[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2454429C2 - Method of producing arabinogalactan - Google Patents

Method of producing arabinogalactan Download PDF

Info

Publication number
RU2454429C2
RU2454429C2 RU2010132001/13A RU2010132001A RU2454429C2 RU 2454429 C2 RU2454429 C2 RU 2454429C2 RU 2010132001/13 A RU2010132001/13 A RU 2010132001/13A RU 2010132001 A RU2010132001 A RU 2010132001A RU 2454429 C2 RU2454429 C2 RU 2454429C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
arabinogalactan
extract
ultrafiltration
membrane
molecular weight
Prior art date
Application number
RU2010132001/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010132001A (en
Inventor
Юрий Алексеевич Малков (RU)
Юрий Алексеевич Малков
Елена Николаевна Медведева (RU)
Елена Николаевна Медведева
Василий Анатольевич Бабкин (RU)
Василий Анатольевич Бабкин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского Сибирского отделения Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского Сибирского отделения Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского Сибирского отделения Российской академии наук
Priority to RU2010132001/13A priority Critical patent/RU2454429C2/en
Publication of RU2010132001A publication Critical patent/RU2010132001A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2454429C2 publication Critical patent/RU2454429C2/en

Links

Landscapes

  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to methods of producing arabinogalactan. The method involves aqueous extraction of arabinogalactan from resin-free larchwood while heating. The obtained arabinogalactan extract is purified from high-molecular weight impurities by ultra filtration on hydrophobic membranes with pore size 0.03; 0.05; 0.08 mcm. Further, the extract is concentrated and purified from low-molecular weight impurities on a hydrophilic ultra filtration membrane. The extract then undergoes diafiltration with demineralised water on the same membrane. The end product is extracted via spray drying.
EFFECT: invention enables to obtain arabinogalactan with high degree of purity of up to 96,5-98,0%, cut duration of the purification process and reduce power consumption.
4 ex

Description

Изобретение относится к лесохимической промышленности и касается выделения из древесины лиственницы арабиногалактана (АГ).The invention relates to the chemical industry and for the allocation of larch arabinogalactan (AH) from wood.

Арабиногалактан - водорастворимый полисахарид растительного происхождения, обладающий высокой биологической активностью (иммуностимулирующей, пребиотической, антимутагенной, митогенной, гиполипидемической и др.) и низкой токсичностью (не проявляет острой токсичности в дозе 5 г/кг и хронической токсичности - в дозе 500 мг/кг в сутки). Кроме того, АГ характеризуется высокой мембранотропностью, диспергирующей способностью, хорошей растворимостью в воде, низкой вязкостью концентрированных водных растворов. АГ устойчив в кислой среде и при температурной обработке, хорошо связывает жир и удерживает влагу, не имеет вкуса и запаха.Arabinogalactan is a water-soluble polysaccharide of plant origin, which has high biological activity (immunostimulating, prebiotic, antimutagenic, mitogenic, hypolipidemic, etc.) and low toxicity (does not exhibit acute toxicity at a dose of 5 g / kg and chronic toxicity at a dose of 500 mg / kg in day). In addition, AG is characterized by high membranotropy, dispersing ability, good solubility in water, low viscosity of concentrated aqueous solutions. AG is stable in an acidic environment and during heat treatment, it binds fat well and retains moisture, has no taste and smell.

Сочетание этих ценных свойств обусловливает практическую значимость АГ для применения в медицине, фармацевтической, косметической промышленности, в животноводстве, а также в пищевой промышленности для создания лечебно-профилактических пищевых продуктов и напитков (хлебобулочных, кондитерских, кисломолочных, колбасных изделий, майонеза, десертов, мороженого, напитков и др.) [1-4].The combination of these valuable properties determines the practical importance of hypertension for use in medicine, pharmaceutical, cosmetic industry, livestock, as well as in the food industry for the creation of therapeutic and prophylactic foods and drinks (bakery, confectionery, dairy, sausages, mayonnaise, desserts, ice cream , drinks, etc.) [1-4].

Известны способы извлечения арабиногалактана из измельченной древесины лиственницы водной экстракцией без предварительного удаления из него фенольных соединений [5-9]. Существенным недостатком этих способов является то, что чрезвычайно ценные биологически активные компоненты древесины лиственницы - флавоноиды и смолистые вещества, не используется, поэтому рентабельность переработки древесного сырья значительно снижается. Кроме того, для осуществления указанных способов требуется дорогостоящее оборудование (центрифуги непрерывного действия, ударно-акустические и СВЧ-установки). Выделение АГ по способу [5] дополнительно предусматривает применение дорогостоящего импортного полиамидного сорбента и больших количеств метилэтилкетона - токсичного, легковоспламеняющегося и дорогого органического растворителя. Использование по способу [8] СВЧ-воздействия потребует значительных затрат на охрану труда, т.к. известно, что СВЧ-излучение вредно для организма человека. Кроме того, к существенным недостаткам способов [6-8] следует отнести использование для выделения из водных экстрактов сухого АГ метода высаживания в большие количества токсичных легковоспламеняющихся органических растворителей (ацетона, этанола, диоксана), что повышает пожароопасность производства, ухудшает условия труда и требует значительных материальных затрат на регенерацию растворителей.Known methods for the extraction of arabinogalactan from crushed larch wood by aqueous extraction without first removing phenolic compounds from it [5-9]. A significant drawback of these methods is that the extremely valuable biologically active components of larch wood — flavonoids and resinous substances — are not used, so the profitability of processing wood raw materials is significantly reduced. In addition, the implementation of these methods requires expensive equipment (continuous centrifuges, shock acoustic and microwave installations). Isolation of AG by the method [5] additionally provides for the use of an expensive imported polyamide sorbent and large quantities of methyl ethyl ketone — a toxic, flammable and expensive organic solvent. Using the method of [8] microwave exposure will require significant labor protection costs, because It is known that microwave radiation is harmful to the human body. In addition, the significant drawbacks of the methods [6-8] include the use of the method of planting large amounts of toxic flammable organic solvents (acetone, ethanol, dioxane) to isolate dry AG from aqueous extracts, which increases the fire hazard of production, worsens working conditions, and requires significant material costs for the regeneration of solvents.

