AGRIS - 

2023

А.Е. Кухта | О.В. Максимова | В.В. Кузнецова

Цель данной работы – сравнительный анализ изменчивости линейных и радиальных приростов сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L). побережья Кандалакшского залива Белого моря в зависимости от условий произрастания, а также оценка отклика этого вида на воздействия температур и осадков текущего и предыдущего вегетационных сезонов. Использованы стандартные способы измерений и анализа данных. В качестве показателя отклика древостоев на воздействия факторов среды обитания служила динамика приростов в высоту и по диаметру. Проведена статистическая оценка вариабельности приростов в зависимости от типа местообитания, а также оценка связи биометрических показателей древостоев с суммами осадков и средними температурами. Для рядов индексов линейных приростов выявлены значимые отличия между различными биотопами; для радиальных – не выявлены. Таким образом, по рядам радиальных приростов возможно проводить наблюдения за типичным поведением изменчивости деревьев вне зависимости от типа биотопа. Это дает основание к осуществлению долгосрочного ретроспективного анализа взаимоотношений древостоев и среды с использованием древесно-кольцевых хронологий без учета условий произрастания. Подтверждена роль осадков как лимитирующего фактора для радиальных и линейных приростов в ходе фенофазы роста междоузлий и развития ранней древесины. Лимитирующая роль температур обнаружена для радиальных приростов лишь на этапах формирования поздней древесины и накопления ресурсов для роста в следующем вегетационном сезоне. Выявлена высокая чувствительность к воздействиям климатических факторов линейных приростов, что обуславливает их бо́льшую информативность в качестве критерия оценки состояния лесных экосистем для коротких (до 30 лет) периодов. Однако это, в свою очередь, диктует невозможность формирования многолетних рядов, как для радиальных приростов, что является существенным ограничением прииспользовании данного метода. Сделано заключение о том, что выбор методов анализа по линейным или по радиальным приростам определяется целями планируемого исследования – мониторинга лесных экосистем в современных условиях изменения климата или долгосрочного палеоклиматического анализа. Для цитирования: Кухта А.Е., Максимова О.В., Кузнецова В.В. Воздействие климатических факторов на приросты сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на побережье Кандалакшского залива Белого моря // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 4. С. 105–119. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-4-105-119 | The purpose of this study is a comparative analysis of linear and radial increments of Scots pine (Pinus sylvestris L.) as a response to the growing conditions on the coast of the Kandalaksha Bay of the White Sea, as well as an evaluation of the temperature and precipitation influences of the current and previous growing seasons. These were applied to the conventional methods of measurement and data analysis. The dynamics of growth in height and diameter were employed as indicators of the stands' response to habitant conditions. A statistical analysis of the growth rates was performed, which vary depending on habitat type, as well as an assessment of the connection between biometric indicators of the stands and the amount of precipitation and mean temperature. The significant differences in the series of linear increment increases were found as distinctions between biotopes, but they were absent for the radial increment. Therefore, it is possible to monitor the typical behavior of tree diversity independent of the biotope type using radial growth series. This provides the foundation for a long-term retrospective analysis of environmental impact on the stands by using the annual rings of the trees without taking growing conditions into account. Precipitation was determined to be a limiting factor for radial and linear growth throughout the phenophase of internodal growth and early wood formation. Temperature was identified as a limiting factor for radial development only during the stages of late wood formation and resource accumulation for the following growing season. The high sensitivity of linear increases to climatic conditions was revealed, which makes it useful as a criterion for assessing the state of forest ecosystems over short time periods (up to 30 years). However, this, in turn, dictates the impossibility of forming long-term linear increment series, as for radial growth, which is a significant limitation of this method. The choice of linear or radial growth analysis methods is concluded to be determined by the goals of the intended study, i.e., monitoring forest ecosystems under current climate change conditions or long-term paleoclimate analysis. For citation: Koukhta A.E., Maksimova O.V., Kuznetsova V.V. Influence of Climatic Factors on Scots Pine (Pinus sylvestris L.) Growth on the Coast of the Kandalaksha Bay of the White Sea. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 4, pp. 105–119. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-4-105-119

显示更多 [+]

显示较少 [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

Landikhovskaya, A.V. | Tvorogova, A.A.

