Архив статей журнала
Зерно ярового ячменя широко используется в качестве исходного сырья на пищевые, кормовые и пивоваренные цели. Возможность раннего прогноза показателей качества позволяет корректировать их величины различными технологическими приемами. Для прогноза урожайности и содержания азота в зерне в последние годы широко применяется оценка содержания хлорофиллов в листьях растений. Целью предлагаемой работы являлась оценка степени взаимосвязи между содержанием хлорофиллов а и b в листьях растений ярового ячменя и содержанием белка, крахмала, клетчатки и жира в их зерне, а также выявление возможности прогноза величин указанных показателей по суммарному содержанию хлорофилла в листьях. Установлены статистически значимые корреляции содержания хлорофиллов во флаговом и подфлаговом листьях с содержанием в зерне белка (r = -0.744…-0.868), клетчатки (r = 0.740…0.893), крахмала (r = 0.683…0.676) и жира (r = 0.677…0.860). Полученные данные позволяют рекомендовать использовать показатели содержания суммарного хлорофилла в подфлаговом листе в середине фазы цветения для прогноза показателей качества зерна ярового ячменя (содержания в зерне белка, крахмала, клетчатки и жира) с использованием портативных хлорофиллометров типа SPAD-502, Yara N-TesterTM (Konica Minolta, Japan), или CCM-200 (Opti-Sciences, USA). Полученные данные могут служить отправной точкой в аналогичных исследованиях других зерновых культур, позволяя значительно упростить принятие решений в сфере управления продукционным процессом.
Проведенные исследования влияния композиционного состава по волокну на водопоглощение подтвердили факт возможного решения задачи повышения качества как целлюлозы-основы, так и получаемой из нее флафф-целлюлозы – сердцевинного слоя одноразовых водопоглощающих санитарно-гигиенических изделий (ОВ СГИ) на основе композиций целлюлозосодержащих материалов. Получены данные об эффективности сочетания в составе целлюлозы хвойных и лиственных пород древесины и целлюлозы специальной химической обработки (ЦСО). По сравнению с целлюлозой в ЦСО главный показатель – «Средневзвешенная длина волокна» для ЦСО оказался в почти в 2 раза ниже. Уменьшилась ширина волокна, в 2 раза уменьшился изгиб волокна, в 3 раза увеличилась скручиваемость волокна и почти в 3 раза увеличилась площадь мелочи. Такие глубокие изменения в целлюлозе ожидаемо сказались на качестве целлюлозы-основы. Исследовались композиции по волокну для отлива образцов целлюлозного материала: целлюлоза – 100%; целлюлоза – 75% + ЦСО – 25%; целлюлоза – 50% + ЦСО – 50%; ЦСО – 100%. Для сравнения проводился опыт с хлопком, из которого получается наилучшая флафф-целлюлоза. По существу, продукт из хлопка принимается за эталон качества. Были исследованы композиции: целлюлоза – 75% + хлопок – 25%; целлюлоза – 50% + хлопок – 50%; хлопок – 100%.
Сочетание целлюлозы и ЦСО в различных долях от 25 до 50% позволило получить образцы целлюлозного материала-основы с высокими свойствами водопоглощения – на 22%, при повышении водоудержания на 3–5%. При сравнении показателей качества целлюлозы-основы и хлопка выявлено, что целлюлозный материал, состоящий из целлюлозы – 50% + ЦСО – 50 % сравним или несколько превышает качество флафф-целлюлозы из хлопка. Исследования в целом показали перспективность разработки флафф-целлюлозы на основе различных целлюлозосодержащих материалов для создания конкурентоспособных материалов и выполнения задачи развития и импортозамещения флафф-целлюлозы в РФ.
Метод сверхкритической флюидной экстракции является эффективным и экологичным по сравнению с традиционными методами получения экстрактов (перколяция, реперколяция и другие). В настоящей работе осуществлена экстракция сверхкритическим диоксидом углерода биоактивных соединений из мицелия трутовика скошенного (чага, Inonotus obliquus (Ach. ex Pers.) Pil., семейства Hymenochaetaceae) при различных параметрах давления, температуры и с добавлением в качестве сорастворителя этанола, а также реализован процесс экстракции на пилотной экстракционной установке. Выявлены зависимости выхода экстракта при различных параметрах экстракции от объема пропущенного диоксида углерода. Установлено, что с увеличением температуры проведения экстракции выход получаемого экстракта увеличивается, но повышение давления не увеличивает выход экстракта после 30 МПа. Показано, что на выход тритерпенов влияние оказывает как температура получения экстракта, так и давление. Присутствие этанола также приводит к улучшению извлечения фенольных соединений. Однако доля флавоноидов при этом остается неизменной, так как на нее не оказывает существенное влияние изменение параметров экстракции. Проведенные исследования показали, что данные, полученные на пилотной установке, соответствуют данным, полученным на лабораторной экспериментальной установке. Этот факт позволяет спрогнозировать, что сверхкритический флюидный экстракционный процесс применительно к экстракции I. obliquus является хорошо масштабируемым процессом.