Более рациональным является способ выделения арабиногалактана из водного экстракта путем концентрирования экстракта ультрафильтрацией с последующей распылительной сушкой [5], при этом полученный АГ содержит до 10% примесей (мономеры и олигомеры АГ, минеральные вещества, уроновые кислоты), кроме того, к недостаткам этого способа следует отнести:A more rational method is the separation of arabinogalactan from an aqueous extract by concentrating the extract by ultrafiltration followed by spray drying [5], while the obtained AG contains up to 10% of impurities (monomers and oligomers of AG, minerals, uronic acids), in addition to the disadvantages of this method should include:

- для получения АГ используется необессмоленная древесина лиственницы, что приводит к потере чрезвычайно ценного продукта - дигидрокверцетина, и не обеспечивает достаточной чистоты экстракта АГ;- to obtain AG, non-tarred larch wood is used, which leads to the loss of an extremely valuable product - dihydroquercetin, and does not provide sufficient purity of the AG extract;

- многоступенчатость процесса и использование дорогостоящего оборудования (центрифуг непрерывного действия);- multi-stage process and the use of expensive equipment (continuous centrifuges);

- использование порошкообразного полиамидного сорбента, требующего частой регенерации и не имеющего промышленного производства в РФ.- the use of powdered polyamide sorbent, which requires frequent regeneration and does not have industrial production in the Russian Federation.

Из-за отмеченных недостатков указанные способы нетехнологичны и не имеют реальной перспективы промышленного осуществления.Due to the noted drawbacks, these methods are low-tech and do not have a real prospect of industrial implementation.

Ряд патентов посвящен способам выделения АГ из измельченной древесины лиственницы после извлечения из нее фенольных компонентов (флавоноидов, смолистых веществ) [10-12]. Согласно способу [10] арабиногалактан извлекают из измельченной технологической щепы лиственницы водной экстракцией при температуре 80-90°С в режиме непрерывной циркуляции в течение 2 ч после удаления из нее дигидрокверцетина (ДКВ) органическим растворителем и сушки щепы в щадящем режиме. Водный экстракт АГ концентрируют при пониженном давлении, обрабатывают водными растворами коагулянта - сульфата алюминия и флокулянта "Sunfloc", с последующей фильтрацией и осаждением АГ четырехкратным объемом этилового спирта, декантацией надосадочной жидкости, промыванием осадка спиртом и высушиванием.A number of patents are devoted to methods of isolating AH from crushed larch wood after extraction of phenolic components (flavonoids, resinous substances) from it [10-12]. According to the method of [10], arabinogalactan is extracted from the crushed larch wood chips by aqueous extraction at a temperature of 80-90 ° C in a continuous circulation mode for 2 hours after removing dihydroquercetin (DHQ) from it with an organic solvent and drying the chips in a gentle mode. The aqueous extract of AG is concentrated under reduced pressure, treated with aqueous solutions of the coagulant — aluminum sulfate and the Sunfloc flocculant, followed by filtration and precipitation of the AG with four times the volume of ethyl alcohol, decantation of the supernatant, washing the precipitate with alcohol and drying.

Недостатками этого способа являются:The disadvantages of this method are:

- высокие энергозатраты на концентрирование водного экстракта АГ методом выпаривания при пониженном давлении;- high energy consumption for the concentration of the aqueous extract of AG by evaporation under reduced pressure;

- использование для осаждения АГ больших количеств этилового спирта, требующего специальных условий хранения и особого режима работы с ним;- use for the deposition of AG large quantities of ethyl alcohol, requiring special storage conditions and a special mode of operation with it;

- использование совместно с флокулянтом коагулянта, что удорожает процесс и ведет к загрязнению продукта.- use together with a flocculant coagulant, which increases the cost of the process and leads to contamination of the product.

Известен способ получения арабиногалактана в процессе комплексной переработки древесины и хвои лиственницы [13], согласно которому арабиногалактан извлекается совместно с другими экстрактивными веществами экстракцией из древесного сырья смесью органического растворителя с водой в среде инертного газа. Водную фазу очищают от коллоидных примесей баромембранной фильтрацией с помощью керамических фильтров с диаметром отверстий не менее 10 мкм (предпочтительно до 1000 мкм). Этот процесс, согласно классификации [14, 15], не является ультрафильтрацией, т.к. при размере пор более 10 мкм осуществляется обычная классическая фильтрация. Концентрирование водной фазы авторы [13] осуществляют упариванием в выпарном аппарате, а не ультрафильтрацией. Водный концентрат пропускают через мембранный фильтр с капиллярными отверстиями не менее 0,005 мкм. Целевой продукт высаливают этиловым спиртом в присутствии коагулянта.A known method of producing arabinogalactan in the complex processing of wood and larch needles [13], according to which arabinogalactan is extracted together with other extractive substances by extraction from wood raw materials with a mixture of an organic solvent with water in an inert gas. The aqueous phase is purified from colloidal impurities by baromembrane filtration using ceramic filters with a hole diameter of at least 10 μm (preferably up to 1000 μm). This process, according to the classification [14, 15], is not ultrafiltration, because with pore sizes greater than 10 microns, conventional classical filtration is carried out. The authors of [13] carry out the concentration of the aqueous phase by evaporation in an evaporator, rather than ultrafiltration. The aqueous concentrate is passed through a membrane filter with capillary holes of at least 0.005 μm. The target product is salted out with ethyl alcohol in the presence of a coagulant.

