НАСТОЯЩЕЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ В ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ

 

Рощин В.И. (СПбГЛТА, г.Санкт-Петербург, РФ)

 

Chemical composition data of Picia abies (L.) Karst, Pinus silvestris, Abies sibirica needles extracts is presented. Various technologies are suggested in order to obtain biological active products.

 

Исследования химического состава и биологической активности экстрактивных веществ из древесной зелени хвойных и, отчасти, лиственных пород деревьев позволили создать научную базу для разработки технологий нового поколения. В основу разрабатываемых технологических схем положены видовая специфичность химического состава экстрактивных веществ, физико- химические особенности соединений и их выявленная биологическая активность.

Среди хвойных пород древесины основными для лесозаготовительной промышленности являются виды ели и лиственницы, сосна обыкновенная,  пихта сибирская. Несмотря на высокие объемы заготовки древесины лиственницы, так называемая, древесная зелень-отход лесозаготовки, малопривлекательна из-за отсутствия листовой части в наиболее интенсивное время ее рубки. Как показали исследования, именно листовая часть древесной зелени наиболее богата специфическими компонентами экстрактивных веществ с наиболее выраженными биологически активными свойствами. Специфичность листьев (хвои) заключается в особенностях биосинтеза вторичных метаболитов, в частности, терпеноидов не только в отдельных видах, но и в одном виде, в зависимости от ареала произрастания, и, даже, от других органов и частей растения.

Вероятно, лист хвойных растений - как орган, наиболее восприимчив к особенностям места произрастания и генетически изменяется в части биосинтеза терпеноидов. Изменчивость в составе соединений внутри вида не только позволяет по выявленным маркерам определить химорасы, но и требует изучения сырьевой базы с целью выявления наиболее рациональных путей переработки, создания определенных для данного региона технологических схем. Последнее особенно касается глубоких переработок древесной зелени с получением препаратов на основе концентратов или индивидуальных соединений.

Древесная зелень сосны обыкновенной относится к тому виду, состав которой значительно варьирует в зависимости от региона произрастания. В северных районах России (Ленинградская область, Карелия, республика Коми, Урал и Сибирь) хвоя содержит 2,0-2,5%  (здесь и далее от с.м. сырья) пинифоловой кислоты и ее монометилового эфира, 1,1-1,5% спирта изоабиенола. В Ростовской области, юге Кемеровской области, на Украине и в Белорусии, и далее на Запад до Моравии и Судет хвоя сосны обыкновенной содержит меньше пинифоловой кислоты и ее эфира (1,3-1,8%), практически отсутствует изоабиенол, но присутствует маноилоксид-19-овая кислота.

Переработку древесной зелени сосны обыкновенной предлагается в северных районах России проводить с выделением: концентратов пинифоловой кислоты - Репеллент РХ-87 против грызунов плодовых деревьев, обработка пищеблоков,  жилых помещений, мест нахождения детей, зернохранилищ и т.п., где обработка ядохимикатами необходима, но крайне нежелательна; концентрат изоабиенола - синтез на его основе душистых веществ и стабилизаторов запахов, аналогов компонентов амбры; а также ряд известных продуктов.

В тех регионах, где в хвое сосны указанные соединения отсутствуют или находятся в количествах, не позволяющих конкурентно производить указанные препараты, рекомендуем перерабатывать древесную зелень с получением хлорофилл- и каротинсодержащих препаратов, композиций для бытовой химии и косметических средств, концентратов витаминов и антисептиков для животноводства и ветеринарии.

Древесная зелень пихты сибирской, благодаря своему уникальному составу соединений, отличающемуся от других пород (тритерпеновые полярные кислоты, борнилацетат и другие "летучие" терпеноиды, цис-абиенол, мальтол, антоцианидины), может перерабатываться разными способами. Экстракция жидкой углекислотой (диоксид углерода) позволяет извлечь из древесной зелени ряд ценных компонентов, которые не удается получить традиционными способами переработки. Вариант экстракции диоксидом углерода с последующей переработкой остатка с использованием органических растворителей дает возможность получить препараты от пищевых красителей и сырья для органического синтеза до антиоксидантов, биологически активных веществ - основы биологически активных добавок в пищу, средств защиты растений, стимуляторов роста сельскохозяйственных растений, препаратов лечебного и профилактического назначения. Проверены варианты переработки древесной зелени после отгонки эфирного масла.

Древесная зелень ели европейской отличается от других пород более низким содержанием соединений, растворимых в бензине - традиционном экстрагенте известной технологии. Разрабатывается технология, позволяющая более полно использовать древесную зелень ели. Вещества, экстрагируемые бензином, перерабатываются с получением препаратов "Силбиол", "Ропрен", "Средство защиты растений от вредителей-насекомых и болезней", "Хвойный" и "Хвойный-2", "Хлорофиллин натрия хвойный" и др.

На основе препарата "Силбиол" создано: средство "Биосан" - лечение и профилактика кандидоза, хронического кольпита; "Котбиол" - лечение мочекаменных болезней домашних животных.

"Ропрен" - препарат повышающий иммунный статус организма человека, использование для лечения и профилактики автоиммунных заболеваний (цирроз печени, виды гепатита).

Изучение состава полярных соединений выявило ряд их ценных свойств, что дало возможность начать работы по технологии их выделения с учетом возможности получения и вышеназванных препаратов.

В стадии разработки документации и опытно-промышленной апробации находится технология получения четырех новых препаратов. Они обладают сильным бактерицидным и фунгицидным эффектом, рострегулирующим действием на сельскохозяйственные и другие растения.

Специфические свойства этих препаратов, их низкая токсичность уже находят широкое использование в профилактической и лечебной медицине: препараты "Фито-Ровисин", "Фито-аппликатор" и "Биотон". Несколько препаратов на их основе находятся в стадии разработки.

В настоящее время проводятся комплексные исследования экстрактивных веществ коры - отхода деревоперерабатывающих предприятий, ветвей и листьев, почек - отхода лесозаготавливающей промышленности. Проводимые исследования (группа доцента Ведерникова Д.Н.) выявили неточности в определении строения целого ряда соединений, позволили систематизировать состав экстрактивных веществ, определить специфические свойства концентратов и индивидуальных соединений. Предложены варианты переработки коры с получением бетулина и других продуктов.

На основе препарата  "Бетулин" освоен синтез ряда производных бетулина, в частности, бетулиновой кислоты. Изучены медико-токсикологические свойства, проведены экспертные испытания и получены Разрешающие документы для использования препаратов в профилактической медицине, косметической промышленности. Разработана технология почек березы с получением эфирных масел, концентратов флавоноидов.

Перечисленные натуральные продукты находят уже сейчас практически неограниченный спрос, а учитывая мировые тенденции по использованию природных соединений, развитие технологий, выявление новых свойств препаратов - позволяет надеяться на более широкое использование так называемых  "отходов" деревопереработки и лесозаготовки, что позволит рационально использовать биомассу дерева в лесном комплексе России, получить препараты с уникальными свойствами.

 

Автор благодарен Минпромнауки РФ, Дирекции ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники гражданского назначения» и подпрограммы «Комплексное использование древесного сырья» за поддержку работ и частичное их финансирование.