Пектин: химия, технология, применение

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Свинец - это тяжелый металл, токсичен, токсичная доза 1-3 г, смертельная доза для человека 10 г, является канцерогеном. Попадает в организм через пищевод, дыхательные пути, кожу, накапливается в организме и трудно оттуда выводится, при постоянной работе с ним будут появляться различные заболевания, связанные с токсичностью свинца.

Во всем мире вредное воздействие свинца на здоровье человека в результате свинцового загрязнения окружающей среды, повышенных концентраций свинца на рабочем месте и в быту обходится человечеству невероятно дорого, вызывая распространение свинцовой интоксикации среди взрослых и детей, впоследствии долгие годы страдающих от тяжелых хронических заболеваний. Только в тех странах, где в силу специфических обстоятельств или действующего законодательства применение свинец содержащих материалов было ограничено или находилось под контролем, проблема свинцового отравления может рассматриваться как имеющая второстепенное значение.

Из-за широкого распространения свинцового загрязнения практически все население подвергается риску его воздействия независимо от социально-экономического статуса, расовой и этнической принадлежности или места проживания (сельская местность, город или пригород). Однако большинство случаев свинцового отравления остаются нераспознанными, поскольку при низких дозах интоксикации явные симптомы проявляются только у небольшого процента пострадавших. За исключением высоких доз свинцовое отравление очень трудно или невозможно диагностировать без данных анализов крови.

Дети дошкольного возраста наиболее восприимчивы к вредному воздействию свинца, поскольку их нервная система находится в стадии формирования.

Вредное воздействие свинца на здоровье взрослых проявляется в повышении кровяного давления, нарушении деятельности нервной системы, печени, почек, снижении репродуктивной функции.

Большая часть свинца поступает в организм человека с продуктами питания, а также с водой и пылевыми аэрозолями. Основными источниками загрязнения окружающей среды свинцом являются автотранспорт, использующий свинецсодержащий бензин, и предприятия цветной металлургии. Наиболее опасным является попадание свинца с пылевыми аэрозолями от загрязненных почв. Свинец, попадая в организм, через несколько минут проникает в клетки крови и быстро связывается с эритроцитами, в которых содержание свинца в 16 раз выше, чем в плазме крови. Депонируется в костной системе, включая зубы.

Свинец является конкурентным биометаллом по отношению к кальцию и может его вытеснить из избирательных мест связывания с фосфатными, карбоксильными и сульфатными лигандами в тканях и на клеточных мембранах, реализуя его повреждающее действие через нарушение пассивного транспорта кальция. Поражает все внутренние органы, в том числе почки.

На фоне длительного контакта со свинцом развиваются нарушения функционального состояния почек, заканчивающиеся необратимой хронической нефропатией.

Повышенные уровни свинца в крови представляют особую опасность для беременных женщин, поскольку свинец свободно проникает через плаценту, оказывая отравляющее действие на плод. Свинец, накопленный в костных тканях еще в детском возрасте, выделяется обратно в кровь во время беременности, угрожая здоровью матери и ребенка.

Применение медикаментозного метода лечения (так называемой хелатотерапии) способствует выведению свинца из организма, такие препараты дороги, имеют побочные эффекты, а самолечение - болезненно. Кроме того, они применимы только к пациентам с высокими дозами интоксикации и не вылечивают неврологические заболевания, развившиеся в результате предшествующего отравления свинцом. Единственно надежным лекарством против свинцовой интоксикации является её предотвращение - контроль источников свинцового загрязнения до того, как они произвели свое разрушительное действие на здоровье человека.

Одним из веществ, способным выводить атомы тяжелых металлов из организма человека, является пектин. Он оказывает положительное влияние на некоторые показатели иммунитета. Низкометоксилированные пектины способствуют ускоренному выведению из организма радиоактивных веществ. Пектин адсорбирует уксуснокислый свинец сильнее активированного угля. Он обладает активной комплексообразующей способностью по отношению к радиоактивному кобальту, стронцию, цезию, цирконию, рутению, иттрию и другим металлам. В процессе усвоения пектин превращается в пектиновую кислоту, которая соединяется с тяжелыми металлами и радионуклидами, образуя нерастворимые соли, выделяемые из организма естественным путем. Есть и другой механизм выведения из организма радиоактивных веществ - он возможен благодаря способности низкомолекулярной фракции пектина проникать в кровь и образовывать связанные комплексы с последующим естественным удалением.

Пектины являются вспомогательным средством при приготовлении многих лекарственных форм, служат основой для получения пастилок, суппозиториев, являются исходным сырьем в приготовлении гидрогелей, таблеток, мягких желатиновых и ректальных капсул, свечей. Используется их пролонгированное действие в таблетках, микстурах с разными лекарственными препаратами.

Введение пектина может усилить терапевтический эффект или снизить побочное негативное действие лекарственных препаратов. Пектины усиливают действие противотуберкулезных препаратов. Сочетание флавоноидов с пектинами при разработке комбинированных препаратов "Фластапиол", "Фластахол", "Флавоглюцид" усиливает их детоксикационное действие при заболеваниях печени. В целом, установлена перспективность использования пектинов в лечении и профилактике многих заболеваний человека.

Объект исследования - пектиновые вещества.

Цель работы - изучение сорбционной способности некоторых пектиновых веществ.

1. Теоретические основы экономического обоснования научных исследований

1.1 Научная информация и ее источники

В процессе подготовки и проведения любого исследования можно выделить пять основных этапов:

- накопление научной информации: библиографический поиск научной информации, изучение документов, основных источников темы, составление обзора литературы, выбор аспектов исследования;

- формулировка темы, цели и задачи исследования, определение проблемы, обоснование объекта и предмета, цели, главных задач, гипотезы исследования;

- теоретическое исследование - обоснование направлений, выбор общей методики, методов, разработка концепции, параметров, формулировка выводов исследования;

- проведение эксперимента - разработка программы, методики, получение и анализ данных, формулирование выводов и результатов исследования;

- оформление результатов научного исследования, выводов, рекомендаций, уточнения научной новизны и практической значимости.

Таким образом, исследование начинается с анализа информационных материалов по выбранной теме.

