Abstrakt vědeckého článku o environmentálních biotechnologiích, autor vědecké práce – Oksana Evgenievna Pryazhennikova
Tento článek prezentuje výsledky studií celulolytické aktivity půd v městském prostředí. Byl odhalen vliv zvýšených koncentrací těžkých kovů v půdě na celulolytické procesy.
i Už vás nebaví bannery? Reklamu můžete vždy vypnout.
Podobná témata vědecké práce o environmentálních biotechnologiích, autorkou vědecké práce je Oksana Evgenievna Pryazhennikova
Vliv herbicidů na půdní mikroorganismy na různých pozadích minerální výživy
Změny aktivity půdní celulázy pod vlivem ropného znečištění
Vliv metod základní kultivace šedé lesní půdy na její biologickou aktivitu a výnos ozimé pšenice
Analýza změn schopnosti odbourávat celulózu antropogenně kontaminované půdy
Vliv stromů rodu Juglans L. na celulózovou degradační aktivitu půdy v arboretu botanické zahrady Samarské univerzity
i Nemůžete najít, co potřebujete? Vyzkoušejte službu výběru literatury.
i Už vás nebaví bannery? Reklamu můžete vždy vypnout.
V tomto článku jsou uvedeny výsledky výzkumů tselljulozolitichesky aktivity půd v podmínkách městského média. Působení zvýšené koncentrace závažných kovů v půdě na procesy tselljulozolitichesky je nahráno.
Text vědecké práce na téma “Celulolytická aktivita půd v městském prostředí”
CELULOSOLYTICKÁ AKTIVITA PŮD V MĚSTSKÉM PROSTŘEDÍ
O. E. Prjažennikovová
TSELLJULOZOLITICHESKY AKTIVITA PŮD V PODMÍNKÁCH STŘEDNÍHO MĚSTA
Tento článek prezentuje výsledky studií celulolytické aktivity půd v městském prostředí. Byl odhalen vliv zvýšených koncentrací těžkých kovů v půdě na celulolytické procesy.
V tomto článku jsou uvedeny výsledky výzkumů tselljulozolitichesky aktivity půd v podmínkách městského média. Působení zvýšené koncentrace závažných kovů v půdě na procesy tselljulozolitichesky je nahráno.
Klíčová slova: celulolytická aktivita, těžké kovy, mikroorganismy, půdní pokryv.
Klíčová slova: tselljulozolitichesky aktivita, závažné kovy, mikroorganismy, půdní složka.
Celulóza je hlavní složkou buněčných stěn vyšších rostlin a řas. Svou povahou se jedná o polysacharid, lineární polymer sestávající z řetězců molekul beta-D-glukózy spojených beta-1,4-glykosidickými vazbami. Řetězce monosacharidů jsou spojeny do vláken obklopených obalem, který obsahuje vosk a pektin [3]. Tato struktura činí celulózu mechanicky pevnou, odolnou vůči vnějším chemickým vlivům a nerozpustnou ve vodě. Syntéza celulózy je přírodní proces ve velkém měřítku, spolu se škrobem je nejběžnější organickou sloučeninou na Zemi.
Celulóza se spolu s rostlinnými zbytky dostává do půdy, kde je její obsah poměrně vysoký (40 % – 70 %).
Proces rozkladu vlákniny v půdě probíhá za aerobních i anaerobních podmínek za účasti speciálních skupin bakterií a hub. Řada moderních studií experimentálně prokázala, že jejich kvantitativní poměr v půdě je přibližně stejný [2]. Mezi aerobní půdní bakterie rozkládající celulózu patří myxobakterie rodů Cytophaga, Sorangium a Polyangium. Jsou pokryty elastickou skořápkou, schopnou měnit tvar těla (známé jsou kokoidní a tyčinkovité formy), poměrně pohyblivé, pohybující se v půdě na reaktivním principu, vylučující hlen. Myxobakterie neuvolňují enzym do vnějšího prostředí, nachází se na povrchu bakteriální buňky. Z tohoto důvodu dochází k rozkladu celulózy přímým kontaktem jejích vláken s obalem myxobakterie.
Za anaerobních podmínek jsou klostridie schopné ničit celulózu v půdě. Mezi fakultativní anaeroby, které rozkládají celulózu jak v kyslíkových podmínkách, tak bez kyslíku, patří bakterie rodu Pseudomonas. Největší význam při rozkladu celulózy mají mikroskopické houby a aktinomycety.
