Целью работы являлось проведение экспериментальных исследований в статических условиях кинетики сорбции по извлечению ионов аммония из водного раствора при дозе сорбента 5 г. Сорбент получен путем прокаливания золошлаковых отходов, накопленных на золоотвале по схеме гидрозолоудаления. Начальная концентрация ионов аммония в модельных растворах составляла 5, 20, 50 и 100 мг/дм³. Объем модельного раствора – 50 см³. Для каждой начальной концентрации получены кривые кинетики сорбции ионов аммония при времени сорбции 10, 30, 60, 90, 120, 150 и 180 мин. Обработка кинетических кривых проведена по уравнениям кинетики Лагергрена (псевдопервого порядка), Хо и Маккея (псевдовторого порядка), Морриса – Вебера (диффузионной) и Еловича. Показано, что все уравнения кинетики адекватно описывают экспериментальные данные. Приведена линейная корреляция уравнений. Для определения лимитирующей стадии в модели Морриса – Вебера использовано уравнение Бойда. Установлено, что лимитирующим механизмом сорбции ионов аммония прокаленным сорбентом является внешнедиффузионный. Модель Лагергрена наилучшим образом описывает экспериментальные данные по кинетике сорбции, коэффициент детерминации R² составил 0,9801–0,9949. Приведены графические кривые скорости сорбции от величины адсорбции и времени сорбции. Последние описываются следующими зависимостями: по модели Лагергрена – экспоненциальной и полиномиальной, по модели Хо и Маккея – полиномиальной, а по моделям Морриса – Вебера и Еловича – степенной зависимостью. Все зависимости характеризуют наибольшую скорость сорбции на начальном этапе сорбции, что согласуется с исследованиями ученых по сорбции загрязняющих веществ из водных растворов различными сорбентами.

В работе рассмотрено влияние структурообразователя диоксида титана на реологические характеристики полимерной смеси на основе полиэтиленов низкой и высокой плотности, взятых в соотношении 50/50. 

Концентрация диоксида титана составляла 1% масс. Реологическое поведение расплавов полимерных композитов исследовано с использованием капиллярного реометра марки CEAST MF50 (Instron, Италия) при температурах 190, 210, 230, 250 °С и нагрузках 3,8, 5,0, 10,0, 12,5 и 21,6 кг. Установлено влияние температуры и напряжения сдвига на закономерность изменения эффективной вязкости и скорости сдвига. Согласно модели Аррениуса – Френкеля – Эйринга определена энергия активации вязкого течения композитов. «Кажущаяся» энергия активации вязкого течения варьируется в пределах 16,04–33,10 кДж/моль для исходной смеси полиэтиленов и в диапазоне 6,96–33,10 кДж/моль для композитов, модифицированных структурообразователем на основе смеси полиэтиленов низкой и высокой плотности. Построена универсальная температурно-инвариантная характеристика вязкостных свойств полимерных материалов, позволяющая путем экстраполяции этой зависимости в область высоких скоростей сдвига прогнозировать технологический режим их переработки методами литья под давлением и экструзии.

На разных этапах развития науки о полимерах в центре внимания оказывались области, имеющие научное и практическое значение. Современное внимание к смесям полимеров обусловлено их очевидной практической значимостью. Изучение физико-механических свойств полимерных смесей привело к пересмотру существующих базовых представлений, возникновению новых направлений исследований и решению практических задач. С этой точки зрения смеси полимеров во многом схожи с сополимеризацией как способом достижения заданных свойств путем объединения различных химических структур. Формирование полимерных смесей позволяет быстрее получать материалы с нужными свойствами, чем при синтезе высокомолекулярных соединений. В последние годы встречаются многочисленные исследования в области взаимодействия различных полимеров, особенно водорастворимых и природного происхождения, так как они безопасны для человека и окружающей среды. За счет высокой адгезионной способности поверхности материалов появляется большой интерес исследователей к разработке материалов такого типа. Таким образом, использование данных материалов может привести к получению полимерных пленок с новыми ценными свойствами. Целью проведенной работы являлось исследование возможности модификации полигексаметиленгуанидин гидрохлорида поливиниловым спиртом для улучшения термомеханических и механических показателей пленок с ориентацией на дальнейшее применение их в строительстве в качестве полимерных биоцидных добавок. В качестве объекта исследования в работе были использованы пленки на основе полимер-полимерной смеси полигексаметиленгуанидин гидрохлорида и поливинилового спирта.

