Preview

Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология

Расширенный поиск
Том 8, № 1 (2018)

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

9-18
Аннотация
Реакционные системы Фентона применимы в органическом синтезе для селективной окислительной функционализации углеводородов, азоторганических и сераорганических соединений. Для комплекса Fe3+/H2O2 предположен механизм окислительной активации пероксида водорода, включающий перенос протона с образованием оксиводы Fe3 + -O-+OH2, которая гетеролитически диссоциирует, высвобождая воду и генерируя комплекс железо(III)-1D-оксена [Fe3+O0(1D)]3+, где атом кислорода находится в синглетном квантовом состоянии (2p [↑ ↓ ] [↑ ↓] [_]). Данный интермедиат предполагается в качестве селективного окислителя органических соединений. Целью работы является исследование избирательности окисления пиридоксина пероксидом водорода в водном растворе в присутствии ионов железа(III), связываемых органическими молекулами в комплексы. Методами протонного и углеродного ядерного магнитного резонанса (ЯМР) исследована структура продукта окисления. На основании результатов ЯМР-спектроскопии в качестве основного пути превращений в системе обосновано окисление первичноспиртовой группы при 4 атоме углерода пиридинового ядра в карбоксильную группу, которая ацилирует гидроксильную группу при 3 атоме углерода соседней молекулы с образованием межмолекулярной сложноэфирной связи. В результате формируется циклический олигомер, включающий два или три мономерных звена. Дополнительными окислительными модификациями основного олигомерного продукта окисления являются окисление другой первичноспиртовой группы при 5 атоме углерода в карбоксильную группу и N-окисление пиридинового атома азота. При этом отдельные мономерные звенья могут не иметь дополнительных модификаций либо иметь одну из них или обе одновременно.
19-34 2
Аннотация
Основной мировой тенденцией улучшения экологических и эксплуатационных свойств автомобильных бензинов является использование многофункциональных добавок, главным образом, оксигенатов - кислородсодержащих веществ (спиртов, кетонов, эфиров и др.). Целью настоящего обзора является анализ литературных и патентных данных по синтезу кислородсодержащих соединений на основе возобновляемого сырья. В качестве последнего рассматривается, в основном, непищевое сырье (лигноцеллюлоза, глицерин) и сельскохозяйственные и бытовые отходы (солома, опилки, биомасса, биогаз). Рассмотрены и обобщены данные по применению оксигенатов в качестве добавок для улучшения эксплуатационных характеристик моторных топлив. Показано, что использование таких оксигенатов расширяет ресурсы топлив, часто позволяет повысить их качество и снизить токсичность продуктов сгорания. В обзоре проанализированы как традиционные добавки (спирты и эфиры), так и компоненты топлив второго поколения - производные глицерина, фурана и фенола.
35-41 1
Аннотация
Для извлечения благородных металлов из растворов предложена большая группа органических сорбентов. Особое место в этом ряду занимают кремнийорганические сорбенты. Их сорбционная активность определяется характером функциональной группы и ее положением в полимерной цепи. Рассмотрено влияние природы и положения функционального заместителя на сорбционную активность полиалкилсилсесквиоксанов по отношению к ионам Ag(I) и Au(III) для полимер-гомологов и полимер-аналогов с сульфгидрильными, сульфокислотными, тиоалкиламинными, гуанидиновыми, бигуанидиновыми, малонодиамидными и фталамидными группами. Показано, что при переходе от полиалкилсилсесквиоксанов, содержащих химически активные группы в a-положении, к их полимер-гомологам, содержащим эти же группы b- и g-положении, сорбционная активность повышается. Для комплексообразующих полимеров сорбционная активность определяется устойчивостью образующихся хелатных соединений, числом донорно-активных атомов в составе функциональных групп и их пространственной доступностью для образования комплексов.
42-50 1
Аннотация
Синтезирован реагент на основе бензоилацетона и изучены аналитические возможности этого реагента на железо (III). Изучено комплексообразование Fe(III) с 1-фенил-2-[2-гидроксифенилазо]бутадионом-1,3 (ФГФАБ) в присутствии диантипирилметана (ДАМ), диантипирилфенилметана (ДАФМ) и диантипирилортооксифенилметана (ДАOФМ). Установлены оптимальные условия комплексообразования. Вычислены основные спектрофотометрические характеристики комплексов (рНопт, λопт, молярный коэффициент поглощения, состав комплексов, интервал подчинения закону Бера). Исследовано комплексообразование железа (III) с реагентом и установлено, что в присутствии ДАМ, ДАФМ и ДАOФМ образуются разнолигандные комплексы, при этом наблюдаются батохромные сдвиги в спектре поглощения и максимальный выход сдвигается в кислую среду по сравнению однороднолигандным комплексом. Установлены соотношения реагирующих компонентов в составе однородно- Fe-R (1:2) и смешаннолитандного FeR-ДАМ (1:2:2), FeR-ДАФМ (1:2:1) и FeR-ДАОФМ (1:2:2) комплексов. Показано, что определение железа (III) с реагентом в присутствии ДАOФМ высокоизбирательно. Изучено влияние некоторых ионов и маскирующих веществ на образование бинарного и разнолигандных комплексов железа (III). Многократные количества щелочных и щелочно-земельных металлов не мешают определению железа. Разработанная методика применена для определения микроколичеств железа в трех сортах яблок.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ И ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