Научная информация - это получаемая в процессе познания логическая информация, которая адекватно отображает закономерности объективного мира и используется в общественно-исторической практике. Важнейшим компонентом системы информационного обеспечения является новая научно-техническая информация об оригинальных идеях, научных результатах, фактах и т.д. При этом всегда существовала проблема «адресности», суть которой заключается в том, чтобы эта информация своевременно доставлялась именно тем пользователям, для которых она представляет непосредственный интерес. Система научной коммуникации стала оформляться в качестве самостоятельной системы, ответственной за хранение и распространение научных сведений и знаний. Активно развивались издательское дело, библиотеки, а позднее -- реферативные, информационные и консультационные службы.

Под «источником научной информации» понимается документ, содержащий какое-то сообщение, а отнюдь не библиотека или информационный орган, откуда он получен. К документам относят различного рода издания, являющиеся основным источником научной информации. Издание - это документ, предназначенный для распространения содержащейся в нем информации, прошедший редакционно-издательскую обработку, полученный печатанием или тиснением, полиграфически самостоятельно оформленный, имеющий выходные сведения.

В зависимости от способа представления информации различают документы:

- текстовые (книги, журналы, отчеты и др.);

- графические (чертежи, схемы, диаграммы);

- аудиовизуальные (звукозаписи, кино- и видеофильмы);

- машиночитаемые (например, образующие базу данных, на микрофотоносителях) и др.

Кроме того документальные источники научной информации делятся на первичные и вторичные.

Первичные источники содержат исходную информацию, которая является результатом непосредственных социологических экспериментальных исследований, изучение практического опыта (фактические данные, собранные исследователем, их анализ и проверка).

Вторичные результат аналитической обработки и публикации информации по теме исследования (опубликованные документы, обзор информации по теме). Это:

- информационные издания (сигнальная информация, реферативные журналы, экспресс-информация, обзоры);

- справочная литература (энциклопедии, словари);

- каталоги и картотеки;

- библиографические издания.

Важное значение для постановки научно-исследовательских работ (НИР) имеет патентная документация, представляющая собой совокупность документов, содержащих сведения об открытиях, изобретениях и других видах промышленной собственности, а также сведения об охране прав изобретателей. Патентная документация обладает высокой степенью достоверности, так как подвергается тщательной экспертизе на новизну и полезность. Поэтому правильное использование патентной информации дает возможность осуществлять новые разработки на уровне лучших мировых образцов с учетом имеющихся решений и основных тенденций развития техники. В связи с этим перед началом разработки научно-исследовательской темы необходимо предварительно провести патентные исследования. Это комплекс работ, включающих поиск, отбор, анализ и целенаправленное использование патентной информации (патентной документации и литературы).

Наряду с исследованием общих закономерностей роста и старения документов, анализ и статическая обработка источников информации позволяют получить картину состояния и развития конкретных научных направлений (на основе анализа структуры документального потока) и выявить взаимосвязи между отдельными научными дисциплинами (направлениями), странами, школами, коллективами и учеными. Результаты анализа баз данных по запросам потребителей специальный вид информационных продуктов, который по мере оснащения органов научно-технической информации вычислительной техникой и соответствующим программным обеспечением получает все большее распространение.

Пектиновые вещества или пектины -- полисахариды, образованные остатками главным образом галактуроновой кислоты. Присутствуют во всех высших растениях, особенно много во фруктах и в некоторых водорослях. Пектины, являясь структурным элементом растительных тканей, способствуют поддержанию в них тургора, повышают засухоустойчивость растений, устойчивость овощей и фруктов при хранении. Используются в пищевой промышленности -- в качестве структурообразователей (гелеобразователей), загустителей, а также в медицинской и фармацевтической промышленности -- в качестве физиологически активных веществ с полезными для организма человека свойствами. В промышленных масштабах получают пектиновые вещества в основном из яблочных и/или цитрусовых выжимок, жома сахарной свёклы, корзинок подсолнечника. Другие виды растительного сырья не имеют особого промышленного и прикладного значения.

Пектин для применения в пищевой и фармацевтической промышленности -- очищенный полисахарид получают кислотной экстракцией из цитрусовых (лайм, лимон, апельсин, грейпфрут), яблочных выжимок, жома сахарной свеклы или из корзинок подсолнечника. Технологическая схема получения пектина предусматривает его очистку после экстракции, осаждение органическими растворителями, сушку, измельчение и т. н. стандартизацию. Стандартизация представляет собой процесс модификации свойств пектина, достигаемой физическими и/или химическими способами, с целью приведения их в соответствие с технологическими и рецептурными требованиями производства различных групп пищевых и непищевых продуктов. Пектин является гелеобразователем, стабилизатором, загустителем, влагоудерживающим агентом, осветлителем, веществом, облегчающим фильтрование и средством для капсулирования, зарегистрирован в качестве пищевой добавки E440. В пищевой промышленности пектин используют в производстве начинок для конфет, производстве фруктовых начинок, кондитерских желейных и пастильных изделий (например, зефир, пастила, мармелад), молочных продуктов, десертов, мороженого, спредов, майонеза, кетчупа, сокосодержащих напитков. В фармацевтической и медицинской промышленности пектин используют для капсулирования лекарств, а также для изготовления специальных лечебно-профилактических средств, например, из пектина изготавливают биологически активную добавку "Пепидол", которая применяется при дисбактериозе, кишечных инфекциях и отравлениях.

Производство пектина -- динамически развивающийся бизнес с ежегодным увеличением производства на 3-4 %. Мировое производство и рынок пектина сосредоточено в Европе (Германия, Швейцария и др.), Южной Америке (Аргентина, Бразилия), Южной Африке, Китае, Иране и др. Объем производства составляет приблизительно 28-30 тыс. т в год. На долю пектина из цитрусовых культур приходится до 70 % производимого пектина, и на долю яблочных пектинов -- до 30 %. Ведущими мировыми производителями этого продукта являются компании Herbstreith & Fox, Cargill, Danisco, Unipectin. В Российской Федерации пектин в основном применяют для производства кондитерских желейных изделий (мармелад, зефир), фруктовых желейных консервов (конфитюр, джем, повидло, начинки), кисломолочных продуктов (йогурты, начинки для йогуртов), хлебобулочных изделиях (термостабильные начинки) и др. В 2011 году в городе Фролово планируется строительство первого в Российской Федерации завода по производству пектина.

