Цель исследования заключалась в оценке влияния структуры карбокатионов (в том числе сольватированных) – производных винилглицидилового эфира этиленгликоля («винилокса») – на их энтальпию образования, геометрию и энергии граничных орбиталей полуэмпирическим квантово-химическим методом PM3. В ходе работы проведены расчеты энтальпий образования «винилокса», а также энергий граничных, то есть высших занятых и низших вакантных молекулярных орбиталей карбокатионов, образующихся при гетеролитическом раскрытии винилоксидных и эпоксидных групп. Расчеты проводились с полной оптимизацией геометрии. Рассчитаны характеристики 9 модельных структур-объектов исследования, которые потенциально могут участвовать в процессах роста макромолекулярных цепей по катионному механизму. Установлено влияние на энтальпии образования и энергии граничных орбиталей внутри- и межмолекулярных аномерных («через пространство») эффектов взаимодействия простых эфирных и эпоксидных кислородов с карбокатионными центрами. Пространственная геометрия структур с внутримолекулярными аномерными взаимодействиями во всех случаях является «изогнутой». Геометрия «эпоксидного» карбокатиона – «линейной» из-за отсутствия такого типа взаимодействий. При этом обнаружено, что эти взаимодействия заметно уменьшают как энтальпии образования карбокатионов, так и энергии граничных высших занятых молекулярных орбиталей. Вполне возможно, что подобные аномерные взаимодействия являются донорно-акцепторными, в которых задействованы «неподеленные пары электронов» кислородов и вакантные p-орбитали карбокатионных центров. Предполагается, что данные взаимодействия также будут иметь место в среде апротонных слабополярных растворителей-хлоруглеводородов, что доказано на примере хлороформа.

Целью проведенного исследования являлось осуществление аналитического обзора синтетических компонентов, таких как полиэтиленгликоль и акриловая кислота, для изготовления гидрогелей, выявление их преимуществ и недостатков, а также изучение возможностей применения данных материалов в тканевой инженерии. Гидрогели представляют собой сшитые трехмерные полимерные соединения, которые благодаря наличию гидрофильных частиц способны поглощать большое количество жидкости. Физико-химические свойства гидрогелей настраиваются в зависимости от поставленных задач и определяются составом композиции, концентрацией компонентов, методами и плотностью сшивания, способами изготовления, а также наличием присоединенных веществ. Гидрогели применяются в различных областях, среди которых одно из главных мест занимают биомедицина, биотехнологии и биоинжиниринг. Известно, что компоненты для изготовления гидрогелей делятся на природные, синтетические и полусинтетические. В отличие от гидрогелей из природных компонентов гидрогели из синтетических составляющих обладают таким преимуществом, как высокая воспроизводимость. Синтетические гидрогели способны обеспечить большую гибкость в отношении химического состава и механических свойств, которые могут быть адаптированы для конкретных применений с включением функциональных групп, а их транспортные свойства могут быть изменены путем регулировки длины и плотности полимерных цепей. В настоящее время синтетические полимеры стали важным альтернативным выбором для изготовления гидрогелевых каркасов, поскольку они могут быть молекулярно адаптированы с учетом структуры, молекулярной массы, механической прочности и биоразлагаемости. В данной статье представлена основная информация о гидрогелях, описана их структура, классификация, рассмотрены основные синтетические компоненты для гидрогелевых композиций и способы их применения.

Цель проведенного исследования заключалась в изучении кинетики сорбции фосфатов прокаленным сорбентом на основе золошлаковых отходов предприятия теплоэнергетики и апробации сорбента на открытом стоке в реку Кубань, содержащем ливневые и хозяйственно-бытовые сточные воды. Прокаленный сорбент получен высушиванием и прокаливанием при температуре 600 °С в течение 30 мин образцов золошлака Новочеркасской государственной районной электростанции. Приведены данные экспериментальных исследований статической сорбции по очистке от фосфатов модельных водных растворов и сточной воды. Исследована кинетика сорбции фосфатов из модельных растворов прокаленным сорбентом массой 1 г на 50 см 3 раствора. Экспериментально определены оптимальные значения параметров сорбции: частота вращения перемешивающего устройства составляла 200 об/мин, рН был равен 7, продолжительность сорбции – от 10 до 120 мин. Исходная концентрация фосфатов в модельных растворах варьировалась от 2 до 300 мг/дм³. Наибольшая эффективность извлечения 97–98% получена для концентраций фосфатов в исходном растворе 10 и 20 мг/дм³. Экспериментальные данные обработаны по уравнениям кинетики псевдопервого порядка (Лагергрена) и псевдовторого порядка (Хо и Маккея). Наибольший коэффициент детерминации R² = 0,999 получен по модели псевдовторого порядка, что согласуется с данными зарубежных исследователей по извлечению фосфатов из водных растворов сорбционным способом. Получено хорошее качественное и количественное согласование экспериментальных и расчетных значений эффективности извлечения фосфатов из водного раствора.

