«Закономерности ферментативного регулирования окислительно-восстановительных процессов при подготовке и крашении целлюлозных текстильных материалов» (№ гос.регистрации 01.2.006 05654) Научный руководитель: д.т.н. Кокшаров С.А. Исследования направлены на решение фундаментальной проблемы обоснования эффективных направлений биомодификации природных волокнистых материалов и создания специализированного ассортимента ферментативных препаратов с учетом выявленных технологических требований к использованию биокатализируемых процессов на разных стадиях переработки ежегодно возобновляемого растительного сырья в текстильной и легкой промышленности. Задачи исследования включают формирование научных основ для построения технологии переработки льняного сырья без использования хлорпроизводных с рациональным сочетанием ферментативных и химических воздействий, а также поиск эффективных путей защиты перерабатываемых волокнистых материалов и обеспечения сохранности целлюлозы при повышении полноты удаления примесей и комплексном улучшении качества получаемой продукции. Проводятся исследования по изучению кинетики многостадийных процессов хемосорбционного поглощения атмосферного кислорода водно-щелочными растворами серокислородных восстановителей и технологическими растворами, применяемыми при извлечении примесей из целлюлозных волокнистых материалов. Анализ осуществляется с учетом влияния вспомогательных веществ на межфазный перенос атмосферного кислорода в стационарных и гидродинамических режимах течения жидкости, а также в структуре капиллярно-пористых носителей для обоснования эффективных методов стабилизации активных интермедиатов редокс-системы и снижения последствий окислительной деструкции целлюлозы. Для выявления механизма и возможностей ингибирования побочных процессов с участием пероксидных продуктов окислительной деструкции восстановителей в системах с индигоидными, антрахиноновыми, полифенольными соединениями и целлюлозой использованы приемы ферментативной генерации веществ, обладающих антиоксидантными свойствами. Результаты исследований: Определено наиболее рациональное направление использования высокоселективного действия биокатализаторов для повышения дробимости комплексных льняных волокон в процессах прядения, а также для облагораживания тканых полотен с целью улучшения их потребительских свойств и конкурентной способности на внутреннем и внешнем рынках. Обоснована возможность локализации деструктивных процессов в крупных образованиях соединительных веществ в структуре лубяных пучков с минимальным повреждением срединных пластинок между элементарными волокнами, что может иметь решающее значение для повышения ровноты дробления технического льняного волокна в процессах прядения и комплексного улучшения качества получаемой пряжи. Разрушение углеводно-белкового комплекса соединительных тканей должно осуществляться с сохранением структуры нейтральных полисахаридов (содержание гемицеллюлоз на уровне 7…9 %); На основании качественного и количественного анализа состава полимерных спутников целлюлозы в отечественных сортах льна и конкретизации задач ферментативного катализа на стадиях переработки волокна и тканых полотен выявлены закономерности био- и хемокатализируемых превращений в структуре волокна и определены критерии подбора полиферментных препаратов для высокоселективного действия на определенные виды примесных соединений; Определены закономерности проявления восстановительной способности стереомерных форм моносахаридов, их влияния на деструкцию и обесцвечивание полифенольных соединений в модельных системах и на волокнистом материале и возможностей ферментации редуцирующих систем при биомодификации полимерных вспомогательных композиций и разрушении углеводных примесей текстильных материалов; Выявлены закономерности кинетики межфазного переноса атмосферного кислорода при обработке целлюлозных материалов щелочными растворами. С использованием аналитических решений модифицированной пленочной модели массообмена на границе раздела фаз количественно оценено интенсифицирующее влияние ПАВ на изменение движущих сил при преодолении поверхностного сопротивления раствора, растворении кислорода в жидкости и диффузии его молекул в зону реакции. Обоснованы рекомендации по повышению сохранности целлюлозы в процессах щелочной варки. Оригинальными и перспективными в научном и прикладном аспекте являются обнаруженные эффекты ингибирования процессов окислительной деструкции целлюлозы при использовании ферментативных воздействий на материал, что рассматривается как возможная альтернатива применению традиционных антиоксидантов. С учетом специфики действия различных амилолитических ферментов разработаны методы локального повреждения оболочки крахмальных зерен для интенсификации гелеобразования и структурной модификации гидрогелей и пленок крахмалсодержащих вспомогательных композиций. Подтверждено структурирующее действие термически инактивированных ферментов на гидрогели, обусловленное проявлением межмолекулярных взаимодействий белковых молекул с полимерами крахмала и обеспечивающее комплексное улучшение прочностных, эластических и сорбционных свойств пленок шлихты и ошлихтованной пряжи, ускорение расшлихтовки суровья и промывки напечатанных тканей. На основании выявленных критериев подбора биокатализаторов разработаны и апробированы в лабораторных и производственных условиях 12 специализированных ферментных препаратов для текстильного производства: амилан ДН для приготовления и биомодификации крахмальной шлихты; амилан СПР и амилан МТР для средне- и высокотемпературного режимов расшлихтовки; амилан ДСР для расшлихтовки серых льняных полотен с длительной укладкой в «ямы»; амилан АДС для приготовления загустителей печатных красок; амилан ДТФ для ускорения фиксации красителей и улучшения промывки набивных тканей; амилан ГК для печати тканей кубовыми красителями; амилан ДД для модификации крахмалсодержащих аппретов; амилан ЦД для генерации циклодекстринов и специальных видов отделки тканей; полифан МЛ для биохимической технологии подготовки льняной ровницы к прядению; полифан МДЛ для мацерации и делигнификации льняного волокна; полифан ЛТ для биохимической технологии беления льняных тканей; ворсолен для умягчения льняных полотен и получения эффектов ворсовой фактуры. Ключевые слова Изменение состояния растворов электролитов, красителей и текстильных отделочных препаратов при воздействии гридиентных магнитных полей; Химия серосодержащих восстановителей; Модификация репеллентов и средств защиты кожи от летающих кровососущих насекомых; Закономерности регулируемой ферментативной деструкции полисахаридов в текстильном производстве; Биоповреждение непродовольственных товаров.