Коллоидно-химические свойства технологических растворов свекловичного пектина и пектатов Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ления этих эффектов характерна для образцов, гидратированных смесью лимонной и янтарной кислот.

Особый интерес представляют данные по массовой доле металлов. Анализируя их остаточное содержание в гидратированных маслах, а также в гидратируемой и негидратируемой фракциях фосфолипидов, можно сделать вывод, что применение комплексного реагента позволяет наиболее эффективно разрушить комплексные соединения фосфолипидов с металлами с образованием более устойчивых комплексов, что обусловливает наименьшие массовые доли металлов в этом образце.

ВЫВОДЫ

1. Наиболее устойчивые комплексы с ионами меди и железа образует лимонная кислота, а с ионами магния — янтарная.

2. Использование кислотных реагентов увеличивает степень гидратации, повышает стабильность

масел к окислению, снижает содержание перекис-ных соединений.

3. Наиболее эффективно применение в качестве гидратирующего агента реагента, содержащего лимонную и янтарную кислоты.

ЛИТЕРАТУРА

1. Тютюнников Б.Н. Химия жиров. — Пищевая технология, 1974. — С. 448.

2. Morsel J. Fortschrittsbericht Lipid Peroxydation. mitt Primmarreaktionen / / Nahrung. -— 1990. — 34. — № 1.

— S. 3-12.

3. Mieth I., Linov F. Zur fettestabilisierenden Wirkung von Phosphatiden / / Nahrung. — 1975. — 19. — № 7. — S. 557-581.

4. Pokornu I. Bilten Biljnai Masti, 1972. — S. 23-27.

5. Арутюнян H.C., Корнена Е.П., Пономарева H.A., Жидкова И.С. Выведение фосфолипидов из растительных масел // Масло-жировая пром-сть. — 1984. — № 4.

Кафедра неорганической химии Кафедра технологии жиров

Поступка 27.11.97

664.292.002.612:541.18

КОЛЛОИДНО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ СВЕКЛОВИЧНОГО ПЕКТИНА И ПЕКТАТОВ

О.А. ХУДАЙКУЛОБА, И.А. КРАПИВНИЦКАЯ,

И.О. КЛЕЦКОВА, Е.В. КУШНИР, С.А. КУЛИЧЕНКО

Украинский государственный университет пищевых технологий.

Киевский государственный университет им. Т. Шевченко

С целью оптимизации технологии производства высокочистого пектина и пектиносодержащих препаратов мы изучили влияние кислотности и ком-плексообразования на седиментационную и агре-гационную устойчивость растворов пектина.

Препарат пектина был получен из свекловичного жома методом дигестии и очищен многократным переосаждением этанолом [1]. Степень этерифика-ции (=33%) препарата была определена рН-метри-ческим титрованием. Равновесное значение pH растворов устанавливалось за 1-2 мин. Эффективное значение рК карбоксильных групп препарата, рассчитанное с помощью программы Нурегяиаё, доставляло 4,91 ±0,03. Водные растворы РЬ(М03)2, Зс1(ЫО^)2 и 2п(М03)2 готовили из реактивов ’ч.д.а.’, точную концентрацию растворов устанав-гавали полярографическим и трилонометриче-:ким методами. Спектры поглощения растворов [змеряли на приборе КФК-3. Кислотность раство-юз устанавливали 0,1 н. растворами НС1 и №ОН [ контролировали с помощью рН-метра ”рН-121”.

Коллоидно-химическое состояние растворов ха-актеризовали по критериям мутности г и степени исперсности Рг. Мутность измеряли по светопо-чощению А растворов при А=500 нм и ассчитывали по формуле г=2,3 А/1, где I — мщина кюветы [2]. В рамках метода спектра утности [3, 4] измеряли поглощение растворов в ятервале длин волн 420-520 нм, в котором погло-ение обусловлено преимущественно кхеиванием света коллоидными частицами. На новании полученных данных рассчитывали фак-

тор рассеивания растворов как величину тангенса угла наклона зависимости в координатах ^А - \цХ. Растворы с И>А соответствуют молекулярной степени дисперсности, а со значением Р<А — коллоидной. При этом уменьшение Рг соответствует увеличению размеров коллоидных агрегатов в растворе.

