Научная статья на тему 'МОДИФІКОВАНІ КРОХМАЛІ ЯК МОЖЛИВІ ЕНТЕРОСОРБЕНТИ'

МОДИФІКОВАНІ КРОХМАЛІ ЯК МОЖЛИВІ ЕНТЕРОСОРБЕНТИ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
1
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
модифіковані крохмалі / ентеросорбенти / сорбційні властивості / амілопектин / естерифікація / modified starches / enterosorbents / sorption properties / amilopectin / esterification

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Богатиренко В.А., Калінін І.В., Радченко О.А., Рябов С.В., Довгопол І.М.

Запропоновано двохстадійний процес модифікування крохмалів, а саме початкове їх окиснення в присутності гідроген пероксиду або амоній персульфату і подальша естеріфікація зі зшивкою з використанням натрій триметафосфату. Обговорюються зміни, які відбуваються з амілопектину, що відбивається на архітектурі крохмальних глобул, а також в утворенні поперчних зв’язків при подальшій естеріфікаціі вже окиснених крохмалів. Вивчено фізико-хімічні властивості отриманих модифікованих крохмалів. Розглядається можливість використання таких крохмалів як ентеросорбентів або потенційних матриць для подальшого надання їм активних сорбційних властивостей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

MODIFIED STARCHES AS POSSIBLE ENTEROSORBENTS

It is proposed a two-stage process for modifying starches, namely, their initial oxidation in the presence of hydrogen peroxide or ammonium persulfate and subsequent esterification with trimetaphosphate. There are discussed changes that occur with amylopectin, which is reflected in the architecture of starch globules, as well as in the formation of cross-linkages in the further esterification of already oxidized starches. The physico-chemical properties of the modified starches are studied. It is considered the possibility of using such starches as enterosorbents or potential matrices for further imparting active sorption properties to them.

Текст научной работы на тему «МОДИФІКОВАНІ КРОХМАЛІ ЯК МОЖЛИВІ ЕНТЕРОСОРБЕНТИ»

CHEMICAL SCIENCES

МОДИФ1КОВАН1 КРОХМАЛ1 ЯК МОЖЛИВ1 ЕНТЕРОСОРБЕНТИ

Богатиренко В.А.

кандидат xMiunux наук, доцент кафедри хгми, Нацюнальний педагогiчний yHieepcumem iMeHi М.П. Драгоманова

Калтт 1.В.

доктор бiологiчних наук, завiдyвач кафедри хми, Нацюнальний педагогiчний yнiвеpситет мет М.П. Драгоманова

Радченко О.А.

кандидат хiмiчних наук, молодший науковий спiвpобiтник, 1нститут хми високомолекулярних сполук НАН Украши

Рябов С.В.

доктор хiмiчних наук, завiдyвач вiддiлy модифiкацii полiмеpiв, 1нститут хми високомолекулярних

сполук НАН Украши Довгопол 1.М. магютр кафедри хми, Нацюнальний педагогiчний yнiвеpситет мен М.П. Драгоманова

MODIFIED STARCHES AS POSSIBLE ENTEROSORBENTS

Bogatyrenko V.A.

candidate of chemistry sciences, associate professor of department of chemistry

National Pedagogical Dragomanov University

Kalinin I. V.

doctor of biological sciences, head of department of chemistry National Pedagogical Dragomanov University

Radchenko E.A. candidate of chemistry sciences, junior research, Institute of Macromolecular Chemistry, National Academy of Sciences of Ukraine

Ryabov S.V.

doctor of chemistry sciences, head of department ofpolymer modification, Institute of Macromolecular

Chemistry, National Academy of Sciences of Ukraine

Dovgopol I.M. master of the department of chemistry National Pedagogical Dragomanov University

