foodindustryПищевая промышленность: наука и технологииFood Industry: Science and Technology2073-4794Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствиюfoodindustry-434Research ArticleСтатьиВлияние условий сорбции на сорбционную активность хитозанаThe influence of the system sorbent sorbate on the sorption activity of chitosanПавловаО. В.PavlovaO. V.

Павлова Оксана Валерьевна – кандидат технических наук, доцент, заместитель декана по научной работе ГрГУ им. Я. Купалы

ул. Доватора, д. 3/1, каб. 121 а, 230029, г. Гродно, Республика Беларусь

Pavlova Oksana V. – Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Deputy Dean for Scientific Work

Dovator st., 3/1, room 121 а, 230029, Grodno, Republic of Belarus

pavlova@grsu.byГладкаяО. К.GladkayaO. K.

Гладкая Ольга Константиновна – магистрант факультета биологии и экологии ГрГУ им. Я. Купалы

ул. Доватора, д. 3/1, каб. 226 а, 230029, г. Гродно, Республика Беларусь

Gladkaya Olga K. – graduate student of the Faculty of Biology and Ecology

Dovator st., 3/1, room 121 а, 230029, Grodno, Republic of Belarus

o.gladkaya@grsu.byТрусоваМ. М.TrusovaM. M.

Трусова Мария Михайловна – магистрант факультета биологии и экологии ГрГУ им. Я. Купалы

ул. Доватора, д. 3/1, каб. 226 а, 230029, г. Гродно, Республика Беларусь

Trusova Maria M. – graduate student of the Faculty of Biology and Ecology

Dovator st., 3/1, room 121 а, 230029, Grodno, Republic of Belarus

brui.92@mail.ruУчреждение образования «Гродненский государственный университет им. Я. Купалы»Educational institution «Yanka Kupala State University of Grodno»2019301220191248693Copyright © Павлова О.В., Гладкая О.К., Трусова М.М., 20192019Павлова О.В., Гладкая О.К., Трусова М.М.Pavlova O.V., Gladkaya O.K., Trusova M.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://foodindustry.belal.by/jour/article/view/434

Во введении описывается строение хитозана, возможные области его использования в биотехнологическом производстве, пищевой промышленности и медицине, сельском хозяйстве. Представлен краткий обзор основной сырьевой базы для получения хитозана, отмечена необходимость нахождения оптимальных условий сорбции для проведения полного и детального анализа сорбционной активности хитозана.

Целью исследования является определение оптимальных условий системы сорбент-сорбат для выявления показателей сорбционной способности хитозана, а именно сорбционной емкости, удельной поверхности образцов сорбента и коэффициента распределения в системе сорбент-сорбат.

В основной части с целью изучения влияния исследуемых факторов на сорбционные способности хитозана был проведен двухфакторный эксперимент по оптимизации условий сорбции. Для проведения анализа значимости факторов с целью определения диапазона оптимальных значений этих показателей (экспозиция, температура) был проведен двухфакторный регрессионный анализ.

Результаты проведенного анализа показали, что на сорбционную способность хитозана достоверно влияют оба показателя (экспозиция, температура), значимым является и их сочетание. Максимальная сорбционная активность хитозана была выявлена при температуре 30 °C и экспозиции 60 мин. Полученные данные о диапазонах варьирования исследуемых факторов на контролируемый показатель послужили основой для использования оптимального режима при изучении сорбционных свойств хитозана.

Были установлены и проанализированы такие показатели сорбционной активности хитозана как, сорбционная емкость, удельная поверхность образцов сорбента, а также коэффициент распределения в системе сорбент-сорбат.

The introduction describes the structure of chitosan, the possible areas of its use in biotechnological production, food industry and medicine, and agriculture. A brief review of the main raw materials bases of chitosan is presented, as well as noted the need to find the optimal mode of the sorbent-sorbate system, to conduct a complete and detailed analysis of the sorption activity of chitosan.

