Том 23, № 2 (2023)
Статьи
Определение нитратов в сырых овощах и продуктах их переработки
Аннотация
Количество нитросоединений техногенного происхождения в общем круговороте азота устойчиво возрастает, что приводит к увеличению нитратов в продуктах и увеличивает нитрат-нитритную нагрузку на организм человека. Целью исследования было определение содержания нитратов в сырых овощах и продуктах их переработки. В качестве объектов исследования были выбраны овощи с высоким (свекла, кинза, редис, лук зеленый), средним (кабачок, морковь, огурец) и низким содержанием нитратов (картофель, томат, лук репчатый). Для качественного определения нитратов проводили реакции с дифениламином, для количественного – ионометрическое определение рН-метром-иономером Экотест 2000 с использованием ионоселективного электрода ЭКОМ-NO3 . В ходе исследования установлено, что содержание нитратов в овощах, поступающих в торговую сеть «Магнит», не превышает ПДК, за исключением редиса и кабачка. При приготовлении овощей в СВЧ-печи количество нитратов резко возрастает. При варке «до готовности» количество нитратов уменьшается, но увеличивается их количество в бульонах. При длительной термической обработке количество нитратов увеличивается, как в овощах, так и в бульонах. При замораживании и разморозке овощей в закрытой посуде наблюдается снижение нитратов, а при размораживании в открытой посуде уровень нитратов резко растет. Рекомендуется не использовать в процессе приготовления овощей СВЧ-печи; во время варки сливать воду и после этого проварить до готовности; готовые овощи в бульоне не оставлять из-за обратной адсорбции ионов; размораживать овощи в закрытой посуде.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2023;23(2):128-137
128-137
Описание химического взаимодействия в системе CaO-Al2O3-SiO2
Аннотация
Приводится построение древа фаз и описание химического взаимодействия для тройной оксидной системы CaO-Al2 O3 - SiO2 . Особый интерес к системе, состоящей из оксидов кальция, алюминия и кремния, связан с получением высоко востребованных функциональных материалов с заданными свойствами. Расплавы системы CaO-Al2 O3 -SiO2 имеют большое теоретическое и прикладное значение. Это обусловлено значительной ролью расплавов этих оксидов и их смесей в металлургии, производстве керамики и других областях промышленности. Фазовые соотношения в системе при полном исчезновении жидкости в системе CaO-Al2 O3 -SiO2 позволили построить древо фазсистемы, которое включает линейную часть и два цикла. Построение древа фаз приводится с учетом образования четырех двойных соединений в системе CaO-SiO2 , пяти двойных соединений в системе CaO-Al2 O3 , одного двойного соединения в системе Al2 O3 -SiO2 и двух тройных соединений. Стабильный комплекс включает пятнадцать вторичных фазовых треугольников, соединяющихся между собой шестнадцатью стабильными секущими. Для смесей, отвечающих точками эквивалетности (точками пересечения нестабильных и стабильных секущих) описано химическое взаимодействие в соответствии с законом эквивалентов. Сделан вывод, что для всех смесей, отвечающих точкам эквивалентности, для стандартных условий термодинамически возможны взаимодействия. Выполнен прогноз кристаллизующихся фаз.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2023;23(2):138-147
138-147
Новые деградируемые фотокатализаторы для очистки сточных вод
Аннотация
Ослабление техногенной нагрузки на природную среду стало глобальной задачей человечества. Накопление токсичных веществ в природных водах может вызывать ускорение загрязнения водосборных бассейнов планеты, что приведёт к загрязнению биоты. Для решения данной проблемы необходимо создание фотокатализаторов, которые способны функционировать самопроизвольно под действием солнечного света. Также важными параметрами фотокатализаторов являются простота синтеза и низкая стоимость. В данной статье продемонстрирован одностадийный подход к синтезууглеродных наноструктур (УНС), обладающих фотокаталитической активностью. Для этой цели применен метод «зеленой химии» – гидротермальная обработка различных полисахаридов (декстран сульфат натрия, крахмал, пектин), открывающий возможность использования вторичного сырья. Осуществлено комплексное изучение свойств синтезированных УНС. Для изучения их оптических свойств использовали абсорбционную и люминесцентную спектроскопии, а также ИК-спектроскопию. Полученные УНС успешно продемонстрировали фотокаталитическую активность на модельном органическом красителе тартразине, широко используемом в пищевой и текстильной промышленности.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2023;23(2):148-158
