microbik.ru
1
Химический состав разных частей древесной зелени

ели аянской
Чернышева О.А., Рощин В.И.(СПбГЛТА, г. Санкт- Петербург, РФ)
Height distribution of the pine-needles, bark, wood and shoots in the Ajan spruce (Picea ajanensis (Lindl. et Gord.) Fisch. ex Carr.) in described. Chemical composition of different anatomic elements of spruce was studied.
Решение проблемы комплексной глубокой переработки биомассы дерева важно для экономики нашей страны и особенно для регионов Дальнего Востока. Широко используется стволовая часть древесины как хвойных, так и лиственных пород. Отходы лесозаготовки, составляющие 40 – 60 % биомассы дерева, наиболее богатые ценнейшими разнообразными биологически активными веществами, которые концентрируются в зеленой части древесных растений, используются недостаточно. В основном они сжигаются или остаются на лесосеке. Отходы лесозаготовки, оставленные на лесосеке, приводят к значительному снижению эффективности использования лесных ресурсов. На европейской части России имеется опыт переработки древесной зелени с получением продуктов, которые востребованы для, парфюмерно-косметической, фармацевтической промышленности и сельского хозяйства.

Богатейший лесными ресурсами Дальний Восток работает на вывоз кругляка, а огромные ресурсы сырья в виде отходов лесозаготовки, в том числе древесная зелень остается практически неиспользованной. Низкая степень использования отходов лесозаготовки связана, вероятно, с недостаточной изученностью их химического состава. В частности, в Еврейской АО среди хвойных пород преобладают ель аянская, ель сибирская, пихта белокорая и лиственница даурская [1]. Данных о химическом составе древесной зелени этих пород явно недостаточно для строительства производства переработки древесной зелени.

Ель аянская – Picea ajanensis (Lindl. et Gord.) Fisch. ex Carr. (синонимы Picea jezoensis (Sieb. et Zucc.) Carr.; Picea microsperma (Lindl.) Carr.) – дерево первой величины, со стройным полнодревесным стволом цилиндрической формы. Предельная высота этого вида в материковой части Дальнего Востока – не более 40 м, но имеются данные о максимальной высоте – 50 м. Крона ели аянской конусовидная, островершинная. Ствол прямой, покрыт темно-серой, гладкой корой, при достижении возраста спелости отслаивающейся кругловатыми пластинками. По макроскопическим особенностям коры ель аянская хорошо отличается от других видов ели, растущих в пределах ее ареала.

Молодые побеги голые, желтоватого цвета. У молодых елей ветви направлены под острым углом. У старых деревьев это характерно только для верхней части короны, тогда как в средней и, особенно, нижней частях ветви расположены горизонтально или изогнуты вниз.

Почки смолистые, длиной 4 – 6 мм и шириной 3 – 5 мм, тупые, конические или яйцевидно-конические, бурого цвета. Ель аянская хорошо отличается от других видов этого рода, растущих на Дальнем Востоке, хвоей и шишками. Хвоя немного изогнутая плоская, со слабо выраженным килем, на плодущих ветках четырехгранная и изогнута вверх. Длина ее 8 – 26, а ширина 1,5 – 2 мм. Она слегка заостренная и покрыта восковым налетом, придающим ей голубоватый цвет.

Шишки овально-цилиндрические, тупоконечные, рыхлые в зрелом состоянии светло-коричневые. Длина их варьирует от 3,5 до 8 см. Семена длиной до 3,5 мм, с крылышком, которое в 2 – 3 раза длиннее семени, коричневые, легкие.

Ель аянская – долгорастущая древесная порода, отдельные экземпляры которой доживают до 500 лет [1]. В России растет на Дальнем Востоке (Приамурье, Приморье, западное побережье Охотского моря, Шантарские острова, Сахалин, южные Курильские острова, Камчатка, в южной части Якутии) по горным склонам в смеси с другими породами на высоте 400-1200 м над уровнем моря. Чаще всего образует смешанные насаждения.

