Preview

Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология

Расширенный поиск
Том 7, № 1 (2017)

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

9-18 10
Аннотация
Рассмотрены реакции конденсации 5-гидразинотетразола с β-дикарбонильными соединениями (малоновый диальдегид и ацетилацетон). Синтезировано и описано 12 новых соединений. Для получения 5-гидразинотетразола использована реакция окисления коммерчески доступного 5-аминотетразола перманганатом калия в водно-щелочном растворе до пентагидрата 5,5'-азотетразолата с последующим проведением реакции разложения полученного соединения в кислой среде до 5-гидразинотетразола. Предложен однореакторный метод проведения стадии получения производных 5-(пиразол-1-ил)тетразолов из 5-аминотетразола. Согласно предложенному методу после проведения реакции конденсации с β-дикарбонильным соединением реакционная масса обрабатывалась эквимолекулярным количеством брома, целевые соединения выделялись из реакционной массы в виде соответствующих малорастворимых в воде 4-бромпроизводных 5-(пиразол-1-ил)тетразола. Наличие атома брома в полученных соединениях существенно облегчает процессы их выделения, перекристаллизации и проведения реакций алкилирования тетразольного цикла. Дебромирование осуществлялось гидрированием водородом с использованием палладиевого катализатора при умеренных давлениях. Для получения 4-нитропроизводных 5-(пиразол-1-ил)тетразола использовано нитрование в системе HNO3/H2SO4. Восстановлением нитрогруппы гидрированием над палладиевым катализатором получены соответствующие 4-аминопроиз-водные5-(пиразол-1-ил)тетразола.
19-30 5
Аннотация
При нагревании образцов различных полимеров наблюдается монотонное изменение их физико-химических свойств. При достижении определенных температур переходов происходит резкое изменение некоторых свойств полимеров. Целлюлоза, как известно, является линейным стереорегулярным полукристаллическим полисахаридом, состоящим из ангидроглюкозных звеньев, соединенных 1,4-β-глюкозидными связями. Этот полисахарид имеет сложную надмолекулярную структуру, состоящую из упорядоченных и менее упорядоченных некристаллических доменов. В данной статье описаны и проанализированы температурные переходы в некристаллических доменах целлюлозы. Показано, что вследствие структурной неоднородности некристаллические домены имеют три температурных перехода релаксационного типа, причем α1-переход при 490-500 К и α2-переход при 380-410 К вызваны возникновением сегментарной подвижности в мезоморфных кластерах с повышенной плотностью и в аморфных кластерах с пониженной плотносью соответственно, тогда как β-переход при 280-300 К связан с подвижностью отдельных звеньев или небольших сегментов в наиболее рыхло упакованных аморфных кластерах, расположенных, вероятно, на внешней поверхности фибрилл целлюлозы. Под действием воды и других пластификаторов все три изофазовых перехода смещаются в область более низких температур. Наряду с α- и β-переходами наблюдается также более низкотемпературный γ-переход в области 180-200 К, вызванный подвижностью гидроксиметиленовых групп звеньев в некристаллических доменах целлюлозы.
31-38 29
Аннотация
Разработан метод синтеза и исследована структура тройного полимер-металлического комплекса на основе хитозана, гидрохлорида полигексаметиленгуанидина и ионов Cu (II). Установлено требуемое значение рН среды и соотношение компонентов для получения комплекса стехиометрического состава. Показано, что координационная сфера комплекса образована аминогруппами полимерных лигандов и гидроксильных групп. Приведена оценка антибактериальных свойств синтезированного комплекса по отношению к грамположительным и грамотрицательным санитарно-показательным бактериям.
39-48 53
Аннотация
Методами квантово-химического моделирования B3LYP/6-311++G(2d,2р), MP2/aug-cc-pVTZ и G4 были исследованы параметры реакций образования комплексов и кластеров воды, тионилхлорида и продуктов его гидролиза в газовой фазе. Были установлены структурные и термодинамические характеристики комплексов H2O(H2O)n, n=1-5,7, SOCl2(H2O)n, H+(H2O)n, OH-(H2O)n, Cl-(H2O)n, SOCl+(H2O)n, (SOCl2(H2O)n)-, SOCl(OH)(H2O)n, n=1-4; HCl(H2O)n, n=1-5. Рассматривались различные варианты образования и разложения этих частиц. Было установлено, что в качестве наиболее вероятных каналов гидролиза следует рассматривать реакции нейтральных кластеров (H2O)nи SOCl2(H2O)n.
49-55 10
Аннотация
Цель работы заключалась в исследовании солюбилизирующего действия мицеллярных водных растворов некоторых индивидуальных поверхностно-активных веществ (каприлил/каприл глюкозид, додецилсульфат натрия, кокоамидопропилбетаин) и их смесей на основе алкилполиглюкозида по отношению к маслорастворимой парфюмерной композиции. С применением метода спектрофотометрического титрования измерены солюбилизационная емкость и значения критической концентрации мицеллообразования водных растворов поверхностно-активных веществ. С использованием метода динамического светорассеяния в водных растворах определены диаметры мицелл. Показано, что исследованные смеси поверхностно-активных вещест проявляют синергизм в отношении вышеназванных параметров.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ И ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

