Preview

Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология

Расширенный поиск

«Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология» – ежеквартальный  журнал теоретических и прикладных исследований в области химии и биотехнологии.

Издается с 2011 года.

Свидетельство о регистрации средства массовой информации: ПИ № ФС77-62814 от 18 августа 2015 г.

Основной целью журнала является публикация результатов научных исследований по химическим, биологическим и техническим наукам с учетом новейших отечественных и мировых достижений в области химии и биотехнологии.

Задачи:

  • повышение уровня научных исследований путем оперативной публикации наиболее значимых результатов;
  • расширение возможности распространения и индексирования научных работ в отечественных и международных базах цитирования;
  • расширение сотрудничества российских и зарубежных ученых, работающих в области химии и биотехнологии.
Журнал принимает к публикации научные материалы в виде обзоров, оригинальных статей и коротких сообщений  по группам специальностей:
  • 02.00.00 Химические науки;
  • 03.01.00 Физико-химическая биология;
  • 05.17.00 Химическая технология.

Языки русский и английский.

Журнал включен: в  системы Emerging Sources Citation Index на платформе Web of Science,  Chemical Abstracts Service (CAS), «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ), Directory of Open Access Journals (DOAJ), в международный каталог периодических изданий «Ulrich’sPeriodicals Directory»; международную библиографическую и реферативную базу данных EBSCO Publishing Databases; European Reference Index for the Humanities and the Social Sciences (ERIH PLUS), Open Academic Journals Index (OAJI.net), представлен в электронных  библиотеках  Сyberleninka и Oxford, относится к журналам, в которых, согласно рекомендации Высшей аттестационной комиссии (ВАК) при Минобрнауки России, должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата и доктора наук.

Журнал зарегистрирован в системе CrossRef (каждой статье присваивается индивидуальный индекс – DOI).

Журнал имеет свободный доступ к публикациям.

Учредитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Иркутский национальный исследовательский технический университет» (ФГБОУ ВО ИРНИТУ).

Издатель журнала ФГБОУ ВО ИРНИТУ является членом Ассоциации научных редакторов и издателей (АНРИ) с апреля 2015 года.

Текущий выпуск

Том 9, № 3 (2019)

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

366-375 75
Аннотация
Региоселективная функционализация циклодекстриновой матрицы позволяет целенаправленно изменить способность циклодекстринов к образованию соединений включения, а также их растворимость, расширяя тем самым спектр их практического применения. Важнейшим и перспективным направлением в области селективной модификации β-циклодекстринов является получение тозильных производных, так как замещение тозильной группы такими нуклеофильными реагентами, как йодид, азид, тиоацетат, гидроксиламин, алкил- или полиалкиламид, приводит к соответствующим монозамещенным производным. В данной работе реализован метод синтеза моно[6-O-(4-толилсульфонил)]-β-циклодекстрина, усовершенствованный путем взаимодействия β-циклодекстрина с тозилхлоридом в водной среде в присутствии основания. Реакцией β-циклодекстрина с тозилхлоридом в водной среде в присутствии щелочи получен моно[6-О-(4- толилсульфонил)]-β-циклодекстрин с выходом 58% с чистотой, не требующей дополнительной очистки продукта. Установлено, что оптимальная концентрация β-циклодекстрина и тозилхлорида составляет 0,0032 моль/л и 0,0015 моль/л соответственно. Показано, что снижение скорости отфильтровывания непрореагировавшего тозилхлорида от реакционной смеси сопровождается возрастанием доли дитозильных производных и моно(3,6-ангидро)-β-циклодекстрина, образующегося в результате внутримолекулярной циклизации моно[6-O-(4-толилсульфонил)]- β-циклодекс-трина в щелочной среде при комнатной температуре. Структура полученного моно[6-О-(4-толилсульфонил)]-β-циклодекстрина подтверждено методом ПМР-спектроскопии. В ПМР-спектре продукта реакции β-циклодекстрина с тозилхлоридом появляются сигналы тозильного радикала при 2,42 м.д. и два дублета от водородов бензольного кольца с радикалами в пара-положении в области 7,41–7,43 м.д. Монозамещение доказано сопоставлением интегральных интенсивностей сигналов протонов циклодекстринового каркаса и протонов ароматической части продукта реакции, при этом их соотношение свидетельствовало о том, что только одна из семи первичных гидроксильных групп β-циклодекстрина была замещена.
376-384 38
Аннотация
В данной статье представлены результаты исследования сорбции ионов церия(III) хелатообразующим синтетическим сорбентом. На основании сополимера стирола с малеиновым ангидридом и амина – м-аминофенола, синтезирован новый полимерный хелатообразующий сорбент и изучены сорбционные характеристики данного сорбента по отношению к ионам церия (III). Синтез сорбента был осуществлен в присутствии формалина, который в данном случае играет роль сшивающего агента. В ходе исследований изучены различные параметры, влияющие на сорбцию, в частности определены: оптимальное значение рН; ионная сила; время, необходимое для установления полного сорбционного равновесия; влияние начальной концентрации ионов церия (III) на процесс сорбции. Исследования показали, что максимальная сорбционная емкость сорбента по отношению к ионам церия (III) составляет 540 мг/г при оптимальном значении рН = 5. В ходе изучения влияния ионной силы на процесс сорбции было установлено, что до определенного значения ионной силы – 0,2–1,0 моль/л, присутствие ионов K+ и Cl- не влияет на сорбционную емкость сорбента. Также был изучен обратный процесс десорбции и установлен оптимальный элюент с использованием различных минеральных кислот одинаковой концентрации: 0,5 М растворы HCl, HNO3, H2SO4, CH3COOH. Установлено, что наилучшую десорбирующую способность по отношению к ионам церия проявляет 0,5 моль/л раствор HNO3. Структура синтезированного сорбента, присутствие тех или иных функциональных групп была исследована методом инфракрасной спектроскопии в области от 400 до 4000 см-1 .
385-394 26
Аннотация

