AGRIS - 

2024

Сурбеева, Елизавета Сергеевна | Комова , Софья Игоревна | Шуракова , Валерия Сергеевна | Неведюк , Ксения Степановна | Ефремова , Ульяна Андреевна | Криштанова , Надежда Александровна | Санаева , Элла Павловна | Тернинко , Инна Ивановна

The study of natural polysaccharides is an important area of research due to their pharmacological effects, including antiviral activity and the ability to regulate metabolic disorders. In addition, these polymeric structures realize several properties (sorption, shaping, transport (and delivery systems), which increases the interest of scientists in their isolation and analysis. This study aims to comparatively investigate the polysaccharide fractions in different botanical forms of celery odouriferous. The objectives of the study include the isolation of polysaccharide fractions, their purification by the Sevag method, estimation of monomeric composition of the fractions after acid hydrolysis by the HPTLC method, and determination of structural characteristics of the molecules by IR spectroscopy. Alcohol-soluble polysaccharides (ASPS), water-soluble polysaccharides (WSPS), and pectin substances (PS) were isolated from leaf, petiole, and root botanical forms of celery. After purification, the obtained substances were amorphous powders of light brown or light beige colour and odourless. The root botanical form of celery showed the highest yield of the target compounds (total (13.54±1.07)% after purification), while the petiole form (total (5.51±0.04)% after purification) showed the lowest yield. The monomeric composition of pectins and WSPS showed a predominance of galactose and arabinose, whereas the alcoholic ones showed a predominance of fructose and glucose. The interpretation of IR spectra showed the presence of absorption bands characteristic of free and bound carboxyl groups, C-O-C valence vibrations, α-configuration of the glycosidic bond, and C1-α-conformation of galacturonic acid in different polysaccharide fractions, which allows us to draw some conclusions regarding the structure of the substances. A comparative study of polysaccharide fractions of different botanical forms of odorous celery was carried out for the first time. Based on the results obtained, it is possible to single out WSPS and PS of celery root crops as the most promising phytosubstances for further development of products of functional, specialized nutrition and potential medicines on their basis. The methods of analysis used in the study can be proposed as part of the regulatory documentation for the control of these products. | Изучение природных полисахаридов – актуальное направление исследований ввиду наличия у них ряда фармакологических эффектов, включая противовирусную активность и способность регулировать нарушения метаболизма. Кроме того, данные полимерные структуры реализуют ряд свойств (сорбционное, формообразующее, транспортное (системы доставки), что повышает интерес ученых к их выделению и анализу. Цель данного исследования– сравнительное изучение полисахаридных фракций в разных ботанических формах сельдерея пахучего. К задачам исследования относятся выделение полисахаридных фракций, их очистка методом Севага, оценка мономерного состава фракций после кислотного гидролиза методом ВЭТСХ и определение структурных характеристик молекул методом ИК-спектроскопии. В результате исследования были выделены спирторастворимые полисахариды (СРПС), водорастворимые полисахариды (ВРПС) и пектиновые вещества (ПВ) из листовой, черешковой и корневой ботанических форм сельдерея. После очистки полученные субстанции представляли из себя аморфные порошки светло-коричневого или светло-бежевого цвета без запаха. Наибольший выход целевых соединений продемонстрировала корневая ботаническая форма сельдерея (в сумме (13.54±1.07)% после очистки), а наименьший – черешковая (в сумме (5.51±0.04)% после очистки). В мономерном составе пектинов и ВРПС наблюдалось преобладание галактозы и арабинозы, тогда как в спиртовых – фруктозы и глюкозы. Интерпретация ИК-спектров показала наличие полос поглощения, характерных для свободных и связанных карбоксильных групп, валентных колебаний С-О-С, α-конфигурации гликозидной связи, С1-α-конформации галактуроновой кислоты в разных полисахаридных фракциях, что позволяет сделать некоторые выводы относительно структуры веществ. Впервые было проведено сравнительное исследование полисахаридных фракций различных ботанических форм сельдерея пахучего. Исходя из полученных результатов, можно выделить ВРПС и ПВ корнеплодов сельдерея пахучего как наиболее перспективные фитосубстанции для дальнейшей разработки на их основе продуктов функционального, специализированного питания и потенциальных лекарственных средств. Используемые в ходе исследования методики анализа могут быть предложены в составе нормативной документации по контролю данных продуктов.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2024

