Search

Phaeodactylum tricornutum, the only species in the genus Phaeodactylum, belongs to a significant group of microalgae called diatoms. P. tricornutum is considered a promising feedstock of high-value products. Mainly, due to its ability to synthesize polyunsaturated fatty acids, like eicosapentaenoic acid, and carotenoids, especially fucoxanthin – a valuable pigment with multiple biological activities. This work aimed to develop multi-step P. tricornutum processing schemes for isolation of high-added value fractions using conventional and high-pressure extraction techniques. Various standard methods achieved the determination of chemical composition. Conventional and high-pressure extraction techniques like solid-liquid extraction (SLE), supercritical fluid extraction (SFE), and pressurized liquid extraction (PLE) were applied using various solvents in order to obtain extracts of various polarity. The high-pressure extraction techniques, SFE and PLE, were optimized using response surface methodology (RSM) in order to maximize total yield, carotenoid, and fucoxanthin content. In vitro antioxidant capacity of initial material, as well as all extracts were determined using the total phenolic content (by the Folin-Ciocalteu method), DPPH• and ABTS•+ assays. The activity of solid residues was tested with the same in vitro antioxidant capacity assays following the QUENCHER approach. The qualitative determination of pigments and quantitative determination of fucoxanthin content was performed using HPLC-DAD. The fatty acid profile was determined using GC-FID. Moreover, for all extracts, the antimicrobial activity was using the disc diffusion assay, determining the minimal inhibitory concentration for the active ones. This work demonstrates the feasibility of high-pressure techniques for the isolation of high-added value products from this rather underutilized feedstock., Phaeodactylum tricornutum yra vienintelė Phaeodactylum genties rūšis, priklausanti mikrodumblių, vadinamų diatomomis, grupei. Dėl savo unikalios sudėties P. tricornutum yra laikoma puikiu šaltiniu, siekiant gauti aukštos kokybės produktus. Šie mikrodumbliai geba sintetinti polinesočiąsias riebalų rūgštis, tokias kaip eikozapentaeno rūgštis, ir karotenoidus, ypač fukoksantiną – pigmentą, kuris pasižymi įvairiapusiu biologiniu aktyvumu. Šio darbo tikslas buvo sukurti daugiapakopes P. tricornutum perdirbimo schemas, skirtas išgauti aukštos prodėtinės vertės frakcijas, naudojant tradicinius ir didelio slėgio ekstrakcijos metodus. Cheminė sudėtis nustatyta naudojant įvairius standartinius metodus. Norint gauti skirtingo poliškumo ekstraktus panaudoti tradiciniai ir didelio slėgio ekstrakcijos metodai, tokie kaip maceravimas (SLE), superkritinė ekstrakcija anglies dvidegieniu (SFE) ir ekstrakcija padidinto slėgio aplinkoje (PLE), naudojant įvairius tirpiklius. Didelio slėgio ekstrakcijos metodai (SFE ir PLE) optimizuoti taikant paviršiaus atsako metodologiją (RSM), siekiant gauti didžiausią išeigą, karotenoidų ir fukoksantino kiekį. Antioksidacinis aktyvumas (in vitro) pradinėje žaliavoje bei visuose ekstraktuose įvertintas nustatant bendrą fenolinių junginių kiekį Folin-Ciocalteu‘s metodu bei naudojant DPPH• radikalo ir ABTS•+ katijono radikalo blukinimo metodus. Antioksidacinis pajėgumas liekanose po atliktų ekstrakcijų nustatytas naudojant tuos pačius metodus, tačiau pritaikant QUENCHER procedūrą. Pigmentų kokybinis bei fukoksantino kiekybinis įvertinimas atliktas naudojant HPLC-DAD. Riebalų rūgščių sudėtis nustatyta naudojant GC-FID. Visų ekstraktų antimikrobinis aktyvumas įvertintas naudojant difuzijos į agarą metodą bei nustatant minimalią slopinančią koncentraciją. Šis darbas parodo didelio slėgio ekstrakcijos metodų, galinčių išskirti aukštos pridėtinės vertės produktus iš šios nepakankamai išnaudotos žaliavos, galimybes.