Currently, there is no data on the potentially negative impact of temperature fluctuation which are possible during transportation and sale on the consistency and structure of different ice cream varieties having low fat content and solids. The purpose of the study was to establish the effect of temperature fluctuation on the structure and consistency of milk ice cream containing sucrose or the composition of fructose and trehalose sugars. The milk ice creams with the fat mass fraction of 3% and sucrose of 15.5% and with its replacement by the composition of sugars of fructose and tregalose, with additional introduction of 3% of food fibers was the object of the study. The samples were subjected to a three-fold cycles of the temperature fluctuation. The modern research methods were used. It has been determined that the introduction of fructose and trehalose composition instead of sucrose at first influences positively at the indices characterizing the structure and consistence: the dynamic viscosity of the mixture increases by 1.3 times, its cryoscopy temperature decreases by 1.4 times, the indicators of the shape-and thermal stability is getting better. It has been determined that the composition of fructose, trehalose and food fibers inhibits the growth of ice cream crystals during temperature fluctuations; their high dispersion is maintained during two cycles of temperature fluctuations. After 3 cycles of temperature fluctuations in the sample with sucrose the number of ice crystals up to 50 micrometer in size decreased by 29%, in the sample with fructose and trehalose by 14% It leads to a change in the shapes of ice crystals and an increase in a shape-and thermal stability. It has been established, that practically temperature fluctuations do not affect the state of the air phase and hardness of ice cream using fructose and tregalose. The research showed, that in milk ice cream with sucrose during the temperature fluctuations and an increase in hardness take place. Replacing sucrose with the composition of fructose, trehalose and food fibers has a positive effect on the structure and the consistency of ice cream at double temperature cycling. | Данные о потенциальном отрицательном влиянии колебаний температуры, возможном при транспортировании и реализации разновидностей мороженого с пониженным содержанием жира и сухих веществ, на консистенцию и структуру продукта в настоящее время отсутствуют. Цель проводимых исследований – установить влияние колебаний температуры на структуру и консистенцию молочного мороженого, содержащего сахарозу или композицию сахаров фруктозы и трегалозы. Объектами исследования было молочное мороженое с массовой долей жира 3% и сахарозы 15,5% и с ее заменой на композицию сахаров фруктозы и трегалозы с дополнительным введением 3% пищевых волокон. Образцы подвергали трехкратным циклам колебаний температуры. Использовали современные методы исследования. Определено, что внесение композиции фруктозы и трегалозы взамен сахарозы положительно влияет на показатели, характеризующие структуру и консистенцию: увеличивается динамическая вязкость смеси в 1,3 раза, снижается ее криоскопическая температура в 1,4 раза, улучшаются показатели формо- и термоустойчивости. Установлено, что композиция фруктозы, трегалозы и пищевых волокон ингибирует рост кристаллов льда в процессе двух циклов колебаний температуры. После 3 циклов колебаний температуры в образце с сахарозой количество кристаллов льда размером до 50 мкм снизилось на 29%, в образце с фруктозой и трегалозой – на 14%. Это приводит к изменению формы кристаллов льда и повышению формо- и термоустойчивости. Установлено, что колебания температуры практически не оказывают влияния на состояние воздушной фазы и твердость мороженого при использовании фруктозы и трегалозы. Исследования показали, что в молочном мороженом с сахарозой в процессе колебаний температуры происходит существенное изменение дисперсности кристаллов льда и повышение твердости. Замена сахарозы на композицию фруктозы, трегалозы и пищевых волокон оказывает положительное влияние на структуру и консистенцию мороженого при двухкратных цикличных колебаниях температуры.

显示更多 [+]

显示较少 [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Polikarpova, V. Eh. | Aleksanyan, I. Yu. | Arabova, Z. M. | Fomenko, E. V. | Nugmanov, A. Kh.-Kh. | Lagutkina, L. Yu.