В данной статье представлено исследование комплексообразования меди(II) с 2,7-бис(азо2-гидрокси-3-сульфо-5-нитробензол)-1,8-дигидроксинафталин-3,6-дисульфонатриевой солью (R) в присутствии дифенилгуанидина (ДФГ), трифенилгуанидина (ТФГ) и неионогенного поверхностноактивного вещества Тритон Х-114 (ТХ-114), проведенное спектрофотометрическим методом. Установлены оптимальные условия комплексообразования Cu-R: pH=3, максимум светопоглощения комплекса находится при длине волны 538 нм. Выход комплекса Cu-R максимален при концентрации компонента R 8·10-3 M; комплекса Cu-R-ДФГ – при концентрации компонента R 8·10-5 M и компонента ДФГ 1·10-3 М; Cu-R-ТФГ – при концентрации 8·10-5 M компонента R и 8·10-4 М компонента ТФГ. Максимальный выход комплекса Cu-R-ТритонХ-114 получен при концентрации компонентов 8·10-5 и 8·10-4 М соответственно. Все комплексы образуются сразу после смешивания растворов компонентов и различаются устойчивостью. В присутствии третьих компонентов максимум светопоглощения находится при длине волны 512 нм (pH=1) для комплекса Cu-R-TX-114), при длине волны 491 нм (pH=2) – для Cu-R-ДФГ, при длине волны 572 нм (pH=2) – для Cu-R-ТФГ. Установлено соотношение реагирующих компонентов в составе однородно- (Cu:R=1:2) и смешаннолигандных (Cu:R:X=1:2:2) соединений. Определен интервал подчинения закону Бера, мг/мл: для комплексов Cu-R – 0,12–2,32; для Cu-R-TX-114, Cu-R-ДФГ и Cu-R-ТФГ – 0,07–2,32. Спектрофотометрическим методом найдена константа устойчивости комплексов: 8,75±0,05 (Cu-R), 9,59±0,05 (Cu-R-TX-114), 9,85±0,05 (Cu-R-ДФГ), 9,92±0,04 (Cu-R-ТФГ). Определен молярный коэффициент поглощения комплексов: 10400 (Cu-R), 15000 (Cu-R-TX-114), 15500 (Cu-R-ДФГ), 16000 (Cu-R-ТФГ). Константы гидролиза иона никеля равны: lgKгид=7,5; lgKгид=12,7; lgKгид=13,9. Определены коэффициенты уравнения градуировочного графика по методу наименьших квадратов. При оптимальных условиях комплексообразования Cu-R титровали раствором третьих компонентов (ТритонХ-114, ДФГ и ТФГ) кондуктометрическим методом. Изучено влияние посторонних ионов и маскирующих веществ. Определению меди(II) практически не мешают щелочные, щелочно-земельные и некоторые переходные элементы: Ca (II), Ba (II), Mn (II), Cr (III), Sn (IV), Ga (III), In (III), Zr (IV). Предложенная экспресс-методика отличается высокой чувствительностью и селективностью, применима для определения меди в пищевых крупах. 

395-402 24
Аннотация

На основе салицилового альдегида синтезирован новый органический реагент – (Е)-2-гидрокси-3-((2-гидроксибензилиден)(амино)бензолсульфокислота. Изучено комплексообразование железа (III) c (Е)-2-гидрокси-3-(2-гидроксибензилиден)(амино)бензолсульфокислотой (R) в присутствии и в отсутствие поверхностно-активных веществ (ПАВ) – цетилпиридиний хлорида, цетилтриметиламмоний бромида и Тритон Х-114. Установлено, что железо (III) с реагентом образует окрашенные разнолигандные комплексы в присутствии третьих компонентов. Определены оптимальные условия комплексообразования для бинарного комплекса Fe(III)-R (pH = 4, λмах = 353 нм), а также для разнолигандных комплексов – Fe(III)-R–ЦПCl (pH = 3, λмах = 374 нм), Fe(III)-R-ЦПМАBr (pH = 2, λмах = 392 нм) и Fe(III)-R-Тритон Х-114 (pH = 3, λмах = 385 нм). Установлено соотношение реагирующих компонентов в составе однороднолигандных соединений железа – Fe(III)-R – 1:2, и смешаннолигандных: Fe(III)-R–ЦПCl – 1:1:2; Fe(III)-R-ЦПМАBr – 1:1:1, Fe(III)-R-Тритон Х-114 – 1:2:1. Определены молярные коэффициенты поглощения и константы устойчивости комплексов Fe(III). Молярные коэффициенты комплексов Fe(III)-R, Fe(III)-R–ЦПCl, Fe(III)-R-ЦПМАBr и Fe(III)-R-Тритон Х-114 составляют 10000, 16250, 19000 и 11000 соответственно. Установлен интервал подчинения закону Бера, мкг/мл: Fe(III)-R – 0,448–2,24; Fe(III)-R–ЦПCl – 0,112–4,48; Fe(III)-R-ЦПМАBr – 0,12–4,48; Fe(III)-R-Тритон Х-114 – 0,224–2,24. Изучено влияние некоторых ионов и маскирующих веществ на образование бинарного и разнолигандных комплексов Fe(III). Показано, что в присутствии ПАВ значительно увеличивается избирательность реакции. Разработана методика спектрофотометрического определения Fe(III) в фасоли, грибах и шиповнике. Данные, полученные по предлагаемой методике, и результаты атомно-абсорбционной спектрометрии хорошо согласуются между собой. Предлагаемая методика определения Fe(III) с (Е)-2-гидрокси-3-(2-гидроксибензилиден)(амино)бензолсульфокислотой в присутствии цетилтриметиламмоний бромида (ЦТМАBr) проста, экспрессна и дает надежные результаты. 

