В представленном обзоре рассмотрены вопросы, касающиеся перспектив использования халькогенорганических соединений в медицине, сельском хозяйстве, в различных областях техники и в органическом синтезе. Показано, что ненасыщенные продукты халькогенирования представляют гораздо больший интерес по сравнению с их насыщенными аналогами, особенно при использовании в органическом синтезе. В качестве ненасыщенных субстратов, подвергаемых халькогенированию, представлены галогенпроизводные этена, пропена, пропина и бутена. Указанные реагенты относятся либо к многотоннажным продуктам промышленного хлорорганического синтеза, либо являются отходами хлорорганических производств, утилизация которых является важной экологической задачей. Проанализированные публикации отражают процессы халькогенирования, базирующиеся на использовании элементных халькогенов (серы, селена и теллура) или их доступных металлических производных (Na2S и др.). Для осуществления реакций халькогенов с ненасыщенными галогенпроизводными элементы в доступной форме в свободном состоянии подвергают восстановительной активации, в результате которой образуются анионные нуклеофильные реагенты. В качестве восстановителей показаны примеры использования комплексных гидридов металлов, халькогениданионов и ронгалита. В обзоре подчеркнуты перспективы применения для целей активации основно-восстановительных систем на базе гидразингидрата. Показаны особенности введения в качестве оснований в эти системы едких щелочей и органического амина – моноэтаноламина. Для рассмотренных процессов халькогенирования указаны условия, обеспечивающие наиболее оптимальные выходы определенных продуктов. В необходимых случаях представлена стереохимия получаемых соединений и рассмотрены условия образования стереоизомеров определенной конфигурации. Для некоторых получаемых соединений показаны перспективы практического применения. Материал обзора будет полезен специалистам в области органического синтеза и практического использования халькогенорганических соединений.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Поликарбоновые кислоты участвуют во многих жизненных процессах, а герматраны проявляют высокую биологическую активность. В то же время реакции 1-замещенных герматранов с поликарбоновыми кислотами исследованы недостаточно. С одной стороны, сообщалось об устойчивых в присутствии воды соединениях герматранов с веществами, содержащими карбоксильную группу. С другой стороны, известно, что герматрановый цикл гидрата 1-герматранола в водной среде разрушается D-винной кислотой с образованием бис(µ-тартрато)ди(гидроксо)- германата(IV) триэтаноламмония. Нами исследовано взаимодействие гидрата 1-герматранола (H₂O·НОGe(OCH₂CH₂)₃N) со щавелевой кислотой (HOC(O)COOH) в воде, диметилсульфоксиде, ацетонитриле и изоамиловом спирте. Реакция в водной среде при 20–25 °С быстро приводит к расщеплению герматранового остова с образованием бис(оксалато-О,O’)дигидроксигерманата триэтаноламмония [(C₂O₄)₂Ge(OH)₂] ^2- ·H ⁺ ·[(HOCH₂CH₂)₃NH] ⁺ . Выдерживание реакционного остатка после упаривания воды при 50 °С в вакууме 2 мм рт. ст. в течение 2 ч приводит в результате топохимической реакции соответственно к моно- и бис(герматран-1-ил)оксалату (ROC(O)COOGe(OCH2CH2)3N (R = H и N(CH2CH2O)3Ge), а также к восстановлению 1-герматранола. При дополнительном выдерживании этой реакционной массы в вакууме 2 мм рт. ст. при 100 °С в течение 40 мин в ней образуются бис(герматран-1-ил)оксид О[Ge(OCH₂CH₂)₃N]₂ и герматран-1-ил)формиат. При растворении в воде полученных реакционных смесей полученные соединения вновь превращаются в бис(оксалатоО,O’)дигидроксигерманат триэтаноламмония и 1-герматранол. Нагревание смеси гидрата 1-герматранола со щавелевой кислотой в среде диметилсульфоксида и ацетонитрила наряду с 1-герматранилоксалатами приводит к образованию продукта гидролитического расщепления герматранового остова – бис(оксалато-О,O’)дигидроксигерманата триэтаноламмония, а кипячение в изоамиловом спирте – преимущественно к реакции этерификации с выходом 1-изоамилоксигерматрана более 90 %.