древесной зелени актуальна.

Диссертационная работа выполнялась как раздел комплексной темы лаборатории лесохимии Института химии Коми НЦ УрО РАН «Химия и технология растительных веществ; научные основы переработки и использования низкомолекулярных компонентов из растительного сырья как источника химических продуктов для. органического синтеза;. изучение физиологических свойств полученных соединений» (№ 01.960.010008, № 01.2.00102727).

Цель работы. Разработка метода эмульсионной экстракции древесной зелени, изучение и анализ кислых компонентов пихты и перспективы их применения.

ЦНБ МОХА фонд научной литературы

№

Научная новизна и практическая ценность Пред-южен новый метод переработки древесной зепенн хвойных пород с исполь кнынием водных рас творов основании Проведены исследования закономерностей >мучьсионного выдетения низкомопеку мрных компонентов из раститетьного сырья

Разработан и запатентован способ выдетсния тритерпеновых кис тот из древесной зелени пихты На его основе получен новый высокоэффективный биопрепарат «Вчрва» обладающий ростстимулирующим и фунгицидным действием на растения Наработаны опытные иартии биопрепарата и проведены успешные биотошческие испытания в НИПТИ АПК республики Коми, МСХА им К А Тимирязева, в Саратовском институте биохимии и физиотогии растений и микроорганизмов

Публикации и апробация работы Результаты исследовании быта дотожены и обеVАлены на 2 ом и 3-ем Всероссийском совещании «Лесохимия и органическии синтез» (Сыктывкар 1996, 1998) 1 он, 2 ой и 3 й Всероссийской конференции «Химия и технология растительных вешеств» (Сыктывкар 2000 Казань 2002, Саратов 2004) на научно техническом конференции «Наука - производству Внедрение новеиших разработок научных и проектных организации в промышленность» (Москва 2001) XVII Менделеевском съездс по общей и прикладном химии (Казань 2003)

По матер1"а.,ам диссертации опуо шковано две статьи тезисы семи докладов на Всероссийских конференциях, получено три патента РФ

Структура диссертационной работы Диссертация состоит из введения штературного об юра обсуждения рс!Узьтатов жеперич-ентальнои части выводов списка шпирусмои штературы и при шжении Библиография включает литературные сил 1ки на 123 научные п\б шкации

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Поиск новых способов выде-ения жеграктивных веществ ш древесной ¡елени имеет немаловажное шачение Традиционный способ бензиновом жстракции разработанный в Санкт Петербургской 1есотехническом академии имеет много недостатков мно! окр^.н^р обработка высушенною сырья при

I

!

температуре 80°С с выходом экстрактивных веществ 1-3 % от веса абсолютно сухого сырья (а.с.с.). Способ выделения, разработанный в Новосибирском институте органической химии, основанный на экстракции древесной зелени пихты смесью этилацетата с бензином и метилтретбутиловым эфиром, позволяет извлекать кислых компонетов липидов до 5-6 % от веса а.с.с.

В предлагаемом в данной работе способе выделения липидов из хвои экстрагирующей эмульсией не используются органические растворители. Размолотая древесная зелень (ДЗ) обрабатывается водным раствором основания, при этом происходит образование водорастворимых солей смоляных и высших жирных кислот, содержащихся в ДЗ. Соли смоляных кислот являются поверхностно-активными веществами (ПАВ). Соли высших жирных кислот относятся к мицеллообразуюшйм соединениям. Образующиеся мицеллы солюбилизируют, т.е." растворяют в себе те вещества - в данном случае неполярные липиды древесной зелени, — которые в воде не растворимы. В процессе массобмена в реакционной суспензии образуется эмульсия «масло в ■ воде». Таким образом , извлечение кислых и нейтральных компонентов древесной зелени происходит в результате экстракции эмульсией.