Данное исследование посвящено выделению биологически активных веществ фенольной природы из вторичного сырья винодельческой промышленности, которые являются природными антиоксидантами. Для полного выделения этих ценных добавок определены состав и выход виноградных выжимок, который зависит от способа переработки винограда, сортовых особенностей и качества прессования, а также влияющие на него факторы. Объектом исследования является выделение полифенолов из выжимок белого и красного сорта винограда. В качестве материала исследования были использованы сорта винограда Баян-ширей и Мадраса, выращенные в условиях Азербайджана, а также мезга, полученная из обоих сортов. В результате исследования выяснилось, что в зависимости от применяемой технологии количество неферментированной «белой» и ферментированной «красной» мезги менялось по-разному. Выяснилось, что семена, кожица и мякоть имеют разные характеристики по химическому составу. Проведено раздельное брожение выжимок, полученных из использованных в исследовании сортов винограда, и определен средний состав. В результате анализа определили количество фенольных соединений и полисахаридов в исследованных образцах мезги. Установили, что в зависимости от сорта винограда количество питательных веществ в муке, полученной из мезги, колеблется в широких пределах. В полученных экстрактах определили количество биологически активных веществ (БАВ) фенольной природы. Результаты анализа показали, что снижение количества экстрагента в гидромодуле до определенной степени увеличивает извлечение фенольных соединений. В связи с этим модуль 1 : 5 и 1 : 3 был самым оптимальным. Выяснилось, что экстракты обладают высокой антиоксидантной активностью и в зависимости от вида сырья этот показатель колеблется в пределах от 1272.3 до 2545.3. Полученная добавка может быть использована в производстве продуктов функционального назначения.
Цель настоящих исследований – подбор эффективного способа и оптимальных условий экстракции инулина из корней одуванчика лекарственного (Taraxacum officinale Wigg.).
Для изучения процесса экстракции инулина из корней одуванчика лекарственного было использовано 4 метода получения извлечения и пять степеней измельчения растительного сырья. По результатам выхода сухого экстракта и содержания в нем инулина (%) в качестве оптимального метода была выбрана экстракция с принудительной циркуляцией экстрагента, а рекомендуемая степень измельченности сырья составила 4–8 мм. Далее для оценки степени влияния гидромодуля экстракции, скорости циркуляции экстрагента, температуры процесса и продолжительности процесса экстракции инулина из корней одуванчика способом мацерации с принудительной циркуляцией экстрагента эксперименты оптимизировали, применяя метод математического планирования эксперимента по Боксу–Уилсону. Установлены следующие оптимальные режимы экстракции: экстрагент – вода очищенная, температура процесса – 80 °С, гидромодуль – 1 : 5, скорость циркуляции экстрагента – 90 л/ч, время экстракции – 5 ч. Исходя из результатов исследований, предложена трехкратная экстракция инулина из корней одуванчика с настаиванием при первом контакте фаз – 4 ч, при втором и третьем – по 3 ч.
Установленные условия экстракции позволили достичь 95.5% извлечения инулина из растительного сырья.
Оптимальный и эффективный тип сушки для растительного сырья позволяет сохранить максимальное количество биологически активных веществ, что обуславливает актуальность подбора условий обезвоживания. Нами проведено сравнительное исследование анатомо-диагностических признаков и числовых показателей травы тимьяна Маршалла (Thymus marschallianus Willd.), высушенной естественным (воздушно-теневым) и тепловым (инфракрастным) способами. В результате исследования показано, что сырье, высушенное двумя способами, имеет идентичные внешние признаки и морфолого-анатомическое строение, а также примерно одинаковые показатели влажности, содержания экстрактивных веществ и эфирных масел. Извлечения из травы тимьяна Маршалла двух видов сушки имеют сходные хроматографические профили и спектральные характеристики – два выраженных максимума, близкие по значениям, но оптическая плотность на дифференциальных спектрах после добавления алюминия хлорида выше у тимьяна Маршалла, высушенного методом инфракрасной сушки, что свидетельствует о большем содержании флавоноидов.
Для тимьяна Маршалла инфракрасная сушка при температуре 30–32 °С в течение 2 суток позволяет сохранить большее количество флавоноидов, не изменяя качественный состав и не приводя к потере экстрактивных веществ и эфирного масла.