Disertacijoje nagrinėjamas galimas aplinkos poveikis organinių molekulių elektroninių būsenų savybėms. Tam tikslui yra naudojami kompiuterizuotieji kvantinės mechanikos metodai, kuriais remiantis nagrinėjamos įvairių molekulių savybės. Ištirtos 2-(N-metil-α-iminoethyl)-fenol ir N-triphenylmethylsalicylidene imine molekelulių, esančių poliniame tirpiklyje, struktūros pagrindinėje ir sužadintose elektroninėse būsenose. Pirmą kartą parodyta, kad, norint gauti teisingą kokybinį ir artimą kiekybiniam vidujmolekulinės protono pernašos potencinės energijos paviršių, būtina atsižvelgti į polinių tirpiklio molekulių kuriamą vandenilinių ryšių tinklą bei į nulinių svyravimų energijas. Pastarieji ir nulemia protono pernašos vyksmo kryptį bei efektyvumą. Parodyta, kad anilų klasės molekulių konformerų susiformavimas priklauso nuo tirpiklio poliškumo, o jų susidarymas savo ruožtu konkuruoja su klasterių iš tirpiklio molekulių susiformavimo galimybėmis. Pirmą kartą parodyta, kad dipolinio momento vertė bakteriorodopsine yra nulemta membranos paviršiuose esančių radikalų. Pademonstruota, kad stilbazolio molekulė deformuojasi ir sudaro naujus konformerus (pademonstruota dviejų formų atsiradimo galimybė) tik esant molekulėms tirpalo apsuptyje. Šis rezultatas paaiškino eksperimente stebimus skirtuminių spektrinių pokyčių evoliucijos prigimtį. Apskaičiuotos ir išanalizuotos karotinoidų - luteino, violaksantino ir zeaksantino molekulių - žemiausios sužadintos elektroninės būsenos. Parodyta... [toliau žr. visą tekstą] To explore changes caused by the environment on the internal characteristics of an organic molecule is the objective of the thesis. For this purpose we investigate a variety of organic molecules. Using various methods of quantum mechanics calculations possible influence of a polar solvent on the ground and excited states of 2-(N-metil-α-iminoethyl)-fenol and N-triphenylmethylsalicylidene imine is considered. It is shown for the first time that in order to obtain the correct qualitative and quantitative interpretation of possible pathways of the intermolecular proton transfer the hydrogen network of the polar solvent molecules together with the zero point energy have to be taken into consideration. It is also shown that conformational variability of anil-type molecules in polar solvents is competing with clusters formation of solvent molecules. It is shown for the first time that the dipole moment of bacteriorhodopsin is mainly defined by cytoplasmic and extracellular coils on the surfaces of the membrane. It is also demonstrated that the stilbazole molecule experiences the deformation resulting in formation of new conformers (at least two forms are present) in the solvent surrounding. The experimental data of the transient spectroscopy were explained in the basis of these model calculations. The lowest excited states of carotinoids, such as lutein, zeaxanthin and violoxantin are calculated and analyzed. Sensitivity of the excited electronic state on the polar environment is... [to full text]

Darbo objektas - paprastoji pušis (Pinus sylvestris L.) – Lietuvoje labiausiai paplitusi, jautri užterštam orui medžių rūšis. Paprastosios pušies tyrimai buvo atliekami Lietuvos įmonių AB “Achema” apylinkėse 25 km ruože nuo gamyklos, AB „Akmenės cementas“ 10 km ruože ir AB „Mažeikių nafta“ – 5.4 km ruože nuo gamyklos. Darbo tikslas – Įvertinti paprastosios pušies (Pinus sylvestris L.) spyglių pigmentinės ir antioksidantinės sistemų priklausomybę nuo medynų atstumo iki taršos šaltinio. Darbo metodas. Tyrimai atlikti 14-oje pušyn����������, nutolusių skirtingu atstumu nuo gamyklų: JonA apylinkėse 5 medynai 25 km ruože, šalia AkmC – 4 medynai 10,0 km ruože, šalia MažN – 5 medynai 5,4 km ruože. Šakos, specialiais kirtikliais pjautos 6-8 metrų virš žemės aukštyje. Spygliai buvo atšaldomi ledu ir transportuojami i laboratoriją. Atskirai tiriami pirmamečiai ir antramečiai spygliai. Pigmentų ir askorbo rūgšties koncentracijų nustatymui naudota žalioji spyglių masė. Pigmentams tirti ėminiai buvo ekstrahuojami nedideliu 100 % acetono kiekiu. Spektrofotometru (Genesys 5) išmatuota