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Разработка методов и приемов защиты стальной поверхности конструкций, находящихся в агрессивной среде, например, в морской воде, относится к важным задачам материаловедения. Использование красок и эмалей на основе органических связующих в качестве защитных покрытий является одним из направлений при решении указанных задач. Перспективность этого направления обусловлена возможностями создания композиций за счет варьирования физикохимических свойств и коллоидно-химических качеств компонентов – пленкообразователей, связующих, пигментов и наполнителей. При исследовании свойств защитных покрытий на основе акрилового латекса и зависимости их от антикоррозионных добавок и пигментов использованы методы коррозионных испытаний, приведенные в ряде государственных стандартов. Программа коррозионных испытаний включала использование прибора для рентгеноспектрального анализа Shimadzu EDX-800HS, сушильный шкаф ШС 80-01 СПУ, аналитические весы серии HR-150AZ с точностью взвешивания до ±0,0001 г и ряд других современных приборов. Показано, что использование акрилового латекса на основе мономеров сложного эфира бутилакрилата и стирола в качестве защитного покрытия неэффективно в случае, когда металлическая поверхность подвержена агрессивным воздействиям. В работе подобраны оптимальные по химическому составу, дисперсности и количественным соотношениям композиции, позволяющие существенно повысить защитную способность антикоррозионных покрытий. Добавление в состав акриловой эмали «Ржавостоп» пигмента на основе фосфата цинка и нитрита натрия в качестве антикоррозионной добавки заметно повышает защитные свойства композиции. Покрытые ею образцы стали Ст3 не проявляют признаков коррозии до 2–3 дней в модельных растворах, имитирующих морскую воду. Обогащение акриловой эмали «Ржавостоп» черным пигментом, в котором не менее 95 % составляет 2-этилгексиловый эфир 3-ди(2-гидроксиэтиламино)пропионовой кислоты, многократно усиливает эффект сцепления пленкообразователя с металлической поверхностью. Добавление тетраоксихромата цинка дополняет полученный эффект и не дает коррозии распространяться по поверхности. Признаки коррозии на образцах стали Ст3 в рассматриваемых условиях не проявляются до 7–8 дней.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

В водных и неводных растворах сильных и слабых электролитов протекают сложные межчастичные и межмолекулярные взаимодействия преимущественно между заряженными частицами, молекулами растворителей, а также между ионами и диполями растворителей. В зависимости от свойств растворителя один и тот же растворенный электролит может проявлять противоположные свойства. Так, например, слабая в воде уксусная кислота при взаимодействии с более протогенным растворителем (жидкий фтористый водород) проявляет свойства основания, акцептируя протон. Это может быть объяснено различием в сродстве к протону. Однако сведений о количественных характеристиках взаимодействий в растворах сильных и слабых электролитов опубликовано недостаточно. Настоящая статья посвящена рассмотрению этих процессов в диметилформамиде (ДМФА). Авторами оценены наиболее востребованные параметры растворов электролитов: сольватные числа некоторых ионов, массы и размеры сольватированных ионов. Показано, что расчетные значения согласуются с литературными. Определены термодинамические константы диссоциации дифеновой кислоты в ДМФА и рассчитаны методом многоуровневого моделирования энергии водородных связей в растворителях, в том числе в диполярных апротонных растворителях, включая ДМФА. Следует отметить, что рассчитанные по модельным уравнениям ММУМ параметры согласуются с известными литературными. Методом многоуровневого моделирования рассчитаны энергетические и размерные характеристики ионов и химических соединений, а также характеристики ионизации, теплоемкости, критические свойства, изотермические изменения термодинамических функций от идеального состояния растворителей. Разработаны методики и построены модели состояния ионов в растворе, а также расчетные методы прогнозирования и уточнения параметров химической, биологической, медицинской и других систем.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Реакция каталитического гидрирования с переносом водорода ненасыщенных С = С и С = О связей в органических соединениях в присутствии оптически активных растворимых комплексов переходных металлов с азотсодержащими мультидентатными лигандами нашла широкое распространение в последние два десятилетия. Цель данной обзорной статьи – привести сведения по наиболее эффективным и перспективным металлокомплексным катализаторам асимметрического гидрирования с переносом водорода, предложенным в последние 10–15 лет. Поскольку активность и селективность катализаторов на основе комплексов переходных металлов в значительной степени зависят от их состава и структуры, то дизайн лигандов, наличие или отсутствие стереогенных центров, устойчивость и конфигурация хелатной системы лиганда, природа дентатных атомов в них крайне важны. Усилия ученых сосредоточены на синтезе и применении в качестве лигандов оптически активных диаминов и аминоспиртов с sp3 -гибридизованными дентатными