The purpose of the study is to determine the optimal conditions of the sorbent sorbate system to identify indicators of the sorption capacity of chitosan, namely the sorption capacity, the specific surface of the sorbent samples, as well as the distribution coefficient in the sorbent sorbate system.

In the main part, in order to study the influence of the studied factors on the sorption abilities of chitosan, a two-factor experiment was conducted to optimize the modes of the sorbent-sorbate system. To analyze the significance of factors in order to determine the range of optimal values of these indicators (exposure, temperature), two-factor analysis of variance was performed.

The results of the two-factor analysis of variance showed that both indicators (exposure, temperature) reliably influence the sorption capacity of chitosan, their combination is also significant. The maximum sorption activity of chitosan was detected at a temperature of 30 °C and exposure for 60 minutes. The obtained data on the ranges of variation of the studied factors on a controlled indicator formed the basis for the use of the optimal mode in studying the sorption properties of chitosan.

Such indicators of chitosan sorption activity as sorption capacity, specific surface area of sorbent samples, as well as the distribution coefficient in the sorbent-sorbate system were established and analyzed.

система сорбент-сорбатхитозансорбционная активностьдвухфакторный регрессионный анализsorbent-sorbate systemchitosansorption activitytwo-factor analysis of varianceReferencesУнрод, В.И. Хитин- и хитозансодержащие комплексы из мицелиальных грибов: получение, свойства, применение / В.И. Унрод, Т.В. Солодовник // Биополимеры и клетка. – 2001. – Т. 17, № 6. – С. 526–533.Unrod, V.I. Khitin- i khitozansoderzhashchie kompleksy iz mitselial’nykh gribov: poluchenie, svoistva i primenenie [Chitin- and chitosan-containing complexes from filamentous fungi: preparation, properties, and application] / Biopolimery i kletka. [Biopolymers and a cell] 2001. V. 17. №6. pp. 526–533 (in Russian).Лябин, М.П. Совершенствование технологии получения хитозана / М.П. Лябин // Биология и биотехнология. – 2011. – №2. – С. 17–21.Liabin, M.P. Sovershenstvovanie tekhnologii polucheniia khitozana [Improving the technology of chitosan] / Biologiia i biotekhnologiia. [Biology and Biotechnology] 2011. №2. P. 17–21 (in Russian).Павлова, О.В. Оптимизация режимов деминерализации хитинсодержащего сырья в технологии получения хитозана из мицелиальных грибов рода Aspergillus / О.В. Павлова // Веснік ГрДУ імя Янкі Купалы. Сер 6. Тэхника. – 2017. – Т. 7. – № 1. – С. 75–82.Pavlova, O.V. Optimizatsiia rezhimov demineralizatsii khitinsoderzhashchego syr’ia v tekhnologii polucheniia khitozana iz mitselial’nykh gribov roda Aspergillus [Optimization of demineralization regimes of chitin-containing raw materials in the technology of chitosan production from filamentous fungi of the genus Aspergillus] / Vesnіk GrDU іmia Iankі Kupaly. Ser 6. Tekhnika. [Vesnіk GrdU іmya Yanke Kupalya] 2017. T.7. № 1. P. 75–82 (in Russian).Гальбрайх, Л.С. Хитин и хитозан: строение, свойства, применение / Л.С. Гальбрайх // Соросовский образовательный журнал. – 2001. – Т. 7, № 1. – С. 51–56.Gal’braikh, L.S. Khitin i khitozan: stroenie, svoistva, primenenie [Chitin and chitosan: structure, properties, application] Sorosovskii obrazovatel’nyi zhurnal [Soros Educational Journal] – 2001. – T.7, №1. – P. 51–56 (in Russian).