CC BY
28ОПТИМИЗАЦИЯ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ ПОЛИСАХАРИДА
ИЗ ЛАМИНАРИЕВЫХ ВОДОРОСЛЕЙ 1 2 Приходько А.А. , Осовская И.И.
1Приходько Анастасия Александровна - магистрант, направление: химическая технология; 2Осовская Ираида Ивановна - кандидат химических наук, доцент, кафедра физической и коллоидной химии, химический факультет, Высшая школа технологии и энергетики Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна,
г. Санкт-Петербург
Аннотация: целью данной работы является оптимизация выделения высокомолекулярного полисахарида - альгиновой кислоты из бурых ламинариевых водорослей Laminaria japónica.
Ключевые слова: водоросли, экстракция, полисахарид.
Природные полимеры, в частности полисахариды, полимеры морских водорослей широко распространены на земле и имеют большое научное и практическое значение. Известно, что разрастание бурых водорослей оказывают негативное влияние на жизнь животных в морской среде. Экологи давно называют цветение бурых водорослей экологической проблемой. Однако, существует класс бурых водорослей, обладающий многочисленными полезными свойствами и используется в медицине, биотехнологии, косметологии [1-3].
Бурые водоросли являются уникальным по составу сырьем для получения целого ряда веществ, обладающих широким спектром потребительских свойств. Их состав характеризуется содержанием минеральных веществ (микроэлементы), липофильных веществ, полифенолов, азотсодержащих соединений, структурных и запасных углеводов [4, 5].
Большое значение имеет альгиновая кислота (рис.1), получаемая из рода бурых водорослей - ламинарии, это и является целью данного исследования, а именно оптимизации ее излечения. Альгиновая кислота представляет собой полисахарид, широко распространенный в клеточных стенках бурых водорослей, способный к образованию прочных гелей и избирательному сродству к двухвалентным катионам.
Рис. 1. Фрагмент альгиновой кислоты
Разработана новая методика выделения альгиновой кислоты, которая основана на оптимизации pH и температуры экстракции. Гликозидные связи альгиновой кислоты, соединяющие звенья мономеров, чувствительны к действию кислот, поэтому в ходе технологического процесса контролировали продолжительность обработки водорослей кислотой. Условия выделения альгиновой кислоты подобраны таким образом, чтобы уже на стадии предварительной обработки удалить свободные минеральные соли, растворимые азотистые вещества и углеводы.
На первой стадии альгиновую кислоту переводили в водонерастворимую кислую форму, обработкой раствором соляной кислоты. На второй стадии, содержащуюся альгиновую кислоту извлекали экстракцией в слабощелочном растворе. В ходе всего
процесса контролировали кислотно-щелочной баланс, поддерживая pH на уровне 8,09,0. Из полученного экстракта получали альгиновую кислоту путем введения в раствор концентрированной соляной кислоты. Образующаяся альгиновая кислота выпадает в осадок в виде белых сгустков. Молекулярную массу определяли вискозиметрическим методом.
Таким образом, перспективность дальнейших исследований зависит от выбора кислотной обработки и поддержание кислотности, что способствует выделению высокомолекулярной альгиновой кислоты.
Альгиновые кислоты применяются в качестве загустителей, стабилизаторов суспензий и эмульсий, гелеобразователей в пищевой промышленности, в производстве фармацевтических препаратов и косметических средств, бумаги, при отделке и крашении тканей, в биотехнологии для иммобилизации клеток, в качестве пищевой добавки для удаления из организмов тяжёлых металлов и радионуклидов. [6, 7].
Список литературы
1. Zhuang С, Itoh Н., Mizuno Т. and Ito Н. «Antitumor active fucoidan from the brown seaweed, Umitoranoo (Sargassumthunbergii)», Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. Vol. 59. № 4. Pp. 563-567, 1995.
2. Осовская И.И., Приходько А.А. Морские водоросли. Применение в биотехнологии: С.-Петерб. гос. ун-т пром. технологий и дизайна, Высш. шк. технологии и энергетики. Санкт-Петербург: ВШТЭ СПбГУПТД, 2020. 78 с.
3. Приходько А.А., Осовская И.И. «Экстракция фукоидана из бурых водорослей LAMINARIA JAPONICA». «StudNet». № 6, 2020.
4. Боголицын К.Г., Каплицин П.А., Ульяновский Н.В., Пронина О.А. Комплексное исследование химического состава бурых водорослей Белого моря // Химия растительного сырья, 2012. № 4. С. 153-160.
5. Spurr H.I. Extraction, separation and purification of polyphenols, polysaccharides and pigments from British seaweed for high-value applications: thesis (PhD). Leeds, 2014. 224 p.
6. Макарова К.Е., Хожаенко Е.В., Ковалев В.В., Подкорытова Е.А., Хотимченко Р.Ю. Альгинаты с различными молекулярными массами как сорбенты ионов кадмия и свинца. Материалы докладов на XVIII Всероссийском конгрессе «Экология и здоровье человека», 2013. 15 с.
7. Усов А.И. Альгиновые кислоты и альгинаты: методы анализа, определение состава и установления строения. Успехи химии. 68 (11), 1999.
