Химия. Экология. Биотехнология - 2016

in communityand hospital-associated intra-abdominal infections in Europe: results of the 2008 Study for Monitoring Antimicrobial Resistance Trends (SMART) / S.P. Hawser, S.K. Bouchillon, D.J. Hoban [et al.] // Antimicrobial agents and chemotherapy. – 2010. – 54(7). – 3043-3046.

4.McCloskey A., Gilmore B., Laverty G. Evolution of Antimicrobial Peptides to Self-Assembled Peptides for Biomaterial Applications // Pathogens. – 2014. – 3. – P. 791–821.

5.Nawrocki K., Crispell E., McBride S. Antimicrobial Peptide Resistance Mechanisms of Gram-Positive Bacteria // Antibiotics. – 2014. – 3. – P. 461–492.

УДК 541.183.12

М.В. Волошин, С.Ю. Солодников

ПОЛУЧЕНИЕ ПРОДУКТА, ОБЛАДАЮЩЕГО ЛЕКАРСТВЕННЫМИ СВОЙСТВАМИ,

НА ОСНОВЕ ЛИСТЬЕВ КИПРЕЯ УЗКОЛИСТНОГО ПОСРЕДСТВОМ ФЕРМЕНТАЦИИ

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Разработка новых лекарственных препаратов на основе растительного сырья как альтернативы дорогостоящим и имеющим большое количество побочных эффектов синтетическим медикаментам актуальна и востребована.

Изучение состава листьев кипрея узколистного, более известного как иван-чай (Epilobium Angustifolium), и получение готового продукта, возможно обладающего выраженной биологической активностью, на его основе позволит рассмотреть вопрос о его использовании в центрах альтернативной медицины.

111

Иван-чай издавна используется в народной медицине для лечения заболеваний почек, желудочно-кишечного тракта, мочеполовой системы и предстательной железы. Анализ отечественной и зарубежной литературы показал, что иван-чай обладает ярко выраженными противовоспалительными, антиоксидантными, антимикробными и анальгезивными свойствами, которые обусловлены выявленными в его составе веществами: танинами, полифенолами (флавоноидами) и фенокислотами.

Получение лекарственной формы из иван-чая предусматривает специальную обработку и ферментацию сырья с целью преобразования и сохранения достаточного количества биологически активных веществ при длительных сроках хранения.

Для установления зависимости лекарственных свойств от состава кипрея и способа его ферментации подготовлено три образца сырья, прошедших обработку в разных условиях. Листья были собраны на поздней стадии цветения растения –

виюле – в экологически безопасной зоне. Ферментация для всех образцов проведена в аналогичных условиях: 24 ч в герметичной ёмкости при отсутствии доступа света под действием ферментов листа, для активации которых листья предварительно были механически деформированы. Далее для каждого образца был отработан свой режим сушки, который влиял на биологическую активность и концентрацию активных веществ.

Внастоящее время продолжается тестирование экстракта

вопытах на животных, определяется связь между способами обработки сырья, составом и фармакологической активностью.

112

УДК 577.112.6

Я.В. Десяткова, Л.В. Волкова

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЭРИТРОГИДРОЛИЗАТА

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Производство препаратов крови – белое пятно на карте фармпроизводства России. В настоящее время перед биотехнологическими предприятиями стоит важная задача рационального использования дорогостоящего сырья, такого как кровь. В процессе фракционирования плазмы образуются побочные продукты: бел- ково-спиртовый центрифугат, белковая паста, не используемая

втехнологии альбумина и иммуноглобулинов, лейкоэритромасса после фракционирования лейкотромбослоя, лейкомасса после биосинтеза интерферона (Анастасиев В.В., 2000; Казьянин А.В. и др., 2014). Особое внимание обращает на себя побочный продукт фракционирования лейкоцитов – эритромасса, не используемая

вфармпроизводстве. Так, на предприятии ФГУП НПО «Микроген» МЗ РФ Пермское НПО «Биомед» при производстве препаратовкровиобразуетсяоколо4 тэритромассыежегодно.

Низкомолекулярные пептиды, содержащиеся в продуктах ферментативного гидролиза белков крови, обладают антипролиферативной, антибактериальной активностью (Мальгина Д.Ю., 2014). В связи с этим была выдвинута гипотеза, что получаемый гидролизат можно будет применить в косметической промышленности.

Цели исследования – совершенствование технологии гидролиза эритромассы крови человека и оценка его использования.

Для решения проблемы получения максимального количества пептидных комплексов из побочных продуктов фракционирования донорской крови необходимо будет детально изучить

113

технологический процесс, провести исследования по подбору новых катализаторов гидролиза. Ими могут быть кислоты, основания или природные биокатализаторы – ферменты. В зависимости от типа катализатора селективность (избирательность расщепления тех или иных связей) гидролизата будет меняться. Поэтому для получения продукта с необходимым балансом пептидов, аминокислот и т.д. требуется свой специфический катализатор. Затем спустя определенное время после добавления катализатора процесс гидролиза будет прерван, и смесь подвергнут очистке, осветлению и фильтрации.

Исследования продолжаются.