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ И ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

403-419 20
Аннотация
Представлен обзор отечественной и зарубежной научной и патентной литературы, а также нормативных документов, посвященных вопросам лиофилизации вакцин, не содержащих живых микроорганизмов. По данным Государственного реестра лекарственных средств выявлено, что все вакцины, не содержащие живых микроорганизмов и выпускаемые в сухой форме в Российской Федерации, получены путем сублимационного высушивания. Дано представление о качественном и количественном составе вспомогательных веществ (сред высушивания), применяемых при сублимационной сушке вакцин. Дан обзор особенностей основных этапов сублимационного высушивания (замораживание, сублимация (первичное высушивание) и десорбция (вторичное высушивание) и проанализированы их отличительные черты. Систематизированы сведения о вакцинах, не содержащих живых микроорганизмов, в форме лиофилизата, зарегистрированных в Российской Федерации. Представлена доступная информация о вакцинах, не содержащих живых микроорганизмов, в форме лиофилизата, производимых в США. При анализе литературных данных выявлено существенное разнообразие используемых вспомогательных веществ, применяемых при лиофилизации. Рассмотрено влияние на качество препаратов способа герметизации потребительской упаковки – в среде кислорода, инертного газа или под вакуумом. Отмечено, что для всего спектра производимых и зарегистрированных в России вакцин применена герметизация под вакуумом или в среде инертного газа (то есть в отсутствие кислорода). На ряде примеров показано воздействие технологических параметров процесса сублимационной сушки на качество препаратов. Показано, что на сохраняемость свойств вакцин при сублимационной сушке оказывает влияние ряд параметров, к основным из которых можно отнести скорость замораживания, а также температурно-временные параметры процессов первичной сушки и десорбции. Установлено, что правильный подбор качественно-количественных характеристик среды высушивания способствует сохранению целевых свойств лиофилизируемых препаратов. Проведенный анализ данных литературы позволяет учесть влияние описанных в обзоре параметров при разработке технологии производства иммунобиологических препаратов для профилактики и лечения инфекционных заболеваний.
420-429 30
Аннотация
Бактериальная целлюлоза (БЦ) является высококристаллическим нанополимером с уникальными физико-механическими свойствами, поэтому обладает превосходным потенциалом применения как в традиционных, так и в новых отраслях. В масштабированных процессах биосинтеза БЦ перспективно применение консорциумов микроорганизмов, характеризующихся адаптивностью и обладающих синергетическими эффектами в координирующем потреблении субстрата, поэтому в данной работе используется симбиотическая культура Мedusomyces gisevii Sa-12. В работе подробно исследуется влияние дозировки инокулята на выход БЦ при культивировании на глюкозной среде в оптимальных условиях. Для контроля качества БЦ выбрано два доступных метода: растровая электронная микроскопия, которая является экспресс-методом подтверждения происхождения целлюлозы и степень полимеризации, как распространённый метод контроля качества целлюлозы. Проведено четыре эксперимента с внесением продуцента c дозировкой 5% об., 10% об., 15% об. и 20% об. Выявлено что, при использовании симбиотической культуры Мedusomyces gisevii Sa-12 наибольшая численность уксуснокислых бактерий и наибольший выход БЦ (7,5–8,0%) обеспечиваются при дозировке инокулята 10–20% об. При этом дозировка инокулята 20% об. позволяет сократить продолжительность культивирования вдвое. Дозировка инокулята 5% об. является недостаточной. Показано, что все варианты дозировки инокулята обеспечивают одинаковое трехмерное сетчатое микрофибриллярное строение образцов БЦ. Впервые установлено, что степень полимеризации (СП) образцов БЦ зависит от дозировки инокулята и продолжительности биосинтеза БЦ. Таким образом, с помощью простого параметра – дозировки инокулята – можно управлять процессом биосинтеза и направленно синтезировать БЦ с заданной СП. Установлено, что дозировка инокулята 10% об., обеспечивает получение максимально высокой СП БЦ – 5000, которая при длительном культивировании снижается незначительно.
430-438 15
Аннотация

