Содержание к диссертации
Введение 4
Глава 1 Теоретическое обоснование возможности ком- 10
плексного использования лекарственных растений с учетом
экологических и экономических факторов
-
Ресурсы лекарственного растительного сырья в Красно- 10 ярскомкрае
-
Характеристика изучаемых лекарственных растений.... 14
-
Влияние экологических факторов на качество заготав- 36 ливаемого растительного сырья
-
Состояние изученности проблемы комплексной перера- 43 ботки растительных ресурсов
Глава 2 Объекты и методы исследования 73
-
Характеристика используемого растительного сырья и 74 методы выделения экстрактивных веществ
-
Характеристика используемых отходов растительного 77 сырья древесного происхождения и методика проведения
их термокаталитических превращений в автоклавных усло
виях и условиях взрывного автогидролиза
2.3 Физико-химические методы анализа продуктов реакций. 79
2.4. Количественная оценка технологических схем по сте- 86
пени мал о- и безотходности
Глава 3 Результаты исследований 88
3.1. Изучение миграции тяжелых металлов в системе «почва
- дикорастущее лекарственное растение - продукт, обога
щенный БАВ»
3.1.1 Миграция макро- и микроэлементов в системе «почва
- лекарственное растение» ос
3.1.2 Миграция микроэлементов в системе «лекарственное
растение - продукт, содержащий БАВ» lft.
3.1.3. Влияние разных факторов на содержание БАВ в ле
карственном растительном сырье 1П_
3.2. Комплексное использование растительных ресурсов для
получения БАВ 1Q,
-
Заготовка растительного сырья ,д-
-
Унифицированная комплексная схема переработки дикорастущего растительного сырья ig8
-
Комплексная схема переработки дикорастущего сырья с получением эфирного масла г,сч
-
Комплексная схема переработки растительного сырья
с получением инулина ?00
3.2.5. Оценка экономической и экологической эффективно
сти технологических схем
Выводы 315
Практические рекомендации 318
Список литературы 319
Приложения 361
Введение к работе
Актуальность проблемы. Несмотря на то, что в настоящее время имеется большое количество высокоэффективных синтетических лекарственных препаратов, лекарственные растения продолжают занимать одно из первых мест в арсенале лечебных средств. Известно, что более 3000 растений обладают лекарственными свойствами, хотя широко применяется в медицине 250 видов. На территории Красноярского края произрастает около 100 видов лекарственных растений, примерно половина из них пригодна для заготовок в промышленном масштабе («Природные ресурсы Красноярского края» [249]).
Образование и накопление в лекарственных растениях биологически активных веществ (БАВ) является динамическим процессом, изменяющимся в онтогенезе растения, а также зависящим от многочисленных факторов окружающей среды, в том числе антропогенных. Так, антропогенное загрязнение ареала оказывает негативное воздействие на качество заготавливаемого сырья, поскольку полютанты часто выступают в роли ингибиторов основного процесса жизнедеятельности растений - фотосинтеза, благодаря которому происходит образование различных органических соединений, в том числе и биологически активных (Бессонова В.П. [38]; Дубовая Е.В. [83]; Назаров А.Г. [185] и др.). К тому же ряд наиболее опасных загрязнителей - тяжелые металлы, обладающие высокой токсичностью, способны включаться в биологический круговорот и аккумулироваться в организме человека.
Однако до настоящего времени отсутствуют комплексные исследования по изучению миграции тяжелых металлов в системе «почва - дикорастущее лекарственное растение - продукт, содержащий БАВ».
Особой значимостью отличается и задача по разработке экологически безопасных и малоотходных технологических схем комплексной переработки лекарственного растительного сырья. Это позволит не только получать продукцию, содержащую БАВ, с низкой себестоимостью, но и обеспечит рациональное использование и сохранение видового биоразнообразия дикоро- сов в регионе. Все выше изложенное и определило актуальность диссертационной работы по избранной теме.
Цель исследований - научно-практическое обоснование комплексного использования растительных ресурсов Красноярского края для получения продуктов, содержащих БАВ.
Основные задачи: изучить особенности миграции тяжелых металлов в системе «почва -дикорастущее лекарственное растение (наиболее распространенные в регионе виды) - продукт, содержащий БАВ» и влияние антропогенного загрязнения почвы на содержание экстрактивных и минеральных веществ в растительном сырье; оптимизировать процесс максимального извлечения отдельных классов биологически активных веществ из исследуемой биомассы; разработать технологические схемы, обеспечивающие рациональное использование и комплексную переработку лекарственного растительного сырья для получения продуктов, содержащих БАВ.