Сафин, Рушан Гареевич | Сотников, Виктор Георгиевич

Костра льна – отходы, образующиеся при первичной переработке льна в текстильной промышленности, составляют 70% от общей массы стеблей масличного льна. Представлены результаты экспериментального исследования термической переработки костры масличного льна методом медленного кондуктивного пиролиза в температурном диапазоне 400–650 °С. Приведен экспериментальный стенд по термическому разложению костры льна и активации перегретым водяным паром углеродистого остатка. Установлены требуемые температурные режимы пирогенетического разложения, находящиеся в диапазоне 500–600 °С. Проведен анализ физико-химических свойств экспериментальных образцов биоугля, полученных при пирогенетическом разложении костры льна. При низких температурах 400–430 °С удельный вес углерода находится в диапазоне 80–82%. При температурных режимах 500–600 °С удельный вес углерода составил 91–93%. При более высоких температурных режимах увеличивается выход газообразных продуктов, а в твердом углеродистом остатке повышается зольность. Установлены режимы паровой активации биоугля из костры льна, так для достижения наилучших значений сорбции водяной пар должен быть с температурой 900 °С. Дан сравнительный анализ сорбционных способностей экспериментально полученного активированного угля с активированным углем марки БАУ-А. Исходя из полученных данных, сделан вывод, что адсорбент из костры льна по своим адсорбционным свойствам не уступает активированному углю ГОСТа 6217-74, однако сильно отличается по механическим свойствам. | Flax shives – waste generated during the primary processing of flax in the textile industry, make up 70% of the total mass of oil flax stalks. The results of an experimental study of the thermal processing of oil flax bonfires by the method of slow conductive pyrolysis in the temperature range of 400–650 °C are presented. An experimental bench for thermal decomposition of flax fire and activation of carbon residue by superheated water vapor is presented. The required temperature regimes of pyrogenetic decomposition were established, which are in the range of 500–600 °C. An analysis of the physicochemical properties of experimental samples of biochar obtained by pyrogenetic decomposition of flax fires has been carried out. At low temperatures of 400–430 °C, the specific gravity of carbon is in the range of 80–82%. Under temperature conditions of 500–600 °C, the specific gravity of carbon was 91–93%. At higher temperature conditions, the yield of gaseous products increases, and the ash content in the solid carbonaceous residue increases. The modes of steam activation of biochar from flax fires have been established, so to achieve the best sorption values, water vapor should be at a temperature of 900 °C. A comparative analysis of the sorption abilities of experimentally obtained activated carbon with BAU-A activated carbon is given. Based on the data obtained, it was concluded that the activated carbon from the fire of flax corresponds to the parameters of GOST 6217-74.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2024

Абдурахманов , Бахтияр Алимжонович | Матчанов , Алимжон Давлатбоевич | Халилов , Равшанжон Муратджанович | Сотимов , Гайрат Бахтиёрович | Убайдуллаева , Хилола Ахраровна

Методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой (ICP-MS) изучен элементный состав подземной и надземной частей Datura stramonium, произрастающего на территории Республики Узбекистан. Полученные данные показывают, что в составе вегетативных органов D. stramonium обнаружен 41 элемент, среди которых 6 макроэлементов (Ca, P, K, Na, S, Mg), 8 эссенциальных микроэлементов (Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Se, Zn, Mo), 6 условно эссенциальных микроэлементов (B, Si, Ni, V, As, Li), 16 токсических элементов (Pb, Сd, Ge, Sr, Zr, Tl, Bi, Sn, Sb, W, Ag, Ва, Al, Ga, Ti, Be) и 5 мало изученных элементов (Nb, Cs, Ta, Rb, Re). Выявлено, что из обнаруженных элементов в D. stramonium в концентрации более 1000 мг/кг содержится 3 макроэлемента (Ca, K и Fe), в концентрации от 100 до 1000 мг/кг – 4 элемента (P, S, Mg, Si), в пределах от 10 до 100 мг/кг – 3 элемента (Na, Mn, B), а остальные – в пределах менее 10 мг/кг. Макроэлементы по количественному содержанию располагались в следующем порядке. В корнях растения: Ca (40%)>K (39%)>P (9%)>Mg (6%)>S (4%)>Na (2%), в надземной части растения: Ca (50%)>K (30%)>Mg (9%)>P (7%)>S (3%)>Na (1%). Из эссенциальных микроэлементов в составе корней и надземных частях D. stramonium большую долю составляет Fe (п/ч 2015.4521 мг/кг, н/ч 1516.3041 мг/кг), из условно эссенциальных микроэлементов – Si (п/ч 397.8607, н/ч 234.4246). Установлено, что большое содержание токсичных элементов в подземной части D. stramonium приходится на долю A1 (36.92%) и Ti (35.54%), а в надземной части – на Ga (48.57%) и Al (17.37%) относительно от общего содержания токсичных элементов. По содержанию солей тяжелых металлов D. stramonium, произрастающего в Узбекистане, отвечает требованиям, установленным ГФ XIV и ВОЗ. Соли токсичных элементов Hg и As не обнаружены. Сравнительные данные показали, что в обоих органах D. stramonium, произрастающего в Узбекистане, содержание рассмотренных элементов ниже, чем в составе дурмана, произрастающего в Казахстане и Южной Африке. | Inductively coupled argon plasma mass spectrometry (ICP-MS) was used to study the elemental composition of the underground and aboveground parts of the Datura stramonium growing on the territory of the Republic of Uzbekistan. The obtained data show that 41 elements were found in the composition of the vegetative organs of the D. stramonium, including 6 macroelements (Ca, P, K, Na, S, Mg), 8 essential microelements (Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Se, Zn, Mo), and 6 conditionally essential. Moreover, 6 trace elements (B, Si, Ni, V, As, Li), 16 toxic (Pb, Cd, Ge, Sr, Zr, Tl, Bi, Sn, Sb, W, Ag, Ba, Al, Ga, Ti, Be) and 5 little studied elements (Nb, Cs, Ta, Rb, Re) were identified. It was revealed that among the detected elements in D. stramonium, 3 macroelements (Ca, K and Fe) are contained in a concentration of more than 1000 mg/kg, 4 elements (P, S, Mg, Si) are from 100 to 1000 mg/kg, 3 elements (Na, Mn, B), ranging from 10 to 100 mg/kg and the rest were in the range of less than 10 mg/kg. The macroelements were located between each other in the following order: in the roots of the plant Ca (40%)>K (39%)>P (9%)>Mg (6%)>S (4%)>Na (2%), and in the aerial part of the plant Ca (50%)>K (30%)>Mg (9%)>P (7%)>S (3%)>Na (1%). The highest content of essential trace elements in the composition of the roots and aboveground parts of the D. stramonium falls on the share of Fe (n/h 2015.4521 mg/kg, n/h 1516.3041 mg/kg), and among the conditionally essential microelements Si (n/h 397.8607, n/ch 234.4246). It has been established that the higher content of toxic elements in the composition in the underground part of D. stramonium falls on the proportion of A1 (36.92%) and Ti (35.54%), and in the aboveground part of Ga (48.57%) and Al (17.37%), relative to the total content toxic elements. According to the content of salts of heavy metals of the D. stramonium growing in Uzbekistan meets the requirements established by the Global Fund XIV and WHO. Salts of toxic elements Hg were not found. Comparative data showed that in both organs of D. stramonium growing in Uzbekistan, the content of the considered elements is lower than amount of the element of D. stramonium growing in Kazakhstan and South Africa.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2024

Дубровная, Светлана Алексеевна | Хуснетдинова, Ландыш Завдетовна | Акулов , Антон Николаевич | Рыжова, Людмила Валерьяновна | Тимофеева, Ольга Арнольдовна