Выделение экстрактивных веществ из ДЗ состоит из следующих стадий (схема 1):

Схема 1

1) изметьчение древесной зелени что обеспечивает вскрытие клеток и тканей, способствует проникновению водно щелочного раствора и ускорению процесса экстрагирования в целом,

2) смешение измельченного сырья с водным раствором ще гачи (ЬаОН или КОН) или соды (1\а,СО_, или К С03),

3) стадия набухания при испопьзовании высушенного сырья

4) перемешивание смеси и образование >мутьсии,

5) фитьтрация, отделение твердой фазы

6) деэчульгирование,

7) -экстракция нейтральных компонентов негюлярным растворитсчем (непрощенным эфиром),

8) подкистсние водной смеси раствором минеральной кистоты дтя перевода натриевых солеи кистых компонентов в кистоты

Ч) экстракция кистог по ирным растворителем (диэтитовым >фиром)

В качестве объектов изучения способа эмульсионной экстракции растите н.нога сырья нами использовались ДЗ ети и пихты

1. Влияние основания и других факторов на выход экстрактивных веществ

Влияние концентрации щелочных агентов на выход экстрактивных веществ из ДЗ пихты изучали в реакторе обьемом 1 литр с механическим перемешиванием (скорость "500 оборотов в минуту) Концентрацию раствора шелочи .\аОН варьировали от 0,5°о до 20°о (рис 1)

концентрация №ОН

Рис 1 Зависимость выхоаа кис ык компонентов 1 з ДЗ пихты от концентрации раствора \аОН а - гидромеду ть 1/& б гидромо V !ь 1 10 в п»дромот\ть 1 '2

В проведенных опытах использовали гидромодуль (отношение массы сырья к массе раствора) от 1/8 до 1/12. Как следует из полученных результатов, наиболее полное извлечение кислых компонентов имеет место при концентрации раствора №ОН 5 % и гидромодуле процесса 1/10. Выход кислых компонентов при концентрации раствора ЫаОН 10-20 % не зависит от гидромодуля и составляет 4,5-5 % от веса а.с с.

При использовании в качестве экстрагирующего агента раствора соды Ыа2СОз (рис. 2) выход экстрактивных веществ выше при гидромодуле процесса 1/10. Причем максимальный выход достигается при концентрации раствора соды 10%.

4,5 | 4 $ 3.5

х

0 -• , с 3 X и

2 Ч 2.5

2 5 2

Б**-»«

х 1.5

1 1

X

1 0.5 0

0 5 10 15 20 25

концентрация Ыа2соз, %

Рис. 2. Зависимость выхода кислых веществ из ДЗ пихты от концентрации раствора Ыа ^СОз! а-гидромодуль 1/8, 6-гидромодуль 1/10.

Проведенные эксперименты показали, что при использовании раствора щелочи ИаОН выход экстрактивных веществ почти в два раза выше, чем при использовании раствора соды N82003 (рис.3). Разницу в выходах экстрактивных веществ в зависимости от использования растворов щелочи и соды можно объяснить тем, что в щелочном растворе в процессе интенсивного механического перемешивания происходит разрушение растительных тканей древесной зелени, что облегчает процесс извлечения кислых и нейтральных компонентов. Кроме этого в реакционной среде под действием раствора

щелочи протекает гидролиз сложных чфиров ДЗ, что также уветичивает выход кислых компонентов

5 10 15 20

концентрация основания %

-МаОН -Ма2СОЗ

25

Рис.3. Зависимость выхода кисчых компонентов ДЗ пихты от концентрации гидроокиси и карбоната натрия

В опытах с применением растворов гидроксида калия и карбоната калия использовали гидромодуль процесса 1/10 (рис 4) При сравнении выхода экстрактивных веществ с использованием основании натрия и калия стедует, что при исследовании экстракции растворами ^ОН и ГчагСОз выход кислых компонентов выше Поэтому в дальнейших опытах исполыовались растворы ГмаОН и N41,СО,

4 I

о = о 5 о> га

к 5 Л о ш *

*—i

—♦—кон —кгсоз

5 10 15

концентрация, %

20

Рис. 4 Зависимость зыхола м-сть х комионе ггов из ДЗ ;шх-ы от концентрации растворов КОН и К СО,