Ультразвук как способ интенсификации процессов растворения и экстракции биологически активных веществ из разных видов растительного и животного сырья получил широкое применение в области прикладных научных исследований и различных сферах пищевых, фармацевтических и биотехнологических производств. Недостаточное количество научных данных об условиях и эффективности применения ультразвукового воздействия при выделении биологически активных соединений из биомассы мицелия Cordyceps militaris определило цель представленного исследования. Работа посвящена изучению процессов извлечения пигментов и полисахаридов гриба в режиме экстракции нагретой водно-этанольной смесью (20–80%об., 30–60 °C) под действием сгенерированного ультразвукового поля (мощность 150 Вт, частота 28 кГц). Биомассу мицелия штамма Cordyceps militaris GF-05 выращивали методом твердофазного культивирования на растительном субстрате (зерно пшеницы, белого, красного и бурого риса). Продолжительность экстракции в условиях обработки ультразвуком варьировали от 10 до 40 мин. Контроль содержания каротиноидов, полисахаридов и флавоноидов в сухих экстрактах оценивали спектрофотометрическим методом. Установлено, что применение подобранных рациональных параметров ультразвуковой экстракции (70%-ный раствор этанола, мощность и частота ультразвука 150 Вт и 28 кГц, температура 60 °С, продолжительность 30 мин, соотношение сырья к экстрагенту 1 : 50) позволяет получать экстракты с содержанием 1.63–3.22% каротиноидов, 13.45–17.65% полисахаридов и 19.90–30.56% флавоноидов, в зависимости от состава используемого растительного субстрата. Наибольшее содержание биологически активных соединений установлено в мицелии, выращенном на зерне бурого риса. Установлено, что при увеличении концентрации этанола с 20 до 70% происходит достоверное повышение перехода в экстракт сухих веществ (с 7.5 до 19.1%), дальнейшее увеличение концентрации этанола в экстрагенте снижает их растворимость и переход в экстракт. Экстракты, полученные из биомассы грибов C. militaris, характеризуются высоким содержанием биологически активных соединений и могут использоваться в качестве биологически активных ингредиентов в составе пищевых, фармацевтических продуктов и медицинских изделий.
Введение. Важной стороной проведения обработки и предобработки целлюлозного сырья (в том числе отрубей) является получение в конечном продукте высокого содержания редуцирующих веществ. Экспериментально подобранные параметры процесса и оптимизация условий предобработки растительного сырья с целью увеличения количества биологически ценных веществ позволит снизить себестоимость конечного продукта. В данной работе биоконверсию полимеров пшеничных отрубей осуществляли гидролитическими ферментными препаратами (ФП).
Объекты и методы исследования. Оценку степени биотрансформации растительных полимеров проводили на измельченных пшеничных отрубях ФП и их комплексами методами химического анализа и ВЭЖ хроматографии.
Результаты и их обсуждение. Исходное сырье (пшеничные отруби) характеризовалось низким содержанием лигнина (7.55%) и высоким – пентозанов (17.9%). Наибольшее количество редуцирующих веществ гидролизатов определено для ФП АмилоЛюкс АТС – 0.23 г/г сырья и его комплексов АмилоЛюкс АТС и ЦелоЛюкс А – 0.29 г/г сырья. Включение в комплекс энзимов ФП протеолитического действия увеличивает количество аминного азота (39.5 мг/г сырья). Определено большее количество манноз (56.0 мг/г отрубей), но меньшее – пентоз (4.1 мг/г отрубей) гидролизатов ферментативно обработанных пшеничных отрубей в сравнении с химической обработкой серной кислотой.
Выводы. Определены оптимальные параметры ферментативной предварительной обработки пшеничных отрубей для их конверсии в целевые продукты биосинтеза, что является перспективным направлением исследований и практического использования их в производстве манноз, биотоплива, химических веществ и пищевых добавок.
Для защиты беталактамных антибиотиков от действия резистентных бактерий используются ингибиторы β-лактамаз. Однако из-за появления устойчивости к β-лактамным ингибиторам поиск новых ингибиторов небеталактамной природы является актуальной задачей. В данной работе в качестве нового источника ингибиторов бета-лактамаз рассматриваются природные гуминовые вещества (ГВ). Ранее мы сообщали о способности гуминовых кислот угля и их узких фракций ингибировать β-лактамазы ТЕМ-1. Цель данной работы состояла в изучении механизма взаимодействия молекулярных компонентов гуминовых веществ с применением методов молекулярного моделирования. Отбор гуминоподобных молекул осуществляли с помощью метода дерепликации на основании известной ингибирующей активности фракции ГВ и ее молекулярного состава, найденного методом масс-спектрометрии высокого разрешения. Моделирование взаимодействия отобранных молекул с белком бета-лактамазы вели методами докинга и молекулярной динамики с использованием ПО Chimera v.1.15. и Amber14. В результате дерепликации было идентифицировано 156 уникальных структур, из которых отобраны три. Результаты моделирования показали, что наиболее вероятным механизмом взаимодействия ГВ с бета-лактамазой является неконкурентное ингибирование в результате связывания с аллостерическим сайтом белка. Кроме того, возможна неспецифическая агрегация на поверхности белка, которая так же объясняет синергетическое действия на сульбактам путем стерического блокирования его в активном сайте. Показана перспективность применения метода дерепликации для изучения молекулярных механизмов биологической активности гуминовых веществ.