Произвести нужное количество пектина можно путём переработки отечественного сырья, так как для этого на территории России имеется неограниченная сырьевая база. Так, например, Северо-Кавказский регион Российской Федерации обладает запасами вторичного сырья, обеспечивающими выпуск 80 тыс. тонн пектина в год, что равносильно мировому уровню его производства на 1998 г.

Основное производство по переработке сахарной свеклы развернуто в южных областях России и, прежде всего, в Краснодарском крае, Белгородской, Воронежской, а также Курской, Липецкой, Тамбовской, Орловской областях. Хорошо развита сахарная промышленность и в Поволжье - Татарстане, Башкирии, Мордовии.

Средний по мощности завод (3,0-3,5 млн. т. по свекле) способен переработать до 15 тыс. т. свеклы в сутки, получая при этом ежесуточно в качестве отходов сахарного производства свыше 2500 т сырого жома. Часть этого огромного количества отходов высушивается и впоследствии идет на корм скоту или в производство комбикормов.

Данное производство может использовано в фармацевтической промышленности. Сейчас пектин в основном используется для добавок в пищу, или кормовых добавок. Но исследования структурного анализа пектинов и влиянии ферментов на их структуру должны служить для дальнейших разработок лекарственных средств от различных заболеваний.

1.2 Сфера применения завершенных научных исследований

Технологии и промышленные нововведения, создание и использование результатов научно-технической деятельности, является основой социально-экономического благосостояния и учитывает обеспечение национальной безопасности государства. Вовлечение результатов научно-технической деятельности в хозяйственный оборот рассматривается в настоящее время как главное направление подъема российской экономики.

Внедрение завершенных научных исследований в производство заключительный этап научно-исследовательской работы.

Внедрение это передача производству научной продукции (отчеты, инструкции, временные указания, технические условия, технический проект и т. д.) в удобной для реализации форме, обеспечивающей технико-экономический эффект. НИР превращается в продукт лишь с момента ее потребления производством.

Заказчиками на выполнение НИР могут быть технические управления министерств, тресты, управления, предприятия, НИИ и т. д.

Процесс внедрения состоит из двух этапов: опытно-производственного внедрения и серийного внедрения (внедрение достижений науки, новой техники, новой технологии).

Как бы тщательно ни проводились НИР в научно-исследовательских организациях, все же они не могут всесторонне учесть различные, часто случайные факторы, действующие в условиях производства. Поэтому научная разработка на первом этапе внедрения требует опытной проверки в производственных условиях.

Предложение о законченных НИР рассматривают на научно-технических советах, а в случаях особо ценных предложений -- на коллегиях министерства, и направляют на производство для практического применения. После опытно-производственного испытания новые материалы, конструкции, технологии, рекомендации, методики внедряют в серийное производство.

Исследования по использованию комплексообразующей способности пектинов будут продолжаться. Так как известно большое количество пектиновых веществ, которые имеют различную комплексообразующую способность. Нужно дальнейшие изучение. После доработки научного исследования данные можно использовать в фармацевтической промышленности, в пищевой и т.д.

История развития пектинов.

В 1992 году в Российской Федерации была принята программа, один из разделов которой предусматривал разработку технологий получения и организации производства низкометоксилированных пектинов и пищевых продуктов на их основе.

В течение длительного времени четко сформулированной номенклатуры пектиновых веществ не существовало. Первая попытка навести порядок в этом отношении была сделана в 1929 г. Комитетом Американского химического общества. В 1943 г. им же была принята официальная номенклатура пектиновых веществ, признанная повсеместно.

По существующей номенклатуре, пектиновыми веществами называются встречающиеся в растениях производные углеводов, которые состоят из остатков D-галактуроновой кислоты, а их соли - нормальными или кислыми пектатами.

Высокомолекулярные полигалактуроновые кислоты, небольшая часть карбоксильных групп которых этерефицирована метиловым спиртом, носят название пектиновых кислот. Соли пектиновых кислот, называются нормальными или кислыми пектинатами.

Пектиновые кислоты, часть карбоксильные групп которых в различной степени этерифицирована и нейтрализована, называются пектинами.

Пектиновые вещества были открыты Браконно в 1825 г. Однако не смотря на то, что их изучение продолжается более ста лет, химическое строение этих соединений выяснено лишь в во второй половине XX в . Причиной этого является трудность получения чистых препаратов пектиновых веществ в неизменном состоянии.

До XX в. преобладала точка зрения, согласно которой считалось, что нейтральные сахара арабиноза и галактоза принимают участие в построении цепи пектиновых веществ. В 1917 г. E. Ehrlich и в 1930 г. H. Meyer и H. Mark, изучая физических свойства пектинов, установили, что они имеют строение, подобное целлюлозе, т. е. состоят из остатков галактуроновой кислоты,. соединенных в длинные цепи при помощи гликозидных связей.

C 1970-х гг. многие зарубежные ученые на основании проведенных исследований сделали вывод, что пектиновые вещества являются комплексной группой кислых полисахаридов, которые могут содержать значительное количество нейтральных сахарных компонентов (L-арабинозу, D-галактозу, L-рамнозу). Они предположили, что главная цепь молекулы пектиновых веществ состоит из остатков В-галактуроновой кислоты, некоторые из которых являются точками ветвления структуры. На основании изучения продуктов гидролиза пектиновых производных было сделано заключение, что между блоками галактуроновой кислоты вклиниваются остатки L-рамнозы. Относительно высокая пропорция остатков D-галактозы в виде концевых групп в продуктах гидролиза показывает, что они прикреплены каким-то образом к основе из полигалактуроновой кислоты.

Пектины широко применяются в различных отраслях народного хозяйства, особенно в пищевой промышленности, где они используются в качестве загущающих веществ для производства джемов, желе, мармелада; в хлебопечении - для предотвращения очерствения хлебобулочных изделий; при производстве соусов и мороженного - в качестве эмульгирующего агента; при консервировании - для предотвращения коррозии оловянных консервных банок и т. д.