Научная новизна. Впервые на основе комплексных исследований разработаны высокоэффективные безотходные (КБ = 0,93 - 0,96) технологические схемы переработки лекарственного растительного сырья для получения продуктов, содержащих БАВ, что позволяет значительно сократить объемы заготавливаемых дикоросов.
Изучены особенности миграции тяжелых металлов в системе «почва -дикорастущее лекарственное растение - продукт, содержащий БАВ» в условиях Красноярского края. Установлено более значимое влияние на микроэлементный состав, качественные и количественные характеристики экстрактивных веществ лекарственных растений их видовой принадлежности и заготавливаемых частей, чем загрязненность биотопа. Обнаружена зависимость уровня миграции металлов из дикоросов в БАВ-содержащие продукты от вида растений и типа продукта (бальзам, сироп и т.д.). Установлен качест- венный и количественный состав основных компонентов эфирных масел изучаемых дикоросов; разработан метод получения и очистки инулина и сте-виозида.
Практическая значимость. Установлены виды лекарственных растений, толерантные к почвенному загрязнению по отдельным полютантам, что делает возможным их заготовку на территориях с повышенным содержанием соответствующих тяжелых металлов. Разработаны технологические схемы комплексной переработки эфиромасличных и инулинсодержащих лекарственных растений с рентабельностью производства 321,4-333,7%. По разработанным технологическим схемам на перерабатывающем предприятии ООО НПФ «Натуральные продукты Красноярья» получают бальзамы серии «Пих-товит» (ТУ 9153-002-10174439-99) и сироп «Березка» (ТУ 9185-003-05152660-06). Материалы диссертации используются в учебном процессе высших учебных заведений при подготовке специалистов: агроэкологов, технологов общественного питания. Защищаемые положения: особенности миграции тяжелых металлов в системе «почва - дикорастущее лекарственное растение - продукт, содержащий БАВ»; технологические схемы комплексного использования лекарственных растений.
Апробация работы. Основное содержание диссертации отражено в 129 публикациях в журналах и сборниках трудов Международных, Всероссийских и Региональных конференций, симпозиумов и совещаний, в том числе одной монографии. Результаты работы докладывались и обсуждались на Всероссийских совещаниях "Лесохимия и органический синтез" (Сыктывкар, 1996 и 1998г), International Conference of Natural Product and Physiologically Active Substances (Новосибирск, 1998), Международных научно-практических конференциях "Химико-лесной комплекс - проблемы и решения" (Красноярск, 1999, 2000 и 2002 г), Всероссийской конференции "Химия и технология растительных веществ" (Сыктывкар, 2000), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием и выставке «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (Красноярск, 2000), Всероссийской научной конференции с международным участием «Север - человек: проблемы сохранения здоровья» (Красноярск, 2001), Всероссийской научно-практической конференции "Проблемы экологии и развития городов" (Красноярск, 2000), 3-й международной научно-практической конференции "Экономика, экология и общество России в 21-м столетии" (Санкт-Петербург, 2001), V Международном симпозиуме «Биологически активные добавки к пище и проблемы здоровья семьи» (Красноярск 2001), Всероссийской научно-практической конференции «Методы ароматерапии в практическом здравоохранении» (Красноярск, 2002), Всероссийском семинаре "Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья" (Барнаул, 2002,2005), IV Всероссийской конференции с международным участием «Теория и практика коммерческой деятельности» (Красноярск, 2003).
Личный вклад автора. Представленная работа является обобщением научных исследований, проведенных автором лично, а также в качестве со-руководителя и ответственного исполнителя. Автор лично принимал участие в постановке задач исследований, проведении эмпирической работы, анализе, систематизации и интерпретации полученных результатов.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 318 страницах, включает 95 таблиц и 108 рисунков и состоит из введения, трех глав, выводов и списка литературы из 424 библиографических наименований, из которых - 91 зарубежных авторов.
Благодарности. Автор выражает благодарность научным консультантам доктору химических наук, профессору Ефремову Александру Алексеевичу и доктору биологических наук Кириенко Наталье Николаевне, особую признательность всем сотрудникам кафедры эколого-химической экспертизы това- ров ГОУ ВПО «Красноярский государственный торговый институт» за практическую помощь, оказанную на различных этапах исследования.