атомами, не подвергающимися окислению в координационной сфере переходных металлов подобно фосфиновым лигандам, сохраняя в то же время высокую стереогенность. В отдельную группу выделены оптически активные лиганды с sp2 -азотными атомами, содержащие азометиновую связь С = N, оксазолиновые фрагменты, которые в комплексах с переходными металлами показывают высокую стабильность в реакции каталитического гидрирования с переносом водорода. Стереоселективность катализаторов в отдельных случаях повышается с увеличением дентатности азотсодержащих лигандов, в частности, эффективны N-гетероциклические N,H,C-лиганды в составе комплексов Rh (III), Ru (II) комплексы с тридентатными N, N, N-лигандами c хиральными оксазолиновыми фрагментами, C, N, N-рутениевые комплексы. В обзоре катализаторы сгруппированы по дентатности лигандов (от 2 до 6), приведены сравнительные данные по активности катализаторов и стереоселективности реакций, обсуждается влияние строения хиральных лигандов на каталитические характеристики металлокомплексов.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Молочнокислые бактерии могут терять первоначальную активность при недостатке факторов роста в питательной среде. Введение в питательную среду дополнительных источников питания обеспечивает благоприятные условия для развития микроорганизмов, продуцирующих молочную кислоту. Целью данной работы являлось изучение влияния фосфорсодержащих солей на биосинтетическую активность специально подобранного штамма молочнокислых бактерий для биотрансформации лактозы творожной сыворотки в лактатсодержащие ингредиенты. В качестве продуцента молочной кислоты использовали молочнокислые бактерии из подгруппы термофильных палочек Lactobacillus аcidophilus, которые применяются в производстве кисломолочных продуктов и сыроделии. В полученных сброженных растворах определяли массовую долю лактозы методом Бертрана и лактата кальция комплексонометрическим методом. Исследовали изменение биосинтетической активности молочнокислых бактерий при варьировании вида фосфорсодержащей соли (натрий фосфорнокислый двузамещенный 12-водный, аммоний фосфорнокислый двузамещенный) и массовой доли (от 1,0 до 3,0 % с шагом 0,5 %). Количество вносимого посевного материала для максимального накопления молочной кислоты составило 2,5 % к объему питательной среды. Титруемая кислотность посевного материала составляла от 1,80 до 1,85 г/см3 . Накапливающуюся в процессе биосинтеза молочную кислоту нейтрализовали мелом с получением лактата кальция. Установлены зависимости коэффициента биоконверсии сыворотки в молочную кислоту молочнокислыми бактериями L. аcidophilus AT-I, скорости образования и выхода лактата кальция от вида фосфорсодержащей соли и ее массовой доли. Выявлено, что наибольшие величины скорости образования и выхода целевого продукта (0,78 г/(дм3 ·ч)) и 79,96 % соответственно) достигаются при внесении 2,0 % двузамещенного 12-водного фосфорнокислого натрия.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Исследовано влияние длительного низкотемпературного хранения (-80 и -150 °С) на свойства коллекционных штаммов актиномицетов Streptomyces lucensis ВКПМ Ас-1743 и Streptomyces violaceus ВКПМ Ас-1734 – продуцентов ингибиторов гликозидаз. Определен титр (КОЕ в 1 см3 исходного инокулята) и ингибиторная активность штаммов по отношению к панкреатической α-амилазе в растворах, полученных при культивировании Streptomyces на гидролизате кукурузного крахмала. Установлен высокий (91–100 %) уровень выживаемости Streptomyces после хранения при температурах -80 и -150 °C c применением 15 %-го раствора глицерина в качестве криопротектора. Выявлено, что штамм Streptomyces violaceus наиболее устойчив к условиям длительного хранения при низких температурах. Он полностью сохранил ингибиторную активность после хранения при температурах -80 и -150 °С. Максимальный уровень активности ингибитора панкреатической α-амилазы у штамма Streptomyces violaceus отмечается на 1-е сутки рекультивирования и составляет (2250±200) ИЕ/см3 , у Streptomyces lucensis ВКПМ Ас-1743 – на 3-и сутки рекультивирования и достигает значения 3660±200 ИЕ/см3 после хранения при температуре -80 °С. Исследуемые штаммы Streptomyces являются пигменто-образующими. Наиболее интенсивное пигментообразование отмечено при культивировании штамма Streptomyces violaceus, хранившегося при -150 °С. Проведенные исследования показали, что криоконсервация штаммов актиномицетов Streptomyces violaceus и Streptomyces lucensis при температурах -80 и -150 °С с применением 15 %-го раствора глицерина в качестве криопротектора обеспечивает высокую (107 –108 ) степень выживаемости клеток и сохранение их ингибиторной активности на высоком уровне. Экспериментальные данные свидетельствуют о перспективности метода низкотемпературного хранения для коллекционных культур Streptomyces lucensis и Streptomyces violaceus.