Недостатками этого способа являются:The disadvantages of this method are:

- проведение экстракции в среде инертного газа, что существенно удорожает процесс;- carrying out extraction in an inert gas medium, which significantly increases the cost of the process;

- использование дополнительного оборудования - выпарного аппарата, а также высокие энергозатраты на концентрирование водной фазы упариванием;- the use of additional equipment - an evaporator, as well as high energy consumption for the concentration of the aqueous phase by evaporation;

- использование для осаждения арабиногалактана больших количеств этилового спирта (10 л на 1,05 кг концентрата), требующего специальных условий хранения и особого режима работы с ним, а также дополнительных затрат на его регенерацию;- the use for the precipitation of arabinogalactan of large quantities of ethyl alcohol (10 l per 1.05 kg of concentrate), requiring special storage conditions and a special mode of operation with it, as well as additional costs for its regeneration;

- использование неорганического коагулянта на конечной стадии получения арабиногалактана, что может повлечь за собой загрязнение продукта.- the use of inorganic coagulant at the final stage of obtaining arabinogalactan, which may lead to contamination of the product.

Следует отметить, что при использовании фильтра с размером пор 0,005 мкм, который меньше размера макромолекул арабиногалактана, невозможно пропустить через него концентрат, как описано в патенте в примере. С помощью гидрофобных мембран с размером пор 0,005 мкм возможно концентрирование раствора арабиногалактана и очистка его только от низкомолекулярных примесей.It should be noted that when using a filter with a pore size of 0.005 μm, which is smaller than the size of arabinogalactan macromolecules, it is impossible to pass through it a concentrate, as described in the patent in the example. Using hydrophobic membranes with a pore size of 0.005 μm, it is possible to concentrate the solution of arabinogalactan and purify it only of low molecular weight impurities.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения арабиногалактана [11], заключающийся в экстракции древесины лиственницы в виде измельченной технологической щепы после удаления из нее ДКВ и других мономерных экстрактивных веществ органическим растворителем (этилацетатом). Экстракцию АГ осуществляют водой (гидромодуль от 1:1,5 до 1:3,6 к массе абсолютно сухого сырья) при температуре 80-90°С в режиме непрерывной циркуляции в течение 2 ч. Водный экстракт, не охлаждая, обрабатывают при перемешивании водным раствором катионного флокулянта, фильтруют, затем осуществляют концентрирование и дополнительную очистку экстракта методом ультрафильтрации, с использованием промышленных ацетатцеллюлозных или полисульфонамидных мембран, а выделение из концентрата порошкообразного целевого продукта - распылительной сушкой.Closest to the proposed is a method for producing arabinogalactan [11], which consists in the extraction of larch wood in the form of crushed technological wood chips after removing from it DKV and other monomeric extractive substances with an organic solvent (ethyl acetate). The extraction of AG is carried out with water (a hydraulic module from 1: 1.5 to 1: 3.6 to the mass of absolutely dry raw materials) at a temperature of 80-90 ° C in continuous circulation for 2 hours. The aqueous extract, without cooling, is treated with stirring with water a solution of a cationic flocculant, it is filtered, then the concentration and additional purification of the extract by ultrafiltration are carried out using industrial cellulose acetate or polysulfonamide membranes, and the powdery target product is isolated from the concentrate by spray drying.

Прошедший через ультрафильтрационную мембрану фильтрат без дополнительной обработки смешивается со свежей водой и повторно используется для экстракции.The filtrate passing through the ultrafiltration membrane is mixed with fresh water without additional treatment and reused for extraction.

Этот способ позволяет отказаться от дорогостоящих сорбентов и оборудования, снизить энергетические затраты, исключить использование токсичных легковоспламеняющихся растворителей, осуществить замкнутый водооборот, что приводит к снижению расхода воды и значительному сокращению количества сточных вод.This method eliminates the need for expensive sorbents and equipment, reduces energy costs, eliminates the use of toxic flammable solvents, provides closed water circulation, which reduces water consumption and significantly reduces the amount of wastewater.

Мембранные методы разделения и концентрирования, в частности ультрафильтрация, являются одним из перспективных направлений научно-технического прогресса, поскольку открывают пути к созданию ресурсосберегающих и безотходных производств, позволяя решать ряд экологических проблем. Быстрое распространение в последние годы ультрафильтрации среди мембранных процессов связано не только с ее универсальностью, но и с простотой аппаратурного оформления, малой энергоемкостью, возможностью проведения процессов при температуре окружающей среды.Membrane separation and concentration methods, in particular ultrafiltration, are one of the promising areas of scientific and technological progress, as they open the way to the creation of resource-saving and waste-free production, allowing to solve a number of environmental problems. The rapid spread in recent years of ultrafiltration among membrane processes is associated not only with its versatility, but also with the simplicity of its design, low energy consumption, and the possibility of carrying out processes at ambient temperature.

