Водоразтворими вещества на иглите
Иглите са един от видовете отпадъци от дърводобива. Иглите на иглолистните дървета съдържат комплекс от най-важните биологично активни вещества.
През XVIII век. младите борови и кедрови клони се изнасят в чужбина, където се използват като противоскорбутно и балсамово средство.
Лечебните свойства на иглите са известни през 16-18 век, а през 19 век. настойките и отварите от борови иглички са били сравнително широко използвани от жителите на северните страни като едно от средствата на традиционната медицина. Боровите иглички също са били използвани като заместител на сено и слама.
През 30-те години на ХХ век. в нашата страна започна систематично изследване на иглите, нейния състав и свойства, по-специално медицински и фуражни.
Изследването на дървесни зелени иглолистни видове е проведено едновременно в няколко направления: използване на водоразтворими вещества; използването на мастноразтворими вещества; сложно използване на игли; изследване на химичния състав на иглите; използването на дървесна зеленина от дървета и храсти като фуражен продукт за селскостопански животни и птици.
От водоразтворимите биологично активни вещества на иглите се получава концентрат от витамин С, танини и лечебен екстракт.
Положителните свойства на иглите като суровина за промишлеността включват относително висока стабилност в нея по време на съхранение на витамин С: два месеца през зимата и пет до десет дни през друго време на годината. Тази устойчивост се дължи на ниската активност на аскорбиназата (0,2 ... 0,5 mg аскорбинова киселина се окислява на 1 g свежа тъкан).
За получаване на концентрат на витамин С се приготвя запарка чрез извличане на натрошени игли с гореща или студена вода. Извличането на витамин С от непокътнати игли е почти невъзможно поради тяхната плътна, восъчна обвивка. Триене или смачкване на игли, придружено от унищожаванеклетките, засилва действието на окислителните елементи и води до значителни загуби на витамин С. Най-добрият начин за смилане е нарязването на иглите на парчета с дължина 3-4 мм, което осигурява достатъчно извличане на вода. Колкото по-фино са натрошени иглите, толкова повече витамини влизат в запарката. Ако иглолистните игли са смачкани до 2...4 mm, тогава и двата метода на екстракция, при равни други условия, не дават значителна разлика в добива на витамин С. Въпреки това, при недостатъчно смилане, горещата екстракция осигурява по-голям добив на концентрат.
Смилането на игли е трудоемка операция, затова е разработен метод за приготвяне на инфузия от цели игли. За да направите това, иглите се поставят във вряща вода, восъчната обвивка се топи, защитните свойства на клетъчните мембрани се нарушават и аскорбиновата киселина дифундира добре във водата. В същото време се постига дезактивиране на аскорбиназата и витамин С преминава от несмлени игли в инфузията.
За да се улесни подготовката на иглите за екстракция, беше предложено да се навиват. Многократното валцуване обаче допринася за значителни загуби на витамина, тъй като смачканите игли имат голяма окислителна повърхност. Следователно той трябва незабавно да се потопи във вода или разредена киселина.
За да се инактивират окислителните процеси, иглите се навлажняват с различни киселини преди смилане. Намокрянето с киселини предотвратява окисляването на витамин С, но е необходима висока степен на киселинност (5% H2SO4), за да се получат задоволителни резултати, което е нежелателно от съображения за безопасност при производството. Вместо обработка с киселина, беше предложено иглите да се изпарят предварително за 10 минути. Това увеличава запазването на витамин С по време на разточването. Вода и 0,05% HCl се използват като екстрагент за смилане на витамин С.
Заедно сВитамините в иглите съдържат вещества, които придават на екстрактите горчив вкус и остра миризма, което не позволява използването на иглолистни концентрати за широко обогатяване на хранителни продукти. Горчивото начало на иглите е 1,4-хидроксиацетофенон глюкозид или пицеин.
В 1 kg игли са открити 0,5 g (през пролетта) и до 3 g (през зимата) пицеин, т.е. в количества, равни на съдържанието на витамин С. П. А. Якимов смята, че горчивината, присъща на иглолистните инфузии, зависи от наличието на танини, смолен естер и глюкозид в тях. Киселинната хидролиза на неговото вещество може да се извърши почти без загуба на редукционната способност на концентрата.
Предложени са два фундаментално различни метода за премахване на горчивината от водните концентрати:
1) извличане на горчивина с различни органични разтворители;
2) адсорбция на примеси върху различни сорбенти.
Първият метод използва бутанол. В същото време концентратът, лишен от горчивина, има много неприятен послевкус, който не е характерен дори за сурова иглолистна смола. Това се обяснява с факта, че хлорофилът в присъствието на алкохоли обменя остатъка от фитол с остатъка от разтворител алкохол, като в този случай се образува бутилхлорофилид. Обработката на получения концентрат с алкали унищожава неприятния вкус.
Отстраняването на примесите на принципа на непрекъсната студена екстракция с бензен, петрол и серен етер не дава положителни резултати.