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Целлюлозосодержащее сырье в настоящее время считается наиболее перспективным видом сырья для получения биопродуктов с добавленной стоимостью. Применение универсальных способов предварительной обработки является необходимым условием для реализации разрабатываемого процесса. В данной работе была исследована биоконверсия образцов целлюлозы шелухи овса и мискантуса в глюкозные растворы путем ферментативного гидролиза. Субстраты получены двухстадийной обработкой сырья разбавленными растворами азотной кислоты и гидроксида натрия. Ферментативный гидролиз проводился с помощью ферментных препаратов «ЦеллолюксА» и «Ультрафло Коре» при начальной концентрации субстрата 40 г/л. На первом этапе исследована реакционная способность субстратов к ферментативному гидролизу в среде ацетатного буферного раствора в течение 72 ч. Установлено, что образцы целлюлозы из обоих видов сырья имеют одинаково высокую реакционную способность: выход редуцирующих веществ и глюкозы от массы субстрата составил 94–95 % и 88–91 % соответственно. Это свидетельствует об универсальности способа предварительной обработки, используемого для сырья с содержанием целлюлозы от 35 до 45 %. На втором этапе проведен гидролиз субстратов в водной среде в пилотном ферментере при избытке ферментных препаратов. За 32 ч. получены водные гидролизаты с концентрацией редуцирующих веществ 42 г/л (выход от массы субстрата 94 %) и глюкозы 33–35 г/л (выход от массы субстрата 74–78 %). Содержание глюкозы (79–83 %) и пентоз (1–2 %) в редуцирующих веществах свидетельствует о преимущественно глюкозном составе полученных растворов. Сравнительный анализ результатов растровой электронной спектроскопии субстратов и остатков после гидролиза в пилотном ферментере также демонстрирует высокую эффективность биоконверсии. Полученные в водной среде глюкозные растворы рекомендуются для приготовления питательных сред и дальнейшего их использования для синтеза ценных метаболитов.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Открытие антибактериальных препаратов (АБП) в форме антибиотиков имеет почти 100-летнюю историю. За это время были отмечены как расцвет их эффективности против многих патогенных бактерий, так и современный период возникновения к ним множественной лекарственной устойчивости (МЛУ). В данной обзорной работе проанализированы результаты исследований многих международных лабораторий, занимающихся разработкой как новых антибиотиков, так и других форм противобактериальных препаратов. Представлены современные подходы в области геномных, постгеномных и нанотехнологий, использование которых способствует созданию новых АБП. Благодаря этим технологиям уже получены первые результаты по использованию молекулярных пептидов, наночастиц в качестве АБП, литически действующих на мембрану бактерий. В последние годы в качестве АБП для борьбы с супербактериями вновь стали активно использоваться бактериофаги и их комбинации, получены данные об их способности лизировать патогены. Также проведен анализ результатов метаболомных исследований бактерий, на основе которых стало возможным создание чиповой конструкции – iChip, обеспечивающей высокопроизводительное культивирование бактерий в их естественной среде обитания, предоставляя доступ к «некультивируемым» микроорганизмам. В ряде исследований также на основе методов метаболомики представлены результаты идентификации «некультивируемых» микроорганизмов прямо из метагеномов. Этот подход позволяет далее их клонировать и экспрессировать в геномы протипированных бактерий. По мнению авторов, это позволяет быстро отбирать новые молекулы для открытия антибиотиков. Основным выводом данного обзора является необходимость исследований механизмов формирования у «супербактерий» как факторов МЛУ, так и их взаимодействия с клетками организма человека. В целом, учитывая обширные научные изыскания по созданию новых AБП, будущее в борьбе с «супербактериями» выглядит не столь угрожающим для человечества.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Конверсия бытовых и производственных отходов, содержащих лигноцеллюлозу, в разнообразные целевые продукты (источники биоэнергии, органические кислоты, сахарозаменители и т.