56-61 3
Аннотация
Анализ флуктуирующей асимметрии является широко распространённым методом для определения степени воздействия антропогенных факторов на экосистемы. Однако данный метод требует кропотливых замеров и расчётов, многие из которых всё ещё слабо автоматизированы, что затрудняет широкое использование данного метода в осуществлении экологического мониторинга. Предложен проект разработки программного обеспечения, автоматизации морфометрии листа, в том числе вычисления флуктуирующей асимметрии.
62-71 14
Аннотация
Изучены свойства биополимеров на основе хитозана, а также гидролитических ферментов и некоторых органических соединений. Исследованы различные свойства (ферментативные активности) полученных препаратов и их структуры с применением различных методов (адсорбционная спектроскопия, динамическое светорассеивание, электронная микроскопия). Предложена структурная схема полученных композиций и механизмы взаимодействий компонентов системы для возможности научного обоснованного создания новых медицинских препаратов на основе изученных терапевтических агентов с заданными свойствами в будущем.
72-79 11
Аннотация
Цель - исследование влияния фитонцидов, экстрактивных веществ и антимикробного действия душицы обыкновенной (Origanum vulgare L.) на культуру бактерий энтомопатогенного штамма B. thuriengiensis var. thuringiensis 0371.Материалом для исследований служила жидкая споровая культура штамма B. thuringiensis 0371, образец душицы обыкновенной 100.1 с содержанием карвакрола 75,5% и гибрид г4, содержащий 52,0% карвакрола. Выбор данных образцов с высоким и повышенным содержанием карвакрола обусловлен наличием антимикробного эффекта фенолов (тимола, карвакрола). Динамику сохранности спор штамма на поверхности листьев определяли по методике А.Г. Кольчевского. Количественную оценку действия летучих фракций фитонцидов, изучение фитонцидной активности и антимикробного действия экстрактивных веществ душицы проводили методом Е.М. Данини. Было установлено, что летучие фракции фитонцидов образцов душицы обыкновенной обладают антимикробной активностью по отношению к штамму B. thuringiensis 0371. Для образцов 100,1 и г4 в фенофазе цветения такая активность максимальна и способствует уменьшению количества колоний штамма в 3,0 и 2,5 раза соответственно. Экстрактивные вещества душицы обыкновенной образца 100,1 оказывают максимальное антимикробное действие в фазе бутонизации, а гибрида г4 - на стадии цветения. Отмечено, что фитонциды образцов на стадиях бутонизации и цветения способны изменять морфологию колоний штамма 0371, а также уменьшать их размер в 1,6-2,6 раза. Установлено, что фитонциды образцов душицы коллекционного образца 100,1 оказывают влияние на сохранность спор B. thuringiensis 0371 при обработке растений в естественных условиях. На 3-и сутки после обработки количество жизнеспособных спор на листьях уменьшается на 96,3%.
80-88 35
Аннотация
Исследования посвящены оптимизации условий получения липосом с концентратом полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК). Концентрат ПНЖК был получен из жира нерпы методом комплексообразования с мочевиной. Исследование концентрата выявило высокое содержание эссенциальных ПНЖК, при этом соотношение ω-6:ω-3 в нем составило 1,3:1. Экспериментальным путем выявлено оптимальное соотношение концентрата ПНЖК и фосфолипидов для получения липосом. Установлены оптимальные сроки хранения липосомальных структур. Исследованы процессы перекисного окисления в липосомах. Установлено, что в процессе хранения уровень ТБК-активных продуктов в продуктах перекисного окисления липидов не возрастал. Определена степень включения концентрата ПНЖК в липосомы, которая составила 62,6%. Методом турбидиметрии определены размеры липосом. Средний диаметр полученных липосом составил 99,54 нм.
89-94 12
Аннотация
Целью работы было изучение активности пероксидазы в надземных органах привитых и корнесобственных растений в основные фазы развития. В работе описано исследование изменения активности пероксидазы в период срастания и в основные фазы развития компонентов прививки. Растения тыкв энергично стремятся к заживлению ран, поэтому и активность пероксидазы в листьях существенно выше, чем у привоя растений арбуза и дыни. После срастания прививки, привитые растения арбуза и дыни в последующих фазах развития (цветения и плодоношения) находились в более благоприятных условиях при совместимости с подвоем и имели повышенный иммунитет к патогенам, чем корнесобственные растения тыкв. Полученные результаты позволяют подвести научную основу к выбору оптимальных компонентов при прививке растений, увязав уровень физиологических процессов происходящих в растениях с совместимостью привоя и подвоя.