Разницу в выходах жсфактизных вещеегв при исно ьювании растворов основании нафия и калия молено обьяснигь в ¡иянием ионнои си 1Ы раствора

Поскольку ионная сила растворов ,, разная, то разным будет состав образующихся мицелл. Изменение состава мицелл ведет к изменению степени извлечения экстрактивных веществ. ,,

• Таким образом,, исследования способа эмульсионной экстракции ДЗ пихты показали, что при использовании гидромодуля процесса 1/10 и 5%-ного раствора ЫаОН извлекается наибольшее количество кислых компонентов и составляет 6 % от веса а.с.с..

При изучении метода эмульсионной экстракции использовали также ДЗ ели (рис. 5).

- Ч 5

о * £

£ о 4.5 о

|§ 4-

о I

л I 3,5 о о

о 3 н-I-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1

01 234567 8 9 10 11 концентрация ЫаОН, %

Рис.5. Зависимость выхода кислых компонентов из ДЗ ели от концентрации КаОН, а - гидромодуль 1/8, б-гидромодуль 1/10, в-гидромодуль 1/12.

На основании проведенных экспериментов можно сделать вывод, что наибольший выход кислых компонентов из ДЗ ели достигается при концентрации раствора щелочи №ОН 5% и гидромодуле 1/10 и 1/12. При этом выход кислых компонентов из ДЗ ели составляет 4,5 - 4,8 % от веса а.с.с..

Влияние продолжительности обработки ультразвуком на выход экстрактивных веществ.

Известно, что при действии УЗ эффективность экстракции повышается. Учитывая строение растительного сырья, которое представляет собой разветвленную систему капилляров, при воздействии ультразвука вследствие изменения давления при сжатии и разряжении возникает эффект «губки», улучшающий проникновение экстрагента в капилляры ДЗ.

Эксперименты на ДЗ ели проводили с использованием прибора УЗДН-А при частоте генератора и излучателя 22 ± 1,65 кГц Проведенные опыты (рис 6) показали, что оптимальным временем озвучивания является интервал от 10 до 20 минут Увеличение времени обработки ультразвуком не приводит к повышению выхода экстрактивных веществ, что свидетельствует о полноте извлечения за 10-20 минут

0 10 20 30 40 50 60

время обработки УЗ мин

Рис 6 Зависимость выхода экстрактивных веществ ДЗ ели от продолжительности воздействия ультразвука

Вгияние поверхностно активных веществ на выход экстрактивных веществ

Снижение поверхностного натяжения б чают порно сказывается на процессе экстрагирования На рисунке 7 приведены результаты ряда опытов по выделению кислых веществ из ДЗ пихты эмульсионными системами, содержащими от 0 5 до 2 0 % экзогенных ПАВ В качестве ПАВ использовали коммерческий алкилбензол с\ ¡ьфонат натрия д ы СМС

Как следует из полчченных данных добавление в реакционный раствор 1% ПАВ повышает выход кислых компонентов из ДЗ пихты на 2 ог веса асе, дальнейшее уве шчение ко ¡ичества ПАВ не г риводит к с\шесгвенному увеличению выхода экстрактивных веществ

концентрация ПАВ, %

Рис.7. Зависимость выхода кислых компонентов из ДЗ пихты эмульсионными системами, содержащими ПАВ.

Выделение экстрактивных веществ в аппарате объемом 20 л.

В процессе изучения способа эмульсионной экстракции для разработки технологии переработки древесной зелени пихты был испбльзован. аппарат объемом 20 л с механическим перемешиванием.

0 5 10 15 , 20 25

концентрация основания,%

Рис.8. Выход экстрактивных веществ из ДЗ пихты в аппарате объемом 20 л, гидромодуль 1/10. •

Выход экстрактивных компонентов (рис.8) в этом аппарате ниже, чем в лабораторном экстракторе, что можно объяснить изменением гидродинамических условий перемешивания. Максимальный выход кислых компонентов ДЗ пихты при использовании 5 % раствора ЫаОН составил 4,7 % от веса а.с.с.