Водный экстракт АГ содержит мелкодисперсные высокомолекулярные примеси (лигнинные вещества, таннины), не удаляющиеся обычным фильтрованием. Поэтому ультрафильтрация неочищенного экстракта протекает с низкой скоростью, мембрана быстро блокируется и требует частой регенерации. Для эффективного использования метода ультрафильтрации требуется предварительная очистка экстракта. В способе-прототипе для удаления высокомолекулярных примесей перед ультрафильтрацией экстракт обрабатывают растворами промышленных синтетических флокулянтов катионного типа. В качестве катионных флокулянтов предлагается использование таких известных флокулянтов, как Praestol, Zetag, Fennopol, Entec и др.AH aqueous extract contains finely divided high molecular weight impurities (lignin substances, tannins) that cannot be removed by conventional filtration. Therefore, ultrafiltration of the crude extract proceeds at a low speed, the membrane is rapidly blocked and requires frequent regeneration. Effective use of the ultrafiltration method requires preliminary purification of the extract. In the prototype method for removing high molecular weight impurities before ultrafiltration, the extract is treated with solutions of industrial synthetic cationic flocculants. As cationic flocculants, the use of such well-known flocculants as Praestol, Zetag, Fennopol, Entec and others is proposed.

Недостатком этого способа является длительность процесса флокуляции, а также значительные затраты на удаление из осветленного экстракта сфлокулированного кека, представляющего собой вязкую массу, и его утилизацию. Кроме того, процесс флокуляции трудно механизировать и автоматизировать.The disadvantage of this method is the duration of the flocculation process, as well as the significant cost of removing from the clarified extract of the flocculated cake, which is a viscous mass, and its disposal. In addition, the flocculation process is difficult to mechanize and automate.

Несмотря на наличие технологичного и экологически безопасного способа, в настоящее время промышленного производства арабиногалактана в России нет. В связи с внедрением технологии получения из древесины лиственницы дигидрокверцетина экстракт АГ стал отходом производства и поступает в сточные воды.Despite the existence of a technologically advanced and environmentally friendly method, there is currently no industrial production of arabinogalactan in Russia. In connection with the introduction of technology for the production of dihydroquercetin from larch wood, AG extract became a waste product and goes into wastewater.

Количественный анализ компонентного состава неочищенного экстракта, полученного заявляемым способом, показал, что, в зависимости от состава сырья, он содержит 3,8-9,5% АГ (содержание сухих веществ 4-10%) и 0,05-0,36% фенольных примесей.A quantitative analysis of the component composition of the crude extract obtained by the claimed method showed that, depending on the composition of the raw material, it contains 3.8-9.5% AG (solids content 4-10%) and 0.05-0.36% phenolic impurities.

Задачей изобретения является усовершенствование процесса получения арабиногалактана при использовании в качестве сырья отходов производства ДКВ за счет интенсификации процесса, снижения материальных затрат и повышения уровня механизации и автоматизации технологической схемы за счет отказа от использования реагентов - флокулянтов, при обеспечении высокой чистоты получаемого продукта путем замены стадии флокуляции на более технологичную стадию ультрафильтрации с использованием гидрофобных, например керамических, мембран, а для концентрирования раствора АГ и освобождения его от низкомолекулярных примесей - использование метода ультрафильтрации с последующей диафильтрацией на гидрофильных мембранах.The objective of the invention is to improve the process of obtaining arabinogalactan when used as a raw material for production of DHQ due to the intensification of the process, reducing material costs and increasing the level of mechanization and automation of the technological scheme by refusing to use reagents - flocculants, while ensuring high purity of the resulting product by replacing the flocculation stage to the more technologically advanced stage of ultrafiltration using hydrophobic, such as ceramic, membranes, and for centering solution and AH release it from low molecular weight impurities - using the method of ultrafiltration followed by diafiltration on hydrophilic membranes.

Поставленная задача решается следующим образом: горячий экстракт, полученный в результате экстракции измельченной технологической щепы древесины лиственницы водой после удаления из нее ДКВ и других мономерных экстрактивных веществ органическим растворителем (этилацетатом), без охлаждения фильтруют от механических примесей и подают на ультрафильтрационную установку с промышленной гидрофобной мембраной, где он освобождается от высокомолекулярных примесей и становится прозрачным. Концентрирование и дополнительную очистку осветленного экстракта от низкомолекулярных фенольных примесей и неорганических солей осуществляют диафильтрацией на ультрафильтрационной установке с использованием гидрофильной мембраны, например ацетатцеллюлозной или полисульфонамидной.The problem is solved as follows: a hot extract obtained by extraction of crushed technological chips of larch wood with water after removal of DQF and other monomeric extractives from it with an organic solvent (ethyl acetate), filtered from mechanical impurities without cooling and fed to an ultrafiltration unit with an industrial hydrophobic membrane where it is freed from high molecular weight impurities and becomes transparent. Concentration and additional purification of the clarified extract from low molecular weight phenolic impurities and inorganic salts is carried out by diafiltration on an ultrafiltration unit using a hydrophilic membrane, for example cellulose acetate or polysulfonamide.

Фильтрат после диафильтрации без дополнительной обработки повторно используется для экстракции ДКВ и АГ.After diafiltration without additional treatment, the filtrate is reused for the extraction of DHQ and AG.