pigmentų ekstrakto absorbcija 662 nm (chlorofilas a), 644 nm (chlorofilas b), 440,5 nm (karotinoidai) bangos ilgyje. Askorbo rūgštis spygliuose buvo ekstrahuojama su 0.001 N 2,6 dichlorfenolindofenoliu ir titruojama. Darbo rezultatai. Tyrimai AB “Akmenės cementas” transektoje parodė, kad, fotosintezės pigmentų kiekiai reikšmingai mažesni prie gamyklos 0,5 km atstumu augančiose pušyse nei tolimiausiame (10 km... [toliau žr. visą tekstą] Object of the research – Scots pine (Pinus sylvestris L.) – common tree in Lithuania, sensitive to air pollution. Research of Scots pine were conducted in the industrial areas of Lithuania companies JSC – (25 km transect) near the factory JSC (10 km sector) and an oil refinery (in 2 – 5,4 km distance). Goal of the research – to evaluate quality of photosynthetic pigments and ascorbic acid in the needles of Scots pine growing around main sources of industrial pollution. Methodology of the research. Research was performed in 17 pine forests, at different distance from the factories. In the surroundings of the nitrogen fertilizer factory 8 forests were examined in 25 km distance, near the cement factory – 4 forests in 10 km distance and near the oil refinery – 5 forests in 5.4 km distance. In each site, samples of current-year and 1-year-old needles were taken from 4 pines at the height of 6-8 m aboveground. The needles were cooled and transported to laboratory. Concentrations of the pigments and ascorbic acid were determined in the fresh needle material. The needles were grinded and in 20ml of 100% acetone. The absorbance at 662 nm (chlorophyll a), 644 nm (chlorophyll b) and 440.5 nm (carotenoids) was measured by spectrophotometer (Genesys 5, US). The ascorbic acid from the needles was extracted with 0.001 N 2.6-dichlorophenolindophenol and estimated titrimetrically. Results of the research. Research results showed that number of photosynthesis pigments is meaningly... [to full text]

There were investigated two columnar apple cultivars ‘Arbat’ and No. 24217 and apple cultivar ‘Aldas’ in an orchard at the Lithuanian Institute of Horticulture. The two latter cultivars were released at the Lithuanian Institute of Horticulture, ‘Arbat’ – in Russia. Cultivars and selections were budded on rootstocks P 60, M.26 and MM.106. In orchard apple trees were spaced at 1.0 x 3.5 m. Tree height, stem diameter, total length of one-year-old shoot, leaf area on a tree was measured and number of shoots was calculated. Chlorophyll and carotenoids content and photosynthesis intensity was detected. Significant differences for impact of rootstock to tree height, trunk diameter and shoot number and one-year-old shoot total length were determined. The smallest columnar apple trees were on rootstocks P 60 but trees ‘Aldas’ were the smallest ones on rootstock M.26. ‘Aldas’ had the highest number of one-year-old shoots and total length of shoots. Higher parameters of these traits of all investigated cultivars were estimated on rootstock MM.106. The highest leaf area of tree was measured for ‘Aldas’ on rootstock MM.106 and No. 24217 distinguished itself on rootstocks P 60 and M.26. The lowest content of chlorophyll a+b was estimated for ’Aldas’ on investigated rootstocks. Significant differences were not detected among cultivars and rootstocks in case carotenoids content. The highest photosynthesis activity showed No. 24217 on rootstocks MM.106 and P 60 and ‘Arbat’ on M.26. Lietuvos sodininkystė ir daržininkystės instituto (LSDI) bandymų sode tirta obelų koloninė veislė ‘Arbat‘, selekcinis numeris 24217 ir ‘Aldo‘ veislė, kuriai būdingas neutralus vaismedžio vainikas. ’Aldas‘ ir Nr. 24217 sukurti LSDI, ’Arbat‘ – Rusijoje. Tirtų veislių vaismedžiai akiuoti į P 60, M.26 ir MM.106 poskiepius. Medeliai pasodinti sode 1,0 x 3,5 m atstumais. Įvertintas vaismedžių aukštis, kamieno skersmuo, bendras ūgių ilgis, šakų skaičius, lapų plotas. Nustatytas chlorofilų ir karotinoidų kiekis lapuose ir fotosintezės aktyvumas. Nustatyta, kad tirti žemaūgiai poskiepiai turėjo esminės įtakos tirtų veislių vaismedžių aukščiui, kamieno skersmeniui, šakų skaičiui, bendram