Preview

Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология

Расширенный поиск
Том 8, № 3 (2018)

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

6-11 2
Аннотация
Целью настоящего исследования является разработка селективного экспресс-метода определения палладия. Впервые в качестве реагента на палладий использован 2-(4-этилтиофенил)пиррол, полученный по реакции Трофимова из 4-этилтиофенилкетоксима и ацетилена при атмосферном давлении (КОН/ДМСО, 96 °С, 5 ч). Установлено, что в солянокислых растворах (6 М HCl до рН 5) Pd(II) образует с 2-(4-этилтиофенил)пирролом комплексное соединение желтого цвета, которое поглощает в видимой области λ = 415 нм. Экстракционно-фотометрическим методом изучены свойства палладиевого комплекса пиррола, выявлены пределы концентраций Pd(II) (0,5-5,0 мкг/мл), подчиняющихся основному закону фотометрии. Разработанная методика определения Pd апробирована на растворах сложного состава и образцах промышленного катализатора РК-404. Показано, что новый реагент обеспечивает высокую избирательность определения Рd(II) в присутствии Ag(I), Mn(II), Zn (II), Pb(II), Ni(II), Со(II), Аl(III), Fе(III), Bi(III), Тh (IV), Pt(IV), U(VI), W(VI) и Re(VI); точность надежного определения палладия ± 4%. По сравнению с известными аналитическими реагентами 2-(4-этилтиофенил)пиррол отличает точность и хорошая воспроизводимость результатов, избирательность анализа и экспрессность (время анализа 4-5 мин).
12-17 2
Аннотация
В работе представлены результаты получения калиевой соли сульфатированного амида, синтезированного на основе оливкового масла и моноэтаноламина, изучения поверхностно-активных свойств, а также защитной способности. Получено гелеобразное вещество светлого цвета, без запаха. Установлено, что в интервале концентраций от 0,033 до 0,2 моль/л поверхностное натяжение снижается от 22,07 до 20,95 дин/см. Методом ИК-спектроскопии установлено строение соединения. В ИК-спектре наблюдаются следующие полосы поглощения: при 874 см-1, характерные для S-O связи; при 1164 см-1, ответственные за S=O связи; при 1505 см-1, 1709 см-1, связанные с C=O и N-H связями в амидной группе. Определена защитная способность калиевой соли сульфатированного моноэтаноламида олеиновой кислоты, рассчитан коэффициент торможения, равный 2,5. Таким образом, синтезировано новое поверхностно-активное соединение, строение которого подтверждено методом ИК-спектрометрии, способное проявлять свойства ингибитора коррозии в кислой среде.
18-24 1
Аннотация
Цель - определение порядка и константы скорости реакции, энергии активации, чисел переноса, влияющих на процесс разделения и расход электроэнергии. Знание этих зависимостей крайне необходимо для выбора оптимальных режимов работы устройства для очистки и регенерации отработанных растворов хроматирования, а также для разработки математических моделей и инженерных методов расчета. На основании экспериментальных данных установлена функциональная зависимость между изменениями величины силы тока и значениями чисел переноса. Для измерения оптической плотности использовали колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2-УХЛ 4,2. Контроль и регулирование значений тока и напряжения осуществляли с помощью блок питания Mastech HY3005-2. С увеличением силы тока уменьшается подвижность иона хрома, вследствие газонаполнения раствора, препятствующая прохождению электрического тока. К тому же с увеличением силы тока происходит осаждение хрома на электроде. Найдены и объяснены оптимальные зависимости основных кинетических характеристик от параметров проведения процесса разделения раствора хроматирования. Построены диаграммы для нахождения оптимальных параметров разделения, расхода электроэнергии способных помочь в осуществлении высокоэффективного процесса разделения растворов хроматирования.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ И ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

25-32 5
Аннотация
В настоящей работе предложен оригинальный метод определения сакситоксина (STX) основанный на его выделении из цианобактериальной биомассы путем экстракции 0,05 М уксусной кислотой, дериватизации 2,4-динитрофенилгидразином (DNPH) и последующем анализе производного методом ВЭЖХ-МС. Дериватизация проводилась в смеси ацетонитрил-трифторуксусная кислота (98,5:1,5 об./об.) при 65 °С; период полупревращения составляет ~ 3,6 ч. Разработанный метод был применен для анализа природных цианобактериальных образцов, а также культивированного штамма Nostoc Pruniforme. Детектирование гидразона сакситоксина проводилось путем измерения полного ионного тока и последующего экстрагирования ионного тока при m/z 462,15 ± 0,1. Дериватизация 2,4-динитро-фенигидразином осложнена образованием двух стереоизомеров, E и Z, которые дают два отдельных пика при ВЭЖХ. Выполненные нами квантово-химические расчеты показывают, что в случае сакситоксина образуется только один Z-изомер вследствие стерического фактора и, следовательно, только один хроматографический пик гидразона сакситоксина наблюдается на хроматограмме. Для предложенного метода получены следующие метрологические характеристики: предел определения - 20 нг/г (сухая биомасса), повторяемость - 4%, внутрилабораторная прецезионность - ±7%.