B. longifolium ssp. aureum cenopopulations were detected in forest phytocenoses of the coniferous-broad-leaved forests and the forest-steppe zones of the Republic of Tatarstan. In each habitat, the concentration of phenolic compounds, flavonoids, proanthocyanidins, and photosynthetic pigments was determined in 20 collected plants of the middle age ontogenetic state. Chromatographic analysis of phenolic compounds of the raw materials of each cenopopulation was carried out. It was found that the content of rutin and ferulic acid of plants in the zone of coniferous-broadleaf forests was higher than in the forest-steppe zone. However, there was a more diverse spectrum of phenolic compounds. The chlorogenic and benzoic acids, quercetin and kaempferol were detected. In all communities, high intra-population variation in the concentration of biologically active substances was revealed. This fact should be taken into account during plantation creations and raw materials collection. | Природные популяции лекарственных растений представляют собой уникальные источники биологически активных веществ. В этой связи представляются актуальными работы, направленные на создание устойчивых, высокопродуктивных популяционных локусов лекарственных растений в условиях естественных фитоценозов, перспективных для сбора и заготовки сырья. Цель исследования: выявить влияние эколого-ценотических факторов на накопление биологически активных веществ в траве володушки золотистой. Ценопопуляции володушки золотистой Bupleurum longifolium ssp. aureum L. (Fisch. Ex Hoffm.) Soo) были выявлены в лесных фитоценозах зоны хвойно-широколиственных лесов и лесостепной зоны Республики Татарстан. В каждом местообитании у 15–20 собранных растений средневозрастного онтогенетического состояния определяли содержание фенольных соединений, флавоноидов, проантоцианидинов, фотосинтетических пигментов. Проводили хроматографический анализ фенольных соединений сырья каждой ценопопуляции. Исследования показали, что у растений володушки золотистой в лесостепной зоне отмечался более разнообразный спектр фенольных соединений; только здесь было выявлено присутствие хлорогеновой и бензойной кислот, кверцетина и кемпферола. Во всех сообществах было выявлено высокое внутрипопуляционное варьирование содержание биологически активных веществ. Данный факт следует учитывать при создании плантационных посадок, при сборе сырья.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2024

Дьякова, Нина Алексеевна

The roots of the bladder are mainly used in the form of aqueous extracts, and the pharmacological effect is due to water-soluble compounds based on polysaccharides. The study of the peculiarities of accumulation of this group of compounds is relevant. The aim of this study the relationship between the accumulation of heavy metals and arsenic and biologically active substances in the roots of ordinary burdock, collected on the territory of the Voronezh region in biogeocenoses experiencing various anthropogenic effects. In the Voronezh region, 51 points of harvesting plant raw materials were selected. The study of the content of heavy metals and arsenic in the roots of the bladder, the sum of polysaccharides in terms of fructose and the sum of extractive substances extracted by water was conducted according to pharmacopeic methods. The total amount of gravimetrically precipitated water-soluble polysaccharides was determined by a previously developed and validated patented procedure. Correlation coefficients were analyzed to examine in detail the effects of heavy metals and arsenic on the accumulation of biologically active substances. Of the samples examined, some do not meet the requirements of the regulatory documentation for arsenic content. Significant physiological barriers have been identified to the accumulation of ecotoxicants in the roots of common burdock, which is especially noticeable for elements such as lead, mercury, arsenic, cadmium, cobalt and chromium. The raw material can selectively concentrate copper and zinc. In eight samples prepared under urbocenosis conditions, this indicator was below the minimum numerical value. Low correlation of the content of large sum of gravimetrically determined polysaccharides and extractive substances in samples of burdock roots was revealed. extracted with water, containing heavy metals and arsenic, wherein the numerical value of the sum of the polysaccharides in terms of fructose is largely dependent on the concentration of toxic elements in the plant; which is probably due to the formation of strong metal-monosaccharide complexes, which make it difficult to obtain colored complexes of monomer sugars with a complexing agent during spectrophotometric determination. | Корни лопуха большого применяются преимущественно в виде водных извлечений, а фармакологический эффект обусловлен водорастворимыми соединениями, основу которых составляют полисахариды. Изучение особенностей накопления данной группы соединений является актуальным. Цель исследования – изучение взаимосвязи между накоплением тяжелых металлов, мышьяка и биологически активных веществ в корнях лопуха большого, собранного на территории Воронежской области в биогеоценозах, испытывающих на себе различное антропогенное воздействие. В Воронежском регионе была выбрана 51 точка заготовки растительного сырья. Изучение содержания в корнях лопуха большого тяжелых металлов и мышьяка, суммы полисахаридов в пересчете на фруктозу и суммы экстрактивных веществ, извлекаемых водой, вели по фармакопейным методикам. Суммарное количество гравиметрически осаждаемых водорастворимых полисахаридов определяли по ранее разработанной и валидированной запатентованной методике. Для подробного изучения влияния тяжелых металлов и мышьяка на накопление биологически активных веществ анализировали коэффициенты корреляции. Из исследуемых образцов некоторые не соответствуют требованиям нормативной документации по содержанию мышьяка. Выявлено наличие значительных физиологических барьеров, препятствующих накоплению экотоксикантов корнях лопуха большого, что особенно заметно для таких элементов, как свинец, ртуть, мышьяк, кадмий, кобальт и хром. Сырье способно избирательно концентрировать медь и цинк. В восьми образцах, заготовленных в условиях урбоценозов, данный показатель оказался ниже минимального числового значения. Выявлена низкая корреляция содержания в образцах корней лопуха большого суммы гравиметрически определяемых полисахаридов и экстрактивных веществ, экстрагируемых водой, с содержанием в них тяжелых металлов и мышьяка, при этом числовой показатель суммы полисахаридов в пересчете на фруктозу в значительной степени зависит от концентрации токсичных элементов в растении, что, вероятно, связано с образованием прочных комплексов «металл-моносахарид», затрудняющих получение окрашенных комплексов мономерных сахаров с комплексообразователем при спектрофотометрическом определении.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2024