Анотащя

Запропоновано двохстадшний процес модиф^вання крохмалiв, а саме початкове 1х окиснення в при-сутносл пдроген пероксиду або амонш персульфату i подальша естерiфiкацiя 3i зшивкою з використанням натрш триметафосфату. Обговорюються змши, як вщбуваються з амшопектину, що ввдбиваеться на архь тектурi крохмальних глобул, а також в утворенш поперчних зв'язшв при подальшш естерiфiкацii вже оки-снених крохмалiв. Вивчено фiзико-хiмiчнi властивосп отриманих модифiкованих крохмалiв. Розгляда-еться можливiсть використання таких крохматв як ентеросорбентiв або потенцшних матриць для подаль-шого надання Гм активних сорбцiйних властивостей.

Abstract

It is proposed a two-stage process for modifying starches, namely, their initial oxidation in the presence of hydrogen peroxide or ammonium persulfate and subsequent esterification with trimetaphosphate. There are discussed changes that occur with amylopectin, which is reflected in the architecture of starch globules, as well as in the formation of cross-linkages in the further esterification of already oxidized starches. The physico-chemical properties of the modified starches are studied. It is considered the possibility of using such starches as enterosorbents or potential matrices for further imparting active sorption properties to them.

Ключов1 слова: модифшоваш крохмат, ентеросорбенти, сорбцшш властивосп, амшопектин, есте-рифжащя.

Keywords: modified starches, enterosorbents, sorption properties, amilopectin, esterification.

В сучасних умовах хiмiчного навантаження на довшлля особливого значення набувае сорбцшна детоксикащя оргашзму вщ йошв важких металiв, яш надходять до оргашзму з водою, продуктами та

повпрям i зазвичай не перетворюються на неток-сичш сполуки i самостшно не виводяться, а тривале накопичення в органiзмi призводить до ix депо-нування в органах й тканинах внаслщок утворення мiцниx зв'язшв з клгганними структурами [2, 3]. В

цьому напрямi серед ентеральних сорбенпв най-бiльш поширенi препарати активованого вуплля або лiгнiну (препарат полiфепан з високою сорбцш-ною актившстю щодо мiкроорганiзмiв), проте вони мають суттевий недолiк: на 5 - 7 день !х застосу-вання ушкоджуеться слизова оболонка шлунково-кишкового тракту. Створення нових ефективних сорбенпв ввдкривае шлях до отримання матерiалiв спецiального призначення для медицини, сшьсь-кого господарства, фармацевтично!, харчово! та хь мiчно! промисловостi.

Останнiм часом перспективним е викорис-тання природних полiсахаридiв, зокрема пектинiв, мiкрокристалiчно! целюлози, хiтину та альгiнатiв з метою ентеросорбци важких метал1в [2]. Викорис-тання матерiалiв iз крохмалю, зокрема як сорбенпв йонiв важких металiв, мае безсумнiвний iнтерес, що зумовлено вщновлюваною сировинною базою, ни-зькою вартiстю i нетоксичнiстю пол1сахариду. Так, щорiчна ввдновлювашсть i невичерпнiсть сировин-них ресурсiв для отримання крохмалю (картопля, кукурудза, жито, пшениця, манюк, горох та iн.) ви-пдно вiдрiзняе його ввд целюлози, яку видмють з деревини, мiнiмальний термш дозрiвання яко! на-вiть для швидко зростаючо! деревини становить 18-20 рошв. Крохмаль не токсичний i легко тдда-еться модифiкуванню для надання нових, цiнних в практичному сена властивостей шляхом хiмiчного, фiзичного, бактерiологiчного або комбiнованого впливу.

Сорбцшш властивостi нативного крохмалю пов'язують з молекулами амшози, ланцюги яко! мають тенденцш згортатися в сшрал^ що сприяе утворенню сполук включения в структуру полюа-харидiв - наприклад, жирiв i ароматизаторiв. Проте вiдомi на основi природного крохмалю матерiали, зазвичай, мають низьк1 шнетичш характеристики, порiвияно малу селективнiсть i сорбцiйну емнiсть. Тому !х застосування як ентеросорбентiв i як мат-рицi для iммобiлiзацi! та подальшого контролю за вивiльнениям бiологiчно активних речовин вимагае попереднього модифiкувания з використанням су-часних досягнень в наущ i технiцi: плазмових тех-нологiй, бютехнологп, нанотехнологи та ш. [1-3].