Павлова, О.В. Технология выделения хитинсодержащих компонентов из биомассы мицелиальных грибов / О.В. Павлова, Б.В. Жидок // Молодежь и инновации – 2017: материалы междунар. науч. конф. молодых ученых, Горки, 1–3 июня 2017 г. – Горки, 2017.Pavlova, O.V. Tekhnologiia vydeleniia khitinsoderzhashchikh komponentov iz biomassy mitselial’nykh gribov [Technology for isolating chitin-containing components from filamentous fungal biomass] / Molodezh’ i innovatsii – 2017: materialy mezhdunar. nauch. konf. molodykh uchenykh, Gorki, 1–3 iiunia 2017 g. [Youth and Innovations - 2017: materials of the Intern. scientific conf. Young Scientists, Gorki, June 1-3, 2017] – Gorki, 2017 (in Russian).Скрябин, Г.А. Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение / под ред. К.Г. Скрябина, Г.А. Вихоревой, В.П. Варламова. – М. : Наука, 2002. – 368 с.Skriabin, G.A. Khitin i khitozan. Poluchenie, svoistva i primenenie [Chitin and chitosan. Receipt, properties and application] M.: Nauka [Science], 2002. – 368 p. (in Russian).Горовой, Л.Ф. Сорбционные свойства хитина и его производных: Хитин, его строение и свойства / Л.Ф. Горовой, В.Н. Косяков В кн.: Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение. – М. : Наука, 2002. – С. 217-246.Gorovoi, L.F. Sorbtsionnye svoistva khitina i ego proizvodnykh: Khitin, ego stroenie i svoistva [Sorption properties of chitin and its derivatives: Chitin, its structure and properties] M.: Nauka [Science], 2002. – P. 217–246 (in Russian).Тарановская, Е.А. Очистка сточных вод с применением хитозана / Е.А. Тарановская, Н.А. Собгайда, И.Н. Алферов, П.В. Морев // Вестник Оренбургского государственного университета. – 2015. – № 10 (185). – С. 322-325.Taranovskaia, E.A. Ochistka stochnykh vod s primeneniem khitozana [Wastewater treatment using chitosan] Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta. [Bulletin of Orenburg State University] – 2015. – № 10 (185) – P. 322–325 (in Russian).Тыщенко, В.П. Физиология насекомых / В.П. Тыщенко. – М. : Высш. шк, 1986. – 303 с.Tyshchenko, V.P. Fiziologiia nasekomykh [Insect physiology] M: Vyssh. shk [M: Higher], 1986. – 303 p. (in Russian).Сливкин, А.И. Разработка биокатализатора на основе трипсина, иммобилизованного на хитозане / А.И. Сливкин [и др.] // Сорбционные и хроматографические процессы. – 2013. – Т. 13, № 1. – С. 53–59.Slivkin, A.I. Razrabotka biokatalizatora na osnove tripsina, immobilizovannogo na khitozane [Development of a biocatalyst based on trypsin immobilized on chitosan] Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy [Sorption and chromatographic processes]. – 2013. – T.13, № 1. – P. 53–59 (in Russian).Ковалева, Т.А. Иммобилизация гидролитических ферментов на анионитах / Т.А. Ковалева [и др.] // Сорбционные и хроматографические процессы . – 2008. – Т. 8, Вып. 6 – С. 1035–1041.Kovaleva, T.A. Immobilizatsiia gidroliticheskikh fermentov na anionitakh [Immobilization of hydrolytic enzymes on anion exchanger] Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy [Sorption and Chromatographic Processes] – 2008. – T.8, Vyp.6 – P. 1035–1041 (in Russian).Немцев, С.В. Получение хитина и хитозана из медоносных пчел. / С.В. Немцев, О.Ю. Зуева, М.Р. Хисматуллин, А.И. Албулов, В.П. Варламов // Прикладная биохимия и микробиология. – 2004. – Т. 40. – № 1. – С. 46–50.Nemtsev, S.V. Poluchenie khitina i khitozana iz medonosnykh pchel. [Getting chitin and chitosan from honeybees] Prikladnaia biokhimiia i mikrobiologiia. [Applied Biochemistry and Microbiology] – 2004. – T.40. №1, P. 46–50 (in Russian).