33-40 3
Аннотация
Представлены основные условия культивирования, оказывающие влияние на выход бактериальной наноцеллюлозы при использовании разных продуцентов. В связи с высокой востребованностью в бактериальной наноцеллюлозе в различных отраслях промышленности исследования параметров, обеспечивающих высокий выход, являются актуальными. К основным параметрам, влияющим на рост целлюлозосинтезирующих бактерий и биосинтез бактериальной наноцеллюлозы, можно отнести: концентрацию источника углерода в питательной среде; аэрацию; температуру культивирования; уровень активной кислотности. Концентрация редуцирующих веществ в питательной среде может находится в диапазоне от 6 до 100 г/л. Концентрацию растворенного кислорода в питательной среде можно считать лимитирующим фактором для всех целлюлозосинтезирующих микроорганизмов. Температурный диапазон для биосинтеза бактериальной наноцеллюлозы у разных продуцентов может варьировать от 25 до 33 °С. Диапазон pH, обеспечивающий наибольший выход бактериальной наноцеллюлозы, для разных продуцентов изменяется от 4 до 6,5. Обзор литературы показал необходимость подбора условий культивирования, обеспечивающих максимальный выход бактериальной наноцеллюлозы для каждого продуцента отдельно.
41-47 4
Аннотация
Цели исследования - проведение тематического поиска по вопросу изучения биосинтеза бактериальной наноцеллюлозы (БНЦ) на альтернативных питательных средах, выявление и отбор технических решений для установления существующего уровня техники в исследуемой области. Поиск и отбор осуществлялся с ретроспективой в 20 лет. Анализ опубликованных запатентованных технических решений показал, что получение БНЦ - это сложный и дорогостоящий процесс. Выявлено три основных направления снижения себестоимости: замена пищевого сырья на непищевое; разработка новых инженерных решений, позволяющих либо получать больший выход продукта, либо повышать качество БНЦ; выделение из природных источников, либо разработка с помощью биоинженерных методов новых штаммов микроорганизмов, обладающих высокой биосинтетической способностью и позволяющих получать высокий выход целевого продукта за короткое время. Ряд патентов включает в себя все три указанных направления. Данные направления можно считать перспективными для разработки технических решений, способных к правовой охране.
48-54 3
Аннотация
Цель работы заключалась в синтезе антиген-полисахаридных комплексов на основе поверхностных субъединиц вируса гриппа B/Florida/04/2006 в присутствии различных первичных аминов и изучении физико-химических свойств полученных комплексов. Синтез антиген-полисахаридных комплексов проводили конъюгацией с частично окисленным декстраном с последующим восстановлением боргидридом натрия. Исследованы биологические и физико-химические свойства синтезированных антиген-полисахаридных наноконструкций. В результате исследования физико-химических свойств полученных конъюгатов предложен спектрофотометрический метод определения тирозина в образцах антигена, модифицированного окисленным декстраном в присутствии тирозина. Определены соотношения основных компонентов, синтезированных антиген-полисахаридных наноконструкций «нагруженных» дополнительным количеством тирозина. Для синтезированных антиген-полисахаридных конструкций на 1 часть антигенов приходится от 16 до 30 частей декстрана и от 40 до 130 дополнительно взятых аминокислотных остатков. Ориентировочные молекулярные массы синтезированных конъюгатов колеблются в интервале от 1 до 2 млн Да. Наноконструкции с такими молекулярными массами сопоставимы с массами вирусных частиц и, по сути, представляют собой вирусоподобные частицы.