95-101 10
Аннотация
В технологическом потоке производства сахара одним из важнейших является процесс извлечение сахарозы из свекловичной стружки. В настоящее время извлечение сахарозы осуществляют путем ее экстрагирования водой из клеток ткани сахарной свеклы, где она в клеточном соке находится в растворенном состоянии. Цель работы - в зависимости от физико-механических, геометрических и режимных параметров процесса количественно проанализировать кинетику отвода сахарозы из свекловичной стружки в стационарный противоточный жидкостной поток (экстрагент) в рабочем объеме наклонного шнекового диффузионного аппарата. В качестве исходной физико-математической модели данного процесса используется краевая задача для уравнения конвективной диффузии. С целью проверки адекватности полученного решения по количественному моделированию исследуемого диффузионного процесса физическому смыслу явления отвода сахарозы из свекловичной стружки проводится численный эксперимент.
102-110 10
Аннотация
Проведены исследования композитов из целлюлозы, продуцируемой Gluconacetobacter sucrofermentas и поли-N,N-диметил-3,4-метиленпирролидиний хлорида с различной концентрацией полимера. ИК-cпектры и изменение массы пленок показали высокую эффективность сорбции полимера на бактериальной целлюлозе. Присутствие полимера снижает константу набухания, но увеличивает изменение массы композита при помещении его в дистиллированную воду. Сканирующая электронная микроскопия констатирует появление кристаллов полимера в сухих пленках при помещении их в растворы полимера. Композиты с поли-N,N-диметил-3,4-метиленпирролидиний хлоридом проявляют выраженные антибактериальные свойства, подавляя рост E.coli, наиболее эффективным действием обладают образцы, обработанные 1,5 и 0,75% раствором полимера.
111-118 7
Аннотация
Цель исследования - изучение сорбции ионов Fe(III) из вин природными цеолитами, обработанными кислотой. Кислотная обработка клиноптилолитового туфа проведена растворами соляной кислоты. Равновесное содержание железа(III) определено методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Предположено, что сорбция ионов железа(III) активированным природным цеолитом происходит в основном по механизму ионного обмена. Найдено, что кислотная обработка клиноптилолитового туфа обеспечивает высокие эффекты сорбционной очистки вин. Определены оптимальные параметры процесса кислотной активации.
119-126 12
Аннотация
Рассматривается проблема рационального использования в пищевой промышленности коллагенсодержащего сырья - кожи рыб. Предложена технология получения коллагеновых гидролизатов из кожи нерки, трески и кеты за счет обработки ферментным препаратом Протепсин и раствором лимонной кислоты с последующей их сублимационной сушкой. Разработан состав композиций на основе коллагеновых гидролизатов из кожи рыб и сырья растительного происхождения - муки из семян льна и клубней топинамбура - для использования в технологии пищевых продуктов, в частности рыбных полуфабрикатов. В ходе работы определялись физико-химические, функционально-технологические и структурно-механи-ческие свойства как коллагеновых гидролизатов, так и композиций на их основе с целью выбора оптимального соотношения компонентов и уровня замены рыбного сырья. По результатам исследований сделан вывод о целесообразности использования разработанной технологии в производстве рыбных полуфабрикатов.
127-132 5
Аннотация
Цель исследования - определение рациональной технологической схемы многостадийной обратноосмотической установки для достижения максимальной степени очистки указанных стоков. Исследования проводились на стоках одного из крупнейших в РФ полигонов токсичных промышленных отходов - «Красный бор». Для очистки был применен мембранный обратноосмотический метод. Как следует из результатов экспериментов - предварительной традиционной обработки стока (в виде барботажа), отстаивания, подщелачивания, фильтрации на зернистой засыпке и последующей одноступенчатой обратноосмотической обработки стока оказалось недостаточно для нормативной очистки. Поэтому была использована двухступенчатая последовательная схема обратноосмотической обработки с аналогичной предварительной физико-химической очисткой. Сочетание физико-химической технологии и двухстадийной обратноосмотической очистки стока полигона «Красный Бор» позволяет достичь показателей, соответствующих нормативам сброса вод в природные водоемы. Существенное влияние на результаты очистки стока оказала стадия промежуточной реагентной очистки, которую обычно не используют в традиционных очистных сооружениях. При этом при более высокой степени очистки стока щелочи NaOH для двухстадийного подщелачивания понадобилось на 25-32% меньше, чем при одностадийном подщелачивании.