Красавцев, В.Е. Технико-экономические перспективы производства хитина и хитозана из антарктического криля / Краcавцев В.Е. // Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана: материалы VII Международной конференции, Москва: ВНИРО, 2003. – C. 7–9.Krasavtsev, V.E. Tekhniko-ekonomicheskie perspektivy proizvodstva khitina i khitozana iz antarkticheskogo krilia [Techno-economic prospects for the production of chitin and chitosan from Antarctic krill] Sovremennye perspektivy v issledovanii khitina i khitozana: materialy VII Mezhdunarodnoi konferentsii, Moskva: VNIRO, 2003. [Modern perspectives in the study of chitin and chitosan: proceedings of the VII International Conference, Moscow: VNIRO, 2003.] – P. 7–9 (in Russian).Мезенова, О.Я. Гаммарус балтийский – потенциальный источник получения хитина и хитозана / О.Я. Мезенова, А.С. Лысова, Е.В. Григорьева // Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана: материалы VII Международной конференции. – М. : ВНИРО, 2003. – C. 32.–33.Mezenova, O.Ia. Gammarus baltiiskii – potentsial’nyi istochnik polucheniia khitina i khitozana [Gammarus Baltic - a potential source of chitin and chitosan] Sovremennye perspektivy v issledovanii khitina i khitozana: materialy VII Mezhdunarodnoi konferentsii. – M.: VNIRO, 2003. [Modern perspectives in the study of chitin and chitosan: proceedings of the VII International Conference. – M .: VNIRO, 2003.] – P. 32–33 (in Russian).Антарктический криль: Справочник / Под pед. В.М. Быковой. – М: ВНИРО, 2001. – 207 с.Antarkticheskii kril’: Spravochnik [Antarctic krill: a Handbook]. – M: VNIRO [M : VNIRO], 2001. – 207 p. (in Russian).Осовская, И.И. Хитин-глюкановые комплексы (Физико-химические комплексы и молекулярные характеристики): учебное пособие / И.И. Осовская, Д.Л. Будилина, Е.Б. Тарабукина, Л.А. Нудьга, Санкт-Петербургский госуд. ун-т. – Санкт-Петербург, 2010. – 52 с.Osovskaia, I.I. Khitin-gliukanovye kompleksy (Fiziko-khimicheskie kompleksy i molekuliarnye kharakteristiki): uchebnoe posobie [Chitin-glucan complexes (Physicochemical complexes and molecular characteristics): study guide] Sankt-Peterburgskii gosud. un-t. [Petersburg State] – Sankt-Peterburg, 2010. – 52 p. (in Russian).Способ получения глюкан-хитозанового комплекса: пат. № 2043995 Россия, заявл. 1995 / Тесленко, А.Я., Воеводина И.Н., Галкин А.В., Львова Е.Б., Никифорова Т.А., Николаев С.В., Михайлов Б.В., Козлов В.П. – 1995.Sposob polucheniia gliukan-khitozanovogo kompleksa: pat. № 2043995 Rossiia, zaiavl. [The method of obtaining the glucan-chitosan complex: Pat. No. 2043995 Russia] 1995 (in Russian).Харсун, А.И. Биохимия насекомых / А.И Харсун. – Кишинев: Карта, 1976. – С.170–181.Kharsun, A.I. Biokhimiia nasekomykh. [Biochemistry of insects] – Kishinev: Karta [Chisinau: Map], 1976. – P. 170–181 (in Russian).Курченко, В.П. Технологические основы получения хитина и хитозана из насекомых / В.П. Курченко, С.В. Буга, Н.В. Петрашкевич, Т.В. Буткевич, А.А. Ветошкин, Е.Л. Демченков, А.Д. Лодыгин О.Ю. Зуева, В.П. Варламов, О.И. Бородин – Труды БГУ. – 2016. – том 11, часть 1. – C. 110–126.Kurchenko, V.P. Tekhnologicheskie osnovy polucheniia khitina i khitozana iz nasekomykh [Technological basis for the production of chitin and chitosan from insects] – Trudy BGU. [Proceedings of BSU] – 2016. – volume 11, part 1. – p. 110–126 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.