Пищевые технологии и биотехнологии. XVI Всероссийская конференция молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием, посвященная 150-ти летию периодической таблицы химических элементов (16-19 апреля 2019 г.) . Часть 2

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

«Казанский национальный исследовательский

технологический университет»

ПИЩЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 

И БИОТЕХНОЛОГИИ

ХVI Всероссийская конференция молодых ученых, аспирантов 

и студентов с международным участием,

посвященная 150-летию Периодической таблицы 

химических элементов

16–19 апреля 2019 г.

Часть 2

Материалы конференции

Казань

Издательство КНИТУ

2019

УДК 664
ББК 34.7

П36

Печатается по решению ученого совета 

института пищевых производств и биотехнологии

Казанского национального исследовательского технологического университета

Редколлегия:

А. С. Сироткин, доктор технических наук, профессор (гл. редактор);

Л. Ю. Кошкина, кандидат технических наук, доцент

(отв. редактор и составитель);

Р. Т. Валеева, кандидат технических наук, доцент;
Т. В. Вдовина, кандидат технических наук, доцент;

Г. А. Давлетшина, кандидат химических наук, доцент;
М. А. Поливанов, кандидат технических наук, доцент;

М. А. Сысоева, доктор химических наук, доцент.

П36

Пищевые технологии и биотехнологии. ХVI Всероссийская конференция 
молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием,
посвященная 150-летию Периодической таблицы химических элементов
(16–19 апреля 2019 г.) : материалы конференции : в 3 ч. Ч. 2 / Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ,
2019. – 440 с.

ISBN 978-5-7882-2552-4
ISBN 978-5-7882-2554-8 (ч. 2)

В ч. 2 сборника включены материалы конференции по следующим 

направлениям: «Промышленная биотехнология переработки сырья и отходов», 
«Технология 
продуктов 
лечебно-профилактического 
и 
функционального 

питания».

Конференция 
проводится 
при 
поддержке 
Министерства 
сельского 

хозяйства и продовольствия Республики Татарстан.

Все материалы печатаются в авторской редакции.

ISBN 978-5-7882-2554-8 (ч. 2)
ISBN 978-5-7882-2552-4

© Казанский национальный исследовательский 

технологический университет, 2019

УДК 664
ББК 34.7

ПРОГРАММНЫЙ КОМИТЕТ

ХVI Всероссийской конференции молодых ученых, аспирантов и студентов 

с международным участием 

«Пищевые технологии и биотехнологии»,

посвященной 150-летию Периодической таблицы химических элементов

Председатель: 
Юшко С.В. – профессор, член-корреспондент АН РТ, 

ректор ФГБОУ ВО «КНИТУ».

Заместители председателя: 
Бурмистров А.В. – профессор, проректор по учебной работе КНИТУ;
Ибрагимов О.Е. – проректор по инновациям КНИТУ, генеральный директор 
инновационно-производственного технопарка «Идея»;
Киселев С.В. – профессор, директор Высшей школы экономики, зав.  каф. 
экономики, организации и управления производством.
Члены программного комитета:

Галиханов М.Ф. –
профессор каф. технологии переработки пластмасс и 

композиционных материалов, директор Центра непрерывного образования ИДПО 
ФГБОУ ВО «КНИТУ»;
Гамаюрова В.С. – профессор каф. пищевой биотехнологии;
Гарипов Р.М. – профессор, зав. каф. технологии полиграфических процессов и 
кинофотоматериалов;
Дебердеев Т.Р. – профессор, зав. каф. технологии переработки пластмасс и 
композиционных материалов;
Ежкова Г.О. – профессор, зав. каф. технологии  мясных и молочных продуктов;
Трёгл Й. – доцент, зав. каф. технических наук факультета окружающей среды 
университета Я.Э. Пуркине, Чехия;
Николаев А.Н. – профессор, зав. каф. оборудования пищевых  производств; 
Решетник О.А. – профессор, зав. каф. технологии пищевых производств;
Сысоева М.А. – профессор, зав. каф. пищевой биотехнологии;
Таштабанов А.А. –
директор филиала инновационного центра компании 

«ПУРАТОС» в Республике Татарстан;
Хамидуллин Н.Н. – нач. отд. науки, образования и инновационных технологий 
Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Татарстан; 
Якушев И.А. – профессор каф. химической кибернетики, зам. ген. директора ОАО 
«Татнефтехиминвест-холдинг»;

Секретарь конференции: 

Кошкина Л.Ю. – доцент каф. химической кибернетики ФГБОУ ВО «КНИТУ».

ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ КОМИТЕТ

ХVI Всероссийской конференции молодых ученых, аспирантов и студентов 

с международным участием 

«Пищевые технологии и биотехнологии»,

посвященной 150-летию Периодической таблицы химических элементов

Председатель: 
Нуртдинов М.Г. – профессор,  директор института пищевых производств и

биотехнологии ФГБОУ ВО «КНИТУ».

Заместители председателя: 

Сабирзянов А.Н. – профессор,  проректор по научной работе КНИТУ;
Сироткин А.С. – профессор,  декан факультета пищевых  технологий КНИТУ;
Поливанов М.А. – профессор, декан факультета пищевой инженерии КНИТУ;

Члены организационного комитета:

Ахметшина 
А.И. 
–
доцент 
каф. 
технологии 
переработки 
пластмасс 
и 

композиционных материалов;
Васильева 
М.Ю. 
–
доцент 
каф. 
систем 
автоматизации 
и 
управления 

технологическими процессами, начальник отдела учебно-проектной деятельности 
студентов;
Борисова С.В. – доцент каф. технологии пищевых производств; 
Валеева Р.Т. – доцент каф. химической кибернетики; 
Вдовина Т.В. – доцент каф. промышленной биотехнологии;
Гаврилов С.В. – доцент каф. оборудования пищевых производств; 
Джураев Н.Н. – представитель координационного совета обучающихся ИПБТ;
Дубкова Н.З. – доцент каф. оборудования пищевых  производств;
Докучаева И.С. – доцент каф. оборудования пищевых  производств;
Давлетшина Г.А. – доцент каф. пищевой биотехнологии;
Исламгулов И.Р. – зам. декана ФПТ по воспитательной работе;
Китаевская С.В. – доцент каф. технологии пищевых производств;
Мингалеева З.Ш. – профессор каф. технологии пищевых производств;
Сидоров Ю.Д. – ст. преп. каф. пищевой инженерии малых предприятий;
Стрекалова Г.Р. – доцент каф. менеджмента и предпринимательской деятельности;
Хабибуллин Р.Э. – профессор каф. технологии  мясных и молочных продуктов;
Харина М.В. – доцент каф. пищевой биотехнологии;
Ямашев Т.А. – доцент каф. технологии пищевых производств.

ПРОМЫШЛЕННАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ 

ПЕРЕРАБОТКИ СЫРЬЯ И ОТХОДОВ

УДК 628.31

REMOVAL OF NICKEL (II) FROM AQUEOUS SOLUTION

BY CHITOSAN/ MAGNETIC ACTIVATED CARBON BEADS

M.U. Dao1, K.N. Tran2, V.T. Le3, A.S. Sirotkin1

1Department of Industrial Biotechnology, Kazan National Research Technological 

University, Kazan, Russia

2Faculty of Environmental and Chemical Engineering, Duy Tan University, 

Danang city, Vietnam

3Center for Advanced Chemistry, Institute of Research & Development, Duy Tan 

University, 03 Quang Trung, Danang city, Vietnam

myuyen@mail.ru

Abstract: The granulated adsorption material by combining of magnetic 

activated carbon and chitosan biopolymer using green tea extract as a cross-linking 
agent was developed. The raw materials for coal production were used coffee beans; 
chitosan was obtained from the shell of shrimp. It is shown that granules with mass 
ratio chitosan : magnetic activated carbon = 60:40 are characterized by maximum 
values of Ni (II) ions adsorption up to 108.7 mg/g at 25 °C, pH 6 and retention time of 
6 hours