ūglių ilgiui. Mažiausiai augūs buvo koloninių veislių medeliai su P 60 poskiepiu trečiaisiais augimo sode metais, ’Aldo‘ veislės – su M.26 poskiepiu. ’Aldo‘ veislės medeliai išaugino daugiausia šakų, jų bendras ūglių ilgis buvo didžiausias. Su MM.106 poskiepiu augintų visų tirtų veislių vaismedžių rodikliai buvo geriausi. Didžiausias lapų plotas buvo su MM.106 poskiepiu augintų ’Aldo‘ veislės medelių ir su M.26 ir P 60 poskiepiais auginto selekcinio numerio 24217. Chlorofilų a ir b kiekis ’Aldo‘ veislės obelų lapuose buvo mažiausias, auginant su visais poskiepiais. Esminiai karotinoidų kiekio įvairių veislių obelų lapuose skirtumai gauti vaismedžius auginant su P 60 poskiepiu. Poskiepiai turėjo įtakos jų kiekiui tik ’Aldo‘ veislės lapuose. Aktyviausia fotosintezė vyko Nr. 24217, auginto su MM.106 ir... [toliau žr. visą tekstą]

Photosynthetic pigment system in the leaves of apple tree cv. ‘Auksis’ on different rootstocks was investigated at the Lithuanian Institute of Horticulture during 2003–2005. Twelve rootstocks were included: Bulboga, Pure1, York 9, B.9, B.396, B.416, B.491, M.9, M.26, P 2, P 60, P 22. The photosynthetic pigment content and ratios of apple tree cv. ‘Auksis’ on different rootstocks varied between years. Photosynthetic pigment content and chlorophyll a/b ratio in apple leaves depend on crop load: the higher crop the higher photosynthetic pigment content and lower chlorophyll a/b ratio. Rootstock genotype determines accumulation of photosynthetic pigments. Apple rootstocks M.9 and York 9 accumulate larger amount of total chlorophyll and carotenoid content than M.26. In average lower chlorophyll a/b ratio was established for apple trees on P 22, higher ratio – on rootstocks P 60, B.9 and B.146. Fotosintetinių pigmentų obelų lapuose sistemos tyrimai atlikti 2003–2005 m. Lietuvos sodininkystės ir daržininkystės institute. Tirtos ‘Auksio’ veislės obelys su 12 poskiepių: Bulboga, Pure1, York 9, B.9, B.396, B.416, B.491, M.9, M.26, P 2, P 60, P 22. Bandymo laikotarpiu fotosintetinių pigmentų kiekiai ir jų santykis kito. Obelims gausiai derant, bendras fotosintetinių pigmentų kiekis lapuose buvo didesnis, jų santykis – mažesnis. Fotosintetinių pigmentų kiekis lapuose priklausė nuo obelų poskiepių. Daugiau chlorofilo ir karotinoidų kaupė obelys su M.9 ir York 9 poskiepiais, mažiau – su M.26 poskiepiu. Mažesnis chlorofilo a ir chlorofilo b santykis nustatytas obelų su P 22 poskiepiu, didesnis – su P 60, B.9 ir B.146 poskiepiais lapuose.

Lietuvos sodininkystės ir daržininkystės instituto Augalų fiziologijos fitotrono komplekse tirta ridikėlių fiziologinė reakcija į diferencijuotą ir kompleksinį rūgštaus substrato ir kadmio jonų poveikį bei augalų adaptacines galimybes prisitaikyti prie šių stresorių. Bandymas atliktas dviem etapais. Adaptaciniam poveikiui ištirti rūgšties koncentracija buvo 3 ml H2SO4 litrui vandens, o kadmio – 0,06mM 3CdSO4•8H2O. Pagrindiniam poveikiui ištirti rūgšties koncentracija buvo 4 ml H2SO4 litrui vandens, o kadmio – 3mM 3CdSO4•8H2O. Nustatyta, kad rūgštus lietus sužadina fotosintezės pigmentų sistemos adaptacijos mechanizmus pakartotiniam substrato parūgštinimui. Kadmis ridikėlius veikė toksiškai, todėl homeostazė nepasireiškė. Research on radish physiological response to distinct and complex effect of substratum acidity and cadmium ions and their adaptation possibilities to these stressors were carried out in the phytotron of Plant Physiology Laboratory, Lithuanian Institute of Horticulture. The exposure to stress factors was divided into two main steps: adaptive and main. Acid concentration for adaptive effect was 3ml H2SO4 for 1 l of water and cadmium concentration was 0.06mM 3CdSO4•8H2O. Acid concentration for main effect was 4 ml H2SO4 for 1 l of water and cadmium concentration was 3mM 3CdSO4•8H2O. Radish height, biomass accumulation, amounts of photosynthetic pigments in leaves was determined. It was established that acid rain stimulate adaptation of radish photosynthetic pigments system for repeatedly acidification of substratum. Cadmium affects radish toxically though homeostasis did not evidence.