The aim of the study was a mathematical model solution about internal heat transfer during wild carp caviar freezing under heterogeneous boundary conditions. The object of the study is a thin layer of wild carp caviar. Implementing the mathematical model of heat transfer describing freezing a 5 mm thick caviar product by the contact method by means of the finite difference method was solved by using the Mathcad Professional software product. In the process of solving the mathematical model of freezing, it has been revealed that at the end of the freezing procedure, the average volumetric temperature of the caviar reaches its rational value up to 7.5 deg. C, at which the caviar product can be transported to the storage places. Rational operating parameters of the caviar product freezing process have been established: ambient air temperature of not above 20 deg. С; initial product temperature of 10 ± 1 deg. C; drum surface temperature of not above minus 18 deg. С; thickness of the frozen layer of 5 ± 0.5 mm; freezing duration of 10 min. | Целью исследования послужило решение математической модели внутреннего теплопереноса в процессе замораживания икры сазана при разнородных граничных условиях. Объектом исследования является тонкий слой икры сазана. Реализация математической модели теплопереноса, описывающая замораживание икорного продукта толщиной в 5 мм контактным способом, посредством способа конечных разностей, решена с помощью программного продукта Mathcad Professional. В процессе решения математической модели замораживания выявлено, что в конце процедуры замораживания среднеобъемная температура икры достигает своего рационального значения не выше 7,5 град. С, при котором икорный продукт может транспортироваться в места хранения. Установлены рациональные режимные параметры процесса замораживания икорного продукта: температура окружающего воздуха не выше 20 град. С, начальная температура продукта 10 ± 1 град. С, температура поверхности барабана не выше минус 18 град. С, толщина замораживаемого слоя 5,0 ± 0,5 мм, продолжительность замораживания 10 минут.

显示更多 [+]

显示较少 [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Saukova, S.L. | Antonova, T.S. | Araslanova, N.M. | Ivebor, M.V.

Species of Fusarium Link. genus are the most spread fungi infecting different crops including sunflower. Breeding for the resistance promotes the decrease in spreading and development of diseases but to choose breeding material it is necessary to use the most aggressive strains of pathogen. The purpose of the research was to conduct a comparative analysis of aggressiveness preserving in strains of two Fusarium species infecting sunflower in a pure culture on the different vegetal substrates. The object of the research was species F. sporotrichioides Sherb. and F. oxysporum (Schlecht.) Snyd. et Hans. var. orthoceras (Appl. et Wr.) Bilai isolated from the infected sunflower roots. There is presented a range of variability of these strains aggressiveness cultured on sterile sunflower seeds, husks, and fragments of plants at storage temperatures of +4 deg. C and +22–28 deg. C for five months. When strains of both species were cultured at a temperature of +22–28 deg. C on seeds, the significant decrease of the aggressiveness was stated on the third storage month, and on husks – on the forth one. At lowered temperature of +4 deg. C, the aggressiveness of F. sporotrichioides was decreasing insignificantly on sunflower stems and husks for five months; the important decrease of the aggressiveness of F. oxysporum var. orthoceras was stated on the fourth month. We estimated the more aggressive species F. sporotrichioides maintain the high aggressiveness during longer time (five month) than F. oxysporum var. orthoceras. | Виды рода Fusarium Link. являются наиболее распространенными грибами, поражающими с.-х. культуры, в том числе и подсолнечник. Селекция на устойчивость способствует снижению распространения и развития болезней, но для отбора селекционного материала необходимо применять наиболее агрессивные штаммы патогенов. Цель исследований - провести сравнительный анализ сохранения в чистой культуре на разных растительных субстратах и при разных температурных режимах агрессивности штаммов двух видов грибов из рода Fusarium, поражающих подсолнечник. Материалом исследований служили виды F. sporotrichioides Sherb. и F. oxysporum (Schlecht.) Snyd. et Hans. var. orthoceras (Appl. et Wr.) Bilai., выделенные из пораженных фузариозом корней подсолнечника. Представлена амплитуда изменчивости агрессивности штаммов указанных видов грибов при температуре хранения +4 град. С и +22–28 град. С на стерильных семянках, лузге и фрагментах стеблей подсолнечника в течение 5 мес. При хранении штаммов обоих видов гриба при температуре +22–28 град. С на семянках существенное снижение агрессивности отмечено на 3-й, а на лузге - на 4-й месяц. При пониженной температуре хранения +4 град. С агрессивность F. sporotrichioides в течение 5 мес. незначительно снижалась на фрагментах стеблей и лузге подсолнечника, у F. oxysporum var. orthoceras существенное снижение выявлено на 4-й месяц. Установлено, что более агрессивный вид F. sporotrichioides сохраняет высокую агрессивность на протяжении более длительного периода времени (5 мес.), чем F. oxysporum var. orthoceras.

