foodsystFood systemsПищевые системы2618-97712618-7272Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН10.21323/2618-9771-2018-1-2-55-62foodsyst-12Research ArticleСтатьиCHITIN- AND CHITOSAN BIOSORBENTS FROM CITRIC A CID MYCELIAL INDUSTRIAL WASTEХИТИН- И ХИТОЗАНОВЫЕ БИОСОРБЕНТЫ ИЗ МИЦЕЛИАЛЬНЫХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫНовинюкЛ. В.NovinyukL. V.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории техники и технологии переработи продуктов биосинтеза

candidate of technical sciences, senior research scientist of the Laboratory of Processingtechnologies for Biosynthetic products

Vniipakk55@mail.ruКулёвД. Х.KulyovD. K.

доктор технических наук, про-фессор, директор

doctor of technical sciences, professor, Director

Dkulyov@inbox.ruНегруцаИ. В.NegrutsaI. V.

инженер лаборатории техники и технологии переработки продуктов биосинтеза

engineer of the Laboratory of Processing technologies for Biosynthetic products

Vniipakk55@mail.ruВелинзонП. З.VelinzonP. Z.

кандидат технических наук, доцент,младший научный сотрудник лаборатории техники и технологии пе-реработки продуктов биосинтеза

candidate of technical sciences, docent, junior researchscientist of the Laboratory of Processingtechnologies for Biosynthetic products

Vniipakk55@mail.ruВсероссийский научно-исследовательский институт пищевых добавок — филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В.М. Горбатова РАНРоссияAll-Russia Research Institute for Food Additives — Branch of V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RASRussian Federation201812072018125562Copyright © Novinyuk L.V., Kulyov D.K., Negrutsa I.V., Velinzon P.Z., 20182018Новинюк Л.В., Кулёв Д.Х., Негруца И.В., Велинзон П.З.Novinyuk L.V., Kulyov D.K., Negrutsa I.V., Velinzon P.Z.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.fsjour.com/jour/article/view/12

The goal of this study is to examine sorption capacity of chitin-glucan (ChGC) and chitosan-glucan (CsGC) biopolymer complexes extracted from the fungus Aspergillus niger mycelium. According to the findings chitosanglucan complex sorbs lead and copper ions (130–140 mg/g) better than chitin-glucan complex (50–80 ex mg/g). Langmuir theoretical model with R2= 0,996 determination coefficient well describe sorption isotherms. It is shown the chelate complex formation compound character based on ion and coordination bonds by chitin and chitosan biopolymers is more complex. According to test results the production of chitin and chitosan containing biopolymers from citric acid production mycelium by-products has a good future.  The above biopolymers have a functional use. Besides of that they sorbs heavy metals and radionuclide ions.

Цель работы заключается в изучении сорбционной способности хитин и хитозансодержащих ингредиентов, выделенных из мицелия гриба Aspergillus niger. Установлено, что сорбционная емкость хитозанглюканового комплекса по отношению к ионам свинца и меди (130–140 мг/г) значительно выше, чем у хитинглюканового комплекса (50–80 мг/г). Изотермы сорбции хорошо описываются теоретической моделью Лэнгмюра с коэффициентом детерминации R2= 0,996. показано, что механизм сорбции на хитин- и хитозановых биополимерах имеет сложный характер образования хелатных комплексных соединений на основе ионной и координационной связей. Результаты исследований свидетельствуют о перспективности получения из мицелиальных отходов производства лимонной кислоты хитин- и хитозансодержащих биополимеров функционального назначения, сорбционноактивных по отношению к ионам тяжелых металлов и радионуклидам.

 