Keywords: granulated adsorption material, magnetic activated carbon, 

chitosan, Ni (II) ions adsorption

УДАЛЕНИЕ НИКЕЛЯ (II) ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА

ГРАНУЛИРОВАННЫМ МАТЕРИАЛОМ НА ОСНОВЕ  ХИТОЗАНА И 

МАГНИТНОГО АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ 

M.U. Дао1, К.Н. Тран2, В.Т. Le3, A.S. Sirotkin1

1 Кафедра промышленной биотехнологии, Казанский национальный 
исследовательский технологический университет, г. Казань, Россия

2 Факультет экологической и химической инженерии, Университет Дуй Тан, 

г. Дананг, Вьетнам

3 Центр перспективной химии, Институт исследований и разработок, 

Университет Дуй Тан, 03 Куанг Чунг, г. Дананг, Вьетнам

myuyen@mail.ru

Аннотация: Разработан гранулированный адсорбционный материал 

путем комбинирования магнитного активированного угля и биополимера 
хитозана с использованием экстракта зеленого чая в качестве сшивающего 
реагента. Сырьем для получения угля являлись отработанные кофейные зерна 
(SCG); хитозан был получен из панциря креветок. Показано, что гранулы с 
массовым отношением хитозан : магнитный активированный уголь = 60:40 
отличаются максимальными значениями адсорбции по отношению к ионам Ni 
(II) до 108,7 мг/г при 25 °C, pH 6 и время контакта 6 часов.

Kлючевые слова: гранулированный адсорбционный материал, магнитный 

активированный уголь, хитозан, адсорбция ионов Ni (II)

Recently, the heavy metal pollution of wastewater is the most serious 

environmental problem. The heavy metal ions are stable contaminants, cannot be 
degraded and can accumulate in living organisms, can be harmful to water and also 
threaten human health. Nickel has become one of the highly toxic metals of water 
pollution as a result of the rapid development of many industries, including 
electroplating, metal finishing, metallurgical, tannery, chemical manufacturing, mining 
and battery manufacturing industries [1]. This non-degradable metal accumulates in 
human body through drinking source, effects on human health even at low 
concentrations and causes dermatitis, allergic sensitization, damage DNA, and may 
lead to cancer [2].

There are many methods used to treat wastewater including ultrafiltration, ion 

exchange, precipitation, coagulation–flocculation adsorption, electroplating and 
evaporation. Among these methods, adsorption is considered the potential method due 
to simplicity, low cost and high efficiency [3]. The efficiency of adsorption methods 
strongly depends on the nature of the used adsorbent. Using of agro-waste in recent 
years carries benefits: cost-effectiveness and environmental friendliness. Among them, 
activated carbon (AC) derived from the biomass wastes like banana peels, palm seeds, 
walnut shells and egg shells has been the commonly used adsorbent for the removal of 
various pollutants from wastewater. Many studies have shown that activated carbon is 
suitable to employ in wastewater treatment due to non-toxic characteristic, high 
mechanical strength, a number of functional group disposed on surface and a large 
internal surface area. However, it is difficult to separate activated carbon powder after 
treatment, the resulting in secondary pollution. Therefore, combining AC with 
magnetite particles (Fe3O4) can overcome this problem. The magnetic activated carbon 
(MAC) could be not only easily separated from solution but also enhanced the 
adsorption capacity towards pollution [4]. Various form of MAC composite 
adsorbents have been prepared to improve its applicability in adsorption processes.

Chitosan (CS), the most second abundant biopolymer, derived from the 

deacetylation of chitin. This natural polysaccharide has biocompatible, biodegradable 
and antibacterial property. Moreover, the amine (-NH2) and hydroxyl (-OH) groups of 
chitosan are able to sorb due to the complex formation with metal ions [5]. The 
combination of CS with AC to enhance the effectiveness of heavy metal removal have 
been proved in many studies [6]. However, the main disadvantages of chitosan are 

related to weak mechanical strength and dissolution in acidic solution. Modification 
chitosan by cross-linking may improve these drawbacks. Besides, the composite 
magnetic activated carbon/chitosan (MACCS) was mostly synthesized in the form of 
powder, the separation of which is more difficult than those in the form of beads.