Применение пектинов в медицине является чрезвычайно перспективным.

1.3 Эффективность научных исследований

Под экономической эффективностью научных исследований в целом понимают снижение затрат общественного и живого труда на производство продукции в той отрасли, где внедряют законченные научно-исследовательские работы и опытно-конструкторские разработки.

Для оценки эффективности исследований применяют разные критерии, характеризующие степень их результативности. Основные виды эффективности научных исследований:

1) экономическая эффективность рост национального дохода, повышение производительности труда, качества продукции, снижение затрат на научные исследования;

2) укрепление обороноспособности страны;

3) социально-экономическая эффективность ликвидация тяжелого труда, улучшение санитарно-гигиенических условий труда, очистка окружающей среды и т. д;

4) престиж отечественной науки.

Фундаментальные исследования начинают отдавать капиталовложения лишь спустя значительный период после начала разработки. Результаты их обычно широко применяют в различных отраслях, иногда в тех, где их совсем не ожидали. Поэтому подчас нелегко планировать результаты таких исследований.

Фундаментальные теоретические исследования трудно оценить количественными критериями эффективности. Обычно можно установить только качественные критерии: возможность широкого применения результатов исследований в различных отраслях народного хозяйства страны; новизна явлений, дающая большой толчок для принципиального развития наиболее актуальных исследований; существенный вклад в обороноспособность страны; приоритет отечественной науки; отрасль, где могут быть начаты прикладные исследования; широкое международное признание работ; фундаментальные монографии по теме и цитируемость их учеными различных стран.

Эффективность прикладных исследований оценить значительно проще. В этом случае применяют различные количественные критерии.

Об эффективности любых исследований можно судить лишь после их завершения и внедрения, т. е. тогда, когда они начинают давать отдачу для народного хозяйства. Большое значение приобретает фактор времени. Поэтому продолжительность разработки прикладных тем по возможности должна быть короче. Лучшим является такой вариант, когда продолжительность их разработки до трех лет. Для большинства прикладных исследований вероятность получения эффекта в народном хозяйстве в настоящее время превышает 80%.

Комплексообразующую способность пектиновых веществ можно использовать в фармацевтическом и косметологическом производстве. В фармацевтическом производстве - это могут быть различные сиропы, таблетки. Сиропы могут быть для лечения сердечно - сосудистых заболеваний, кашля, а так же для поднятия иммунитета. Такие лекарства не будут вредить организму человека, как препараты химического производства. Что нужно учитывать при производстве данного продукта, что некоторые лекарственные растения нельзя использовать в больших дозах. Для этого при производстве обязательно должна быть инструкция о дозах данного лекарства.

Лечебно-профилактическое действие пектинов зависит не столько от вводимого их количества, сколько от качественного состава. Физико-химические свойства этих соединений обусловлены сырьем, из которого его получают, так как различные фрукты, овощи, лекарственные растения содержат только им присущие компоненты.

Попадая в желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), пектин образует гели. При разбухании масса пектина обезвоживает пищеварительный канал и, продвигаясь по кишечнику, захватывает токсичные вещества. Деметоксилирование пектина начинается в ободочной кишке и оканчивается в аппендиксе. Освобожденный в процессе деметоксилизации метанол всасывается через стенки ободочной кишки и метаболизируется в муравьиную кислоту, которая выделяется из организма с мочой.

Многие исследователи считают, что пектин в значительной степени разрушается бактериями кишечника в его ободочном отделе, а также в рубце желудка жвачных животных пектинолитическими анаэробными микроорганизмами. В то же время ряд авторов отмечает, что нормальная и патогенная микрофлора не используют пектины в качестве питательных субстратов.

Самым главным показателем качества пектинов является степень этерификации, которая характеризуется отношением метоксилированных карбоксильных групп полигалактуроновой кислоты. Промышленные пектины делят на высокометоксилированные и низкометоксилированные. Эти две группы пектинов образуют гель различными способами.

Пектины со степенью этерификации, превышающей 50%, обладают способностью к желированию и студнеобразованию и имеют высокую молекулярную массу. К ним относят яблочный, цитрусовый пектины. Для образования из них стойкого желе необходимы низкий показатель рН (около 3,0) и присутствие сахара

Низкометоксилированные пектины образуют гель в присутствии ионов кальция или других поливалентных металлов, но в широких пределах рН. Именно низкометоксилированные пектины обладают способностью образовывать в организме нерастворимые комплексы за счет деметоксилирования пектина и превращения его в полигалактуроновую кислоту, которая соединяется с определенными тяжелыми металлами и радионуклидами. В результате этого образуются нерастворимые соли, не всасывающиеся через слизистую ЖКТ и выделяющиеся из организма вместе с калом.

Установлено, что удельная масса и степень этерификации пектинов регулируют их чувствительность и активность в комплексообразовании. Пектин адсорбирует уксуснокислый свинец сильнее активированного угля. Он обладает активной комплексообразующей способностью по отношению к радиоактивному кобальту, стронцию, цезию, цирконию, рутению, итрию и другим металлам, образуя соли пективой и пектовой кислот.

Причем эффективность препарата повышается при одновременном назначении солей кальция. Доказано, что продолжительное применение пектата натрия в качестве терапевтического агента для удаления радиоактивного стронция из ЖКТ и для снижения его уровня в костях может приводить к нежелательному действию - снижению уровня кальция в организме. Поэтому вместо пектата натрия стали использовать пектат кальция.

пектин биогликан физиологический сорбционный

2. Организационно-экономическая характеристика учреждения

2.1 Местоположение и организационная структура учреждения

ФГБОУ ВПО «Вятский государственный университет» (ВятГУ) -- государственное высшее учебное заведение в городе Кирове, Кировская область.

Вуз был основан в 1963 году, в 2001 году университету присвоен статус классического.

ВятГУ насчитывает 11 факультетов, объединяющих 48 кафедр, центр дистанционного обучения, Кирово-Чепецкий филиал и Вятско - Полянское представительство, на которых обучается более 16 000 студентов по 42 специальностям и направлениям. Число научно-педагогических сотрудников составляет около 500 человек, из них 70 -- докторов наук и профессоров, более 300 -- кандидатов наук и доцентов, работает аспирантура и докторантура, функционируют 5 специализированных советов по защите диссертаций.