Традиционным подходом к оценке качества питательных основ является определение аминного азота, кислотности. Недостатком данного подхода является его неинформативность – неспособность выявить антибиотики, ингибиторы роста и другие нежелательные соединения. В этой связи существует необходимость использования более современных и информативных методов для контроля технологического процесса приготовления питательных основ, а следовательно, и качества получаемой продукции. Целью данной работы являлось исследование физикохимических свойств питательных основ, изготовленных из морской, речной рыбы и кальмара, используя новые подходы (ЯМР-спектроскопия). Было использовано следующее сырье: сельдь (1), сорога (2), минтай (3), кальмар (4). Сырье подвергали ферментативному гидролизу с помощью поджелудочной железы (по Хоттингеру). Определяли качественный состав органической составляющей гидролизатов (1–4) с помощью метода ЯМР 1Н, 13С и 15N. Спектры ЯМР 1Н имели одинаковый вид, типичный для смесей аминокислот или аминокислотных последовательностей. В сильнопольной части (0,9–2,5 м.д.) наблюдался набор мультиплетов, характерный для алифатических фрагментов молекул. Так как большинство сигналов в спектрах ЯМР 1Н частично перекрывается, количественную оценку состава органической компоненты сделать нельзя. Можно судить о качественно схожем составе всех четырех образцов без выделения доминирующего соединения. Анализ 2М спектров ЯМР позволил установить присутствие в смесях образцов (1–4) свободных аминокислот: аланин, валин, треонин, аргинин, лизин, лейцин, метионин, фенилаланин, глицин. Применение ЯМР-спектроскопии показало незначительные расхождения в компонентном составе гидролизатов (1–4), что дает возможность изготовителям питательных сред выбирать наиболее доступное сырье. Полученные данные могут быть использованы для контроля технологического процесса приготовления питательных основ и определения качества полученной продукции в процессе ее хранения. 