Enzymatický rozklad celulózy se provádí pomocí komplexu celulózy. Na
Enzym endo-beta-1,4-glukanasa v počáteční fázi ničí glykosidické vazby uvnitř glukosidického řetězce a tvoří se fragmenty s volnými konci. Exo-beta-1,4-glukanasa pak katalyzuje odštěpení disacharidu celobiózy z konce řetězce. V konečné fázi je celobióza hydrolyzována na glukózu pomocí enzymu beta-glukosidázy [3].
V půdách jakéhokoli typu, vznikajících v různých klimatických podmínkách, se vyskytují druhy mikroorganismů, které dokončují rozklad vlákniny, tvoří oxid uhličitý a vodu, za předpokladu dostatečného množství dusíku a minerálních prvků nezbytných pro látkovou výměnu.
Proces rozkladu organické hmoty je důležitým integrálním článkem v globálním biogeochemickém cyklu prvků a do značné míry určuje úrodnost půdy. Rychlost rozkladu celulózy ovlivňuje rychlost rozkladu organické hmoty obecně. Tento ukazatel lze považovat za kvantitativní měřítko úrodnosti půdy a čistou celulózu lze považovat za modelový substrát pro rozklad, proti kterému lze zjišťovat vliv faktorů prostředí a studovat vlastnosti půdy.
V této studii jsme posuzovali celulolytickou aktivitu půd na základě výsledků polního experimentu založeného na použití aplikační metody „cotton strip assay“. Literatura popisuje několik metod výsadby lněných semen do půdy. Použili jsme archy čisté, bílé lněné látky o hmotnosti 1 g, upevněné ze čtyř stran na skleněné desce o rozměrech 22×10 cm, aplikátory prádla byly umístěny do půdního řezu ve svislé poloze, místo bylo označeno dřevěnou značkou. Experiment byl opakován třikrát. Pro studii bylo vybráno 5 okresů města Kemerovo: Central, Leninsky, Zavodsky, Kirovsky, Rudnichny. Vesnicí v pozadí byla určena Andreevka, vzdálená od účinků škodlivých průmyslových a dopravních emisí. Celkový počet aplikátorů umístěných do půdy v jedné sezóně dle opakování byl 72 kusů. Aplikátory jsou odstraněny
draslíku z půdy v určitém pořadí na konci každého měsíce. Expoziční doba posledních obrazů byla 4 měsíce. Celulolytická aktivita zemin byla posuzována podle objemu rozloženého substrátu, vyjádřeného v procentech původní hmoty. K tomu byla v laboratorních podmínkách plátna zbavena pevných nečistot, vysušena a zvážena na elektronických vahách.
Zpracování terénních materiálů a experimentálních výsledků probíhalo v laboratoři „Ekologického a genetického výzkumu“ Katedry botaniky Státní univerzity Kemerovo.
Výsledky expozice aplikátorů lnu v půdě jsou uvedeny v tabulkách 1, 2.
Množství nerozložené celulózy po vystavení půdě, %
2008 červen červenec srpen září
Kontrola 35 20 0 0
Centrální 71 40 45 23,3
Kirovský 72 44,3 33,3 36,6
Rudničný 70,5 12,5 17,5 16
Leninský 39,3 43,3 10 6,6
Továrna 65 41 33,3 32
2009 červen červenec srpen září
Kontrola 30 28 0 0
Centrální 85 50 40 12
Kirovský 79,6 48,6 17,2 0,5
Rudničný 72,3 48,3 10 3,3
Leninský 81 50 25 0,5
Továrna 84,6 79 72 39,3
Intenzita rozkladu celulózy v půdách města Kemerovo
2008 1 měsíc 2 měsíce 3 měsíce 4 měsíce
Kontrola 65 80 100 100
Centrální 29 60 55 76,7
Kirovský 28 55,7 66,7 63,4
Rudničný 29,5 87,5 82,5 84
Leninský 60,7 56,7 90 93,4
Továrna 35 59 66,7 68
2009 1 měsíc 2 měsíce 3 měsíce 4 měsíce
Kontrola 70 72 100 100
Centrální 15 50 60 88
Kirovský 20,4 51,4 82,8 99,5
Rudničný 27,7 51,7 90 76,7
Leninský 19 50 75 99,5
Továrna 15,4 21 28 60,7
Stupnice intenzity destrukce celulózy (%) pro vegetační období
lovia měla supresivní účinek na aktivitu půdní mikroflóry (obr. 1, 2; tab. 5).