Таким образом был изучен новый способ эмульсионной экстракции ДЗ пихты и ели Установлено, что оптимальными усчовиями выделения кисчых компонентов являются счедующие

1) 5%-ный водный раствор ЫаОН, гидромодуль 1/10

2) Использование учыразвука в течение 10 20 мин

3) Добавление 1 % ПАВ в раствор

Главным преимуществом нового способа является то, что для выделения экстрактивных веществ из древесной зетени не используются пожароопасные и токсичные органические растворители При этом степень извлечения жстрактивных веществ уве шчивается по сравнению с бензиновой экстракцией в 1 5-1,8 раза По сравнению со способом извлечения кислот древесной зелени, разработанным в Новосибирском институте органической чимии выход кислот повышается в 1,2 раза Необходимо также отметить, что для проведения эмульсионной экстракции нет необходимости в предваритечьном высушивании сырья, в отчичие от экстракции органическими растворите чями

2. Исследование фракционного состава кислых компонентов, выде1еиных эмлльсионной экстракцией из ДЗ пихты.

Согласно ттературным данным сумма компонентов кистой части экстракта ДЗ пихты сибирской представляет собой с южную смесь тритерпеновых кислот ланостанового и биогенетически родственных ему структурных типов Тршерпеновые кистоты находятся в сырье в виде сложной смеси и наиболее >ффективным оказывается их р плечение адсорбционной хроматографией на сичикагеле

Обработкой суммы кис шх компонентов ДЗ пихгы полученных способом эмучьсионной экстракции насыщенным водным раствором бикарбоната натрия были выдетены «си 1ьные» кисчогы Далее сумма «сичьных» кисчот была раздечена методом колоночной хроматографии на 4 фракции и иссчедована методами ПК- и ЯМР спектроскопии

Во фракции I (7 "<») суммы «сильных» кис ют методом тонкослойной хроматографии при сравнении I- эталоном обнаружены жирные кислоты Состав жирных кислот был изучен методом ГЖХ их метиловых эфиров Сумма жирных кислот состоит из пальмитиновои (23"<.) стеариновой (4%), олеиновой (18%), чинолевои (35%), шнояеновои (15°о) кислот По данным ЯМР спектроскопии во фракции I содержится также дегидроабиетиновоя кислота

В спектрах ЯМР фракции II (выход 22 при сопоставлении полученных данных с литературными можно выделить сигналы тритерпеновой дикетокислоты - фирмановой кислоты I

21

1 R = СООН,

2 R = СООСНз

В спектре ЯМР С соединения 1 наблюдаются сигналы атомов углерода С' (219 м д ) и С 3 (202 м д ) Сигнал третичного атома С при двойной связи наблюдается в области 121 57 м д

Посте метилирования фракции II дии ¡oveглиом из нее был выделен мстиловыи эфир фирмановои кислоты 2 (12° о от суммы кисют), что бьпо подтверждено данными ЯМР спектроскопии По данным ПМР спектроскопии выделен цис изомер метилового >фира фирмтновои кислоты 2 — сигнал атома ЬГ1 наблюдается в области 6 15 м д По штературным данным сигнал протона Н 4 транс изомера до )жен н гшдится в более с 1абом поле (7,05 м д )

По данным спектра ЯМР 1 *С во фракции III (4^° о) присутствуют 23 оксо •^риесовая кислол» Л (3) 23 омд>-мариесовая кис ora Б (4) изофирмановая кислот i(S) что согласуется t i игералл-рн ы м г „а i! н ы ч 11 Для соединении 3 и 4 наблюдаются сигналы атома С* в области 76 <>8 vi д и сигналы агома С'1 в области 202 04 и 202 50 м д сигнал атом t С 4 - 133 00 м д и С25 - 140 00 м д Наличие во фракции III соединения 5 подтверждается сигналом при 207 11 м д