148-158
Циквалон в синтезе азот-, кислородсодержащих гетероциклов
Аннотация
Циквалон является аналогом куркумина (EE-конформация), проявляет широкий спектр биологической активности (антиоксидантная, гепатопротекторная, мембраностабилизирующая, противоязвенная) и используется в медицинской практике как желчегонное средство. Известны многочисленные способы получения циквалона, в том числе промышленные, однако его реакции изучены намного меньше. Осуществлены некоторые реакции циквалона с N, C-нуклеофилами (гидразины, малононитрил). Совершенно не изученными оставались реакции с гетариламинами, которые могли привести к синтезу соединений, включающих фармакофорные фрагменты. Нами использован циквалон в качестве субстрата для синтеза азот-, кислородсодержащих гетеросистем ряда хроменопиримидина, аминохроменкарбонитрила, индазола, триазолохиназолина. Строение полученных новых веществ установлено спектральными методами (ИК-, ЯМР 1 H, 13C, HMBC, HSQC). Предложены схемы образования продуктов реакции.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2023;23(2):159-165
159-165
Комплексные органоминеральные удобрения и мелиоранты – экологичный подход к утилизации фосфогипса
Аннотация
Одним из современных подходов к решению экологических проблем накопления и депонирования в окружающей среде отходов производства и потребления является реализации моделей «зеленой экономики» и экономики «замкнутого цикла». Данный подход позволяет повысить коэффициент использования ресурсов и уменьшить негативное воздействие на окружающую среду. Перспективным в этой области является, в частности, изучение возможности совместной утилизации отходов различных производств, например сельскохозяйственных и промышленных отходов. Проведен анализ современного состояния работ в данном направлении, на примере анализа возможностей совместной утилизации фосфогипса и органических отходов. Предложен новый экологичный подход к утилизации крупнотоннажного вторичного материального ресурса фосфогипса совместно с органическими отходами. При этом фосфогипс выступает в качестве матрицы для производства комплексных органоминеральных удобрений и мелиорантов сложного состава, введение органического компонента удобрений производится в готовой и обезвреженной жидкой фазе. Исходным сырьем для органического компонента могут являться отходы сельскохозяйственного производства, коммунальные отходы, осадки сточных вод очистных сооружений. Показана эффективность комплексного органоминерального удобрения на основе фосфогипса (90%, мас.) и жидкого удобрения «Рабиол» с включением высокоселективного сорбента на основе молекулярно импринтированных полимеров к имазамоксу – устойчивому гербициду класса имидазолинонов.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2023;23(2):166-174
166-174
Синтез спиропирролизидинов, содержащих хиноксалиновый и пиррольный фрагменты
Аннотация
Реакция 1,3-диполярного циклоприсоединения азометин-илидов, полученных взаимодействием in situ 11H-индено[1,2-b] хиноксалин-11-она и пролина, и 3-фенил-1-пирролил-2-ен-1-онов была использована для синтеза замещенныхспиропирролизидинов в продолжение изучения применения новых енонов в качестве диполярофилов. Подобраны условия осуществления трёхкомпонентного синтеза (температурный режим, растворитель, метод активации). Наилучшие характеристики были получены при кипячении реакционной смеси в этаноле. Ультразвуковая активация не вызвала уменьшения времени реакции или увеличения выходов. Реакция происходит регио- и диастереоселективно с образованием единственного типа продуктов с выходами 72–76%. 