Závažnost procesu ničení Posouzení
Výsledkem výzkumu byla stanovena sezónní dynamika aktivity mikroorganismů degradujících celulózu. Vrchol celulolytické aktivity půd byl pozorován koncem léta – začátkem podzimu. V srpnu a září byl průměrný podíl rozložené celulózy ve všech městských částech 19,3 %, resp. 14,2 %. Na jaře (květen) nebyl podíl ztraceného prádla po vystavení půdě po dobu 30 dnů v průměru ve všech městských částech města větší než 5 %.
V květnu je nízká intenzita rozkladu celulózy dána nízkými teplotami atmosférického vzduchu a půdy, za těchto podmínek jsou nejaktivnější aerobní bakterie rozkládající celulózu, které po dlouhé zimě spouštějí proces organického rozkladu v povrchové vrstvě půdy. zlom (obr. 1).
Vrcholy celulolytické aktivity půd pozdního léta a časného podzimu jsou pravděpodobně spojeny s masivním přísunem organické hmoty do půdy v podobě opadu listů, nadzemních částí bylin odumřelých na konci vegetačního období a také kořenové systémy jednoletých rostlin. Koncem června, kdy teplota vzduchu a povrchu půdy vystoupí na 26 – 280C, dochází k aktivaci mikroskopických hub, které pozitivně ovlivňují průběh celulolytických procesů. Jejich role v půdotvorné aktivitě se zvyšuje s hloubkou, spolu s anaerobními bakteriemi, fakultativními anaeroby, které mohou existovat bez přístupu kyslíku. Byla zjištěna negativní korelace mezi aktivitou půdních saprofytů a množstvím atmosférických srážek (tab. 5). Úbytek prádla za srpen-září 2008 v průměru za všechny sledované oblasti činil 19,2 %, v roce 2009 40 % s průměrnými měsíčními srážkami 79-42 mm, resp. 60-24 mm. Druhá polovina léta – začátek podzimu 2008 se vyznačovala nejen vyšším množstvím srážek, ale i relativně nízkými teplotami vzduchu. V kombinaci s převládajícími povětrnostními podmínkami
Celulóza nebo celulózová vlákna E460(ii) je bílý prášek, neutrální vůně a chuti, chemicky inertní, obsahující 99 % balastních látek. Vyrobeno z rostlin. Celulóza je organická látka, která je podle mezinárodní klasifikace zařazena do skupiny zahušťovadel, emulgátorů a stabilizátorů. V řadě výrobků působí potravinářská přísada E460 jako plnivo, čiřidlo, zabraňuje spékání a hrudkování sypkých látek a neničí se při tepelné úpravě.
V lidském těle je celulóza balastní látkou, která se nevstřebává ani netráví, přičemž výrazně snižuje obsah kalorií v potravinářských výrobcích, aniž by se změnily organoleptické vlastnosti. Celulóza má pozitivní vliv na metabolické procesy v těle, normalizuje činnost gastrointestinálního traktu a snižuje pravděpodobnost benigních i maligních novotvarů. Aditivum E460 není zdraví škodlivé, proto nebyl stanoven přípustný denní příjem.
Také široce používané v potravinářském průmyslu: bambusová vlákna, hrachová vlákna, ovesná vlákna, pšeničná vlákna.
přihláška
Celulózová vlákna našla uplatnění v potravinářském průmyslu jako multifunkční aditivum, které umožňuje řešit řadu technologických problémů: zlepšení konzistence a tekutosti výrobku, snížení úbytku hmotnosti, zvýšení výtěžnosti hotového výrobku, obohacení výrobků o balastní vlákna, zvýšení trvanlivosti volně ložených produktů zabráněním jejich spékání.
Obiloviny
V bílém a černém pečivu, sušenkách, snídaňových cereáliích a vaflích celulóza zlepšuje jejich vlastnosti. Ve všech obilných výrobcích se díky rostlinným vláknům zvyšuje obsah balastních látek a zadržuje se vlhkost. Produkty zůstávají déle čerstvé, ale jejich organoleptické vlastnosti se nemění. To přináší různé výhody pro různé skupiny potravin:
- objem se zvyšuje
- chléb zůstane déle čerstvý a měkký
- výsledkem je jemnější struktura pórů
- Zvyšuje odolnost proti rozbití crackeru
- pečivo zůstane déle křupavé
- zvyšuje se mechanická odolnost waferů
- zlepšené řezné vlastnosti
- stabilní náplň během pečení
- zlepšuje se viskozita
- zlepšuje se viskozita
- zlepšená stabilita pečení
Maso a klobásy
Jedním z hlavních spotřebitelů potravinářského emulgátoru je masozpracující průmysl. Celulóza je obsažena v receptuře na mleté maso, vařené klobásy, salámy, párky a jiné uzeniny a masové konzervy. Přidání 1% přísady do hmotnosti surovin umožňuje snížit ztráty při tepelném zpracování a zvyšuje výtěžnost hotového výrobku až o 14% bez snížení chuti. Přidání ve vodě nerozpustné celulózy do mletého masa zabraňuje deformaci hotového výrobku během vaření. V masových konzervách působí celulózová přísada jako balastní plnivo.