в спектре ЯМР 13С, характерным сигналу атома С23 в этой кислоте. В ПМР спектре фракции III присутствуют сигналы атомов Н27 метиленовой группы при 5,55 м.д. и 6,25 м.д.. " • *

По данным ИК-спектроскопии во фракции IV (24 %), элюированной ацетоном, присутствуют фенольные кислоты. В спектре наблюдаются колебания ОН-группы в области 3452 см"1, полосы поглощения 1622,1518, 1470, 918, 776 см"1 относятся к колебаниям бензольного кольца. Кроме того наблюдаются валентные колебания связи С-О фенольной ОН группы (полоса" поглощения при 1224 см"1) и валентные колебания связи С-О спиртовой ОН группы при 1020 и 1080 см"1..

Таким образом, «сильные» кислоты, выделенные эмульсионным способом из ДЗ пихты, примерно на 70% состоят из тритерпеновых кислот. ■

Из литературы известно, что тритерпеновые а-, Р-ненасьиценные у-кето-кислоты в жестких условиях (действие горячего этанольного раствора щелочи) подвергаются реакции фрагментации и образуют нейтральные тринортритерпеновые производные.

При хроматографическом разделении нейтральных компонентов, выделенных из раствора, полученного эмульсионным способом переработки ДЗ пихты и концентрированного упариванием под вакуумом и при температуре 55 °С, было выделено кристаллическое соединение. . При сравнении

14

спектральных данных полученного вещества с штературными данными осадок был идентифицирован как дикетон 6 (25 26, 27 тринор 9Р-ланост-7-ен-3,23-дион) который является продуктом фрагментации фирмановой кислоты I

При рассмотрении спектра ЯМР ПС установлено что все сигналы атомов

фирмановой кистогы 1 (рис 9)

Необходимо отметить что при изучении нейтральных компонентов ДЗ пихты, выдетенных шульсионнои экстракцией без последующего концентри рования соединение б не было обнаружено

Реакция фрагментации в боковой цепи молекул тритерпеновых а Р-ненасыщенных у кетокислот представляет интерес как метод получения тетрациклических тринортритерпеновых производных, а гакже для идентификации компонентов смеси фитерпеновых кислот Поэтому была проведена обработка всей суммы кистот пихты 5° о раствором ЫаОН при температуре 70°С По 1ученная счмма нейтральных гритерпеновых производных проанализирована методом чроматомасс спектрометрии

По данным чроматомасс спектрометрии сумма тритерпеновых производных состоит из 3 основных соединении 6 (32со) , 7 (4Чгс) , 8 (5'Х) (схема 2). Причем соединение 7 является продуктом фрагментации 23 оксо мариесиовои кистоты А (3) а соединение 8 - продуктом фрагментации мариесиовои кистоты С

1

б

углерода циклической части мо шкуты до атома С" совпадают с таковыми для

22

иЦм<

ИМ»

4

I

ш

г

а

Рис.9. Спектры ЯМР С метилового эфира фирмановой кислоты 2 и дикетона б.

Таким образом, при исследовании экстракта кислых компонентов ДЗ пихты, выделенных способом • эмульсионной экстракции, установлено присутствие в нем тритерпеновых кислот 1, 3, 4, 5. По данным хроматомасс-

спектрометрии основными компонентами смеси являются фирмановая кислота (1) и 23-оксо-мариесиовая кис юта А (4)

-т/г 125 (100 ?>»

-т/г |Ч0Ч)

6 га/г 48 Об ")

т/г 29^ <?)

НО

7 т/г «8(Й0 Ч)

8 п/г О6Г0г«.> Схема 2 Фра'лцлг-а 1ия соединении 6, 7, 8

г- г Xе (5"" )

пи 15-

3 Биопрепарат из ДЗ иихгы.