133-139 11
Аннотация
Цель - разработка основ биотехнологической модели процессов, происходящих в желудке человека при персистировании в нем колоний бактерии Helicobacter pylori (НР). Наблюдения in vivo проводились на двух группах обследуемых: у 10 добровольцев от 22 до 55 лет с известным НР-статусом изучались параметры ротовой жидкости до и после приема ими раствора карбамида. Кроме того, у 62 человек с неустановленным НР-статусом в возрасте от 5 до 64 лет была исследована активность уреалитической микрофлоры ротовой полости. Определение уровня аммиака проводилось линейно-колористическим методом (предел чувствительности 0,3 мг/м3) и с помощью градуированного электрохимического сенсора (предел чувствительности 1,4 мг/м3). Проведен анализ биохимических путей образования газообразного биомаркера - аммиака при ферментативном гидролизе нагрузочной дозы (500 мг) карбамида уреазой НР. Сопоставлением результатов выделения аммиака в ротовой полости и желудке и времени выхода аналита установлена лимитирующая стадия процесса - образование аммиака в желудке. Доказано наличие уреазопродуцентов в ротовой полости и установлена необходимость учета их вклада в образование аммиака в результате побочных процессов гидролиза мочевины. Предложен механизм процесса образования аммиака и рассчитан его материальный баланс. На основе стандартной биосистемы бактерии Helicobacter pylori построена биотехнологическая модель процесса образования газообразного аммиака как биомаркера присутствия НР при диагностике заболеваний желудочно-кишечного тракта человека. Это позволяет строить аналитический алгоритм обнаружения персистирования бактерии и разрабатывать новые диагностические приборы.
140-146 8
Аннотация
Цель исследования - изучение процесса биосинтеза бактериальной целлюлозы на ферментативном гидролизате технической целлюлозы плодовых оболочек овса. Техническая целлюлоза получена из плодовых оболочек овса азотнокислым способом. Ферментативный гидролиз осуществлен в ферментёре объемом 11 л. Синтез бактериальной целлюлозы проведен с помощью симбиотической культуры Мedusomyces gisevii. Максимальная удельная скорость роста дрожжей составила 0,352 сут-1, уксуснокислых бактерий - 0,775 сут-1, при этом численность уксуснокислых бактерий меньше на порядок. Синтез бактериальной целлюлозы сопряжен с ростом уксуснокислых бактерий, их численность может служить маркером эффективности биосинтеза бактериальной целлюлозы. Ферментативный гидролизат технической целлюлозы плодовых оболочек овса является благоприятной питательной средой для биосинтеза бактериальной целлюлозы - ее выход составил 9,0%.
147-153 10
Аннотация
Цель работы - изучение поведения одно- и полислойных капсул на основе альгината натрия и карбоксиметилцеллюлозы в условиях ферментативного гидролиза in vitro. Получены полислойные капсулы на основе пищевых волокон с инкапсулированным модельным биологически активным белком. Исследовано их поведение в условиях ферментативного гидролиза in vitro с использованием физических методов анализа. Показано, что капсулы следуют тенденции сокращения в модельном «желудке». Однако после помещения в кишечный раствор все капсулы начали набухать в различной степени за счет увеличения электростатических сил отталкивания. В ходе эксперимента было установлено, что твердость капсул в условиях модельного «желудка» была выше по сравнению с их механическими свойствами в условиях модельного «кишечника» с последующим разрушением капсул в конце кишечной фазы. Отмечено, что полислойные капсулы имели наибольшую способность защищать инкапсулированный модельный биологически активный белок в кислых условиях желудочной среды. Результаты проведенного анализа свидетельствуют, что изменения механических свойств и набухание капсул на основе пищевых волокон обеспечивают связь в управлении высвобождением биоактивных компонентов, заключенных в капсулу.