На первом этапе были измерены спектры поглощения водных растворов пектина, представленные на рис. 1 (Спек = 0,32 мг/мл; I - 1 см; через 1 ч после приготовления). Максимум поглощения в области 350 нм обусловлен присутствием в препарате остатков свекловичного красителя. При этом светопоглощение при А > 400 нм свидетельствует

о коллоидном характере пектиновых растворов. Коллоидная природа исследуемых систем подтверждается рассчитанными значениями фактора рассеивания (/^ < 4).

А

0.25-,

Рис. 1

Зависимость мутности водных растворов пектина (/) и пектина +РЬ*+ (2) от pH представлена на рис. 2 (Спек = 0,32 мг/мл); Срь = 0,12 мг/мл; через

1 мин после приготовления).

1

Yd

ность!

однакі

твораі

(криві

коллоі

исслеі

і

о.і:

о.оа

004

Пока раствор бенно ц некотоп ни вьш тают ог^

ЧИВОСТЬ|

нение N ниєм чц изменен раствор^ показал] и это со коллоид свидете; творов г

СЄДИМЄН'

регатов.

Мутні ленных ции 0,01 ния пект Г

свидетел: размера < содержав твердили видно из ления ра<

^екис-

(естве Ьо ли-

[ХНОЛО-

I. пйК г № 1.

Ьд топ

Н.А.,

гитель-1- № 4.

т, СМ

^1.18

енса

атах

Ьеку-

|/7г<4

|твет-

цных

(огло-йные 3 1 Ч ря в репа-этом Ьует Ьров. гвер-рас-

:ти-

на

Ьрез

см

-1

Показано, что мутность свежеприготовленных растворов пектина со временем уменьшается, особенно быстро в течение первого часа. Однако через некоторый период зависимость мутности от времени выходит на нижнее плато и растворы приобретают определенную коллоидно-химическую устойчивость (рис. 3). Согласно уравнению Релея изменение мутности может быть вызвано как изменением числа коллоидных частиц в растворе, так и изменением их размеров. На примере пектиновых растворов с концентрацией 0,08 и 0,8 мг/л мы показали, что значение Рг во времени возрастает и это соответствует уменьшению среднего радиуса коллоидных частиц (табл. 1). Полученные данные свидетельствуют, что уменьшение мутности растворов пектина во времени обусловлено быстрой седиментацией наиболее крупных коллоидных агрегатов.

Мутность регистрируется уже в очень разбавленных растворах пектина, начиная с концентрации 0,01-0,02 мг/мл, и с увеличением содержания пектина значение г возрастает. Зависимость т = /(Спек) имеет линейный характер, что косвенно свидетельствует о слабой зависимости среднего размера формирующихся коллоидных агрегатов от содержания препарата в растворе. Также мы подтвердили это соответствующими расчетами Р г. Как видно из данных табл. 2, через 1 ч после приготовления растворов (А = 500 нм) близкие по размерам

коллоидные частицы (р г - 1) образуются как в разведенных, так и в более концентрированных системах.

Таблица !

pH

Рис. 2

Установлено, что в широком интервале pH мутность водных растворов пектина изменяется мало, однако резко уменьшается в сильнощелочных растворах вследствие деструкции самого пектина (кривая /). И в этих условиях растворы сохраняют коллоидный характер, а рассчитанное во всем исследованном интервале pH значение Рг < 4.