Воробьева, Елена Валерьевна

В работе экспериментально изучены антиокислительные свойства порошка гидролизного лигнина в составе полиэтиленовых пленок, показана возможность увеличения антиокислительной способности порошка лигнина в составе полимерной матрицы за счет адсорбции на его поверхности соединений с антиокислительными свойствами. Образцы полиэтиленовых пленок с содержанием лигнина 1–7% масс. получали методом термического прессования. Термоокислительные испытания полимерных пленок проводили при температуре 150 °С. Контроль за процессом окисления проводили методом ИК-спектроскопии, используя для этого полосу поглощения 1720 см-1, относящуюся к карбонильным группам. Проведены эксперименты по адсорбции на поверхности частиц лигнина аскорбиновой кислоты и резорцина (слабые антиоксиданты). Отмечено увеличение антиокислительных свойств модифицированного лигнина в составе полиэтиленовых пленок. Модифицирование лигнина экстрактами лишайников Evernia prunastri; Parmelia sulcata; Hypogymnia physodes привели к антагонизму (отрицательный синергизм) антиокислительных свойств в составе полимера: термоокислительная стойкость экспериментальных полимерных пленок оказалась крайне низкой. При этом сами экстракты лишайников Evernia prunastri; Parmelia sulcata; Hypogymnia physodes проявляют высокую антиокислительную активность в составе полиэтиленовых пленок. Изучены МНПВО спектры порошков лигнина и УФ/ВИД спектры экстрактов лишайников до и после взаимного контактирования. Анализ спектров указывает на снижение в лигнине количества кислородсодержащих групп, определяющих его антиокислительную способность. | The work experimentally studied the antioxidant properties of hydrolyzed lignin powder in the composition of polyethylene films, showing the possibility of increasing the antioxidant capacity of lignin powder in the polymer matrix due to the adsorption of compounds with antioxidant properties on its surface. Samples of polyethylene films with a lignin content of 1–7% wt. obtained by thermal pressing. Thermal-oxidative testing of polymer films was carried out at a temperature of 150 °C. Monitoring of the oxidation process was carried out by IR spectroscopy, using the absorption band at 1720 cm-1, which corresponds to carbonyl groups. Experiments on adsorption of ascorbic acid and resorcinol (weak antioxidants) on the surface of lignin particles were carried out. An increase in the antioxidant properties of modified lignin in the composition of polyethylene films was noted. Lignin modification with Evernia prunastri lichen extracts; Parmelia sulcata; Hypogymnia physodes led to antagonism (negative synergism) of antioxidant properties in the polymer composition: the thermal-oxidative stability of the experimental polymer films turned out to be extremely low. At the same time, the extracts of the lichens Evernia prunastri, Parmelia sulcata, Hypogymnia physodes themselves exhibit high antioxidant activity in the composition of polyethylene films. The ATR spectra of lignin powders and UV/VIS spectra of lichen extracts were studied before and after mutual contacting. Analysis of the spectra indicates a decrease in the number of oxygen-containing groups of lignin, which determine its antioxidant capacity.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2024

