STUDY OF PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES OF ARABINOGALACTAN OF DIFFERENT LARCH SPECIES
Abstract
A comparative study of arabinogalactan (AG) samples, isolated by aqueous extraction from wood of different larch species in the same experimental conditions, has been realized to increase the raw materials base for AG manufacture and the product standardization.
Sawdust, obtained from wood of Larix sibirica Ledeb., Larix gmelinii (Rupr.) Rupr., Larixcajanderi Mayr, as well as lumber wastes – wood chips from Larix sibirica Ledeb. and Larix olgensis var. Koreana are used for the investigations. The wood extractions are carried out with hydromodulus of 1 : 10 at 23 and 90 °C during 4 hours. Arabinogalactan is purified with extract precipitation from aqueous solution into ethanol, taken in excess.
It is found that the wood of investigated larch species contains a significant quantity of arabinogalactan (up to 10–17% by weight of absolutely dry wood) and can serve as the source of its manufacture. The extracts, obtained at room temperature, contain less phenolic impurities (flavonoids and tannins), which are extracted by hot water togetherwith AG.
According to HPLC data, AG samples have a molecular mass from 12450 to 22700 Da, as well as they are characterized by rather low polydispersity (1,3–2,0). The samples, examined by quantitative 13C NMR spectroscopy, demonstrate the short range of variations of Gal/Ara in AG macromolecules of studied larch species: 1 link of arabinose relates to 10÷12 units of galactose. It is found that the AG of Gmelinii larch contains in its structure more galactose side chains, consisting of two or more galactose units, and less number of arabinose side chains in compare with the same in AG of Siberian and Cajanderi larches. AG macromolecules of Siberian larch are characterized by heightened content of short side chains, consisting of one end unit of galactose. AG of Cajanderi larch occupies the intermediate position on these factors.
The data obtained indicate that the studied AG samples have quite close structural and molecular-mass characteristics that could facilitate the product standardization at its industrial manufacture.
Downloads
References
Медведева Е.Н., Бабкин В.А., Остроухова Л.А. Арабиногалактан лиственницы - свойства и перспективы использования (обзор) // Химия растительного сырья. 2003. № 1. С.27-37.
Душкин А.В., Метелева Е.С., Толстикова Т.Г., Толстиков Г.А., Поляков Н.Э., Неверова Н.А., Медведева Е.Н., Бабкин В.А. Механохимическое получение и фармакологическая активность водорастворимых межмолекулярных комплексов арабиногалактана и лекарственных веществ // Известия РАН. Серия химическая. 2008. № 6. С. 1274-1282.
Толстикова Т. Г., Хвостов М.В., Брызгалов А.О., Душкин А.В., Толстиков Г.А. Арабиногалактан – растительный полисахарид как новое средство для клатрирования фармаконов // Доклады Академии наук. 2010. Т. 433, № 5. С. 713–714.
Бабкин В.А., Киселев О.И. Способ получения противовирусного водорастворимого полимерного комплекса арбидола // Патент РФ 2475255. 2013. Бюл. № 5.
Clarcke A.E., Anderson R.L., Stone B.A. Form and function of arabinogalactans and arabinogalactan-proteins // Phytochemistry. 1979. V. 18. P.521-540.
Дылис Н.В. Лиственница Восточной Сибири и Дальнего Востока // М.: Изд. АН СССР. 1961. 206 с.
Бенькова В.Е., Швейнгрубер Ф.Х. Анатомия древесины растений России. Атлас для идентификации древесины деревьев, кустарников, полукустарников и деревянистых лиан России // Берн. Штутгарт. Вена: Изд-во "Хаупт". 2004. 456 с.
Бабкин В. А., Малков Ю. А., Медведева Е. Н., Трофимова Н. Н., Иванова Н. В. Экологически безопасная технология производства полисахаридов из отходов лесозаготовок и лесопиления для медицины, пищевой промышленности и сельского хозяйства // Российский химический журнал. 2011. Т. 55, № 1. С. 10–16.