439-446 30
Аннотация
Целью представляемой работы являлся сравнительный анализ изменений абсолютного содержания главных жирных кислот (ЖК) суммарных липидов каллусов пшеницы (Triticum aestivum L.) при действии низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛ), а также оценка влияния способа расчета количества ЖК на конечную картину динамики изменений этого показателя. Методом газовой хромато-масс-спектрометрии определено содержание главных ЖК в каллусной ткани и его изменения при облучении НИЛ. Проведен сравнительный анализ результатов расчета абсолютного (мкг/г сухого веса) и относительного (в % вес. от суммы площадей хроматографических пиков) содержания целевых компонентов: пальмитиновой, стеариновой, линолевой и линоленовой кислот. Установлено, что характер динамики изменения содержания этих соединений при облучении, оцененный двумя способами, не имеет качественных различий между вариантами расчета. Направленность изменений в содержании главных жирных кислот суммарных липидов каллусов, вызванных облучением, в целом имеет сходство со стрессовой реакцией растительной ткани на неблагоприятные условия внешней среды. При этом обнаружены существенные различия между количественными показателями содержания ЖК в абсолютных и относительных единицах. Например, увеличение абсолютного количества мононенасыщенной олеиновой кислоты через пять минут после снятия воздействия лазерного излучения составило 23%, в то время как относительное количество увеличилось за то же самое время только на 14%. Для полиненасыщенных линолевой и линоленовой кислот эта разница была еще более значительной. Обсуждается область применения двух способов расчета содержания ЖК.
447-460 29
Аннотация
Развитие пищевых биотехнологий предполагает совершенствование и оптимизацию всех стадий технологического процесса – от предобработки сырья до стадий биокатализа, ферментации и получения готового продукта. На основе релевантных научных источников проведен обзор перспектив интеграции в пищевые биотехнологические производства термопластической экструзии, имеющей ряд технологических и экономических преимуществ. Показано, что экструзия как стадия предподготовки сырья повышает степень его растворимости, дальнейшего гидролиза крахмала, белка, некрахмалистых полисахаридов с соответствующим ростом выхода продуктов биоконверсии. В технологии спирта использование экструдирования крахмалсодержащего сырья может стать фактором увеличения выхода этанола и снижения образования побочных метаболитов брожения, в пивоваренной – позволяет расширить применение несоложеных материалов при приготовлении сусла, при глубинном культивировании микроорганизмов (продуцентов ферментов) – повысить концентрацию среды и синтез ферментов. Приведены положительные результаты получения питательных сред на экструдированном сырье для микробиологического продуцирования L(+) молочной кислоты, производства заквасок и поликомпонентных сквашенных молокосодержащих продуктов. Совмещение экструзии и биокатализа в камере экструдера позволяет получать мальтодекстрины с дектрозным эквивалентом до 10 ед. Помимо переработки крахмалсодержащих субстратов экструзия в комплексе с биокаталитической обработкой обеспечивает глубокую модификацию биополимеров сырья с высоким содержанием белка и пищевых волокон, например, гидролиз обладающих антигенными свойствами термоустойчивых белковых фракций глицинина и β-конглицинина соевого шрота, повышение функциональности отрубей и содержания водорастворимых арабоксиланов в специализированных экструдированных продуктах. Основными факторами, влияющими на степень переработки сырья и качество целевых продуктов, являются влагосодержание и температура экструзии, дозировка ферментных препаратов. Описаны возможности совмещения процессов экструзии и биокатализа в одной системе реакторов или непосредственно в камере экструдера, что позволяет значительно повысить концентрацию перерабатываемых биотехнологических сред, упростить аппаратурно-технологический состав производственных линий, повысить их производственную мощность и эффективность использования энергоресурсов.
461-476 31
Аннотация
Интегрированная защита растений от болезней, вредителей и сорняков – важнейший элемент технологии их возделывания. Современное растениеводство предполагает широкое использование фунгицидов, что важно не только для повышения продуктивности растений, но и для получения высококачественного урожая. Такие заболевания, как фузариоз колоса пшеницы, пыльная головня пшеницы и ржи, спорынья ржи и другие при значительном распространении не только снижают продуктивность посевов, но и не позволяют использовать урожай зерна в пищевых или кормовых целях. Кроме защиты растений большое значение в технологии возделывания приобретают мероприятия, направленные на управление посевами. Это обеспечивается различными технологическими приемами, включая применение разнообразных химических веществ – стимуляторов и регуляторов роста и развития растений. Известно, что многие пестициды помимо своего основного целевого воздействия оказывают на растения дополнительные эффекты. Это выражается не только в различной степени фитотоксических проявлениях, но и в стимулирующих и рострегулирующих воздействиях. Знание о направленности этих воздействий позволит более грамотно применять химические средства защиты растений, получать положительный эффект и избегать их отрицательного действия. Многие современные крупные компании, работающие в области защиты растений, информируют аграриев о возможных дополнительных действиях препарата. Кроме практического применения изучение влияния физиологических эффектов препаратов способствует пониманию механизмов формирования стрессоустойчивости растений. В обзоре рассмотрены физиологические и биохимические эффекты действия на растения фунгицидных препаратов триазольной природы. Показано их ретардантное действие, способность увеличивать содержание фотосинтетических пигментов и сахаров, влияние на дыхание, изменение состава жирных кислот, повышение устойчивости растений к температурным стрессам, водному дефициту, хлоридному засолению и окислительному стрессу. В обзоре также приведены результаты собственных исследований авторов о действии тебуконазола и тебуконазол-содержащего протравителя на механизмы холодо- и морозоустойчивости злаков.
477-488 26
Аннотация
Авторами настоящей статьи исследована зависимость между способностью активного ила городских канализационных очистных сооружений г. Иркутск генерировать электрический ток в биотопливных элементах (БТЭ) и его иловым индексом, дегидрогеназной активностью, скоростью элиминирования активным илом глюкозы и ионов аммония. Электрогенную активность ила исследовали в двухкамерных конструкциях БТЭ. Камеры БТЭ были разделены между собой протонообменной мембраной МФ-4СК (ЗАО «Пластполимер», г. Санкт-Петербург). Отбор проб ила осуществляли при помощи стерильного шприца через специальную резиновую заглушку в боковой части анодной камеры. Предложенная модификация ячейки позволяет осуществлять отбор проб или внесение субстратов и биоагентов без нарушения анаэробных условий в анолите. Электродами в исследуемых БТЭ служила углеродная ткань Урал Т-22Р А (ОАО «СветлогорскХимволокно», Республика Беларусь). Активный ил подвергали температурной обработке – нагревали в течение 5, 10 и 15 мин при 80 °С, а также инактивировали автоклавированием при 1 атм в течение 30 мин (120 °С). Иловый индекс определяли стандартным методом по соотношению дозы ила по объему и массе. Дегидрогеназную активность ила оценивали по восстановлению 2,3,5-трифенилтетразолия хлорида. С применением фотометрических методов исследовали динамику элиминирования активным илом глюкозы (по восстановлению 2,3,5-трифенилтетразолия хлорида) и аммония (с реактивом Несслера). Обработка ила повышенной температурой и инактивация ила автоклавированием негативно сказывались на электрических параметрах БТЭ на основе ила и скорости трансформации им субстратов – глюкозы и аммонийного азота. Определена электрогенная активность в БТЭ проб ила, отобранных из разных аэротенков, отличающихся друг от друга по показателям илового индекса и дегидрогеназной активности. Показано наличие прямой зависимости между исследуемыми параметрами, что позволило предложить использовать биотопливные элементы для экспрессной оценки физиологического состояния и работоспособности активного ила.
489-499 14
Аннотация
