CC BY
30
665.37:66.093.4.001.2
ХАРАКТЕРИСТИКА МЕЖФАЗНОГО СЛОЯ СИСТЕМЫ МАСЛО-ФОСФОЛИПИДЫ-ВОДА
Т.Н. БОКОВИКОВА, Е.О. ГЕРАСИМЕНКО,
Л.М. СЕРДЮК, A.A. МАРФУТЕНКО,
И.П. АРТЕМЕНКО
Кубанский государственный технологический университет
Стадией, лимитирующей процесс гидратации фосфолипидов, является их диффузия из масляной фазы на границу раздела фаз масло—вода или на поверхность водной фазы. Эффективность этой стадии в значительной степени определяется поверхностной активностью молекул фосфолипидов на границе раздела фаз, а также структурой меж-фазного слоя, которая зависит от природы фосфолипидов, межфазной поверхности, степени ее заполнения, введения в среду различных добавок [1].
С целью выяснения закономерностей массообменного процесса нами изучены некоторые особенности формирования межфазного слоя на границе раздела масло—вода при наличии в масляной фазе различных групп гидратируемых и негидратируе-мых фосфолипидов. Для этого определили межфаз-ное натяжение на границе раздела раствор фосфолипидов в модельном масле—реагент при различных массовых долях фосфолипидов и температурах 20, 45 и 60°С. Полученные данные интерпретировали с помощью уравнения Шишковского 12], позволяющего оценить поверхностную активность исследуемого ПАВ и характеристики межфазного слоя.
В табл. 1 приведены максимальные значения адсорбции Гиббса для системы фосфолипиды— триацилглицерины на границе с водой. Установлено, что как у контрольного, так и у современных селекционных сортов подсолнечника гидратируемые ф'осфолипиды имеют более высокое значение максимальной адсорбции Гиббса по сравнению с соответствующими группами негидратируемых
фосфолипидов. Это говорит о более высокой поверхностной активности гидратируемых фосфолипидов и более плотной упаковке их молекул на границе масло—вода. Следует отметить, что для современных сортов разница в значениях адсорбции Гиббса более значительна, что связано с увеличением количества металлов в современных сортах.
Для характеристики межфазного слоя нами рассчитана поверхностная активность фосфолипидов. Результаты показывают, что поверхностная активность отдельных групп гидратируемых фосфолипидов для современных сортов в 3,3-4 раза выше, чем этот показатель у соответствующих групп негидратируемых фосфолипидов (табл. 2).
Поверхностная активность фосфолипидов возрастает в ряду фосфатидные кислоты, фосфатидили-нозитолы, фосфатидилсерины, фосфатидилэтано-ламины, фосфатидилхолины. Следует отметить, что ряд поверхностной активности совпадает с рядом полярности и гидратируемости.
На основании полученных данных можно сделать вывод, что гидратируемость фосфолипидов обусловлена способностью их молекул участвовать в образовании межфазных слоев на границе раздела масло—вода, т. е. гидратируемость фосфолипидов определяется их поверхностной активностью.
Для выявления влияния химической поляризации на процесс мицеллообразования фосфолипидов определяли межфазное натяжение на границе масло—фосфолипиды с растворами лимонной, янтарной кислот и их смесью. Концентрация реагентов была выбрана как средняя из обычно применяемых для гидратации и составила 1%, соотношение лимонной и янтарной кислот 1:1,5, так как ранее [3] нами определено, что именно при этом соотношении кислот происходит наибольшая по-
Таблица 1
Г,пах, моль/м2 • 106, при t, "С
Фосфолипиды 20 45 60
Передовик Современные сорта Передовик Современные сорта Передовик Современные сорта
Гидратируемые:
фосфатидилхолины 1,568 1,559 1,627 1,621 1,630 1,624
фосфатидилэтаноламины 1,438 1,428 1,456 1,447 1,462 1,449
фосфатидилсерины 1,382 1,369 1,376 1,362 1,414 ; 1,407
фосфатидилазитолы 1,235 1,224 1,272 1,263 1,302 1,294
фосфатидные кислоты 1,250 1,241 1,273 1,264 1,315 1,305
Негидратируемые:
фосфатидилэтаноламины 1,118 1,109 1,114 1,131 1,175 1,169
фосфатидилсерины 1,037 0,902 1,041 0,937 1,048 0,941
фосфатидилинозитол 0,883 0,714 0,874 0,742 0,887 0,749
фосфатидные кислоты 0,885 0,723 0,887 0,749 0,893 0,754
Т,П ДД І..Р С, Рис. 1
Таблица 2
, - (6а/6с), Н/м (моль/л), при 1, ’С
’¡' Фосфолипиды 20 45 60
Передовик Современные сорта Передовик Современные сорта Передовик Современные сорта
Гидратируемые:
фосфатидилхолины 550 561 810 822 790 781
фосфатидилэтаноламины 495 513 750 759 730 741
фосфатидилсерины 439 417 685 664 710 693
фосфатидилазитолы 390 367 620 599 600 585
фосфатидные кислоты 358 342 580 567 535 524
Негидратируемые: фосфатидилэтаноламины 175 152 210 187 '' 232 214
фосфатидилсерины 120 91 148 Ш 160 132
фосфатидилинозитолы 80 57 98 79 ’ 135 108
фосфатидные кислоты 70 51 95 74 128 97
ляризадия негидратируемых фосфолипидов. В качестве объектов для приготовления модельных растворов были взяты гидратируемые и негидратиру-емые фракции фосфолипидов, а также индивидуальные группы негидратируемых фбсфолипидов, выделенных из подсолнечных масел по методике, приведенной в работе [4].
Изотермы межфазного натяжения растворов негидратируемых фосфолипидов и их групп в модельном масле на границе с водой при температуре 20°С представлены на рис, 1 (при гидратации: 1 — водой, 2 — янтарной кислотой, 3 — лимонной кислотой, 4 — смесью лимонной и янтарной кислот) и 2 — {1,1'— фосфатидилэтаноламины; 2, 2 — фосфатидилсерины; 3, 3 — фосфатидили-нозитолы; 4, 4 '— фосфатидные кислоты; 1, 2, 3, 4 — до химической поляризации смесью янтарной и лимонной кислот; /' 2,’3,' 4‘— после поляризации).
Графики показывают, что химическая поляризация приводит к снижению межфазного натяжения, увеличивая способность негидратируемых фосфолипидов к участию в процессе мицеллообра-зования в присутствии водной фазы.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
Ребиндер П.А. Взаимосвязь поверхностных и объемных свойств растворов ПАВ / Успехи коллоидной химии. — М.: Наука, 1973. — 98 с.
Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. — М.: Химия, 1976. — 512 с.
Артеменко И.И. Создание усовершенствованной технологии получения гидратированных масел и фосфолипидов, устойчивых к окислению: Автореф. дис.... канд. техн. наук. — Краснодар, 1997. — 32 с.
4. Арутюнян Н.С., Корнена Е.П. Фосфолипиды растительных масел. — М.: Агропромиздат, 1986. — 256 с.
Кафедра неорганической химии
Поступила 02.03.99
,п 1,5 Рис. 2