Изучение влияния р иличных биопрепаратов на жизнедеятельность растении показывает чго как правите они оказывают положительное влияние на ростовые процессы при исго шзовании в ма-"ых концентрациях Биологические испыт ния имчы гритергеновых кнелог ДЗ иихгы пока¡али

17

высокую эффективность воздействия их на сельскохозяйственные растения. Сотрудниками Новосибирского института органической* химии разработан биопрепарат «Силк», действующим веществом которого являются тритерпеновые кислоты пихты. «Силк» получают экстракцией древесной зелени пихты метилтретбутиловым эфиром.

На основе эмульсионного способа переработки древесной зелени разработана технология получения нового высокоэффективного натурального биопрепарата «Вэр ва» (аналога препарата «Силк»), Химический состав активной части препарата «Вэр ва» представляет собой смесь натриевых солей тритерпеновых кислот, выделенных из ДЗ пихты способом эмульсионной экстракции. Биопрепарат «Вэр ва» в отличие от препарата «Силк» содержит также нейтральные (монотерпеноиды, полипренолы, каротиноиды) компоненты. Для изучения влияния кислых компонентов пихты на сельскохозяйственные растения были проведены испытания самого биопрепарата, а также четырех фракций кислот, описанных выше, и дикетона 6.

По результатам исследования влияния биопрепарата «Вэр ва» и его компонентов на энергию прорастания семян овса сделаны следующие выводы:

1) самая эффективная ростстимулирующая доза действующего вещества (ДВ) биопрепарата - 2,5 мг/л;

2) все фракции кислых компонентов оказывают стимулирующее воздействие на энергию прорастания и всхожесть семян овса;

3) дикетон 6 не влияет на энергию прорастания и всхожесть семян овса, но стимулирует рост растений.

Изучение действия биопрепарата «Вэр ва» на сельскохозяйственные растения.

Биопрепарат «Вэр ва» испытывался в течение пяти лет в Научно-исследовательском . и проектно-технологическом институте агропромышленного комплекса республики Коми на посевах картофеля, капусты, моркови, многолетних трав. Основной способ использования препарата - опрыскивание

растении в фазу вегетации водными растворами «Вэр ва», а также замачивание семян в растворе биопрепарата перед посадкой

Це 1ь исстедовании изучение влияние различных доз биопрепарата на рост, развитие, продуктивность устойчивость к болезням сетьскохозяйствен ных куаьтур Дтя сравнения растения обрабатывает также биопрепаратом < Силк»

Резутьтаты испытания биопрепарата на посевах картофеля в период 2000-2003 г г показали что обработка клубней и растении в период вегетации способствовала достоверному повышению ранней урожайности на 12 20 '1 и общей урожайности на 15-20 % (габ I 1)

Таблица 1

Продукшвность картофетя сорта Детскосельский

НСР,

* НСРс - наименьшая существенная разница

Исследованиями установлено что обработка картофечя биопрепаратом снизим пораженность картофеля болезнями В 2001-2003 гт во время вегетации не отмечено поражения фитофторозом ризоктониоадм и котьцевой гнилью

Использование биопреп фата «Bip ва» го ожитечьно повшявд на облиствснность размер и массу моркови Бо iee интенсивный рост корнеплодов обеспсчил бо гее высокую урожайность (таб ¡ 2)

Урожайность капусты увеличилась на вссх растениях, обработанных биопрепаратом (ыбл 3) самый высокии урожаи 50 1 г га, что на 22% больше чем в контроле

Таблица 2

Урожайность моркови сорта Нандрин (средняя за 2001-2003 г.г.)

Дозировка ДВ препарата, г/га Ранняя урожайность (на 10.08-¡5.08) Общий урожай Товарность, %

т/га % к контролю т/га % к контролю

0,6 17,3 114,2 57,4 105,7 92,3

6 18,2 122,1 64,9 119,2 91,2

12 18,9 122,3 63,6 118,3 83,9

Силк 17,5 114,4 60,6 111,6 85,1

Контроль 15,3 100 54,3 100 82,7

* НСРо.5 1,0 5,7

Таблица 3

Урожайность капусты белокочанной сорта Краутман в зависимости от обработки биопрепаратом (средняя за 2000-2003 г.г.)