51-58 3
Аннотация
Цель работы - изучение антимикробной и антиоксидантной активности сухих экстрактов из выжимок ягод брусники и клюквы, а также оценка возможности использования клюквенного экстракта для изготовления печенья с антиоксидантным эффектом. Ягодные выжимки содержат биологически активные вещества, такие как фенольные соединения и бензойную кислоту, извлечение и концентрирование которых позволило получить сухие экстракты как возможные ингредиенты функциональной направленности. Определены радикал-связывающая активность и Fe2+- хелатирующая способность экстрактов, а также установлено антимикробное действие по отношению Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Salmonella typhimurium, Listeria monocytogenes. Исследована возможность использования сухих экстрактов из вторичного сырья растительного происхождения при изготовлении сахарного печенья с повышенной биологической ценностью. Результаты исследований свидетельствуют о высоком содержании антиоксидантов в опытном образце, превышающем в 5,2 раза соответствующий показатель контрольного образца, что характеризует экстракт как эффективный ингредиент функционального назначения при производстве кондитерских изделий и возможности его использования для создания других продуктов функционального питания.
59-66 1
Аннотация
Изучено влияние ограниченных анаэробных условий на продуктивность Medusomyces gisevii. В экспериментах использовалась искусственная питательная среда объемом 0,4 л, с содержанием 25% инокулята. В качестве углевода в среду культивирования микроорганизмов добавляли сахар (100 г/л), а также экстракты черного или зеленого чаев (2 г/л) или кофе (2 г/л). Метаболическую активность микроорганизмов симбионта оценивали по закислению питательной среды, которая проявлялась в низких величинах рН и возрастании значений электропроводимости. Анабиоз симбионта создавался путем наслоения на поверхность питательной среды растительного масла. В условиях анабиоза отмечается отсутствие (экстракты черного и зеленого чаев) и ограниченный рост (экстракт кофе) биоцеллюлозы. При этом во всех пробах симбионтов Medusomyces gisevii, в условиях анабиоза, активность микроорганизмов резко снижалась, что проявлялось в понижении величин рН в течении месяца культивирования только на 1,6-7,3%, а значений электропроводимости - на 2,9-41,5%. Полученные данные свидетельствуют о том, что для нормального функционирования Medusomyces gisevii необходим как кислород, так и биоцеллюлоза, локализующаяся на поверхности культуральной жидкости.
67-73 1
Аннотация
Селенит натрия являются формой селена минерального происхождения. Научных данных об использовании селенита натрия в качестве интенсификатора солодоращения нет. С целью установления возможности использования селенита натрия для ускорения процесса солодоращения, были проведены исследования применения его водных растворов при замачивании ячменя сорта Ача. При получении солода использовался воздушно-оросительный способ замачивания. Проращивали ячмень на лабораторной мини-солодовне. В процессе эксперимента менялась степень замачивания и температура слоя зерна. Было выявлено, что при различных условиях ведения процесса замачивания и проращивания ячменя, максимальная амилолитическая активность солода наблюдалась на 4 сутки проращивания. Добавление селенита натрия вело к накоплению амилаз уже на третьи сутки проращивания. С помощью эксперимента и математического моделирования была установлена максимальная амилолитическая активность солода при использовании селенита натрия концентрацией его водного раствора 0,033 мг/л. Увеличение амилолитической активности в солоде, полученном при замачивании зерна с селенитом натрия, наблюдалось в 1,5 раза выше, по сравнению с контролем. Таким образом, исследования показали, что селенит натрия может быть использован в качестве интенсификатора солодоращения.