显示更多 [+]

显示较少 [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Noskova, V.I.

The lactic acid process was studied in milk mixtures with a mass fraction of dry fat-free substances of 12% and a degree of lactose hydrolysis of up to 70%. When studying the metabolic processes of microorganisms, bacillus Bulgaricus and Streptococcus thermophilus were selected as starter cultures, since these microorganisms are characterized by high beta-galactosidase activity. To assess the activity of metabolic processes in microorganisms, the redox potential, active and titrated acidity, and molecular hydrogen pressure were determined in dynamics. Fermentation was carried out at an optimal temperature for this consortium of 40 ± 2 deg. C for 4 h. A study of the dynamics of titrated acidity showed that with an increase in the concentration of bacillus Bulgaricus in combination with Streptococcus thermophilus, the lactose content in the product decreased. It indicates an increase in the beta-galactosidase activity of the studied combination of cultures. The greatest beta-galactosidase activity was shown by microorganism consortium, namely bacillus Bulgaricus and Streptococcus thermophilus in a ratio of 3:4. Despite the fact that, according to the Eh indicator, the samples in which this starter was used had less resistance to syneresis, particularly it was used in further studies, since the required level of titrated acidity of 75-85 deg T and pH 4.6-4.37 was achieved within 3 h of fermentation. Also, to prepare low-lactose yogurt, it is possible to use starter cultures with a ratio of bacillus Bulgaricus to Streptococcus thermophilus of 2:4. The necessary levels of titrated and active acidity were achieved after 3.5-4 h of fermentation. In the course of the study, it was established that the redox conditions of the fermentation process by the studied types of microorganisms are favorable for the formation of the main flavoring and aromatic substances in a low-lactose fermented milk drink. | Исследовали молочнокислый процесс в молочных смесях с массовой долей сухих обезжиренных веществ 12% и степенью гидролиза лактозы до 70%. При изучении метаболических процессов микроорганизмов в качестве заквасочных культур были выбраны болгарская палочка и термофильный стрептококк, так как эти микроорганизмы характеризуются высокой бета-галактозидазной активностью. Для оценки активности процессов обмена веществ у микроорганизмов определяли в динамике окислительно-восстановительный потенциал, активную и титруемую кислотности, давление молекулярного водорода. Ферментацию проводили при оптимальной для этого консорциума температуре 40±2 град. С в течение 4 ч. Исследование динамики титруемой кислотности показало, что при увеличении концентрации болгарской палочки в сочетании с термофильным стрептококком снижалось содержание лактозы в продукте, что говорит об увеличении бета-галактозидазной активности изученной комбинации культур. Наибольшую бета-галактозидазную активность проявлял консорциум микроорганизмов ‒ болгарская палочка и термофильный стрептококк в соотношении 3:4. Несмотря на то, что по показателю Eh образцы, в которых использовалась указанная закваска, обладали меньшей устойчивостью к синерезису, в дальнейших исследованиях использовали именно ее, поскольку необходимый уровень титруемой кислотности 75‒85 град. Т и рН 4,6‒4,37 достигался уже через 3 ч сквашивания. Также для получения низколактозного йогурта возможно применение заквасок и с соотношением болгарской палочки и термофильного стрептококка 2:4. Необходимые уровни титруемой и активной кислотности достигались через 3,5-4 ч ферментации. В ходе исследования установили, что окислительно-восстановительные условия протекания процесса ферментации исследуемыми видами микроорганизмов благоприятны для образования основных вкусовых и ароматических веществ в низколактозном кисломолочном напитке.