The purpose of this study is to develop adsorbent material by combining 

magnetic activated carbon and chitosan in the form of bead from spent coffee grounds 
(SCGs) and shrimp shells using green tea extract as crosslinking reagent for removing 
Ni(II) ions from aqueous solution. Herein, the fabrication process of MACCS 
composite beads underwent three main steps: (i) preparation of MAC composite via 
simultaneous carbonization, activation and magnetization processes using SCGs and 
ferric chloride as precursors; (ii) extraction of CS from shrimp shells by 
demineralization, deproteination and deacetylation processes described in previous 
reported work; (iii) formation of MACCS beads, cross-linking with green tea extract 
to improve the stability of the beads in extreme pH conditions, and then freeze-drying 
to create porous structures for the adsorbent.  

The structure of MACCS beads was characterized by field emission scanning 

electron microscope (FE-SEM) and the adsorption was investigated for removal Ni(II) 
ion from aqueous solution. The morphology of MACCS beads was showed in figure 1. 
The near-spherical shape of  beads measured with the average diameter of about 2.75 
mm.

Fig. 1. FE-SEM micrograph of  MACCS bead

Adsorption effiency of nickel(II) from aqueous solution of MACCS beads 

depends on a number of factors, including dose ratio between MAC and CS, initial 
solution pH, temperature, contact time and initial nickel(II) concentration.

The results show that MACCS beads with an optimum CS to MAC weight ratio 

estimated as 60:40 gave the maximum monolayer adsorption capacity for Ni(II) ions 
of 108.70 mg g-1 at 25 °C, pH of 6 and a contact time of 6 hours.

References

1. Le V.T., Doan V.D., Nguyen D.D., et al. A Novel Cross-Linked Magnetic 

Hydroxyapatite/Chitosan Composite: Preparation, Characterization, and Application 
for Ni(II) Ion Removal from Aqueous Solution. Water Air Soil Pollut. 
2018;229(3):101(1-14). 

2. Abu Al-Rub F.A., Kandah M., Al-Dabaybeh N. Competitive adsorption of nickel and 

cadmium on sheep manure wastes; experimental and prediction studies, Sep. Sci. 
Technol. 38 (2) (2003) 483–497.

3. Thuan L.V., Chau T.B., Ngan T.T.K., et al. Preparation of cross-linked magnetic 

chitosan particles from steel slag and shrimp shells for removal of heavy metals. 
Environ Technol. 2018;39(14):1745-1752. 

4. Liu S., Huang B., Chai L., et al. Enhancement of As(V) adsorption from aqueous 

solution by a magnetic chitosan/biochar composite. RSC Adv. 2017;7(18):1089110900

5. Hydari S., Sharififard H., Nabavinia M., et al. A comparative investigation on removal 

performances 
of 
commercial 
activated 
carbon, 
chitosan 
biosorbent 
and 

chitosan/activated carbon composite for cadmium. Chemical Engineering Journal 
2012; 193: 276-282.

6. Ruihua H., Bingchao Y., Qian L., et al. Multifunctional activated carbon/chitosan 

composite preparation and its simultaneous adsorption of phenol and Cr(VI) from 
aqueous solutions. Environ Prog Sustain Energy. 2014;33(3):814-823. 

8

УДК: 57.085.23 576.53

ФИТОБИОТЕХНОЛОГИЯ: ПОДХОДЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ

А.Н.Акулов 

Институт пищевых производств и биотехнологии ФГБОУ ВО

«Казанский национального исследовательский технологический университет», 

кафедра промышленной биотехнологии, г. Казань, Россия

akulov_anton@mail.ru

Аннотация: 
Проведен 
обзор 
существующих 
подходов 
в 

фитобиотехнологии. 
Приведены 
примеры 
полученных 
потенциальных 

продуцентов БАВ растительного происхождения. Оценены перспективы новых 
подходов в фитобиотехнологии для получения ценных соединений. 