Сорбцiйнi властивостi модифiкованих крохма-л1в можна пiдвищити формуванням на полюахари-дних полiмерах нових функцюнальних груп, здат-них, зокрема, мщно зв'язувати йони важких мета-л1в. Для цього використовуються спрямоване модифшування природних крохмаловмiстних мате-рiалiв з iммобiлiзацiею на крохмальнiй матрицi со-рбцiйно-активних центрiв. Одним з методiв тдви-щення катiонообмiнних властивостей крохмалiв е !х фосфорилування i одержання зшитих крохмалiв, здатних ефективно сорбувати катюни важких мета-л1в. Зшип фосфати крохмалю отримують за допо-могою рiзних естерифiкуючих агентiв: ортофосфа-тно! кислоти, фосфор(V) трихлорoксиду, полiфос-фатiв тощо [6].

З метою одержання ентеросорбенпв або поте-нцшних матриць для створення активних сорбцш-них центрiв дослiджено модифiкування глобул на-

тивних крохмалiв з рiзним BMicTOM амiлози: пшени-чний крохмаль, який характеризуеться середньос-татистичним BMicTOM амiлози в межах 26 % (Шме-ччина), та крохмаль воcкоподiбно! кукурудзи (Hi-меччина), вмют амiлози в якому не перевищував 0,8 %.

Модифiкацiю було проведено у два етапи: на першому еташ крохмаль окиснювали, а на другому - окиснений крохмаль зшивали з метою одержання структурно! матриц з таким ступенем зшивання, при якому крохмаль стае нерозчинним у гарячш вод^ Такий крохмаль може бути використаним у виробнищга лтарських заcобiв [1].

Окисниками вибрано пдроген пероксид Н2О2 (розчини з масовою часткою пдроген пероксиду 3 %) та амонiй персульфат ((NH4)2S2O8). Вибiр Н2О2 зумовлений його нетокиcчнicтю для оргаш-зму людини та достатньою окиснювальною здатнi-стю у кислому, нейтральному i лужному середови-щах. Для шдвищення сили Н2О2 як окисника процес проводили у приcутноcтi каталiзатора - катюшв Феруму(П) у cкладi cолi (FeSO4x7H2O), додавання якого в реакцшну cумiш змiнюе механiзм розкладу окисника на розгалужений радикально - ланцюго-вий з утворенням велико! шлькосп активних части-нок: ддроксильного радикалу *ОН, пероксидного радикалу НОО*, супероксидного радикал-йона *О2 [4]. Окиснення крохмалiв амонiй персульфатом вь дбуваеться за радикальним механiзмом.

Фiзико-хiмiчнi властивосп модифiкованих крохмалiв доcлiджували методами 1Ч-cпектроcкопi!, вимiрювання динамiчно! в'язкоcтi окиснених крохмалiв та набухання зшитих крохма-лiв. Зразки крохмалiв для шфрачервоно! спектрос-копi! готували пресуванням з KBr 1Ч-спектри зраз-к1в реестрували при кiмнатнiй температурi на шф-рачервоному cпектроcкопi «Tensor-37», фiрми «Broker». В'язшсть окиснених крохмальних клейс-терiв вимiрювали на вicкозиметрi Брукфiльда марки DV2T.

Для визначення ступеня набухання модифжо-ваного окисненого зшитого крохмалю готували його водну cуcпензiю, яку назвали на водянiй банi при 90 °С впродовж 1 год. Попм охолоджували i ввдстоювали 30 хв, тсля чого визначали здатшсть крохмалю поглинати воду (S) за формулою: S = V/m, де V - об'ем крохмалю у результата набухання (оскшьки густина води 1 г/мл, то об'ем води, який мютиться у набухлому модифшованому крохмал^ буде дорiвнювати маci сорбовано! води), m - нава-жка крохмалю, г.