д.) является одним из приоритетных направлений государственной экологической политики Российской Федерации. Однако рентабельность переработки субстратов, полученных в ходе гидролиза таких вторичных источников сырья, определяется возможностью микробиологической утилизации не только гексоз (D-глюкоза, D-манноза, D-галактоза), но и пентоз (D-ксилоза, L-арабиноза). Цель настоящего обзора – обсуждение перспектив использования микроорганизмов для утилизации пентоз лигноцеллюлозы, а также проблем, возникающих на пути технологической реализации этого процесса. В обзоре приведены современные данные о спектре про- и эукариотических микроорганизмов, обеспечивающих деструкцию лигноцеллюлозы и утилизацию ее структурных компонентов в природных экосистемах. Представлена краткая характеристика механизма действия ферментов лигниназного, целлюлазного и гемицеллюлазного комплексов. Выделены основные проблемы, сдерживающие применение энзиматического гидролиза многокомпонентных бытовых и промышленных отходов лигноцеллюлозы. Рассмотрены факторы, определяющие селективность катаболизма пентоз у мицелиальных грибов, бактерий и дрожжей. Определен спектр целевых продуктов биоконверсии пентоз лигноцеллюлозы, имеющих народно-хозяйственную значимость. Обсуждаются способы комплексной микробиологической утилизации разнообразных бытовых и сельскохозяйственных отходов, а также возможность вовлечения в данный процесс побочных продуктов промышленной деструкции древесины (кислотных гидролизатов и сульфитных щелоков).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Разработка методов биологической защиты растений оставалась одним из основных направлений развития биотехнологии на всем протяжении ХХ столетия. В нашей стране развитие этого направления исследований неразрывно связано с именем профессора Иркутского государственного университета Евгения Васильевича Талалаева, являющегося основоположником биологических методов защиты лесов. Им разработаны теоретические основы применения микробиометода, создан первый отечественный бактериальный препарат для борьбы с сибирским шелкопрядом – дендробациллин. Проведены широкомасштабные испытания препарата и продемонстрирована его безопасность для здоровья человека. При его непосредственном участии в СССР было организовано промышленное производство биопрепаратов. Продукция этих предприятий пользовалась большим спросом как на отечественном, так и зарубежном рынках. В статье приведена краткая история изучения энтомопатогенных свойств Bacillus thuringiensis и разработки на ее основе биотехнологических методов защиты растений от насекомых-вредителей. Дан краткий сравнительный анализ современного уровня развития микробиометода защиты растений в России и за рубежом. Рассмотрены итоги первых десятилетий широкомасштабного применения в сельскохозяйственном производстве созданных на основе B. thuringiensis генно-инженерных Bt-технологий, позиционируемых как более эффективная и экономичная альтернатива микробиометоду. Представлены основные, описанные в научной литературе, причины низкой эффективности данного направления генетической инженерии растений. Также показано, что при создании трансгенных Bt-растений не были учтены закономерности развития природных паразитарных систем, положенных в основу микробиометода. Дана оценка значения научного наследия Е.В. Талалаева для развития методов защиты растений на основе B. Thuringiensis и представлен ряд новых направлений развития растительных биотехнологий на их основе. Обсуждены дальнейшие перспективы использования микробиометода защиты растений в Российской Федерации.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Проблемы, связанные с утилизацией отходов, во всем мире, в том числе и в России, определяют необходимость использования в упаковке экологичных материалов – биополимеров. Актуальной является разработка технологий и рецептур биоразлагаемых пленок из отечественных ингредиентов для использования в упаковке пищевых и/или фармацевтических продуктов. Биоразлагаемые полимеры на основе природных полисахаридов имеют определенные преимущества по сравнению с пластиками. Основное из них – полная и быстрая разлагаемость при естественных и/или специально созданных условиях. При разработке технологии получения упаковочных материалов, в том числе и для пищевых продуктов, особое внимание уделяется характеристикам полученной упаковки, отвечающим за сохранность исходных качеств как самой упаковки, так и продукта определенное время, по крайней мере, до доставки потребителю. Поэтому низкая пропускная способность по отношению к кислороду и водяному пару – это особое свойство биоразлагаемых пленок, столь важное для пищевых упаковок. Предложены рецептуры образцов биоразлагаемых пленок из композиций природных полисахаридов (гидроксипропилметилцеллюлозы, каррагинана и агар-агара) и проведены исследования их основных свойств (степень биоразложения, газопроницаемость, водопоглощение, химическая стойкость, деградация и токсикологические свойства). По результатам исследования выбраны композиции, пригодные для использования в качестве основы экологичных упаковочных материалов пищевых и фармацевтических продуктов. Определена максимальная устойчивость изучаемых пленок (т.