11H-Индено[1,2-b] хиноксалин-11-оны можно получить взаимодействием нингидрина и о-фенилендиамина, поэтому был исследован четырёхкомпонентный вариант синтеза целевых спиропирролизидинов на основе нингидрина, о-фенилендиамина, пролина и 3-арил-1-пирролил2-ен-1-онов. Показано, что в этом случае реакция протекает с образованием иных продуктов, а именно замещенныхспиро[инден-2,3’- пирролизин]-1,3-дионов. С помощью трёхкомпонентной встречной реакции нингидрина, пролина и 3-арил-1-пирролил-2-ен-1-онов было показано, что протекает циклоприсоединение диполярофилов и илида, образующегося из нингидрина и пролина. Предложена вероятная схема изученных превращений. Регио- и диастереоселективность свидетельствует в пользу согласованного циклоприсоединения, проходящего в обоих случаях через переходное состояние, в котором образуется связь между наиболее электрофильным β-углеродным атомом еноновой системы и нуклеофильным углеродным атомом диполя. Обсуждены причины наблюдаемых особенностей. Состав и строение конечных продуктов подтверждены данными элементного анализа, ЯМР 1 Н, 13С, HMBC, NOESY спектроскопии. Полученные соединения содержат фармакофорные хиноксалиновый и пиррольный фрагменты и могут быть использованы для исследования различных видов биологической активности, характерной для структур с подобными фрагментами.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2023;23(2):175-184
175-184
Синтез и свойства привитых сополимеров ксантана и глюкоманнана с акриловыми мономерами
Аннотация
Графт-сополимеры полисахаридов с акриловыми мономерами сочетают в себе биоразлагаемость, биосовместимость, экологичность природных полимеров и повышенную термостабильность, химическую и механическую стойкость синтетических полимеров. Осуществлён поиск и анализ литературы на английском языке за 2002–2022 гг., посвящённой привитой полимеризации акриламида, акриловой кислоты и 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты на макромолекулярные цепи ксантана и глюкоманнана. Выявлено, что синтез привитых цепей сополимеров протекает по механизму радикальной полимеризации с использованием термического гомолитического распада инициатора или микроволнового воздействия, в отдельных случаях – радиационного инициирования, а также фронтальной полимеризации. В зависимости от способа проведения реакции время синтеза графт-сополимера варьируется от нескольких минут до нескольких часов. Рассмотрено влияние условий и параметров синтеза на конверсию мономера, структуру и свойства получаемого полимера. Установлено, что понижение соотношения полисахарид/мономер и повышение концентрации инициатора повышает эффективность и степень прививки. Рассмотрены методы характеризации привитых сополимеров, включающие: инфракрасную спектроскопию для анализа химического строения образца, сканирующую электронную микроскопию для характеристики структуры, надмолекулярного упорядочения и пористости, дифференциально-термический анализ для оценки тепловых эффектов итермической стабильности. Обсуждено влияние условий синтеза и рН сорбционной среды на водопоглощение и сорбционную способность данного класса графт-сополимеров. Обнаружен широкий потенциал привитыхсополимеров к многократному повторению циклов поглощения и выделения жидкой среды без потери функциональных свойств. Это открывает перспективы использования привитых сополимеров ксантана и глюкоманнана с акриловыми мономерами в качестве материалов для очистки вод от ионов металлов и катионных красителей, адресной доставкии пролонгированного действия лекарственных веществ и раневых покрытий для лечения ран.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2023;23(2):185-196
185-196
Предварительная оценка содержания ядерной ДНК в растениях Chondrilla (Asteraceae) Европейской России и Западного Казахстана с использованием проточной цитометрии
Аннотация
