План: 1. Гипотезы образования живицы в смоляных ходах хвойных. Современная теория синтеза живицы 2. Способы подсочки лиственницы, ели, кедра и пихты 3. Технология получения и применения хлорофиллокаротиновой пасты 4. Механизированный способ заготовки пневого осмола: технология проведения работ, применяемые механизмы и оборудование 5. Правила заготовки березового сока 6. Правила сушки лекарственного сырья

1. Вопросы образования и накопления эфирных масел в хвойных растениях давно привлекают внимание исследователей. Установлено, что синтез терпеноидов (эфирных масел, смол) осуществляется в специализированных секреторных структурах — смоляных ходах и вместилищах. У сосны смоляные ходы располагаются в хвое, первичной коре, древесине. Смоляные ходы состоят из канала, выстилающего его эпителия и одного-двух слоев паренхимных клеток. До недавнего времени наибольшее внимание уделялось изучению смолоносной системы древесины в связи с практическими вопросами использования живицы. Смолоносная система древесины состоит из вертикальных и горизонтальных смоляных ходов, расположенных в сердцевинных лучах. Длина вертикальных смолоходов может достигать 50 см, диаметр — 0,08 мм, диаметр горизонтальных ходов — около 0,03 мм. Особенностью анатомического строения сосны от представителей других родов семейства сосновых является то, что клетки, выстилающие смолоходы, живые и тонкостенные. У лиственницы и ели смолоходы выстланы изнутри однослойным тонкостенным одревесневшим эпителием.

В работах П. Б. Раскатова, В. М. Еремина (1971, 1984) изложены результаты исследований смолоносных систем коры некоторых видов сосны. По данным этих авторов, в первичной коре одногодичных побегов сосны имеются основные и дополнительные ходы. У пятихвойных сосен 13 основных смоляных ходов, у двухвойных - 21. Дополнительных ходов у двухвойных сосен 5—10, у пятихвойных 20—100.Число смоляных каналов в хвоинке у различных видов сосны колеблется от 2 до 13. С появлением новых методов изучения структуры растительных клеток (в частности, электронной микроскопии) стало возможным выявить ультраструктуру смоляных ходов. Клетки эпителия смолоходов состоят из лейкопластов, эндоплазматического ретикулума, митохондрий, рибосом, ядра. Все эти элементы подвержены возрастным и сезонным изменениям.

Как же происходит биосинтез терпеноидов в клетке? Ф. Владинг, Д. Норскоут, рассматривая ультраструктуру смолоходов у сосны итальянской, предположили, что биосинтез смоляных веществ в клетке идет в такой последовательности: пластиды —>эндоплазматическая сеть —> оболочка —>смоляные вещества в канале смоляного хода. А. Е. Васильев (1977) изучил эпителиальные и сопутствующие клетки смоляных ходов хвои и первичной коры сосны обыкновенной, кедра сибирского, а также клетки смоляных ходов древесины сосны обыкновенной. Он пришел к выводу, что в синтезе терпеноидов участвуют эндоплазма, пластиды и митохондрий, из которых секрет может переходить в вакуоли или выделяться из клетки в канал смоляного хода. При этом синтез терпеноидов идет во всех частях клетки (часть — в эндоплазме, часть — в пластидах и часть — в митохондриях). Однако он не исключает участия в синтезе на отдельных этапах и других, неспециализированных, клеток из которых поступают необходимые для синтеза метаболиты. Не менее интересным является вопрос образования секрета в эпителиальных клетках. Была выдвинута гипотеза об образовании эфирных масел из спиртов, которые, дегидратируясь, превращаются в углеводороды. Сложные эфиры образуются этерификацией спиртов. В синтезе спиртов и эфиров особая роль приписывалась хлорофиллу. Считалось, что терпены могут образовываться из Сахаров через уксусный альдегид и ацетон. А. Чирх же высказал мнение, что терпены могут образовываться через аминокислоты.

О. Аскан допускает, что в растении путем энзиматических реакций могут образовываться изопреновые углеродные скелеты, которые затем могут дать терпеновые соединения, но источником получения исходных веществ для синтеза терпенов являются углеводы. А. Е. Фаворский, А. И. Лебедева (1938) полагают, что основой для синтеза терпенов являются ацетилен и ацетон, Т. Вагнер-Яурег выдвинул гипотезу о том, что исходным веществом в синтезе терпенов является изопрен. Г. В. Пигулевский (1929; 1939) считал, что терпены есть продукт распада сложных эфиров смоляных кислот:

C10H17OOC20H29=C10H16+C20H30O2;

C19H25OOC20H29=C15H24+C20H30O2.

Считается, что биосинтез секреторных терпеноидов происходит, как правило, из изопреноидов. Процесс этот сложный, состоит из нескольких биохимических реакций и идет в присутствии биокатализаторов. «В общих чертах его можно описать следующим образом. Исходным веществом (субстратом) в биосинтезе является уксусная кислота (ацетат), а также ацетилкофермент А, которые через ряд реакций превращаются в мевалоновую кислоту (мевалонат). Однако в некоторых случаях синтез мевалоновой кислоты может происходить не из ацетата, а из аминокислоты лейцина. В дальнейшем из мевалоната образуются фосфорилированные промежуточные соединения: сначала изопентенилпирофосфат («активный изопрен») и его изомер диметилаллилпирофосфат, а затем геранил — или нерилпирофосфат, его изомер. Последние два вещества являются предшественниками всех монотерпенов, а изопентенилпирофосат — всех вообще терпеноидов.

2. Подсочка лиственницы. Для смолоносной системы лиственницы характерны некоторые особенности. Во-первых, активные смоляные ходы в древесине лиственницы сконцентрированы на узком кольце заболони. К возрасту спелости толщина заболони значительно уменьшается и едва достигает 1-2 см. Во-вторых, смоловыделительная способность клеток сохраняется непродолжительное время. На второй-третий год с момента образования смоляного хода клетки его выделительного эпителия одревесневают, и активность смоляного хода резко снижается. В-третьих, выход живицы с карроподновки при подсочке лиственницы обычными способами в несколько раз меньше, чем выход ее у сосны.

С другой стороны, смолоносная система лиственницы имеет и такие особенности, которые успешно используются при подсочке. Например, наличие смоловместилищ – естественных емкостей, возникающих между годичными слоями. В каждом из таких смоловместилищ может накапливаться иногда до 500 г живицы. В зависимости от вида и условий произрастания количество смоловместилищ значительно варьирует.

Старые способы подсочки лиственницы основаны на использовании буровых каналов. Наиболее широко известны три способа подсочки лиственницы европейской: тирольский, штирийский и пьемонтский.

По причине значительного количества непродуцирующих деревьев, малого выхода живицы и большой трудоемкости, способы подсочки буровыми каналами не получили промышленного применения.

Промышленная подсочка лиственницы ведется по способу открытых поверхностных ранений в течение 3-5 лет. Для подсочки лиственницы в настоящее время предусмотрены три типовые технологические схемы.

Нагрузки деревьев каррами 60-80%. На одном стволе можно закладывать не более трех карр. Общая ширина межкарровых ремней и допустимое количество карр регламентируется правилами подсочки. Подсочка лиственницы начинается при среднесуточной температуре не ниже