Выделение и молекулярно-массовые характеристики арабиногалактана сосны сибирской (pinus sibirica)
Скачать 0.82 Mb.
|
| ВЫДЕЛЕНИЕ И МОЛЕКУЛЯРНО-МАССОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АРАБИНОГАЛАКТАНА СОСНЫ СИБИРСКОЙ (PINUS SIBIRICA) Александрова Г.П., Сыроватская В.Н. Иркутский институт химии СО РАН, г. Иркутск, E-mail: alexa@irioch.irk.ru Исследованию полисахаридов растительного происхождения из непищевого сырья в настоящее время уделяется значительное внимание в связи с установлением существования у них и, в частности, у арабиногалактана лиственницы сибирской (Larix sibirica) широкого спектра биологической, в том числе иммуномодуляторной активности. Целью нашей работы явилось изучение физико-химических характеристик арабиногалактана сосны сибирской (Pinus sibirica). Арабиногалактан выделен по экстракционной схеме, содержание его в древесине сосны сибирской составляет 1,4%. Исследование моносахаридного состава подтвердило наличие в макромолекуле полисахарида мономерных звеньев арабинозы и галактозы, а также 0,6% уроновых кислот. Методом ИК-спектроскопии идентифицировано наличие функциональных групп, аналогичных присутствующим в арабиногалактанах других хвойных пород. Молекулярно-массовые характеристики полисахарида определены двумя независимыми методами. Вискозиметрическое исследование молекулярно-массовых характеристик арабиногалактана показало, что средневязкостная молекулярная масса не превышает 5 кДа. Методом гель-проникающей хроматографии установлены значительные различия в молекулярно-массовом распределении и величине среднемассовой и среднечисловой молекулярных масс, а также степени полидисперсности арабиногалактанов сосны и лиственницы, обусловленное спецификой биологического своеобразия сосны сибирской как породы древесины. Работа выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ 07-03-01009-а и 08-03-90204-Монг_а. Химическая переработка растительного сырья – основа современной экологически безопасной технологии Базарнова Н.Г., Катраков И.Б., Маркин В.И. Алтайский государственный университет, г. Барнаул, 656049 (Россия) E-mail: bazarnova@chem.asu.ru В последнее десятилетие в мире обновился интерес к изучению процессов химического модифицирования древесины. Основное направление этих исследований – поверхностное модифицирование древесины с целью улучшения таких свойств изделий из нее, как сохранение размеров, прочности, биостойкости, придания ей пластичности или термопластичности для последующего формования. На кафедре органической химии Алтайского государственного университета развивается новое научное направление по химическому модифицированию растительного сырья без предварительного разделения его на отдельные компоненты. Изучены различные направления химического модифицирования сырья, в том числе карбоксиметилирование, бензилирование, ацилирование, нитрование и др. В результате получены данные о поведении основных компонентов клеточной стенки (целлюлоза, лигнин, гемицеллюлозы) и реакционной способности их функциональных групп. Полученные полимерные композиции обладают комплексом полезных свойств, позволяющих использовать их во многих областях деятельности человека (нефтегазодобывающая, строительная промышленность, сельское хозяйство и др.). Следует подчеркнуть, что для их получения используется самое различное растительное сырье (древесина хвойных и лиственных пород, солома злаковых, лузга подсолнечника, костра льна и др.), в том числе и отходы, накапливающиеся на предприятиях деревообработки. Это позволяет рекомендовать данные разработки для организации экологически безопасных технологий переработки растительного сырья, особенно в регионах традиционно занимающихся заготовкой и переработкой древесины. СТРУКТУРНО-ХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛИГНИНОВ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ Белый В.А., Кочева Л.С., Карманов А.П. Институт химии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар В настоявшее время при получения лечебных и профилактических средств используется лишь 1/3 известных лекарственных растений, несмотря на то, что медицинские препараты природного происхождения, в отличие от синтетических, оказывают минимальное побочное действие на организм человека. Одной из причин такого положения на фармацевтическом рынке является крайне недостаточная изученность структуры и свойств основных компонентов лекарственных растений. Цель работы состояла в исследовании лигнинов травянистых лекарственных растений: родиолы розовой (Rhodiola rosea L.), серпухи венценосной (Serratula coronata L.) и багульника болотного (Ledum L.). Препараты малоизмененных лигнинов получены диоксановым