Марганец – один из наиболее часто встречающихся элементов в природных водах. Он является биомикроэлементом, потребность в котором для человеческого организма составляет 5–7 мг в сутки.  Недостаток содержания марганца в питьевой воде может приводить к негативным последствиям в жизнедеятельности человека. В то же время большое содержание марганца в воде и повышенное суточное его потребление приводят к блокированию ферментов, задействованных в процессах перевода неорганического иода в органический и в дальнейшем изменении неактивного дииодотиронина в действующий гормон тироксин. Нами изучена возможность применения углеродных сорбентов, обладающих микропористой структурой, для изменения содержания марганца в водных растворах. Адсорбционная способность марганца существенно зависит от кислотности среды. Наибольшая величина адсорбции катионов марганца (II) наблюдается в слабощелочной среде (рН 7,5). Кинетические исследования показали, что взаимодействие может быть описано уравнением псевдопервого порядка. Константа скорости реакции, вычисленная графическим и расчетным вариантами, составила 0,067 с^-1. Функциональная оценка адсорбционного процесса может быть представлена изотермами мономолекулярной адсорбции, которые в целом описываются классическим уравнением Ленгмюра. Параметры характеристических констант адсорбции: предельная величина адсорбции – 1,68 ммоль/г, константа адсорбционного равновесия – 0,979×10³ при температуре 298 К. Энергия Гиббса при 298 К равна -7,41 кДж/моль. Изучение процесса при повышенных температурах 308, 318 и 328 К указывает на его экзотермический характер. Величина предельной адсорбции при нагревании снижается.

Каротиноиды представляют собой группу изопреноидных пигментов, обладающих высокой биологической активностью, не ограниченной провитаминными свойствами. Благодаря способности участвовать в окислительно-восстановительных реакциях, каротины все чаще рассматриваются в качестве перспективных соединений в системах профилактики и коррекции сердечно-сосудистых и нейродегенеративных нарушений, онкологии и других заболеваний. Каротиноиды широко используются при изготовлении пищевых добавок и красителей, кормов для аквакультуры, сельскохозяйственных животных и птиц, а также в нутрицевтике и косметике. При составлении оптимальных рационов кормления отдельно рассматривается питательность по витамину А, поскольку данный витамин является жизненно необходимым для нормального роста, развития, поддержания и воспроизводства. Основным предшественником витамина А является β-каротин, поступающий в организм исключительно с растительными кормами. Однако содержащийся в растительном сырье каротин является неустойчивым соединением, в связи с чем становится актуальным использование кормовых добавок, содержащих в своем составе в числе прочего и β-каротин. В промышленности каротиноиды получают путем или химического, или биологического синтеза. При этом большую часть – 80–90% каротиноидов – получают путем именно химического синтеза. В то же время запрос общества на экологизацию производства диктует необходимость поиска альтернативных путей получения каротиноидов. В данной статье представлен обзор основных биотехнологических способов получения каротинов с использованием ряда микроорганизмов, включая микроводоросли, бактерии и грибы, а также проанализировано влияние условий культивирования на выход целевых пигментов.

