CC BY
60
002.612
V
-{ выше
іектина шем pH ет изве-ІДЄТ эф-
г
+
■ і _]______
10
тина
ІЄЩЄСТВ
способ-:ажден-70%-м ІС1, по зразую-рис 2, ма (pH в точке
и).
ание в свобод-ледова-пекти-способ-
ІВЄДЄНО
іразцов ■ удель-X Групп :тракта гнения сарбок-и очи-то чем
1ЛБНЫХ
:пособ-
ямоли-
разны-дается , отли-пагать, заются
Рис. 3
балластные вещества одной природы (органической), а другой — остаются. Именно эта часть является трудноотделимой. Подтверждением можно считать близкие значения удельного содержания карбонилов карбоксильных групп в молекулах очищенного и неочищенного пектина и даже равные при значениях pH экстракта 4,4 и 6,0.
Таким образом, по результатам /Ж-спектроско-пических исследований можно судить о структурных изменениях молекулы пектина и о количестве балластных веществ, связанных с ней химической связью, и веществ, механически с ней перемешанных.
Следует отметить, что наличие в пектиновых порошках балластных веществ, связанных с пектином валентно (например, другие полисахариды), вызывает изменение конформации молекул пектина, что отрицательно сказывается на формировании студня из-за ослабления ассоциационных сил между молекулами.
Проведенные исследования показали, что pH экстракта при осаждении пектина оказывает значительное влияние на его студнеобразующую способность (рис. 4, кривая 2). Изменение это носит колебательный характер. В кислой среде увеличению студнеобразующей способности соответствует снижение комплексообразующей способности (рис. 4, кривая /), аналогично происходит изменение в нейтральной и щелочной среде.
Содержание пектиновых веществ в целевом продукте в каждой точке значений pH экстракта при
Рис. 4
осаждении пектина изменяется в пределах 59-80%, хотя студнеобразующая способность соответствует требованиям стандарта [4], за исключением пектина, полученного из экстракта с pH 2,25. Это дает основание сделать вывод, что содержание пектиновых веществ в порошке пектина не является определяющим величину студнеобразующей способности. Не менее важный фактор — конформация макромолекулы пектина, которая изменяется при изменении pH среды, количества и химической природы балластных веществ. Это взаимное влияние изменений структуры молекулы пектина, количества и структуры балластных веществ и определяет его главные характеристики, что, в свою очередь, обусловливает возможность получения пектина с заданными свойствами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Компанцев В.А., Кайшева Н.Ш., Гокжаева Л.П. Ком-
плексообразование пектинов с ионами поливалентных металлов // Пищевая пром-сть. — 1990. — №11. — С. 39-40.
2. Пектин. Методы контроля в пектиновом производстве / В.В. Нелина, Л.В. Донченко, Н.С. Карпович и др. — Краснодар: Ассоц. "Пектин”, 1992. — 112 с.
3. Филипов М.П, Инфракрасные спектры пектиновых веществ. — Кишинев: Штиинца, 1978. — 76 с.
4. ОСТ 18-62-72. Пектин пищевой сухой свекловичный. — М., 1972.
Кафедра технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции
Поступила 22.12.97
664.292.002.612
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПЕКТИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ С НЕКОТОРЫМИ МЕТАЛЛАМИ В ЩЕЛОЧНОЙ СРЕДЕ
Н.И. СУХАРЕВА, Т.В. ПАВЛОВА, В.А. ВАСЬКИНА
Могилевский технологический институт.
Препараты пектина нашли широкое применение в качестве энтеросорбентов, в частности при интоксикации тяжелыми металлами. Соединения последних попадают в организм в основном через желудочно-кишечный тракт и органы дыхания. Кислая среда желудка способствует отделению металлов от пищевых компонентов в ионной форме. В щелочной среде кишечника (pH 8-9) пектин взаимодействует не с катионами металлов, а с их гидролитическими производными ГП — малорастворимыми гидроксидами, оксидами, основными солями [1, 2]. Пектин, являясь анионным поли-
злектролитом (полигалактуроновая кислота), в щелочной среде по отношению к гидролитическим производным тяжелых металлов ГПТМ выполняет роль флокулянта или пептизатора. Уровень связывания полигалактуроновой кислотой ионов тяжелых металлов был исследован в кислой среде на примере отечественных промышленных пектинов: свекловичного, яблочного и цитрусового {3, 4]. Однако полученные данные противоречивы в оценке оптимальных условий взаимодействия -пектина с катионами металлов. Мольные соотношения реагирующих компонентов определены только для кислой среды (pH 2-6).