Способ получения высокочистого арабиногалактана / Ю.А. Малков, Е.Н. Медведева, В.А. Бабкин // Патент РФ 2 447 086. 2012. Бюл. № 10.
Способ получения арабиногалактана / Ю.А. Малков, Е.Н. Медведева, В.А. Бабкин // Патент РФ 2 454 429. 2012. Бюл. № 18.
Способ получения арабиногалактана / Д.В. Бабкин, А.А. Угренинов // Патент РФ 2413432. 2011. Бюл. № 7.
Ponder G.R., Richards G.N. Arabinogalactan from Western larch. Part III: Alkaline degradation revisited, with novel conclusions on molecular structure // Carbohydrate Polymers. 1998. V. 34(4). Р.251-261.
Karacsonyi S., Kovacik V., Alfoldi J., Kubackova M. Chemical and 13C studies of arabinogalactan from Larix sibirica L. // Carbohydrate Research. 1984. V. 134. P. 265-274.
Медведева Е.Н., Федорова Т.Е., Ванина А.С., Рохин А.В., Еськова Л.А., Бабкин В.А. Влияние способа выделения и очистки арабиногалактана из древесины лиственницы сибирской на его строение и свойства // Химия растительного сырья, 2006. № 1. С. 25-32.
Оводов Ю.С. Полисахариды цветковых растений: структура и физиологическая активность // Биоорганическая химия. 1998. Т. 24, № 7. С. 483-501.
Арифходжаев А.О. Галактаны и галактансодержащие полисахариды высших растений // Химия природных соединений. 2000. № 3. С. 185-197.
Groman E.V., Enriquez P.M., Chu Jung, Josephson L. et al. Arabinogalactan for hepatic drug delivery // Bioconjugate Chem.- 1994.- No 5.- P. 547-556.
Ponder G.R., Richards G.N. Arabinogalactan from Western larch. Part III. Alkaline degradation revisited, with novel conclusions on molecular structure // Carbohydrate Polymers. 1997. V. 34, no. 4. P. 251-261.
Prescott J.H., Groman E.V., Gyongyi G. New molecular weight forms of arabinogalactan from Larix occidentalis // Carbohydrate Research. 1997. V. 301. P. 89-93.
Prescott J., Enriquez P.M., Chu Jung, Menz E.T., Groman E.V. Larch arabinogalactan for hrpatic drug delivery: isolation and characterization of a 9 kDa arabinogalactan fragment // Carbohydrate Research. 1995. V. 278. P. 113-128.
Медведева Е.Н., Остроухова Л.А., Неверова Н.А., Онучина Н.А., Бабкин В.А. Фенольные примеси в арабиногалактане из древесины лиственницы // Химия растительного сырья. 2011. № 1. С. 45 - 48.
Бабкин В.А., Остроухова Л.А., Трофимова Н.Н. Биомасса лиственницы: от химического состава до инновационных продуктов / Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2011. 236 с.
Антонова Г.Ф., Тюкавкина Н.А. Получение высокочистого арабиногалактана из древесины лиственницы // Химия древесины. 1976. № 4. С. 60-62.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
The authors, which are published in this journal, agree to the following conditions:
1. Authors retain the copyright to the work and transfer to the journal the right of the first publication along with the work, at the same time licensing it under the terms of the Creative Commons Attribution License, which allows others to distribute this work with the obligatory indication of the authorship of this work and a link to the original publication in this journal .
2. The authors retain the right to enter into separate, additional contractual agreements for the non-exclusive distribution of the version of the work published by this journal (for example, to place it in the university depository or to publish it in a book), with reference to the original publication in this journal.
3. Authors are allowed to post their work on the Internet (for example, in a university repository or on their personal website) before and during the review process of this journal, as this may lead to a productive discussion, as well as more links to this published work.