Цель работы заключалась в исследовании соединений ряда «протатранов» в качестве стимуляторов роста бактерий Bacillus thuringiensis, которые широко применяются в качестве продуцентов биопестицидов. Культивирование штамма Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki проводили в жидкой среде LB. В среду добавляли протатраны (2-Me-C₆H₄OCH₂COO^{- .} НN⁺(CH₂СН₂ОН)₃ (1), 4-Cl-C₆H₄ -SCH₂COO^{- .} НN⁺(CH₂СН₂ОН)₃ (2) и 4-Cl-C₆H₄SO₂CH₂COO^{- .} НN⁺(CH₂СН₂ОН)₃ (3) в концентрациях от 1×10^-4 до 1×10^-8% масс. Контролем служила среда LB без добавления соединений 1–3. Посевы инкубировали при температуре 30 °С в течение 24 ч. Количество клеток Bacillus thuringiensis определяли методом серийных разведений. Наибольший рост отмечали в среде, содержащей 1×10^-4% масс. протатрана 3. При этом количество клеток было почти в 10 раз (на 966,7%) выше по сравнению с контролем. В средах с 1×10^-5, 1×10^-6, 1×10^-7 и 1×10^-8% масс. соединения 3 численность клеток была больше, чем в контроле, в 4–7 раз (на 371,7–666,7%). Протатраны 1 и 2 также оказывали положительное влияние на Bacillus thuringiensis (количество клеток было выше, чем в контроле, на 83–292%). Таким образом, впервые показано, что коммерчески доступные нетоксичные протатраны в микроконцентрациях являются мощными стимуляторами роста энтомопатогенных бактерий Bacillus thuringiensis. Этот факт указывает на возможность значительного усовершенствования и удешевления биотехнологии производства бактериальных инсектицидов на основе Bacillus thuringiensis, используемых в сельском, лесном и личных приусадебных хозяйствах для борьбы с вредными насекомыми.

Представители подсемейства очитковых (Sedoideae) издавна используются как лекарственные растения. Биохимический состав большинства видов изучен недостаточно, что препятствует применению очитков в фармакологии и медицине. Цель настоящей работы состояла в определении количественного содержания основных групп биологически активных веществ в надземной части очитков в начале и конце вегетационного периода. Исследовали свежесобранное сырье – вегетативные побеги следующих видов: Aizopsis aizoon (L.) Grulich, Aizopsis hybrida (L.) Grulich, Aizopsis kurilensis (Vorosch.) S. Gontch., Hylotelephium ewersii (Ledeb.) H. Ohba, Sedum acre L., Sedum album L., Sedum hispanicum L., Sedum reflexum L., Sedum rupestre L. и Sedum spurium M. Bieb. Использовали общепринятые методы фитохимического анализа. Содержание сухих веществ определяли высушиванием 1 г сырья до постоянной массы. Количество фенольных соединений, пектиновых веществ, общих сахаров определяли спектрофотометрическим методом в этанольных экстрактах, рассчитывая показатели на массу абсолютно сухого сырья. Концентрацию аскорбиновой кислоты определяли в сырой массе сырья титриметрическим методом. Установлено содержание сухих веществ (7,22–18,98%), катехинов (0,14–6,01 мг%), флавонолов (0,59–3,11%), танинов (4,44–26,73%), пектинов (0,14–3,51%), протопектинов (3,10–11,82%), общих сахаров (10,25–57,96%), аскорбиновой кислоты (43,4–94,4 мг%). Выявлена тенденция накопления фенольных соединений, сахаров, сухих веществ и снижения содержания пектиновых полисахаридов к концу вегетационного периода. Результаты свидетельствуют о перспективах культивирования очитков как источника различных биоактивных соединений.