Айба , Лесик Янкович | Платонова, Наталия Борисовна | Белоус, Оксана Геннадьевна

Рассмотрено содержание биологически активных веществ в новых перспективных сортах киви селекции Научно-исследовательского института сельского хозяйства Академии наук Абхазии. Использован спектрофотометрический метод определения биологически активных веществ (антоцианов, фотосинтетических пигментов, полифенолов), который основан на определении оптической плотности раствора анализируемых веществ при определенных длинах волн. Целью является анализ сортовой спецификации плодов киви по накоплению в них таких биологически активных веществ, как пигменты (антоцианы, хлорофилл и каротиноиды) и полифенолы. Количественно определено в плодах пять основных групп антоцианов, причем существенное превышение количеств этого класса пигментов отмечено у сорта Победитель (сумма антоцианов – 375.46 мг/100 г при 122.85–170.01 мг/100 г у остальных сортов; НСР05 = 9.34). Преобладающей группой антоциановых пигментов в плодах киви является пеларгонидин-3-глюкозид, содержание которого у сортов находится в пределах 26.43 мг/100 г (сорт Слава) – 79.00 мг/100 г (сорт Победитель). Определено содержание хлорофиллов и каротиноидов, большее количество которых накапливается в плодах сортов Отхара (1.58 мг/100 г хлорофилла и 0.37 мг/100 г каротиноидов) и Гулрипшский (1.58 и 0.23 мг/100 г соответственно). Установлено количество синтезируемых в плодах полифенолов. Сорта Победитель и Гулрипшский наиболее богаты фенольными компонентами (1576.5–1582.6 мг/100 г). Данные биохимических анализов показали перспективность трех новых голоплодных золотистых сортов: Победитель, Гулрипшский и Отхара. Полученные результаты будут использованы в дальнейшей селекционной работе по получению сортов, наиболее богатых биологически активными веществами антиоксидантного характера и представляющих несомненный интерес для потребителя. | The content of biologically active substances in new promising varieties of kiwi breeding of the Research Institute of Agriculture of the Academy of Sciences of Abkhazia is considered. A spectrophotometric method for determining biologically active substances (anthocyanins, photosynthetic pigments, polyphenols) was used, which is based on determining the optical density of the solution of the analyzed substances at certain wavelengths. The aim is to analyze the varietal specification of kiwi fruits for the accumulation of biologically active substances such as pigments (anthocyanins, chlorophyll and carotenoids) and polyphenols in them. Five main groups of anthocyanins were quantified in fruits, and a significant excess of the amounts of this class of pigments was noted in the cv. Pobeditel (the amount of anthocyanins was 375.46 mg/100 g at 122.85–170.01 mg/100 g in the remaining varieties; LSD05 = 9.34). The predominant group of anthocyanin pigments in kiwi fruits is pelargonidin-3-glucoside, the content of which in varieties is in the range of 26.43 mg/100 g (cv. Slava) – 79.00 mg/100 g (cv. Pobeditel). The content of chlorophylls and carotenoids was determined, the greater amount of which accumulates in the fruits of the cv. Otkhara (1.58 mg/100 g of chlorophyll and 0.37 mg/100 g of carotenoids) and cv. Gulripshsky (1.58 and 0.23 mg/100 g, respectively). The amount of polyphenols synthesized in fruits has been established. The cv. Pobeditel and cv. Gulripshsky are the most rich in phenolic components (1576.5–1582.6 mg/100 g). The data of biochemical analyses showed the prospects of three new golden varieties without pubescence: Pobeditel, Gulripshsky and Otkhara. The results obtained will be used in further breeding work to obtain varieties that are the richest in biologically active substances of an antioxidant nature, and are of undoubted interest to the consumer.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2024