74-81
Аннотация
Цель работы - исследование состава и содержания фенольных соединений из листьев P. schlothauerae методами высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) в связи с систематическим положением. Материалом для изучения флавоноидов и фенолкарбоновых кислот в экстрактах из листьев P. schlothauerae послужили сборы из природных популяций в фазе цветения и плодоношения растений. Этанольные извлечения, полученные экстракцией на водяной бане 40%-м этиловым спиртом, анализировали на жидкостном хроматографе «Agilent 1200» с диодноматричным детектором. Выявлено, что 40% водно-этанольные извлечения из листьев содержат фенолкарбоновые кислоты - хлорогеновую, кофейную и n-кумаровую и флавонолы - агликоны кверцетин и кемпферол, гликозид кверцетина гиперозид. В гидролизатах водно-этанольных извлечений обнаружены кверцетин, кемпферол, кофейная и n-кумаровая кислоты. Выявлены различия в качественном составе фенольных соединений, содержащихся в гидролизатах водно-этанольных извлечений из листьев P. schlothauerae и растений рода Spiraea, что подтверждает таксономическую самостоятельность P. schlothauerae. Содержание фенольных веществ в листьях P. schlothauerae выше в фазе плодоношения. Кемпферол (0,07 мг/г) обнаружен в водно-этанольных извлечениях из листьев только в фазе плодоношения.
82-91 7
Аннотация
Цель - исследование активности фермента фитазы, синтезируемого штаммом Aspergillus niger Л-4 на сахарозоминеральной среде, определение наиболее оптимальных условий культивирования штамма, при которых синтезируется наибольшее количество фермента фитазы, с возможностью дальнейшего получения фермента фитазы в качестве дополнительного целевого продукта микробиологического синтеза. Активность фитазы, синтезируемой микромицетом Aspergillus niger Л-4, исследовалась колориметрическим методом, который основан на определении содержания неорганических фосфатов (РО4), образующихся в результате действия фермента фитазы на субстрат - фитат натрия (натриевую соль фитиновой кислоты) - при определенных стандартных условиях путем их связывания ванадиево-молибденовым реактивом с образованием фосфорнованадиево-молибденового комплекса желтого цвета. В результате ферментации штамма Aspergillus niger Л-4 в лимонную кислоту на сахарозоминеральной среде максимальная активность фитазы в нативном растворе для посевного мицелия возрастом 24 и 48 ч при разных объемах посевного мицелия (15 и 20% соответственно) и температуре процесса 290С составила 68,75 ед/см3; в мицелиальной массе фитазная активность в возрасте посевного мицелия 36 и 48 ч, объеме мицелиальной массы 15 и 20%, соответственно, и температуре процесса 290С составила 60,50 ед/г. Полученные данные могут быть применены для разработки способа получения двух пищевых микроингредиентов - лимонной кислоты и фитазы - в одном биотехнологическом процессе. Ключевые слова: Aspergillus niger, штамм Л-4, фитаза, лимонная кислота.