Заявляемый способ сохраняет все достоинства прототипа и характеризуется следующими преимуществами:The inventive method retains all the advantages of the prototype and is characterized by the following advantages:

- исключается использование импортных реагентов - флокулянтов, в связи с чем исключаются затраты на отделение от осветленного экстракта кека и его утилизацию;- the use of imported reagents - flocculants is excluded, in connection with which the costs of separating cake from the clarified extract of cake and its disposal are excluded;

- многократно повышается проницаемость (скорость фильтрации) и срок эксплуатации мембраны при концентрировании и диафильтрации;- many times the permeability (filtration rate) and the life of the membrane during concentration and diafiltration;

- замена флокуляции ультрафильтрацией через гидрофобную мембрану позволяет автоматизировать технологическую схему получения АГ и реализовать ее в непрерывном режиме, что повышает технологичность и экономическую эффективность процесса;- replacing flocculation by ultrafiltration through a hydrophobic membrane allows you to automate the technological scheme for obtaining AG and implement it in a continuous mode, which increases the processability and economic efficiency of the process;

- применение метода диафильтрации позволяет получить арабиногалактан высокой степени чистоты;- the use of diafiltration method allows to obtain arabinogalactan of high purity;

- сокращается продолжительность очистки экстракта;- reduced cleaning time of the extract;

- снижаются энергетические затраты.- reduced energy costs.

Следующие примеры иллюстрируют изобретение.The following examples illustrate the invention.

Пример 1. Экстракцию проводили на опытно-промышленной установке для получения ДКВ. В экстрактор, содержащий 1390 кг лиственничной щепы (содержание сухих веществ 45%) после извлечения из нее ДКВ экстракцией этилацетатом, подавали 850 кг деминерализованной воды, непрерывно циркулирующей при температуре 80-90°С, для одновременной экстракции АГ и удаления из щепы оставшегося этилацетата. Обработку проводили в течение 2 ч. Получили 650 л водного экстракта АГ, представляющего собой мутную жидкость светло-коричневого цвета, с содержанием сухих веществ 6,93%. Содержание АГ в сухом остатке составляет 94,2%, фенольных примесей (в пересчете на ДКВ) - 1,70%, зольность 3,44%. 500 мл полученного экстракта пропускали через керамическую мембрану с размером пор 0,08 мкм. Прошедший через мембрану экстракт, представляющий собой прозрачную жидкость светло-коричневого цвета с содержанием сухих веществ 6,94% и содержанием фенольных примесей в сухом остатке 1,65%, концентрировали на ультрафильтрационной установке с использованием ацетатцеллюлозной мембраны УАМ-500П до содержания сухих веществ 15,9% (объем концентрата 165 мл), затем проводили диафильтрацию на той же ультрафильтрационной установке, для чего непрерывно подавали 175 мл деминерализованной воды при сохранении постоянного объема концентрата. Полученный после диафильтрации концентрат (175 г) содержал 15,25% арабиногалактана. После распылительной сушки при 70°С получено 28 г арабиногалактана влажностью 4% (выход 81,8% от АГ в исходном экстракте). Содержание фенольных примесей в сухом продукте составляет 0,45%, зольность отсутствует.Example 1. The extraction was carried out on a pilot plant for the production of DHQ. After extracting DHQ by extraction with ethyl acetate, 850 kg of demineralized water continuously circulating at a temperature of 80-90 ° C were fed into an extractor containing 1390 kg of larch wood chips (solids content of 45%) for simultaneous extraction of AH and removal of the remaining ethyl acetate from the chips. The treatment was carried out for 2 hours. Received 650 l of an aqueous extract of AG, which is a turbid liquid of light brown color, with a solids content of 6.93%. The AH content in the dry residue is 94.2%, phenolic impurities (in terms of DHQ) is 1.70%, and the ash content is 3.44%. 500 ml of the obtained extract was passed through a ceramic membrane with a pore size of 0.08 μm. The extract passing through the membrane, which is a clear liquid of light brown color with a solids content of 6.94% and a phenolic content of solids of 1.65% solids, was concentrated on an ultrafiltration unit using a UAM-500P cellulose acetate membrane to a solids content of 15, 9% (concentrate volume 165 ml), then diafiltration was carried out on the same ultrafiltration unit, for which 175 ml of demineralized water was continuously fed while maintaining a constant volume of concentrate. The concentrate obtained after diafiltration (175 g) contained 15.25% arabinogalactan. After spray drying at 70 ° C, 28 g of arabinogalactan with a moisture content of 4% were obtained (yield 81.8% of AG in the initial extract). The content of phenolic impurities in the dry product is 0.45%, no ash content.

Пример 2. В условиях примера 1 получили 650 кг экстракта АГ, имеющего температуру 60°С, с содержанием сухих веществ 8,20%. Содержание АГ в сухом остатке экстракта 94,3%, фенольных примесей - 2,00%, зольность 1,93%. 500 мл полученного экстракта пропускали через керамическую мембрану с размером пор 0,05 мкм. Прошедший через мембрану экстракт, представляющий собой прозрачную жидкость светло-коричневого цвета с содержанием сухих веществ 8,25% и содержанием фенольных примесей в сухом остатке 1,92%, концентрировали на ультрафильтрационной установке с использованием ацетатцеллюлозной мембраны УАМ-500П до содержания сухих веществ 19,5% (объем концентрата 170 мл), затем проводили диафильтрацию на той же ультрафильтрационной установке, для чего непрерывно подавали 180 мл деминерализованной воды при сохранении постоянного объема концентрата. Полученный после диафильтрации концентрат (180 г) содержал 19,27% арабиногалактана. После распылительной сушки при 70°С получено 36 г арабиногалактана с влажностью 5% (выход 87,0% от АГ в исходном экстракте). Содержание фенольных примесей в сухом продукте составляет 0,50%, зольность отсутствует.Example 2. In the conditions of example 1 received 650 kg of AG extract having a temperature of 60 ° C, with a solids content of 8.20%. The AH content in the dry residue of the extract is 94.3%, phenolic impurities - 2.00%, ash content 1.93%. 500 ml of the obtained extract was passed through a ceramic membrane with a pore size of 0.05 μm. The extract passing through the membrane, which is a clear liquid of light brown color with a solids content of 8.25% and a phenolic content of solids of 1.92% solids, was concentrated on an ultrafiltration unit using a UAM-500P cellulose acetate membrane to a solids content of 19, 5% (concentrate volume 170 ml), then diafiltration was carried out on the same ultrafiltration unit, for which 180 ml of demineralized water was continuously fed while maintaining a constant volume of concentrate. The concentrate obtained after diafiltration (180 g) contained 19.27% arabinogalactan. After spray drying at 70 ° C, 36 g of arabinogalactan with a moisture content of 5% were obtained (yield 87.0% of AG in the initial extract). The content of phenolic impurities in the dry product is 0.50%, no ash content.

Пример 3. В условиях примеров 1 и 2 получили 650 кг экстракта АГ, имеющего температуру 50°С, с содержанием сухих веществ 5,46%. Содержание АГ в сухом остатке 94,8%, фенольных примесей 1,76%. 500 мл полученного экстракта пропускали через керамическую мембрану с размером пор 0,03 мкм. Прошедший через мембрану экстракт, представляющий собой прозрачную жидкость светло-коричневого цвета с содержанием сухих веществ 5,49% и содержанием фенольных примесей в сухом остатке 1,65%, концентрировали на ультрафильтрационной установке с использованием ацетатцеллюлозной мембраны УАМ-500П до содержания сухих веществ 14,3%, затем подвергали диафильтрации, как описано в примерах 1 и 2, с добавлением воды в количестве 140 мл. Получили 140 г концентрата с содержанием сухих веществ 14,3%. После распылительной сушки получили 19,8 г арабиногалактана с влажностью 4% (выход 73% от АГ в исходном экстракте). Содержание фенольных примесей в готовом продукте 0,42%; зольность отсутствует.Example 3. In the conditions of examples 1 and 2 received 650 kg of AG extract having a temperature of 50 ° C, with a solids content of 5.46%. The AH content in the dry residue is 94.8%, phenolic impurities 1.76%. 500 ml of the obtained extract was passed through a ceramic membrane with a pore size of 0.03 μm. The extract passing through the membrane, which is a clear liquid of light brown color with a solids content of 5.49% and a phenolic content of solids of 1.65% solids, was concentrated on an ultrafiltration unit using a UAM-500P cellulose acetate membrane to a solids content of 14, 3%, then subjected to diafiltration, as described in examples 1 and 2, with the addition of water in an amount of 140 ml. Received 140 g of concentrate with a solids content of 14.3%. After spray drying, 19.8 g of arabinogalactan with a moisture content of 4% were obtained (yield 73% of AG in the initial extract). The content of phenolic impurities in the finished product is 0.42%; no ash.

Пример 4. В условиях примеров 1-3 получили 650 кг экстракта АГ, имеющего температуру 40°С, с содержанием сухих веществ 9,56%. Содержание АГ в сухом остатке 94,0%, фенольных примесей 2,8%. 500 мл полученного экстракта пропускали через керамическую мембрану с размером пор 0,08 мкм. Прошедший через мембрану экстракт, представляющий собой прозрачную жидкость светло-коричневого цвета с содержанием сухих веществ 9,51% и содержанием фенольных примесей в сухом остатке 1,7%, концентрировали на ультрафильтрационной установке с использованием ацетатцеллюлозной мембраны УАМ-500П до содержания сухих веществ 23,0%, затем подвергали диафильтрации, как описано в примерах 1-3, с добавлением воды в количестве 175 мл. Получили 175 г концентрата с содержанием сухих веществ 22,6%. После распылительной сушки получили 41,3 г арабиногалактана с влажностью 4% (выход 86,7% от АГ в исходном экстракте). Содержание фенольных примесей в готовом продукте 0,44%; зольность отсутствует.Example 4. In the conditions of examples 1-3 received 650 kg of AG extract having a temperature of 40 ° C, with a solids content of 9.56%. The AH content in the dry residue is 94.0%, phenolic impurities 2.8%. 500 ml of the obtained extract was passed through a ceramic membrane with a pore size of 0.08 μm. The extract passing through the membrane, which is a clear liquid of light brown color with a solids content of 9.51% and a phenolic content of solids of 1.7%, was concentrated on an ultrafiltration unit using a UAM-500P cellulose acetate membrane to a solids content of 23, 0%, then subjected to diafiltration, as described in examples 1-3, with the addition of water in an amount of 175 ml. Received 175 g of concentrate with a solids content of 22.6%. After spray drying, 41.3 g of arabinogalactan with a moisture content of 4% were obtained (yield 86.7% of AG in the initial extract). The content of phenolic impurities in the finished product is 0.44%; no ash.

Полученный по предлагаемому способу арабиногалактан охарактеризован физико-химическими методами (УФ, ИК, 13С ЯМР спектроскопия) как высокочистый продукт (содержание основного вещества 96,5-98,0%), соответствующий требованиям пищевой и фармацевтической промышленности для использования в качестве биологически активной добавки к пище.Obtained by the proposed method, arabinogalactan is characterized by physicochemical methods (UV, IR, 13 C NMR spectroscopy) as a high-purity product (the content of the main substance is 96.5-98.0%), which meets the requirements of the food and pharmaceutical industries for use as a biologically active additive to food.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Антонова Г.Ф., Тюкавкина Н.А. Водорастворимые вещества лиственницы и возможности их использования // Химия древесины. 1983. №2. С.89-96.1. Antonova G.F., Tyukavkina N.A. Water-soluble substances of larch and the possibility of their use // Chemistry of wood. 1983. No. 2. S.89-96.