Процес модифiкування проводили у такий спо-ciб. Для синтезу окиснених крохмалiв спочатку готували водну суспензш крохмалю з масовою часткою крохмалю 43 %, до яко! додавали окисник. Вмют пдроген пероксиду у суспензп змiнювали в межах ввд 0,2 до 0,37 % з розрахунку на сухий крохмаль. У тих випадках, коли в реакцшну сумш додавали каталiзатор ферум(11) сульфат гептагiдрат (реактив Фентона), його шльшсть становила 0,08 -0,13 % з розрахунку на сухий крохмаль. Амонш персульфат вводили до крохмально! водно! суспен-зи в кiлькоcтi 2-4 % ввд маси сухого крохмалю.

Реакцшну сумш при перемiшуваннi назвали до температури 45 °C впродовж двох годин. За цей час ввдбуваеться повне використання окисника. ni-сля завершения реакци крохмаль вщокремлювали вiд редко! фази, промивали i сушили протягом 24 годин при температурi 54 °С.

Для подальшого одержання зшитих крохмалiв до суспензи з масовою часткою окиснених крохма-лiв 43 % додавали натрш триметафосфат (Na3P3O9) у лужному середовищi (рН = 12 - 13) у кшькосл 5 -10 % з розрахунку на сухий крохмаль. Попм одер-жану суспензш при постiйнiй гомогешзацп витри-мували на водянш банi при 45 °С протягом 3 годин; фосфорильований крохмаль вiдфiльтровували i впродовж 24 годин висушували при температурi 54 °С.

Згiдно з лiтературними даними виокремлюють дек1лька механiзмiв окиснення крохматв, при якому утворюються карбонiльнi й карбоксильш групи: окиснення первинних спиртових груп елеме-нтарного ланцюга до кето-, альдегiдних або карбо-ксильних груп, що може вiдбуватись пльки в молекулах амiлози; окиснення вторинних спиртових груп елементарного ланцюга до кетогруп (в поло-женш 2 або 3); одночасне окиснення вторинних спиртових груп в положеннях 2 i 3 до альдепдних груп з розривом пiранозного циклу елементарного ланцюга. При подальшш до окисник1в може вщбу-ватись бiльш глибоке окиснення альдег!дних до ка-рбоксильних груп. Вториннi спиртовi групи окис-нюються як в молекулах амшози, так i в молекулах

1

2

3

Аналiз 1Ч-спектр!в (рис. 1) свiдчить про змши спектрiв окиснених крохмалiв (спектри 1 i 2) пор!в-няно з нативними (спектр 3). Змшюеться контур смуги ОН-груп: вiн стае бшьш чiткiшим, симетрич-ним, що можна пов'язати iз збiльшенням числа пд-роксильних груп, здатних до формування водневих

амiлопектину. Крiм того, можливим також е приед-нання Оксигену до «кисневого мютка» мгж елемен-тарними ланцюгами макромолекул крохмалю з утворенням пероксидiв, як1 далi розпадаються з розривом глiкозидного зв'язку мгж елементарними ланцюгами або з розщепленням пiранозного циклу [3, 10, 11].