Жирные кислоты входят в состав клеточных мембран, определяя их текучесть и диэлектрическую проницаемость, имеют важное значение в питании человека и животных. Цель настоящей работы заключалась в оценке состава и содержания жирных кислот высушенных высших водных растений озера Котокель (Республика Бурятия, Россия) как потенциального сырья для производства кормов и биологически активных добавок. Фракцию липидов экстрагировали согласно методу Блайя – Дайера с модификациями. Анализ жирных кислот в форме их метиловых эфиров проводили методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием. Основной насыщенной жирной кислотой Myriophyllum sibiricum, Elodea canadensis, Persicaria amphibia, Potamogeton perfoliatus озера Котокель является пальмитиновая С16:0 кислота. Доминирующей ненасыщенной кислотой вне зависимости от вида растений является α-линоленовая С18:3-ω3 кислота. Также отмечено относительно высокое содержание стеариновой С18:0, миристиновой С14:0 и пентадекановой С15:0 кислот. Идентифицированы разветвленные кислоты i-С14:0, i-С15:0, i-С16:0, i-С17:0, i-С20:0, a/i-C15:0, a/i-C17:0, 10Me-C16:0 и бактериальные кислоты с нечетным числом углеродных атомов в цепи С13:0, С15:0, С17:0, С19:0, С21:0, С23:0. Анализ собственных и литературных данных показывает, что для исследованных видов высших водных растений водоемов азиатской части России характерно одновременно высокое содержание α-линоленовой С18:3-ω3 (до 56%) и низкое содержание олеиновой С18:1-ω9 (до 1,81%) кислот. В растениях из водоемов европейской части России содержание α-линоленовой С18:3-ω3 кислоты ниже (до 42%), а олеиновой С18:1-ω9 – выше (до 14%).

В процессе формирования проростка семя претерпевает ряд биохимических превращений, в результате которых образуются промежуточные метаболиты макромолекул, обладающие биологической активностью, более высокой растворимостью и биодоступностью, что способствует их использованию в пищевых технологиях. Целью исследования являлась оценка свойств продукта, оставшегося после отделения проростков от пророщенных семян бобовых, и возможности его использования в пищевых целях на примере семян гороха. В качестве объектов исследования рассмотрены данные о времени прорастания, содержании, структуре и глубине протеолиза белка семян гороха легумина на примере сортов Темп, Софья, Спартак. Рассмотрен состав продуктов распада легумина после отделения проростка, который в основном будет определяться продуктами распада опушки белка. Согласно приведенной расчетной зависимости, основанной на особенностях строения белка легумина и направления его протеолиза, определено время формирования проростка, равное 98 ч, которое соответствует экспериментальным данным (96 ч). Показано, что продукт, полученный из пророщенных семян гороха, после отделения проростков по содержанию белка и пептидов существенно отличается от муки, полученной из спелого гороха, за счет не только гидролиза крахмала, но и поэтапного гидролиза белка, что приводит к увеличению содержания короткоцепочечных пептидов, повышает растворимость белкового компонента муки и требует соответствующей коррекции их концентрации при использовании в качестве добавок к различным пищевым продуктам, особенно жидкой консистенции.

Целью исследования являлось изучение влияния различных концентраций ионов меди на состав фитостеринов вакуолярной мембраны (тонопласта) корнеплодов столовой свеклы (Beta vulgaris L.). Для характеристики стресса, вызванного действием ионов меди, проводилось кондуктометрическое изучение проницаемости клеточных мембран и определение уровня перекисного окисления липидов. В результате установлено, что в присутствии меди происходит увеличение этих показателей в тканях корнеплодов столовой свеклы. Среди фитостеринов тонопласта были изучены β-ситостерин, стигмастерин, кампестерин и холестерин. В составе клеточных мембран они выполняют структурную функцию, вносят вклад в образование липидных микродоменов, оказывают влияние на рост и развитие растений, а также участвуют в ответных реакциях растений на стресс. Изучение влияния ионов меди на фитостерины тонопласта показало, что большую часть из них занимает свободная форма. В присутствии 100 мкМ меди было выявлено существенное увеличение содержания кампестерина. Важным показателем состояния растительных мембран являются отношения стигмастерина/β-ситостерина и 24-метил-/этилстеринов, которые могут влиять на ответ растений на стресс. Выявленные увеличения в соотношениях стигмастерина/β-ситостерина и 24-метил-/этилстеринов, вероятно, выступают в роли одного из механизмов регулирования функционирования тонопласта в условиях стресса, вызванного ионами меди. Таким образом, полученные результаты могут говорить об участии клеточных мембран, в том числе тонопласта, в механизмах адаптации клеток тканей корнеплодов столовой свеклы к стрессу, вызванному ионами меди.