При втория метод активният въглен се използва за пречистване на екстракти, ако не адсорбира витамин С и не предизвиква окисляването му. Елиминирането на окислителния ефект на въглищата по отношение на витамин С се постига чрез предварителната им обработка с редуциращи агенти - хидросулфит, натриев сулфид, алкални разтвори на захари, както и наличието на макромолекулни или циклични вещества в естествените екстракти.
В индустриални условия най-достъпният и оптимален начин за пречистване на екстрактите е пречистването с въглен.
Провеждането на частична хидролиза на игли с 3% сярна киселина в продължение на 3 часа при 100 R C и модул 1: 4 позволи да се получат витаминни препарати, съдържащи 35 ... 44% Pv, 8 ... 9,5% азотни вещества, 13 ... 15% пепел, 0,63 ... 0,83% витамин С.
Получените екстракти с концентрация на сухо вещество в разтвора 1,5...4% изискват допълнително изпаряване. Изпаряването на разтворите на открито в продължение на няколко дни води до рязко намаляване на активността на концентрата, а в рамките на 6-8 часа - до загуби на витамини (25-30%). Изпаряването трябва да се извърши в емайлиран или алуминиев съд без разбъркване; медните съдове увеличават загубите с до 50%.
Антискорбутните концентрати запазват своята активност само при ниски температури на съхранение и без достъп на въздух. Например, добре е да се съхраняват в желатинови капсули и под CO2. Концентратът, към който е добавен 25% алкохол, по време на съхранение в ампули при 10–22 °C в продължение на 19 месеца намалява активността си с приблизително 60–70%. Активността на иглолистния концентрат, съхраняван под CO2 при 10...12 °C в продължение на 236 дни, не намалява.
Иглолистният концентрат на витамин С се използва у нас за лечение на скорбут при хората. Дневен прием на 12 г смърчови връхчета. Концентратът след 20-40 дни употреба не е имал странични ефекти върху човешкото тяло.
Откриването на нови източници, по-богати на витамин С от иглите, постепенно доведе до значително ограничаване на работата в тази посока. Но натрупаните експериментални данни и теоретични разработки по този въпрос не са загубили своето практическо значение в момента.
Последни постижения в употребатаБиологично активните вещества на иглите показват невъзможността за едностранно разглеждане на иглите само като източник на витамин С. Иглите съдържат целия комплекс от водоразтворими витамини, значително количество микроелементи и фитонциди, които изискват меки технологични режими за запазване на тяхната биологична активност. Изолирането на тези вещества, които имат значителна стойност, може да се извърши преди иглите да бъдат третирани с органични разтворители.
Функциите, изпълнявани от короната в живота на едно дърво, предполагат наличието на хормонални и защитни вещества в зелената част. Ето защо, отбелязвайки водоразтворимите вещества на иглите, не може да не споменем фитонцидния ефект на водните екстракти от иглите. Фитонцидите от водни инфузии на борови и смърчови иглички, приготвени чрез инфузия, причиняват смъртта на Trichomonas в рамките на 5 ... 7 минути. Подобен ефект има и сокът от борови иглички, изцеден с преса. При излагане на сокове, движението напред на Trichomonas спира и окончателната му смърт настъпва след 20 ... 25 минути. Отбелязаният феномен позволи да се препоръчат иглолистни инфузии и сокове за лечение на някои гинекологични заболявания.
Иглолистните зелени съдържат значително количество танини и следователно могат да се използват като суровина за производството на танини. Чистотата на дъбилните екстракти е много ниска, поради високото съдържание на недъбилни примеси.
Методът за получаване на танини от игли не е намерил широко разпространение, което се обяснява с високата цена и ниското качество на получените екстракти.
Лечебният иглолистен екстракт се получава от техническа зеленина на бор и смърч чрез водна екстракция след дестилация на етерично масло с жива пара. Водните екстракти се изпаряват и се получава твърд солно-иглолистен екстрактдопълнително преварени и смесени със суха и смляна готварска сол.
През 1931 г. в град Тихвин, Ленинградска област, е построен първият завод за обезвреждане на горски отпадъци - борова техническа зеленина. Тук се произвеждат етерично масло, екстракт от баня и влакнест материал. За пълно извличане на водоразтворимите вещества техническите зелени се екстрахират два пъти с вряла вода. Добив на екстракт - 50%, влажност - 9% от оригиналните игли.
Понастоящем водоразтворимите вещества от технически зелени иглолистни видове се използват за получаване само на иглолистен лечебен екстракт чрез водна екстракция и частична екстракция в непрекъснати и периодични инсталации. Естественият терапевтичен екстракт се използва при заболявания на централната и периферната нервна система и ревматични заболявания.
Съставът на иглолистния лечебен екстракт все още е малко проучен, но може да се предположи, че неговият биологично активен принцип е добавеното етерично масло. Почти всички първоначални физиологично активни вещества, съдържащи се в иглите, се унищожават при продължително излагане на високи температури по време на дестилацията на етеричното масло. Следователно, според нас, използването на прясно набрани игли за получаване на иглолистен лечебен екстракт от него не е напълно рационално. Преди да получите иглолистен лечебен екстракт, е необходимо да разпределите, ако е възможно, максималното количество витамини, протеини, фитонциди, микроелементи и други биологично активни вещества.