Состав неорганических компонентов стеблей топинамбура

Приведены результаты исследования неорганических компонентов в экстрактах стеблей топинамбура, полученных при различных значениях рН, и образцах золы. Установлено, что природа экстрагента оказывает значительное влияние на выход экстрактивных веществ из измельченных стеблей: наибольший выход (45%) достигается действием раствора гидроксида натрия, минимальный (31%) - дистиллированной воды. Как показали данные атомно-абсорбционного анализа, основными ионами в экстрактах, полученных в разных средах, являются ионы калия, кальция, натрия, магния и железа. Массовая доля золы после обработки стеблей растворами при разных значениях рН изменяется от 0,4 до 2,3%. Наименьшим выходом золы характеризуется образец стеблей после экстракции кислотой. По данным энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектроскопии во всех образцах золы содержатся преимущественно соединения К, Са, Si и Р. Наиболее высокое содержание кремния в золе стеблей наблюдается после кислотного гидролиза, что позволяет использовать ее в качестве кремнийсодержащего материала. Также были исследованы зольные компоненты сердцевины и внешней части стебля в сравнении с исходным образцом. По характеру термического разложения исходный образец и внешняя оболочка сходны между собой и отличаются от сердцевины. Зольность исходного образца составляет 4,3%, при этом зольность сердцевины стебля выше, чем внешней оболочки ~ в 2 раза (7 и 3,8% соответственно). Результаты ИК-спектроскопии показали, что характер расщепления полос в ИК-спектрах образцов золы зависит от части стебля и предварительной обработки сырья при разных значениях рН. В золе исходного образца, сердцевины, внешней оболочки, а также в золе остатков после водного и щелочного гидролизов стебля присутствуют полосы поглощения карбонатных групп. В ИК-спектрах золы стебля после кислотной обработки наблюдаются полосы поглощения, характерные для аморфного диоксида кремния. По данным рентгено-фазового анализа изученные образцы золы находятся в аморфно-кристаллическом и кристаллическом состоянии, проведена идентификация фаз.

1. Перковец М.В. Инулин и олигофруктоза -больше, чем просто пищевые волокна и пребиотики // Молочная промышленность. 2007. N 9. С. 55-56.

2. Рязанова Т.В., Чупрова Н.А., Дорофеева Л.А., Богданов А.В., Шалина Ж.В. Химический состав вегетативной части топинамбура и ее использование // Лесной журнал. 1997. N 4. С. 71-75.

3. Аникиенко Т.И. Химический и микроэлементный состав клубней и зеленой массы топинамбура // Вестник КрасГАУ. 2008. N 2. С. 76-80.

4. Старовойтов В.И., Старовойтова О.А., Манохина А.А., Звягинцев П.С. Результаты и проблемы промышленного освоения производства и переработки топинамбура // Вестник Хакасского государственного университета им. Н.Ф. Катанова. 2016. N 17. С. 48-52.

5. Papi N., Kafilzadeh F., Fazaeli H. Use of Jerusalem artichoke aerial parts as forage in fat-tailed sheep diet // Small Ruminant Research. 2019. Vol. 174. Issue 53. P. 1-6. https://doi.org/10.1016/j.smallrumres.2019.03.001

6. Никифорова Т.Е., Козлов В.А., Багровская Н.А., Родионова М.В. Сорбционная очистка вин // Химия растительного сырья. 2007. N 1. С. 69-73.

7. Soldatkina L.M., Zavrichko M.A. Application of agriculture waste as biosorbents for dye removal from aqueous solutions // Chemistry, Physics and Technology of Surface. 2013. Vol. 4. Issue 1. P. 99104. https://doi.org/10.15407/hftp04.01.099

8. Никифорова Т.Е., Козлов В.А., Натареев С.В., Соловьева Е.А., Ефимов Н.А. Сорбция ионов меди(П) из водных растворов целлюлозосодержащим сорбентом // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2012. Т. 55. N 7. С. 22-27.