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

92-98
Аннотация
Обоснована необходимость утилизации твердых бытовых и промышленных отходов пиролитическим методом, позволяющим уничтожать свалки без остатка и вреда для здоровья населения. Представлено описание опытно-полупромышленной установки переработки мусора мощностью до 1000 кг/сутки в составе цеха термолиза мусороперерабатывающего комплекса. Показаны достоинства использования СВЧ-излучения для разложения углеродсодержащих компонентов отходов, содержащих преимущественно пищевые, полимерные, пластиковые, древесные, растительные, бумажные фракции влажностью от 30 до 40% на твердый углеродно-коксовый остаток и газообразную фракцию. Описана система очистки отходящих дымовых газов, представленная стадиями каталитической адсорбции в адсорбере с неподвижным слоем катализатора; хемосорбции в мокром скруббере путем промывки дымовых газов водным раствором известкового молока; хемосорбции в мокром скруббере путем промывки водным раствором карбамида. Приведены результаты анализов проб пылегазовых выбросов на содержание в них полихлорированных дибензо-п-диоксинов, дибензофуранов, полиароматических углеводородов и оксидов. Показано, что концентрации вредных веществ не превышают предельно допустимых значений. Доказана полнота и эффективность технологии, отвечающей всем современным мировым нормам экологической безопасности.
99-105 2
Аннотация
Цель работы - изучение закономерностей и эффективности процесса регенерации фильтрующей перегородки путем обратной струйной продувки вращающимся соплом при очистке запыленных газов щелевым фильтром. При исследованиях изменялись скорость вращения продувочного сопла и его расстояние до фильтрующей перегородки, число слоев проволоки и размер щелей между ними. В ходе эксперимента измерялся расход воздуха на фильтрацию и на продувку, гидравлическое сопротивление чистой перегородки, перегородки с осадком и после регенерации. Рассмотрены баланс сильнодействующих на пылевой осадок при регенерации и условия отрыва осадка от фильтрующей перегородки, на основе которых предложено математическое описание, определяющее минимальную скорость продувочной струи. Предложена зависимость для расчета эффективной рабочей скорости струи, обеспечивающей эффективную регенерацию и минимальные экономические затраты на продувку. Выявлено, что эффективность регенерации связана экспоненциальной зависимостью с показателем остаточного сопротивления осадка, который определяется условиями фильтрования и регенерации. Получена зависимость для расчета коэффициента регенерируемости, который рекомендуется использовать при определении общего гидравлического сопротивления щелевого фильтра, учитывающего сопротивление чистой фильтрующей перегородки, сопротивление пылевого осадка и остаточное сопротивление щелевой перегородки после регенерации.
106-114 1
Аннотация
Обсуждается влияние добавок трихлорэтиламидов некоторых сульфоновых и карбоновых кислот на формирование блестящих покрытий при электрохимическом никелировании с использованием стандартного электролита Уоттса. Из исследованных четырех соединений три показали эффект образования блестящих покрытий и одно - формирование полублестящего покрытия. Добавки вводились в электролит в количестве 0,1-0,7 г/л. Выход по току составил 78-97%. Пористость полученных покрытий 0,28-11,02 пор/см2, что существенно ниже, чем при использовании некоторых других блескоообразователей. Наилучшим блескообразующим действием среди исследованных добавок обладают 1-гидрокси-2,2,2-трихлорэтиламид уксусной кислоты и 1-4-метоксифенил-2,2,2-трихлорэтиламид-4-хлорфенилсульфоновой кислоты. Блокообразующее действие трихлорэтиламидов сульфоновых кислот связано с их электрохимическим разложением на катоде, что способствует внедрению серы в никелевое покрытие в количестве 0,3 - 0,4% масс, которое определяет блеск. Действие трихлорэтиламидов карбоновых кислот, возможно, связано с их адсорбцией на поверхности катода.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВ

115-121 2
Аннотация
Цель - оценена возможность применения процессов пассивного транспорта через полупроницаемую мембрану из ацетата целлюлозы для сравнения свойств адаптированных молочных смесей и грудного молока. Потенциометрическим методом было определено содержание ионов калия и натрия, титриметрическим методом содержание кальция и магния в прокаленных молочных смесях. Полученные данные были использованы для оценки скорости диффузии из восстановленных молочных смесей. Были рассчитаны коэффициенты проницаемости ионов калия, натрия, магния и кальция из восстановленных молочных смесей и раствора моделирующего по ионному составу одну из молочных смесей, взятых для исследования. Было показано, что диффузия ионов in vitro, оцененная с помощью коэффициента проницаемости идентична процессам всасывания через стенку желудочно-кишечного канала. Результаты проведенного исследования показали, что образования казеинаткальцийфосфатного комплекса при восстановлении адаптированных молочных смесей, аналогичного таковому в грудном молоке не происходит. Об этом свидетельствует большая скорость диффузии ионов кальция и магния из восстановленных адаптированных молочных смесей, чем из грудного молока. Ионы кальция и магния в составе молочных смесей будут хуже усваиваться из молочных смесей, чем из грудного молока.
122-128 2
Аннотация
Трепанг дальневосточный - биологически ценный объект аквакультуры и морского промысла на восточном побережье Российской Федерации. Производство пищевой продукции из трепанга, расширение ее ассортимента является актуальным на Дальнем Востоке. Важная технологическая задача - создание из трепанга продукта, имеющего функциональную направленность, с высокими потребительскими свойствами и пониженным содержанием влаги. Цель работы - разработка технологии сушеной продукции из трепанга дальневосточного, позволяющей сохранить его биологически активные химические соединения и получить готовый продукт пролонгированного срока хранения с высокими органолептическими характеристиками. В результате экспериментальных исследований обоснованы технологическая схема производства нового сушеного продукта из трепанга, его рецептура и технологические параметры процесса. На разработанный продукт утвержден СТО 00471515-054-2017 «Снеки из трепанга сушеные». Дана оценка качества готовой продукции по органолептическим и физико-химическим показателям, подтверждена ее биологическая ценность. Установлено, что снеки из трепанга сушеные по микробиологическим показателям соответствуют требованиям ТР ЕАЭС 040/2016 «О безопасности рыбы и рыбной продукции». Обоснован срок хранения сушеного формованного продукта из трепанга в герметичной упаковке.

ПРИКЛАДНАЯ ЭКОЛОГИЯ

129-134 4
Аннотация
Целью исследований являлось определение экологического состояния почв, находящихся в зоне влияния предприятий нефтегазовой отрасли, по комплексу микробиологических и биохимических показателей. В качестве объекта исследований были выбраны почвенные образцы, отобранные на территории нефтебазы №5 ООО «ЛУКОЙЛ-НВНП», расположенной в черте города Астрахани. Почвенные образцы отбирали вблизи источника загрязнения, в 20 и в 100 м от источника загрязнения, а также вне зоны загрязнения. В результате работы изучена биологическая и ферментативная активность исследуемых почвенных образцов. Используя наиболее информативные показатели, рассчитали интегральный показатель биологического состояния исследуемых почв. При этом установлено, что для определения эколого-биологического состояния почв в условиях хронического загрязнения нефтепродуктами, наиболее применимы микробиологические показатели по сравнению с биохимическими. Полученные результаты свидетельствуют, что экологическое состояние почв нефтебазы №5 ООО «ЛУКОЙЛ-НВНП» г. Астрахани по значениям интегральных показателей, можно характеризовать как высокоопасное.
135-143 1
Аннотация
Антропогенными источниками загрязнения почв урболандшафтов Волгоградской агломерации являются химические и металлургические предприятия, АЗС, транзитные автомагистрали, железнодорожная сеть и др. Для объективной оценки загрязнения почв нефтепродуктами необходимо учитывать наличие естественных органических соединений самой почвы. Выщелачивание нефтепродуктов из светло-каштановых почв происходит в течение первых 11 сут независимо от ее гранулометрического состава и их концентрации, в глинистой почве снижается в 2,58 раза (с 5,29 до 2,05), в песчаной почве - в 13,9 раз (с 69,00 до 4,92%). Количество испарившегося органического углерода в глинистой почве максимально на 2-е и 6-е сутки. Глубина проникновения нефтепродуктов в почвенный профиль зависит от их гранулометрического состава. Содержание нефтепродуктов, переходящих в водную вытяжку, не зависит от их концентрации, типа почвы, ее гранулометрического состава. После автоклавирования под действием температуры и давления возможен процесс термической десорбции, разрушения химических связей, в результате чего органические компоненты высвобождаются из глиногумусовых и песчаногумусовых комплексов. В результате термической десорбции содержание нефтепродуктов в аллювиальной почве увеличивается.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

