Механизм коагуляции гидратируемых фосфолипидов Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

3. Кратковременное хранение высушенных семян подсолнечника — до 3 нед —• может улучшить фракционный (групповой) состав и повысить степень перевариваемости белков протеолитическими ферментами.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гегзн Ж., Ананза Ж.Л. Состав и физико-химические свойства белков бобовых и масличных культур / Растительный белок: Пер. с фр. В.Г. Долгополова. — М.: Агромомиздат, 1991. — 684 с.

2. Щербаков В.Г., Иваницкий С.Б. Производство белковых продуктов из масличных семян. — М.: Агропромиздат, 1987.

3. Ермаков А.И. Методы биохимического исследования растений. — Л.: Колос, 1972. — 456 с.

4. Покровский А.А., Ертаиов И.Д. Атакуемость белков пищевых продуктов протеолитическими ферментами in vitro / / Вопросы питания. — 1965. — № 3. — С. 33-44.

5. Руководство по методам исследования, технохимическому контролю и учету производства в масло-жировой промышленности / Под ред. В.П. Ржехина, А.Г. Сергеева. Т. I, кн. 1. — Л.: Наука. 1967. — 584 с.

6. Рядчиков В.Г. Улучшение зерновых белков и их оценка. — М.: Колос, 1978. — 367 с.

Кафедра биохимии и технической микробиологии

Поступала 22.03.95

665.3.014:547.953

МЕХАНИЗМ КОАГУЛЯЦИИ ГИДРАТИРУЕМЫХ ФОСФОЛИПИДОВ

В.Л. ПОГРЕБНАЯ, Т.Н. БОКОВИКОВА.

Ж.В. КАПУСТЯНСКАЯ, Н.П. ПРОНИНА, А.А. ФРИДТ, Е.Г. ЛАРИОНОВА, Е.А. БУТИНА

Кубанский государственный технологический университет

Теоретические предпосылки механизма коагуляции гидратируемых фосфолипидов при обработке растительных масел в магнитном поле и механическом коагуляторе освещены в работе [Л.

Цель этого исследования — выявление механизма коагуляции гидратируемых фосфолипидов, а также влияния концентрации фосфолипидов на процесс их коагуляции. Высокую степень гидрати-руемости фосфолипидов можно объяснить особенностью структуры их молекулы. В присутствии воды фосфолипиды полностью или частично переходят в ионную форму. Эти структуры несут одновременно положительный и отрицательный заряды [2].

Наглядно они могут быть представлены на примере фосфатидилхолина:

[К _ О - р - сн2 - СН2ЖСНз)зГ ОН‘, который в присутствии воды образует коллоид,ную частицу, заряженную положительно, а в диффузном слое будут группироваться ионы ОН”. Известно, что устойчивость коллоидных систем определяется электрокинетическим потенциалом. Для доказательства наших представлений о строении фосфолипидов на границе масло—вода был проведен эксперимент по определению электроки-нетического потенциала в системах дезодорированное масло—фосфолипиды—вода. Соотношение объемов масло:вода было постоянно и составляло 10:1, концентрация фосфолипидов изменялась от 0 до 2%мае.

Методика определения электрокинетического потенциала описана в работе [3]. Масло с соответствующей концентрацией фосфолипидов и воды эмульгировали и заливали в прибор. В качестве боковой жидкости использовали водно-спиртовой раствор КС1.

С помощью потенциостата создавали напряжение 300 В и постепенно подводили к угольным электродам с помощью реостата. Длина жидкого

проводника была постоянной и соответствовала 14 см.

Экспериментальные данные, отражающие изменения электрокинетического потенциала г/ в зависимости от концентрации фосфолипидов С, времени электрофореза г, пути коллоидной частицы 5, ее заряда ц и диэлектрической проницаемости среды £0, приведены в табл. 1.

Таблица 1

С, % т, с U, см/с S, см «о р,с Пз я г}, В

0 - 0 0 81 0,01 (-) 0

0,25 60 1,3-10-'3 1,7 81 0,01 + 0,19

0,50 60 0,8-10 3 1,0 81 0,01 + 0,12

1,00 60 0,6-10-3 0,6 81 0,01 + 0,09

1.50 60 0,3- !0~3 0,3 81 0,01 + 0,04

2,00 60 - 0,6 81 0,01 (-) -

Как видно из таблицы, заряд коллоидной частицы положительный, поскольку она движется к отрицательному полюсу. В случае достаточно большой концентрации фосфолипидов происходит перезарядка коллоидной частицы. Поведение фосфолипидов в водных средах определяется, как известно, наличием неполярных гидрофобных участков и полярных гидрофильных. При низкой концентрации фосфолипидов предполагается наличие сферической мицеллы, в которой неполярные части молекул образуют внешний слой, а гидрофобные — внутренний. В этом случае частица будет заряжена положительно. При повышенном содержании фосфолипидов (2%) мицеллы будут группироваться в длинные цилиндры, образующие слоистую структуру, состоящую из бимолекулярных слоев липидов, разделенных молекулами воды — частица будет заряжена отрицательно.

Изменение г; в зависимости от С при соотношении масло:вода 10:1 и постоянной температуре 25°С показывает, что с увеличением концентрации фосфолипидов система становится менее устойчивой и потенциал уменьшается, подтверждая наши

ия рас-

белков !ами in 33-44. ieCKOMy эомыш-[а. Т. I,

оценка.