С целью исключения влияния основного центра – атома азота в пиридине – на устойчивость получаемой из 2-хлорпиридина изотиурониевой соли предварительно получена и впервые спектрально охарактеризована протонированная форма – хлорид 2-хлорпиридиния. Синтезированное соединение легко конденсируется с тиомочевиной с образованием изотиурониевой соли. По данным спектроскопии ядерного магнитного резонанса (¹H и ¹³С) показано, что соль существует в виде двух устойчивых конформеров относительно связи пиридин С2–SC(NH₂)₂, которые в спектрах ядерного магнитного резонанса  13 С наиболее существенно различаются смещением сигнала С4 в пиридиновом цикле относительно сигнала в незаряженном 2-хлорпиридине. Присутствие двух устойчивых конформеров определяется наличием в α-положении дополнительного основного центра, что может быть общей закономерностью для соединений подобного типа. Синтезированный пиридиний изотиуроний хлорид был исследован в качестве блескообразующей добавки в электролит никелирования. Предварительные испытания с использованием ячейки Хулла позволили выявить рабочие диапазоны концентраций добавки 0,10–0,45 г/л и рабочих плотностей тока (3–20 А/дм²). Обнаружено, что введение добавки в концентрации 0,40–0,45 г/л в сульфатный электролит никелирования позволяет получить с высоким выходом по току блестящее никелевое покрытие, обладающее низкой пористостью и высокой твердостью. Микротвердость увеличивается с увеличением концентрации введенной добавки.

Целью исследования являлась разработка методики биотестирования для оценки качества козьего молока в производственных условиях с использованием бактерий Escherichia coli М-180. В качестве основных тест-реакций биомодели были выбраны стрессоустойчивость по отношению к пероксиду водорода с концентрацией в среде 10 мМ и ростовые характеристики (удельная скорость роста и прирост биомассы). Предлагаемый метод оценки качества молока предназначен для термообработанных проб молока в промышленных режимах пастеризации, которые обеспечивают гибель кишечной палочки в нативном молочном сырье. Объектами исследования являлись пробы термообработанного козьего молока со следующими режимами пастеризации: 65 °С, 30 мин; 76 °С, 5 мин; 90 °С, 20 с; 95 °С, 5 мин. На основании серии экспериментальных исследований установлены возможность и перспективность применения метода биотестирования с использованием Escherichia coli M-180 как тест-объекта для оценки качества молочного сырья казеинового типа в производственных условиях при его введении в среду культивирования в объемной концентрации 0,125×10^-3 мл/мл среды. Показана высокая чувствительность выбранного биотеста, что подтверждается как ростстимулирующими показателями (скорость роста, прирост биомассы), так и данными по стрессоустойчивости Escherichia coli M-180 по отношению к пероксиду водорода. Выявлено, что промышленные режимы пастеризации 76 °C, 5 мин и 90 °C, 20 с являются наиболее эффективными, обеспечивающими наиболее высокую сохранность нативных биологически активных веществ козьего молока.

В последние десятилетия интерес к черным трюфелям значительно возрос благодаря их гастрономическим свойствам, высокой пищевой ценности и потенциальным лечебным свойствам. Важную роль в формировании специфического аромата и питательной ценности этих грибов играют сообщества микроорганизмов, населяющих плодовые тела трюфелей. Целями данного исследования являлись выделение чистых культур культивируемых грибных симбионтов, оценка их взаимного антагонизма и предположение экологической роли. В ходе эксперимента были собраны плодовые тела черных трюфелей, из которых выделены чистые культуры грибных симбионтов. В результате идентифицированы восемь грибных штаммов. Антагонистические свойства полученных штаммов оценивали с использованием метода лунок. Шесть из восьми штаммов продемонстрировали антагонистическую активность. Наибольшую активность проявил штамм Fusarium sp. LPB2023712, который подавлял рост шести других штаммов с максимальной зоной ингибирования ±3,3 см. Также значительную активность показали штаммы Trichothecium sp. и Hypopichia sp., ингибировавшие рост Clonostachys sp. и Penicillium sp. Полученные результаты свидетельствуют о важной роли грибных симбионтов в экологии трюфелей, включая их способность регулировать микробное сообщество и подавлять развитие патогенов в плодовых телах. Штамм Fusarium sp. LPB2023712 продемонстрировал потенциал в качестве агента биоконтроля, что открывает новые возможности для поиска биологически активных соединений и разработки методов повышения устойчивости трюфелей к заболеваниям. Данное исследование подчеркивает необходимость дальнейшего изучения трюфелей и ассоциированных с ними микроорганизмов для более глубокого понимания их экологических функций, взаимодействий и практического применения в сельском хозяйстве и биотехнологиях.