Подготовка специалистов ведется по более чем 47 направлениям обучения и 76 профилям. Университет имеет 12 учебных корпусов, 4 общежития для студентов (дома студентов № 2, 3, 4, 5), научную библиотеку, информационно-вычислительный центр, типографию, 20 научно-исследовательских лабораторий.

Смотри приложение А.

2.2 Основные направления и основные виды деятельности учреждения

Устав Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Вятский государственный университет» был принят 28 января 2011 года конференцией научно-педагогических работников.

В 2011 г. Вятский государственный университет вошел в число победителей конкурса программ стратегического развития государственных образовательных учреждений высшего профессионального образования, проведенного Министерством образования и науки РФ.

На конкурс было подано 248 заявок в трех категориях: «Классические университеты», «Инженерно-технические вузы» и «Гуманитарно-педагогические или другие вузы».

Из 72-х классических университетов, подавших конкурсные заявки, победителями назван 21 университет, в том числе - Вятский государственный университет. Из Приволжского федерального округа в числе победителей лишь три вуза - это Башкирский государственный университет, Ульяновский государственный университет и ВятГУ.

Победа в конкурсе позволит университету получить значительное дополнительное бюджетное финансирование в течение ближайших трех лет.

Программой стратегического развития ВятГУ на 2012-2016 годы» определены следующие приоритетные направления развития научных исследований:

· Биотехнология и химическая технология;

· Биоэнергетика и энергосбережения;

· Нанобиотехнология и функциональные материалы;

· Биоинформатика и IT- технологии.

В университете проводятся фундаментальные и прикладные исследования по 29 научным направлениям регионального, федерального и международного уровня, проводится совместный региональный конкурс Кировской области и Российского фонда фундаментальных исследований.

В ВятГУ работает аспирантура и докторантура. В настоящее время в университете обучается 161 аспирант (126 дневной формы обучения и 35 заочной формы обучения) по 26 специальностям. Над диссертационной работой также трудятся 10 соискателей и 8 докторантов.

Результаты научной деятельности университета в 2011 году.

В 2011 г. общий объем научных исследований и разработок из всех источников финансирования составил 33,787 млн. руб., в том числе:

- объем госбюджетного финансирования НИОКР составил 27,918 млн. руб.;

- объем финансирования НИОКР за счет собственных средств - 2,120 млн. руб.;

- объём финансирования НИОКР по заказам российских организаций - 3,749 млн. руб.

В рамках ФЦП «Развитие инфраструктуры нано индустрии в Российской Федерации на 2008 - 2011 годы» успешно завершен комплекс исследований и разработано нормативно-методическое обеспечение и средства контроля содержания нано частиц на объектах производственной сферы. Применение результатов: промышленная безопасность новой создаваемой в России индустрии нано технологий.

В 2011 г. было успешно защищено 9 диссертационных работ, в том числе 3 работы на соискание ученой степени доктора наук.

Университет выступил организатором мероприятий различного уровня, среди которых:

- VI Всероссийская научная конференция «Математическое моделирование развивающейся экономики, экологии и биотехнологий» ЭКОМОД-2011. 27 июня - 3 июля 2011 г. Проводится ежегодно при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (Грант 11-01-06015-г). В рамках конференции проводилась также молодежная школа. Мероприятие собрало более 60 участников из Европейской части России, Урала и Сибири.

- Ежегодная Всероссийская научно-техническая конференция «Общество, наука, инновации», которая проходила уже в 45-й раз. 18-19 апреля 2011 г. На конференции было представлено 484 доклада от 630 авторов из Кирова, Москвы, Санкт-Петербурга, Сыктывкара, Нижнего Новгорода, Воронежа, Перми и Челябинска.

- Впервые в Кирове прошел «Всероссийский фестиваль науки», который собрал около 5 тысяч посетителей - школьников, студентов, детей и родителей из Кирова и районов области. Работало несколько десятков площадок, лекций, мастер-классов, открытых уроков и других мероприятий. 12 ноября 2011 г.

Сотрудники университета приняли участие более чем в 200 конференциях, семинарах, симпозиумах и т.д. и 24 выставках, в том числе:

- 7th International Congress on Industrial and Applied Mathematics. 18-22 июля 2011 г., Ванкувер, Британская Колумбия, Канада. Д.т.н., профессор Мелюков В.В. «Доклад Optimal control of thermal cycle in technological processes of welding and related heat treatments».

- IV Испано-Российский Форум «Информационно-коммуникационные технологии». 19-22 сентября 2011 г., Москва. Д.т.н., профессор Князьков В.С., Осинин И.П. Доклад «Модулярно-систолический СБИС процессор с реконфигурируемой микроархитектурой для массовых арифметических операций».

- Международная конференция «Renewable Wood and Plant Resources: Chemistry, Technology, Pharmacology, Medicine». 21-24 июня 2011 г., Санкт-Петербург. К.с.-х.н., доцент Литвинец С.Г., проректор по НиИ.

- IX Международная научно-техническая конференция «Перспективные технологи в средствах передачи информации». 29 июня - 1 июля 2011 г., Владимир. Д.т.н., профессор Петров Е.П., зав. кафедрой РЭС, Кононова В.Ю., Метелев А.П.

- Всероссийская конференция с международным участием «Проведение научных исследований в области обработки, хранения, передачи и защиты информации». 25-27 октября 2011 г., Москва, ВВЦ. Д.т.н., профессор Князьков В.С., Исупов К.С., Логинов А.В. Доклад «Инструментальный комплекс для масштабируемых разрядно-параллельных вычислений высокой точности на многоядерных кластерных вычислительных системах», диплом участника.

- Международная научно-техническая конференция РНТОРЭС им. А. С. Попова. Серия: Цифровая обработка сигналов и ее применение. 30 марта - 1 апреля 2011 г. Москва. К.т.н., доцент Лесников В. А., д.т.н., профессор Частиков А. В., декан ФПМТ, Наумович Т.В., Кононова В.Ю.

- 14-я Международная выставка машиностроения Mashex. 27.10.2011 г. Москва, ЦВК «Экспоцентр». К.т.н., доцент Куимов Е.А., зав. кафедрой ТМ.