显示更多 [+]

显示较少 [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Dadashev, M.

The article is dedicated to recent climate changes, their consequences, damage to the economy, and ways to adapt to climate changes. The article also included information about global warming. It is revealed that the number of hot spring-summer days in Azerbaijan periodically increases, and the number of cold autumn-winter days relatively decreases. In plain areas of the country — in areas where agriculture is more developed, drought prevails. Average annual temperature on plains and foothills is higher than in mountain areas. The eternal ice and snow cover, located on the peaks of the mountains of the Greater and Lesser Caucasus, are melting and their area is shrinking.

显示更多 [+]

显示较少 [-]

Publishing center Science and Practice - Russian Federation

2023

Irina Valentinovna Gefke | Sergey Vladimirovich Makarychev | Elena Grigorevna Pivovarova

Развитие садоводства в Алтайском крае возможно только при условии применения оросительных мелиораций, что определяется резко континентальным климатом региона. Следовательно, целью работы явилось изучение водного режима чернозема в течение вегетации для определения дефицита доступной влаги в профиле и расчета поливных норм при возделывании яблонь. Установлено, что в рядах более старых яблонь суточная сумма температур ниже, чем под молодыми, на 4-11°C. Таким образом, растения сами по себе регулируют распределение тепла в профиле чернозема. Влагозапасы под старовозрастными яблонями были выше, чем в более молодом саду, поскольку яблони в возрасте около 20 лет создавали более благоприятный водный режим, причина которого обусловлена снижением не только физического испарения под действием затенения, но и транспирации в силу ее замедления и частичного усыхания кроны. Во всем почвенном профиле чернозема летом 2004 г. в садах разного возраста сохранялся дефицит продуктивной влаги, поэтому в более молодом саду возникала необходимость использования поливных норм до 1400 т/га для метровой толщи, а в пахотном слое – соответственно, 450 т/га. В старовозрастном саду ПЗВ соответствовали рангу «хороших» до середины августа, и только в сентябре снизились до «плохих». Под насаждениями яблонь 1996 г. в 2005 г. в верхнем 20-сантиметровом слое значительный дефицит влаги был отмечен уже в начале июня и достигал 49 мм, а затем продолжался до конца вегетации. Поэтому требовалось орошение значительными поливными нормами. В результате водный режим в таком саду в летний период 2005 г. был более напряженным во всем почвенном профиле. В старовозрастном саду количество продуктивной влаги и, следовательно, ее дефицит за годы исследований изменялись в меньшей степени по всему профилю чернозема. Это свидетельствовало о том, что с возрастом растений колебания гидротермического режима в течение вегетационного периода снижались, т.е. он становится более консервативным. | The development of gardening in the Altai Region is possible only if irrigation reclamation is used which is determined by the extremely continental climate of the region. The research goal is to study the water regime of chernozem during the growing season to determine the deficit of available moisture in soil profile and calculate irrigation rates for apple tree cultivation. It was found that in the rows of older apple trees the daily accumulated temperature was lower than under young ones by 4-11°C. Thus, plants themselves regulate heat distribution in the chernozem profile. Moisture storage under old-aged apple trees was higher than in a younger orchard since the apple trees about 20 year-old created a more favorable water regime the reason for which was due to the decrease not only of physical evaporation under the influence of shading but also in transpiration due to its slowdown and partial drying out of the crown. Throughout the entire soil profile of chernozem in the summer of 2004, in orchards of different ages, a deficit of available moisture remained. Therefore, in a younger orchard, there was a need to use irrigation rates of up to 1400 t ha for one meter thickness, and in the arable layer, respectively, 450 t ha. In the old-aged orchard, the productive moisture storage corresponded to the rank of “good” until mid-August, and only in September they dropped to “poor”. Under apple tree plantations of 1996, in 2005, in the upper 20 cm layer, a significant moisture deficit was revealed already in early June and reached 49 mm, and then it continued until the end of the growing season. Therefore, significant irrigation rates were required. As a result, the water regime in such garden in the summer of 2005 was more intense throughout the entire soil profile. In the old-aged orchard, the amount of available moisture and, consequently, its deficit over the years of research changed to a lesser extent throughout the chernozem profile. This indicated that with the age of plants, fluctuations in the hydrothermal regime during the growing season decreased, i.e. it became more conservative.