Цель работы — определение оптимальных условий взаимодействия пектинов различной природы
в щелочной среде с ГП Си (II), Ъх\ (II) и Сг (III). Выбор металлов обусловлен тем, что медь, цинк и хром являются важнейшими биогенными микроэлементами.
Исследование влияния пектиновых добавок на процесс удаления ГПТМ из водных растворов их солей (Си504><5Н20; 2п504*7Н20;
Сг2(504)3х6Н20) проводили следующим образом. В цилиндр емкостью 250 см3 вносили 200 см3 водного раствора соли. Затем при перемешивании в течение 1 мин по каплям добавляли водные растворы пектина и гидроксида калия. Концентрации соли, пектина и щелочи в исследуемых растворах варьировались. После перемешивания 15 мл образовавшейся дисперсии переносили в кювету и записывали спектр на концентрационном фотоколориметре КФК-2МП. Цилиндр с дисперсией оставляли в покое на 30 мин. Затем определяли остаточную концентрацию ионов металла в растворе фотометрическим методом согласно [5]. Пробы отбирали на глубине 5 см при высоте столба суспензии 15 см.
Об эффективности процесса удаления ГПТМ из водных растворов судили по остаточной концентрации ГП металла в осветленной части дисперсии и изменению коэффициента светопропускания х системы во времени.
Анализ экспериментальных данных, полученных без добавления пектиновых веществ, позволяет определить соотношение скоростей осветления металлсодержащих дисперсий Их / с!1 в зависимости от природы металла
йх/сН (0,гг+):йх/(И (2п2+): йх/сН (Си2+) = 1:2:6.
Полученное соотношение можно объяснить легкой кристаллизацией гидролитических осадков Си (И) и аморфностью гидролитических осадков Сг
(III) [6].
Минимальные значения остаточных концентраций ГП [Си2+], [1п2+] и [Сг3+] в растворе после осаждения щелочью без пектина составили 1,5; 3,6 и 5,5 мг/л соответственно. Полученные данные вполне объяснимы кислотно-основными свойствами гидролитических осадков ГПТМ.
Присутствие пектина изменяет эффективность процесса осаждения ГПТМ. На рис. 1 и 2 представлены соответственно зависимость коэффициента светопропускания металлсодержащих дисперсий с добавками пектина от времени и зависимость остаточной концентрации ионов металлов от содержания пектина: цитрусового, комбинированного и свекловичного (соответственно кривые 1, 2 и <3; кривая 4 — без добавки пектина). Молярная концентрация в исходном растворе ионов меди, цинка и хрома — 9,5-10-3; 7,64-10~3 и 7,03-10 моль/л. Взаимодействие пектина с металлсодержащими мицеллами зависит от содержания карбоксильных групп в полимерной цепи, от концентрации пектина и от природы металла. Зависимость остаточной концентрации ГП Си (II) и Сг (III) от концентрации пектина в растворе носит экстремальный характер (рис. 2). Для наглядности приведены результаты исследований дисперсий с высокой остаточной концентрацией ГПТМ при отсутствии пектина. Добавление последнего в растворы солей Си (II) и Сг (III) в оптимальной концентрации способствует ускорению процесса
Время, кин
Рис. 1
Концентрация пектина, моль/л -10 Рис. 2
кристаллизации и осаждения гидролитических осадков этих металлов (рис. 1).
Увеличение числа карбоксильных групп в пектине приводит к быстрому образованию более крупных флокул. Свекловичный пектин, содержащий наибольшее количество карбоксильных групп (3,7%), не только ускоряет процесс осветления медь- и хромсодержащих дисперсий, но и снижает остаточную концентрацию ГП металла в осветленном растворе (рис. 2, кривая 3). Оптимальная концентрация пектина при осаждении ГП Си (II) практически не зависит от содержания карбоксильных групп в полимерной цепи и равна 7,5-10-7
ІСКИХ
І пек-Іолее |ржа-Ьупп вния щает [\лен-ьная
і (II)
ібок-
1(Г7
моль/л. Таким образом, одна полимерная молекула пектина — свекловичного, комбинированного, цитрусового — связавает (мостиковый механизм) примерно 20 тыс. медьсодержащих молекул. Содержание карбоксильных групп заметно влияет на взаимодействие пектияа с соединениями Сг (III) (рис. 2).
Оптимальная молярная концентрация свекловичного, комбинированного и цитрусового пектинов (карбоксильных групп — 3,7; 2,9; 2,7%) составляет 7,5-10 7; 1,0-10~А; 1,25-10~6 моль/л соответственно, а одна молекула пектина связывает приблизительно 9200, 6900 и 5600 хромсодержащих молекул.
В присутствии ГП цинка пектин в щелочной среде проявляет свойства поверхностно-активного вещества.