методом – обработкой смесью диоксана с водой (9:1) в присутствии HCl (0,7%) при температуре кипения. Очистку препаратов проводили двукратным переосаждением из диоксана в диэтиловый эфир. Высушивали методом лиофильной сушки. Выход диоксанлигнинов родиолы розовой (ДЛР) составил 30%; серпухи венценосной (ДЛС) – 22%, багульника болотного (ДЛБ) – 20% от общего количества лигнина в растении. Для характеристики лигнинов ДЛС, ДЛР и ДЛБ использованы элементный и функциональный анализ, методы ИК-, ЭПР- и ЯМР-13С-спектроскопии. Результаты исследования химической структуры лигнинов свидетельствуют о том, что лигнины родиолы розовой, серпухи венценосной и багульника болотного относятся к полифункциональным биополимерам, содержащим метоксильные, карбоксильные и фенольные гидроксильные группы. Отмечена поливариантность типов связей между структурными единицами лигнинов, причем β-О-4 является наиболее распространенным типом связи. Установлено, что макромолекулы исследуемых лигнинов относятся к композиционно неоднородным биополимерам, состоящим из структурных единиц гваяцильного, сирингильного и n-кумарового типа. Проведенные данные позволят пополнить информационную базу относительно структуры и свойств компонентов лекарственных растений, что позволит в перспективе расширить ассортимент продуктов, получаемых из недревесного растительного сырья. ХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО НАНОКОМПОЗИТА Боголицын К.Г. Институт экологических проблем Севера АНЦ УрО РАН Архангельский государственный университет, г.Архангельск Одним из важнейших направлений развития современной науки, отвечающих вызовам XXI века, является создание научных основ новых инновационных технологий производства сырья, материалов и энергии из возобновляемых источников с целью достижения долгосрочного устойчивого развития глобальной экономики и решения насущных экологических проблем. В этом плане в последние годы особую актуальность приобрели исследования, направленные на вовлечение в оборот колоссальных ресурсов биомассы растений, ежегодный прирост которой способен полностью покрыть потребности многих отраслей промышленности. Работы в данном направлении, объединяемые популярным термином «biorefinery», получили бурное развитие в ведущих исследовательских центрах развитых стран. Они охватывают такие аспекты, как получение топлив, альтернативных нефти, путем ожижения растительного сырья, новых эффективных сорбентов, применяемых в медицине и технологиях очистки промышленных выбросов, в производстве лекарств, в том числе противоопухолевых препаратов с антиоксидантным действием, кормов для животных, химических и биотехнологических препаратов, полимеров, конструкционных материалов и наноматериалов с уникальными свойствами. Биомасса растений представляет собой природный композиционный материал, состоящий, в основном, из трех полимеров: - целлюлозы, гемицеллюлоз и лигнина, связанных как механически, так и ковалентными связями. Вовлечение лигноцеллюлозных материалов в химическую переработку предусматривает, как правило, предварительное разделение лигнинной и полисахаридной составляющих (делигнификацию). Используемые до настоящего времени технологии делигнификации были ориентированы исключительно на производство целлюлозы как сырья для бумажной и некоторых других менее значимых отраслей промышленности, в связи с чем не предусматривали переработку образующихся в качестве отходов технических лигнинов, в лучшем случае осуществляя сжигание последних для покрытия части потребности в тепловой энергии. Кроме того, эти технологии отличаются повышенной экологической опасностью и крайне высоким энергопотреблением, поскольку используют архаичные технологические процессы, разработанные еще в конце XIX - начале XX века. Речь идет о варке древесины с водными растворами сернистых соединений (оксид серы, сульфид натрия и пр.) при высоких температурах и давлениях, в результате чего образуется множество токсичных побочных продуктов, загрязняющих атмосферу и водоемы. Недостаточная степень извлечения лигнина требует дальнейшей отбелки целлюлозы, в ходе которой часто используется хлор и его соединения, что способствует образованию супертоксикантов – диоксинов. Совершенствование технологии делигнификации принято связывать с внедрением новых делигнифицирующих агентов и эффективных растворителей лигнина для экстракции его из древесины (органосольвентные процессы). Они позволяют не только получать качественные целлюлозные полуфабрикаты с заданными свойствами, но также производить относительно малоизмененный лигнин, обладающий высокой реакционной способностью и пригодный для дальнейшей переработки в ценные ароматические соединения, пластмассы