显示更多 [+]

显示较少 [-]

Altai State Agricultural University - Russian Federation

2023

Ipatov, A.G. | Kharanzhevskij, E.V. | Shmykov, S.N. | Novikova, L.Ya.

The use of thin functional ceramic coatings is limited due to technological reasons and the lack of complete information about their tribological properties. The Udmurt State Agricultural University has carried out an experiment for testing and operating thin ceramic coatings based on boron carbide. The specific features of the adhesive interaction between ceramic materials and traditional antifriction alloys do not allow using them in most mechanical engineering units. The work considers the features of the tribological behavior of nickel-based metal-matrix composites additionally reinforced with zirconium dioxide ZrO2. The technology of high-energy short-pulse laser melting of fine powder compositions was used to obtain laboratory samples. To evaluate the tribological properties, metal-matrix composites with different contents of zirconium dioxide ZrO2 were obtained. The wear tests were carried out under the standard procedure according to the "Disk-Pad" loading scheme under boundary friction conditions. Friction coefficient and temperature in the friction zone were studied as control tribological parameters. The conducted studies have shown the dependence of the friction coefficient and temperature on the content of zirconium dioxide. The introduction of zirconium dioxide stabilizes the wear rate and reduces the friction coefficient to 0.03, while increasing the scoring resistance and heat resistance of the coating, which has a positive effect on the coupling resource. The decrease in the friction coefficient and temperature in the friction zone is caused by the formation of a tribolayer based on a mechanical mixture of oxide compounds with non-oxidized coating components, caused by the wear-free transfer of a substance. An increase in temperature in the friction zone stabilizes the tribolayer since the intensity of oxidation of the coating components increases. | Применение тонких функциональных керамических покрытий ограничено по технологическим причинам и характеризуется отсутствием полной информации об их трибологических свойствах. В Удмуртском ГАУ был проведен опыт по испытанию и эксплуатации тонких керамических покрытий на основе карбида бора. Особенности адгезионного взаимодействия между керамическими материалами и традиционными антифрикционными сплавами не позволяют использовать их в большинстве узлов машиностроения. В работе рассмотрены особенности трибологического поведения металломатричных композитов на никелевой основе, дополнительно упрочненных диоксидом циркония ZrO2. Для получения лабораторных образцов использована технология высокоэнергетического короткоимпульсного лазерного оплавления мелкодисперсных порошковых композиций. Для оценки трибологических свойств получены металломатричные композиты с различным содержанием диоксида циркония ZrO2. Износные испытания выполнены по стандартной методике по схеме нагружения "диск – колодка" в условиях граничного трения. В качестве контрольных трибологических параметров исследованы коэффициент трения и температура в зоне трения. Проведенные исследования показали зависимость коэффициента трения и температуры от содержания диоксида циркония. Введение диоксида циркония стабилизирует интенсивность изнашивания и снижает коэффициент трения до 0,03, при этом повышается задиростойкость, термостойкость покрытия, что положительно сказывается на ресурсе сопряжения. Снижение коэффициента трения и температуры в зоне трения обосновывается формированием трибослоя на основе механической смеси оксидных соединений с неокисленными компонентами покрытия, вызванных избирательным переносом вещества. Повышение температуры в зоне трения стабилизирует трибослой, поскольку интенсивность окисления компонентов покрытия увеличивается.

