Том 13, № 4 (2023)
Химические науки
Новые термочувствительные смарт-биоматериалы на основе коллагена, модифицированного винилглицидиловым эфиром этиленгликоля, для 4D-биопечати
Аннотация
Новизна и цель работы заключались в том, что реакционноспособный в условиях ультрафиолетового излучения коллаген впервые получен функционализацией боковых аминогрупп лизиновых фрагментов ненасыщенным винилглицидиловым эфиром этиленгликоля («винилоксом»), содержащим, аналогично глицидилметакрилату, эпоксидную группу. Особенностью данного подхода является то, что наличие этой группы с умеренной реакционной способностью обеспечивает избирательное протекание реакции прививки по боковым аминогруппам коллагена в нейтральной или слабощелочной среде и исключает характерное для аналога – глицидилметакрилата – образование побочных продуктов реакции Михаэля и гидролиза. По данным фотометрии установлено, что модификация в слабоосновном водном растворе при комнатной температуре и значительном избытке «винилокса» позволяет достичь степени прививки 23,4%. Впервые при добавлении полиэтиленгликоль диакрилата, поли(N-изопропилакриламида) к слабокислому водному раствору коллагена получены пленкообразующие композиты, способные к фотоотверждению. Наличие винилоксидных групп позволило обеспечить удовлетворительные механические характеристики пленок в результате инициируемого ультрафиолетовым излучением сшивания коллагена, а присутствие поли(N-изопропилакриламида) – гидрофильно-гидрофобную смарт-чувствительность. Пленки обладают развитой фибриллярной структурой, а размеры пустот позволяют обеспечить свободное перемещение питательных и прочих соединений. Согласно данным МТТ-теста, пленки не выделяют цитотоксических компонентов и сохраняют метаболическую активность стволовых клеток, обеспечивая достаточную их плотность на своей поверхности. Все вышеперечисленное определяет перспективность использования пленок как в качестве искусственного внеклеточного матрикса – скаффолда, так и в виде термочувствительных смарт-подложек для выращивания стволовых клеток на их поверхностях для последующей биопечати с лазерным переносом.
Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023;13(4):469-475
469-475
Синтез и антиноцицептивная активность 2,2’-(1,4-фенилен)бис[3-арил-2-азаспиро[3.5]нонан-1-онов]
Аннотация
Азетидин-2-оны, или β-лактамы, обладают разнообразной биологической активностью и на протяжении многих лет привлекают внимание ученых в качестве потенциальной основы для новых лекарственных препаратов. Спиро-β-лактамы также проявляют биологическую активность, в связи с чем представляет интерес синтез и изучение свойств новых соединений этого класса. Целью работы являлось изучение антиноцицептивной активности ряда синтезированных бис(спиролактамов), а именно 2,2’-(1,4-фенилен)бис[3-арил-2-азаспи- ро[3.5]нонан-1-онов]. Данные бис(спироазетидин-2-оны) получены взаимодействием двукратного избытка реактива Реформатского, образованного из метил 1-бромциклогексанкарбксилата и цинка, с N,N-(1,4-фени- лен)бис(1-арилметаниминами) при кипячении в смеси толуола и гексаметилфосфортриамида в соотношении 10:1 в течение 4 часов. Впервые синтезированы бис(спиро-β-лактамы) на основе дииминов, полученных из п-фенилендиамина и 2-метоксибензойного, п-толуилового и 3-бромбензойного альдегидов. Состав и структура не описанных ранее продуктов установлена методами ИК-, 1H и 13С ЯМР-спектроскопии и элементного анализа. Проведено исследование антиноцицептивной активности полученных соединений методом «горячая пластинка» на беспородных белых мышах обоих полов с внутрибрюшинной инъекцией. Эффект оценивался через 2 часа после введения. У ряда синтезированных соединений обнаружена антиноцицептивная активность на уровне или выше препарата сравнения метамизола натрия. В качестве мишени антиноцицептивного действия исследуемых веществ можно рассматривать нервные окончания, так как под влиянием веществ в поведении животных признаков центрального действия не наблюдается. Таким образом, проведенные исследования показали перспективность дальнейшего поиска биологически активных веществ среди соединений данного ряда.
Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023;13(4):476-482
476-482
Физико-химическая биология
Влияние состава питательной среды на сохранение жизнеспособности и генетической стабильности эксплантов хризантемы садовой при депонировании in vitro
Аннотация
Для сохранения in vitro ценных сортов хризантемы садовой перспективно культивирование растений при низких положительных температурах. Целью данного исследования было изучение влияния концентраций хлорхолинхлорида в специализированной среде на жизнеспособность, физиологические и морфо-анатомические показатели растений хризантемы сортов Excel, Sheer Purple, William Seward, а также их генетическую стабильность после 12 месяцев депонирования в условиях генобанка in vitro. Верхушки микропобегов in vitro без листьев помещали на среду 1/4 Мурасиге – Скуга + 60,0 г/л сахарозы и 0,2–0,8 г/л хлорхолинхлорида. Экспланты сохраняли в холодильных камерах при температуре 4 °С. После 12 месяцев сохранения наблюдали снижение кинетики роста по мере увеличения концентрации хлорхолинхлорида в среде. Жизнеспособность эксплантов снижалась c 96 до 91% с ростом концентрации хлорхолинхлорида. Эффективный фотохимический квантовый выход фотосистемы II снизился более чем в два раза при депонировании по сравнению с контролем. Был выявлен ряд гистологических особенностей листьев депонируемых в генобанке in vitro эксплантов: у листовых пластинок уменьшались толщина листа и плотность мезофилла, деградировала палисадная ткань, отмечена высокая степень регуляции транспирации. С помощью SSR- и ISSR-анализа показано, что микропобеги исследуемых сортов хризантемы после депонирования in vitro идентичны исходным растениям. Проведенные исследования показали, что наличие в среде 0,6–0,8 г/л хлорхолинхлорида снижает кинетику роста эксплантов при сохранении высокой жизнеспособности и генетической стабильности.
Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023;13(4):483-493
483-493
Модуляция роста и аккумуляции химических элементов в растениях Fragaria × ananassa в условиях in vivo под действием хелатов кремния
Аннотация
Значительный интерес среди биостимуляторов вызывают кремнийсодержащие препараты в связи с защитной ролью кремния в растениях от неблагоприятных факторов среды. В данной работе в качестве источника кремния использован механокомпозит из шелухи риса и зеленого чая, содержащий растворимые хелатные комплексы диоксида кремния. Целью исследования являлось изучение влияния хелатов кремния на ростовые, физиологические показатели и содержание химических элементов в растениях Fragaria × ananassa (сорт Солнечная полянка) в условиях теплицы. Растения поливали водой без механокомпозита (контроль) или водным раствором, содержащим 0,3 г/л механокомпозита дважды за период. Отбор образцов проводили через неделю после последней обработки. Для определения концентрации химических элементов (Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Br, Rb, Sr, Mo) в корнях и побегах земляники садовой предложено применение метода рентгенофлуоресцентного анализа на синхротронном излучении. Показано увеличение содержания хлорофилла a, суммы хлорофиллов а и b, каротиноидов, уменьшение содержания пероксида водорода и увеличение активности основных антиоксидантных ферментов (супероксиддисмутазы, каталазы, пероксидазы) под действием механокомпозита. Определено, что кремний накапливается под действием препарата преимущественно в побегах и оказывает влияние на аккумуляцию микро- и макроэлементов в побегах и корнях растений. Полученные результаты обосновывают использование кремнийсодержащей «зеленой химии» в качестве средств управления ростом и развитием растений земляники садовой в условиях in vivo.
Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023;13(4):494-505
494-505
Влияние протатранов на биосинтез внеклеточных ферментов Candida ethanolica BKM Y-2300 T
Аннотация
Целью представленного исследования являлось изучение возможности применения синтетических биологически активных соединений – протатранов – для увеличения липолитической и протеолитической активности дрожжей Candida ethanolica. Протатран 1 (трис(2-гидроксиэтил) аммоний-4-хлорфенил-сульфанилацетат) и протатран 2 (трис(2-гидроксиэтил) аммоний-4-хлорфенил-сульфонилацетат) вносили в состав питательной среды в микроконцентрациях от 1×10-6 до 1×10-8% масс. по отдельности и совместно. Установлено, что при внесении в питательную среду протатраны разнонаправленно влияли на биосинтез ферментов дрожжами Candida ethanolica. Это зависело от концентраций данных соединений, а также от их отдельного либо совместного внесения. Для синтеза липаз все изученные концентрации были эффективными, так как увеличивали синтез ферментов в 1,7–8,6 раза. При совместном применении протатранов синтез ферментов был выше в 3,4–11,7 раза. Для образования протеаз наиболее эффективным было совместное внесение изучаемых протатранов в концентрации 10-6% масс., при этом синтез ферментов достигал 184,8±7,02 Ед/мл к.ж. При совместном внесении изучаемые протатраны трис(2-гидроксиэтил) аммоний-4-хлорфенил-сульфанилацетат и трис(2-гидроксиэтил) аммоний-4-хлорфенил-сульфонилацетат могут быть использованы для увеличения эффективности продуцирования внеклеточных липаз и протеаз дрожжами Candida ethanolica. Особенностью влияния протатранов оказалась неравномерная динамика накопления внеклеточных ферментов, проявляющаяся в наличии резких пиков в процессе культивирования дрожжей. Причины данной неравномерности требуют дополнительных исследований.
Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023;13(4):506-515
506-515
Влияние гиперэкспрессии гена альтернативной внешней NADH-дегидрогеназы арабидопсиса на устойчивость трансформированных растений табака к отрицательной температуре
Аннотация
Целью исследования являлось подтверждение функциональной активности и локализации трансгенного белка At_NDB2 арабидопсиса в клетках табака, а также оценка влияния перманентной экспрессии «внешней» альтернативной NADH-дегидрогеназы на устойчивость теплолюбивого растения к низкой температуре. Белок и митохондрии выделяли из листьев растений табака, выращенных при 25 °С (день/ночь) на стадии 7 листьев. С помощью электрофореза и иммуноблоттинга показана локализация белка At_NDB2 в митохондриях. Функциональная активность At_NDB2 подтверждена с помощью полярографии изолированных митохондрий и специфического ингибитора комплекса I митохондрий ротенона. Также выявлено, что у трансгенных растений скорость цианидрезистентного дыхания и активность фермента альтернативной оксидазы существенно выше, чем у растений дикого типа. Для определения устойчивости к низким температурам исходные и трансгенные растения табака в почвогрунте выращивали до стадии 2–3 и 6–7 листьев, после чего выдерживали при температуре от 3 до минус 3 °С в течение суток в темноте и оставляли для отрастания при 25 °С на 7 суток. Установлено, что устойчивость трансгенных и нетрансформированных растений не отличается, хотя ранее было показано, что у трансгенных растений окислительный стресс при низкой температуре снижен по сравнению с растениями дикого типа. Таким образом, было обнаружено, что активность альтернативной NADH-дегидрогеназы снижает окислительный стресс, увеличивает активность альтернативной оксидазы, но не повышает устойчивость Nicotiana tabacum к отрицательной температуре.
Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023;13(4):516-522
516-522
Реакция микробного сообщества ризосферы растений-фиторемедиантов на нефтяное загрязнение и применение биопрепаратов
Аннотация
Целью представленного исследования являлась оценка микробиологической активности ризосферы растений, произрастающих в условиях нефтяного загрязнения и в присутствии биопрепаратов разного спектра действия. В качестве растений-фиторемедиантов были выбраны подсолнечник однолетний (Helianthus annuus L.) и житняк гребневидный (Agropyron cristatum L.). Для обработки почвы использовали углеводородокисляющий препарат «Ленойл» и два препарата неспецифического действия, оказывающие ростстимулирующее влияние: «Елена» и «Азолен». Для проведения биоремедиации с использованием растений была выбрана концентрация поллютанта в почве 4%. В результате исследования было показано, что в ризосфере растений под влиянием загрязнения незначительно увеличивалось общее микробное число и количество микроскопических грибов, но снижалась численность аминоавтотрофов и целлюлозолитиков. Внесение в почву неспецифических биопрепаратов активировало развитие микроорганизмов-деструкторов, несмотря на то, что микроорганизмы в составе препаратов не предназначены для детоксикации и очистки почвы. Под влиянием биопрепаратов в ризосфере растений подсолнечника и житняка отмечалось увеличение или стабилизация микробиологической активности, что может свидетельствовать об их положительном влиянии на микробиологические процессы, протекающие в почве, находящейся в условиях загрязнения. В целом в ризосфере растений Agropyron cristatum L. складывалась более благоприятная среда для развития таких групп бактерий, как аминоавтотрофы, целлюлозолитики, микромицеты и углеводородокисляющие бактерии. Среди изученных вариантов обработки почвы биопрепаратами для фиторемедиационных мероприятий предпочтительным является совмещение внесения в нефтезагрязненную почву биопрепарата «Ленойл» и посадки растений-фиторемедиантов.
Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023;13(4):523-531
523-531
Изменение липидного состава лишайника Peltigera canina при действии повышенной температуры
Аннотация
Организмы-экстремофилы способны выживать в экстремальных условиях посредством уникальных механизмов устойчивости. К таким организмам относятся лишайники – симбиотические ассоциации грибов и водорослей и/или цианобактерий. Высокая стрессовая устойчивость лишайников помимо прочих факторов обусловлена их способностью синтезировать широкий спектр метаболитов, в том числе разнообразные по химической структуре липидные соединения. Несмотря на очевидную важность, биохимические механизмы стрессовой устойчивости лишайников, опосредованные изменениями липидного профиля, изучены недостаточно полно. Пельтигеровые лишайники являются обособленным отделом лишайников, для которых характерны высокие темпы роста и индексы метаболической активности. Учитывая умеренный климат произрастания данных лишайников, можно предположить, что они могут обладать повышенной чувствительностью к перепадам температур. Эти факторы обусловили выбор эпигейного лишайника Peltigera canina в качестве объекта нашего исследования. В настоящей работе были изучены стресс-индуцированные изменения редокс-статуса лишайника P. canina, а также изменения его липидного состава при действии повышенной (40 °С) температуры. Воздействие неблагоприятной температуры на гидратированные талломы лишайника приводило к увеличению содержания перекиси водорода, фенолоксидазной активности, а также повышению уровня перекисного окисления липидов, что является важной составляющей стрессового ответа лишайника. Стресс-индуцированное изменение редокс-статуса талломов лишайника стимулировало увеличение содержания антиоксидантных агентов липофильной природы: резко возрастал уровень α-токоферола, увеличивалось содержание каротиноидов, в частности β-каротина. Таким образом, накопление липофильных антиоксидантов является важной частью липид-опосредованного стрессового ответа лишайника P. canina на повышение температуры.
Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023;13(4):532-544
532-544
Микроорганизмы, населяющие эндо- и ризосферу эндемичного растения Прибайкалья Hedysarum zundukii (Fabaceae)
Аннотация
Бактерии обеспечивают дополнительную устойчивость растений к неблагоприятным факторам окружающей среды, таким как недостаток питательных веществ в почве, наличие антропогенного загрязнения, присутствие фитопатогенов и т.д. Поиск ценных биотехнологических штаммов целесообразно проводить среди микроорганизмов, ассоциированных с растениями, произрастающими в неблагоприятных условиях среды обитания. Целью данной работы было выделение и описание микроорганизмов, населяющих эндо- и ризосферу узколокального эндемика Приольхонья (Ольхонский район Иркутской области) Hedysarum zundukii. В результате проделанной работы было выделено 88 штаммов микроорганизмов, причем грамположительные микроорганизмы преобладали как в ризо-, так и в эндосфере. В ризосфере подавляющее большинство штаммов относилось к актиномицетам. Из 25 идентифицированных изолятов 4 относятся к семейству Rhizobiaceae. Ризобактерия Phyllobacterium zundukense ранее была описана в составе микробиома корневых клубеньков бобового растения Oxytropis triphylla, также произрастающего в этом регионе. Обнаружение ее в ризосферной почве H. zundukii позволяет сделать предположение о том, что данный микроорганизм не связан с одним хозяином, а ассоциирован с разными видами бобовых. Особый интерес представляют штаммы Actinomycetia, а также Lysobacter sp. и Variovorax paradoxus, которые перспективны для дальнейшего изучения в качестве продуцентов биологически активных соединений, стимуляторов роста и развития растений или деструкторов поллютантов. Таким образом, изоляты, выделенные из ризо- и эндосферы H. Zundukii, могут обладать признаками, полезными для использования в биотехнологии, и требуют дальнейшего изучения.
Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023;13(4):545-551
545-551
Особенности прорастания семян и введение в культуру in vitro Saposhnikovia divaricata (Turcz. ex Ledeb.)