Войнов , Николай Александрович | Фролов , Александр Сергеевич | Богаткова, Анастасия Викторовна | Земцов, Денис Андреевич | Чернов, Вячеслав Андреевич

Gas-liquid bioreactors in which the introduction of the gas substrate in the culture liquid is carried out from the vortex cavity formed by the rotation of the stirrer.  In order to simplify the design and intensify mass transfer a new method of dispersing the gas substrate from the vortex cavity is proposed and studied.  It consists in maintaining local zones with reduced pressure in the liquid behind the rotating paddles and creating the necessary conditions for the introduction of the gas substrate. On the basis of numerical simulation the pressure is calculated and the zones of low pressure in liquid behind the stirrer paddles are determined. The value of differential pressure necessary for gas dispersion has been estimated. The angular velocity of liquid rotation depending on the number of partitions on the apparatus wall and the number of mixer revolutions is presented. The gas content in the liquid during the implementation of the investigated method has been determined. The average surface diameter of gas bubbles and interfacial surface of gas-liquid medium were calculated from experimental data. The power spent on stirring in the apparatus has been established and the power criterion with regard to gas content has been determined. Mass transfer at intensive gas dispersion from gas vortex cavity into liquid has been investigated. Criterion dependence for calculation of mass transfer coefficient is presented, taking into account energy dissipation spent on mixing and interfacial surface. The fields of application of bioreactor with new method of gas dispersion are shown. | Рассмотрены газожидкостные биореакторы, в которых ввод газового субстрата в культуральную жидкость осуществляется из полости вихря, образованного при вращении мешалки. С целью упрощения конструкции и интенсификации массообмена предложен и исследован новый способ диспергирования газового субстрата из полости вихря, который заключается в поддержании локальных зон с пониженным давлением в жидкости за вращающимися лопатками и создании необходимых условий для ввода газового субстрата. На основании численного моделирования рассчитано давление и определены зоны с пониженным давлением в жидкости за лопатками мешалки. Проведена оценка величины перепада давления, необходимого для диспергирования газа. Представлена угловая скорость вращения жидкости в зависимости от количества перегородок на стенке аппарата и числа оборотов мешалки. Определено газосодержание в жидкости при реализации исследуемого способа. По экспериментальным данным рассчитаны среднеповерхностный диаметр пузырьков газа и межфазная поверхность газо-жидкостной среды. Установлена мощность, затраченная на перемешивание в аппарате, и определен критерий мощности с учетом газосодержания. Исследован массообмен при интенсивном диспергировании газа из газовой полости вихря в жидкость. Представлена критериальная зависимость для расчета коэффициента массоотдачи, учитывающая диссипацию энергии, затраченную на перемешивание и межфазную поверхность. Показаны области применения биореактора с новым способом диспергирования газа.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2024

Загоскина, Наталья Викторовна | Синетова, Мария Андреевна | Лапшин, Петр Владимирович | Лось, Дмитрий Анатольевич

