ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ КОРЫ СОСНЫ С ПОЛУЧЕНИЕМ КОМПЛЕКСА АНТОЦИАНИДИНОВ И ПОРОШКОВОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ:

Анна Ильинична Чудина; Ирина Геннадьевна Судакова; Сергей Александрович Воробьев; Борис Николаевич Кузнецов

doi:10.14258/jcprm.20250418038

Анна Ильинична Чудина Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» Email: bai77@list.ru
Ирина Геннадьевна Судакова Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» Email: sudakova_irina@mail.ru
Сергей Александрович Воробьев Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» Email: yekspatz@yandex.ru
Борис Николаевич Кузнецов Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», Сибирский федеральный университет Email: bnk@icct.ru

https://doi.org/10.14258/jcprm.20250418038

Ключевые слова: кора сосны, фракционирование, пероксидная каталитическая делигнификация, антоцианидины, порошковая целлюлоза

Аннотация

Предложен новый метод фракционирования коры сосны на антоцианидины и порошковую целлюлозу. Антоцианидины были выделены из коры сосны обработкой раствором соляной кислоты в этаноле с выходом 10.1 мас.%. Присутствие цианидина и дельфинидина в составе антоцианидинов подтверждено методом УФ-спектроскопии. Проведена экспериментальная и математическая оптимизация процесса пероксидной каталитической делигнификации проэкстрагированной коры сосны после извлечения антоцианидинов. Процесс делигнификации проводили в среде уксусная кислота – вода в присутствии катализатора MnSO₄ при гидромодуле 20, температуре 100 °C и продолжительности 4 ч. Путем математической оптимизации процесса делигнификации установлены оптимальные условия получения порошковой целлюлозы из коры сосны: концентрация Н₂О₂ – 6.4 мас.% и CH₃COOH – 57.1 мас.%. Экспериментальный выход целлюлозы в оптимальных условиях составил 34.1 мас.%, а содержание в нем лигнина – 1.1 мас.%, целлюлозы – 86.4 мас.%. Индекс кристалличности целлюлозы составил 0.81, средний размер ее частиц – 2.74 мкм. Характеристики порошковой целлюлозы установлены методами элементного, химического анализа, ИКС, РФА, СЭМ, ЭДС и лазерной дифракции.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Анна Ильинична Чудина, Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН»

кандидат химических наук, старший научный сотрудник

Ирина Геннадьевна Судакова, Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН»

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Сергей Александрович Воробьев, Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН»

кандидат химических наук, старший научный сотрудник

Борис Николаевич Кузнецов, Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», Сибирский федеральный университет

доктор химических наук, профессор, руководитель научного направления, профессор кафедры органической и аналитической химии

Литература

Feng S., Cheng S., Yuan Z., Leitch M., Xu C. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2013, vol. 26, pp. 560–578. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.06.024.

Porter L.J., Hrstich L.N., Chan B.G. Phytochemistry, 1985, vol. 25(1), pp. 223–230. https://doi.org/10.1016/S0031-9422(00)94533-3.

Gao N., Cui H., Lang Y., Zhang W., Shu C., Wang Y., Bian Y., Li D., Li B. Food Research International, 2022, vol. 158, 111456. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2022.111456.

Levdanskiy V.A., Butylkina A.I., Kuznetsov B.N. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2006, no. 4, pp. 17–20. (in Russ.).

Khoo H.E., Azlan A., Tang S.T., Lim S.M. Food and Nutrition Research, 2017, vol. 61, 1361779. https://doi.org/10.1080/16546628.2017.1361779.

Posadino A.M., Giordo R., Ramli I., Zayed H., Nasrallah G.K., Wehbe Z., Eid A.H., Gürer E.S., Kennedy J.F., Al-dahish A.A., Calina D., Razis A.F.A., Modu B., Habtemariam S., Sharifi-Rad J., Pintus G., Cho W.C. Biomedicine and Pharmacotherapy, 2023, vol. 163, 114783. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2023.114783.

Hossain S., Jalil A.M., Islam T., Rahman Md M. Heliyon, 2022, vol. 8, no. 11, e11667. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e11667.

Liku E.T., Desissa T.D., Huluka A.W. Carbohydrate Polymer Technologies and Applications, 2024, vol. 8, 100626. https://doi.org/10.1016/j.carpta.2024.100626.

Taflick T., Schwendler L.A., Rosa S.M.L., Bica C.I.D., Nachtigall S.M.B. International Journal of Biological Macro-molecules, 2017, vol. 101, pp. 553–561. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.03.076.