Модификация нетканых материалов с целью придания им антибактериальных свойств является важным процессом для изготовления широкого спектра изделий медицинского назначения – медицинских масок, раневых повязок, операционного белья и т.д. Однако кроме антибактериальных свойств представляет интерес влияние модификации на потребительские свойства нетканого материала. Целью проведенного исследования являлось изучение потребительских и антибактериальных свойств нетканого материала, модифицированного хитозаном. Кроме того, что хитозан имеет антибактериальную активность, он также является биосовместимым гидрофильным полимером. В ходе работы были изучены четыре промышленные марки хитозана: хитозан Premium Quality (Италия), хитозан пищевой кислоторастворимый, сукцинат хитозана, хитозан низкомолекулярный пищевой водорастворимый (Россия). В результате проведенных исследований установлено, что из изученных марок хитозана антибактериальной активностью обладают хитозан пищевой кислоторастворимый и хитозан Premium Quality. Обработка гидрофильного нетканого материала, полученного по технологии спанбонд, раствором хитозана приводит к уменьшению воздухопроницаемости на 19% и увеличению жесткости на 77%. В случае применения концентраций раствора хитозана до 0,2% паропроницаемость растет, дальнейшее же увеличение концентрации приводит к снижению данного показателя. Гигроскопичность в изученном диапазоне дозировок не меняется. Результаты исследования свидетельствуют о нецелесообразности пропитки нетканых материалов медицинского назначения раствором хитозана с концентрацией более 0,2%, поскольку при более высоких концентрациях раствора потребительские характеристики (воздухопроницаемость и паропроницаемость) модифицированного нетканого материала ухудшаются.

Ферментативный гидролиз предварительно обработанного лигноцеллюлозного сырья с целью получения сбраживаемых сахаров является одним из критических этапов в технологии производства продуктов биосинтеза с добавленной стоимостью. В данной работе проводилась сравнительная оценка ферментных препаратов и композиций на их основе для конверсии продукта азотнокислой обработки шелухи овса. Гидролиз осуществлялся при начальной концентрации субстрата 30 г/л, рН 4,7 и температуре (46±2) °С. Сравнительной оценке подвергались три ферментных препарата, полученные от разных производителей: «Агроцелл плюс» (ООО «Агрофермент», Россия), «Целлолюкс-А» (ООО ПО «Сиббиофарм», Россия), «Ультрафло Макс» (Novozymes A/S, Дания). Путем сравнения эффективности индивидуальных ферментных препаратов установлено, что выход редуцирующих веществ от массы субстрата составляет 53, 40 и 51% соответственно. Добавление к ферментным препаратам «Агроцелл Плюс» или «Целлолюкс-А» с высокой целлюлазной активностью дополнительной β-глюканазы («Ультрафло Макс») приводит к увеличению выхода редуцирующих веществ в 1,3–1,5 раза. Максимальный выход редуцирующих веществ 72%, что соответствует 99% гидролиза доступной части субстрата, наблюдается при гидролизе композицией из трех ферментных препаратов. Методом растровой электронной микроскопии субстрата до и после гидролиза подтверждена эффективность применения композиций и установлено различие между остатками фрагментированного субстрата после гидролиза индивидуальными препаратами и мультиэнзимными композициями в пользу последних. Все полученные гидролизаты продукта азотнокислой обработки шелухи овса характеризуются как глюкозные: вклад глюкозы в общую концентрацию редуцирующих веществ составляет 85–91%, что позволяет предположить их успешное использование для биосинтеза.

