ÚVOD
Lesná biomasa je považovaná za základný zdroj energie a surovín pre priemyselnú výrobu. Jeho chemické zložky vyrábané ako biomateriály, biochemikálie, biopalivá a biorafinérske produkty priniesli pozornosť individuálnemu štúdiu na výrobu chemikálií, blahobytu a rôznych produktov pre zákazníkov. Hlavným cieľom tohto výskumu je analyzovať chemické zloženie a predovšetkým jeho extraktívne látky zo smrekového ihličia. Celkové množstvo ťažobných látok v ihličnatých stromoch predstavuje až 4 – 5 % v závislosti od geografickej polohy. Chémia v smrekovom ihličí je zložitá a aj keď ešte nie je jasne pochopená. Napriek tomu tieto komplexné zlúčeniny obsiahnuté v ihličkách môžu získať cenné produkty rôznymi technologickými metódami. Extrakčné látky sú zvyčajne zložité chemické zlúčeniny s nízkou molekulovou hmotnosťou. Chemické kompozície v ihličkách sa vo všeobecnosti skladajú zo štyroch hlavných zložiek, ktorými sú celulóza, hemicelulóza, lignín a extrakčné látky. Niektoré z extrakčných látok sú stilbény, lignany, mastné kyseliny, steroly, živice a vosky. Preto sa táto štúdia zameriava na tieto rôzne zlúčeniny s cieľom získať mnoho výhod zo smrekového ihličia, napríklad extraktívne látky kŕmené brojlermi, lieky, esenciálne oleje v starostlivosti o pokožku, antioxidanty, džús a pivo, kozmetika atď.
V experimentálnej časti boli rozpustené rôzne typy rozpúšťadiel, tj polárne a nepolárne rozpúšťadlá. Chemické zlúčeniny boli izolované zo smrekového ihličia pomocou dvoch rôznych rozpúšťadiel. Polárnym rozpúšťadlom použitým počas experimentu bol acetón, zatiaľ čo nepolárne rozpúšťadlo, hexán, bol zavedený pri extrakčnej metóde. Prístroj použitý v tomto experimente bol Soxhletov extrakčný prístroj. V extrakčnom procese boli použité rôzne prevádzkové podmienky, ako je teplota, titrácia a časový interval extrakčného procesu. Extrahovaný roztok zo smrekových ihličiek bol analyzovaný pomocou plynovej chromatografie a hmotnostnej spektroskopie, aby sa identifikovali rôzne zložité chemické zlúčeniny a ich široké uplatnenie na trhu.
CHEMICKÉ ZLOŽENIE DREVA
Drevo sa skladá zo štyroch rôznych komplexných zlúčenín, ktorými sú celulóza, hemicelulóza, lignín a extrakčné látky. Prvou a najdôležitejšou zložkou v rastlinnej bunke je celulóza, ktorá definuje štruktúru steny. Celulóza je vysokomolekulárny polymér vyrobený z glukózy. Ide o obnoviteľný zdroj v prírode a jeho surovina sa využíva aj na bavlnené vlákno. Bavlnené vlákno obsahuje čistú celulózu pozostávajúcu z 95 % až 97 % (Tan, Ong, Kah Hay & Chin Yiap, 2013). Priemer tohto vlákna je od 10 do 50 mikrometrov, čo vysvetľuje najväčšiu štruktúrnu jednotku celulózy (Carrasco, 2011). Lignín je ďalšou významnou zložkou bunkovej steny. Má tiež veľkú molekulu polyméru. Fyzikálne vlastnosti lignínu sú, že dáva tvrdosť bunkovej stene. Asi 15 – 35 % lignínu obsahuje drevo (Ek, M., Gellerstedt, G., & Henriksson, G. 2009). Primárnou bunkovou stenou stromov sú polysacharidy, bielkoviny a mnoho rôznych enzýmov a iónov. Hlavnými polysacharidmi sú celulóza, hemicelulóza a pektín. Celulóza obsahuje 15 – 30 % sušiny primárnej bunky, ktorá súvisí s hemicelulózami a tvorí mikrofibrily (Ek et al. 2009). Rôzne chemické zloženie sa vysvetľuje takto:
Celulóza
Celulóza je najbohatším obnoviteľným zdrojom a nachádza sa v stromoch, baktériách, morských riasach a biomase. Celulóza je hlavnou zložkou v rastlinných bunkách. Je to organická zlúčenina polysacharidu pozostávajúca z lineárneho reťazca tisícok β-1, 4-spojených glukózových jednotiek (Wertz, J., Mercier, JP, & Bédué, O. 2010). Celulóza sa kombinuje s uhlíkom (44,44 %), vodíkom (6,17 %) a kyslíkom (49,39 %). Jeho molekulový vzorec je (C 6 H 10 O 5 )n:n, čo sa nazýva stupeň polymerizácie, čo znamená počet glukózových skupín od stoviek po tisíce. Celulóza sa používa predovšetkým na výrobu lepenky a papiera . Menšie množstvá celulózy sa premieňajú na širokú škálu derivátov, ako je celofán a umelý hodváb . Celulóza na priemyselné využitie sa vo veľkej miere získava z drevnej buničiny a bavlny . Obsah celulózy v rastline je zvyčajne 35-50% suchej hmotnosti a viac ako 90% v prípade bavlny. Molekulová štruktúra celulózy je v kryštalickej a nekryštalickej fáze. Kryštalická fáza tvorí veľa vodíkových väzieb a nekryštalická fáza má byť amorfná. Celulóza je prevažne významný materiál používaný na rôzne účely v priemysle, ako je celulóza, papier, textil atď. (Chen H, 2014).
OBRÁZOK 1: Celulóza (Richards, Baker & Iwuoha, 2012)
Hemicelulóza
Hemicelulóza je tiež hlavným prvkom, ktorý sa nachádza v rastline. Polysacharidy, ktoré možno ľahko oddeliť od rastlín, ale môžu byť neúplnými produktmi molekúl celulózy, ktoré sa často označujú ako hemicelulóza. Drevo má vo všeobecnosti 25 – 35 % hemicelulózy. Hemicelulóza je odvodená z polysacharidov rastlín pozostávajúcich z rôznych cukrových monomérov v rozvetvených reťazcoch, ktorými sú D-xylóza, D-manóza, D-glukóza alebo D-galaktóza a iné glykozyly (Stokke, DD, Wu, Q., & Han, G. 2013). Hemicelulóza sa čistí prevedením rôznych alkalických rozpustností s celulózou (Chen H, 2014). Štruktúra a obsah hemicelulózy sa líši od rastlín k rastlinám. Chemická štruktúra hemicelulózy je zložením rozvetveného reťazca glukánov. Hlavným reťazcom je typ glykozylov. Glukán je v podstate matricou bunky v hemicelulóze, ktorou sú xylán, xyloglukán, glukomanán manna atď. (Stokke et al. 2013).
OBRÁZOK 2: Štruktúra hemicelulózy (Stokke et al. 2013)
Lignin
Lignín je komplexný organický polymér, ktorý sa nachádza hneď za celulózou. Podporuje pletivá cievnatých rastlín a niektorých rias. Ligníny sú klasifikované ako dôležitý polymér, pretože pomáhajú pri tvorbe bunkových stien v dreve a kôre stromov. Obsah lignínu v dreve je 20 – 40 %. Zloženie lignínu sa líši od druhu k druhu. Skladá sa z komplexných fenylpropánových jednotiek nelineárne spojených s tromi monomérmi, ktorými sú kumarylalkohol, koniferylalkohol a sinapylalkohol (Calvo-Flores, FG, Dobado, JA, Isac-García, J., & Martín-Martínez, FJ 2015 ). Lignín nie je zložený z uhľohydrátových monomérov, zatiaľ čo zvyšok polymérov nachádzajúcich sa v stenách rastlinných buniek je zložený z uhľohydrátových monomérov, napríklad celulózy. Molekula lignínu obsahuje mnoho reaktívnych funkčných skupín, ako je fenolpropánová jednotka, hydroxylové skupiny, metoxylové skupiny, karbonylové skupiny atď. (Chen H, 2014)
OBRÁZOK 3: Štrukturálna jednotka lignínu (Calvo-Flores et al. 2013)
EXTRAKTÍVA
Drevné extraktívne látky sú zlúčeniny s relatívne nízkou molekulovou hmotnosťou, ktoré možno extrahovať z rôznych častí stromov. Výťažky pozostávajú z rôznych druhov drevených komponentov, ktoré môžu byť rozpustné v organických rozpúšťadlách a vode. Drevo je zložením rôznych surovín s komplexnými chemickými zlúčeninami a jeho význam je v rôznych formách využiteľný pri výrobe buničiny, výroby papiera a širokom využití v medicíne, starostlivosti o pokožku, antioxidanty a kŕmenie zvierat. Terpenoidy a steroidy, mastné kyseliny, vosky, živice a iné anorganické zlúčeniny sú hlavné chemické zlúčeniny nachádzajúce sa v extraktoch. Tieto extraktívne látky poskytujú široké funkcie v rôznych oblastiach (Routa, J., Brännstorm, H., Anttila, P., Mäkinen, M., Jänis, J. & Asikainen, A. 2017).
Tuky sú hlavne glycerolestery prítomné v lesoch a ihličí smrekov a borovíc. V dreve, kôre a ihličí sa nachádza niekoľko mastných kyselín obsahujúcich nasýtené a nenasýtené. Esenciálne fenolové skupiny boli tiež odvodené z rôznych oblastí ihličnatých stromov, ako sú stilbény, lignany, taníny a flavonoidy. Najväčšia skupina aromatických zlúčenín obsahuje vo fenolových skupinách napríklad toluén a kyselinu benzoovú. Tieto zlúčeniny chránia stromy spôsobujúce plesne a mikrobiologické napadnutia. Výťažky z dreva teda možno extrahovať z polárnych a nepolárnych rozpúšťadiel. Pretože štandardná metóda extrakcie sa vykonáva z vody, alkoholu, acetónu, hexánu, dietyléteru atď. Majú dobré rozpúšťadlové vlastnosti, ktoré rozpúšťajú všetky zložité chemické zlúčeniny (Ek, M., Gellerstedt, G., & Henriksson, G. (Eds.). 2009).
Výťažky z dreva sú chemicky kategorizované do rôznych skupín, ako je uvedené v TABUĽKE 1 a sú to lipofilné zlúčeniny, fenolové zlúčeniny a iné zlúčeniny. Keďže zloženie extraktívnych látok sa značne líši od druhu k druhu a celkové množstvo extraktívnych látok v druhoch závisí od podmienok rastu.