Остаточная концентрация ГП цинка в осветленном растворе при любых концентрациях пектина выше, чем при его отсутствии. Пептизация протекает тем эффективнее, чем выше процентное содержание карбоксильных групп в пектине (рис. 2). Свекловичный пектин в большей степени препятствует осаждению ГП цинка (рис. 1, кривая 3). Цитрусовый и свекловичный пектины, хотя и ускоряют процесс осветления цинксодержащих дисперсий, но не уменьшают остаточную концентрацию ГП цинка в осветленном растворе (рис. 1, кривые / и 2).
Эффективность взаимодействия пектиновых молекул с металлсодержащими мицеллами коррелирует со сродством к электрону исследованных металлов и практически не зависит от заряда катиона. Величины сродства к электрону для Си, Сг и 2п соответственно составляют 1,8; 0,9 и 0,09 ЭВ. Таким образом, основой связывания молекул пектина и ГПТМ является донорно-акцепторное взаимодействие.
ВЫВОДЫ
1. Пектиновые вещества в щелочной среде активно воздействуют на гидролитические производные тяжелых металлов: укрупняют металлсодержащие частицы и образуют флокулы или переводят их в гидролитические осадки коллоидного состояния.
2. Эффективность взаимодействия полигалакту-роновых кислот с ГПТМ коррелирует с акцепторными свойствами металлов, в частности с величиной сродства к электрону. Чем последняя выше, тем активнее пектин взаимодействует с металлом, образуя флокулы.
3. Одна молекула пектина независимо от природы связывает по мостиковому механизму до 20 тыс. медьсодержащих молекул и значительно меньше — хромсодержащих.
ЛИТЕРАТУРА
1. Энтеросорбция / Под ред. Н.А. Белякова. — Л.: ЦСТ, 1991. — 329 с.
2. Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчков Л.С. Микроэлементозы человека. — М.; Медицина, 1991. — 495 с.
3. Кацева Г.Н., Кухта Е.П., Панова Е.П., Чирва В.А.
Исследование взаимодействия пектиновых веществ с солями ртути, меди, цинка и кадмия // Химия природных соединений. — 1988. — № 2. — С. 171-175.
4. Крикова Н.И., Щурбан С.Н., Компанцев В.А. Спектрофотометрическое изучение водных растворов свекловичного и цитрусового пектинов в присутствии ионов меди, свинца и ртути. — Пятигорск, 1990. — 9 с.
5. Лурье Ю.Ю., Рыбникова А.И. Химический анализ производственных сточных вод. — М.: Химия, 1974.
6. Адамович Г.П. Структурные превращения в системе совместно осажденных гидроокисеи меди и железа: Автореф. ... канд. дис. — Минск, 1965.
Кафедра технологии хлебопродуктов
Поступила 10.07.98
665.3.002.612
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ФОСФОЛИПИДОВ ПОДСОЛНЕЧНЫХ МАСЕЛ С НЕОМЫЛЯЕМЫМИ ЛИПИДАМИ
Т.Н. БОКОВИКОВА, В.В. ИЛЛАРИОНОВА,
Е.П. КОРНЕНА, Е.А. БУТИНА, Е.О. ГЕРАСИМЕНКО
Кубанский государственный технологический университет
Имеющийся в промышленности опыт переработки масел из высокомасличных трудногидратируе-мых семян подсолнечника современной селекции свидетельствует о низкой эффективности традиционных технологий, не обеспечивающих получение готового продукта требуемого качества. Поэтому возникает необходимость в детальном исследовании состава и свойств таких масел, а также сопутствующих веществ с целью разработки эффективной специальной технологии рафинации, позволяющей максимально вывести сопутствующие вещества, особенно воскоподобные, при сохранении стойкости масел к окислению.
Существенное значение для создания такой технологии имеет выявление взаимосвязи фосфолипидов со стеролами, алифатическими спиртами и воскоподобными веществами. В работах [1,2] изу-
чена взаимосвязь веществ группы неомыляемых липидов с гидратируемыми и негидратируемыми фосфолипидами масел сорта Передовик. Представляется важным выявление такой связи и для масел современных селекционных сортов.
Масла современных сортов гидратировали в производственных и лабораторных условиях, приближенных к производственным. Отобранные образцы исследовали по схеме, предусматривающей извлечение негидратируемых фосфолипидов из масла методом непрерывного диализа при температуре 45°С с последующим отделением нейтральных липидов.
В исходном масле, диализате и содержимом диализационной камеры определяли содержание фосфолипидов, неомыляемых липидов и воскоподобных веществ (табл. 1), а также фракционный состав неомыляемых липидов гидратированного масла, выделенных тонкослойной хроматографией (табл. 2).