Фенольные соединения относятся к веществам вторичного (специализированного) метаболизма, состав и содержание которых наиболее изучены в высших растениях, в отличие от прокариот. В настоящей работе представлены данные по изучению накопления этих метаболитов в процессе роста цианобактерий Synechocystis sp. (Synechocystis sp. PCC 6803 GT-L, штамм IPPAS В-1400) и Desertifilum tharense (штамм IPPAS B-1220) из коллекции микроводорослей и цианобактерий IPPAS ИФР РАН, а также исследованию их состава. Для этого были использованы методы спектрофотометрического анализа, тонкослойной хроматографии, УФ-спектрометрии. Установлено более высокое накопление фенольных соединений у Synechocystis sp., которое почти вдвое превышало таковое у D. tharense. В период линейной фазы роста (3 сутки) оно было выше такового в стационарную фазу роста (10 сутки) у обеих культур. Выявлены отличия в составе фенольных соединений, присутствующих в этанольных экстрактах Synechocystis sp. и D. tharense (4 и 7 веществ соответственно). Установлено наличие в них коньюгатов п-оксибензойной и п-кумаровой кислот − метаболитов начальных этапов биогенеза фенольных соединений. | The content and composition of phenolic compounds in Synechocystis sp. PCC 6803 GT-L and Desertifilum tharense were studied for the first time. A spectrophotometric method was used to determine the phenolic compounds content, thin-layer chromatography and UV spectrometry to study their composition. A higher accumulation of these secondary metabolites was found in Synechocystis sp., which was almost twice as high as that in Desertifilum tharense. In both cases, the higher content of phenolic compounds was observed in the linear phase of cyanobacteria growth (3 days). Synechocystis sp. and Desertifilum tharense characterized by the formation of phenolics (4 and 7 compounds, respectively), which contain p-oxybenzoic or p-coumaric acids – the initial stages’metabolites of the phenolic compounds biogenesis.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2024

Мещанова, Анна Геннадьевна | Поляков , Владилен Васильевич | Кротова , Светлана Александровна

В последние годы ведется настойчивый поиск новых приемов, технологий возделывания отдельных культур с целью повышения их продуктивности и улучшения качества продукции. Все большее внедрение получают новые методы предпосевной обработки семян биологическими стимуляторами, повышающими не только урожайность культур, но и изменяющими (в сторону увеличения) содержание важных питательных веществ (белки, жиры, углеводы, масла и другие). Несмотря на стремительное развитие химии и рост числа новых высокоэффективных препаратов биотехнологического и синтетического происхождения, растения продолжают занимать значительное место в качестве стимуляторов роста сельскохозяйственных культур. Цель работы – оценить влияние экстракта тополя на рост и развитие капусты белокочанной. Задачи: исследовать качественный состав водного экстракта почек тополя; установить ростостимулирующую активность экстракта почек тополя бальзамического по отношению к семенам капусты белокочанной. Методология и научные подходы: в процессе работы проводились экспериментальные исследования по извлечению природных соединений почек тополя бальзамического, оценки эффективности действия экстракта почек тополя бальзамического на рост и развитие капусты белокочанной. Полученные результаты и выводы: в составе водного экстракта почек тополя идентифицированы такие классы соединений, как флавоноиды, дубильные вещества, кумарины, сапонины, аминокислоты, фенолокислоты, полисахариды; применение экстракта почек тополя оказало существенное влияние на морфогенез, физиолого-биохимические показатели, продуктивность капусты белокочанной сорта «Подарок». | In recent years, there has been a persistent search for new methods and technologies for cultivating individual crops in order to increase their productivity and improve product quality. New methods of pre-sowing seed treatment with biological stimulants are increasingly being introduced, increasing not only crop yields, but also changing (increasingly) the content of important nutrients (proteins, fats, carbohydrates, oils, and others). Despite the rapid development of chemistry and the growth in the number of new highly effective drugs of biotechnological and synthetic origin, plants continue to occupy a significant place as a growth stimulator of agricultural crops. The aim of the work is to evaluate the effect of poplar extract on the growth and development of white cabbage. Tasks: to investigate the qualitative composition of the aqueous extract of poplar buds; to establish the growth-stimulating activity of the extract of balsamic poplar buds in relation to the seeds of white cabbage. Methodology and scientific approaches: in the course of the work, experimental studies were carried out on the extraction of natural compounds of balsam poplar buds, evaluating the effectiveness of the balsam poplar bud extract on the growth and development of white cabbage. Results and conclusions: in the composition of the aqueous extract of poplar buds, such classes of compounds as flavonoids, tannins, coumarins, saponins, amino acids, phenolic acids, polysaccharides were identified; the use of poplar bud extract had a significant impact on morphogenesis, physiological and biochemical parameters, and the productivity of white cabbage of the "Gift" variety.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation