Composition of inorganic components in Helianthus tuberosus stems

封面

如何引用文章

全文:

详细

This article studies inorganic components in Heliánthus tuberósus stems. Ash samples and extracts obtained at different pH values were examined. It is established that the extractant's nature has a significant effect on the yield of extractive substances from the ground stems: the greatest (45%) and the minimum (31%) yield was achieved by sodium hydroxide and distilled water, respectively. According to atomic absorption spectrometry, the main ions in the extracts obtained in different media are those of potassium, calcium, sodium, magnesium and iron. Following treatment of stems with solutions having different pH values, the mass fraction of ash varied from 0.4 to 2.3%. The smallest ash yield was observed for a stem sample after acid extraction. According to energy dispersive X-ray fluorescence spectrometry, all ash samples contained predominantly K, Ca, Si and P compounds. Acid hydrolysis produced the highest level of Si in samples, which allows this ash to be used as a silicon-containing material. The ash components of the core and outer part of the stem were compared with the initial sample. According to the nature of thermal decomposition, the initial sample and the outer shell were similar between themselves, though differing from the core. The ash content of the initial sample was 4.3%, with the ash content of the stem core being ~2 times higher than that of the outer shell (7 and 3.8%, respectively). The results of IR spectroscopy showed that splitting of bands in the IR spectra of ash samples depend on the part of the stem and the pre-treatment of raw materials at different pH values. The ash of the initial sample, core and outer shell, as well as the ash of the residues after the aqueous and alkaline hydrolysis of the stem, showed the absorption bands of carbonate groups. The IR spectra of the stem ash after acid extraction contained absorption bands characteristic of amorphous silicon dioxide. According to the conducted X-ray analysis, the studied ash samples were in an amorphous-crystal and crystalline state. The identification of phases was carried out.

作者简介

A. Kovekhova

Far Eastern Federal University; Institute of Chemistry Far-Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

Email: kovekhova.av@dvfu.ru

O. Arefieva

Far Eastern Federal University; Institute of Chemistry Far-Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

Email: arefeva.od@dvfu.ru

N. Didenko

Institute of Chemistry Far-Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

L. Zemnukhova

Institute of Chemistry Far-Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

Email: zemnukhova@ich.dvo.ru

参考

  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.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».