Проведена экстракция биологически активных соединений (БАС) из листьев розмарина обыкновенного (Rosmarinus officinalis L.) водно-этанольными смесями с содержанием этанола 95, 70, 50, 10% мацерацией, а также при кипячении с обратным холодильником, горячей водой и субкритической водой при температуре 130, 150 °С и давлении 5±0.1 МПа в динамическом режиме. Экстракты анализировали методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием прямым вводом, а также после дериватизации N,O-бистриметилсилилтрифторацетамидом. В экстрактах из листьев розмарина было идентифицировано около 100 компонентов, доминирующие – фенольные соединения и карбоновые кислоты. Основными летучими органическими соединениями являются терпеноиды: α-терпинеол, борнеол, камфора, α-пинен, β-пинен, мирцен, ароматические соединения: п-винилгваякол, цимол. К доминирующим нелетучим компонентам всех экстрактов относятся фенолкарбоновые кислоты: розмариновая кислота, кофейная кислота, бензойная кислота, карбоновые кислоты: малоновая кислота, капроновая кислота, глутаровая кислота, пальмитиновая кислота, а также углеводы: рафиноза, D-маннопираноза, D-фруктоза. С повышением температуры процесса динамической экстракции водой эффективность извлечения нелетучих компонентов увеличивается. По числу извлекаемых соединений эффективность экстракции субкритической водой сопоставима с экстракцией 95% этанолом методом мацерации.
Гидролизуемые танины являются перспективным классом природных соединений для медицинского применения. У них обнаружено множество фармакологических активностей, наиболее перспективная из которых – противовирусная. Одной из основных проблем, тормозящих исследования танинов, является сложность их получения в чистом виде ввиду того, что итогом биосинтеза их в растениях является сложная смесь высокомолекулярных гомологов и изомеров. Некоторые из танинов дополнительно значительно усложняют препаративное разделение, так как вследствие быстрой смены конформации на хроматографической колонке и в растворе имеют нестандартную широкую форму пика, чем загрязняют ближайшие пики при попытке сбора элюатов.
В работе описан комплексный метод выделения гидролизуемых танинов из листьев свиды шелковистой (Cornus sericea L.), который включает получение экстракта из растительного сырья, его фракционирование на колонке Sephadex LH-20, выделение индивидуальных гидролизуемых танинов с помощью препаративной высокоэффективной жидкостной хроматографии с УФ-детектором на колонке Силасорб С18, последующую очистку на колонке Luna® С18. Для идентификации выделенных гидролизуемых танинов и оценки их чистоты использовали ультраэффективную жидкостную хроматографию с диодным и масс-спектрометрическим детектором, а также 1Н-ЯМР-спектроскопию. На примере выделенного теллимаграндина I показаны особенности хроматографического поведения гидролизуемых танинов с незамещенной гидроксильной группой при аномерном атоме углерода глюкозы, которые обусловлены существованием в виде равновесных α- и β-форм.
Цель работы – количественное определение гликоалкалоидов (ГЛА) в двух сортах картофеля – Крепыш и Розара после продолжительного хранения урожая. Планировалось решить следующие задачи: выполнить экстракцию суммы ГЛА из образцов клубней картофеля указанных сортов, определить наличие ГЛА в составе экстракта с идентификацией агликона соланидина, выполнить количественный анализ массовой доли α-чаконина и α-соланина в сыром растительном сырье методом ВЭЖХ анализа. Гидролитической экстракцией выделена фракция ГЛА картофеля сортов Крепыш и Розара, выращиваемых в среднетаежной подзоне Республики Коми. Методом ГЖХ-МС анализа в обоих сортах идентифицирован агликон ГЛА картофеля – соланидин. Методом ВЭЖХ определено содержание индивидуальных ГЛА. В картофеле сорта Крепыш после шести месяцев хранения урожая содержание в пересчете на свежее сырье α-чаконина составляет 0.0160±0.0018%, α-салонина – 0.0058±0.0007%, в картофеле сорта Розара – содержание α-чаконина составляет 0.0159±0.0018%, α-салонина – 0.0068± 0.0008%. Оба сорта картофеля при выращивании в среднетаежной подзоне Республики Коми после пятимесячного хранения урожая характеризуются небольшим превышением содержания ГЛА в клубнях, в связи с чем сорт Крепыш следует рекомендовать для дальнейшего изучения его эколого-биологических особенностей в условиях Севера в составе научной коллекции Ботанического сада Института биологии.