Дозировка ДВ препарата, г/га Урожайность, т/га % к контролю Товарных кочанов, %

0,08 48,2 118 91,8

0,8 . 50,1 122 91,3

1,6 47,3 116 92,3 •

Силк 48,7 119 86,2 -

Контроль 40,9 100 85,8

НСРо.5 2,9 -

Необходимо отметить, что в неблагоприятном по метеорологическим условиям 2000 году (холодная погода в мае, отсутствие осадков с 19 июня по 25 июля, резкое похолодание в августе и недостаточное количество осадков в сентябре) урожайность капусты составила 200 % к контролю, а вес кочанов был в 2 раза выше по сравнению с контролем.

Биопрепарат испытывался также на посевах многолетних трав. В 1999 году семенная продуктивность клевера лугового была в 2-5 раз выше за счет увеличения количества семян и их веса на 10-12% по сравнению с контролем.

Таким образом, показано, что в результате биологических испытаний биопрепарат «Вэр'ва» обнаружил комплекс полезных свойств. Он увеличивает

урожайность сельскохозяйственных растений, повышает иммунитет растений к разииным заболеваниям уменьшает потери урожая при хранении

Экономический эффект от испо 1ыонания биопрепарата «Вэр 'ва» В таблице 4 приведен расчет ^ономического эффекта ог применения биопрепарата «Вэр ва»на посевах картофетя Рассчетная себестоимость 1 кг (по действующему веществу) биопрепарага 13 тыс рублей Экономическтя )ффеетивность от применения биопрепарата на посевах картофеля но отношению к необрабатываемым участкам составляет 2 37 тысячи рублей прибыли с 1 гектара

Таблица 4

Показатели экономической эффективности от применения биопрепарата «Вэр'ва»

1/ока^ 1тс. и Контроль Биопрепарат

Площадь посева га 100 100 1

Урожайность, т/га 29 35

Объем производства г 2400 3500

Дополнительный урожай, т 0 600

Цена реализации, руб т 4000 4000

Валовой доход, тыс руб 11600 14000

Допочнительныи доход, по 1ученныи от применения биопрепарата гыс руб - 2400

Дополнитетьные затраты на применение биопрепарата, руб _ 1 30 9

в юм чисте

С гоимость препарата гыс руб * - 19 5

Затраты на применение гыс руб 11,4

Доио'шитсчьные ¡атрагы на уборку • ! ■

урожая (прибавки) гыс руб

Чистая прибыль тыс руб - 2364

В гом чиезе на 1 г^. посевов тыс руб 2 364

*Г1рн трехкратной оораоотке картофетя дозой ^г га

выводы

1. Предложен новый эмульсионный способ извлечения низкомолекулярных компонентов из растительного сырья. Подобраны оптимальные условия выделения кислых компонентов из древесной зелени пихты и ели, позволяющие выделять экстрактивные вещества на 20-40 % больше по сравнению с известными методами.

2. Исследован состав кислых компонентов древесной зелени пихты и доказано, что в процессе эмульсионной экстракции выделяются тритерпеновые кислоты. Основными тритерпеновыми кислотами являются фирмановая кислота и 23-оксо-мариесиовая кислота А.

3. Показано, что при концентрировании раствора натриевых солей тритерпеновых кислот при температуре 55°С под вакуумом, происходит образование нейтрального продукта фрагментации фирмановой кислоты (25, 26, 27-тринор-9р-ланост-7-ен-3,23-диона).

4. Запатентован способ выделения тритерпеновых кислот из древесной зелени пихты. На основе выделенных компонентов предложен новый высокоэффективнный биопрепарат «Вэр'ва» (аналог препарата «Силк»).

5. Испытания биопрепарата «Вэр'ва» на различных сельскохозяйственных культурах показали, что при опрыскивании растений в период вегетации и замачивании семян перед посадкой урожайность повышается на 20-25 %, снижается заболеваемость растений, уменьшаются потери урожая при хранении.