УДК 661.728.2

О.А. Носкова, О.А. Зырянова, Г.В. Кичигина, А.С. Чащухина

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОМЫВКИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПОРОШКОВОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

На кафедре ТЦБП ПНИПУ разработана технология получения порошковой целлюлозы, предназначенной для использования в пищевой, фармацевтической и медицинской промышленности. Процесс получения порошковой целлюлозы по разработанной технологии включает следующие стадии: гетерогенный гидролиз волокнистого целлюлозосодержащего сырья растворами минеральных кислот, промывку полученной порошкообразной целлюлозы, ее сушку, диспергирование и сортирование.

Согласно разработанной схеме полученная в результате гидролиза порошковая целлюлоза направляется на промывку. В процессе промывки целлюлозного порошка образуется значи-

114

тельное количество кислых стоков, так как процесс получения порошковой целлюлозы осуществляется растворами минеральных кислот.

В данной работе приводятся результаты исследований процесса промывки порошкообразного продукта с многократным использованием оборотных вод при промывке порошковой целлюлозы с целью снижения количества кислых стоков.

Процесс промывки целлюлозного порошка предлагается проводить в две ступени на центрифугах по схеме: отжим порошковой суспензии после гидролиза – разбавление I – отжим I – разбавление II – отжим II, с противоточным использованием оборотного раствора.

Было исследовано десятикратное использование оборотного кислогорастворавпроцессегидролизаипромывкицеллюлозы.

Установлено, что отработанный оборотный раствор после гидролиза наиболее насыщен кислотой, поэтому его использовали для приготовления деструктирующего раствора для последующего цикла гидролиза.

Разбавление порошковой суспензии на второй ступени промывки (разбавление II) осуществляли свежей водой, поэтому оборотный раствор с данной ступени (после отжима II) использовали для промывки порошковой целлюлозы на первой ступени (разбавление I). Оборотный раствор после первой ступени промывки (отжим I) частично использовали для приготовления раствора для гидролиза, а другая часть направлялась в сток.

Поскольку на очистные сооружения предприятия следует направлять сточные воды при нейтральных значениях рН, сточные воды от каждого цикла подвергали нейтрализации известковым молоком до рН 7.

В каждом цикле гидролиза и промывки выполнен анализ сточных вод (после отжима I) до и после нейтрализации с определением химического потребления кислорода (ХПК), биохимического потребления кислорода (БПК5), перманганатной окисляемости (ПМК).

115

Наименьшие показатели, характеризующие степень загрязненности сточных вод, характерны для оборотных растворов первого цикла, так как в этом случае для промывки вместо оборотного раствора использовали свежую воду. Щелока, отбираемые при промывке в следующих циклах, незначительно различаются по указанным показателям (ХПК изменяется в пределах от 330 до 390 мг О2/л, БПК5 – от 43,5 до 30,7 мг О2/л, ПМК – от 50,4 до 54,4 мг О2/л). Увеличение степени загрязненности сточных вод связано, по-видимому, с изменением состава деструктирующего раствора. С увеличением числа циклов в деструктирующем растворе происходит накопление органических веществ, перешедших в раствор в процессе гидролиза целлюлозы.

Нейтрализация известковым молоком позволяет снизить загрязненность сточных вод трудноокисляемыми компонентами, что облегчит дальнейшую биологическую очистку сточных вод на очистных сооружениях предприятия.

Нами было также изучено влияние многократного использования деструктирующего раствора на качественные показатели порошковой целлюлозы. Показано, что десятикратное использование отработанного деструктирующего раствора для последующего гидролиза не ухудшает качество целлюлозного порошка.

Таким образом, многократное использование оборотного промывного раствора для приготовления гидролизующего раствора и разбавления при промывке целлюлозного порошка способствует экономии расхода концентрированной кислоты и свежей воды, а также позволяет снизить количество кислых стоков, направляемых на биологическую очистку. Кроме того, десятикратное использование отработанного раствора в процессе получения порошковой целлюлозы не приводит к ухудшению качества продукта.

116

УДК 579.222.4

А.С. Зорина1, Ю.Г. Максимова2,3

ГЕТЕРОГЕННЫЕ БИОКАТАЛИЗАТОРЫ НА ОСНОВЕ АДГЕЗИРОВАННЫХ БАКТЕРИАЛЬНЫХ

КЛЕТОК ДЛЯ СИНТЕЗА ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

ИБИОТРАНСФОРМАЦИИ ПОЛЛЮТАНТОВ

ВСТОЧНОЙ ВОДЕ

1Пермский национальный исследовательский политехнический университет

2Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН, г. Пермь

3Пермский государственный национальный исследовательский университет

Использование иммобилизованных клеток микроорганизмов в качестве биокатализаторов дает преимущества перед использованием свободных клеток и химических методов деградации амидов и нитрилов. К таким преимуществам можно отнести облегчение разделения продуктов от биокатализтора, возможность налаживания непрерывного процесса, стабилизацию активности и повышение устойчивости бактерий к высоким концентрациям субстрата и продукта.

Цель исследования – разработка гетерогенных биокатализаторов на основе клеток нитрил- и амидгидролизующих бактерий для трансформации нитрильных и амидных соединений в процессе очистки сточных вод производств акриловых полимеров.