Целью проведенного исследования являлось изучение биохимического состава экстракта из отработанного соломенного субстрата вешенки обыкновенной штамма HK-35 (далее – экстракт), а также его регуляторных и протекторных свойств. В составе экстракта выявлено содержание основных органоминеральных компонентов, в том числе массовая доля сухого вещества составила около 2%, из них органическое вещество занимало более 1,5%, зола – менее 0,5%. рН экстракта был слабощелочным. Основными органическими компонентами являлись белки, углеводы (преимущественно редуцирующие сахара) и гуминовые вещества. Калий, кальций и фосфор были наиболее представленными химическими элементами в составе золы. Применение 10%-го экстракта усиливало прорастание семян пшеницы, а использование 100%-го экстракта, напротив, ингибировало их прорастание. Применение 10%-го экстракта усиливало активность супероксиддисмутазы и экспрессию одного из генов SOD-1, не влияло на активность каталазы и содержание транскриптов исследованных генов CAT и POD, но подавляло активность пероксидазы. Культивирование семян с применением 100%-го экстракта не повлияло на активность супероксиддисмутазы, каталазы и содержание транскриптов исследованных генов, но подавляло активность пероксидазы и экспрессию изученного гена POD. В условиях культуры на питательных средах с добавлением 10%-го экстракта масса мицелия Aspergillus niger была меньше более чем в 6 раз, а радиус колоний уменьшался почти в 8 раз. У Alternaria alternata масса была меньше более чем в 7 раз, а радиус колонии был меньше почти в 15 раз относительно контроля.

В настоящее время суммарная оценка объема отходов древесины в России составляет 75–113 млн м³ в год, а их конверсия в разнообразные целевые продукты (источники биоэнергии, кормовые добавки, органические кислоты и др.) считается приоритетным направлением государственной экологической политики Российской Федерации. В работе представлены результаты получения белкового продукта на основе биомассы нетрадиционных дрожжей Meyerozyma guilliermondii Y-780, культивируемой на гидролизате отходов лесопиления. В первые двое суток культивирования отмечалась утилизация основного количества редуцирующих веществ дрожжами наряду с активным накоплением биомассы. При варьировании водородного показателя питательной среды интенсивный рост дрожжей Meyerozyma guilliermondii Y-780 на гидролизате отмечался при pH 4,6. Обогащение минеральной среды на основе гидролизата кукурузным экстрактом увеличивало выход биомассы дрожжей почти в 3 раза по сравнению со средами с неорганическими источниками азота. На основании проведенных исследований была выявлена динамика потребления редуцирующих веществ дрожжами в зависимости от состава питательной среды. Повышение питательной ценности гидролизата за счет введения в среду дополнительного источника азота, витаминов и биогенных элементов позволило увеличить выход сырого протеина до 47%. Полученные данные свидетельствуют о биологической доброкачественности гидролизата древесных опилок, а также о высоком биотехнологическом потенциале Meyerozyma guilliermondii Y-780 для получения кормового белка.

Цель проведенной работы заключалась в изучении способа декофеинизации напитка чая мате (настоя листьев Ilex paraguariensis) – одного из наиболее популярных напитков в Южной Америке, доступного на рынке России. Для определения качественного и количественного состава основных компонентов настоя использовали обращенно-фазовую высокоэффективную жидкостную хроматографию на фазе Kromasil 100-5C4. Замена традиционно используемой для этого фазы С18 была связана с необходимостью исключить модифицирование привитой фазы β-циклодекстрином при работе с настоями, в которых хлорогеновые кислоты образуют комплексы типа «гость – хозяин» с β-циклодекстрином для снижения степени сорбции кофеина на бентонитовой глине. Направленный подбор основных модификаторов подвижной фазы позволяет управлять положением кофеина среди монокофеоилхинных кислот, а градиентный режим элюирования дает возможность детектировать кофеин, монокофеоилхинные и дикофеоилхинные кислоты одновременно. При использовании бентонитовой глины в Na⁺-форме удается удалить более 95% кофеина, но с потерей как монокофеоилхинных (порядка 25%), так и дикофеоилхинных (порядка 50%) кислот. Учитывая, что по литературным данным именно дикофеоилхинные кислоты образуют более устойчивые комплексы включения с β-циклодекстрином по сравнению с монокофеоилхинными кислотами, в напиток было предложено добавлять β-циклодекстрин. Отметим, что и подготовленные бентонитовые глины (как эффективные интеросорбенты) и β-циклодекстрин разрешены в использовании в пищевой и фармацевтической промышленности. В результате было установлено, что потери моно- и дикофеоилхинных кислот удается снизить более чем в 2 раза.