TABUĽKA 1. Klasifikácia organických extraktívnych látok v dreve (Alén, R. 2011).
Alifatické a alicyklické zlúčeniny (lipofilné) |
Fenolové zlúčeniny |
Iné zlúčeniny |
Terpény a terpenoidy (živicové kyseliny a steroidy) |
Jednoduché fenoly Stilbény Lignany Izoflavóny Flavonoidy Kondenzované tan- nins Hydrolyzovateľné taníny |
Cukry Cyklitoly Tropolóny Aminokyseliny Alkaloidy Kumaríny chinóny |
Oceľové nohy |
cyklitoly |
|
Estery mastných kyselín _ |
Lignany |
Tropóny |
Mastné kyseliny |
Izoflavóny a flavonoidy |
Aminokyseliny _ |
Alkány |
Kondenzované taníny a hydrolyzované taníny |
Alkaloidy |
Dva hlavné typy extrakčného procesu; Fenolické a lipofilné extrakty, ktoré obsahujú rôzne komplexné organické zlúčeniny, sú vysvetlené nižšie:
Fenolické extraktíva
Fenolové extraktívne látky sú komplexnou zlúčeninou, ktorá má rôzne aromatické sekundárne metabolity v ihličnatých stromoch. Existuje v dreve, od jednoduchých fenolov po komplexné polyfenoly a iné zlúčeniny. Fenolické extrakty majú nerozpustné zlúčeniny a rozpustné zlúčeniny. Nerozpustné zlúčeniny obsahujú taníny, lignany a medzi rozpustné zlúčeniny patria fenolové kyseliny, flavonoidy a chiníny. Z fenolových zlúčenín sú teda prevažne zložené fenolové kyseliny, taníny, flavonoidy, stilbény a lignany (Ganthaler, A., Stöggl, W., Mayr, S., Kranner, I., Schüler , S., Wischnitzki, E., Maria Sehr, E., Fluch, S. & Trujillo-Moya, C. 2017). Každý druh dreva produkuje špecifické látky. V tvrdom dreve sú však fenolové zlúčeniny vyššie ako v mäkkom dreve kvôli zmenám sekundárneho metabolitu (Routa et. al. 2017).
3.1.1 Stilbény a lignany
Ihličnaté dreviny, ako je borovica a smrek, majú pomerne vysoké množstvá, zvyčajne obsahujú 5 – 10 % zlúčenín stilbénu. U smrekovca obyčajného sú ohraničené v kôre a tiež v ihličí stromu. Nachádzajú sa tu chemické látky ako isorhapontigenín, piceatannol, resveratrol a glukozidy. Piceatannol je hlavným stilbénom. Stilbenes možno nájsť v jadrovom dreve stromu. Stilbene je v jadrovom dreve veľmi významný, pretože odoláva hubovým rozkladom. Stilbenes sa v podstate vyskytuje v mnohých rôznych druhoch stromov v lese a bežne sa vyskytuje v kôre a listoch stromu. Stilbény v dreve majú resorcinol-A kruh, ktorý je derivátom 1,2-difenyletlénu vo forme dvoch rôznych dvojitých väzieb, sú to trans-stilbén a cis-stilbén. Stilbény a ich deriváty sú prospešné v boji proti rakovine, kardiovaskulárnym a nervovým ochoreniam (Alén, R. 2011).
OBRÁZOK 4: Zlúčeniny stilbénov (Shelan, T., Ghazali, R., Fredalina Basri, D. & Nallance Lim, W. 2018)
Lignany sú skupinou komplexných zlúčenín nachádzajúcich sa v strome, ktoré obsahujú nízkomolekulárne fenolové zlúčeniny. Je to najbohatší zdroj smreka obyčajného. Vyššiu koncentráciu možno pozorovať v drieňoch konárov a uzlov smreka obyčajného. Obsahuje 6 % až 15 % lignanov (Holmbom, BR, Eckerman, C., C Eklund, P., Hemming, J., Nisula, L., Reunanen, M., Sjöholm, R., Sundberg, A., Sundberg , K. & M Willför, S. 2003). Hlavnou funkciou lignanu je chrániť látku pred hmyzom a mikroorganizmami, ako sú baktérie, huby a vírusy.
Hydroxymatairezinol (HMR) je jedným z lignanov nachádzajúcich sa v smreku. V 70-tych rokoch 20. storočia bola HMR analyzovaná na univerzite Åbo Akademi, aby sa identifikovali prospešné látky pre ľudské zdravie. A v roku 1998 bolo zistené, že smrekové hrče sú bohaté na množstvo lignanov. Tento HMR bol prvýkrát testovaný na pacientkách s výskytom rakoviny prsníka v Turku, Hormos Medical a neskôr sa stal zaujímavým zdravotníckym produktom (Alén, R. 2011).
OBRÁZOK 5: Štruktúra lignanov (Mrduljas, N., Kresic, G. & Bilušić , T. 2017)
Taníny a flavonoidy
Taníny sú polyfenolické oligoméry. Je to vo vode rozpustná zlúčenina s molekulovou hmotnosťou 500 až 3000. Taníny sa používajú predovšetkým na konzerváciu kože, a preto sa používajú v kožiarskom priemysle. Taníny sa rozdelili do dvoch rôznych skupín, ktorými sú hydrolyzovateľné taníny a kondenzované taníny. Taníny sú polyfenoly, ktoré existujú v mnohých rôznych rastlinách s rôznymi farbami, ako je žltkastá alebo svetlohnedá. Taníny sú zvyčajne vo veľkom množstve v kôre stromu. V tanínoch sa nachádza skupina látok, ktoré sa nazývajú hydrolyzovateľné taníny. Pri hydrolýze poskytuje kyselinu galovú a ellagovú a cukor. Kyselina galová vzniká ako kyselina 3,4,5-trihydroxybenzoová. Pôsobí ako antioxidant (Alén, R. 2011).
OBRÁZOK 6: Štruktúra tanínov (Andrade, JN, Costa Neto, EM & Brandao, HN 2015)
Flavonoidy sú distribuované v celej rastline a zohrávajú dôležitú úlohu pri ochrane rastliny pred napadnutím hubami a hmyzom. Ďalšou dôležitou skupinou fenolových extraktívnych látok, ktoré sa nachádzajú v dreve, sú flavonoidy. Štruktúra flavonoidov je C 6 C 3 C 6 . Bežnými členmi flavonoidov sú chryzín, taxifolín, katechín a genisteín (MS Nascimento, 2013). Na extrakciu polyfenolov, ako sú flavonoidy, sú potrebné rôzne biotesty. Polyfenol má mnoho funkcií, ako sú antioxidanty, baktericídy a fungicídy. Flavonoidy sú organické biocídy, ktoré nahrádzajú syntetické pesticídy (Ganthaler, A., Stöggl, W., Kranner, I. & Mayr, S. 2017).
OBRÁZOK 7: Flavonoidy (Maher, P., Akaishi, T. & Abe, K. 2006)
Lipofilné extraktívum
Lipofilné extraktívne látky v dreve sú veľmi zložité zlúčeniny spojené s mnohými ďalšími zlúčeninami. Napríklad mastné kyseliny, živicové kyseliny, vosky, terpény, steroly, estery sterolov a glyceridy. Terpény a ich deriváty sú veľkou skupinou zlúčenín vyrobených pre vonné a ochutené látky. Oleorezíny a iné sekréty sa nachádzajú v terpénoch. Chemickou látkou terpénov sú izoprénové jednotky. Počet izoprénových jednotiek spojených v terpéne má rôzne triedy: monoterpény (2 jednotky), seskviterpény (3 jednotky), diterpény (4 jednotky), sesterterpény (5 jednotiek) a triterpény (6 jednotiek). Ihličnaté drevo obsahuje všetky druhy terpénov. Tuky a vosky sa extrahujú z dreva pomocou rôznych organických rozpúšťadiel, ako je acetón a dietyléter. Zloženie tukov je asi 0,3-0,4% a vosky sú asi 0,08-0,09% závislé od suchého dreva. Koncentrácia mastných kyselín je vyššia v jadrovom dreve ako v beli (Carmen SR, 2006).
Terpenoidy
Terpenoidy sú tiež známe ako izoprenoidy sú veľkou skupinou zlúčenín s derivátmi ich päťuhlíkových izoprénových jednotiek, ktoré akumulujú tisíce zlúčenín. Pozostáva hlavne z kyslíka a uhľovodíka. Väčšina týchto komplexov sa nachádza v rastlinách. Existuje rôzny počet izoprénových jednotiek, ktorými sú monoterpenoidy, seskviterpenoidy, diterpenoidy, sesterterpenoidy a triterpenoidy (Heras, B., Rodriguez, B., Bosca, L. & Villar, AM 2003). Štruktúra terpénov je vyrobená z izoprénových jednotiek v empirickej forme. Na tieto javy nadväzuje izoprénové pravidlo (Perveen, S. 2018). Počet izoprénových jednotiek s atómami uhlíka je rozdelený takto:
TABUĽKA 2: Klasifikácia terpenoidov (Perveen, S. 2018).
Klasifikácia |
Izoprénové jednotky |
Atómy uhlíka |
Monoterpén |
2 |
C 10 |
seskviterpény |
3 |
C 15 |
daný |
4 |
C 20 |
Sesterterpény |
5 |
C 25 |
triterpény |
6 |
C 30 |
Monoterpén
Monoterpénové uhľovodíky tvoria takmer 40 % oleorezínu. Molekulový vzorec je C10H16 . Je to prchavá zlúčenina s vysokým bodom varu v rozmedzí od 150 °C do 185 °C. Získava sa biosynteticky na použitie vo farmácii, kozmetike a poľnohospodárstve. Monoterpény sú acyklické a môžu byť tiež v kruhovej štruktúre. Acyklické a monocyklické typy sú β-myrcén, d-limonén a β-penllanrén. Bicyklické typy monoterpénov sú zlúčeniny s dvoma kruhmi, ktorými sú β-pinén a β-tujaplicín. Najväčšia skupina zlúčenín pozostávajúca z rôznych typov cyklických monoterpénov je určená v esenciálnych olejoch (Eastman, RH & Kluger, RH, 2019).
OBRÁZOK 8: Monoterpénové reťazce (Heyen, U. & Harder, J. 2000)
Seskviterpény
Seskviterpény sú triedou terpénov s molekulovým vzorcom C15H24 . V podstate sa vyrába oxidáciou a preskupením seskviterpénov. Veľká skupina seskviterpénov je usporiadaná v acyklickej až tetracyklickej forme. Bežne sa používa aj v esenciálnych olejoch a mnohých reklamných terpentínoch. Niektoré z príkladov seskviterpénov sú δ-kadinén, α-muurolén a γ-laktón seskviterpenoidy (Prerveen et. al. 2018).