мицелийAspergillus nigerхитин и хитозанизотермы сорбции медисвинцаmyceliumAspergillus nigerchitin and chitosancuprum and lead sorption isothermsReferencesСкрябин, К.Г., Вихорева, Г.А.,. Варламов, В.п. (2002). Хитин и хитозан. получение, свойства и применение. М, Наука. — 368 с. ISBN 5–02–006435–1Skryabin, K.G., Vokhoreva, G.A., Varlamov, V.P. (2002). Chitin i chitosan. Production, рroperties and usage. M: Nauka. — 368 р. ISBN 5–02–006435–1 (in Russian)Феофилова, е.п. (1983). Клеточная стенка грибов. М, Наука. — 248 с.Feofilova, E.P. (1983). Fungal cell wall. M: Nauka. — 248 p. (in Russian)Ильина, А.В., Местечкина, Н.М., Курек, Д.В., Левов, А.Н., Семенюк, п.И., Орлов, В.Н., Щербухин, В.Д., Варламов, В.п. (2011). получение, исследование и перспективы использования наночастиц на основе хитозана и галактоманнана. Российские нанотехнологии, 6(1–2), 143–148.Il’ina, A.V., Kurek, D.V., Levov, A.N., Varlamov, V.P., Mestechkina, N.M., Shcherbukhin, V.D., Semenyuk, P.I., Orlov, V.N. (2011). Preparing, studying, and prospects of using nanoparticles based on chitosan and galactomannan. Nanotechnologies in russia, 6(1–2), 154–160.Muzzarelli, R.A.A., Sipos, L. (1971). Chitosan for the collection from seawater of naturally occurring zinc, cadmium, lead and copper. Talanta,18(9), 853–858Muzzarelli, R.A.A., Sipos, L. (1971). Chitosan for the collection from seawater of naturally occurring zinc, cadmium, lead and copper. Talanta,18(9), 853–858Ordonez, L., Garcia, J., Bolanos, G. (2013). Producing chitin-glucan complexes from Aspergillus niger biomass using subscritical water. III Iberoamerican Conference on supercritical Fluids Cartagena de Indias (Colombia). [Электронный ресурс: http://nupeg.ufrn.br/prosciba/prosciba2013/Papers/t3–01.pdf. Дата обращения 08.06.2018 г.]Ordonez, L., Garcia, J., Bolanos, G. (2013). Producing chitin-glucan complexes from Aspergillus niger biomass using subscritical water. III Iberoamerican Conference on supercritical Fluids Cartagena de Indias (Colombia). [Electronic resource: http://nupeg.ufrn.br/prosciba/prosciba2013/Papers/t3–01.pdf. Access date 08.06.2018 г.]Феофилова, е.п., Немцев, Д.В., терешина, В.М., Меморская, А.С. (2006). Состав и содержание хитин-глюканового комплекса в онтогенезе гриба Aspergillus niger.Прикладная биохимия и микробиология,42(6), 624–628.Feofilova E.P., Nemtsev D.V., tereshina V.M., Memorskaya A.S. (2006). Developmental change of the composition and content of the chitinglucan complex in the fungus Aspergillus niger. Applied Biochemistry and Microbiology, 42(6), 545–549.Новинюк, Л.В., Кулёв, Д.Х., Велинзон, п.З., Шарова Н.Ю. (2016). Выделение хитин и хитозанглюкановых биополимеров из мицелиальных отходов производства лимонной кислоты. Пищевая промышленность, 11, 30–31.Novinyuk, L. V., Kulev, D. H., Velinzon, P. Z., Sharova, N. Ju. (2016). Isolation of chitin and chitosan glucan biopolymers from mycelial waste citric acid production. Food Industry, 11, 30–31. (in Russian)Грег, С., Синг, К. (1984). Адсорбция, удельная поверхность, пористость . M, Мир. — 306 с.Greg, S., Sing, K. (1984). Adsorption by powders and porous solids. M: Mir. — 306 р. (in Russian)Дубинин, М.М (1972) Адсорбция и пористость. М, ВАХЗ. — 127 сDubinin, M.M. (1972). Adsorption and porosity. M: VAKHZ. — 127 р.Никифорова, т.е., Козлов, В.А. (2016). Закономерности влияния природы полисахаридных материалов на распределение ионов тяжелых металлов в гетерофазной системе биосорбент-водный раствор. Физикохимия поверхности и защита материалов, 52(3), 243–271.Nikiforova, t.E., Kozlov, V.A. (2016). Regularities of the effects of the nature of polysaccharide materials on distribution of heavy metal ions in a heterophase biosorbent-water solution system. Protection of Metals and Physical Chemistry of surfaces, 52(3), 399–424.Смирнов, А.К., Смотрина, т.В., Ярошевская, Х.М. (2016). Сорбция свинца (II) лишайниковыми полисахаридами. вестник технологического университета, 19(14), 44–46.Smirnov, A.K., Smotrina, t.V., Yaroshevskaya, Kh.M. (2016). Lead (II) sorbtion by lichenaceous polysaccharides. Bulletin of the Technological University, 19(14), 44–46. (in Russian)Akar, t. tunali, S. Зabuk, A. (2007). Study on the characterization of lead (II) biosorption by fungus Aspergillus parasiticus. Applied Biochemistry and Biotechnology, 136(3), 389–405Akar, t. tunali, S. Зabuk, A. (2007). Study on the characterization of lead (II) biosorption by fungus Aspergillus parasiticus. Applied Biochemistry and Biotechnology, 136(3), 389–405Skorik, Y.A., Pestov, A.V., Yatluk, Y.G. (2010). Evaluation of various chitinglucan derivatives from as transition metal adsorbents. Bioresource Technology, 101(6), 1769–1775Skorik, Y.A., Pestov, A.V., Yatluk, Y.G. (2010). Evaluation of various chitinglucan derivatives from as transition metal adsorbents. Bioresource Technology, 101(6), 1769–1775

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