2. Веб-страница компании "Larex". 1999; 2000.2. The website of the company "Larex". 1999; 2000.

3. Бабкин В.А., Остроухова Л.А., Малков Ю.А., Иванова С.З., Онучина Н.А., Бабкин Д.В. Биологически активные вещества из древесины лиственницы // Химия в интересах устойчивого развития. 2001. Т.9, №3. С.363-367.3. Babkin V.A., Ostroukhova L.A., Malkov Yu.A., Ivanova S.Z., Onuchina N.A., Babkin D.V. Biologically active substances from larch wood // Chemistry in the interests of sustainable development. 2001. Vol. 9, No. 3. S.363-367.

4. Медведева Е.Н., Бабкин В.А., Остроухова Л.А. Арабиногалактан лиственницы - свойства и перспективы использования // Химия растительного сырья. 2003. №1. С.27-37.4. Medvedeva E.N., Babkin V.A., Ostroukhova L.A. Larch arabinogalactan - properties and prospects of use // Chemistry of plant raw materials. 2003. No1. S.27-37.

5. Кислицын А.Н., Жукова И.П., Пузанова В.Ю., Трофимов А.Н., Оганина Н.В., Рыжова Е.С., Поваров А.А., Савельев С.П. Способ получения арабиногалактана // Патент РФ №2002756. 1993. Бюл. №41-42.5. Kislitsyn A.N., Zhukova I.P., Puzanova V.Yu., Trofimov A.N., Oganina N.V., Ryzhova E.S., Povarov A.A., Savelyev S.P. The method of obtaining arabinogalactan // RF patent No. 2002756. 1993. Bull. No. 41-42.

6. Тюкавкина Н.А., Колесник Ю.А., Наумов В.В., Руленко И.А., Гаврилова Т.Ф., Хвостова А.И. Способ получения арабиногалактана // Патент РФ 2040268. Опубл. 25.07.1995.6. Tyukavkina N.A., Kolesnik Yu.A., Naumov V.V., Rulenko I.A., Gavrilova T.F., Khvostova A.I. The method of obtaining arabinogalactan // RF Patent 2040268. Publ. 07/25/1995.

7. Кузнецова С.А., Кузнецов Б.Н., Михайлов А.Г., Скворцова Г.П. Способ получения арабиногалактана // Патент РФ 2273646. Опубл. 10.04.2006.7. Kuznetsova S.A., Kuznetsov B.N., Mikhailov A.G., Skvortsova G.P. The method of obtaining arabinogalactan // RF patent 2273646. Publ. 04/10/2006.

8. Кузнецова С.А., Кузнецов Б.Н., Скворцова Г.П. Способ получения арабиногалактана // Патент РФ 2280040. Опубл. 20.07.2006.8. Kuznetsova S.A., Kuznetsov B.N., Skvortsova G.P. The method of obtaining arabinogalactan // RF Patent 2280040. Publ. 07/20/2006.

9. Бабкин Д.В., Угренинов А.А. Способ получения арабиногалактана // Заявка РФ 2008120252/13. Опубл. 27.03.2010.9. Babkin D.V., Ugreninov A.A. The method of obtaining arabinogalactan // Application of the Russian Federation 2008120252/13. Publ. 03/27/2010.

10. Бабкин В.А., Остроухова Л.А., Медведева С.А., Бабкин Д.В., Малков Ю.А., Александрова Г.П., Антонова Л.И. Способ получения высокочистого арабиногалактана // Патент РФ 2143437. Опубл. 27.12.1999.10. Babkin V.A., Ostroukhova L.A., Medvedeva S.A., Babkin D.V., Malkov Yu.A., Alexandrova G.P., Antonova L.I. A method of obtaining a high-purity arabinogalactan // Patent of the Russian Federation 2143437. Publ. 12/27/1999.

11. Бабкин В.А., Колзунова Л.Г., Медведева Е.Н., Малков Ю.А., Остроухова Л.А. Способ получения арабиногалактана // Патент РФ 2256668. Опубл. 20.07.2005.11. Babkin V.A., Kolzunova L.G., Medvedeva E.N., Malkov Yu.A., Ostroukhova L.A. The method of obtaining arabinogalactan // RF Patent 2256668. Publ. 07/20/2005.

12. Мальчиков Е.Л. Способ получения арабиногалактана // Патент РФ 2384587. Опубл. 20.03.2010.12. Malchikov E.L. The method of obtaining arabinogalactan // RF Patent 2384587. Publ. 03/20/2010.

13. Уминский А.А., Уминская К.А. Способ комплексной переработки древесины лиственницы, способ выделения биофлавоноидов и способ выделения арабиногалактана, полученных в процессе комплексной переработки // Патент РФ 2228943. Опубл. 20.05.2004.13. Uminsky A.A., Uminskaya K.A. The method of complex processing of larch wood, the method of isolation of bioflavonoids and the method of isolation of arabinogalactan obtained in the process of complex processing // RF Patent 2228943. Publ. 05/20/2004.

14. Брык М.Т., Цапюк Е.А. Ультрафильтрация. - Киев.: Наукова думка. - 1989. - 288 с.14. Bryk M.T., Tsapyuk E.A. Ultrafiltration. - Kiev .: Naukova Dumka. - 1989. - 288 p.

15. Дытнерский Ю.И. Баромембранные процессы. Теория и расчет. - М.: Химия. - 1986. - 272 с.15. Dytnersky Yu.I. Baromembrane processes. Theory and calculation. - M .: Chemistry. - 1986.- 272 p.