и т. п. В то же время, в соответствии с принципами «зеленой химии», в качестве наиболее перспективных сред для проведения технологических процессов переработки растительного сырья используются, помимо воды, сверхкритические флюиды (СКФ) и ионные жидкости (ИЖ), которые, помимо достоинств высокоэффективных органических растворителей, обладают также негорючестью и нетоксичностью, наряду с высокими коэффициентами диффузии (в случае диоксида углерода - важнейшего растворителя среди сверхкритических флюидов), чрезвычайно малым давлением паров и высокой растворяющей способностью по отношению ко многим полимерам (ионные жидкости). Перспективы внедрения таких растворителей в химию и химическую технологию лигноцеллюлозных материалов напрямую связаны с получением фундаментальных данных по их физико-химическим свойствам, особенностям формирования бинарных систем растворителей, физико-химическим свойствам, своеобразию сольватации и реакционной способности лигнина и полисахаридов в таких средах. На решение данной фундаментальной проблемы направлены научные исследования кафедры теоретической и прикладной химии АГТУ, предусматривающие междисциплинарные исследования на стыке таких наук, как физическая химия растворов, химия высокомолекулярных соединений, органическая химия, фундаментальные основы химической технологии. Влияние техногенных факторов целлюлозно-бумажного производства на показатели здоровья работников на европейском севере Бойко Е. Р. Институт физиологии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар Производственные факторы способны неблагоприятно воздействовать на организм человека, обуславливая развитие патологии [2]. Это особенно актуально для работников целлюлозно-бумажной индустрии (ЦБИ), поскольку многие предприятия расположены на «северных территориях», и климатогеографические факторы среды могут усилить техногенные воздействия. Известно, что процессы свободнорадикального окисления (СРО) зачастую являются важнейшим патогенетическим звеном целого ряда заболеваний, а их интенсивность может служить своего рода биохимическим маркером развивающейся патологии. Защитные механизмы организма человека, противодействующие процессам СРО представлены ферментативным и неферментативным звеньями антиоксидантной системы (АОС) организма. Неферментативное звено АОС представлено соединениями антиоксидантами, важнейшие их которых α-токоферол (витамин Е) и ретинол (витамин А). Ферментативное звено АОС составляют ферменты-антиоксиданты, среди которых важнейшее место занимают супероксиддисмутаза -СОД (КФ1.15.1.1.) и глутатионпероксидаза -ГП (КФ1.11.1.9). Роль этих энзимов состоит в угнетении и прерывании образования цепей окисления посредством элиминации супероксид радикала, перекиси водорода и перекисных продуктов. Полагают, что устойчивость организма к внешним воздействиям, а также способность адаптироваться к ним в значительной мере определяется именно этими ферментами. Кроме того, в функционировании ферментативного звена АОС важную роль играет рибофлавин (витамин В2), являющийся коферментом антиоксидантного энзима глутатионредуктазы -ГР (КФ1.6.4.2.) – одного из важнейших ферментов АОС, ответственного за генерацию восстановленного глутатиона. Особенное значение витамин В2 имеет в условиях Севера, поскольку он необходим для функционирования и ряда важнейших тканевых метаболических путей, ответственных за энергетический обмен, пластические процессы и процессы детоксикации. Считается, что формирование особого варианта метаболизма в условиях Севера обусловлено двумя основными причинами: первая связана с переходом организма человека на новый уровень энергообеспечения, вторая – с сезонными перестройками обмена в связи с годовой цикличностью экстремальных природно-климатических факторов [1]. Предварительное обследование работников вредных производств (варочный, отбельные цеха. др.) крупнейшего на европейском Севере целлюлозно-бумажного производства показало, что практически все обследованные лица имеют глубокий дефицит α-токоферола и ретинола. Следует учитывать, что в организме человека обычно имеется определенный запас жирорастворимых витаминов, тогда как запаса водорастворимых витаминов у человека нет. Плохие показатели обеспеченности выявляются для витамина В2 у работников вредных производств. В связи с несостоятельностью неферментативного звена ферментативное звено АОС испытывает повышенную нагрузку у этих лиц и не может обеспечить адекватную компенсацию процессов СРО. С учетом изложенного выше, нами была проведена работа по коррекции АОС у работников вредных производств ЦБИ. Известно, что жирорастворимые витамины имеют выраженную токсичность и их применение в