Целью работы являлось исследование методом электронной спектроскопии диффузного отражения (ЭСДО) оптических характеристик поверхности срезов и измельченной мышечной ткани, мышечного волокна и экстрактов саркоплазмы ткани диких (кабана, лося, оленя, пресноводных и морских рыб) и домашних (свинина, говядина, баранина) животных в зависимости от условий обработки: замораживание, водная экстракция, лиофилизация и ферментно-микробное воздействие. Электронные спектры поперечных срезов цельнокускового материала, измельченных образцов мышечной ткани, мышечного волокна и водных экстрактов снимали на спектрофотометре «Specord М-200» (AIZ Engineering GmbH, Германия) с вертикальным ходом луча относительно эталона Spectrаlon в диапазоне длин волн 200–700 нм. Показано, что высокая чувствительность, разрешающая способность и аналитические особенности экспресс-метода ЭСДО при тестировании биологических тканей животного происхождения в твердофазном и жидком агрегатных состояниях позволяют получать фактическую информацию об изменении спектральных характеристик их основных компонентов в условиях эксперимента. Независимо от вида и типа животного организма белки, мукополисахариды, липиды, пигментный белок и его окисленная форма имеют полосы поглощения в четырех четко дифференцированных областях электромагнитного спектра: 200–300, 400–425, 300–380, 540–580 и 635 нм соответственно. Сравнительное исследование мышечной ткани свинины и говядины позволило отметить существенные различия в характере изменений спектральных характеристик основных компонентов и составляющих мышечной ткани и мышечного волокна в зависимости от степени окисленности, механической деструкции, прочности миофибрилл и связи с ними пигментного белка миоглобина.
500-508 25
Аннотация
Вопрос биологической ценности белка грибов не ограничивается только изучением его состава. Он связан с проблемой его перевариваемости и усвояемости и широко обсуждается в научных кругах, в том числе в научных публикациях, рассмотренных в данной статье. В зарубежных странах распространено использование микопротеина на основе биомассы одноклеточных грибков, богатых протеином. В России в качестве альтернативного источника белка используются высшие грибы, в том числе вешенка обыкновенная (Pleurotus ostreatus). Известно, что грибные белки при богатом аминокислотном составе усваиваются на уровне растительных белков, так как они «упакованы» в межклеточную хитиновую оболочку. Для разрушения оболочки с целью высвобождения белковой макромолекулы необходима обработка грибного сырья, проводимая различными технологическими способами. Существуют традиционные способы обработки, такие как измельчение, термическое воздействие и др. В данной же статье рассматривается электронная стерилизация полуфабрикатов как средство повышения безопасности продукта. Авторами изучено влияние ионизирующего электронного излучения на физико-химические свойства грибной продукции на примере термообработанного вакуумированного полуфабриката из вешенки обыкновенной. Применяемые дозы облучения составили 1, 3, 6 и 9 кГр. Полученные данные показали, что при облучении полуфабриката от 1 до 6 кГр в нем высвобождается большее количество белка по сравнению с необлученными образцами, а также увеличивается содержание ряда незаменимых аминокислот. Следовательно, рассматриваемый метод позволяет увеличить биологическую активность нутриентов. Ионизирующее излучение замедляет рост микроорганизмов и тем самым оказывает стерилизующий эффект, который был достигнут при дозе облучения образцов 6 кГр: патогенные микроорганизмы не были обнаружены, их рост не наблюдался в течение 21 дня. Таким образом, электронное ионизирующее излучение как часть технологического процесса переработки грибов позволяет увеличить биологическую ценность белка, препятствует размножению микроорганизмов, продлевая тем самым срок хранения грибной продукции.
509-518 20
Аннотация
Бактерии Paenibacillus mucilaginosus являются одними из перспективных почвенных микроорганизмов для получения микробиологических удобрений. Эти бактерии продуцируют индолил-3- уксусную кислоту, аммиак, обладают способностью азотфиксации, солюблизации нерастворимых почвенных минералов с выходом калия и доступного для растений фосфора, стимулируя рост растений. Биопрепараты Р. mucilaginosus рекомендуется использовать в виде кормовых добавок для укрепления иммунитета и увеличения продуктивности сельскохозяйственных животных. Для культивирования штаммов Р. mucilaginosus рекомендуют использовать сахарозу. При этом не уделяется внимания изучению влияния на рост рассматриваемых бактерий глюкозы и фруктозы. Целью работы являлось исследование влияния различных источников углерода в составе питательной среды на синтез биомассы штаммов бактерий Р. Mucilaginosus. Установлено, что при культивировании на питательной среде с сахарозой и смесью глюкозы с фруктозой наблюдается двойной цикл роста. Удельная скорость роста рассматриваемых штаммов бактерий при ассимилировании глюкозы выше, чем при ассимилировании фруктозы. Соответственно, время генерации при ассимилировании глюкозы ниже, чем при ассимилировании фруктозы. Рост рассматриваемых штаммов бактерий Р. mucilaginosus на питательной среде, в составе которой источником углерода является только фруктоза, не наблюдался. Показано, что глюкоза так же, как и сахароза, может эффективно использоваться в питательных средах для культивирования всех рассмотренных штаммов бактерий Р. mucilaginosus. Установлено, что при культивировании бактерий Р. mucilaginosus на питательных средах из глюкозы и сахарозы выход биомассы и экзополисахаридов выше, чем при культивировании этих штаммов бактерий на питательной среде из смеси глюкозы и фруктозы. Перспективными штаммами для применения в промышленности являются штаммы 563, 567, 574, которые дают высокий выход биомассы и экзополисахаридов при культивировании на питательной среде с глюкозой, и штаммы 560, 568, 572 –
519-528 11
Аннотация
Фосфолипиды являются одним из важнейших классов природных регуляторов физиологических процессов, в связи с чем поиск способов их аналитического и препаративного разделения представляет значительный интерес. Целью данного исследования являлась разработка принципов дифференциального центрифугирования сложных смесей липидов на примере фосфолипидов. В работе были использованы расчетные методы оценки параметров растворимости Хансена для фосфолипидов, а также инструментальные методы исследования, в том числе: тензометрия (измерение плотности), динамическое лазерное светорассеяние (оценка размера частиц), ИК-спектроскопия с преобразованиями Фурье. Данные методы были применены к образцам фосфолипидов, выделенных из головного мозга телят. Охарактеризовано сродство изучаемых фосфолипидов к отдельным слоям растворителей. В результате проведенных работ была предложена математическая модель процесса дифференциального центрифугирования сложных смесей фосфолипидов в градиенте полярности растворителя на основе уравнений Нэрнста – Бруннэра и основного уравнения центрифугирования. Установлены оптимальные параметры процесса центрифугирования (1500 об./мин в течение 15 мин при температуре 2–4 °С). В результате анализа ИК-спектров были выявлены существенные отличия между веществами на каждом слое растворителя, обусловленные разделением классов фосфолипидов между слоями растворителей. Отмечено, что для повышения эффективности разделения сложных смесей фосфолипидов необходим дальнейший поиск новых комбинаций растворителей, способствующих более специфичному разделению смеси. Также актуальными для дальнейших исследований являются модификация объема слоев растворителей и определение его соотношения с объемом введенной суспензии. Учитывая аппаратурную простоту и низкую стоимость разработанного метода, его можно легко масштабировать на промышленные условия получения биологически активных веществ для включения их в состав пищевых продуктов.
529-535 38
Аннотация
Растения рода Bistorta являются богатым источником фенольных соединений, которые оказывают антиоксидантное, противовоспалительное, противоопухолевое действие и др. Очень важно выявление органа растения, в котором концентрация целевых веществ максимальна, а также сравнение содержания вторичных метаболитов в растениях того или иного вида с другими представителями рода. Целью данной работы являлось изучение содержания фенольных соединений в органах индивидуальных растений трех видов рода Bistorta: B. officinalis, B. vivipara, B. attenuata, произрастающих на территории Сибири. Общее содержание фенольных соединений в водно-этанольных экстрактах растений определяли спектрофотометрическими методами. По результатам исследования выявлен высокий уровень изменчивости флавонолов и катехинов в органах изученных видов. Отмечена средняя вариабельность содержания танинов в соцветиях B. attenuata и B. vivipara, в листьях и корневищах B. officinalis и низкая в листьях B. vivipara. Обнаружено неравномерное распределение фенольных соединений по органам разных видов растений. Растения B. attenuata накапливают наибольшее количество флавонолов в соцветиях, а B. officinalis и B. vivipara – в листьях. Катехинов у B. officinalis больше в корневищах, а у растений B. attenuata и B. vivipara – в соцветиях. B. officinalis является уникальным видом растений с чрезвычайно высоким содержанием катехинов (10,5%) и танинов (29,8%) в подземных органах. B. attenuata отличается от двух других видов более низким содержанием катехинов во всех органах, но наибольшим количеством флавонолов в соцветиях (10,7%). Каждому виду свойственен особый характер накопления веществ в органах растений, что следует учитывать при сборе лекарственного сырья.