е. период их полного растворения) в концентрированных соляной, серной и уксусной кислотах. Отмечено, что рассмотренные образцы биоразлагаемых пленок не оказывают токсического воздействия на природные экосистемы.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Цель исследования – усовершенствование способа регенерации микропобегов хурмы восточной сортов Сувенир Осени и Южная Красавица селекции Никитского ботанического сада и оптимизация условий для беспересадочного 12-месячного депонирования хурмы восточной в условиях in vitro с целью дальнейшего создания генобанка ценных субтропических сельскохозяйственных культур. Исследования по введению эксплантов в культуру in vitro и регенерации микропобегов хурмы проводили в лаборатории биотехнологии и вирусологии растений ФГБУН Ордена Трудового Красного Знамени «Никитский ботанический сад» – Национальный научный центр РАН. Для регенерации микропобегов использовали среду Мурасиге и Скуга (МС) с регуляторами роста – 6-бензилапинопурин (БАП) и 3-(1,2,3-тиадиазолин-5)-1-фенилмочевина (ТДЗ). Для сохранения in vitro сегменты микропобегов помещали на питательную среду ¼ нормы МС, дополненную сахарозой и хлорхолинхлоридом (ССС). Культуральные сосуды помещали в холодильные камеры с низкой положительной температурой (4–14 °С). В ходе экспериментов установлена индуцирующая роль БАП (2–4 мг/л) в питательной среде МС на этапе индукции побегообразования, что обеспечивало стабильную прямую регенерацию микропобегов из вегетативных почек хурмы восточной. Максимальное число нормальных микропобегов без видимых изменений получено на среде МС, дополненной 4 мг/л БАП: 2,0±0,4 шт. – у сорта Сувенир Осени, 2,7±0,4 шт. – у сорта Южная Красавица. Средняя длина микропобегов достигала 1,90±0,04 см для сорта Сувенир Осени и 3,1±0,07 см – для сорта Южная Красавица. Наличие в среде МС ТДЗ способствовало формированию микропобегов путем непрямого органогенеза в культуре высечек листа исследуемых сортов. Частота побегообразования из высечек листа достигала 65–79 % через 6 недель культивирования на средах с 1,1 и 1,7 мг/л ТДЗ. Различия морфогенетического потенциала эксплантов прослеживались на протяжении всех этапов развития. Данные гистологических исследований каллуса подтверждают наличие пролиферативно активных клеток, которые дают начало меристемам микропобегов. Показана стабилизирующая роль 60,0 г/л сахарозы и 0,2–0,4 г/л ССС в среде ¼ МС при температуре сохранения 8–10 °С на жизнеспособность эксплантов хурмы в течение 12 месяцев.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Целью данной работы являлось исследование биохимического состава плодов яблонь, произрастающих в Южном Прибайкалье, и определение качественных характеристик яблочного вина, полученного брожением на древесной щепе в условиях сверхвысокой концентрации дрожжей. Определены основные физико-химические показатели и суммарное содержание фенольных соединений соков шести сортов яблони. Методом рентгенофлуоресцентной спектрометрии в плодах яблок сорта Красноярский снегирек определено содержание макро- и микроэлементов (Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Br, Rb, Sr, Zr, Pb и Ba). Из макроэлементов в наибольшем количестве найден К (0,762 %), в меньшем количестве содержится Fe (0,006 %). Показано повышение качественных характеристик яблочного виноматериала при брожении на щепе в условиях сверхвысокой концентрации дрожжей. Окислительно-восстановительный потенциал стал ниже на 80 мВ. Дегустационная оценка возросла на 0,7 балла. Интенсивность окраски снизилась на 0,392 нм, оттенок изменился на 0,3 нм. Методом ВЭЖХ-УФ-МС исследовано изменение состава фенольных соединений в процессе брожения сока. В соках и виноматериале идентифицированы фенольные соединения, относящиеся к фенолкарбоновым кислотам (производным ароматических углеводородов), производным дигидрохалконов, флаван-3-олов и флавонолов. Показано снижение содержания общего количества фенольных соединений при брожении на щепе по отношению к контролю более чем в 3 раза. Подтверждено увеличение скорости брожения сусла на 72 ч. Доказана возможность получения соков с повышенной физиологической ценностью и белых малоокисленных вин из зимостойких сортов яблонь Южного Прибайкалья.