Ключевые слова:
фитобиотехнология, каллусные и суспензионные 

клеточные культуры растений, БАВ, вторичный метаболизм

PHYTOBIOTECHNOLOGY: APPROACHES AND PERSPECTIVES

A.N. Akulov 

Kazan national research technological university, Kazan, Russia

akulov_anton@mail.ru

Annotation: A review of existing approaches in phytobiotechnology. Examples 

of the potential producers of biologically active substances of plant origin are given. 
The prospects for new approaches in phytobiotechnology for the production of 
valuable compounds were evaluated.

Keywords: phytobiotechnology, callus and suspension plant cell cultures, 

biologically active substances, secondary metabolism

Фитобиотехнология — это биотехнология, объекты которой представляют 

собой клетки и ткани растений, а также биомолекулы растительного 
происхождения. 
Фитобиотехнологические 
процессы 
это 
процессы 

выращивания клеток и тканей растений в искусственных условиях in vitro на 
питательных средах. Растительные клетки являются уникальными источниками 
ценных биологически активных веществ разной химической природы, которые 
обладают не только широким спектром лечебного действия, но и применяются в 
парфюмерии, пищевой промышленности, сельском хозяйстве. Клетки и ткани 
высших растений, выращиваемые на питательных средах in vitro в строго 
контролируемых условиях, все шире используются в фитобиотехнологии.

В настоящее время в фитобиотехнологии существует несколько подходов. 
1.
Микроклональное размножение. Под термином микроклональное 

размножение подразумевают массовое вегетативное размножение растений in
vitro, при котором полученные особи растений генетически идентичны 

исходному экземпляру. В основе метода лежит уникальная способность
растительной 
клетки 
реализовывать присущую 
ей 
тотипотентность. 
В 

соответствии с научной терминологией клонирование подразумевает получение 
идентичных организмов из единичных клеток. Этот метод имеет ряд 
преимуществ перед существующими традиционными способами размножения: 

- получение генетически однородного посадочного материала; 
- освобождение растений от вирусов за счет использования меристемной 

культуры; 

- высокий коэффициент размножения; 
- сокращение продолжительности селекционного процесса; 
- ускорение перехода растений от ювенильной к репродуктивной фазе 

развития; - размножение растений, трудно размножаемых традиционными 
способами; 

- возможность проведения работ в течение всего года, а не только в 

течение вегетационного периода; 

- возможность автоматизации процесса выращивания.
2.
Получение 
длительно 
культивируемых 
клеточных 
культур.

Каллусной тканью или штаммом культуры изолированных клеток высшего 
растения называется ткань, возникшая путем неорганизованной пролиферации 
из эксплантатов органов растений после первого субкультивирования [1]. 
Каллусные клетки сохраняют многие физиолого-биохимические свойства 
нормальных клеток. Каллусную ткань in vitro можно получить практически из 
любой живой ткани растения. Культуры клеток растений, выращиваемые в 
жидкой питательной среде, обычно называют суспензионными культурами. 
Популяции свободноживущих клеток являются  удобной и ценной моделью для 
всестороннего и глубокого изучения физиологических закономерностей роста, 
дифференциации, регуляции определенных сторон клеточного метаболизма 
соматических клеток высших растений.

Одним из уникальных свойств растений  является способность к синтезу 

большого 
числа 
вторичных 
соединений, 
обладающих 
биологической 

активностью.  В настоящее время многие из промышленно важных соединений, 
используемых в фармацевтической, пищевой и парфюмерной промышленности, 
выделяют из тканей возделываемых или дикорастущих растений, часто 
принадлежащих к редким видам. Культуры клеток и тканей, полученные in vitro, 
как и клетки интактного растения, могут синтезировать вторичные метаболиты 
[2]. Причем по качественному составу и количественному составу полученные 
in vitro, как и клетки интактного растения могут быть схожи. Культуры клеток и 
тканей можно использовать для получения природных веществ растительного 
происхождения следующими способами: 

- новые пути синтеза уже известных веществ, например кодеина, хинина, 
пиретроинов; 
- синтез новых продуктов из тех растений, которые трудно выращивать или 
внедрять, например тебаин из Papaver bracteatum;