Получены предварительные данные о размере генома представителей рода Chondrilla (Asteraceae) Европейской России и Западного Казахстана с использованием проточной цитометрии. Среди всех исследованных образцов рода для образцов C. ambigua и C. paucifl ora установлена прямая зависимость размера генома от количества хромосом. В нашем исследовании содержание ДНК диплоида C. ambigua составило 2С = 1.69 пг, а триплоида C. paucifl ora – 2С = 2.65 пг. Значения 2С в пределах 2.29–2.69 пг имеют большинство образцов рода Chondrilla (характерно для 13 из 23 образцов), принадлежащих к следующим таксонам: C. paucifl ora, C. laticoronata, C. brevirostris, C. canescens, C. graminea, C. latifolia, C. juncea. Скорее всего, они являются триплоидами, причём во многих случаях с отклоняющимся от кратного основному числу числом хромосом. Образец C. latifolia из популяции Камышинского района Волгоградской области на гистограмме относительной интенсивности флуоресценции показал два пика, соответствующие двум значениям относительного содержания ДНК – 1.68 пг и 2.58 пг, т.е. он оказался миксоплоидом с двумя уровнями плоидности (2n = 2x = 10 и 2n = 3x = 15). Разнообразие размеров генома внутри рода можно объяснить установленной ранее высокой изменчивостью числа хромосом, связанной с анеу- и миксоплоидией.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2023;23(2):197-208
197-208
О значении хемосистематической корреляции при изучении аллелопатического потенциала аборигенных и чужеродных видов трав
Аннотация
Представлены результаты скрининга на аллелопатическую активность трех пар «абориген–интродуцент» из систематически близких на уровне рода видов трав, в том числе инвазивных. Показано, что экстракты листьев концентрацией 1% Solidago virgaurea и S. canadensis, Pulmonaria obscura и P. saccharata, Veronica serpyllifolia и V. fi liformis в связи схемосистематической корреляцией фитосостава оказали близкое или равновеликое ингибирующее воздействие на прорастание семян и рост корней тест-культуры в биотестах. Экстракты видов Solidago sp. и Pulmonaria sp. тормозили скорость прорастания и роста корней в 1,5–2 раза ниже контроля, в вариантах Solidago sp. динамика ростовых процессов развивалась по типу стресс-реакции. У аборигенного и чужеродного видов Solidago sp. итоговая всхожесть была близкой или равной контрольной, при этом абсолютная скорость роста корней в интервале 36–48 ч после посева различалась в два раза, 16,8±0,43 и 8,99±0,23 мм/сутки соответственно. В паре сравнения Pulmonaria sp. всхожесть снизилась на 58,66 и 43,5% соответственно. Экстракт V. fi liformis тормозил прорастание на 24,4% сильнее аборигенного вида. При концентрации 0,05% экстракты Solidago sp. не оказали влияния, P. saccharata и V. fi liformis вызвали эффекты гормезиса. В варианте P. saccharata – ускорение абсолютной и относительной скорости роста корней тест-культуры в два раза, превышение итоговой длины корней вдвое по сравнению с контролем и аборигенным видом сравнения. В варианте V. fi liformis – торможение скоростей прорастания и роста корня на 25,8 и 50,2% от значений парного вида соответственно. Сравнительный метод повышает уровень анализа данных биотестов, способствует обнаружению и более глубокому изучению видоспецифических модусов воздействия аллелохемиков.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2023;23(2):209-218
209-218
Антофильные жесткокрылые (Insecta: Coleoptera) ценопопуляций одуванчика лекарственного (Taraxacum offi cinale) в период его «весеннего» цветения в Ярославской области
Аннотация
Сообщество жесткокрылых (Coleoptera) на цветках одуванчика Taraxacum officinale (Ярославская обл., пос. Борок) в период его «весеннего» цветения (17.05.2022 – 14.06.2022) представлено 28 видами из 13 семейств. Оно имеет выраженный антофильный облик и включает в себя преимущественно поллинофагов и нектарофагов (Elateridae, Nitidulidae, Byturidae, Phalacridae и Oedemeridae). Развитие на одуванчике проходят два вида жесткокрылых Olibrus bicolor и Glocianus punctiger. В ряду постоянных членов сообщества выступают Cidnopus aeruginosus, Byturus ochraceus и Olibrus bicolor. На пике «весеннего» цветения сообщество жуков – посетителей цветков имеет полидоминантный характер, включая виды, проходящие дополнительное питание после зимовки (Kateretidae, Nitidulidae, некоторые Chrysomelidae и др.). В конце цветения Taraxacum officinale видовое разнообразие имаго жесткокрылых падает, а количественно почти полностью замещается особями летнего вида Byturus ochraceus, который выступает в роли супердоминанта (76.74–99.77%).
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2023;23(2):219-226
219-226
Пространственное распределение гнёзд врановых птиц (Corvidae) в компонентах урбанизированной среды (на примере Кировского района г. Саратова)
Аннотация
Исследование посвящено особенностям пространственного размещения гнёзд четырёх видов врановых птиц (Corvidae): галки, грача, серой вороны и сороки – на территории Кировского района г. Саратова. В работе использовались следующие методы: методы маршрутных и площадочныхучётов, картографическое моделирование, метод построения изолиний на основе картографических данных, оценка достоверности отличий в количестве гнёзд врановых с помощью критерия соответствия χ2 , определение степени урбанизации разных участков района исследования на базе применённого Е. Л. Лыковым метода, оценка зависимости числа гнёзд от степени урбанизации территории при помощи коэффициента корреляции Спирмена. Проанализировано распределение 652 гнездовых построек по биотопам, проведена оценка плотности гнездования врановых в различных местообитаниях городской среды. Плотность расположения гнёзд достигает максимальныхзначений на территорияхс обильными зелёными насаждениями, большим количеством мест для гнездования как природного, так и антропогенного происхождения и низким уровнем воздействия фактора беспокойства: на участках малоэтажной застройки, в полезащитных лесополосах, в природном парке «Кумысная поляна», на старом Воскресенском кладбище. Самыми избирательными при выборе мест размножения видами являются галка и грач, устраивающие гнёзда в постройках человека и на близко расположенных высоких деревьях. Серая ворона гнездится наиболее равномерно и максимально успешно освоила местообитания г. Саратова. Гнездовые участки сороки в большей степени приурочены к массивам древесной растительности, наибольшая плотность размещения её гнёзд характерна для природных и природно-антропогенных компонентов городской среды. Выявлена отрицательная связь между количеством гнёзд двух видов – серой вороны и сороки – и степенью урбанизации территории. На гнездование галки и грача в большей мере влияет не степень урбанизации, а наличие подходящих мест для размножения.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2023;23(2):227-235
227-235
История становления и развития микробиологии в Саратовском государственном университете
Аннотация
Представлены истоки зарождения изучения микробиологии в Саратовском национальном исследовательском государственном университете имени Н. Г. Чернышевского (СГУ), становления и развития с момента создания кафедры микробиологии в Саратовском университете в 1918 г. под руководством Алексея Ильича Бердникова до учебной и научно-практической деятельности кафедры микробиологии и физиологии растений в настоящее время. История кафедры тесно связана с деятельностью выдающихся ученых-микробиологов: Александра Александровича Богомольца, Сергея Михайловича Никанорова, первого заведующего кафедрой микробиологии биологического факультета СГУ – Альберта Рейнгольдовича Вернера, заведующих Марии Петровны Гнутенко, Марины Константиновны Щегловой, Павла Абрамовича Чирова, сформировавших основные направления научных исследований. Страницы истории нашей страны отразились в жизни сотрудников кафедры: репрессии 1930-х гг., депортация немцев Поволжья 1941 г., Великая Отечественная война 1941–1945 гг. В 1955 г. кафедру микробиологии объединили с кафедрой анатомии и физиологии растений. Кафедра стала колыбелью научных и учебных подразделений учреждений г. Саратова – кафедры биохимии и биофизики СГУ, кафедры микробиологии СГМУ, ФКУН Российского противочумного института «Микроб» Роспотребнадзора. В настоящее время научную и педагогическую деятельность кафедры микробиологии и физиологии растений СГУ обеспечивают заведующий кафедрой Сергей Александрович Степанов, доценты Александра Михайловна Петерсон, Елена Владимировна Глинская, Денис Валерьевич Уткин, Валерия Валерьевна Коробко, Михаил Юрьевич Касаткин.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2023;23(2):236-247
236-247