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Продуктивность биореактора при реализации аэробных процессов биосинтеза зависит от интенсивности массообмена кислорода. Исследованы дисковые мешалки с перфорированной поверхностью, которые обеспечивают увеличение поверхности контакта газовой и жидкой фаз. Экспериментально установлено, что мощностные характеристики дисковых мешалок с отогнутыми сегментами и секторами зависят от угла наклона рабочих поверхностей. Для многоярусных мешалок показано, что при возрастании расстояния между ярусами в диапазоне 0–1,4 от диаметра мешалки показатель степени при числе ярусов в выражении суммарной мощности пропорционален величине указанного расстояния. При расстоянии между ярусами, превышающем диаметр мешалки в 1,5 и более раз, суммарная мощность равна сумме мощностей одиночных мешалок. Энергетическая эффективность процесса массообмена кислорода резко снижается при уменьшении расстояния между ярусами. Показатель эффективности процесса массопередачи кислорода зависит от соотношения аэрации и мощности мешалки и имеет вид кривой с насыщением. Анализ всей совокупности полученных экспериментальных зависимостей позволяет сделать вывод о том, что интенсивный и одновременно энергоэффективный процесс массообмена кислорода может быть обеспечен при малом отношении диаметра аппарата к его высоте, использовании многоярусных мешалок с расстоянием между ярусами, превышающими диаметр мешалки, и при удельной аэрации не менее 3 мин^-1 . Дисковые перфорированные мешалки могут быть рекомендованы к использованию в конструкциях биореакторов, их применение предпочтительно в процессах наработки биомасс аэробных микроорганизмов, в том числе при выращивании посевных культур с высокой плотностью. Режимы, обеспечивающие достижение высокой плотности популяции аэробных микроорганизмов при скоростях массообмена кислорода, превышающих 10 кгО2/^м3 ·ч, характеризуются относительно невысокой энергоэффективностью (1–1,2 кгО₂/кВт·ч).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Работа посвящена исследованию деструкции верхового сфагнового торфа под воздействием микроволнового излучения. Для анализа физико-химических процессов создана лабораторная установка на основе коаксиального резонатора-реактора, геометрия которого обеспечивает однородное распределение СВЧ-поля в объеме реактора. В качестве источника СВЧ-излучения использовался промышленный магнетрон с частотой 2,45 ГГц мощностью до 1 кВт. При лабораторных исследованиях с относительно небольшим объемом торфа (~100 г) достоинством созданной установки является возможность быстрого достижения температуры, необходимой для осуществления реакции пиролиза при относительно малом уровне СВЧ-мощности, который в данных экспериментах составлял около 100 Вт. Анализ полученных в ходе реакции продуктов производился на хромато-масс-спектрометре. Проводимые исследования направлены на создание высокоэффективных экологически чистых технологий переработки биотоплива с высоким выходом горючих газов, пригодных для дальнейшего использования в промышленных энергетических установках, а также получения смолистой фракции для создания легких углеводородов и углеродистого остатка для современных высокоэффективных сорбентов. На основе созданной экспериментальной установки проведены исследования мягкого СВЧ-пиролиза торфа при температуре 250 °С в условиях постоянного отвода газообразных продуктов реакции. Получены и проанализированы образцы твердой, жидкой и газовой фаз, представляющие собой ценный углеродистый остаток, маслянистую фракцию и пиролизный газ. В статье анализируется возможность промышленного применения продуктов реакции. Проведено сравнение химического состава продуктов реакции при СВЧ-пиролизе и «традиционном» пиролизе с термическим нагревом. Показано, что в составе выделившихся в процессе СВЧ-пиролиза газов отсутствуют тяжелые ядовитые газы, которые во множестве сопровождают процесс «традиционного» термического пиролиза. Снижение количества ядовитых газов улучшает экологическую составляющую производства. Указанное обстоятельство свидетельствует о перспективности СВЧ-пиролиза для промышленной переработки органических материалов.