- Выставка информационно-коммуникационных технологий SofTools-2011. 25-27 октября 2011 г., г. Москва, ВВЦ. Д.т.н., профессор Князьков В.С., к.т.н., доцент Ростовцев В.С., Исупов К.С., Осинин И.П., к.т.н., доцент Мельцов В.Ю. Диплом участника

2.3 Экономические результаты деятельности учреждения

Для анализа данного параметра рассмотрим отчет о результатах деятельности федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «вятский государственный университет» представленный в таблице 1.

Таблица 1- Результат деятельности учреждения

Единица измерения: тыс. руб.

Код строки	Наименование показателя	Значение показателя
		2011г	2012г	Изменения(+,- в %)
2.1	Балансовая стоимость нефинансовых активов:	1555247,12	129023,73	-16,9
2.1.1	Балансовая стоимость недвижимого имущества	833564,71	527571,19	-36,71
2.1.2	Балансовая стоимость особо ценного движимого имущества	359098,48	379249,78	+5,6
2.2	Общая сумма выставленных требований в возмещение ущерба по недостачам и хищениям материальных ценностей, а так же от порчи материальных ценностей	3590,62	3590,32	-0,01
2.3	Сведения об изменении дебиторской и кредиторской задолженности
	Дебиторская задолженность, всего
	По доходам (поступлениям)
	По выплатам (расходам)
	Кредиторская задолженность, всего
	В том числе просроченная кредиторская задолженность	0	0	0
2.4	Сведения о кассовых поступлениях
	Общая сумма кассовых поступлений, всего	тыс.руб.	865434,54
	Из них:	КОСГУ
	Субсидии на выполнение государственного задания	180	445683,3
	Целевые субсидии	180	122214,9
	От оказания платных услуг и иной приносящей доход деятельности всего, из них: доходы от сдачи имущества в аренду от оказания платных услуг прочие доходы	120 130 180	297536,34 4597,56 222909,71 70029,07
2.5	Сведения о кассовых выплатах
	Общая сумма кассовых выплат	тыс.руб.
	Из них:	КОСГУ
	Оплата и начисления на выплаты по оплате труда, в том числе заработная плата	210 211	441923,3 343440,93
	Прочие выплаты	212	2196,03
	Начисления на выплаты по оплате труда	213	96286,34
	Услуги связи	221	4182,47
	Транспортные услуги	222
	Коммунальные услуги	223	5511,08
	Арендная плата за пользование имуществом	224	1127,23
	Работы, услуги по содержанию имущества	225	70473,12
	Прочие услуги	226	77535,87
	Прочие расходы	290	136738,14
	Приобретение основных средств	310	72074,03
	Приобретение нематериальных активов	320	47,3
	Приобретение материальных запасов	340	17832,22

Наименование услуги (работы)	Услуга/работа	Количество потребителей	Количество жалоб	Принятые меры по рассмотрению жалоб
Реализация основных профессиональных образовательных программ ВПО (программ бакалавриата)	Услуга	5543	0
Реализация основных профессиональных образовательных программ ВПО (программ подготовки специалитета)	Услуга	6322	0
Реализация основных профессиональных программ ВПО (программ магистратуры)	Услуга	84	0
Реализация основных профессиональных образовательных программ СПО базовой подготовки	Услуга	0	0
Реализация основных профессиональных образовательных программ ППО (аспирантура, адъюнтура)	Услуга	157	0
Подготовка докторантов		8	0
Реализация дополнительных образовательных программ ВПО (повышение квалификации) в объеме от 72 до 100 часов	Услуга	2350	0

Университет является государственным; основную долю в структуре доходов занимает бюджетное финансирование, оцениваемое на 2012 год в размере 865434,54 тыс. руб. Треть доходов - это средства, полученные за образовательные услуги. Доходы ФГБОУ ВПО «ВятГУ» расходуются на оплату труда, на приобретение оборудования, на информационное и библиотечное обслуживание и другие цели. Расходование бюджетных средств бюджетными учреждениями на иные цели, не закрепленные в Бюджетном кодексе РФ, не допускается.

Общий объем научных исследований и разработок на базе университета значительно увеличился к 2012 году, что свидетельствует о востребованности поиска и применения инновационных научных технологий для решения фундаментальных, прикладных и производственных задач. Следует отметить, что из общего объема научных исследований практически половину составляет государственный заказ.

Университет имеет 10 учебных корпусов и один учебно-спортивный корпус, 5 общежитий.

В 2008 году введен в действие суперкомпьютер HPC HP Enigma X000. Центр коллективного пользования “Суперкомпьютер ВятГУ” обеспечивает возможность: выполнения проектов по высокоточному математическому моделированию сложных объектов и процессов, системному анализу и прогнозированию поведения сложных многопараметрических систем; подготовку и переподготовку инженерных и научных кадров в области проектирования и эксплуатации вычислительных систем нового поколения.

Оснащенность вычислительной техникой представлена в таблице 2

Таблица 2 - Наличие вычислительной техники на 2011 год

Показатель	Значение
Наличие единой университетской вычислительной сети	Да
Количество Intranet-серверов	17
Количество локальных сетей	19
Количество терминалов, с которых имеется доступ к сети Internet	944
Количество единиц вычислительной техники (компьютеров): - из них используется в учебном процессе	1998 1300
Количество компьютерных классов и учебных аудиторий, оборудованных мультимедиа проекторами	36

Наличие единой университетской сети позволяет решать задачи распределения, обработки информации, хранения массивов данных, обеспечения беспрепятственного и надежного доступа к информации различных категорий пользователей, а также перемещения информации на неограниченные расстояния за строго ограниченное время.

Преподаватели университета широко используют как традиционные, так и современные методики обучения и формы организации учебного процесса. При чтении лекций используются средства мультимедиа (компьютерными проекторами оснащены 36 аудиторий в разных учебных корпусах), при проведении практических и лабораторных занятий - автоматизированные информационные, обучающие и контролирующие системы, режимы online в Internet.