В 1Ч-спектрах окиснених крохмалiв реестру-ються широк! смуги поглинання в областi частот 3500 - 3200 см-1 та ряд смуг в низькочастотнш об-ластi в!д 2000 до 500 см-1 (рис.1). Широка штенси-вна смуга поглинання з максимумом 3399 см-1 зу-мовлена валентними коливаннями пдроксильних груп, яш беруть участь в утворенш внутршшх i мь жмолекулярних водневих зв'язшв молекул полюа-харид!в. Дал!, перемщаючись зл!ва направо уздовж спектру з високочастотно! в низькочастотну область i детал!зуючи наявшсть функцюнальних груп в обласп вщ 3000 до 2800 см-1, виявляеться складна смуга поглинання у вигляд! основного тку 2924 см-1, що зумовлено валентними коливаннями аль фатичних СН2-груп первинного атома Карбону в положенш С6. Вважають, що саме ця смуга поглинання е характеристичною для крохмал!в. Зазначе-ним валентним коливанням ал!фатичного С-Н зв'язку вщповщають деформацшш коливання в об-ласп 1421 см-1, 1367 см-1 i 765 см-1. Сильне поглинання в обласп в!д 1212 до 800 см-1 можна ввднести до валентних коливань C-O-групи вуглевод!в [4]. Припускають, що частот! 1645 см-1 ввдповщають коливання мщно зв'язаних молекул кристалопдра-тно1 води в структур! крохмалю [5, 8].

зв'язк1в. Спостертаеться зменшення штенсивносл смуги поглинання 1645 см-1, зумовлене, очевидно, зменшенням вмюту кристал!зацшно - зв'язано! води при частковш деструкци амшопектину i в!д-поввдним зниженням ступеня кристал!чносп та структурованосп крохмальних глобул. В спектрах

Рис. 1.1Ч-спектри окиснених KpoxMrnie

- крохмаль модифжований 0,37 % H2O2 !з додаванням 0,13 % FeSO4

- крохмаль модифжований 4 % (NH4)2S2O8

- нативний крохмаль [8]

ввдсутн смуги поглинання в межах 1680 - 1770 см \ характерш для >С=О - зв'язшв в естерах, альдегидах, кетонах та карбонових кислотах. Отже можна припустити, що внаслвдок окисно! модифжацп кро-xмaлiв вибраними окисниками у зазначених вище

умовах карбоксильш, aльдегiднi або кетогрупи майже не утворюються, натомють розщеплюються глiкозиднi зв'язки молекул амшопектину i частково руйнуеться архитектура елементарних блоков в глобулах крохмалю (рис. 2).

Рис. 2. ApximeKmypa глобул крохмалю

Розщеплення молекул амшопектину веде до утворення полiмерниx форм з меншим ступенем полiмеризaцil, що впливае на в'язшсть крохмаль-них клейстерiв. Для вимiрювaння в'язкостi воднi суспензп зразк1в окисненого крохмалю з масовою часткою 3 % клейстеризували протягом 1 години, на^ваючи на водянш бaнi при темперaтурi 90 °С i постшному перемiшувaннi. Результати вимiрю-вання динaмiчноl в'язкостi нaведенi в тaблицi 1.

За даними таблиц внaслiдок окиснення i гщ-роген пероксидом, i aмонiй персульфатом в'язк1сть пшеничних i кукурудзяних кроxмaлiв знижуеться.

На приклащ пшеничного крохмалю прослщко-вано вплив концентрацп гщроген пероксиду на зм^ в'язкостi крохмальних клейстерiв. Вияви-лось, що зб№шення вмiсту в реакцшнш сумiшi Н2О2 до 0,37 % у присутносп кaтaлiзaторa - катю-нiв Fe2+ веде до б№ш iнтенсивного зниження в'яз-костi окисненого крохмалю - до 39 %.