55-60 3
Аннотация
В результате техногенного воздействия на биосферу происходит загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами, среди которых наиболее распространенным и токсичным для растений и животных является кадмий. Повышение содержания кадмия в растениях сопро-вождается развитием окислительного стресса, вызванного образованием избыточного количества активных форм кислорода. Цель исследования заключается в изучении влияния салициловой кислоты на функционирование элементов про- и антиоксидантной системы проростков пшеницы под действием сульфата кадмия. Для проведения исследования семена пшеницы (Triticum aestivum L.) сорта «Краснодарская 99» замачивали в течение 6 ч в 0,1 мМ растворе салициловой кислоты, а далее выращивали на растворах сульфата кадмия в возрастающих концентрациях. Установлено, что уровень изменений в интенсивности роста, активности перекисного окисления липидов, содержании пролина и фотосинтезирующих пигментов зависит от концентрации CdSO4 и имеют для показателей интенсивности роста монотонную зависимость, для всех остальных показателей - немонотонную. Салициловая кислота при всех концентрациях CdSO4 способствует усилению окислительного стресса, тем самым поддерживает антиоксидантную систему на более высоком уровне.
61-69 1
Аннотация
Цель работы - выявление роли диффузии в бактериальном восстановлении йоднитротетразолия хлорида (ИНТ), используя методы химической кинетики. В экологических исследованиях через интенсивность восстановления солей тетразолия оценивается в целом жизнеспособность микроорганизмов и их сообществ. В частности, за индикатор коррозионной активности бактерий можно было бы принять соли тетразолия. Однако, как известно, через восстановление солей тетразолия регистрируется отклик не всего микробного сообщества, а только его части, способной активно восстанавливать соль тетразолия. Выяснение причин широкого диапазона восстановительной способности микроорганизмов по отношению к солям тетразолия позволит повысить объективность результатов экологических, других исследований, в том числе изучения коррозионной активности бактерий-органотрофов. Определены кинетические параметры восстановления ИНТ суспензией бактерий Clostridium spp., Proteus vulgaris, Escherichia coli. На основании значений предэкспоненциального множителя уравнения Аррениуса сделано предположение о диффузионно-контролируемом характере реакции.
70-78 2
Аннотация
Цель - изучение корреляционной взаимосвязи между активностью липоксигеназы в семенах мягкой пшеницы Triticum aestivum L. и параметрами текстуры эндосперма, а именно удельной поверхностью частиц муки, размером частиц муки и стекловидностью. Активность липоксигеназы показала положительную связь с удельной поверхностью частиц муки и отрицательную с размером частиц среди нескольких сортов пшеницы и в двух популяциях замещенных линий пшеницы (P ≤ 0,01). Изменения уровней параметров текстуры эндосперма при неблагоприятных условиях среды, а именно индексов устойчивости у ЗЛ Диамант 2 (Новосибирская 67) были связаны с индексами устойчивости активности липоксигеназы (P ≤ 0,05; 0,01). Текстура эндосперма является важной технологической характеристикой гексаплоидной пшеницы и определяет ее мукомольные характеристики и конечное использование. Твердозерные сорта применяются для хлебопечения, а мягкозерные - для производства кондитерских изделий. Впервые была выявлена отрицательная корреляционная взаимосвязь между активностью липоксигеназы и твердозерностью липоксигеназы пшеничных семян, вероятно, участвует в формировании текстуры эндосперма, способствуя мягкости.