9. Исмоилова М.А., Камилов Х.Ч. Исследование сорбционных свойств стеблей топинамбура // Вестник Технологического университета Таджикистана. 2017. N 3 (30). С. 21-23.

10. Солдаткина Л.М. Получение и свойства биосорбентов на основе стеблей топинамбура // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: материалы V Всероссийской конференции с международным участием (Барнаул, 24-26 апреля 2012 г.). Барнаул: Изд-во Алтайского государственного ун-та, 2012. С. 457-458.

11. Чупарина Е.В., Гуничева Т.Н., Белоголова Г.А., Матяшенко Г.В. Применение рентгенофлуоресцентного анализа для изучения распределений химических элементов в разных частях растений (на примере топинамбура) // Аналитика и контроль. 2005. Т. 9. N 4. С. 405-409.

12. Емелина Т.Н., Рязанова Т.В., Чупрова Н.А. Получение углеводсодержащих субстратов из вегетативной части топинамбура // Химия растительного сырья. 2002. N 2. С. 117-119.

13. Дорофеева Л.А., Рязанова Т.В., Чупрова Н.А. Исследование вегетативной части топинамбура. 2. Оптимизация процесса выделения целлюлозы // Химия растительного сырья. 1998. N 2. С. 59-62.

14. Xue C., Zhang X., Wang J., Xiao M., Chen L., Bai F. The advanced strategy for enhancing biobutanol production and high-efcient product recovery with reduced wastewater generation // Biotechnology for Biofuels. 2017. Vol. 10. Article number 148. https://doi.org/10.1186/s13068-017-0836-7

15. Song Y., Wi S.G., Kim H.M., Bae H.-J. Cel-luosic bioethanol production from Jerusalem Artichoke (Helianthus tuberosus L.) using hydrohen porexide-acetic acid (HPAC) pretreatment // Bioresource Technology. 2016. Vol. 214. P. 30-36. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2016.04.065

16. Dziekonska-Kubczak U., Berlowska J., Dziugan P., Patelski P., Pielech-Przybylska K., Balcerek M. Nitric acid pretreatment of jerusalem artichoke stalks for enzymatic saccharification and bioethanol production // Energies. 2018. Vol. 11. Issue 8. P. 2153. https://doi.org/10.3390/en11082153

17. Khatun M.M., Li Y.-H., Liu C.-G., Zhao X.-Q., Bai F.-W., Mahfuza M., et al. Fed-batch saccharification and ethanol fermentation of Jerusalem artichoke stalks by an inulinase producing Saccharo-myces cerevisiae MK01 // RSC Advances. 2015. Vol. 5. P. 107112-107118. https://doi.org/10.1039/C5RA23901J

18. Cabral M.R., Nakanishi E.Y., Marmol G., Palacios J., Godbout S., Lagace R., et al. Potential of Jerusalem Artichoke (Helianthus tuberosus L.) stalks to produce cement-bonded particleboards // Industrial Crops and Products. 2018. Vol. 122. P. 214-222. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2018.05.054

19. Пат. № 2628608, Российская Федерация. Способ производства топливных брикетов или гранул / Я.П. Лобачевский, В.В. Михеев, Е.И. Резник, В.И. Еремченко, В.Ю. Малыхин, З.И. Рухая; патентообладатель ВННИ механизации сельского хозяйства; заявл. 01.07.2016; опубл. 21.08.2017/.

20. Абдуллаев С.Ф., Сафаралиев Н.М., Пар-тоев К. Исследование биологического поглощения тяжелых металлов растением-фиторемен-диантом - топинамбуром // Химическая безопасность. 2019. Т. 3. N 1. С. 110-117. https://doi.org/10.25514/CHS.2019.1.15009

21. Беллами Л.Д. Инфракрасные спектры сложных молекул / пер. с англ. В.М. Акимова; под ред. Ю.А. Пентина. М.: Изд-во иностранной литературы, 1963. 590 с.

22. Плюснина И.И. Инфракрасные спектры минералов. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1976. 175 с.