Аннотация
Изучено влияние условий хранения, обработки мерикарпиев, режима проращивания семян эндемика Saposhnikovia divaricata (Turcz. ex Ledeb.) Schischk. на прорастание. Отработана технология получения асептической культуры in vitro. Исследовали мерикарпии, собранные с интродуцентов в 2022 г. Стерилизацию эксплантов проводили однократно или дважды 0,1%-м AgNO3 либо 0,1%-м AgNO3, а затем 10%-й Н2О2. Со стерилизованных мерикарпиев удаляли околоплодник и проращивали семена на твердой среде 1/2 Mурасиге – Скуга. Каллусогенез стимулировали, культивируя настоящие листья проростков на среде Mурасиге – Скуга с 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислотой (10 мкМ) и 6-бензиламинопурином (0–5 мкМ) в темноте. Семена S. divaricata имеют неглубокий покой, а наиболее благоприятными условиями для их прорастания являются стратификация в течение 30 дней при 4 °С или скарификация мерикарпиев, проращивание в климатокамере (фотопериод 16,5 ч и дневная температура 27 °С с незначительным ее понижением ночью). Лабораторная всхожесть достигает 94%. Отсутствие целых семян в конце опыта предполагает низкий банк семян в почве, что обуславливает уязвимость природных популяций наряду с монокарпичностью. Получена культура in vitro S. divaricata. Удаление околоплодника с мерикарпиев ускоряет прорастание, увеличивает всхожесть и значительно снижает контаминацию. На среде только с ауксином каллус формировался у 66% эксплантов на черешках листа, а на среде с ауксином и цитокинином – у 72% эксплантов по всей поверхности листовой пластинки. Дальнейшее развитие каллуса происходило только на среде с ауксинами.
Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023;13(4):552-560
552-560
Способ механической активации суспензии спор черного трюфеля
Аннотация
Истинные трюфели, или грибы рода Tuber, являются одними из самых ценных, редких, дорогих и загадочных грибов на планете. Размножение трюфелевых грибов в дикой природе является сложным процессом, который зависит от многих факторов, например, от присутствия подходящих деревьев-хозяев, оптимальных параметров температуры, влажности, pH почвы, почвенных симбионтов и других организмов. Так, для успешного производства и размножения трюфелей требуется соблюдение множества условий, а главное – высвобождение их спор из асков, прорастание в благоприятных условиях и распространение в природной среде. Целью представленного исследования являлась разработка метода механического разрушения асков для высвобождения спор черного трюфеля. Показано, что высокоэффективным способом разрушения асков является гомогенизация с использованием погружного блендера в тандеме с вибрационным измельчителем. Микроскопирование образцов на всех этапах эксперимента позволило установить, что такой способ приводит к разрушению не менее 85% асков и высвобождению спор трюфеля. При использовании подходов центрифугирования представляется возможным отделить споры черных трюфелевых грибов от обломков гифов, грибных симбионтов и различных ассоциированных организмов. Такие споры способны к образованию мицелия на питательных средах. Результаты исследования могут быть использованы для подготовки посевного материала Tuber sp. и получения их чистых культур. Таким образом, внедрение способов высвобождения спор из асков способствует повышению эффективности культивации черного трюфеля.
Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023;13(4):561-568
561-568
Влияние эндофитных бактерий Bacillus subtilis на активность метаболических процессов, протекающих в клубнях картофеля при хранении
Аннотация
Изучено влияние предпосадочной инокуляции клубней картофеля бактериями Bacillus subtilis на биохимические процессы в клубнях нового урожая в послеуборочный период в разные сроки хранения. Содержание малонового диальдегида в клубнях, обработанных штаммами 10-4 и 26Д, через 1 и 6 месяцев снижалось на 15,5 и 35,5% и на 14,9 и 13,6% относительно контроля. Содержание пролина в клубнях, предобработанных штаммом 10-4, в оба срока хранения незначительно отличалось от контроля, а в случае использования штамма 26Д было ниже контроля на 14,7 и 26,3%. Сначала активность защитных белков в обработанных клубнях снижалась относительно контроля, затем активность ингибиторов трипсина в клубнях значительно превышала показатели в клубнях, хранящихся непродолжительное время. Содержание белка в предобработанных клубнях сначала было выше контроля, затем либо на уровне (штамм 26Д), либо на 15% ниже контроля (штамм 10-4). Содержание аскорбиновой кислоты в предобработанных штаммом 10-4 клубнях на 16,1 и 17,9% превышало контроль через 1 и 6 месяцев хранения, а в случае использования штамма 26Д не отличалось от контроля. Количество редуцирующих сахаров было на 39,4% ниже контроля через 1 и 6 месяцев хранения (штамм 10-4) и на 35,6% через 6 месяцев хранения (штамм 26Д). Предобработка штаммами 10-4 и 26Д положительно повлияла на основные биохимические показатели клубней при длительном хранении, обеспечив защитный эффект и сохранение биологической ценности продукции.
Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023;13(4):569-578
569-578
Влияние водного дефицита на накопление дегидринов в клетках каллусной культуры сосны обыкновенной
Аннотация
Внутривидовые различия в уровне стрессоустойчивости у древесных растений остаются малоисследованными, хотя данный признак важен для селекции деревьев. Дегидрины являются белками внутриклеточной защиты, предохраняющими другие белки, а также мембраны от повреждений, вызванных внутриклеточным обезвоживанием при действии водного дефицита. Целью настоящей работы было изучение возможности выявления дегидринов, связанных с ответом на водный дефицит, а также межиндивидуальных различий в накоплении дегидринов у сосны обыкновенной в условиях in vitro. В работе использовали каллусную культуру, полученную из тканей ветвей и почек двух деревьев сосны обыкновенной (д3 и д4), для которых были обнаружены количественные и качественные различия в составе дегидринов. Межиндивидуальные различия у каллусных культур выражались в варьировании частоты событий каллусообразования и индекса нарастания каллусной культуры. Влияние водного дефицита на каллусную культуру при добавлении в среду культивирования 5 или 8% полиэтиленгликоля выражалось в дозозависимом снижении в клетках каллусов содержания воды, накоплении стрессового белка Hsp70 и дегидринов с массами 47, 42, 27 кД. Состав и уровень накопления дегидринов различался для каллусов, полученных из д3 и д4, что позволяет предположить различный уровень устойчивости к действию водного дефицита у клеток данных каллусных культур. Существование таких различий может стать основой для выявления дегидринов сосны обыкновенной, связанных с защитой от водного дефицита.
Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023;13(4):579-588
579-588
Влияние тебуконазола и азоксистробина на физиологические параметры и устойчивость проростков пшеницы к водному дефициту
Аннотация
Фунгициды класса триазолов и стробилуринов активно применяются в сельском хозяйстве в составе протравителей для защиты растений от грибковых заболеваний, кроме того, они оказывают на растения различные физиологические эффекты, в том числе могут повышать устойчивость к неблагоприятным факторам среды. Совместное действие данных фунгицидов при водном дефиците мало изучено. Целью представленного исследования было изучение отдельного и совместного влияния тебуконазола и азоксистробина на ростовые характеристики и устойчивость пшеницы к водному дефициту. В ходе работы использовали растения озимой пшеницы (Triticum aestivum L.), выращенные из семян, обработанных суспензиями тебуконазола (2 мг/50 г семян) и азоксистробина (4 мг/50 г семян) по отдельности или совместно. Для создания водного дефицита проростки в возрасте 5 суток перемещали на раствор 20%-го полиэтиленгликоля (ПЭГ 6000), устойчивость оценивали в возрасте 7 и 9 суток. Установлено, что тебуконазол оказывал ретардантный эффект на побеги и стимулировал рост корней. Азоксистробин ингибировал рост побегов и особенно рост корней. При совместной обработке тебуконазол частично снижал вызванное азоксистробином ингибирование корневой системы. Азоксистробин усиливал отрицательное действие водного дефицита, в то время как тебуконазол эффективно защищал корневую систему проростков и частично снижал действие азоксистробина. Сделано заключение, что стимулирование роста корневой системы тебуконазолом играет важную роль в обеспечении устойчивости озимой пшеницы к водному дефициту и может быть использовано в сельском хозяйстве.
Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023;13(4):589-601
589-601
Изменение всхожести, содержания протеина и клейковины в зерновках твердой и мягкой пшеницы после действия импульсного давления и длительного хранения
Аннотация
Целью представленного исследования являлось выявление особенностей старения зерновок твердой и мягкой пшеницы без обработки и после обработки их импульсным давлением, создаваемым ударной волной. Зерно обрабатывали импульсным давлением 11 и 29 МПа. Через один месяц и через три года зерновки были отсортированы на стекловидные и мучнистые. Всхожесть контрольных зерновок мягкой пшеницы после хранения снизилась, а после обработки импульсным давлением и хранения она превышала контроль. Всхожесть контрольных зерновок твердой пшеницы с мучнистым эндоспермом после хранения снизилась в большей степени, чем зерновок со стекловидным эндоспермом. Обработка импульсным давлением привела к снижению всхожести зерновок со стекловидным эндоспермом. В зерновках твердой пшеницы в контроле содержание протеина после длительного хранения не изменилось. Импульсное давление способствовало снижению содержания протеина при хранении. У зерновок мягкой пшеницы содержание протеина после хранения снизилось в зерновках с мучнистым эндоспермом. Обработка импульсным давлением способствовала лучшему сохранению протеина в этих зерновках. Таким образом, зерновки твердой пшеницы и зерновки мягкой пшеницы со стекловидным эндоспермом в меньшей степени были подвержены старению по сравнению с зерновками мягкой пшеницы и зерновками с мучнистым эндоспермом соответственно. Импульсное давление повреждало стекловидный эндосперм и ускоряло старение семян. Оно также способствовало длительному хранению зерновок мягкой пшеницы без существенной потери жизнеспособности. Возможно применение обработки зерна мягкой пшеницы для продления срока хранения.
Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023;13(4):602-610
602-610
Биохимический состав фруктового сусла из мелкоплодных сортов яблони Южного Прибайкалья
Аннотация
В большинстве климатических зон Российской Федерации имеются обширные площади насаждений яблони, которая является основным сырьем для производства сидров и плодовой алкогольной продукции. Технологический потенциал новых сортов яблони в производстве плодовой алкогольной продукции мало изучен. Целью настоящей работы стало исследование химического состава, в том числе фракционного состава сахаров и органических кислот, фруктового сусла, получаемого из мелкоплодных сортов яблони Южного Прибайкалья, и выделение наиболее подходящих сортов для производства сидров. Биохимический состав сусла определяли общепринятыми методами согласно государственным стандартам. Мелкоплодные полукультурки, выращиваемые в Южном Прибайкалье, характеризуются вариабельностью по содержанию экстрактивных веществ. В разные годы плоды одного сорта накапливают разное количество растворенных сухих веществ (12,5–14,5%), основная доля которых приходится на сахара (109,3–135,3 г/дм3). Среди сахаров преобладает содержание фруктозы (более 50%), второе место по количеству занимает глюкоза. Доля дисахаридов в составе сахаров в плодах разных сортов варьирует от 9,1 до 21,5%. Концентрация органических кислот в изученных сортах составляет от 7,2 до 13,0 г/дм3. В числе обнаруженных органических кислот – до 83,4% яблочной, до 6,7% лимонной, до 6,4% молочной, до 2,5% янтарной кислоты, а также следовые количества винной и уксусной кислот. Количество фенольных соединений в образцах изменяется от 522,5 до 1704,6 мг/дм3. Изученные полукультурки классифицированы как «кислый» и «горько-кислый» типы сидровых сортов яблони.
Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023;13(4):611-620
611-620
Химический состав волокна и костры лубяных культур и продуктов их щелочной делигнификации
Аннотация
Данная работа посвящена исследованию химического состава волокна и костры льна-долгунца и конопли, полученных в России в промышленных условиях, а также химического состава продуктов щелочной делигнификации перечисленных объектов. Щелочная делигнификация осуществлялась при атмосферном давлении 4%-м раствором гидроксида натрия, химический состав определялся «мокрыми» методами. Химический состав костры конопли российских производителей исследован впервые. Установлено, что в исследованных объектах массовая доля целлюлозы составляет от 42,3 до 66,1%, а после щелочной делигнификации выход продуктов достигает 47,0–50,0%. Выявлено сходство поведения волокна льна-долгунца и конопли при щелочной делигнификации: содержание целлюлозы увеличивается в 1,2–1,3 раза, содержание пентозанов снижается в 4,3–6,3 раза, а содержание лигнина практически не изменяется. Поведение костры льна-долгунца и конопли кардинально различается при щелочной делигнификации. Костра льна-долгунца устойчива к щелочной делигнификации: содержание целлюлозы увеличивается в 1,4 раза, содержание пентозанов снижается в 4,2 раза, содержание лигнина увеличивается в 1,4 раза, что обусловлено природой лигнина. Костра конопли легко поддается щелочной делигнификации: содержание целлюлозы увеличивается в 1,8 раза, содержание пентозанов снижается в 5,8 раза, содержание лигнина снижается в 2,2 раза; в продукте щелочной делигнификации содержится 87,3% целлюлозы, 5,4% пентозанов, 8,2% лигнина. Прогнозируется высокая перспективность использования костры конопли для химической и биотехнологической трансформации.
Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023;13(4):621-630
621-630