OBRÁZOK 9: Štruktúra seskviterpénov (Wang, SW, Wu, C., Chu, FH, Chien, SC, Kuo, YH, Shyur, LF & Chang, ST 2005)
Diterpény
Diterpény sú komplexná chemická zlúčenina pozostávajúca z dvoch izoprénových jednotiek. Jeho molekulový vzorec je C20H32 . Diterpény sú najdôležitejšie zlúčeniny terpénov nachádzajúcich sa v oleorezíne a existujú buď ako uhľovodíky alebo ako deriváty s funkčnými skupinami, ako sú hydroxylové, karboxylové a karbonylové skupiny. Jeho štruktúra je rozdelená do rôznych typov ako acyklické, bicyklické a tricyklické. Diterpény sú menej prchavé a možno ich nájsť v menšom množstve v porovnaní s monoterpénmi a seskviterpénmi. Tradičná extrakcia destiláciou a separáciou však pomáha identifikovať diterpény v esenciálnych olejoch. Niektoré z diterpénov nachádzajúcich sa v dreve sú geranyl linalool, β-epimanoo, cis-abienol, monooxyloxid a makrocyklické diterpény (Perveen et. al. 2018).
OBRÁZOK 10: Diterperpény (Huang, Z., Jiang, MY, Zhou, ZY & Xu, D. 2014)
Triterpény
Triterpény sú uhľovodíky pozostávajúce z viac ako tisícok rôznych skupín zo skvalénu. Tvorí sa hlavne v pentacyklickej štruktúre, čo znamená, že má 5 kruhov. Terpenoidy a steroidy majú podobné vlastnosti, pokiaľ ide o ich štruktúru a genetiku. Jeho hlavnou funkciou v rastline je množenie a ochrana bunkovej membrány. Veľká zložka uhľovodíka prítomná v triterpénoch a steroidoch pôsobí hydrofóbne okrem hydroxylovej skupiny. Sitosterol, fytosterol, cykloartenol, lanosterol a brassinosteroidy, kyselina oleanolová, kyseliny betulínové, korosolové kyseliny sú bežné príklady steroidov a triterpenoidov, ktoré sa nachádzajú v ihličnatých a iných stromoch (Perveen et. al. 2018).
OBRÁZOK 11: Štruktúra triterpenoidov (Du, JR & Chen, C. 2014)
Mastné kyseliny a steroly
Vo všeobecnosti má väčšina stromov mastné kyseliny ako hlavné zložky triglyceridov a sterylesterov. Ihličnaté stromy ako borovice a smreky obsahujú 0,5 – 1 % celkových mastných kyselín. Kyselina palmitová, kyselina olejová a kyselina linolénová sú hlavné mastné kyseliny nachádzajúce sa v stromoch. Borovica a smrek obsahujú viac kyseliny pinolénovej, zatiaľ čo ostatné stromy takúto zložku nemajú vôbec. V smreku je možné nájsť viac ako 30 rôznych typov mastných kyselín, ktoré kombinujú uhlíkový reťazec od C-12 do C24, ktoré tiež obsahujú asi štyri dvojité väzby. Niektoré časti smreka obsahujú nasýtené mastné kyseliny s dlhým reťazcom od C-26 do C-
30. Mastné kyseliny z talového oleja sa nachádzajú najmä v ihličnatých stromoch, ktoré zahŕňajú živicové kyseliny, rôzne mastné kyseliny, mastné alkoholy a niektoré steroly. Mastné kyseliny potrebujú destilačné metódy v procese Kraftovej buničiny, aby sa izolovala komplexná chemická zlúčenina. Tieto rôzne deriváty mastných kyselín sa používajú pri výrobe mnohých produktov pri výrobe mazív, farieb, palivových aditív, tlačiarenských farieb a kozmetiky (Alén et. al. 2011).
OBRÁZOK 12: Príklady mastných kyselín (Alén et. al. 2011)
Rovnako tak sa steroly vyskytujú v ihličnatých stromoch a iných rastlinách vo forme esterov mastných kyselín. Veľké množstvo sterolov a ich vedľajších produktov, ako je sitostanol, kampesterol a iné steroly popri metylových skupinách, bolo nájdených v dostatočnom množstve. Tieto zložky závisia od rôznych geografických oblastí, a preto existujú iba v miernom pásme. Estery sterolov sa extrahujú v procese Kraftovej buničiny na výrobu mydla a mazív (Alén et. al. 2011).
4. PLYNOVÁ CHROMATOGRAFIA
Plynová chromatografia je technika chromatografie používaná v analytickej chémii na analýzu a separáciu zlúčenín. GC pomáha analyzovať čistotu špecifickej látky a oddeľovať jednotlivé zložky zmesi. Táto metóda pomáha identifikovať stovky zlúčenín s porovnateľnou nízkou molekulovou hmotnosťou z materiálov (Harris, DC 2007). Na analýzu zlúčenín musia byť molekuly prchavé, napríklad alkoholy, aromatické látky, alifatické a iné molekuly, ako sú estery, mastné kyseliny, steroidy a živicové kyseliny (Falaki, F. 2019).
Plynová chromatografia s hmotnostnou spektroskopiou začína na plynovom chromatografe až vtedy, keď sú vzorky úplne odparené. Vo všeobecnosti sa skladá z dvoch rôznych častí, mobilnej fázy a stacionárnej fázy. Mobilná fáza je kvapalina alebo plyn, ktorý prúdi cez chromatografický systém a látky, ktoré sú oddelené, sa nazývajú stacionárna fáza (Woodford, C. 2019). Keď sa vzorka privedie do vstupu GC, odkiaľ sa odparí a neskôr pomocou nosného plynu prúdi cez kolónu. Zvyčajne je mobilná fáza takzvaný nosný plyn. Nosným plynom použitým v tejto technike je hélium, ktoré je inertným plynom, ktorý pomáha pri prechode rozpustených látok cez kolónu. Hneď ako sa vzorka vstrekne do hornej časti prístroja, vzorka sa odparí do plynnej fázy a rozdelí sa na rôzne jednotlivé zložky pomocou kapilárnej kolóny naplnenej v stacionárnej alebo takzvanej pevnej fáze. Neskôr budú zložky izolované a eluované z kolóny v rôznych časových intervaloch. Čas potrebný na odstránenie adsorbovanej látky sa nazýva retenčný čas. Molekuly teda putujú do plynovej chromatografickej kolóny, o ktorej sa predpokladá, že sa ionizuje pomocou hmotnostného spektrometra pomocou elektrónu (Raja, PMV & Barron AR 2019). Potom ionizované molekuly prechádzajú cez hmotnostný analyzátor, to je kvadrupól. Štvorpól je zariadenie, ktoré rozdeľuje elektrické náboje. Bude nasledovať konečný proces zahŕňajúci detekciu iónov a analýzu zlúčenín s niekoľkými nízkymi a vysokými píkmi. Na monitore budú vidieť veľmi zložité zlúčeniny s rôznymi vrcholmi výsledného hmotnostného spektra.
OBRÁZOK 13: Hmotnostná spektroskopia plynovej chromatografie (Aryal, S. 2018.)
Plynová chromatografia sa najskôr zavedie vstreknutím vzorky do priehradky, ktorá prechádza cez mobilnú fázu. Mobilná fáza je zvyčajne tvorená plynným héliom. Nesie vstreknutú vzorku, kým sa vo vnútri plynovej chromatografie nedosiahne stacionárna fáza. Stacionárna fáza normálne obsahuje chemikáliu, ktorá je v tuhom a kvapalnom stave a sú to výhodne komplexné zlúčeniny zo vzorky. V stacionárnej fáze sa zložky oddelia. K separácii komponentov vo vnútri GC kolóny dochádza v dôsledku postupného zahrievania vzorky vo vnútri kolóny. Zlúčeniny vo vnútri GC majú nízke a vysoké teploty varu, pri ktorých sa zdalo, že zlúčeniny s nízkym bodom varu boli predtým eluované. Podobne sa upravuje tlak v mobilnej fáze, ktorý sa mení, aby sa dosiahlo oddelenie zlúčenín. Keď vzorka prúdi do kolóny, kapilárna kolóna sa začne zahrievať na vysokú teplotu. Medzi vzorkou a stacionárnou fázou je možné pozorovať množstvo chemických interakcií (Poole, C. (Ed.). 2012). Počas interakcií sa slabšie zložky oddelia a eluujú rýchlejšie ako silnejšie zložky. Slabšie a silnejšie zložky je možné poznať z doby zdržania. Retenčný čas zlúčenín je zlúčenina, ktorá sa meria od vzorky vstreknutej do jej elúcie v GC kolóne. V skutočnosti sa zlúčeniny s nízkou molekulovou hmotnosťou objavia v GC kolóne skôr ako zlúčeniny s vyššou molekulovou hmotnosťou. To by mal byť dôvod rozdielov v bodoch varu (Woodford, C. 2019).
Eluované zlúčeniny budú podrobené elektrónovej ionizácii alebo chemickej ionizácii. Pri ionizácii elektróny interagujú s atómami alebo molekulami pevnej alebo plynnej fázy za vzniku iónov. Tieto ióny sa vybijú pri hmotnostnej analýze v hmotnostnom spektrometri na meranie pomeru hmotnosti k náboju iónov. Keď sa uvedie pomer hmotnosti a náboja, na počítači sa zobrazia vrcholy iónov. Maximálne hodnoty zobrazené na počítači sa porovnávajú s knižnicami hmotnostných spektier pomocou analytického softvérového programu (Poole, C. (Ed.). 2012). Nakoniec začne porovnávať spektrá a zlúčeniny budú identifikované a charakterizované. Preto sa vykonáva hmotnostná spektroskopická analýza, ktorá nakoniec pomáha určiť molekulovú hmotnosť zlúčenín, molekulový vzorec a funkčné skupiny.
5. Prehľad využitia smrekového ihličia
Výťažky z ihličia smrekového majú významný účel na využitie rôznych produktov štúdiom jeho individuálnej chemickej existencie. Extrakčné zlúčeniny poskytujú vysokú funkčnosť pre niekoľko výrobných chemických spoločností a zdravotníckych produktov na trhu. Pretože smrekové ihličie má široké uplatnenie v rôznych formách od liečby rakoviny až po rekreačné účely.
