Влияние смесей лимонной и янтарной кислот на полярность фосфолипидов подсолнечных масел Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

665.37.002.612

ВЛИЯНИЕ СМЕСЕЙ ЛИМОННОЙ И ЯНТАРНОЙ КИСЛОТ НА ПОЛЯРНОСТЬ ФОСФОЛИПИДОВ ПОДСОЛНЕЧНЫХ МАСЕЛ

Т.Н. БОКОВИКОВА, Е.А. БУТИНА,

О.Е. ГЕРАСИМЕНКО, Л.М. СЕРДЮК

Кубанский государственный технологический университет

Наиболее важными свойствами фосфолипидов, обусловливающими их поведение при переработке масличных семян и растительных масел, являются полярность и поляризуемость, оцениваемые по величине дипольных моментов молекул.

Дипольный момент молекулы фосфолипидов можно представить в виде векторной суммы моментов, определяемых электронными эффектами таких активных групп фосфолипидов, как Р=0, Р—ОН, МН2, ЖСН3)3 и др.

Дипольные моменты фосфолипидов определяли по их диэлектрической проницаемости в разбавленных растворах полярных веществ и неполярном растворителе 11]. В качестве растворителя использовали абсолютно сухой и спектрально чистый бензол, который не взаимодействует с фосфолипидами и не образует с ними ассоциатов. Кроме того, поправки, обусловленные эффектом растворителя, для бензола соизмеримы с ошибкой эксперимента. Во избежание образования водородных связей между молекулами фосфолипидов растворы готовили ниже критической концентрации ассоциации — от 0,0001 до 0,001 мольных долей. Диэлектрическую проницаемость измеряли на ИС12-1Л и электронно-счетном частотомере 43-12 при постоянной температуре 25°С. Величину дипольного момента рассчитывали по среднему значению диэлектрической проницаемости (табл. 1).

Таблица 1

Группа фосфолипидов Дополнительный момент фосфолипидов (Кл-м-103) масел из семян подсолнечника

гидратируемых негидратируемых

Пере- довик Современные сорта Пере- довик Современные сорта

Фосфатидилхолины 22,84 21,96 — —

Фосфатидилэтанол- амины 21,62 20,15 17,71 16,14

Фосфатидилсерины 20,75 19,15 12,65 11,33

Фосфатидилинозитолы 18,08 17,24 16,58 15,21

Фосфатидные кислоты 19,91 19,27 18,05 16,98

Как видно из представленных данных, дипольные моменты гидратируемых и негидратируемых фосфолипидов современных селекционных сортов подсолнечника несколько ниже, чем рядового сорта Передовик. По полярности гидратируемые фосфолипиды можно расположить в ряд: фосфатидил-холины — фосфатидилэтаноламины — фосфати-дилсерины — фосфатидные кислоты — фосфати-дилинозитолы. Для негидратируемых фосфолипидов ряд полярности отличался от гидратируемых:

фосфатидные кислоты — фосфатидилэтаноламины — фосфатидилинозитолы — фосфатидилсери-ны.

На величину дипольного момента оказывает существенное влияние валентность металлов, входящих в состав фосфолипидов (табл. 2).

Таблица 2

Содержание металлов негидратируемых фосфолипидов подсолнечных масел, %

1»\.бТ2ЛЛЫ Фосфати- дилэта- ноламины Фосфати- дили- нозитолы Фосфати- дилсе- рины Фосфати- дные кислоты

Натрий 0,818 0,525 — 0,180

Калий 1,393 0,361 — Следы

2>+1 2,211 0,886 — 0,180

Кальций — 0,725 0,964 0,663

Магний — 0,614 1,263 1,272

Медь — 0,079 0,091 0,004

Железо — 0,041 0,106 0,020

2>+п — . 1,359 2,533 1,959

Ме+П (общая) 2,211 2,345 2,533 2,039

Так, фосфатидилэтаноламины в соединениях с одновалентными металлами более полярны, чем фосфатидилсерины, фосфатидилинозитолы и фосфатидные кислоты, образующие соединения с двух- и трехвалентными металлами. Кроме того, фосфолипиды, в составе которых содержание металлов выше, имеют более низкую полярность.

Можно полагать, что гидратируемые фосфолипиды не могут находиться в масле в молекулярнорастворимом состоянии, так как их дипольные моменты в 1,6-2,3 раза выше, чем дипольные моменты триацилглицеринов масла. Вероятно, они находятся в масле в виде ассоциатов и мицелл.

Поскольку полярность негидратируемых фосфолипидов незначительно превышает полярность триацилглицеринов, они могут находиться в масле в молекулярно-растворимом состоянии или в виде координационных комплексов, димеров или ассоциатов низкого порядка.

Меньшая величина дипольных моментов гидратируемых и негидратируемых фосфолипидов современных селекционных сортов подсолнечника обусловливает необходимость выбора электролита с учетом его поляризующей способности.