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

154-160 17
Аннотация
Целью работы является испытание растворителей - пропиленкарбоната и диметилсульфоксида - в процессах селективной очистки ароматических компонентов в условиях противоточной экстракции для производства канцерогенно-безопасных масел-пластификаторов. На примере нефтяного остаточного экстракта в сравнимых условиях многоступенчатой противоточной экстракции в процессе селективной очистки от полициклических ароматических углеводородов для производства масел-пластификаторов использовали растворители пропиленкарбонат и диметилсульфоксид. Они относятся к четвертому классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76 и являются практически безопасными в работе. Установлено, что оба растворителя в условиях непрерывной многоступенчатой противоточной экстракции позволяют получить продукт, который соответствуют требованиям REACH по содержанию в них канцерогенных полициклических ароматических углеводородов, в том числе бензо[a]пирена. Полученные результаты показывают, что пропиленкарбонат обладает более низкой растворяющей способностью, чем диметилсульфоксид, но более высокой селективностью.
161-167 14
Аннотация
Изучены возможности регенерации цилиндрической щелевой фильтрующей перегородки из нескольких слоев металлической проволоки путем ее интенсивной струйной продувки вращающимся и одновременно перемещающимся вдоль нее соплом. Исследовано влияние числа слоев проволоки, межщелевого расстояния, скорости струи, скорости вращения сопла и его расстояния до перегородки на эффективность регенерации. Изучено влияние размера пылевых частиц и их физических свойств на регенерацию щелевой фильтрующей перегородки. Предложена зависимость для расчета гидравлического сопротивления щелевого фильтра непрерывного действия при очистке запыленных газов, учитывающая эффективность регенерации.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВ

168-175 6
Аннотация
Представлены результаты исследований по совершенствованию технологии производства виноградного сока для детского питания. Показана перспективность использования электромагнитного поля сверхвысокой частоты для совершенствования традиционной технологии, приведен сравнительный анализ режимов пастеризации по традиционной и усовершенствованной технологиям. Результаты исследований показали, что сок, изготовленный по усовершенствованной технологии, по качественным показателям превосходит сок, изготовленный по традиционной технологии. Предлагаемый способ обеспечивает сокращение продолжительности режимов тепловой стерилизации, экономию тепловой энергии и повышение качества готовой продукции.

ПРИКЛАДНАЯ ЭКОЛОГИЯ

176-182 12
Аннотация
Одним из широко распространенных методов очистки среды от ионов тяжелых металлов является использование биоадсорбентов. В соответствующей научной литературе широко обсуждаются изотермические характеристики адсорбционных процессов, в том числе с применением биоадсорбентов. Однако вопросу зависимости адсорбционной способности, а также процентного количества адсорбированных ионов тяжелых металлов от концентрации биоадсорбента уделено меньше внимания. Целью исследований является оптимизация серийного процесса биоадсорбции ионов тяжелых металлов с применением биоадсорбентов, модифицированных в разной степени. Найдено условие, при выполнении которого общий процент удаленных ионов тяжелых металлов достигает максимума. Предложена процедура оптимизации процесса очистки ионов тяжелых металлов с помощью модифицированных биоадсорбентов.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

183-187 22
Аннотация
Одним из главных источников загрязнений земельных и водных объектов являются канализационные системы. Недостатки старых технологий переработки иловых осадков сточных вод - дорогие реагенты, высокое энергопотребление и образование взрывчатых газов. Рассмотрена возможность переработки илового осадка очистных сооружений на экспериментальной установке СВЧ-термолиза с целью его утилизации и получения товарных продуктов. Установка входит в состав действующего мусороперерабатывающего завода. Проведено определение технологических параметров, составлен материальный баланс процесса. Использование СВЧ-излучения сокращает время разложения осадка по сравнению с традиционным способом, уменьшает объем утилизируемого вещества, обезвреживает и очищает его от патогенных микроорганизмов. Получаемый углеродный остаток может быть использован как топливо, или как строительно-дорожный материал. Действующая система газоочистки делает процесс экологически безопасным.
188-191 9
Аннотация
Потенциальные возможности растительной биомассы как источника возобновляемого энергетического, биологического и химического сырья используются нерационально. Это связано с тем, что существующие процессы химической переработки биомассы по эффективности значительно уступают нефтехимическим процессам, в большинстве своем каталитическим. Синтезирован новый промышленный катализатор, который используется в процессах глубокой комплексной переработки растительной биомассы и ее отходов. Предложена комплексная экологически сбалансированная технология, включающая каталитические процессы получения целлюлозы как гражданского, так и двойного назначения, утилизации лигносодержащих отходов в ценные органические продукты. При этом достигается снижение вредных газовых серосодержащих выбросов в атмосферу до 75%.


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