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

536-546 9
Аннотация

Нефтесодержащие отходы – один из неизбежных производственных факторов переработки, хранения нефтей и нефтепродуктов, которые необходимо утилизировать. Такие методы утилизации, как захоронение и сжигание, влекут за собой вторичное загрязнение объектов окружающей среды. Но поскольку в составе нефтесодержащих отходов имеются ценные углеводороды, поиск новых путей их извлечения и использования в качестве компонентов целевых продуктов нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) является актуальной задачей. В качестве объекта исследования нами были выбраны нефтесодержащие отходы товарного производства (ТП) АО «АНХК» – продукт скважинный (ПС), который по существующей схеме объединяется с другими нефтесодержащими потоками и идет на ректификацию. Так, в 2017 г. на установку переработки ловушечного нефтепродукта было направлено 1200 т ПС. Транспортировка и переработка такого количества ПС приводит к выбросу в окружающую среду более 2 т вредных веществ в год. Результаты качественного и количественного анализа показали, что высокое содержание бензиновых фракций, преобладание в углеводородном составе н-алканов С5–С10 (более 90% масс.) позволяет предположить возможность использования ПС в качестве компонента автомобильных бензинов без повторной переработки методом ректификации. Вместе с тем ПС не имеет стабильного качества, в основном по содержанию воды и цветности. Для подбора метода предварительной подготовки ПС были проведены испытания донной пробы с высоким содержанием воды (50% об.). Установлено, что отстаивание пробы при температуре 22–23 °С в течение 4 ч приводит к эффективному отделению воды. Для снижения влияния цветности ПС при добавлении его в автомобильные бензины предложено разбавление ПС другими побочными нефтепродуктами ТП. Качество лабораторных образцов бензинов АИ-92 и АИ-80, полученных с вовлечением подготовленного ПС, соответствует требованиям ГОСТ 32513. Для масштабирования процесса подготовки ПС с целью использования его в качестве компонента моторных топлив в АО «АНХК» разработана простая, доступная технологическая схема, базирующаяся на процессах смешения и сепарации с использованием оборудования, имеющегося в наличии. Экономический эффект от реализации данного мероприятия составит около 3,7 млн руб. в год. Предложенная схема оценки и метод разделения водно-органических побочных продуктов для дальнейшего использования в качестве компонента моторного топлива носят общий характер и могут быть распространены на подобные отходы НПЗ и нефтебаз. 