Таблиця 1

Динамiчна в'язккть i змша маси крохмалiв залежно вщ умов 'ix окисикша. ii.nol' модифiкацi'l'

№ Тип модифшацп крохмалю Динaмiч-нав'яз-к1сть, Па*с Вшносне зниження в'язкосп, % Маса вих-го крох-малю, г Маса мод.-го крох-малю, г

Окисник, % Кaтaлiзaтор Fe2+ з розрахунку на без-водну аль FeSO4 (%)

H2O2 (NH4)2S2O8

Пшеничний

1 - 28 - - -

2 0,2 - 0,08 26 7,0 22,75 20,41

3 0,37 - 0,13 17 39,0 22,75 21,58

4 - 1 18 36,0 22,75 20,95

Кукурудзяний

1 - 1506 - - -

2 0,37 - 0,13 902 40,0 22,75 22,93

3 0,37 - - 1136 25,0 22,75 21,38

4 - 2 - 270 82,0 22,75 20,87

5 - 4 - 126 92,0 22,75 19,92

Подiбна 3aKOHOMipHicTb змши в'язшсних характеристик була одержана i при використаннi ш-шого окисника - амонiй персульфату (APS), але за умови збiльшення його вмюту в реакцiйнiй сумiшi приблизно у 2,5 рази (1 % розчин APS). Необхвд-HicTb використання б№ших концентрацiй APS зу-мовлена рiзним механiзмом дИ вибраних для моди-фiкування окисник1в: для гiдроген пероксиду у при-сутностi каталiзатора Fe2+ бiльш характерний розгалужений радикально-ланцюговий мехашзм з утворенням велико! кiлькостi активних радика-лiв - окисник1в, а для (NH4)2S2Os - радикальний.

В'язшсть клейстерiв кукурудзяного крохмалю вище, шж пшеничного, внасл!док практично повно! вщсутносп амiлози в структурi крохмального зерна. Зниження в'язкостi клейстерiв окисненого кукурудзяного крохмалю бiльш ефективне при вико-ристаннi як окисника амонш персульфату, причому iз збшьшенням концентрацi!' останнього до 2 i 4 % зростае i вщносне зниження в'язкостi - на 82 i 92 % вiдповiдно.

В експеримеип з кукурудзяним крохмалем чь тко простежуеться також взаемозв'язок мiж вмю-том каталiзатора - йошв Феруму(11) та в!дносним зниженням в'язкосп крохмальних клейстерiв. Очевидно, у вщсутносп каталiзатора Н2О2 дiе за йон-ним механiзмом некаталiтичного процесу i в'яз-к1сть зменшуеться лише на 25 %. В'язшсть клейсте-рiв крохмалiв, окиснених Н2О2 у присутносл каталiзатора, знижуеться бiльш суттево - на 40 %, осшльки змiнюеться механiзм дi! Н2О2 з йонного на радикально-ланцюговий i зб№шуеться глибина пе-ретворення молекул амшопектину.

Зниження в'язкостi крохмальних клейстерiв свщчить про перебiг процесiв деструкцп амшопектину крохмалю, внаслщок яких руйнуеться структурна впорядкованiсть крохмальних гранул i збшь-шуеться його розчиншсть. Останне може бути тд-тверджено втратами маси крохмалю. Так, чим

Поперечне зшивання^__

бiльшими е втрати маси зразшв кукурудзяного крохмалю в процеа окисного модиф^вання амонiй персульфатом, тим менше в'язшсть клейстерiв (табл.1).

У випадку окиснення крохмал1в реактивом Фе-нтона в нейтральному середовищi iснуе велика ймовiрнiсть утворення коло!дних частинок пдрок-сидiв Феруму(Ш) внасл!док гiдролiзу сол1 FeSO4, як здатнi незворотно адсорбуватись окисненим крохмалем [9, 10]. Тому втрата маси за рахунок зме-ншення кiлькостi зв'язано! амiлопектином криста-лiзацiйноi води частково компенсуеться додатко-вою iнкорпорацiею гiдроксидiв Феруму(Ш) в структуру крохмалю. Дшсно, зразки крохмал1в, окиснених гiдроген пероксидом у присутносп ката-лiзатора, набувають кремового вщтшку.