Получен биокатализатор на основе смешанной культуры штаммов нитрилутилизирующих бактерий, выращенный на базальтовом волокне. В состав смешанной культуры были взяты штаммы R. ruber gt1 и Al. faecalis 2. Клетки R. ruber gt1 транс-

117

формируют нитрилы до амидов, а клетки Al. faecalis 2 трансформируют амид до кислоты с ее дальнейшим использованием в качестве субстрата роста.

Было показано, что основную массу акрилонитрила биокатализатор трансформировал в акриламид в течение 20 мин. Первые несколько часов работы акриламид накапливался в среде, в акриловую кислоту трансформировалось небольшое количество акриламида, после чего биокатализатор начинал трансформировать акриламид в акриловую кислоту. Одновременно с этим акриловая кислота также накапливалась в среде до определенного момента, после которого клетки Al. faecalis 2 вовлекали кислоту в дальнейшие метаболические пути.

Использование такого биокатализатора на основе смешанной культуры позволит достигнуть почти полной утилизации токсичных веществ из очищаемой воды.

УДК 676.16

О.А. Носкова, В.В. Ворочаев, С.В. Боталов, А.С. Мисюченко

ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ПОЛУЧЕНИЮ НЕЙТРАЛЬНО-СУЛЬФИТНОЙ ПОЛУЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИЗ ВЕТВЕЙ БЕРЕЗЫ

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Основная задача, стоящая перед целлюлозно-бумажной промышленностью, – улучшение использования лесосырьевых ресурсов, прежде всего путем повышения комплексности переработки древесного сырья. Одним из направлений ее решения является вовлечение в переработку низкокачественной древесины, отходов лесозаготовок в виде сучьев, вершинок и ветвей,

118

тонкомерной древесины. В настоящее время основная часть этой неликвидной древесины не находит применения. Использование её позволит увеличить съем массы древесины с единицы площади леса. Однако переработка этих видов сырья в цел- люлозно-бумажном производстве связана с целым рядом технологических трудностей (сложность окорки и рубки в щепу в неокоренном виде).

Цель данной работы – исследование целесообразности получения нейтрально-сульфитной полуцеллюлозы из неокоренной щепы, полученной из ветвей и вершинок березы.

В работе изучены возможность и целесообразность окорки щепы путем гидротермической обработки (ГТО) при температуре 140 °С с последующим гидромеханическим разделением коры и древесины и дальнейшим их сортированием. Результаты данных исследований показали, что при гидротермической обработке в раствор переходит 12,5 – 15,1 % органических веществ древесины. Выход «окоренной» щепы составил 74–77 %.

Варку нейтрально-сульфитной полуцеллюлозы проводили варочным раствором состава Na2SO3 + Na2СO3 с расходом Na2SO3 – 6 %, Na2СO3 – 1,5 % от абсолютно сухой древесины. Для сравнения варку полуцеллюлозы проводили как из неокоренной щепы ветвей березы, так и из «окоренной» щепы, т.е. предварительно подвергнутой гидротермической обработке с отделением от щепы коры.

Показано, что из неокоренной щепы ветвей березы получается полуцеллюлоза достаточно высокого выхода (68–70 %) при весьма приличных показателях механической прочности (разрывная длина 4700–5000 м). Однако эта полуцеллюлоза имеет низкие показатели сопротивления излому, и бумага из нее получается с неоднородной поверхностью и высоким содержанием сора и пучков волокон, создающих впечатление костричности.

ГТО и последующее отделение коры от древесины снижают выход от исходной неокоренной древесины (50–57 %) и заметно повышают прочностные показатели полуцеллюлозы (раз-

119

рывная длина 5100–6180 м). Столь существенное снижение выхода полуцеллюлозы при варке щепы после ГТО объясняется отделением от щепы большей части коры и растворением в процессе ГТО части компонентов древесины (12,5–15 %).

ГТО оказывает влияние и на внешний вид отливок из полуцеллюлозы – они получаются гладкие, ровные.

Таким образом, из неокоренной щепы ветвей и вершинок можно получить нейтрально-сульфитную полуцеллюлозу с высокими показателями механической прочности, соответствующими нормам для нейтрально-сульфитной полуцеллюлозы первого и высшего сорта.

УДК 579.66:579.864.1

Н.Н. Пономарева1, В.А. Несчисляев2, Т.В. Федорова2

РАЗРАБОТКА ПОЛИКОМПОНЕНТНОГО ПРОБИОТИЧЕСКОГО ПРЕПАРАТА НА ОСНОВЕ ЛАКТОБАКТЕРИЙ

1Пермский национальный исследовательский политехнический университет

2Пермская государственная фармацевтическая академия

В сфере практической микробиотологии одним из перспективных направлений является создание новых композиций известных производственных штаммов для конструирования более эффективных пробиотиков, обладающих качественно новыми параметрами биологических свойств. Такой подход представляется наиболее рациональным путём создания новых препаратов.

Цель работы – сконструировать состав и разработать технологию комплексного пробиотического препарата на основе совместимых штаммов лактобактерий.

120