Claims (1)

Способ получения арабиногалактана, включающий последовательно выполняемые водную экстракцию арабиногалактана при нагревании из предварительно обессмоленной древесины лиственницы, очистку экстракта от механических, коллоидных и высокомолекулярных примесей, концентрирование экстракта методом ультрафильтрации и выделение целевого продукта методом распылительной сушки, отличающийся тем, что для очистки экстракта арабиногалактана от высокомолекулярных примесей вместо фильтрации и флокуляции используют ультрафильтрацию на гидрофобных мембранах с размером пор 0,03; 0,05; 0,08 мкм и осуществляют ее непрерывным методом, а дальнейшее концентрирование экстракта и освобождение его от низкомолекулярных примесей (фенольные вещества, неорганические соли) проводят также непрерывным способом на ультрафильтрационной мембране гидрофильного типа с последующей диафильтрацией с помощью диминерализованной воды на этой же мембране, что позволяет получить арабиногалактан высокой степени чистоты до 96,5-98,0%. A method of producing arabinogalactan, which includes sequentially performing aqueous extraction of arabinogalactan by heating from pre-tarred larch wood, purification of the extract from mechanical, colloidal and high molecular weight impurities, concentration of the extract by ultrafiltration and isolation of the target product by spray drying, characterized in that for cleaning the arabinogalactalan extract impurities instead of filtration and flocculation use ultrafiltration on hydropho membranes with a pore size of 0.03; 0.05; 0.08 μm and it is carried out by the continuous method, and further concentration of the extract and its liberation from low molecular weight impurities (phenolic substances, inorganic salts) is also carried out in a continuous way on a hydrophilic type ultrafiltration membrane followed by diafiltration with demineralized water on the same membrane, which allows get high purity arabinogalactan up to 96.5-98.0%.
RU2010132001/13A 2010-07-29 2010-07-29 Method of producing arabinogalactan RU2454429C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010132001/13A RU2454429C2 (en) 2010-07-29 2010-07-29 Method of producing arabinogalactan

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010132001/13A RU2454429C2 (en) 2010-07-29 2010-07-29 Method of producing arabinogalactan

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010132001A RU2010132001A (en) 2012-02-10
RU2454429C2 true RU2454429C2 (en) 2012-06-27

Family

ID=45853104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010132001/13A RU2454429C2 (en) 2010-07-29 2010-07-29 Method of producing arabinogalactan

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2454429C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2002756C1 (en) * 1991-03-25 1993-11-15 Центральный научно-исследовательский и проектный институт лесохимической промышленности Method for arabinogalactane production
RU2228943C1 (en) * 2003-04-18 2004-05-20 Уминский Анатолий Аркадьевич Method of integrated processing of larch wood, method of isolation of bioflavanoids, and method of isolation of arabinogalactane obtained in the course of integrated processing
RU2256668C2 (en) * 2003-07-21 2005-07-20 Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского СО РАН Arabinogalactan preparation method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2002756C1 (en) * 1991-03-25 1993-11-15 Центральный научно-исследовательский и проектный институт лесохимической промышленности Method for arabinogalactane production
RU2228943C1 (en) * 2003-04-18 2004-05-20 Уминский Анатолий Аркадьевич Method of integrated processing of larch wood, method of isolation of bioflavanoids, and method of isolation of arabinogalactane obtained in the course of integrated processing
RU2256668C2 (en) * 2003-07-21 2005-07-20 Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского СО РАН Arabinogalactan preparation method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010132001A (en) 2012-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zagklis et al. Purification of grape marc phenolic compounds through solvent extraction, membrane filtration and resin adsorption/desorption
KR19990035867A (en) How to extract proanthocyanidins from materials collected from plants
CN109293721B (en) Method for preparing neohesperidin in physiological pomelo fruit drops by using alcohol/salt aqueous two-phase system
CN104892785B (en) A kind of extracting method of algal polysaccharides
CN104876824A (en) Technology for separation and purification of chlorogenic acid from coffee beans
CN104059163A (en) Novel method for preparing Qinghai Qaidam lycium barbarum polysaccharide in extraction and separation manner
EP3328530A1 (en) Process for extraction of saponins from agricultural products
CN101775233A (en) Membrane separation integrated technology-based preparation method for producing deodorized red radish pigment
Gerschenson et al. Conventional macroscopic pretreatment
CN103304677B (en) A kind of method of separation and purification Rhizoma amorphophalli glucomannan
CN104983778B (en) Method for continuously and comprehensively extracting liquorice components under high pressure
CN105669633A (en) Co-production method of polyphenols, pigments, tannin, procyanidins and wood powder through Chinese chestnut buds
CN107857826B (en) Separation and purification method of blood sugar-reducing banana flower polysaccharide
RU2454429C2 (en) Method of producing arabinogalactan
RU2676271C1 (en) Method of complex processing of brown algae
RU2620013C2 (en) Arabinogalactan polysaccharide production method
CN102018835A (en) Method for separating effective components in traditional Chinese medicine curculigo orchioides by membrane separation method
RU2712094C1 (en) Method of producing purified inulin from vegetable raw material
RU2381245C1 (en) Method of production of concentrated colouring agent
CN109734822B (en) Method for comprehensively extracting viscera bioactive substances of abalone
CN103923051B (en) Industrial extracting method for ampelopsin
RU2447086C2 (en) Method of producing high-purity arabinogalactan
WO2020121064A2 (en) Cannabis sativa aqueous cannabidiolic acid extraction
Giacobbo et al. The role of pressure-driven membrane processes on the recovery of value-added compounds and valorization of lees and wastewaters in the wine industry
RU2413432C2 (en) Method to produce arabinogalactane

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130730

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20140710