79-84 1
Аннотация
Известно, что целлюлозосодержащее сырье является самым перспективным и распространенным в мировом масштабе видом биомассы, которая может быть использована для производства биоэтанола без использования дополнительных пахотных земель, не конкурируя с пищевым сектором экономики. Ключевыми факторами, определяющими эффективность индустриализации производства биоэтанола, являются химический состав целлюлозосодержащего сырья и способ его предварительной химической обработки. В данной работе в условиях опытно-промышленного производства ИПХЭТ СО РАН получены субстраты путем предварительной химической обработки мискатуса. Показано, что на стадии осахаривания наибольшая концентрация редуцирующих веществ достигнута для субстратов, полученных одностадийной химической обработкой: для продукта азотнокислой обработки концентрация составила 43,6 г/л, для продукта щелочной делигнификации - 43,7 г/л. Изучена зависимость выхода биоэтанола. Показано, что по выходу биоэтанола из 1 т мискантуса полученные субстраты можно расположить в ряд: продукт азотнокислой обработки > техническая целлюлоза (комбинированный способ) > продукт щелочной делигнификации > техническая целлюлоза (азотнокислый способ).
85-91
Аннотация
Исследовано влияние органических кислот - интермедиатов цикла Кребса (лимонной, α-кето-глутаровой, янтарной, яблочной, щавелевой кислот) в концентрациях от 10-9 до 10-15 М на развитие чистой культуры синегнойной палочки, на стадии ее развития, наследственности и мультипликации. Установлено, что сверхмалые концентрации органических кислот цикла Кребса достоверно стимулируют рост культур P. аeruginosa. Наибольшей стимулирующей активностью обладают растворы препарата из кислот цикла Кребса с концентрацией 10-9-10-12 М. В опыте по изучению совместного воздействия нанопрепарата из кислот интермедиатов цикла Кребса («препарат III») и гербицидов был обнаружен синергетический эффект усиления фитотоксичности гербицида. Склонность штамма P. аeruginosa к ускоренному размножению под воздействием стимулятора не сохраняется в третьем поколении. В опыте по изучению совместного воздействия нанопрепарата и гербицидов был обнаружен синергетический эффект усиления фитотоксичности гербицида Последовательное использование стимулирование роста микроорганизмов штамма P. аeruginosa имеет предельные значения для каждой концентрации и носит циклический характер. Наибольшей стимулирующей активностью обладает препарат с концентрацией 10-11 М.
92-98
Аннотация
Исследована возможность формирования микрочастиц с применением высокосульфатированного полисахарида, выделенного из бурых водорослей - фукоидана и белка - бычьего сывороточного альбумина в условия введения акрилатной эмульсии с применением неионогенного поверхностно активного вещества. Формирование полисахарид/белковых конъюгатов осуществлялось за счет сил электростатического взаимодействия между биополимерами при их различном соотношении в кислой среде (рН 4,5), после чего вводили неионногеный кремнийорганический эмульгатор ПЭГ-12 диметикон. В качестве носителя таких частиц был использован гель на основе акрилатной эмульсии. Микрочастицы показали высокую стабильность, эффективность загрузки и степень инкапсуляции. Выявлена зависимость данных показателей от количественного соотношения используемых биополимеров. Исследование размера частиц показало, что диаметр частиц не превышает 330 нм. Самые низкие показатели диаметра были установлены при применении малоконцентрированного раствора фукоидана. Определено, что наибольшей инкапсулирующей способностью обладали частицы с соотношением белок/полисахарид 1:1,5 со средним размером 285 нм.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВ

99-104 3
Аннотация
Работа посвящена исследованию массообменных процессов, протекающих между дрожжевой клеткой и виноматериалом, в частности на изменение концентраций аминного азота и фенольных соединений при батонаже в технологии красных столовых вин. Объектами исследований являлись красные столовые виноматериалы из сорта винограда Каберне-Совиньон, сброженные с применением активных сухих дрожжей Оеноферм Руж (Германия) и расы дрожжей Бастардо (Институт «Магарач»). По окончании брожения виноматериалы разделили на четыре варианта, которые выдерживали на дрожжевом осадке и проводили батонаж в течение 3-х месяцев с различной периодичностью по 30 минут без аэрации. Концентрация аминного азота постоянно возрастала в вариантах 1 и 3 в сравнении с контролем, в то время как в варианте 2 установлено меньшее его количество. Концентрация суммы фенольных соединений и суммы антоцианов незначительно уменьшилась при контакте виноматериала с дрожжевой биомассой и проведении батонажа в течение 2-х месяцев, что положительно сказывается и на результатах органолептического анализа вин.