Výťažky zo smrekového ihličia v krmive brojlerov
Biomasa smrekového ihličia sa získava z lesného vedľajšieho produktu na extrakciu prirodzene aktívnych látok. Hlavnými zložkami prirodzene aktívnych látok smrekového ihličia je chlorofyl a jeho významné produkty, ktorými sú karotenoidy, vitamíny, antioxidanty, silice, minerály, mastné kyseliny, polysteroly a pod. preventívny vplyv na brojlerové kurčatá a ľudí (Vitina, Krastina, V., Daugavietis, M., Miculis, J. & Cerina, S. 2011).
Výťažky zo smrekového ihličia majú mnoho komplexných prírodných látok, ako je uvedené vyššie, ktoré sa potom transportujú v potrave hydiny z krmiva do mäsa. Toľko výskumníkov testovalo tento fenomén skôr v 70-tych rokoch v Lotyšsku a neskôr potvrdili, že sa bude využívať na farmách pre hydinu ako krmivo. Odvtedy sa prirodzene aktívne látky ako inovatívny produkt prenášajú z krmiva do pridanej hodnoty a úspešne fungujú. Biomasa smrekového ihličia je bohatá na účinné látky ako karotenoidy, mastné kyseliny a pod. Po testovaní bola následne prevezená na hydinovú farmu na kŕmenie. Pri testovaní sa ukázal s mnohými výhodami, ako napríklad pomáhal pri zvyšovaní hmotnosti kurčiat, zlepšovaní imunity, imunity krvi, dostatku bielkovín a minerálov a pri znižovaní hladiny cholesterolu. Bolo tiež jasne vidieť, že úžitkovosť hydiny sa zlepšila v kvalite vajec a mäsa. Množstvo karotenoidov je takmer 0,45 až 0,57 mg kg -1 . Karotenoidy sú antioxidanty, ktoré chránia a bojujú proti akýmkoľvek chorobám a posilňujú imunitný systém. Keď sa karotenoidy premenia na vitamín A, tak napomáhajú rastu brojlerových kurčiat (Vitina et. al. 2011).
Esenciálne oleje zo smrekového ihličia
Esenciálne oleje sú organické aromatické látky, ktoré sa získavajú z prevažne zelených rastlinných materiálov, ako sú listy, smrekové a borovicové ihličie, kvety, šupky ovocia a mnohé ďalšie. Esenciálne oleje sa nedajú vyrobiť, musia sa vyrobiť synteticky v laboratóriu. Existuje mnoho metód na extrakciu tohto esenciálneho oleja zavedením rozpúšťadiel, parnou destiláciou, extrakciou CO2, extrakciou vody atď. Metóda extrakcie sa výrazne spolieha na dva faktory, ktorými sú nastavenie teploty a tlaku. V podstate sa experimentujú metódy extrakcie s ohľadom na ich rastlinné materiály. Preto sa medzi všetkými extrakčnými metódami používa extrakcia rozpúšťadlom pre smrekové ihličie na výrobu esenciálnych olejov. Napríklad smrekový esenciálny olej sa tradične používa na terapeutické účely u ľudí. Esenciálne oleje majú dostatočné množstvo antioxidantov, ktoré pomáhajú bojovať proti imunitnému systému (Elmore, L. 2019).
Metódy extrakcie rozpúšťadlom používajú rozpúšťadlá ako hexán a etanol na oddelenie esenciálnych olejov zo smrekových ihličiek. Extrahuje malé množstvo esenciálnych olejov, ale je vysoko živicové s jemnými aromatickými zlúčeninami. Má však veľmi silnú sladkastú vôňu a niekedy sa ďalej používa pri výrobe vôní pomocou destilačného procesu. Vysvetľujúc extrakciu rozpúšťadlom, neprchavé látky, ako sú vosky, živice a iné pigmenty, sú ošetrené rozpúšťadlom, ktoré poskytuje voskovú aromatickú zlúčeninu nazývanú betón. Pri kontakte týchto betónových látok s alkoholom sa éterické oleje zbierajú zo spodnej časti komory. Koniec koncov, je možné vidieť širokú škálu aplikácií esenciálnych olejov. Ďalej ho používajú ľudia, ktorí majú problémy s dýchaním, kondicionér na vlasy a fúzy, cvičebná masáž svalov a kĺbov (Elmore, L. 2019).
Medicína
Podobne je smrekové ihličie použiteľné aj na liečebné účely. Ľudia používali ihličie pre jeho liečivé vlastnosti proti rôznym infekčným ochoreniam, už v 20. storočí stále v niektorých častiach európskych krajín. Primárna výhoda smrekového ihličia je vo výhonkoch dorastajúceho ihličia, ktorý obsahuje vitamín C.
V zásade sa ihličie zbiera v jarnom období. Bežné sa výhonky pomleli alebo podrvili. Po rozdrvení na prášok sa vypijú ako bylinkový čaj. Pomáha pri únave, nervozite a zvyšuje krvný obeh. Okrem týchto výhod sa tiež označuje ako antibiotikum. Smrekový bylinkový čaj užíva aj ten, kto trpí bronchitídou, angínou a chrípkou ( Sõrm, H. 2015). Okrem toho je smreková živica cennou látkou pri liečbe chronických rán. Chronická rana je mimoriadne nebezpečné infekčné ochorenie, ktoré sa vôbec nedá vyliečiť. Zapojením rôznych akademických výskumníkov Fínsko študovalo ďalej od roku 2002 do roku 2013 sa zameriavajú najmä na hojenie rán a jej antimikrobiálne látky. Dôvodom skúmania v tejto konkrétnej oblasti je, že liečba chronických rán je nesmierne nákladná a táto infekčná choroba celosvetovo spôsobila mnoho ľudí. Neskôr sa im podarilo uspieť s uskutočniteľnými liečebnými plánmi a tiež veľmi nákladovo efektívnymi (Jokinen, JJ & Sipponen, A. 2013).
Až v roku 2010 bol na Slovensku zaregistrovaný patent, SK5436Y1, opisujúci extrakciu metabolitov zo smrekových výhonkov formou prirodzenej fotosyntézy. Týmto spôsobom dochádza k minimalizácii strát prchavých látok, k rozkladu oligosacharidov a zamedzeniu oxidácii extraktu, vplyvom enkapsulácie látok do cukrov.
Kozmetika
Smrek je v súčasnosti považovaný za biohospodársky zdroj pre svoj ekologický výrobný faktor. Tovar vyrobený zo smrekov je označovaný ako najlepšia ekonomika vďaka svojim biologickým obnoviteľným zdrojom. Smreková živica je jednou z látok, ktoré pochádzajú zo smrekovcov. Táto látka sa používa v niektorých kozmetických spoločnostiach, ako je napríklad aróma v Spojených štátoch. liečenie rôznych kožných problémov. Vo Fínsku je málo začínajúcich kozmetických spoločností, ktoré vyrábajú rôzne pleťové produkty zo smrekových živíc.
Smreková živica má mimoriadne jemný olej a organické živicové kyseliny, ktoré obsahujú stovky antioxidantov a flavonoidov. Z týchto organických zlúčenín je jasne poznať, že používanie produktov zo živíc pomáha pri poškodení kože. Ďalej má široké využitie pri liečbe mnohých foriem kožných problémov, ako sú popraskanie tváre a rúk, pier, vyrážky, spálenie od slnka, suchá koža, suchá kožtička, ale aj pľuzgiere (Solomon, D. 2017). Vo Fínsku pred niekoľkými rokmi výskumníci pracovali na smrekových živiciach, kde len málo spoločností dokázalo uviesť na trh nové produkty. Karelia Arctic Oy v roku 2016 založila novú spoločnosť s názvom Pihqa balzam. Zistili, že smrekové živice majú mnoho výhod, pokiaľ ide o liečivé vlastnosti pokožky. Pihqa je pomerne známa spoločnosť, ktorá vyrába rôzne pleťové produkty bez obsahu alkoholu alebo rozpúšťadiel. Hovorí sa, že pri zbere živice neboli zničené žiadne stromy. Preto má smrekové ihličie významné uplatnenie pri regenerácii kože (Solomon, D. 2017).
Smrek
ihla
nápojov
Smrekové ihličie sa zbiera na výrobu alkoholických a nealkoholických nápojov. Pretože má široké spektrum výhod v rôznych formách ľudského života. Ľudia v Estónsku extrahujú šťavu zo smrekového ihličia kvôli jej zdravotným výhodám, ako je rakovina, opuchy a iné infekčné choroby. V dňoch 18. a 19
storočia mali Severná Amerika, Anglicko a niektoré časti Európy tradičné pivovarnícke ťaženie zo smrekového ihličia. Pili sa ako bylinná liečba, tak aj na rekreačné účely (Rail, E. 2019). Vzhľadom na cenné produkty smrekového ihličia majú veľké trhy potenciálne využitie v mnohých oblastiach, ako už bolo spomenuté, a mohli by nahradiť aj syntetické chemikálie. Chemikálie na báze výťažkov a ich suroviny by mohli nahradiť fosílne suroviny, ktoré pomáhajú pri výrobe palivových prísad, mazív a podobne.
EXPERIMENTÁLNY
POSTUPY
Počas výskumu sa robili rôzne metódy experimentu s použitím rôznych postupov, čo je jasne vysvetlené nižšie. Tento experiment by nemohol byť možný bez správnych pokynov, ako používať rôzne chemikálie v správnom poradí a tiež bez správneho vedenia.
Predúprava
s
smrekovec
ihly
Predúprava je všeobecne definovaná ako chemická alebo mechanická úprava niečoho pred jeho použitím. Predúprava umožňuje separovať biomasu takým spôsobom, ktorý uľahčuje ďalšie kroky v laboratóriu. Je to prvý krok k vykonaniu následných procesov, a preto sa vo väčšine prípadov berie ako predchádzajúca metóda. V závislosti od požadovaných produktov sa používajú rôzne metódy predbežnej úpravy. V tomto prípade je spôsob predúpravy mechanický, kde sa veľkosť biomasy zmenšuje mechanicky. Zmenšenie veľkosti je jedným z prevažne často používaných prostriedkov mechanickej predúpravy.