Время, мин Спек = 0,08 мг/мл Сцек = 0,8 мг/мл

т, см 1 Рг т, см 1 Рг

1 0,035 0,91 0,301 0,79

10 0,030 1,00 0,276 0,90

20 0,029 1,07 0,258 0,95

30 0,027 1,09 0,247 0,96

60 0,024 1,12 0,231 0,99

90 0,023 1,18 0,222 1,08

120 0,022 1,24 0,220 1,27

Таблица 2

Спек. мг/мл т, см 1 Рг

0,04 0,014 1,26

0,08 0,024 1,12

0,16 0,051 1,03

0,32 0,106 1,05

0,80 0,231 0,99

1,12 0,296 1,00

1,44 0,370 0,90

.2+

Введение ионов РЬ , Сс1 и Ъп1 в растворы пектина, вследствие комплексообразования, дополнительно увеличивает мутность растворов и уменьшает их седиментационную устойчивость. Наибольшее увеличение мутности наблюдается в присутствии ионов свинца. При этом мутность существенно зависит от кислотности, концентрационных условий и времени выдерживания растворов. Так, с увеличением содержания ионов РЬ2+ в системе при проведении измерений через 1 мин после приготовления мутность растворов пектина увеличивается и при определенном содержании ионов свинца выходит на плато (рис. 4, кривая /). Эта кривая соответствует связыванию пектина в менее растворимый и, соответственно, более активно агрегирующий пектат свинца. Однако при проведении измерений через 1 ч после приготовления мутность растворов с увеличением концентрации свинца быстро уменьшается (рис. 4, кривая 2). Такой ход зависимости г = /(Срь) объясняется рассмотренной на примере растворов самого пектина быстрой седиментацией наиболее крупных коллоидных агрегатов пектата свинца и, как следствие, быстрым уменьшением мутности растворов во времени.

Зависимости мутности растворов пектатов от кислотности имеют колоколообразный вид (рис. 2, кривая 2). В кислых растворах пектат свинца не образуется и влияние добавок ионов РЬ2+ на мутность невелико. При повышении pH с началом

"С, см' 0.3-

0.2-

\

0.1 0 2 0.3 0.4

срь, мг/мл

Рис. 4

комплексообразования в системе (pH > 6,5) мутность быстро возрастает и при pH > 7,5 выходит на плато. В сильнощелочных растворах при pH>12 мутность опять снижается вследствие разрушения комплекса и деструкции самого пектина.

Введение ионов Сс12+ и 2п2+ в сравнении с действием ионов свинца влияет на мутность растворов пектина в значительно меньшей степени. Однако и эти растворы в широком интервале

концентрации и кислотности характеризуются коллоидной степенью дисперсности.

Проведенное исследование показало, что водные растворы пектина и пектатов в широком интервале концентраций и кислотности имеют типичный коллоидный характер и характеризуются низкой седиментационной устойчивостью. Установленные в работе оптимальные условия комплексообразования и осаждения пектина в виде некоторых пектатов могут быть использованы в технологии получения пектинов с заданными свойствами, а также экологически чистых пектинов и пектино-продуктов.

ЛИТЕРАТУРА

Донченко Л.В., Карпович Н.Ф., Симхович Е.Г. Производство пектина. — Кишинев, 1993. — 182 с. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. — Л.: Химия, 1974. — 352 с.

Кленин В.И., Щеполев С.Ю., Лаврушин В.И. Характеристические функции светорассеяния дисперсных систем.

— Саратов, 1977. — 176 с.

Руководство к практическим работам по коллоидной химии / О.Н. Григоров, И.Ф. Карнова, З.П. Козьмина и др. -М.: Химия, 1964. — 330 с.

Поступала 27.11.97

3.

4.

54-145.13: [577.154+637.127.2 ]002.612

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАСЫЩЕННЫХ РАСТВОРОВ САХАРОЗЫ И ЛАКТОЗЫ

А.И. ГНЕЗДИЛОВА, О.И. ТОПАЛ, В.М. ПЕРЕЛЫГИН

Вологодская государственная молочно-хозяйственная академия им. Н.В. Верещагина

Воронежская государственная технологическая академия

Цель настоящей работы — изучение растворимости сахарозы 5 в бинарном растворителе лактоза—вода и растворимости лактозы 5 в присутствии сахарозы, а также вязкости /и. насыщенных сахарных растворов. Перечисленные физико-химические свойства определяют процессы зародышеоб-разования и роста при кристаллизации.

Растворимость определяли по методике [1], вязкость — вискозиметром Гепплера. На основе полученных результатов построены графики зависимости физико-химических свойств от молярного содержания примеси лактозы Хь или сахарозы Х5 в бинарном водном растворителе (рис. 1 и 2). Исследования проводили при 20, 40 и 60°С (кривые 1,2,3 соответственно).