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Цель настоящего исследования – разработка методики расчета гидравлического сопротивления и эффективности очистки запыленных газов струйно-фильтрационным пылеуловителем на основе экспериментальных данных. Названный пылеуловитель применяется для очистки запыленных газовых потоков высокой концентрации путем двухступенчатой очистки. На первой ступени в целях максимального снижения пылевой нагрузки происходит осаждение пылевых частиц под действием инерционных сил, возникающих за счет резкого торможения струи запыленного газа. На второй ступени обеспечивается высокоэффективная очистка потока на уровне 98–99 % и более за счет процесса фильтрования через насыпной зернистый слой. Проведены экспериментальные исследования влияния скорости струи, конструктивных размеров сопла и его расстояния до входа в бункер, размеров и плотности пылевых частиц, запыленности газового потока и свойств пыли на гидравлическое сопротивление и эффективность очистки струйной и фильтрующей частей пылеуловителя. Установлено, что наиболее существенное влияние на рост гидравлического сопротивления и эффективности очистки струйной части оказывают скоростной напор струи, угол сходимости сопла и форма аэроканала. Определены оптимальные пределы скорости струи, размеры конструктивных элементов пылеуловителя, которые позволяют обеспечить эффективность очистки пылегазового потока струйной частью не менее чем на 80 %. Разработаны методы расчета гидравлического сопротивления струйной части пылеуловителя на основе коэффициентов местного сопротивления, конфузора, отвода и аэроканала в зависимости от плотности очищаемого газа и средней скорости потока в аэроканале. Определено гидравлическое сопротивление чистой зернистой фильтрующей перегородки, а также при накоплении в ней пылевого осадка. На основе закона улавливания частиц однородным фильтром применительно к зернистым слоям разработан метод расчета поверхности и толщины фильтрующего слоя и продолжительности межрегенерационного цикла фильтрования.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Методами светорассеяния исследованы новые полимерные серебросодержащие нанокомпозиты на основе водорастворимых сополимеров 1-винил-1,2,4-триазола с натриевой солью винилсульфоновой кислоты различного состава. Формирование нанокомпозитов осуществляли методом химического восстановления ионов серебра боргидридом натрия в водной среде в присутствии сополимеров. По данным динамического светорассеяния с увеличением содержания сульфонатныхгрупп в стабилизирующей полимерной матрице наблюдается уменьшение средних размеров металло-полимерных клубковвводно-солевых растворах нанокомпозитов. Исследования синтезированных нанокомпозитов методомэлектрофоретического светорассеяния с анализом фаз показывают, что с увеличением доли сульфонатных звеньев в составе стабилизирующей полимерной матрицы величина дзета-потенциала (ζ) изменяется от -35,0 до -75,3 мВ, что указывает на повышение стабильности коллоидной системы. Установлено, что функциональный состав стабилизирующей полимерной матрицы оказывает существенное влияние на гидродинамические размеры полимерных нанокомпозитов в водной среде.

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Разработка экологически безопасных способов получения биодизельного топлива и освоение новых возобновляемых источников энергии на сегодняшний день являются актуальными задачами. Цель работы – оценка влияния продолжительности и температуры обработки подсолнечного масла в среде суб- и сверхкритического диметилкарбоната на выход и состав метиловых эфиров карбоновых кислот. Эксперимент выполнен в автоклаве периодического типа в интервале температур 150–325 °С, мольное соотношение масло : диметилкарбонат = 1 : 9. Химический состав продуктов переэтерификации исследован методом ГХ-МС. Показано, что в субкритических условиях в интервале 150–225 °С переэтерификация масел практически не происходит. Увеличение выхода метиловых эфиров наблюдается при температурах выше 225 °С с максимумом (90,6 % масс.) в сверхкритической области при 280 °С. При обработке в субкритических условиях в течение 9 мин выход метиловых эфиров не превышает 80 % масс. При этом в составе продуктов переэтерификации наряду с метиловыми эфирами обнаружены моно- и диглицериды жирных кислот, метанол, глицерин и продукты его превращений, содержание которых с повышением температуры снижается. Продукт переэтерификации масла в сверхкритических условиях представлен по составу метиловыми эфирами карбоновых кислот. Содержание примесей не более 1 %. Влияние продолжительности обработки на выход метиловых эфиров наиболее выражено в субкритических условиях процесса. В сверхкритических условиях более 80 % триглицеридов масла превращается в метиловые эфиры карбоновых кислот в течение 3–5 мин обработки. На основании проведенных исследований обоснован выбор температурных условий процесса переэтерификации масла в среде диметилкарбоната и получены дополнительные сведения о составе продуктов.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Авторский указатель тома 9, 2019 г.