Najprv sa z lesa vyzbieralo smrekové ihličie a donieslo sa do laboratória. Ihly boli odrezané od stonky bez zmiešania odpadových produktov. Po narezaní jemného ihličia sa zhromaždilo do nádoby a vložilo do mrazničky na 3 až 4 dni. Preto sa nazývali lyofilizované ihličie. Potom nasledovalo ďalšie mletie ihiel, aby sa zmenšila veľkosť biomasy. Počiatočná veľkosť ihiel bola asi 3-4 mm, ktorá sa potom zmenšila na 0,5 mm až 1 mm. Mechanická predúprava má rôzne metódy redukcie veľkosti, ako sú kladivové mlyny, miešané mlyny, odstredivé mlyny, guľové mlyny, rezacie mlyny atď. Mlyny, ktoré som v tomto procese použil, boli rezacie mlyny. Rezacie mlyny majú rotor vo vnútri mlyna, ktorý sa otáča vysokou rýchlosťou, ktorý je spojený s čepeľami a reže sa na drobné častice, ako je vlákno. Potom sa znova uchovával v mrazničke, aby vlhkosť zostala nezmenená. Nakoniec boli brúsené ihly spracované v laboratóriu s cieľom zistiť chemické zloženie a extrakčné látky.
Extrakcia
riešenia
s
acetón
a
hexán
Teraz sa na identifikáciu chemických zlúčenín použila extrakcia rôznymi rozpúšťadlami. Acetón a hexán boli hlavné rozpúšťadlá používané na analýzu neznámych zlúčenín zo smrekového ihličia. Keď Soxhlet
Prístroj bol pripravený, 150 ml acetónu sa nalialo do banky s guľatým dnom s rozomletým čerstvým smrekovým ihličím. Rovnakým spôsobom bola v rovnakom zariadení nastavená extrakcia hexánom. Celý experiment prebiehal 4 hodiny. Teplota bola udržiavaná, aby sa vytvorila akákoľvek príčina. Nakoniec boli obe extrakcie pripravené a roztoky z acetónu a hexánu sa odobrali na GC analýzu.
Po príprave acetónových a hexánových roztokov sa potom pripravil na GC analýzu. Teraz sa 3 ml acetónového a hexánového roztoku naliali do skúmaviek pomocou pipety. Vzorky pipety sa vysušili v digestore použitím jemného prúdu plynného N2 pri teplote miestnosti. Keď bola kvapalina v skúmavkách úplne vysušená, malé množstvo zlúčenín sa usadilo na dne. Vysušené vzorky na dne skúmaviek sa považovali za extraktívne skupiny s voľnými jednotlivými zlúčeninami. Zvyšok viditeľný na dne bol silylovaný rozpustením s ďalšími nasledujúcimi zlúčeninami, ako je pyridín a BSTFA a TMCS. Ďalej sa do oboch skúmaviek pridalo 0,7 ml pyridínu. Neskôr sa zmes preniesla do fľaštičky. Aby bola silylácia úplná, do liekovky sa vstreklo 0,7 ml zmesi BSTFA a zlúčeniny TMCS. Silylované vzorky sa príležitostne niekoľko minút pretrepávali a potom sa udržiavali v peci pri teplote 60 stupňov Celzia, aby sa zmes úplne rozpustila. Nakoniec boli tieto vzorky odoslané do GCMS, aby sa zistili kvalitatívne chemické zlúčeniny.
GCMS
Keď boli vzorky pripravené, vstrekli sa do injektora GC. Akonáhle boli vzorky vstreknuté, malé množstvo vzoriek z liekovky sa začalo deliť do kolóny. Inertný nosný plyn, ktorým bolo hélium, sa privádzal z plynovej fľaše do GC, aby vzorka prúdila cez kolónu a do detektora. Vzorka z ampulky sa kauzálne vstrekla do vyhrievaného vstrekovacieho otvoru, ktorý sa pomaly odparil a pomocou nosného plynu sa odniesol do kolóny. Hneď ako vzorky prešli kolónou, začalo sa s izoláciou zlúčenín vo vnútri kolóny. Kapilárna kolóna bola 30 m dlhá s priemerom 0,25 mm. Vzorky, keď prešli cez kapilárnu kolónu, boli potom potiahnuté stacionárnou fázou 0,25 mikrónu. Čím dlhší je stĺpec, tým lepšie bude oddelenie. Zlúčeniny prúdiace cez kolónu boli detegované detektorom. Zlúčeniny môžu byť známe podľa ich odlišného retenčného času a retenčného času, ktorý bol porovnaný s referenčnými zlúčeninami. Nakoniec sa množstvo zlúčenín videlo na počítači tak, že sa objavili odlišné spektrá.
C
výpočty
Z experimentu boli získané rôzne údaje použitím rôznych metód, ktoré by pomohli určiť chemické zloženie smrekového ihličia. Získané údaje v každom experimente ukážu, koľko percent jednotlivých zlúčenín má.
Vlhkosť
obsahu
Dve vzorky sa odvážili a sušili cez noc v sušiarni.
S. N |
Navážka porcelánového téglika (bez vzorky) |
Odvážte vzorku pred sušením (lyofilizované smrekové ihličie) |
Odváženie vzorky po vysušení (porcelánový kelímok ble + vzorka) |
1. |
47, 7192 g |
2,0325 g |
48, 9326 g |
2. |
46 0076 g |
2 0094 g |
47, 2009 g |
Z tabuľky sa obsah vlhkosti vypočíta takto:
Počiatočné
vzorka
= 2,
0325
g
Konečná vzorka = 49, 7517 g – 48, 9326 g
= 0,8191 g
Obsah vlhkosti (%) = 𝑤𝑤𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ𝑡 𝑜𝑓𝑑𝑟𝑦 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒 ∗ 100 %
𝐼𝑛𝑖𝑡𝑖𝑎𝑙 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒
= 0 , 8191 𝑤𝑤 ∗ 100 %
2 0325 𝑤𝑤 _
= 40, 30 %
Počiatočné
vzorka
= 2,
0094
g
Konečná vzorka = 48, 0170 g – 47, 2009 g
= 0,8161 g
Obsah vlhkosti (%) = 𝑤𝑤𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ𝑡 𝑜𝑓 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒 ∗ 100 %
𝐹𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒
= 0 , 8161 𝑤𝑤 ∗ 100 %
2 , 0094 𝑤𝑤
= 40, 61 %
Priemerný obsah vlhkosti je teda 40,46 %.
Ash
obsahu
Na začiatku bola odobratá hmotnosť porcelánového téglika a tiež zmeraná hmotnosť vzorky. Štandardná hmotnosť vzorky bola 1,5 g. Po zmeraní hmotnosti vzoriek boli vzorky umiestnené do muflovej pece. Na dokončenie tohto experimentu nasledovali rôzne kroky, ako napríklad zostup z izbovej teploty bol udržiavaný na 105 stupňoch Celzia a potom bol udržiavaný 12 minút. Druhým krokom bolo zvýšenie rampy na teplotu 250 stupňov Celzia rýchlosťou 10 stupňov Celzia za minútu. Neskôr sa udržiavala 30 minút pri rovnakej teplote. Po tretie, rampa sa opäť zvýšila na 575 stupňov Celzia na 3 hodiny. Nakoniec sa vzorka vybrala z muflovej pece, pričom teplota klesla na 105 stupňov Celzia. Musel som dať svoje vzorky cez noc, aby som dosiahol očakávané výsledky, ktoré im umožnili úplne sa zmeniť na popol. Téglik so vzorkami sa ochladil v exsikátore a znova sa odmerala hmotnosť.
Obsah popola sa vypočíta takto:
S. N |
Hmotnosť porcelánových téglikov |
Hmotnosť vzoriek _ |
Hmotnosť vzoriek po vysušení |
1. |
19 5018 g |
1,5083 g |
19, 5340 g |
2. |
19, 8324 g |
1,4999 g |
19, 8832 g |
Pomocou vyššie uvedených hodnôt sa vypočíta obsah popola.
Ash
obsahu
(%)
=
𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ𝑡
𝑜𝑓
𝑑𝑟𝑦
𝑎𝑠ℎ
𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ𝑡 𝑜𝑓 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒
* 100 %
= 19 , 5340 𝑤𝑤−19 , 5018𝑤𝑤 ∗ 100 %
1 , 5083𝑤𝑤
= 2,13 %
Ash
obsahu
(%)
=
𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ𝑡
𝑜𝑓
𝑑𝑟𝑦
𝑎𝑠ℎ
𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ𝑡 𝑜𝑓 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒
* 100 %
= 19 , 8832 𝑤𝑤−19 , 8324 𝑤𝑤 ∗ 100 %
1 , 4999𝑤𝑤
= 3,38 %
Priemerný obsah popola je teda 2,75 %.
Výťažky
Extrakciu je možné extrahovať pomocou Soxhletovho extrakčného prístroja s pomocou rozpúšťadla, acetónu. A dokončenie celého procesu trvá 4 hodiny. Prvá vec je odobrať vzorky a hmotnosť
náprstky pred začatím experimentu. Robí sa duplicitne, aby bolo možné čeliť následkom. Hmotnosť štandardnej vzorky bola 4 gramy.
S. N |
Váženie vzoriek _ |
Váženie náprstok _ |
1. |
4,0552 g |
3,4855 g |
2. |
4,0592 g |
2,8893 g |
Po 4 hodinách extrakčného procesu sa rozpúšťadlo v banke s guľatým dnom prenieslo do rotačnej odparky, aby sa odparilo. Extrakty budú viditeľné na dne, ktoré sa potom naleje do misky. Extrakty sa nechali v digestore, aby sa odparili. Potom sa dal ďalej preniesť do sušiarne, aby sa úplne vysušil počas jednej hodiny pri 105 stupňoch Celzia. Nakoniec sa ochladilo v exsikátore.
S. N |
Odvážte misku _ |
Odvážte misku + výťažky (po vysušení pri) |
Naváženie vzoriek z nich _ ble (po vysušení) |
1. |
2 4700 g |
2,9858 g |
5,4496 g |
2. |
2,4671 g |
2,9877 g |
4,8409 g |
Obsah extraktu sa vypočíta takto:
Výťažky
(%)
=
𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ
𝑜𝑓
𝑑𝑖𝑠ℎ
𝑎𝑛𝑑
𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑒𝑠−𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ
𝑜𝑓
𝑑𝑖𝑠ℎ
∗
100%
𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ𝑡 𝑜𝑓 𝑜𝑣𝑒𝑛 𝑑𝑟𝑖𝑒𝑑 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙
Tu je hmotnosť vzorky vysušenej v sušiarni 59,70 % zo 4,0552 g.
Výpočet vlhkosti hovorí, že 40, 30 % je vlhkých a 59, 70 % je vysušených. Preto sa vzorka vysušená v peci počíta s týmto výsledkom.