В 2008 году свое 45-летие ВятГУ отметил победой в конкурсе инновационных вузов в рамках национального проекта "Образование", что позволило привлечь более 200000000 рублей для развития научно-образовательной базы университета. А в 2010 году ВятГУ занял достойное 44-46 место из 104 оцениваемых классических университетов в Национальном рейтинге университетов по критерию «Научно-исследовательская деятельность вуза».

3. Экономическое обоснование научных исследований

3.1 Организация и проведение НИР

3.1.1 Приготовление растворов

а) Приготовление раствора свинца: 18 г соли ацетата свинца растворяли в 1 л дистиллированной воды.

б) Приготовление раствора сульфида натрия: 2 г соли сульфида натрия растворяли в 100 мл дистиллированной воды с добавлением 2-3 капель глицерина.

в) Приготовление раствора сульфата цинка: 14,38 г сульфата цинка разводили в 1 л дистиллированной воды с добавлением одной капли концентрированной серной кислоты.

г) Приготовление раствора аммиачного буфера: 70 г хлористого аммония растворяли в 250 мл воды, после чего приливали 250 мл 25%-ного аммиака и доводили объём дистиллированной водой до 1 л.

д) Приготовление раствор трилон Б: капсулу с трилоном Б разводили 1 л дистиллированной воды.

е) Приготовление раствора исследуемого экстракта: навеску пектина с массой 0,025 г растворяли в 25 мл дистиллированной воды. С увеличением концентрации растворов пектина увеличивали массу навески.

3.1.2 Образование осадка Pb-пектатов

25 мл 0,035 Н раствора свинца разбавляют 50 мл дистиллированной воды и добавляют 25 мл исследуемого экстракта. Образующийся осадок Pb-пектатов фильтруют через бумажный фильтр. Осадок на фильтре многократно промывают дистилированной водой до отрицательной реакции на ионы Pb²⁺ в промывных водах. Затем осадок промывают 100 мл 96 %-ным этиловым спиртом. Осадок отделяют от фильтра и подсушивают на воздухе.

3.1.3 Сжигание осадка Pb-пектатов

Осадок количественно переносят в колбу Къельдаля вместимостью 100 мл. К осадку приливают смесь 30 мл концентрированной азотной кислоты и 10 мл пероксида водорода (соотношение азотной кислоты и пероксида водорода 3:1). Сжигание проводят на электрической плитке в течение 30-40 минут до достижения полной прозрачности раствора. Затем реакционную смесь количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 мл и доводят раствор до метки дистиллированной водой.

3.1.4 Определение содержания свинца

Для определения содержания свинца используют метод обратного титрования аликвоты раствора 0,05 Н раствором сульфата цинка. К 3 мл свинецсодержащего раствора добавляют избыточное количество 5 мл 0,05 Н трилона Б, 15 мл аммиачного буфера и 1 мл индикатора эриохрома черного Т. Раствор титруют 0,05 Н раствором сульфата цинка до перехода окраски индикатора от синей к сиреневой.

3.2 Расчет затрат на материалы

Затраты на сырье, материалы и реактивы (З_м), израсходованные на проведение исследования, для каждого вида ресурсов:

, , (3.1)

где Р_i - расход i-го вида материальных ресурсов (в натуральных единицах измерения)

Ц_i- планово-заготовительная цена, руб.

Результаты расчета приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1 - Расчет затрат на сырье, материалы и реактивы

Наименование	Единицы измерения	Количество израсходованных материалов	Цена, руб.	Сумма, руб.
Пектин I	кг	0,002	400,00	0,80
Пектин II	кг	0,002	400,00	0,80
Пектин III	кг	0,002	400,00	0,80
Пектин IV	кг	0,002	400,00	0,80
Раствор свинца	кг	0,3	180,00	54,00
Этиловый спирт	л	4	120,00	480,00
Трилон Б	кг	0,2	165,00	33,00
Дистиллированная вода	л	150	15,00	2250,00
Сульфид натрия	кг	0,005	30,00	0,15
Пероксид водорода	л	0,4	40,00	16,00
Азотная кислота конц.	л	1,2	120,00	144,00
сульфат цинка	кг	0,06	50,00	3,00
Хлористый аммоний	кг	0,14	25,00	3,50
Аммиак	л	0,5	44,00	22,00
Фильтровальная бумага (красная лента)	шт	40	0,75	30,00
Индикатор эриохром черный Т	кг	0,01	4500,00	45,00
Серная кислота конц.	л	0,004	69,00	0,28
Всего:	3084,13

Затраты на реактивы составили 3084,13 руб. Данные реактивы будут использованы на изучение комплексообразующей способности четырех видов пектинов.

Расчет затрат на стеклянную посуду представлен в таблице 3.2

Таблица 3.2 - Затраты на стеклянную посуду

Наименование	Единицы измерения	Количество	Цена, руб.	Сумма, руб.
Шпатель	шт	2	30,00	60,00
Пробирки лабораторные на 10 мл	шт	12	18,90	226,80
Колбы конические на: 250 мл 500 мл	шт	10 5	41,63 46,88	416,30 234,4
Стакан с носиком градуировочный на: 50 мл 100 мл	шт	5 2	6,58 6,75	32,90 13,50
Цилиндр мерный на 100 мл	шт	1	75,00	75,00
Пипетки на: 2 мл 10 мл	шт	5 5	46,00 57,00	230,00 285,00
Колбы Къельдаля на 100 мл	шт	5	154,00	770,00
Воронка d=56мм	шт	5	90,00	450,00
Всего:	2793,90

Общая сумма затрат на стеклянную посуду составила 2793,90 руб. Для проведения исследования необходимо наибольшее количество стеклянной посуды, представленной пятью колбами Къельдаля общей стоимостью 770,00 руб. и коническими колбами суммарной стоимостью 650,70 руб.

3.3 Расчет амортизационных отчислений и стоимости всех видов энергии

Норма амортизации для оборудования составляет от 12% до 15%. Отчисления на амортизацию оборудования А_м рассчитывали по формуле

, (3.2)

где Ц - стоимость единицы оборудования, руб.;

Т - время работы оборудования, ч;

Н - норма амортизации, доли;

2080 - годовой фонд времени, ч.