144-147 3
Аннотация
Разработан способ проведения суспензионной полимеризации стирола в дисперсионной гелевой среде. В качестве геля выбран водный раствор метилцеллюлозы. Установлена зависимость динамической вязкости растворов метилцеллюлозы от температуры. Процесс полимеризации стирола осуществляли в точке гелеобразования раствора метилцеллюлозы в течение 2 ч или 4 ч при температуре 60-80 °С. Соотношение стирола к метилцеллюлозе составляло 1 : 10. При охлаждении полимеризата твердые частицы полимера осаждаются на дно ампулы и легко отделяются. Размеры частиц полимера составляют от 0,01 до 7 мм .
148-152
Аннотация
В настоящее время во всем мире уделяется повышенное внимание альтернативным источникам углеводородного сырья, в частности, тяжелым высоковязким нефтям и природным битумам. Ос-воение и рациональное использование таких месторождений является важнейшей научной задачей в направлении по извлечению синтетической нефти и редкоземельных металлов, получения вяжущих материалов для дорожного строительства. В работе изучено распределение микроэлементов между минеральной и органической частью, а также в смолисто-асфальтеновых веществах. Выявлено, что концентрирование никеля, ванадия и сопутствующих микроэлементов происходит неравномерно во всех составляющих кира. Основная часть металлов сосредоточена в составе высокомолекулярных соединений. Полученные данные по распределению металлов в минеральной, органической частях нефтебитуминозной породы, а также при групповом компонентном составе смолисто-асфальтеновых веществ природного битума будут полезными при разработке технологических схем комплексной переработки, а также сделают возможным полное использование нефтебитуминозной породы.
153-158 1
Аннотация
На культуре мононуклеарных клеток периферической крови (МНПК) человека изучено действие in vitro 1-герматранол-гидрата в сравнении с трекрезаном на белковый синтез и связанные с ним ведущие системы регуляции процессов развития, дифференцировки, регенерации и поддержания как клеточного, так и тканевого гомеостаза. Показано активирующее действие 1-герматранол-гидрата на суммарную активность триптофанил-тРНК-синтетазы - одного из ключевых ферментов внерибосомного этапа белкового синтеза триптофанил-тРНК синтетазы (ТРСазы). 1-герматранол-гидрат в дозе 15 мкг/мл увеличивает экспрессию тРНК на 33-45% значительнее, чем трекрезан в дозе 25 мкг/мл. Стимулируя биосинтез иммуноглобулинов, герматранол-гидрат обладает актопротекторным действием и является фактором ускорения образования обеих форм АРСаз. Активированная ТРСаза, подавляя патологические процессы аномальной агрессивной пролиферации сосудов, стимулирует восстанавливающее физиологическое развитие сосудов. Полученные данные дают основание полагать, что 1-герматранол-гидрат может быть использован в качестве лекарственного средства, обладающего иммуномодулирующим и адаптогенным действием.


ISSN 2227-2925 (Print)
ISSN 2500-1558 (Online)