Takže váha vzorky vysušenej v peci = 59 , 70 ∗ 4, 0552 𝑔
100
= 2,4209 g
Teraz bude vzorka suchá v peci = 4,0552 g – 2,4209 g
= 1,6342 g
teda
Výťažky (%) = 𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ 𝑜𝑓 𝑑𝑖𝑠ℎ 𝑎𝑛𝑑 𝑒𝑥𝑡𝑤ℎ−−𝑟𝑎𝑐𝑣− 𝑖𝑤𝑤ℎ 𝑜𝑓 𝑑𝑖𝑠ℎ ∗ 100 %
𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ𝑡 𝑜𝑓 𝑜𝑣𝑒𝑛 𝑑𝑟𝑖𝑒𝑑 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙
= 2 , 9858 𝑤𝑤−2 , 4700 𝑤𝑤 ∗ 100 %
1 , 6342 𝑤𝑤
= 31,56 %
Výťažky
(%)
=
𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ
𝑜𝑓
𝑑𝑖𝑠ℎ
𝑎𝑛𝑑
𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑒𝑠−𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ
𝑜𝑓
𝑑𝑖𝑠ℎ
∗
100%
𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ𝑡 𝑜𝑓 𝑜𝑣𝑒𝑛 𝑑𝑟𝑖𝑒𝑑 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙
zistime hmotnosť vzorky vysušenej v sušiarni, ktorá je 59,39 % zo 4. 0592 g.
= 59,39 * 4 0592 g _ _ _
100
= 2,4107 g
Teraz bude vzorka suchá v peci = 4,0592 g – 2,4107 g
= 1,6485 g
teda
Výťažky (%) = 𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ 𝑜𝑓 𝑑𝑖𝑠ℎ 𝑎𝑛𝑑 𝑒𝑥𝑡𝑤ℎ−−𝑟𝑎𝑐𝑣− 𝑖𝑤𝑤ℎ 𝑜𝑓 𝑑𝑖𝑠ℎ ∗ 100 %
𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ𝑡 𝑜𝑓 𝑜𝑣𝑒𝑛 𝑑𝑟𝑖𝑒𝑑 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙
= 2 , 9877 𝑤𝑤−2 , 4671 𝑤𝑤 ∗ 100 %
1 , 6485 𝑤𝑤
= 31,58 %
Priemerný obsah vlhkosti je teda 31,60 %.
Predpokladá sa, že obsah vlhkosti z 1 g vzoriek bez extraktov, ktoré sú z náprstku po experimente.
Počiatočná hmotnosť vzorky = 1,0053 g hmotnosť téglika = 80,1707 g
Konečná hmotnosť s téglikom = 79, 2439 g
Takže po vysušení je hmotnosť = 80, 1707 g – 79, 2429 g
= 0,9278 g
Obsah vlhkosti (%) = 𝑤𝑤𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ 𝑜𝑓 𝑑𝑟𝑖𝑒𝑑 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒
𝑤𝑤𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ 𝑜𝑓 𝑖𝑛𝑖𝑡𝑖𝑎𝑙 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒
∗ 100 %
= 0 , 9278 𝑤𝑤 ∗ 100 %
1 , 0053𝑤𝑤
= 92, 29 %
Lignin
Hmotnosť bola odobratá zo vzoriek bez extrakcie. Vzorky sa zahrievali vo vodnom kúpeli pridaním 4 ml 72 % roztoku H 2 SO 4 v skúmavke. Vodný kúpeľ sa udržiaval na teplote 30 stupňov Celzia. Dokončenie experimentu trvalo jednu hodinu. Zahriate vzorky sa miešali pohárom v intervale niekoľkých minút, takže sa dali veľmi dobre rozpustiť. Koniec koncov, vzorky boli prenesené do
banka pre autokláv. Potom sa zmiešal so 112 ml destilovanej vody. Zmes sa umiestnila do autoklávu pri 112 stupňoch Celzia na jednu hodinu spolu s 1 bar. Potom bol pripravený na filtráciu. Asi 100 ml horúcej destilovanej vody sa pridalo ku vzorkám, ktoré sa uchovávali v autokláve, aby sa zo vzoriek odstránil všetok v kyseline nerozpustný lignín. Tieto vzorky sa odobrali na filtráciu a potom sa uchovávali v sušiarni cez noc pri 105 ± 3 stupňoch Celzia. Nakoniec boli vzorky vysušené a odobraté na meranie.
S. N |
Váženie vzoriek ( vzorky bez extraktov) |
Odváženie banky s filtračným papierom (bez vzorky) |
Odvážte banku s filtračným papierom a vzorkami (po sušenie) |
1. |
201, 6 mg (0,2016 g) |
30, 3584 g |
30, 3896 g |
2. |
208,5 mg ( 0,2085 g) |
19, 6583 g |
19, 6896 g |
Teraz sa stanoví množstvo lignínu nerozpustného v kyseline (AIL),
DRUHÝ
(%)
=
𝐹𝑖𝑙𝑡𝑒𝑟𝑒𝑑
𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑
𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑢𝑒
𝑤𝑤𝑖𝑡ℎ
𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒−𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ
𝑜𝑓
𝑓𝑖𝑙𝑡𝑒𝑟
𝑎𝑛𝑑
𝑓𝑙𝑎𝑠𝑘
∗
100
%
𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ 𝑜𝑓 𝑜𝑣𝑒𝑛 𝑑𝑟𝑖𝑒𝑑 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒
= 30 , 3896 𝑤𝑤−30 , 3584 𝑤𝑤 92 , 29 % 𝑜𝑓 0 , 2019 𝑤𝑤
* 100 %
Tu sa hmotnosť vzorky vysušenej v sušiarni vypočíta ako 92,29 % obsahu vlhkosti zo vzoriek bez extrakcie vynásobených počiatočnou vzorkou lignínu.
= 0 . 0312 𝑤𝑤 ∗ 100 %
0 , 1839 𝑤𝑤
= 16, 77 %
DRUHÝ
(%)
=
𝐹𝑖𝑙𝑡𝑒𝑟𝑒𝑑
𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑
𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑢𝑒
𝑤𝑤𝑖𝑡ℎ
𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒−𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ
𝑜𝑓
𝑓𝑖𝑙𝑡𝑒𝑟
𝑎𝑛𝑑
𝑓𝑙𝑎𝑠𝑘
∗
100%
𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ 𝑜𝑓 𝑜𝑣𝑒𝑛 𝑑𝑟𝑖𝑒𝑑 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒
= 19 , 6896 𝑤𝑤−19 , 6583 𝑤𝑤 92 , 29 % 𝑜𝑓 0 , 2085𝑤𝑤
* 100 %
= 16, 27 %
Priemerný obsah lignínu je teda 16,52 %.
Holocelulóza
Hmotnosť štandardnej vzorky bez extraktov bola 1,5 g. Vzorka sa naliala do Erlenmeyerovej banky. Pridalo sa asi 48 ml horúcej destilovanej vody. Potom sa do tej istej banky opäť pridalo 0,3 ml kyseliny octovej a 0,75 g chloritanu sodného. Zmes sa zahrievala vo vodnom kúpeli na 70 stupňov Celzia a občas sa pretrepala, aby sa úplne premiešala. Každú 1 hodinu sa do banky pridalo dvakrát 0,3 ml kyseliny octovej a 0,75 g chloritanu sodného. Počas reakcie bolo hrdlo banky zakryté. Táto reakcia bola ukončená za 4 hodiny a potom sa banka konečne vybrala na ochladenie vo vodnom kúpeli.
Po zahrievaní zmesi počas 4 hodín sa pevný zvyšok prefiltroval. Pred filtračným procesom bola banka obsahujúca zmes vložená do centrifúgy, aby sa oddelili častice, čo umožnilo ľahké odfiltrovanie rozpúšťadla. Pri filtrovaní zvyšku sa malo premyť všetko, čo zostalo v banke a tiež kým sa neodstránilo žlté sfarbenie. Nakoniec sa pevný zvyšok premyl acetónom a sušil v sušiarni pri 105 stupňoch Celzia cez noc.
S. N |
Váženie vzoriek bez extraktov |
Odvážte nádobu _ _ bez vzoriek (na filtráciu) |
Váženie sušených vzoriek |
1. |
1,5013 g |
45, 8213 g |
46, 5204 g |
2. |
1,5007 g |
48, 4930 g |
49, 1944 g |
Teraz sa množstvo holocelulózy určí ako, hmotnosť holocelulózy = 46, 5204 g – 45, 8213 g
= 0,6991 g
to,
Holocelulóza
(%)
=
𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ
𝑜𝑓
ℎ𝑜𝑙𝑜𝑐𝑒𝑙𝑙𝑙𝑜𝑠𝑒
𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ 𝑜𝑓 𝑑𝑟𝑖𝑒𝑑 𝑜𝑣𝑒𝑛 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒
∗ 100 %
= 0 , 6991 𝑤𝑤
92 , 29 % 𝑜𝑓 1 , 5013 𝑤𝑤
∗ 100 %
= 50, 45 %
Hmotnosť holocelulózy = 49, 5204 g – 48, 4930 g
= 0,7014 g
Holocelulóza
(%)
=
𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ
𝑜𝑓
ℎ𝑜𝑙𝑜𝑐𝑒𝑙𝑙𝑢𝑙𝑜𝑠𝑒
𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ 𝑜𝑓 𝑜𝑣𝑒𝑛 𝑑𝑟𝑖𝑒𝑑 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒
∗ 100 %
= 0 , 7014 𝑤𝑤
92 , 29 % 𝑜𝑓 1 , 5007 𝑤𝑤
∗ 100 %
= 50, 64 %
teda
Priemerná holocelulóza = 50 , 45 % +50 , 64 %
2
= 50, 54 %
Celulóza
Najprv sa z holocelulózy odobralo 0,5 g štandardnej vzorky. Potom sa 25 ml 17,5 % NaOH nalialo do 250 ml Erlenmeyerovej banky. Holocelulóza sa úplne premiešala, aby sa dispergovala v banke. Miešadlo sa potom odstránilo a premylo sa 5 ml 17,5 % NaOH, aby celkový obsah činidla v banke bol 30 ml. Znovu sa dôkladne premiešalo sklenenou tyčinkou, aby sa zmes dispergovala v banke. Zmes sa udržiavala vo vodnom kúpeli pri teplote 25 stupňov Celzia. Po 30 minútach od prvého pridania NaOH
reakčného činidla, opäť sa pridalo 30 ml destilovanej vody a dôkladne sa premiešalo sklenenou tyčinkou. Banka sa udržiavala ďalších 30 minút. Potom bola suspenzia veľmi dobre premiešaná a pripravená na filtráciu. Pevný zvyšok sa premyl destilovanou vodou a potom sa pridalo 15 ml 10 % kyseliny octovej. Nakoniec sa premyje 400 ml destilovanej vody. Potom sa pevný zvyšok sušil cez noc pri 105 stupňoch Celzia a zmerala sa hmotnosť.
S. N |
Hmotnosť pohára bez vzorky |
Hmotnosť vzoriek _ _ _ |
Hmotnosť nádoby so vzorkami ( z- sušenie ) |
1. |
11, 4252 g |
0,5017 g |
11, 6134 g |
2. |
11, 6241 g |
0,5061 g |
11, 8965 g |
Teraz sa stanoví obsah celulózy,
Celulóza
(%)
=
𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ𝑡
𝑜𝑓
𝑐𝑒𝑙𝑙𝑢𝑙𝑜𝑠𝑒
𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ𝑡 𝑜𝑓 ℎ𝑜𝑙𝑜𝑐𝑒𝑙𝑙𝑢𝑙𝑜𝑠𝑒
∗ 100 %
= 11 , 6134 𝑤𝑤−11 , 4252 𝑤𝑤 ∗ 100 %
0 , 5017𝑤𝑤
= 37,51 %
Celulóza
(%)
=
𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ𝑡
𝑜𝑓
𝑐𝑒𝑙𝑙𝑢𝑙𝑜𝑠𝑒
𝖶𝑒𝑖𝑤𝑤ℎ𝑡 𝑜𝑓 ℎ𝑜𝑙𝑜𝑐𝑒𝑙𝑙𝑢𝑙𝑜𝑠𝑒
∗ 100 %
= 11 , 8965 𝑤𝑤−11 , 6241 𝑤𝑤 ∗ 100 %
0 , 5061𝑤𝑤
= 53, 82 %
Priemerná celulóza je teda 45,65 %.
hemicelulóza
Obsah hemicelulózy sa získal odčítaním obsahu a-celulózy od obsahu holocelulózy.
Tu platí, že hmotnosť hemicelulózy = Hmotnosť holocelulózy – hmotnosť celulózy
= 0,5061 g – 0,2724 g
= 0,2337 g
Ak chcete získať sumu v percentách = 0 , 2337𝑤𝑤 ∗ 100 %
0 , 5061𝑤𝑤
= 46, 17 %
VÝSLEDKY
Smrekové ihličie má chemické zloženie rôznych zložiek, ktoré v nich možno nájsť s rôznym chemickým obsahom. V TABUĽKE 3 uvádza zloženie smrekového ihličia z acetónu počas obdobia experimentu.
TABUĽKA 3: Chemické zloženie smrekového ihličia
S. N |
Chemické zloženie |
Chemický obsah (%) |
1. |
Obsah popola |
2, 8 |
2. |
Výťažky |
31, 6 |
3. |
Lignin |
16, 5 |
4. |
Holocelulóza |
50, 5 |
5. |
α-celulóza (celulóza) |
45, 6 |
6. |
hemicelulóza |
46, 2 |
Hexán je ďalšie rozpúšťadlo používané na identifikáciu extraktov zo smrekového ihličia. Akonáhle sa vzorka vstrekne do GCMS, začne ukazovať rôzne zlúčeniny, ktoré kolíšu v spektrách. Funguje tiež ako acetón. Zlúčeniny s vyššou teplotou varu vrie rýchlejšie ako s nižšou teplotou varu. Na základe bodov varu sa na monitore objaví odlišný chromatograf popri vysokých a nízkych vrcholoch. Na tomto všetkom záleží, pričom najdôležitejšiu úlohu v tejto analýze zohráva retenčný čas. Retenčný čas meria čas potrebný na to, aby zlúčenina prešla kolónou a neskôr sa ukáže na chromatografe. Výťažky zo smrekového ihličia v hexánovom rozpúšťadle sú znázornené na GRAFII 1.
GRAF 1: Výťažky z ihličia smrekového z hexánu
Po experimentovaní v GCMS sú známe rôzne chemické zlúčeniny. Z viac ako sto zlúčenín sú niektoré z nich uvedené nižšie v TABUĽKE 4.
TABUĽKA 4: Zlúčeniny ako mastné kyseliny a živice z extrakcie acetónom
S. N |
Čas uchovávania (minúty ) |
zlúčeniny |
Pravdepodobnosť (%) |
1. |
10 998 _ |
Acetofenón |
32, 9 |
2. |
13, 672 |
4-(1-hydroxyetenyl)fenol |
71,0 _ |
3. |
16, 887 |
Kyselina vanilka |
77, 5 |
4. |
18, 412 |
3- Vanilkový propanol |
81 |
5. |
27, 901 |
Kyselina hexadecénová |
96, 7 |
6. |
32, 71 |
Phytol |
58 |
7. |
33, 249 |
Kyselina liolová |
51, 4 |
8. |
33, 371 |
Kyselina a-linolová |
59, 1 |
9. |
33, 524 |
Kyselina olejová |
66, 7 |
10. |
37, 34 |
Kyselina dehydroabietová |
45, 5 |
11. |
51, 568 |
Kyselina tetradekánová , hexadecylester |
22, 2 |
Teraz s použitím roztoku acetónového rozpúšťadla sa v plynovej chromatografii nachádzajú rôzne komplexné zlúčeniny. Hoci je ťažké poznať zlúčeniny v reálnom živote, GCMS pomáha identifikovať neznáme zlúčeniny, ktoré majú stále významné uplatnenie v mnohých formách. Na chromatografe je možné vidieť, že; graf kolíše podľa retenčného času. Je to preto, že vyššie teploty varu zlúčenín majú nízky vrchol a nižšie teploty varu zlúčenín majú vysoké teploty varu. Preto sú vrcholy usporiadané priamo úmerne teplote zlúčenín. Čo je najdôležitejšie,
neznamená to, že všetky zlúčeniny s vyššou teplotou varu musia byť na začiatku pri chromatografii varené. Niektorým zlúčeninám trvá kratšie obdobie, kým úplne uvaria, takže sa môžu objaviť neskôr v chromatografe. Výťažky smrekového ihličia z acetónu sú znázornené na GRAFII 2.
GRAF 2: Výťažky z ihličia smrekového z acetónu
V smrekových ihličkách môžu byť stovky rôznych zlúčenín. Tu sú niektoré predbežné zlúčeniny analyzované v plynovej chromatografii. V TABUĽKE 5 demonštruje extraktívne látky z ihličia smrekového.
TABUĽKA 5: Zlúčeniny ako glukóza a fenolové kyseliny s použitím acetónového rozpúšťadla
S. N |
Čas uchovávania (minúty ) |
zlúčeniny |
Pravdepodobnosť (%) |
1. |
7 737 _ |
Glycerol |
87, 9 |
2. |
8 081 _ |
kyselina butándiová |
82, 3 |
3. |
8 722 _ |
Kyselina glycerová |
85, 1 |
4. |
10, 959 |
Acetofenón |
33, 1 |
5. |
14, 206 |
kyselina p-hydroxybenzoová |
56, 9 |
6. |
15, 424 |
2,5-dihydroxyacetofenón |
47, 1 |
7. |
19, 081 |
kyselina 1-cyklohexán-1-karboxylová |
77, 9 |
8. |
34, 548 |
Kyselina hexadecénová |
33, 1 |
ZÁVERY
A
DISKUSIE
Hlavným cieľom tohto výskumu bolo rozlíšiť chemické zloženie, konkrétne výťažky z ihličia smrekového. V dôsledku toho by tento výskum nebol možný bez preskúmania multidisciplinárnych štúdií s mojimi supervízormi. Experiment bol vykonaný s cieľom izolovať extraktívne látky zo smrekového ihličia. Surové ihly boli hlavnými materiálmi môjho výskumu na klasifikáciu chémie za tým. Ihly sa najskôr zozbierali a vykonali v laboratóriu na ďalšie spracovanie. Okrem toho bola extrakčná metóda integrovaná s polárnymi a nepolárnymi rozpúšťadlami, tj acetónom a hexánom. Počas experimentu boli použité rôzne prevádzkové podmienky, ako je časový interval extrakcie, presná teplota, rozpúšťanie zlúčenín a správne vybavenie. Extrahovaný roztok získaný z dvoch rôznych rozpúšťadiel sa analyzoval pomocou plynovej chromatografie a hmotnostnej spektroskopie.
Použitie dvoch rôznych rozpúšťadiel, polárneho a nepolárneho, má podstatný vplyv na získanie výsledkov extrakcie. Aj keď suroviny použité v tomto experimente zostali nezmenené, ale stále viedli k rôznym extrakčným látkam, čo bolo zrejme dôvodom rôznych vlastností rozpúšťadiel. Napriek tomu rôzne prevádzkové podmienky nemajú nič spoločné s výsledkami extrakcie, ale môžu mať určitý vplyv na celkové množstvo extraktov. Nakoniec bola identifikovaná analýza plynovou chromatografiou, ktorá ukazuje charakteristické chemické zlúčeniny v rôznych bodoch varu, chemickú štruktúru a adsorpčnú schopnosť zlúčenín zodpovedajúcu retenčnému času. Teplota injektora sa udržiavala na 280 °C v závislosti od teploty varu rôznych chemických zlúčenín. Preto má nižší bod varu vysoký vrchol a vyšší bod varu nízky vrchol v chromatografe. Nakoniec boli rôzne komplexné chemické zlúčeniny izolované kontaktovaním polárnych a nepolárnych rozpúšťadiel vo vhodných experimentálnych podmienkach.
LITERATÚRA
Alén, R. 2011. Biorafinácia lesných zdrojov. 20. vydanie . Bookwell Oy, Porvoo, Fínsko. Papiere a Puu Oy.
Anttila, P., Routa, J., Brännstorm, H., Mäkinen, M., Jänis, J., & Asikainen, A. 2017. Drevné extrakty z fínskej borovice, smreku a brezy- dostupnosť a optimálne zdroje zlúčenín. Dostupné : http://jukuri.luke.fi/bitstream/handle/10024/540829/luke-luobio_73_2017.pdf.pdf?sequence=1&isAl-lowed=y . Prístupné 19. júna 2019
Andrade, JN, Costa Neto, EM & Brandao, HN 2015. Používanie ichtyotoxických rastlín ako bioinsekticídu: Prehľad literatúry. Dostupné: https://www.researchgate.net/publication/283699499_Using_ichthyo-toxic_plants_as_bioinsecticide_A_literature_review . Prístupné 25. júna 2019
Abe, K., Maher, P., & Akaishi, T. 2006. Flavonoid fisetín podporuje dlhodobú potenciáciu závislú od ERK a zlepšuje pamäť. Dostupné: https://www.pnas.org/content/103/44/16568. Prístupné 22. júla 2019
Aryal, S. 2018. Plynová chromatografia- Princíp, prístrojové vybavenie, postup, aplikácie, výhody, obmedzenia. Dostupné: https://microbnotes.com/gas-chromatography/ . Sprístupnené 10. júla 2019
Bédué, O., Wertz, J., & Mercier, JP (2010). Veda a technológia o celulóze. Dostupné: https://ebookcentral.proquest.com . Sprístupnené 3. júna 2019
Baker, PGL, Richards, H., & Iwuoha, E., 2012. Polysulfónové membrány modifikované kovovými nanočasticami na použitie pri úprave západnej vody. Dostupné : https://www.researchgate.net/publica- tion/235407157_Metal_Nanoparticle_Modified_Polysulfone_Membranes_for_Use_in_Wastewater_Treatment_A_Critical_Review . Sprístupnené 10. júna 2019
Bosca, L., Heras, B., Rodriguez, B., & Villar, AM 2003. Terpenoidy: Zdroje, objasnenie štruktúry a terapeutický potenciál pri zápale. Dostupné : https://www.researchgate.net/publication/10914194_Terpenoids_Sources_Structure_Elucidation_and_Therapeutic_Potential_in_Inflammation . _ Sprístupnené 9. augusta 2019
Bilušić , T., Mrduljas, N., & Kresic, G. 2017. Polyfenoly: Potravinové zdroje a zdravotné benefity. Dostupné: https://www.researchgate.net/publication/318986939_Polyphenols_Food_Sources_and_Health_Benefits . Sprístupnené 2. júla 2019
Barron AR, & Raja, PMV 2019. Princípy plynovej chromatografie. Dostupné : https : //chem.libre- texts.org/Bookshelves/Analytical_Chemistry/Book%3A_Physical_Methods_in_Chemistry_and_Nano_Science_(Barron)/03%3A_Chromatography/03.1%3A_Principles_tog-Gas_Chromato Sprístupnené 1. septembra 2019
Chin Yiap, B., Tan, S., Ong, C., & Kah Hay, Y. 2013. Celulóza a jej aplikácia pri čistení biomolekúl. Dostupné: https://pdfs.seman- ticscholar.org/76ca/3fbc0737d64998590bf910dbcb3b6d811fe2.pdf . Prístupné 13. júla 2019
Carrasco, G. 2011. Celulózové vlákna, nanofibrily a mikrofibrily. Dostupné: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3211513/ . Prístup: 2. júna 2019
Calvo-Flores, FG, Dobado, JA, Isac-García, J., & Martín-Martínez, FJ 2015. Lignín a lignany ako obnoviteľné suroviny: chémia, technológia a aplikácie. Dostupné : https://ebookcentral.proquest.com . Prístupné 15. júna 2019
Chen H. 2014. Biotechnológia lignocelulózy: Teória a prax. Dostupné : https://books.google.fi/books?id=0tcsBAAAQBAJ&pg=PA30&lpg=PA30&dq=Cellulose+is+combined+with+carbon+(44,44%25),+hydrogen+(6,17%25)+and+oxy – gen+(49,39%25).&source=bl&ots=eX2pzQmjLb&sig=ACfU3U2deV6sIpVNxO_35B4nNzjon627Ww &hl=sk&sa=X&ved=2ahUKEwjm0Me8zenlAhWQgBYOne q=Celulóza%20je%20kombinovaná%20s%20uhlíkom %20(44,44%25)%2C% 20 vodík % 20 (6,17 % 25) % 20 a % 20 kyslík % 20 (49,39 % 25).&f=false . Prístup: 10. júna 2019
Chang, ST, Wang, SW, Wu, C., Chu, FH, Chien, SC, Kuo, YH, & Shyur, LF 2005. Chemické zloženie a antifungálna aktivita esenciálneho oleja izolovaného z chamaecyparis formosensis matsum. Drevo. Dostupné : https://www.researchgate.net/publication/239554365_Chemical_composition_and_antifungal_activity_of_essential_oil_isolated_from_Chamaecyparis_formosensis_Matsum_Wood . Prístupné 21. júla 2019
Chen, C., & Du, JR 2014. Triterpenoidný saponín. Dostupné: https://www.sciencedirect.com/topics/ag- ricultural-and-biological-sciences/triterpenoid-saponin . Prístupné 22. augusta 2019
C Eklund, P., Holmbom, BR, Eckerman, C., Hemming, J., Nisula, L., Reunanen, M., Sjöholm, R., Sundberg, A., Sundberg, K. & M Willför, S. 2003. Dostupné : https://www.researchgate.net/publication/227045346_Knots_in_trees_-_A_new_rich_source_of_lignans . Prístupné 23. júna 2019
Cerina, S., Vitina, Krastina, V., Daugavietis, M., & Miculis, J. 2011. Aplikácia extraktov smrekových ihličiek pri kŕmení brojlerových kurčiat. Dostupné : https://agronomy.emu.ee/wp-content/up-loads/2011/12/p09s221.pdf#abstract-2847 . Prístup 10. septembra
Dersarkissian, C. 2019. Jedľovec smrek. Dostupné : https://www.rxlist.com/hemlock_spruce/supplements.htm . Prístupné 25. septembra 2019
Ek, M., Gellerstedt, G., & Henriksson, G. (Eds.). (2009). Chémia dreva a biotechnológia dreva: Chémia dreva a biotechnológia dreva. Dostupné: https://ebookcentral.proquest.com . Prístupné 1. júna 2019
Eastman, RH & Kluger, RH, 2019. Izoprenoid. Dostupné : https://www.britannica.com/science/isoprenoid . Sprístupnené 20. augusta 2019
Elmore, L. 2019. Smrekový esenciálny olej. Dostupné : https://lindseyelmore.com/10-ways-to-use-spruce-es-sential-oil/ . Sprístupnené 10. augusta 2019
Fredalina Basri, D., Shelan, T., Ghazali, R., & Nallance Lim, W. 2018. Fotopretektívny účinok stilbénov a ich derivátov proti kožným poruchám vyvolaným ultrafialovým žiarením. Dostupné: https://www.researchgate.net/publication/327937366_Photoprotective_Effect_Of_Stil- benes_And_Its_Derivatives_against_Ultraviolet_Radiation-Induced_Skin_Disorders . Prístup 25
júna 2019
Falaki, F. 2019. Jednoduché techniky prípravy pre plynovú chromatografiu. Dostupné : https://www.intechopen.com/books/gas-chromatography-derivatization-sample-preparation-application/sample-preparation-techniques-for-gas-chromatography . Sprístupnené 5. augusta 2019
Ganthaler, A., Stöggl, W., Mayr, S., Kranner, I., Schüler , S., Wischnitzki, E., Maria Sehr, E., Fluch, S. & Trujillo-Moya, C. 2017. Asociácia genetika fenolických ihličnatých zlúčenín v smreku obyčajnom s premenlivou náchylnosťou k hrdzi ihličnatej. Dostupné : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5443855/ . Prístupné 28. júna 2019.
Ganthaler, A., Stöggl, W., Kranner, I. & Mayr, S. 2017. Listové fenolické zlúčeniny v smreku obyčajnom. Dostupné: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5492020/ . Prístupné 19. júla 2019
Plynová chromatografia Hmotnostná spektroskopia. Dostupné : https://www.thermofisher.com/fi/en/home/indus-trial/mass-spectrometry/mass-spectrometry-learning-center/gas-chromatography-mass-spectrometry-gc-ms-information.html . _ Prístupné 23. júla 2019
Han, G., Stokke, DD, & Wu, Q. & 2013. Úvod do dreva a kompozitov z prírodných vlákien. Dostupné: https://ebookcentral.proquest.com . Sprístupnené 2. júna 2019
Heyen, U. & Harder, J. 2000. Tvorba kyseliny geránovej, počiatočná reakcia anaeróbneho metabolizmu monoterpénov pri denitrifikácii. Dostupné: https://aem.asm.org/content/66/7/3004/figures-only. Prístup 221. augusta 2019
Huang, Z., Jiang, MY, Zhou, ZY & Xu, D. 2014. Dva nové clerodane diterpény z dodonaea viscosa. Dostupné: https://www.degruyter.com/view/j/znb.2010.65.issue-1/znb-2010-0114/znb-2010- 0114.xml . Prístupné 26. augusta 2019
Harris, DC 2007. Kvantitatívna chemická analýza. 7. vydanie . Spojené štáty americké. WH Freeman a spoločnosť.
Esenciálny olej z modrého smreka Idaho. Dostupné: https://static.youngliving.com/en- AU/PDFS/2015_PIP/Idaho_Blue_Spruce_PIP_AU.pdf . Sprístupnené 1. augusta 2019
Komplexný sprievodca metódami extrakcie esenciálnych olejov. Dostupné : https://www.newdirectionsaro-matics.com/blog/articles/how-essential-oils-are-made.html . Sprístupnené 20. augusta 2019
Jokinen, JJ & Sipponen, A. 2016. Rafinovaná smreková živica na liečbu chronických rán. Znovuzrodenie starej folklórnej terapie. Dostupné: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4827294/ . Prístupné 15. júla 2019
Perveen, S. 2018. Úvodná kapitola: Terpény a terpenoidy. Dostupné : https://www.intechopen.com/books/terpenes-and-terpenoids/introductory-chapter-terpenes-and-terpenoids . Sprístupnené 9. augusta 2019
Poole, C. (ed.). (2012). Plynová chromatografia: Plynová chromatografia. Dostupné : https://ebookcentral.proquest.com . Prístupné 22. júla 2019
Rail, E. 2019. Smrekové pivo. Dostupné: https://vinepair.com/articles/best-spruce-tip-beer/ . Prístupné 20. júla 2019
Sõrm, H. 2015. Dostupné: https://thedaughterofthesun.wordpress.com/2015/10/14/spruce-tree-uses- and-healing-properties/ . Prístupné 25. júla 2019
Solomon, D. 2017. Smreková živica zbieraná ručne vo Fínsku na liečbu rôznych kožných problémov. Dostupné: https://www.bioeconomy.fi/spruce-resin-harvested-by-hand-in-finland-to-treat-a-variety-of-skin- problems/ . Prístupné 15. júla 2019
Woodford, C. 2019. Chromatografia. Dostupné : https://www.explainthatstuff.com/chromatog-raphy.html . Sprístupnené 10. septembra 2019