105-112
Аннотация
В статье рассматривается возможность применения пюре из облепихи и аронии в качестве начинки для пирожного. Целью работы было совершенствование рецептуры начинки для пирожных с добавлением высокоценных в пищевом отношении полуфабрикатов из плодов черноплодной рябины и облепихи крушиновидной. Измельченные в пюре плоды аронии и облепихи вносились в рецептуру начинки взамен яблочного повидла. Изучались следующие дозировки - 20, 40, 60, и 80% к общей массе сырья в начинку. В качестве контроля был принят вариант начинки по базовой рецептуре из яблочного повидла без добавления аронии и облепихи. Установлено, что внесение пюре ягод аронии черноплодной и облепихи крушиновидной в рецептуру начинки в количестве 20% от массы яблочного повидла положительно влияет на органолептические показатели. Результаты определения физико-химических показателей качества начинок выявили, что кислотность и влажность начинок повышается, а массовая доля сахара и калорийность снижается в зависимости от доз применяемых добавок. При добавлении облепихи начинка обогатилась витамином С - в начинке с добавлением облепихи содержание витамина С составило - 23,5 мг/%, а с добавлением аронии - 3,2 мг/%.
113-120 3
Аннотация
Целью настоящей работы является исследование сорбционных свойств цеолита Хотынецкого месторождения. Проведено систематическое изучение сорбционных свойств природного цеолита Хотынецкого месторождения по отношению к некоторым токсикантам: тяжелым металлам (Hg, Pb, As, Cd, Zn, Ni), антибиотикам (тетрациклин, доксициклин, левомицетин и пенициллин) и полициклическим ароматическим углеводородам (бенз(а)пирен). Основными источниками избытка тяжелых металлов могут служить вода и пища. Бенз(а)пирен является высокотоксичным канцерогеном из класса полициклических ароматических углеводородов, оказывающим мутагенное, эмбриотоксическое, гематотоксическое воздействия, способствует развитию злокачественных опухолей. Установлено влияние кислотности среды и времени сорбции на степень извлечения веществ, определена сорбционная емкость цеолита по каждому из них, приведены изотермы сорбции. Показана связь между разрушением структуры минерала и его сорбционными свойствами в зависимости от кислотности среды. Полученные данные представляют практический интерес при разработке рекомендаций по использованию цеолита Хотынецкого месторождения в качестве энтеросорбента, позволяют оптимизировать и совершенствовать сочетание и количество вводимых биологически активных или фармацевтических добавок в рацион питания.

ПРИКЛАДНАЯ ЭКОЛОГИЯ

121-125 3
Аннотация
В представленной статье рассмотрены способы утилизации и переработки нефтяных шламов, такие как, термический, химический, биологический и физический, а также представлены преимущества и недостатки каждого способа. В результате проведенного сравнительного анализа был выбран наилучший вариант переработки нефтяного шлама на производственных предприятиях с экономической и экологической точек зрения, а именно физический способ. Для переработки нефтешлама было предложено устройство - трехфазный декантер. Декантер представляет собой горизонтально расположенную центрифугу с цилиндрическо-коническим барабаном со сплошным кожухом для непрерывного отделения твердых веществ от суспензий. На выходе из установки нефтепродукт содержит не более 2% воды и 1% механических примесей, что соответствует общепринятым нормам. В результате применения декантера появляется возможность извлечь нефтепродукты из нефтешлама и в дальнейшем использовать их по необходимому назначению. Предложенное устройство позволит нефтяным компаниям получить дополнительную прибыль от переработки нефтешлама, а также уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу, тем самым улучшив экологию.