Известно [2, 3], что фосфолипиды под действием химических реагентов поляризуются, в результате чего увеличивается их дипольный момент. Эти эффекты были получены при использовании в качестве химических реагентов лимонной, фосфорной кислот, а также буферных растворов на основе лимонной кислоты с pH 2-6. Учитывая особенности строения и состава фосфолипидов

Ю2.612

т

СЕЛ

юлами-

ысери-

шет су-входя-

абдица 2

руемых [сел, %

>осфати-

дные

шслоты

0,180

Следы

0,180

0,663

1,272

0,004

0,020

1,959

2,039

рниях С ы, чем I и фос-ЄНИЯ с ІЄ того, Кие ме-ость. )сфоли-^лярно-ольные юльные но, они

№ЛЛ.

фосфо-їрность в масле в виде и ассо-

I гидра-дов со-ечника фолита

современных селекционных сортов подсолнечника, а именно более высокое содержание металлов, особенно меди и железа, а также более сложное строение комплексных соединений фосфолипидов с металлами, установленное нами ранее [4], и возможность наиболее эффективного разрушения этих комплексов под действием лимонной ЛК, янтарной кислот ЯК и их смесей, представляло интерес определить изменение полярности фосфолипидов под действием указанных реагентов. Для определения степени поляризуемости негидрати-руемых фосфолипидов гидратированные водой масла обрабатывали при температуре 50-9СГС 1%-ми растворами ЛК и ЯК (концентрация реагентов была выбрана как средняя из обычно применяемых концентраций), смесью ЯК и Л К 1:1,5, взятых в количестве, обеспечивающем соотношение между содержанием фосфолипидов в масле и количеством раствора поляризующих соединений ПС, в пределах 1:2,5—1:10. Образовавшийся после обработки ПС осадок отделяли центрифугированием. Для удаления ПС из осадка доводили его до постоянной массы и готовили 10%-е растворы в диэтиловом эфире, из полученных растворов водой экстрагировали компоненты ПС. Экстракцию проводили до тех пор, пока водный экстракт не давал отрицательную реакцию на кислую среду. Из очищенных растворов растворитель отгоняли под вакуумом и доводили осадок до постоянной массы. Для сравнения из гидратированного масла диализом выделяли негидратируемые фосфолипиды, воздействия ПС. В выделенных образцах по формулам, приведенным в [1], определяли относительную полярность, %:

Таблица 3

Исходная

ЛК

ЯК

Реагент с pH 3 Смесь ЛК и ЯК

2.38 17,74 16,43 19,41

21.38

Анализ показывает, что в результате химической поляризации относительная полярность не-гидратируемых фосфолипидов увеличивается по сравнению с исходным образцом. Это говорит о том, что в процессе обработки масла ПС действительно происходит химическая поляризация фосфолипидов и увеличение их полярности. Максимальный эффект поляризации достигается при температуре 80°С и соотношении Л К и ЯК 1,5:1. В табл. 3 приводятся данные по изменению диполь-ных моментов негидратируемых фосфолипидов в результате химической поляризации.

Дипольный момент, Кл-м- 103

Группа до после поляризации

фосфолипидов ПОЛЯрИЗЗ- ции 1%-м раствором ЛК 1%-м раствором ЯК смесью Л К и ЯК

Фосфатидил- серины 11,33 14,84 13,62 15,71

Фосфатиди- линозитолы 15,21 19,08 17,94 22,41

Фосфатидные кислоты 16,98 17,68 18,02 20,08

Полученные результаты свидетельствуют, что применение в качестве гидратирующего агента растворов ЛК, ЯК и их смесей является более эффективным фактором воздействия на систему триацилглицерины—фосфолипиды. Применение ЛК в составе смеси наиболее заметно изменяет дипольный момент фракции фосфатидилсеринов, так как эта фракция содержит большее количество ионов меди и железа, образующих наиболее устойчивые комплексы с ЛК. Действие смесей используемых кислот практически одинаково для фосфа-тидных кислот, которые содержат в основном ионы кальция и магния, одинаково хорошо связывающиеся с этими кислотами.

Таким образом, максимальный эффект наблюдается в случае применения в качестве гидратирующего агента смеси ЯК и ЛК, взятых в соотношении 1:1,5, позволяющей наиболее эффективно разрушить комплексные соединения негидратируемых фосфолипидов с ионами кальция, магния, меди и железа.

Использование смеси кислот как поляризующего агента позволяет перевести негидратируемые формы фосфолипидов в гидратируемые.

:/ ЛИТЕРАТУРА

1. Минкин В.И., Осипов О.А., Жданов Ю.А. Дипольные моменты в органической химии. — Л.: Химия, 1968. — 248 с.

2. Изменение полярности фосфолипидов растительных масел / / Масло-жировая пром-сть / Е.П. Корнена, Н.С. Арутю-нян, П.А. Пономарева и др. — 1983. — № 4. — С. 22-25.

3. Корнена Е.П., Пономарева Н.А., Арутюнян Н.С. // Масло-жировая пром-сть. — 1983. — № 10. — С. 27-29.

4. Боковикова Т.Н., Корнена Е.П., Бутина Е.А., Китайгородский И.А. Применение кислотных реагентов для гидратации растительных масел // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1998. — № 4. — С. 37-38.

Кафедра неорганической химии

Поступила 02.03. 99

ствием ультате [т. Эти

І1НИИ в а, фос-[ров на итывая ипидов