Зшивання крохмал1в проводять з метою зниження !х набухання, для запобiгання желатинизацii крохмалю або для тдвищення структурно! стшко-сп клейстерiв крохмалiв до зовнiшнiх впливiв. По-перечно-зшитi естери крохмал1в, як одержують взаемодiею гiдроксильних груп молекул [СбН7О2(ОН)з]и з бi- та пол1функцюнальними агентами, зокрема натрiй триметафосфатом, мають за-звичай не бшьше одного поперечного зв'язку на ко-жну тисячу глюкопiранозних залишк1в, що виявля-еться достатнiм для внесення суттевих змiн до властивостей модифжованих крохмал1в, порiвняно з вихщними. В даний час отримують два види есте-рiв крохмалю i солей фосфатно! кислоти - монок-рохмалофосфат, в якому одна гiдроксильна група глюкозного залишку естерифiкуеться однiею з кис-лотних груп залишку фосфатно! кислоти або Г! солей, i дикрохмалофосфати, в яких гщроксили глю-козних залишшв рiзних ланцюпв взаемодшть з двома кислотними групами фосфатно! кислоти або !! солей. Зпдно з [10] зшивання вщбуваеться пере-важно за рахунок молекул амшопектину мiж атомами Карбону: С2-Сз, Сб-С2, Сб-Сз, Сб-Сб (рис. 3).

м]ж С: та С2/С3

Поперечне зшивання J С6 та (УС i "

/

Рис. 3. Схема зшивання молекул амшопектину

Зшивання попередньо окиснених крохмалiв, як1 е вже частково деструктурованими внаслвдок деградацп амiлопектину, дозволило одержати кро-хмаль з достатньо жорсткою молекулярно - сггчас-тою структурою, який втрачае здатнiсть до утво-рення клейстерiв при 90 °С. Ймовiрно, попередне окиснення крохмалiв створюе передумови для

утворення мiжмолекулярних поперечних зшивок, число яких значно бшьше, нiж у фосфорильованих крохмалiв, отриманих безпосередньою естерифжа-цiею фосфатами (промисловi способи).

Результати вимiрювання набухання спочатку окиснених i потiм зшитих натрш триметафосфатом крохмалiв представленi в таблиц 2.

Таблиця 2

Набухання зшитих KpoxM&BiB

№ Вмют каталiза-тора Fe2+, % Вмют модиф^ючого агента, % Поглинання води, г H2O/I г кр. Сутнь набухання, %

Окисники Зшиваючий агент Na3P3O9

H2O2 (NH4)2S2O8

Пшеничний

1 0,08 0,2 - 10 7,3 730

2 0,13 0,37 - 10 5 500

3 - - 1 10 5,7 570

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Кукурудзяний

1 - 0,37 - 10 5,7 570

2 0,13 0,37 - 10 7,3 730

3 - - 2 10 5 500

6 - - 4 10 6 600

5 - - 4 7 6,7 670

4 - - 4 5 7 700

За даними таблицi найбiльшi показники набухання мае зшитий крохмаль, який був окиснений 0,2 % H2O2 у присутностi 0,08 % FeSO4 вiд початко-во1 маси крохмалю. Чим бiльше на першому етапi модифшацп було взято окисника, тим менше набу-хае зшитий крохмаль. Одержат тсля зшивання крохмалi виявили невелику водопоглинальну здат-нiсть та близью характеристики щодо ступеня набухання.

Висновки. Таким чином, проведения модифь кацп крохмалiв у два послiдовнi етапи - окиснення з наступним зшиванням натрш триметафосфатом -дозволило одержати поперечно - зшип крохмаль Методами ГЧ-спектроскопп, вимiрювания динашч-но! в'язкостi показано, що при окисненнi гiдроген пероксидом або амонш персульфатом вiдбуваеться зменшення ступеня кристалiчностi амiлопектину i зб№шення кiлькостi молекул з меншим ступенем полiмеризацil внаслiдок деструктуризаци i частко-вого розщеплення амiлопектину. Це сприяе утво-ренню б№шо1 кiлькостi поперечних зв'язшв при подальшiй естерифжаци натрш триметафосфатом на стади зшивання, що доведено методом набухання. Модифжоват у такий спосiб крохмалi мо-жуть бути потенцiйними ентеросорбентами, матри-цями для iммобiлiзацil бiоактивних молекул або для створення нових активних сорбцiйних центрiв.