Работа посвящена исследованию антибактериальных свойств неполярного экстракта микроводорослей Chlorella sorokiniana на грамположительные бактерии, определению минимальных ингибирующих концентраций смеси и отдельных веществ-метаболитов, входящих в состав экстракта. Установлена закономерность влияния освещения на интенсивность антибиотического воздействия неполярного экстракта микроводорослей в отношении грамположительных бактерий. Смесь веществ, извлеченных из дезинтегрированных клеток биомассы микроводорослей Chlorella sorokiniana, оказывает ингибирующее действие на рост бактерий при уровне фотосинтетически активной радиации 100±6 мкмоль фотонов/(м²×с). Минимальное эффективное количество экстракта составляет 330±11,09 мкг. При анализе химической структуры компонентов неполярной фракции, извлеченной из клеток микроводорослей Chlorella sorokiniana, установлено, что в состав неполярного экстракта входят триацилглицериды, жирные кислоты, о-диалкилмоноглицериды и эфиры стеринов или эфиры восков, или триалкиловые эфиры глицерина. При исследовании антибиотических свойств отдельных фракций веществ обнаружено, что антибиотическим действием в отношении грамположительных бактерий обладают триацилглицериды и жирные кислоты. При этом минимальное эффективное количество триацилглицеридов составляет 400±13,37 мкг, жирных кислот – 600±20,05 мкг. Совместное воздействие смеси веществ неполярного экстракта дает наиболее выраженный антибиотический эффект в отношении грамположительных бактерий при уровне фотосинтетически активной радиации 100±6 мкмоль фотонов/(м²×с). Таким образом, продемонстрировано усиление антибактериального действия при использовании смеси веществ неполярного экстракта микроводорослей Chlorella sorokiniana при уровне фотосинтетически активной радиации 100±6 мкмоль фотонов/(м²×с).

Поиск биологически активных веществ, обладающих противовирусным, противоопухолевым и антимикробным действием, среди компонентов растительного сырья, а также продуктов их химической модификации ведется многие годы. К таким объектам относятся трициклические дитерпеноиды – экстрактивные вещества древесины абиетанового и пимаранового типа (смоляные кислоты). Присутствие в структуре смоляных кислот двух реакционных центров (двойные связи и карбоксильная группа) открывает широкие возможности для синтеза большого количества полезных соединений на их основе. Одним из перспективных направлений исследования смоляных кислот и их производных является оценка фунгицидных свойств с целью введения их в состав в качестве добавок и нанесения защитных пленок для повышения стойкости композиционных строительных материалов против агрессивного воздействия микроорганизмов. В настоящей работе проведена оценка фунгицидной активности синтезированных нами N-фенилимида малеопимаровой кислоты и его полифторалкиловых эфиров на клетках мицелиальных грибов Aspergillus niger, Alternaria alternata и Penicillium sp. по скорости колониеобразования и роста. Выполнен сравнительный анализ биологической активности смоляных кислот и их производных in silico. Согласно прогнозированию AntiBag Pred выявлено, что для исследуемых соединений с максимальными значениями вероятностей наличия и отсутствия каждого вида активности характерно проявление антибактериальной активности по отношению к штаммам грамположительных бактерий. Результаты прогностической модели согласуются с ранее полученными экспериментальными данными. Данные, полученные с помощью AntiFun Pred и связанные с расчетом фунгицидной активности, не нашли подтверждения in vitro.