и

17.953

^овала

! ИЗМе-I зави-време-щы S, мости

блица 1

Ч, В

О

0,19

0,12

0,09

0,04

Частице я к > боль-ит пе-юсфо-изве-рстков щент-е сфе-части обные ■ заря-(ержа-тиро-

! СЛО-

ярных ды —

ноше-

>атуре

рации

-ойчи-

наши

представления о структуре фосфолипидов на границе фосфолипиды—вода. Более полную характеристику работы адгезионных сил можно получить на основании изучения межфазного взаимодействия в системе масло—фосфолипиды—вода.

Результатом адгезии является стремление системы к уменьшению поверхностной энергии. Работа адгезии Жг, характеризующая прочность адгезионной связи, определяется работой обратимого разрыва адгезионной связи, отнесенной к единице поверхности.

Чтобы получить соотношение между работой адгезии и поверхностным натяжением взаимодействующих компонентов, представим две конденсированные фазы, имеющие поверхности на границе с воздухом. При соприкосновении фосфолипиды— вода, масло—вода система остается двухфазной, т.е. появляется межфазное натяжение а, 2. В результате первоначальная энергия Гиббса системы уменьшается на величину, равную работе адгезии:

До + Га = 0; \Га - -Да.

Для начального и конечного состояния имеем:

Таблица 2

°2,1 + °3.1>

3,1 >

= (7.

2,3’

где

2,1

3,1’ 2,3

А о

'коя “нач '/2.3 "2,1 °3,Г

Отсюда работа адгезии может быть определена согласно уравнению Дюпре:

а,

2,1

+ °3,1 °2,3-

Из этого следует, что работа адгезии тем больше, чем больше поверхностное натяжение исходных компонентов.

Для определения межфазного поверхностного натяжения использовали прибор, разработанный на кафедре жиров КубГТУ [4].

Результаты изменения работы адгезионных сил ¥7а, среднего показателя формирования капель п в зависимости от концентрации фосфолипидов С с учетом постоянной капилляра К, плотности масла рм и плотности воды рв представлены в табл. 2.

С, % п К \ рк, с-Пз рв, с-Пз W3, Дж/м2

0,5 0.18 1,332 0,913 0,997 0,020

1,0 0,15 1,332 0,913 0,997 0,017

1.5 0,14 1,332 0,913 0,997 0,016

2.0 0,13 1,332 0,913 0,997 0,015

- соответственно поверхностное натяжение масло—воздух, фосфолипиды—воздух на границе с газом и межфазное натяжение второго тела с третьим.

Изменение энергии Гиббса в процессе адгезии равно:

По данным табл. 2 построен график зависимости работы межфазных сил взаимодействия W от концентрации фосфолипидов С. Из него следует, что с увеличением С W уменьшается. Это хорошо согласуется с данными по изменению электроки-нетических свойств изучаемых систем. Кинетически наиболее устойчивая система наблюдается при малых концентрациях фосфолипидов и, следовательно, она обладает наибольшим межфазным взаимодействием.

выводы

1. В присутствии воды, на границе раздела фаз, фосфолипиды представляют собой коллоидную мицеллу, имеющую положительный заряд.

2. Значение потенциала дает возможность определить условия для наиболее полного выделения фосфолипидов. При малой концентрации фосфолипидов для их коагуляции следует увеличивать концентрацию электролита.

ЛИТЕРАТУРА

1. Арутюнян Н.С. Некоторые особенности системы глицериды—фосфатиды и факторы, определяющие нарушение ее устойчивости / 'Гр. ВНИИЖ. — Л., 1980. — С. 57.

2. Schinod К., Nakagama I. Colloidal surfactants. — New York—London, 1963.

3. Фролов Ю.Г. Поверхностные явления и дисперсные системы. — М.: Химия, 1982. — С. 333.

4. Матровщук В.И., Мгебришвили Т.В., Мартовщук Е.В. Ускоренный метод определения гидрофильных фосфолипидов / / Масло-жировая пром-сть. — 1986. — № 7. — С. 10.

Кафедра неорганической химии Кафедра технологии жиров Поступила 11.07.94

667,622.31

ХИМИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ ПРИРОДНЫХ КАРОТИНОИДОВ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

В.М. БОЛОТОВ, B.C. ЧЕРЕПНИН, Н.А. ЖЕРЕБЦОВ, Е.В. КИСЕЛЕВА

Воронежская государственная технологическая академия

Природные каротйноидные соединения растений представляют собой смесь полиеновых органических молекул различной степени окисления с сопряженной системой яг-связей [1]. Их количественный и качественный состав зависит не только от вида растительного сырья, но и от влияния внешних факторов: солнечного света, тепла, кислорода воздуха.Под воздействием последних каро-тиноиды подвергаются термоокислительным про-

цессам, приводящим к увеличению содержания окисленных форм — фитоксантинов, в том числе и ксантофиллов [1]. Так, корнеплоды моркови, в минимальной степени подвергающиеся нагреванию и воздействию солнечного света, на 85-90% состоят из /2-каротина, а остальное приходится на долю а-каротина и незначительного количества ксантофиллов. В тыкве содержание ксантофиллов увеличивается до 30-40%, а остальное — а- и ^-каротины. Плоды томатов содержат 32% ксантофиллов, 62% ликопина, 6% а- и ^-каротинов [2]. При перезревании плодов содержание углеводородных каротинов уменьшается,’ а фитоксантинов