Результаты расчета приведены в таблице 3.3

Таблица 3.3 - расчет амортизационных отчислений

Наименование оборудования	Ф, руб.	На, %	Т, ч.	А, руб.
Весы лабораторные METTLER TOLEDO	247500	15	4	71,39
Аквадистиллятор DE-10	10269	15	5	3,70
Холодильник «Атлант»	10102	12	4	2,33
Вытяжной шкаф	22890	12	10	13,21
Леофильная сушилка	462000	12	1	26,65
Мешалка лабораторная	27190	12	0,8	1,25
pH-метр	12800	12	1	0,74
Всего:	119,27

Амортизационные отчисления на стеклянную посуду приняты в размере 30% от ее стоимости, что составляет 83,82 руб.

Энергетические затраты включают в себя расходы на электроэнергию, пар, воду, холод, использованные на технологические нужды.

Затраты на силовую и осветительную электроэнергию (З_э):

, (3.3)

где М- мощность приборов, кВт;

Т- время работы оборудования за весь период выполнения исследования, час;

Ц- цена 1 кВт - ч электроэнергии, руб., Ц= 3,50 руб./кВт;

W_гос - расходы на осветительную электроэнергию, кВт - ч.

Результаты расчета приведены в таблице 3.4

Таблица 3.4 - Расчет затрат на электроэнергию

Наименование оборудования	М, кВт	Т, ч	Расход электроэнергии, кВт-ч
Весы лабораторные METTLER TOLEDO	0,5	4	2,00
Аквадистиллятор DE-10	5	5	25,00
Холодильник «Атлант»	0,2	4	0,80
Вытяжной шкаф	3,5	10	35,00
Леофильная сушилка	1,5	1	1,50
Мешалка лабораторная	0,8	0,8	0,64
pH-метр	0,08	1	0,08
Всего:	65,02

Годовой расход осветительной энергии по лаборатории определяется по формуле

, (3.4)

где Т_ос - годовая продолжительность использования максимальной осветительной нагрузки, Т_ос = 350 часов (время проведения научных исследований);

F_{уч i} - площадь лаборатории, м²

S_{о i} - удельная мощность (осветительная нагрузка на 1 м² площади пола освещаемого помещения), Вт / м²

Исследования проводились в 2 лабораториях: площадь 1 - 61,2 м², площадь 2 - 18,2 м².

Для ламп накаливания:

- для производственных помещений S_о = 12…20 Вт / м²

- для складских помещений S_о = 7… 10 Вт / м²

- для технических помещений S_о =8…10 Вт / м²

- для административно-бытовых помещений S_о = 15… 20 Вт / м².

При люминесцентном освещении значения удельной мощности увеличиваются на 15…20%.

Подставляя численные значения получим W_гос= 416,85 кВт

З_э= 65,02 * 3,50 + 416,85 *3,50 = 1686,55 рублей

Затраты на другие виды энергии (З_в):

,, (3.5)

где Р_i- ориентировочный расход воды (пара, холода), (в натуральных единицах);

Ц_i- цена, руб., (цена 1м³ воды = 40 руб.).

В ходе выполнения работы расходовалось ориентировочно 5 л воды в день, а за весь период работы около 250м³.

Таким образом затраты на воду составляют 10000 руб.

3.4 Расчет прочих затрат

Для расчета расходов на оплату труда научных работников (таблица 3.5) используем следующие данные:

1) Исследователь - 22 руб./час;

2) Руководитель - 48 руб./час.

3) Лаборант 32 руб. / час

3) Дополнительная заработная плата - 18%;

4) Платежи во внебюджетные фонды - 30%.

5) Основная заработная плата = кол-во часов работы научного работника * часовая ставка по каждой категории работников,

6) Дополнительная оплата труда = Основная заработная плата * 18% / 100%

7) Фонд оплаты труда научных работников = Основная заработная плата +Дополнительная заработная плата

8) Платежи во внебюджетные фонды = Фонд оплаты труда научных работников * 30% / 100%

9) Итого расходов на оплату труда научных работников = Фонд оплаты труда научных работников + Платежи во внебюджетные фонды

Результаты представлены в таблице 3.5

Таблица 3.5 - Расходы на оплату труда научных работников

Статья затрат	Расходы на оплату труда, руб.
	Исследователь	Руководитель	Лаборант	Итого
1. Основная заработная плата по всем осуществляемым операциям	7700,00	16800,00	11200,00	35700,00
2. Дополнительная заработная плата по всем осуществляемым операциям	1368,00	3024,00	2016,00	6408,00
3. Фонд оплаты труда научных работников	9068,00	19824,00	13216,00	42108,00
4. Платежи во внебюджетные фонды	2720,40	5947,20	3964,80	12632,40
5. Итого расходов на оплату труда научных работников	11788,40	25771,20	17180,80	54740,40

Суммарные расходы на оплату труда научных работников (исследователя, руководителя и лаборанта) составили 54740,40 руб. Основная заработная плата по всем осуществляемым операциям составляет наибольшую статью затрат оплаты труда и составляет 35700,00 руб. Дополнительная заработная плата составляет 18 % от основной заработной платы работников и равна 6408,00 руб.

3.5 Расчет общих затрат на выполнение НИР

Общие затраты на выполнение научно-исследовательской работы представляют собой сумму всех вышеперечисленных расчетных показателей: затрат на сырье, материалы и реактивы, на стеклянную посуду, энергетических затрат, амортизационных отчислений, а также расходов на оплату труда научных работников.

Итоговый расчет сведен в таблицу 3.6

Таблица 3.6 - Смета затрат на проведение научных исследований

Наименование статьи затрат	Сумма, руб.
1. Сырье, материалы и реактивы	3084,13
2. Энергетические затраты: - электроэнергия - вода	1686,55 10000,00
3. Стеклянная посуда	2793,90
4. Амортизационные отчисления - на стеклянную посуду - на оборудование	83,82 119,27
5. Итого расходов на оплату научных работников	54740,40
6. Всего затрат	72508,07

Общие затраты на выполнение научного исследования составили 72508,07 руб., большую часть которых составляют расходы на оплату труда научных работников. Это объясняется тем, что данная работа является очень трудоемкой. Структура затрат представлена диаграммой суммарных затрат на рисунке 2.