Одним из активно развивающихся перспективных направлений в области производства компонентов моторных топлив из возобновляемого сырья является переработка растительных масел в различного рода каталитических процессах. Объектом исследования в данной работе являлось рапсовое масло и продукт его переработки на катализаторе гидроочистки. Выбор рапсового масла в качестве сырья для переработки обусловлен как тем, что на территории Российской Федерации большое количество посевных площадей занимает именно рапс (ввиду своей климатической неприхотливости), так и тем, что рапсовое масло не нашло широкого применения в пищевой промышленности и производится в основном для экспорта. Авторами исследован процесс каталитической переработки рапсового масла на катализаторе гидроочистки. Переработка осуществлялась на лабораторной каталитической установке при температуре 375 °C, давлении 7 МПа, объемной скорости подачи сырья 1 ч^-1, расход водорода составил 2×10^-4 м³/ч. Для сырья и продукта каталитической переработки были определены физико-химические и низкотемпературные свойства. Также для полученного продукта каталитической переработки был определен компонентный состав. Рассмотрены основные направления химических превращений компонентов рапсового масла в углеводороды на катализаторе гидроочистки. Установлено, что из рапсового масла возможно получать углеводороды топливного ряда, в частности н-алканы, изо-алканы и алкены, которые являются перспективным сырьем для получения компонентов моторных топлив.

Целью проведенного исследования являлось извлечение различных типов углеводородов из модельного топлива при помощи глубоких эвтектических растворителей на основе глицерина. Данные растворители синтезировали путем смешивания глицерина в качестве донора водородной связи и хлорида аммония или ацетата триэтиламмония [ТЭА]⁺[AcO]^- в качестве акцептора водородной связи при комнатной температуре в объемном соотношении 1:6. В качестве компонентов модельного топлива была выбрана смесь н-декана и н-гексадекана. Для экстракции смесей бензола, этилбензола (5%), п-, м-, о-крезола, флуоренона (3,5%) и нефтяных кислот (25%) указанные глубокие эвтектические растворители применяли при комнатной температуре, а также при температуре 60 °С при атмосферном давлении. Эффективность экстракции оценивали с помощью ¹Н-спектроскопии ядерного магнитного резонанса. Результаты показали, что п-, м- и о-крезолы полностью извлекаются из модельного топлива при использовании исследованных глубоких эвтектических растворителей в одну стадию. Установлено, что наибольшей эффективностью извлечения обладает глубокий эвтектический растворитель на основе глицерина и ацетата триэтиламмония. Степень извлечения для бензола, этилбензола и флуоренона при комнатной температуре достигается за 3 часа перемешивания (75, 25 и 53% соответственно). Следует отметить, что м- и о-крезолы полностью извлекались за 1 час в одну стадию с помощью глубокого эвтектического растворителя на основе ацетата триэтиламмония, а полное извлечение ароматических кислот из смеси нефтяных кислот в модельном топливе удалось с помощью глубокого эвтектического растворителя, полученного смешиванием хлорида аммония и глицерина.

Целью проведенного исследования являлось определение качественного и количественного аминокислотного состава пыльцы Pinus sylvestris L. и Pinus sibirica Du Tour. Сосновую пыльцу собирали в июне 2021 года в местах естественного произрастания на юго-восточном побережье озера Байкал. Массовую долю сырого протеина определяли по методу Къельдаля; состав белка и содержание отдельных аминокислот – методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с постколоночной модификацией нингидрином на автоматическом анализаторе LA8080 (Hitachi, Япония). Содержание сырого протеина в пыльце составило 14,38–15,94%. Установлено, что в состав белка сосновой пыльцы входят 17 аминокислот, в том числе 9 незаменимых: валин, изолейцин, лейцин, треонин, метионин, фенилаланин, лизин, а также гистидин и аргинин. Содержание суммы аминокислот составило 141,4–156,5 мг/г, в том числе незаменимых аминокислот 45,9–48,4%. Доминирующими в пыльце Pinus sylvestris и Pinus sibirica являются (мг/г): моноаминодикарбоновые кислоты – глутаминовая (21,3–24,2) и аспарагиновая (13,0–14,2), диаминокарбоновая кислота аргинин (17,0–17,4) и гетероциклическая аминокислота пролин (14,7–16,2). Полученные результаты могут быть полезны при разработке лекарственных средств и биологически активных добавок на основе пыльцы Pinus sylvestris и Pinus sibirica, обладающих ввиду наличия вышеуказанных аминокислот ноотропным, иммуномодулирующим, кардиостимулирующим, детоксикационным действием.