Darbo tikslas – nustatyti žemės ūkio augalų fotosintezės pigmentų sistemos toleranciją ozono ir UV-B spinduliuotės sukeltam stresui. Vegetaciniai bandymai atlikti LSDI Augalų fiziologijos laboratorijos fitotroniniame komplekse 2004-2005 m. Tirta baltoji balanda (Chenopodium album L.), gauruotoji soja Progres (Glycine max (L.) Merr.), vasarinis miežis Aura (Hordeum vulgare L.), valgomasis pomidoras Svara (Lycopersicon esculentum Mill.), pašarinis motiejukas Gintaras II (Phleum pratense L.), sėjamasis žirnis Ilgiai (Pisum sativum L.), valgomasis ridikėlis Žara (Raphanus sativus L.) ir raudonasis dobilas Liepsna (Trifolium pratense L.). Tirtas tokių koncentracijų ozono poveikis: 0 (kontrolinis var.), 120 µg m-3, 240 µg m-3, 360 µg m-3 ir UV-B spinduliuotės dozės: 0 (kontrolinis var.), 1, 3, 5, 7 ir 9 kJ m-2 per dieną. Žaliuose augalų lapuose nustatytas fotosintezės pigmentų kiekis. Pagal fotosintezės pigmentų pokyčius, ozonui ir UV-B spinduliuotei jautriausi buvo miežiai ir žirniai, o tolerantiškiausi – pomidorai ir ridikėliai. Įvairių rūšių augalų fotosintezės pigmentų sistema skirtingai reaguoja į ozono ir UV-B spinduliuotės poveikį ir gali būti kaip adaptacijos prie šių nepalankių veiksnių požymis. The object of the work was to determine tolerance of photosynthesis pigment system of agricultural plants to ozone and UV-B radiation stress. Investigations were carried out in chambers of phytotron complex, LIH. Chenopodium album L., Glycine max (L.) Merr. var. Progres, Hordeum vulgare L. var. ‘Aura’, Lycopersicon esculentum Mill. var. ‘Svara’, Phleum pratense L. var. ‘Gintaras’, Pisum sativum L. var. ‘Ilgiai’, Raphanus sativus L. var. ‘Žara’ ir Trifolium pratense L. var. Liepsna was used for investigations. Ozone concentrations of 120; 240; 360 g m-3 (7h each day, 5 days per week) and UV-B radiation doses of 0 (control), 1, 3, 5, 7 ir 9 kJ m-2 d-1 were applied. A photoperiod of 16 h and temperatures at 21/17°C (day/night) were maintained. Photosynthesis pigments content was determined in green leaves. According to variation of photosynthesis pigments, Hordeum vulgare and Pisum sativum were the most sensitive to ozone and UV-B radiation, while Lycopersicon esculentum and Raphanus sativus appeared to be the most tolerant. Photosynthesis pigments system of various plant species differently responded to the effect of ozone and UV-B radiation and, hence, could be an indicator of adaptation to these unfavorable factors.

Skystoje aeruojamoje mitybinėje terpėje tirta Aura miežių tolerancija skirtingoms kadmio ir vario koncentracijoms bei jų adaptacija prie šių metalų poveikio. Nustatyta, kad nedidelių ir vidutinių koncentracijų, varis sukėlė stipresnę miežių augimo depresiją negu kadmis, tačiau ir 0,5 mM koncentracijos kadmis darė kur kas stipresnį poveikį, o miežiai toleravo daug platesnį vario negu kadmio koncentracijų diapazoną. Skirtingos kadmio koncentracijos nesukėlė dėsningų chlorofilų ir karotinoidų kiekio pokyčių miežių lapuose. Didėjant vario koncentracijai, nustatyta bendra fotosintetinių pigmentų didėjimo tendencija. Vasariniai miežiai, paveikti sąlygiškai silpnos sunkiųjų metalų kadmio ir vario koncentracijos, fiziologiškai prisitaikė ne tik prie vieno, bet ir prie kito sunkiojo metalo poveikio, tačiau adaptacija prie vieno metalo buvo daug efektyvesnė negu prie abiejų. The impact of cadmium and copper on spring barley (Hordeum sativum L.) cultivar Aaura growth in aerated nutrient solution was investigated. It was found that when plants were treated with mild and moderate Cu and Cd concentrations, Cu inhibited barley growth more than Cd, but when they were treated with higher concentration (0.5 mM), Cd had much stronger negative impact on plants growth. Plants also tolerated a wider range of Cu concentration than Cd. The plants exposed to Cd and Cu showed a slight increase in chlorophyll and carotenoids content relative to control. Plant pretreatment with low concentrations of cadmium sulphate or copper sulphate induced an increase in their tolerance to the subsequent treatment with not only the same, but also with other metal. However, adaptation to the same metal treatment was more effective than cross-adaptation.