Метаболиты Daedaleopsis tricolor представляют практический интерес, поскольку они обладают антиоксидантными, антимикробными, противоопухолевыми свойствами. Погруженное культивирование Daedaleopsis tricolor KS11 было осуществлено на питательных средах, содержащих разные источники азота – дрожжевой экстракт, соевый изолят и их комбинацию в соотношении 1:1. Было показано, что культивирование Daedaleopsis tricolor KS11 на комбинированной среде позволяет получить до 9 г/л биомассы. При этом на 1 сутки сокращается продолжительность его выращивания по сравнению с использованием дрожжевого экстракта или соевого изолята в качестве единственных источников азота. При культивировании базидиомицета на комбинированной среде суммарные экзометаболиты проявляют высокие антиоксидантные (88,61 мг/г) и антирадикальные (3,41 мг/мл) свойства. Это коррелирует с высоким содержанием в них флавоноидов – 18,56 мг/г по сравнению с экзометаболитами, полученными при культивировании гриба на других средах. Показано, что для получения эндопигментов эффективнее использовать в качестве источника азота соевый изолят. На основании инфракрасного спектрометрического анализа эндопигменты отнесены к меланинам. Установлено, что перспективно культивировать Daedaleopsis tricolor KS11 на комбинированной среде, содержащей дрожжевой экстракт и соевый изолят в соотношении 1:1, поскольку на ней гриб накапливает экзо- и эндопигменты с высокими антиоксидантными свойствами. Полученные результаты можно использовать для создания биологически активных добавок антиоксидантного действия.

Цель исследования заключалась в получении депрессорной присадки к дизельному топливу на основе полупродуктов и отходов производств предприятий «Ангарская нефтехимическая компания» и «Ангарский завод полимеров». В работе приведен краткий обзор требований к качеству дизельных топлив, продемонстрировано качество базовых дизельных топлив производства АО «Ангарская нефтехимическая компания». Дана характеристика депрессорно-диспергирующих присадок, вовлекаемых в товарные дизельные топлива на производствах, а также методов и объектов исследований. Установлен механизм взаимодействия стирола и низкомолекулярного полиэтилена в ходе процесса радикальной сополимеризации. Определены основные закономерности сополимеризации стирола и низкомолекулярного полиэтилена. Выявлена структура сополимера стирола и низкомолекулярного полиэтилена. Определен депрессорный эффект от применения присадок для базовых дизельных топлив с различными низкотемпературными характеристиками. Проиллюстрирована зависимость низкотемпературных свойств базовых дизельных топлив и концентрации присадки. Установлено, что использование новых депрессорных присадок в количестве от 0,1 до 1,0% масс. позволяет снизить температуру их застывания до минус 42 °С и обеспечить депрессию предельной температуры фильтруемости до 21 °С. Использование разработанной депрессорной присадки позволит без изменения фракционного состава на базе летнего дизельного топлива сорта А получать межсезонные дизельные топлива сортов D, Е, а на базе зимнего дизельного топлива сорта D возможно производство зимних топлив класса 0, 1, 2 с более высокой добавленной стоимостью.

Целью настоящего исследования являлась оценка эффективности культивирования штаммов дрожжей и дрожжеподобных грибов на средах, полученных из отходов пивоваренного производства, таких как пивная дробина и ее ферментативный гидролизат. В работе использованы продуценты кормового белка: штаммы дрожжей Saccharomyces cerevisiae Y-365, Saccharomyces cerevisiae Y-722, Saccharomyces cerevisiae Y-1155 и штамм дрожжеподобных грибов Saccharomycopsis fibuligera Y-310 из Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов. Исследовано изменение численности данных микроорганизмов в процессе культивирования на пивной дробине без использования мультэнзимной композиции и на ее ферментативном гидролизате. Рассчитаны показатели эффективности биоконверсии редуцирующих сахаров и установлены изменения концентрации белка в процессе культивирования. Показано, что для повышения эффективности биоконверсии пивной дробины целесообразна предварительная обработка сырья с использованием комплекса ферментов целлюлолитического, гемицеллюлазного и протеолитического действия, при этом продуктами ферментолиза являются моно-, дисахариды, аминокислоты, являющиеся источниками энергии, углерода и азота, необходимые для дальнейшего продуцирования микробного белка. Экспериментально подтверждено, что максимальная эффективность биоконверсии редуцирующих сахаров 78,6%, а также прирост количества белка в 10,5 раза отмечаются при культивировании штамма Saccharomyces cerevisiae Y-365 на ферментолизате пивной дробины. Результаты исследования могут быть полезны при получении кормовых добавок на основе процесса биоферментации пивной дробины с использованием штамма Saccharomyces cerevisiae Y-365, позволят более качественно использовать пивную дробину, повысив ее питательную ценность и усвояемость.