显示更多 [+]

显示较少 [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Gribkova, I.N. | Lazareva, I.V.

The issue of environmentally friendly processing the brewer's spent grain structure has been considered. The influence of environmental methods of processing brewer's spent grain on the extraction of different fractions nitrogenous compounds was studied by the methods accepted in the industry. Extraction was carried out with electrochemically activated water at atmospheric pressure and heating or at overpressure (0.5 and 1 atm). It has been shown that the treatment type or exposure factors affect the content of soluble nitrogen in the extracts. The extracts obtained at the 1st stage of treatment at atmospheric pressure lasting 6 h contained by 21.7% more nitrogenous compounds compared to the extracts treated for 3 h, and an increase in overpressure under catholyte conditions led to a decrease in the content of soluble nitrogen by 17.8%. At 2, 3 stages at atmospheric pressure in catholyte extracts, the soluble nitrogen amount increased by 8.3 and 10%, respectively, with an increase in the treatment duration, and at overpressure (0.5 and 1 atm) — by 82 and 17%, respectively. At stages 1 and 2, the high and medium molecular weight fractions of nitrogenous compounds in total were proportional to the low molecular weight fraction, with the exception of extraction at overpressure. At stage 1, at 0.5 atm, nitrogen with a mass of 8 to 100 kDa was twice larger than the value of amine nitrogen in the control, and at 1 atm, by 5%, which is also presumably associated with the formation of pigments. The extracts obtained at stage 2 at 1 atm had a special ratio of high and medium molecular weight nitrogen to low molecular weight nitrogen of 1.3:1. The most significant influence on the release of thiol nitrogen is the treatment duration (negatively) and temperature (positively). For effectively releasing non-protein nitrogen from the grain structure at stage 1, the process duration is most important, and at stages 2 and 3 the temperature is most important. For recovery of nitrogenous compounds, it is appropriate to use an overpressure of 0.5–1 atm. The optimal extraction temperature is 50 deg. C, the duration is 6 h. | Рассмотрен вопрос экологичной переработки структуры пивной дробины. Принятыми в отрасли методами изучали влияние экологичных методов обработки пивной дробины на извлечение различных фракций азотистых соединений. Экстракцию проводили электрохимически активированной водой при атмосферном давлении и нагревании либо при избыточном давлении (0,5 и 1 атм). Показано, что тип обработки или факторы воздействия влияют на содержание растворимого азота в экстрактах. Экстракты, полученные на 1‑м этапе обработки при атмосферном давлении, длившейся 6 ч, содержали азотистых соединений на 21,7% больше по сравнению с экстрактами, которые обрабатывали в течение 3 ч, а повышение избыточного давления в условиях католита приводило к снижению содержания растворимого азота на 17,8%. На 2‑м, 3‑м этапах при атмосферном давлении в католитных экстрактах количество растворимого азота увеличивалось на 8,3 и 10% соответственно при увеличении продолжительности обработки, а при избыточном (0,5 и 1 атм) — на 82 и 17% соответственно. На 1‑м и 2‑м этапах высоко- и среднемолекулярная фракции азотистых соединений в сумме были пропорциональны низкомолекулярной фракции, за исключением экстрагирования при избыточном давлении. На 1‑м этапе при 0,5 атм азот массой от 8 до 100 кДа был в 2 раза больше по сравнению с величиной аминного азота контроля, а при 1 атм — на 5%, что предположительно связано с образованием пигментов. Экстракты, полученные на 2‑м этапе при 1 атм, имели особенное отношение высоко- и среднемолекулярного азота к низкомолекулярному - 1,3:1. Наиболее значимо на выделение тиолового азота влияли продолжительность обработки (негативно) и температура (позитивно). Для эффективного высвобождения небелкового азота из структуры дробины на 1‑м этапе наиболее важна длительность процесса, а на 2‑м и 3‑м этапах - температура. Для извлечения азотистых соединений целесообразно применять избыточное давление 0,5–1 атм. Оптимальная температура экстракции - 50 град. С, продолжительность - 6 ч.