Целью работы является изучение компонентного состава экстрактивных веществ древесной зелени ели аянской.

Исследовали ДЗ ели аянской, собранную в районе г. Биробиджана в ноябре 2009 г. Древесную зелень разделяли на следующие части: хвоя, побеги (обесхвоенные ветки), кора, древесина веточек и почки (Табл. 1). Среднюю пробу древесной зелени (ДЗ) отбирали по высоте ствола.
Таблица 1 – Распределение составных частей древесной зелени по высоте ствола, % от массы исходного сырья


Место отбора пробы

хвоя

корка

древесина

веточек

почки

верх

75

15

9

1

середина

70

16

11

4

низ

64

14

20

2

средняя

69

15

14

2


Из результатов анализа следует, что древесная зелень состоит на 64 – 75 % из хвои и содержит около 15 % коры и древесины по высоте ствола соответственно. Доля хвои увеличивается по высоте ствола, а содержание древесной части уменьшается. Почки составляют незначительную часть 1– 4 % от исходной древесной зелени.

Из каждой части ДЗ (кроме почек) выделяли экстрактивные вещества с использованием изопропанола, петролейного и диэтилового эфиров в аппарате Сокслета. В каждой части определяли лигнин Классона, а целлюлозу – азотно-спиртовым методом [2]. Определения проводили из обессмоленных (проэкстрагированных изопропанолом) образцов. Общее содержание минеральных веществ устанавливали методом сжигания образцов. Полученные результаты исследований представлены в табл. 2.
Таблица 2 – Характеристика древесной зелени ели аянской, % от массы сухого сырья


Элементы ДЗ
Показатели

Хвоя

Ветви

Побеги обесхвоенные

Кора

Древесина

Влажность

53,9

38,6

28,4

39,4

Экстрактивные вещества, выделенные

- петролейным

эфиром;

- диэтиловым

эфиром;

- изопропанолом

4,5
6,7

37,6

6,5
8,1

16,5

6,4
9,8

18,1

2,5
3,0

8,9

Целлюлоза

20,3

28,8

28,3

41,0

Лигнин

24,1

32,4

39,4

31,3

Минеральные вещества

4,5

3,1

3,6

1,7


Экстрактивные вещества, извлекаемые низкополярными растворителями, в частности, петролейным эфиром составляют максимальное количество в побегах – 6,5 %, что говорит о целесообразности использования древесной зелени в целом.

Диэтиловый эфир, занимающий промежуточное место по извлекающей способности экстрактивных веществ между неполярными экстрагентами (углеводороды) и полярными (спирты), больше всего экстрактивных веществ экстрагировал из коры – 9,8 %. Изопропанол, как представитель полярного растворителя, экстрагирует большую долю веществ из всех частей древесной зелени и максимально из хвои – 37,6 %. Связано это, вероятно, с высоким содержанием в экстрактивных веществах полярных и водорастворимых соединений. Доля целлюлозы достигает максимального значения в древесине веток – 41,0 %. В коре, напротив, основной структурный компонент – лигнин – 39,4 %. Минеральных веществ больше всего содержится в хвое – 4,5 %.

Таким образом, исходя из результатов анализа разных частей древесной зелени ели аянской, следует, что по основным показателям они близки к аналогичным показателям для ДЗ ели европейской [3]. Древесная зелень ели европейской является основным сырьем для экстрактивной переработки с получением продуктов для сельского хозяйства, медицины, и косметической промышленности. Дальнейшие исследования частей ДЗ позволит определить возможность использования для глубокой переработки отходов лесозаготовки ели аянской.
Литература:

  1. Манько Ю.И. Ель аянская. – Л.: Наука, 1987. – 280 с.

  2. Оболенская А.В., Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы: Учебное пособие для вузов.: - М: Экология, 1991. – 320 с.

  3. Рощин В.И., Баранова Р.А., Белозерских О.А., Соловьев В.А. Состав экстрактивных веществ хвои и побегов ели европейской. // Химия древесины , 1983. – № 4 – С. 56 – 61.