CC BY
82
Химия растительного сырья. 2012. №1. С. 215-216.
Краткие сообщения
УДК 677.46:66.081.3
ХАРАКТЕРИСТИКА СОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ РАСТИТЕЛЬНЫХ НЕКРАХМАЛЬНЫХ ПОЛИСАХАРИДНЫХ КОМПЛЕКСОВ
© Л.Э. Глаголева*, О.С. Корнеева, Г.П. Шуваева
Воронежский государственный университет инженерных технологий, пр. Революции, 19, Воронеж, 394000 (Россия), e-mail: [email protected]
Приведена информация о закономерностях процесса сорбции воды растительными полисахаридными комплексами плодов из шиповника, грецкого ореха, топинамбура, сахарной свеклы, семян винограда, расторопши, тыквы, арбуза. Определены константы скорости набухания в зависимости от температуры и рН, максимальная предельная степень набухания и время ее достижения. Полученные результаты использованы при разработке пищевых продуктов энтеро-сорбирующего назначения.
Ключевые слова: растительные комплексы, сорбция, водосвязывающие свойства, сорбционные свойства, степень набухания, константа скорости набухания.
Перспективным направлением при создании продуктов с энтеросорбирующими свойствами является поиск и внедрение в производство сорбентов на основе растительного сырья, направленно влияющих на технологические и потребительские показатели готовой продукции. Научный подход к данной проблеме обеспечивается исследованиями ученых в области химии, биохимии, технологии продуктов питания, а также диетологии и медицинской профилактики. Актуальность поисковых исследований обусловлена необходимостью расширения ассортимента сорбентов с более эффективными свойствами и менее токсичным действием. На основе природных соединений могут быть разработаны биопрепараты, обладающие качественно новыми свойствами.
Растительное сырье содержит значительное количество пищевых волокон, состав, структура и содержание которых зависит от ботанической принадлежности, морфологических и анатомических особенностей тканей. Пищевые волокна, формирующие клеточные стенки растений, в основном содержат целлюлозу, полисахариды гемицеллюлозы, пектиновые вещества, лигнин. Стенки растительной клетки построены из нескольких слоев, каждый из них сформирован из ряда биополимеров и отличается взаимным расположением и соотношением входящих в ее состав компонентов. От структурной организации биополимеров, их межмолекулярного взаимодействия зависят свойства растительных комплексов в целом, в том числе водосвязывающие, сорбционные и функционально-технологические свойства в процессе производства и хранения пищевых продуктов [1].
При исследовании механизма взаимодействия растительных полисахаридных комплексов с водой важное значение имеет изучение их сорбционных свойств. Сорбцию паров воды растительными комплексами или их компонентами следует рассматривать как поглощение полимерным сорбентом полярного сор-бата - воды, при этом происходит изменение структуры и свойств растительного полимера. В связи с этим было изучено влияние pH и температуры растворителя на процесс сорбции воды полисахаридными комплексами из расторопши, плодов шиповника, семян тыквы, арбуза, косточек винограда, топинамбура, пищевых волокон из сахарной свеклы.
Выбранные объекты исследования обладают обширными терапевтическими свойствами, сбалансированным составом с высоким содержанием пищевых волокон, что позволяет предположить их дальнейшее использование в технологии пищевых продуктов энтеросорбирующего действия [2, 3].
Экспериментально получены зависимости, характеризующие кинетику набухания от времени при различных значениях рН и температуры.
* Автор, с которым следует вести переписку.
216 Л.Э. Глаголева, О.С. Корнеева, Г.П. Шуваева
Определено влияние технологических параметров на константы скорости набухания, установлено, что максимальная предельная степень набухания отмечена для растительного комплекса из грецкого ореха (4,25), минимальная - 2,95 для виноградных косточек. Для пищевых волокон из сахарной свеклы предельная степень набухания составила 8,33 в нейтральной среде при температуре 293 К, а минимальное значение (2,0) - в щелочной среде при температуре 333 К. По степени убывания предельно возможного количества связанной влаги исследуемые образцы можно расположить следующим образом: пищевые волокна из сахарной свеклы (8,33) - грецкого ореха (4,25) - топинамбура (4,22) - семена арбуза (4,2) - шиповника (4,15) - тыквы (4,0) -расторопши (2,98) - виноградных косточек (2,95). Наиболее высокая скорость набухания отмечена для семян арбуза, тыквы и расторопши (40 мин), продолжительность процесса - для виноградных косточек - 85 мин. По увеличению продолжительности фазы неравновесного состояния исследуемые образцы располагаются следующим образом: семена виноградных косточек (85 мин) - грецкого ореха (85 мин) - топинамбура ( 40 мин) - расторопши (40 мин) - сахарной свеклы (40 мин) - арбуза (35 мин), тыквы, шиповника (30 мин). Максимальная предельная степень набухания (4,25) отмечена при температуре 313 К, рН - 6,6, минимальная предельная степень набухания (1,5) при температуре 293 К, рН - 8,0.
В ходе выполнения экспериментальных исследований было изучено влияние температуры на конформационные изменения растительных комплексов в воде и установлено, что при повышении температуры скорость набухания увеличивается, а степень предельного набухания уменьшается. В связи с этим повышение температуры для исследования процесса сорбции на конформационные изменения растительных сорбентов в воде нецелесообразно.
Зависимость степени набухания растительных комплексов от времени при рН=6,6 и температуре 313 К приведена на рисунке.
На основании полученных экспериментальных данных были построены полиномы 3 порядка, которые описывают зависимости, характеризующие кинетику набухания от времени при различных значениях рН и температуры, критерии согласования которых показывают точное совпадение в заданных точках. Построенные интерполяционные функции позволяют прогнозировать и контролировать значения скорости набухания, не проводя длительных экспериментальных исследований. Полученные данные были использованы при разработке пищевых биосистем энтеросорби-рующего назначения с использованием исследуемых растительных комплексов и животного сырья.
Заключение
Исследование сорбционных свойств растительных полисахаридных комплексов из плодов тыквы, шиповника, косточек винограда, арбуза, расторопши, грецкого ореха, топинамбура, сахарной свеклы дает основание сделать вывод о перспективности их применения при проектировании и разработке пищевых систем энтеросорбирующего назначения. Технология создания пищевых продуктов с энтеросорбирующи-ми свойствами требует комплексного подхода, позволяющего направленно регулировать ее функциональ-но-технологические свойства и усиливающих целевую функцию продуктов.
Список литературы
1. Дудкин М.С.. Новые продукты питания. М., 1998. 304 с.
2. Полянский К.К., Родионова Н.С., Глаголева Л.Э. Топинамбур: перспективы использования в молочной промышленности. Воронеж, 1999. 104 с.
3. Пустырский И. Н. Лекарственные растения. М., 2005. 704 с.
Поступило вредакцию 2 февраля 2012 г.
Зависимость степени набухания растительных комплексов от времени при рН=6,6 и Т=313 К. 1(4) - расторопша; 2(Я) - шиповник; 3(Ф) - грецкий орех; 4(Ф) - виноградные косточки; 5(#) - семена арбуза; 6(к) - тыква; 7 (Ж) - сахарная свекла; 8(0) - топинамбур