显示更多 [+]

显示较少 [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Gribkova, I.N. | Kozlov, V.I. | Borisenko, O.A.

The research aimed to study the efficiency of brewer's grains (BG) processing by physical methods (atmospheric, overpressure, ultrasound). The assessment was based on the concentration of compounds in the catholyte extracts. Electrochemically activated water (catholyte, pH=9.4) was used as an extractant. The exposure efficiency was controlled by determining the concentration of polyphenolic, nitrogenous and carbohydrate compounds of catholyte extracts of BG by analytical methods. Phenolic compounds accumulated most of all in extracts during treatment for 3 hours at t=50 deg C and atmospheric pressure – 4.1 mg/g of BG, which is 22.0-44.0% higher than in extracts obtained at excess pressure and ultrasound, soluble nitrogen during treatment for 6 hours at t=50 degrees Celsius and atmospheric pressure (the concentration increases by 22%, compared with 3 hours of treatment). At an overpressure of 0.5-1.0 atm and a treatment time of 30 min, the yield of soluble nitrogen was in the range of 235.1-247.1 mg/g of BG. An increase in the duration of treatment to 1 hour led to a decrease in the nitrogen concentration to 192.8-195.0 mg/g of BG, which is associated with the formation of reaction products of melanoilin formation at elevated temperatures. Conditions of exposure to excess pressure of 0.5-1.0 atm ensure the achievement of the highest concentration of beta-glucan (4.9-9.0 mg/g of BG), the accumulation of which is directly proportional to the duration of treatment and inversely proportional to the amount of excess pressure. The highest yield of hexoses and pentoses was observed during treatment for 30 min under an overpressure of 1.0 atm. With an increase in the frequency and duration of sonication, the content of phenolic compounds and soluble nitrogen decreased. Multivariate correlation analysis made it possible to reveal the greatest influence of the duration and temperature of exposure on the concentration of organic compounds in BG extracts. | Цель исследования - изучение эффективности переработки пивной дробины (ПД) физическими методами (атмосферное, избыточное давление, ультразвук) на основе оценки концентрации соединений католитных экстрактов. В качестве экстрагента использовали электрохимически активированную воду (католит, рН=9,4). Эффективность воздействия контролировали путем определения концентрации полифенольных, азотистых и углеводных соединений католитных экстрактов ПД аналитическими методами. Фенольные соединения сильнее всего накапливались в экстрактах при обработке в течение 3 ч при t=50 град. С и атмосферном давлении. Их концентрация достигала 4,1 мг/г ПД, что на 22,0…44,0% выше, чем в экстрактах, полученных при избыточном давлении и ультразвуке, растворимого азота при обработке в течение 6 ч при t=50 град. С и атмосферном давлении (концентрация возрастает на 22%, по сравнению с 3 ч обработкой). При избыточном давлении 0,5…1,0 атм и длительности обработки 30 мин выход растворимого азота находился в диапазоне 235,1…247,1 мг/г ПД. Увеличение длительности обработки до 1 ч приводило к снижению концентрации азота до 192,8…195,0 мг/г ПД, что связано с появлением продуктов реакции меланоилинообразования в условиях повышенных температур. Условия воздействия избыточного давления 0,5…1,0 атм обеспечивают достижение наибольшей концентрации бета-глюкана (4,9…9,0 мг/г ПД), накопление которого прямо пропорционально продолжительности обработки и обратно пропорционально величине избыточного давления. Самый высокий выход гексоз и пентоз отмечен при обработке в течение 30 мин в условиях избыточного давления 1,0 атм. С увеличением частоты и продолжительности обработки ультразвуком содержание фенольных соединений и растворимого азота снижалось. Многофакторным корреляционным анализом выявлено, что продолжительность и температура воздействия оказывают наибольшее влияние на концентрацию органических соединений в экстрактах ПД.

显示更多 [+]

显示较少 [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation