Effect of Heat Treatment on the Turpentine Composition

Abstract

Resin, secreted from the coniferous tree to protect itself against biotic and abiotic factors, consists of two different fractions as turpentine and rosin. Turpentine, forming 20-30 % of resin, used in different industries such as insecticide, disinfectant, solvent, perfumery and food. In this study, effect of heat treatment on the Pinus brutia turpentine, which was commercially purchased was studied. Two different temperature (85°C – 20 min. and 120°C-10 sn) was applied to resin in a closed system.Turpentine was obtained in a Clevenger and then analysed with GC-FID ve GC-MS. In all samples 46 compound was identified and α-pinen (43,4-48,3 %) was found to be the most abundant compound The other important compounds were β-pinen (7,6-8,1 %), Δ-3caren (6,1-6,7 %) and longifolen (6,2-8,5 %). Heat treatment decreased the amount of monoterpenhydrocarbons compared to control sample. However, monoterpen-alcohol and sesquiterpen hydrocarbons were increased. Treatment time is also another factor effecting the changes

Keywords

• Resin
• Turpentine
• Pinus brutia Ten.
• Monoterpene
• Sesquiterpene.

Sıcaklığın Terebentin Kompozisyonu Üzerine Etkisi

Öz

İğne yapraklı ağaçlarca salgılanan balzam, reçine olarak adlandırılmakta ve % 20-30’luk kısmını insektisit, dezenfektan, çözücü, parfümeri ve gıda gibi birçok alanda kullanılan terebentin oluşturmaktadır. Bu çalışmada, ticari olarak temin edilen kızılçam reçinesine ait terebentin kompozisyonu üzerine sıcaklığın etkisi incelenmiştir. Kapalı sistemde 2 farklı sıcaklık (85oC – 20 dak. ve 120oC-10 sn) uygulanan reçine örneğine ait terebentin hidrodistilasyon yöntemi elde edilmiş ve kromatografik analizlerde kimyasal bileşiminde 46 madde bulunmuştur. Bütün örneklerde α-pinen (% 43,4-48,3) en önemli madde olmuştur. Bu durumu sırası ile β-pinen (%7,6-8,1), Δ-3caren (% 6,1-6,7) ve longifolen (% 6,2-8,5) takip etmektedir. Kontrol örneği ile karşılaştırıldığında sıcaklık artışı monoterpen hidrokarbonlarda azalmaya neden olurken, monoterpen-alkol ve seskiterpen hidrokarbonlarda ise artışa neden olmuştur. Ayrıca, sıcaklık uygulama süresi de madde miktarlarındaki değişime etki eden diğer bir faktör olmuştur.

Anahtar Kelimeler

• terebentin
• kızılçam
• monoterpen
• seskiterpen

References

1. Acar, İ. (1983). Kızılçam, karaçam, Fıstıkçamı reçinelerinin terebentin ve kolofan analizleri. İ.Ü Orman Fakültesi dergisi, Cilt:34, Sayı:1.
2. Artaki, I., Ray, U., Gordon, H.M., Gervasio, M.S. (1992). Thermal degradation of rosin during high temperature solder reflow. Thermochimica Acta, 198,7-20.
3. Aydın, İ. (2017). Türkiye’de Sahilçamı ve Kızılçamdan asit pasta ve oyma delik yöntemleri ile reçine üretimi ve terebentin analizi. KTÜ, Fen Bilimleri, Orman Endüstri Müh. A.B.D. Trabzon.
4. Deniz, İ., Odabaş-Serin, Z., Öz, M., Okan, O. T., Yılmaz, B., Pekel, M. (2014). Ülkemizde asit-pasta yöntemi ile reçine (oleoresin) üretimi çalışmaları, III. Uluslararası Odun Dışı Orman Ürünleri Sempozyumu, 8-10 Mayıs, Kahramanmaraş, Türkiye.
5. Deniz, İ. (2018). Odun Dışı Orman Ürünleri Endüstrisi, Ders notu, KTÜ, Orman Fakültesi, Orman End. Müh. Böl. 203s.
6. Deniz, İ., Pekgözlü, A., Dönmez, İ. E., Karaoğul, E., Yılmaz, B., Ceylan, E., Aydın, İ. (2019). Ülkemizde üretilen kolofanların kimyasal özellikleri, I. Kolofan ve Türevleri Çalıştayı, 2 Mayıs 2019, İCÜ Orman Fakültesi.
7. Frances, M., Gardere, Y., Rubini, M., Duret, E., Leroyer, E., Cabaret, T., Bikoro Bi Athomo, A., Charrier, B. (2020). Effect of heat treatment on Pinus pinaster rosin: A study of physico chemical changes and influence on the quality of rosin linseed oil varnish. Industrial Crops & Products 155, 112789.
8. Güner, E. (2015).Toros Göknarı Reçinesinin Kimyasal Analizi, Yüksek lisans tezi, Bartın Üniversitesi, Fen Bilimleri, Orman Endüstri Müh. A.B.D.,Bartın.

9. Odabaş-Serin, Z., Deniz, İ., Kılıç, M. (2014). Reçinenin Önemi, Türkiye ve Dünyadaki durumu. III. Uluslararası Odun dışı orman ürünleri sempozyumu, 8-10 Mayıs, pp.584-592, Kahramanmaraş.
10. Odabaş-Serin, Z., Ünaldı, E., Çiçekler, M. (2017). Oleoresin yield of Pinus Brutia Ten. in Turkey; Effect of tree diameter, type of stimultant chemicals and concentration rate, IV. International Multidisciplinary Eurasian Congress (IMCOFE 2017), 23- 25 August 2017, Rome-Italy, Vol. 3, 223-227.
11. Odabaş-Serin, Z,. Kılıç-Pekgözlü, A., Ünaldı, E. (2018). Chemical Composition of Pinus brutia Ten. Turpentine, Proceedings of the International Forest Products Congress, Trabzon, Turkey, 26-29 September 2018, 318-321, ORENKO 2018 Paper ID.63, 328-332
12. Öz, M., Deniz, İ., Okan, O. T., Fidan, M. S. (2015). Chemical composition of oleoresin and larvea gallery resin of pinus brutia attacked by Dioryctria Sylvestrella Ratz. Drvna Industrija 66(3) 179-188.
13. Pekgözlü-Kilic, A., Ceylan, E. (2018). Chemical composition of taurus fir (Abies cilicica subsp. isaurica) Oleoresin” Revista Árvore. 42(1):e420115
14. Rodrigues-Correa, K. C. S., Lima, J. C., Fett-Neto, A. G. (2013). Oleoresins from Pine: production and Industrial Uses. Natural Products. Springer-Verlag Berlin.
15. Satil, F., Selvi, S., Polat, R. (2011). Ethic usage of pine resin production from P.brutia by native people on the Kazdağ mountain in Western Turkey. Journal of Food, Agriculture & Enviroment 9(3&4) 1059-1063.2
16. Takeda, H., Kanno, H., Schuller, W., Lawrence, R. (1968). Effect of Temperature on Rosins and Pine Gum. L&Ec Product Research and Development. Vol. 7 No. 3 September.
17. Varming, C., Andersen, M., Poll, L. (2006). Volatile monoterpenes in Black Currant Juice: Effects of heating and enzymatic treatment by b-Glucosidase. J.agric.Food Chem. 54 2298-2302.