Список лiтератури

1. Sameh A. Korma. Chemically Modified Starch and Utilization in Food Stuffs. Review Article / Sameh A. Korma, Kamal-Alahmad, Sobia Niazi, Al-Farga Ammar, Farah Zaaboul, Tao Zhang // International Journal of Nutrition and Food Sciences. -Volume 5, Issue 4. - 2016. - P. 264 - 272

2. Андреев П.В. Применение отечественных модифицированных крахмалов в химико-фармацевтической промышленности (Обзор) / П.В. Андреев

//Химико-фармацевтический журнал. - 2004. -Т.38. - №8. - С. 37 - 41.

3. Богатиренко В.А. Модифжоват окиснет крохмалi та можливють !х використання як ентеро-сорбенпв / Богатиренко В.А., Довгопол 1.М. // Xi-Mi4ra та еколопчна освiта: стан i перспективи роз-витку: збiрник наукових праць Мiжнародноi нау-ково-практично! iнтернетконференцii' / За заг. ред. О.А. Блажка. - Вiнниця : ТОВ «НшанЛТД», 2017. -С. 131 - 134.

4. Васильев А.В., Гриненко Е.В., Щукин А.О., Федулина Т.Г. Инфракрасная спектроскопия органических и природных соединений: Учебное пособие. СПб.: СПбГЛТА. - 2007. - 54 с.

5. Генералов Е. А. физико-химические подходы к анализу природных полисахаридов / Евгений Александрович Генералов // Auditorium: электронный научный журнал Курского государственного университета. - 2015. - № 4 (08). - С. 1 - 17.

6. Голуб Н.В.. Получение, структура и свойства гидрогелей фосфатов крахмала / Н.В. Голуб, Р.И. Ко-стерова, В.А. Алиновская, С.А. Беляев, Т.Л. Юркшто-вич // Вестник БГУ. Сер. 2. Химия. - 2008.- № 3. - С. 29 - 33.

7. Жвирбле К.В. Экстракция и физико-химический анализ крахмалов из бобовых культур / К.В. Жвирбле, Е.В. Ожимкова, В.В. Орлов, Р.Н. Тарасова // Вестник ТвГУ. Серия «Химия». - 2016. -№1. - С. 127 - 132.

8. Манк В.В. Роль воды в процессах структу-рообразования биополимеров / В.В. Манк, О.П. Мельник, В.В. Трачевский. // Химия и технология воды. Природные воды. - 2011. - т. 33. - №6. - С. 666 - 674.

9. Соложенко Е.Г. Применение каталитической системы H2O2-Fe2+(Fe3+) при очистке воды от органических соединений / Е.Г. Соложенко // Хим. технол. Воды. - 2004. - Т.26. - №3. - С.219 - 246.

10. Тихова А. А. Коллоидно-химические эффекты в процессе окислительной деструкции неионо-генных поверхностно--активных веществ в водных растворах / Алина Александровна Тихова // Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.11 Коллоидная химия [Електронний ресурс]. - Режим доступу http://diss.muctr.ru/media/dissertations/2015/03/%D0 %94%D0%B8%D1%81%D1%81%D0%B5%D1%80

%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D 0%A2%D0%B8%D1%85%D0%BE%D0%B2%D0% BE%D0%B9_%D0%90.%D0%90.pdf.

11. Шарипов М.С. Изучение изменения физико-химических и реологических свойств крахмала при модификации хлоратом натрия / М.С. Ша-рипов, М.М. Амонова, Х.Р. Адизова, Ш.Ш. Шади-ева // Новый университет. Технические науки. -2014. № 12(34). - С. 25 - 29.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.