547-556 15
Аннотация
Целью исследования являлось создание эфирной композиции, улучшающей экологические и эксплуатационные свойства современного дизельного топлива, полученного глубокой переработкой нефти, включающей стадии гидроочистки и гидрообессеривания. Для улучшения экологических свойств современных дизельных топлив, их цетанового числа и трибологических характеристик было предложено использовать смесь биодизельного топлива и низкомолекулярных предельных эфиров. Биодизельное топливо получали по реакции переэтерификации триацилглицеринов непищевого (прогорклого) подсолнечного масла и метанола. С помощью квантово-химического расчета определено, что в ходе переэтерификации наиболее вероятным направлением атаки нуклеофильного реагента на молекулу триацилглицерина является β-карбонильный атом углерода. Установлено, что в ходе химической реакции не происходит процессов цис-транс-изомеризации двойных связей в радикалах непредельных карбоновых кислот, входящих как в состав триацилглицеринов растительного масла, так и в состав молекул биодизельного топлива. Низкомолекулярные эфиры получали по реакции этерификации. Определены физико-химические свойства нескольких смесей сложных эфиров, включающих от 30 до 90% биодизельного топлива в смеси с несколькими различными насыщенными эфирами небольшой молекулярной массы. Показано, что большинство физико-химических характеристик смесей сложных эфиров (например, вязкость, плотность, температура помутнения и застывания) улучшаются по мере увеличения в ней содержания насыщенных низкомолекулярных эфиров. Но если содержание низкокипящих насыщенных эфиров возрастает до 60–70%, температура начала кипения становится слишком низкой, что может привести к перебоям в работе двигателя, например к образованию воздушных пробок. Если содержание низкокипящих насыщенных эфиров уменьшается до 10–30%, смеси сложных эфиров характеризуются более тяжелым фракционным составом, более высокой плотностью и вязкостью, чем это необходимо для бесперебойной работы дизельного двигателя. В результате анализа физико-химических показателей предложен состав смеси сложных эфиров, включающей 50% об. биодизельного топлива и 50% об. низкомолекулярных насыщенных сложных эфиров. Физико-химические характеристики такой смеси соответствуют требованиям технических условий для дизельных топлив. Таким образом, добавление разработанной смеси сложных эфиров приведет к повышению цетанового числа современных гидроочищенных дизельных топлив и улучшит их смазывающие и экологические свойства.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

557-562 48
Аннотация

Формирование ионообменных композиционных материалов на основе высокомолекулярных прекурсоров является интенсивно развивающимся направлением синтеза протонпроводящих мембран для топливных элементов. Протонный перенос в таких мембранах нередко обеспечивается функциональными полимерами, одновременно содержащими в своем составе звенья с сульфокислотными группировками, а также фрагменты винильных производных азотсодержащих гетероциклических оснований. Протонообменная активность последних определяется возможностью их допирования неорганическими кислотами. В рамках данной работы для дальнейшего формирования гибридных композиционных мембран в условиях радикального инициирования получены сополимеры 4-стиролсульфоната натрия (ССт) с 4-винилпиридином (ВП) и 1-винилимидазолом (ВИМ). Мономодальный характер кривых турбидиметрического титрования растворов продуктов реакции сополимеризации свидетельствует об образовании в ходе процесса истинных сополимеров. Состав и строение сополимеров охарактеризованы с помощью данных элементного анализа, ИК-спектроскопии и спектроскопии ЯМР 13С. Нелинейным методом наименьших квадратов в пакете MathCAD рассчитаны константы относительной активности мономеров и параметры микроструктуры полимерных цепей. Значения констант сополимеризации свидетельствуют о большей реакционной способности ССт по сравнению с азотсодержащими мономерами. Длины блоков звеньев мономеров зависят от состава исходной смеси, изменяются в широких пределах и могут составлять от 1 до 18. Возможность варьирования длины блоков звеньев в составе сополимеров позволит влиять на ионопроводящие свойства гибридных композитов, сформированных на их основе. Методом дифференциально сканирующей калориметрии (ДСК) исследована устойчивость сополимеров к термоокислительной деструкции при нагревании на воздухе. При этом показано, что сополимеры обладают значительной термоокислительной устойчивостью. Температуры разложения составляют: 350 °С – для сополимеров ССт-ВИМ, 400 °С – для сополимеров ССт-ВП. 

563-569 30
Аннотация
Исследование влияния пищевых добавок, обладающих противомикробным действием, на сохранение качества и безопасности пищевой продукции в течение длительного срока хранения является актуальной задачей. Цель данной работы – сравнительная оценка антиокислительной активности аскорбилпальмитата, альфа-токоферола, лецитина и дигидрокверцетина. Антиокислители добавляли в измельченный свиной жир-сырец. После внесения антиокислителя жир-сырец упаковывали в полимерные пакеты. Затем полученные образцы жира-сырца хранили при температуре 4±2 °С в течение 12 суток. На протяжении всего срока хранения (0, 4, 6, 12 суток) проводили исследования по определению органолептических показателей и показателей гидролитической (кислотное число) и окислительной порчи (перекисное, тиобарбитуровое число). Результаты органолептической оценки на 6-е сутки свидетельствовали о появлении желтоватого оттенка у жирасырца с аскорбилпальмитатом и лецитином. При этом все образцы соответствовали установленным нормируемым значениям показателей окислительной порчи в течение 6 суток. На конец срока хранения (12 суток) образцы, за исключением выработанных с добавлением альфатокоферола и дигидрокверцетина, имели неприятный запах и зеленоватый оттенок. Полученные данные согласовывались с результатами физико-химических исследований. Через 6 суток хранения наблюдалось значительное повышение показателей окислительной порчи у всех образцов за исключением жира-сырца, содержащего альфа-токоферол и дигидрокверцетин. Наиболее эффективное воздействие токоферол и дигидрокверцетин оказали на сокращение накопления вторичных продуктов окисления жира, что выразилось в снижении тиобарбитурового числа на 12-е сутки хранения на 37 и 70% соответственно по сравнению с контролем. На основании проведенных исследований обоснован выбор альфа-токоферола и дигидрокверцетина в качестве наиболее эффективных антиокислителей для животного жира.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.