126-134 4
Аннотация
Цель - разработка экологически безопасной технологии переработки накопленных отходов ОАО «Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат». Проведены опытно-промышленные испытания по вымораживанию коллоидных осадков шлам-лигнина в естественных условиях. Исследовались изменения физико-химических свойств осадков. Предложена принципиальная технологическая схема переработки отходов. Установлено, что после вымораживания коллоидного осадка шлам-лигнина образуется три фракции: деминерализованная вода - до 25%, минерализованная вода - до 15% и деструктированный коллоидный осадок - до 60%. При этом общий объем осадка сокращается до 40%. Установлено, что после вымораживания осадка шлам-лигнина происходит деструкция его коллоидной структуры с переходом лигнинных веществ, коллоидно-связанной влаги в водную фазу, сопровождающееся переходом аморфной кристаллической решетки гиббсита в диаспор. Вымораживание коллоидных осадков шлам-лигнина ОАО «БЦБК» приводит к снижению токсичности с третьего в четвертый класс опасности. Также на основе морфологического и количественного состава отходов была проведена их систематизация, позволяющая разработать технологию переработки отходов, основанную на их вымораживании. Предложенная экологически безопасная технология переработки накопленных отходов ОАО «БЦБК» позволит не только сократить технико-экономические затраты и повысить социально-экологическую безопасность с ожидаемым экологическим эффектом 17,7 млрд. руб., но и получить ценный компонент α-Al2O3 для изготовления цемента М-400.
135-140 1
Аннотация
В статье отражены результаты исследований утилизации углепластиков методом сольволиза с обеспечением извлечения армирующего наполнителя из общего объема матрицы, который в дальнейшем может использоваться повторно при производстве полимерных композиционных материалов. Полученные результаты позволяют оценить возможность создания фундаментальной основы для технологии утилизации отходов и изделий из полимерных композиционных материалов, что в перспективе обеспечит решение проблемы завершения их жизненного цикла. С учетом повышенных физико-механических характеристик полимерных композитных материалов и стойкости к внешним воздействиям окружающей среды, проблема их утилизации носит, прежде всего, экологический характер. Основной путь решения проблемы утилизации полимерных композиционных материалов - их вторичная переработка. Положительной стороной вторичной переработки является образование определенного количества полезных продуктов, которые в дальнейшем можно использовать в различных отраслях промышленности, и при этом не происходит повторное загрязнение окружающей среды. По таким причинам вторичная переработка является не только экономически целесообразным, но и экологически предпочтительным, более безопасным решением проблемы утилизации композиционных материалов.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

141-146 1
Аннотация
Методом рентгенофазового анализа исследованы двойные солевые системы Tl2MoO4-Ag2MoO4 и Tl2WO4-Ag2WO4 и показано образование ограниченного ряда твердых растворов. В субсолидусной области таллий-серебросодержащей молибдатной системы зафиксировано образование ограниченного твердого раствора на основе высокотемпературной модификации молибдата таллия протяженностью до 73 мол. %, а твердый раствор в таллий-серебросодержащей вольфраматной системе со стороны вольфрамата таллия, который кристаллизуется в орторомбической сингонии, имеет протяженность до 78 мол. % Tl2WO4. Исследованные системы Tl2RO4-Ag2RO4 (R = W, Mo) подобны таллий-натриевым молибдатным и вольфраматным системам, где область растворимости на основе высокотемпературной гексагональной модификации молибдата таллия составляет 60 мол. %, а на основе орторомбической модификации вольфрамата таллия - 86 мол. %.
147-152 4
Аннотация
Создание биотехнологических продуктов из сырья растительного происхождения актуально в связи с ухудшением экологической обстановки, популяризацией рафинированных продуктов и специализированных добавок (стероиды, антибиотики и т.д.), накапливающихся в организме человека. Целью работы являлось исследование безвредности и общей биологической ценности дикороса леспедецы двуцветной и пищевого продукта с ее использованием. Объектами исследования являлись: воздушно-сухая зеленая масса леспедецы двуцветной (молодые побеги, включающие молодые ветки и листья), ее экстракты и пищевой продукт с использованием экстрактов (желе). В результате исследований определены химический состав воздушно-сухой зеленой массы леспедецы и содержание полифенольных соединений в ее экстрактах в процессе хранения. Установлен подавляющий эффект водно-этанольного экстракта леспедецы в соотношении сырья к экстрагенту 1:10 и ростостимулирующий эффект - с гидромодулем 1:20; 1:30 соответственно при исследовании на тест-культуре Tetrahymena pyriformis. Определены микробиологические показатели и безопасность продукта на основе экстракта леспедецы. Установлено, что интенсивность развития T. pyriformis напрямую зависит от концентраций экстракта леспедецы в продукте; концентрации в пределах 1:50 не оказывают существенного влияния на рост и развитие живой клетки.


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