6. При включении биопрепарата «Вэр'ва» в список разрешенных к применению на территории России пестицидов, рекомендуется использовать его. в качестве регулятора роста на посевах картофеля, моркови, капусты, многолетних трав и других растений. Экономический эффект от применения биопрепарата на посевах картофеля составляет 2,37 тыс. руб. прибыли с одного гектара.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1 Хуршкаинен ТВ Kvhhh AB, Карманова ЛП Королева А А Кучин В А Экстракция водным раствором основания как основа новой технологии получения фунгицидов и стимуляторов роста растении ' ' Химия и компьютерное моделирование. Буперовские сообщения 2002 №7 - С 61 64

2 Хуршкаинен Т В , Кучин А В , Карманова Л П Королева А А , Сычев Р Л Выделение липидов из хвойной зелени «Лесохимия и органическим синтез» Труды Коми НЦ УрО РАН 1946 - X» 144 - С 53 60

3 Хуршкаинен Т В , Кучин А В Карманова Л П , Королева А А , Сычев Р Л Эмульсионным способ выделения -шпидов Патент РФ N»2117487, 1998

4 Хуршкаинен Т В , Кучин А В , Карманова Л П Королева А А Сычев Р Л Способ выделения липидов с использованием ультразвука Патент РФ N° 2119347, 1998

5 Хуршкаинен Т В , Кучин А В Карманова Л П Способ выделения биологически активной суммы кис ют из древесной зелени пихты Патент РФ X» 2161149, 2000

6 Хуршкаинен Т В , Кучин А В , Карманова Л П Кис юты из древесной зелени ели // 2 е Всероссийское совещание «Лесохимия и органическим синтез» Тез докладов -Сыктывкар 1996 - С 37

7 Хуршкаинен Т В , Кучин А В , Карманова Л П Выделение кислот из дрвеснои зелени хвойных пород (Picea Pmus Abies) и березы (Betula) я е Всероссийское совещание «Лесохимия и органическим синтез» Тез докладов - Сыктывкар 1998 - С 51

8 Хуршкаинен Т В , Кучин А В Карманова ЛИ, Королева А А , Чудаков В В Природные терпеноиды и пигменты 1 ая Всероссийская конференция « Химия и технотсгия растительных веществ» Тез докладов - Сыктывкар 2000 — С 80

9 Хуршкаинен Г В Кучин А В Карманова Л П Королева А А , Чудаков В В Новым высоко *ффективныи натуральный биопрепарат - стимулятор роста и защиты растении / Научно техническая конференция «Наука - производству Внедрение новеиших разработок научных и проектных организации в промышленность» Тез докладов - Москва 2001 -С 70

10 Хуршкаинен Г В Кучин AB Карманова ЛП Королева А А Кучин В А Экстракция водным раствором основания как основа новой технологии получения фунгицидов и стимуляторов роста ра^-тении / 2 ая Всероссийская конференция «Химия и технология растительных веществ» Тез докладов - Казань 2002 - С 10

11 Хуршкаинен Г В Кучин А В Карманова Т П , Королева А А Кучин В А Новая технология переработки растительного сырья 2 ая Всероссийская конференция « Химия и технология растительных веществ» Гез докладов - Казань 2002 - С 8

12 Хуршкаинен Т В Королева А А Кучин В А Карманова Л П Кучин А В Химия и технология получения биорегуляторов XVII Менделеевским съезд по общей и прикладном химии Казань 200"* Тез докладов - С 243

П Хуршкаинен ТВ Скрипова Н Н Кучин А В Эффективная технология получения продуктов перераоо^ки древесной зелени хвойных // 3 я Всероссийская конференция « Химия и технология растительных веществ» Гез докладов -Саратов 2004 - С 28ч

Заказ № 53_Объем 1,25 ал._Тираж 100 экз.

Участок оперативной полиграфии Коми научного центра УрО РАН 167982, г. Сыктывкар, ул. Первомайская, 48 •