больших дозах для целей профилактики недопустимо. Кроме того, у человека на Севере для каждого периода года характерен свой особый метаболический профиль и своя специфическая структура гормональной регуляции в связи с воздействием природно-климатических раздражителей и состоянием процессов СРО. В течение года несколько раз происходят своеобразные «переключения метаболизма», связанные с изменениями приоритетов на тканевом уровне относительно утилизируемых энергетических субстратов. Нами разработана и практически внедрена на предприятии схема коррекции витаминного статуса работников вредных производств. Постулировано троекратное в строго определенные периоды года проведение витаминизации. Результаты исследования свидетельствуют о том, что коррекция витаминного статуса у работников этих производств ЦБИ представляет сложную проблему, но при условии соблюдения предложенных рекомендаций выявляется отчетливый позитивный эффект, который, проявляется прежде в постепенной оптимизации витаминного статуса работников. Длительное наблюдение этих контингентов показало, что в ряде случаев требуется от 3 до 5 курсов витаминизации (до 1,5 лет) для стойкой нормализации баланса жирорастворимых витаминов. Нами найдено, что даже среди самых изначально неблагополучных по обеспеченности жирорастворимыми витаминами контингентов работников при регулярном проведении витаминизации по разработанной нами схеме происходит компенсация витаминного статуса в полном объеме. Кроме того, наблюдается оптимизация показателей, отражающих работу ферментативного звена АОС. Важное практическое значение имеет тот факт, что проведение «зрячей» коррекции витаминного статуса работников вредных производств реализовалось в существенном снижении регистрируемой медицинской службой заболеваемости этих лиц. Литература
|
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Журнала Индивидуальная и семейственная изменчивость сеянцев сосны кедровой сибирской, выращенных из семян интродукционной популяции | | Закономерности изменения сбега стволов сосны обыкновенной (Pinus... Международная научно – методическая конференция «Декабрьские чтения имени С. Б. Барнгольц» |
 | Вопросы к экзамену физика и научный метод познания Молекулярно – кинетическая теория. Основные положения молекулярно – кинетической теории. Основная задача молекулярно-кинетической... | | Справочный материал и рекомендации для педагога – экскурсовода в природу На территориях большинства школ г. Дивногорска естественные насаждения состоят из берёзы бородавчатой, лиственницы сибирской и сосны... |
| Урок истории слова во 2 классе Тема: «Сосны деревья моей жизни» Сосна – могучее красивое дерево. Г. Е. Николаева в своём творчестве часто обращалась к соснам: «Милые добрые сосны стали стеной вокруг... | | Лекция №7 Тема: “Элементы молекулярно-кинетической теории и Цель лекции: дать основные понятия и определения молекулярно-кинетической теории газов |
| У бори кот. Барсик катал клубок. Мы были в парке. Там липа и сосны.... Пролетело лето. В лесу красиво. У нас краски и кисти. Нина и Лена рисовали сосны. Антон рисовал кусты. (35 слов) | | Программа рассчитана на 5 лет Возраст детей: 6 15 лет Москва 2013... «Детские массовые и спортивные бальные танцы» художественно – эстетическая. Программа модифицированная и разработана на основе следующих... |
| Новосибирская область в современных границах существует с 1944 года.... Западно-Сибирской низменности. Площадь территории 178,2 тыс км2, протяженность с запада на восток – 642 км, с севера на юг – 444... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель урока. Обобщение и систематизация знаний по причастию: образование причастий, определение разряда, выделение причастного оборота;... |
| Планирование уроков обучения грамоте 1 класс Выделение предложения из речевого потока. Слово как объект изучения, материал для анализа. Значение слова. Различение слова и предложения.... | | Отчет о научно-исследовательской работе, выполняемой по государственному... «Разработка алгоритмов для биоинформационного анализа комплексных метаболических и молекулярно-генетических сетей» |
| Реферат по дисциплине Применение информационно-коммуникационных технологий... Инбридинг был значительно выше в популяции Pinus resinosa. Никаких тенденций в уровне генетического разнообразия для металлозагрязненных... | | Т. Г. Заболотская лабораторная диагностика Молекулярно-биологические методы: выявление и идентификация вирусных нуклеиновых кислот |
| Молекулярно-генетическая диагностика инвазивных чужеродных видов... | | «мкт. Основы термодинамики» 10 класс Основные положения молекулярно-кинетической теории газов и её опытные обоснования |