Rietzler B., Ek M. ACS Sustainable Chemistry and Engineering, 2021, vol. 9 (3), pp. 1398–1405. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.0c08429.

Supriyadi D., Bodner S., Keckes J., Gindl-Altmutter W., Veigel S. Carbohydrate Polymer Technologies and Applica-tions, 2024, vol. 7, 100527. https://doi.org/10.1016/j.carpta.2024.100527.

Nair S.S., Yan N. Carbohydrate Polymers, 2015, vol. 134, pp. 258–266. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2015.07.080.

Kuznetsov B.N., Sudakova I.G., Garyntseva N.V., Tarabanko V.E., Chesnokov N.V., Djakovitch L., Pinel C. Topics in Catalysis, 2020, vol. 63, pр. 229–242. https://doi.org/10.1007/s11244-020-01244-9.

Patent 2400357C2 (RU). 2010. (in Russ.).

Patent 2400511C2 (RU). 2010. (in Russ.).

Patent 2332438C1 (RU). 2008. (in Russ.).

Toptunov Ye.A., Sevast'yanova Yu.V. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2021, no. 4, pp. 31–45. https://doi.org/10.14258/jcprm.2021049186. (in Russ.).

Levdanskiy V.A., Polezhayeva N.I., Makiyevskaya A.I., Kuznetsov B.N. Khimiya v interesakh ustoychivogo razvitiya, 2000, vol. 8, no. 6, pp. 823–827. (in Russ.).

Obolenskaya A.V., Yel'nitskaya Z.P., Leonovich A.A. Laboratornyye raboty po khimii drevesiny i tsellyulozy: uchebnoye posobiye dlya vuzov. [Laboratory work on the chemistry of wood and cellulose: a textbook for universities]. Moscow, 1991, 320 p. (in Russ.).

Park S., Baker J.O., Himmel M.E. Parilla P.A., Jonson D.K. Biotechnology for Biofuels, 2010, vol. 3, 10. https://doi.org/10.1186/1754-6834-3-10.

Valentín L., Kluczek-Turpeinen B., Willför S., Hemming J., Hatakka A., Steffen K., Tuomela M. Bioresource Tech-nology, 2010, vol. 101, no. 7, pp. 2203–2209. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.11.052.

Solár R., Melcer I., Kačík F. Cellulose. Chemistry and Technology, 1988, vol. 22, pp. 39–52.

Ku C.S., Mun S.P. Wood Science and Technology, 2007, vol. 41, no. 3, pp. 235–247. https://doi.org/10.1007/s00226-006-0103-8.

Diouf P.N., Tibirna C.M., García-Pérez M.-E., Royer M., Dubé P., Stevanovic T. Journal of Biomaterials and Nano-biotechnology, 2013, vol. 4, no. 3A, pp. 1–8. https://doi.org/10.4236/jbnb.2013.43A001.

Bahreini Z., Abedi M., Ashori A., Parach A. Heliyon, 2024, vol. 10, no. 11, e31795. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e31795.

Sudakova I.G., Garyntseva N.V., Chudina A.I., Kuznetsov B.N. Kataliz v promyshlennosti, 2020, vol. 20, no. 1, pp. 67–75. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2020-1-67-75. (in Russ.).

Pen R.Z. Planirovaniye eksperimenta v Statgraphics. [Experimental design in Statgraphics]. Krasnoyarsk, 2003, 246 p. (in Russ.).

Kuznetsov B.N., Chudina A.I., Kazachenko A.S., Fetisova O.Y., Borovkova V.S., Vorobyev S.A., Karacharov A.A., Gnidan E.V., Mazurova E.V., Skripnikov A.M., Taran O.P. Polymers, 2023, vol. 15, 2671. https://doi.org/10.3390/polym15122671.

Malyar Y.N., Sudakova I.G., Borovkova V.S., Chudina A.I., Mazurova E.V., Vorobyev S.A., Fetisova O.Y., El-sufiev E.V., Ivanov I.P. Polymers, 2023, vol. 1, 904. https://doi.org/10.3390/polym15040904.

Ditzel F.I., Prestes E., Carvalho B.M., Demiate I.M., Pinheiro L.A. Carbohydrate Polymers, 2017, vol. 157, pp. 1577–1585. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.11.036.

Poletto M., Ornaghi H.L., Zattera A.J. Materials, 2014, vol. 7(9), pp. 6105–6119. https://doi.org/10.3390/ma7096105.

Prosvirnikov D.B., Akhmetshin I.R., Gaynullina D.Sh., Prosvirnikova T.D. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta, 2014, vol. 17 (17), pp. 109–112. (in Russ.).