V závislosti na skupině produktů a cílové instalaci se zobrazí následující funkční vlastnosti:
- Při smažení i při vysokých teplotách zůstávají tekutiny vázané
- měrná hmotnost balastních látek se zvyšuje
- dochází ke snížení kalorií
- zachovává přirozenou texturu masa
- vařené klobásy zvyšují jejich výtěžnost, která je stabilní při zvýšených teplotách
- salám zkracuje dobu zrání a zvyšuje produkční výnos
- emulgace podporována
- snížené srážení mletého masa
Těstoviny
Při výrobě těstovinových výrobků, jako jsou těstoviny, nudle, celulóza, mohou různé způsoby vést ke zlepšení výrobního procesu a vlastností produktu:
- snižuje tendenci lámat se těstoviny
- umožňují výrobu menších forem těstovin
- zvýšit obsah balastních látek
Mlékárna
V mléčných výrobcích, jako jsou sýry, jogurty a odtučňovací nápoje, se rostlinná vlákna používají především ke zlepšení fyziologických a organoleptických vlastností.
- je zabráněno přilepení
- usnadňuje recyklaci
- vlastnosti při krájení sýra se zlepšují
- textura se zlepšuje
- dochází ke zvýšení obsahu balastních látek
- zlepšuje se viskozita jogurtů
- dochází ke zvýšení krémového stavu
- synereze se zlepšuje
- dochází ke zvýšení obsahu balastních látek
- dochází ke snížení kalorií
- po konzumaci se snižuje pocit hladu
Zmrazené výrobky
V mražených potravinách, jako je mražená pizza, zmrzlina, pokrmy do mikrovlnné trouby a hotové potraviny, rostlinná vlákna omezují tvorbu ledových krystalků, zkracují dobu zmrazování a rozmrazování a snižují uvolňování přísad. Kromě toho se v závislosti na konečném produktu objevují následující funkční vlastnosti:
- zlepšuje stabilitu zmrazování a rozmrazování pizzy
- zlepšuje objem těsta a výtěžnost těsta
- zlepšuje se vyrovnávání vlhkosti
- Rovnoměrné vytápění je možné díky homogennímu rozložení vlhkosti
cukrovinky
V cukrářských výrobcích, jako jsou sušenky, čokoládové náplně, polevy, žvýkací bonbóny a žvýkačky, celulóza usnadňuje výrobní proces a zároveň zlepšuje kvalitu produktu. Tixotropní vlastnosti a tepelná odolnost umožňují použití celulózy při výrobě tepelně stálých cukrářských ovocných náplní. Kromě toho se v závislosti na skupině produktů objevují další funkční vlastnosti:
- zlepšuje se viskozita
- lepší textura zlepšuje teplotní odolnost
- struktura se zlepšuje
- dochází ke snížení kalorií
Instantní jídla a koření
V instantních polévkách, omáčkách a kořeních mohou mít celulózová vlákna pozitivní vliv na zpracování a skladování. Kromě toho mohou zvýšit kvalitu produktu. V závislosti na rozsahu použití a použitém množství se projevují různé funkční vlastnosti celulózy:
- používá se jako prostředek ke zvýšení tekutosti prášků, které působí proti spékání
- používá se jako nosič tekutých aromatických látek
Kosmetický průmysl
Celulóza je pomocnou složkou kosmetiky. Používá se k výrobě krémů pro péči o pleť, vlasových masek, zubních past a prášků. Látka sama o sobě nemá žádnou biologickou aktivitu. Přidávají se do složení přípravků pro zlepšení viskozity, zabránění hrudkování a spékání.
Kromě potravinářského průmyslu se celulóza používá v lékařství jako plnivo do léků, adhezivních dentálních materiálů, hygienických vložek, kosmetiky (krémy, emulze, barviva).
V chemickém průmyslu se celulóza používá jako zahušťovadlo, k výrobě porézních materiálů, jako sorbent, při výrobě pryže a polyuretanů, keramických výrobků atd.
