Физико-химическая характеристика структурообразования и фазовых состояний в водных растворах полисахаридов клеточной стенки бурых водорослей

• Автор: Оберюхтина, Ирина Александровна
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 128 с. : ил

4.1.4. Влияние природы катионов и анионов на реологические свойства
раствора альгината натрия
4.1.5. Влияние температуры на структурные свойства растворов альгината
натрия
4.2. Исследование полимолекулярных свойств альгината натрия
4.2.1. Характеристика полидисперсности растворов альгината натрия
методом лазерной корреляционной спектроскопии
4.2.2. Поведение молекул альгината натрия в растворах
4.2.3. Влияние внешних факторов и гидродинамические свойства альгината
натрия
4.3. Оценка существующих технологических параметров процесса
получения альгината натрия
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
В последнее время растет спрос на продукцию из морских водорослей, которые являются уникальным сырьем для получения целого ряда веществ, не встречающихся или крайне редко присутствующих в составе наземных растений. Такие виды бурых водорослей как Ьаттагш digitata и Ьаттагш яассЪагта образуют обширные заросли в прибрежных районах на Севере Архангельской области (район Соловецких островов, побережье Баренцева моря) и служат ценным сырьем для промышленной переработки. Это и явилось основным условием создания в Архангельске опытного водорослевого комбината (АОПВК).
Водорослевые ресурсы, несмотря на значительность их запасов, до настоящего времени используются недостаточно из-за ограниченности сведений о их составе и свойствах синтезируемых из них веществ. Среди них широкое применение нашли альгиновая кислота и ее соли -альгинаты, представляющие собой основные компоненты клеточной стенки бурых водорослей, с общим содержанием их в сухой массе сырья до 40%. Использование данных препаратов основано на их способности к структурированию жидких растворов и стабилизации различных эмульсий. Благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам они применяются в профилактической и клинической медицине как биологически-активные вещества [1-3], в пищевой промышленности и биотехнологии [4]. В бумажной промышленности растворы альгината в композиции с крахмалом используются для поверхностной проклейки или пропитки бумажного листа [5].
В настоящее время основное внимание уделяется изучению физиологической активности данных препаратов, в то время как молекулярная организация, структура и свойства этих объектов остаются мало изученными. С недостаточным объемом знаний и информации о физико-химических свойствах альгинатов и процессах структурообразования в их растворах связано и несовершенство технологии получения данных полисахаридов: большое количество
отходов и низкий выход конечного продукта. В связи с этим актуальной задачей является изучение свойств альгинатов, разработка на основе комплексных физико-химических исследований научных основ процесса переработки бурых водорослей с целью получения альгиновой кислоты и ее солей. Это позволит расширить область их применения, а также сделать более эффективным производство данных препаратов. Проведение таких исследований внесет ощутимый вклад в развитие теории альгинатных растворов и совершенствование методов переработки и анализа свойств различных препаратов из водорослевого сырья.

усиливается гидролиз других органических веществ и, в частности, азотистых, что приводит к усилению окраски экстракта.
Работы В.А. Евтушенко [12] показывают, что скорость образования и извлечения альгината натрия из водорослей находится в прямой зависимости от температуры и продолжительности нагревания реакционной смеси. Однако эта зависимость сохраняется только до определенного предела, после чего увеличение продолжительности процесса сопровождается уменьшением выхода и снижением вязкости растворов альгината натрия. При этом, чем выше температура нагревания, тем быстрее достигается максимум извлечения и начинается уменьшение выхода альгиновой кислоты и альгината. С учетом этого, при повышении температуры во время щелочной мацерации водорослей продолжительность процесса следует сокращать, чтобы не уменьшился выход, и не ухудшилось качество получаемого альгината.
Согласно технологической инструкции № 88-71 [64] по
производству альгината натрия на Архангельском водорослевом комбинате, щелочную варку водорослей необходимо проводить при температуре 70 °С в течение 3 часов. В случае предварительной обработки водорослей спиртом (с целью извлечения маннита) время варки снижается до 1 часа. Альгиновая кислота интенсивно извлекается в течение первых 30 мин, в следующие 30 мин постепенно достигает максимума, а после истечения 60 мин варки наступает некоторый спад количества альгиновой кислоты в варочном растворе, вероятно связанный с процессом ее деструкции при данной температуре.
Так как альгиновая кислота сосредоточена в клеточных стенках, то измельчение водорослей перед мацерацией, а также энергичное перемешивание и дополнительное измельчение во время данного процесса ускоряют образование и извлечение альгината.
После щелочной мацерации полученная масса (водорослевая галерта) освобождается от неразварившихся водорослей (клетчатки). Для