Биохимическое обоснование и разработка технологии пектинов с заданными комплексообразующими свойствами из различных видов растительного сырья

• Автор: Калайциди, Лада Юрьевна
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Современные представления о комплексообразовании пектиновых веществ из растительного сырья

1.1 Пектиновые вещества, их строение и основные свойства

1.2 Основные факторы, влияющие на комплексообразующую способность пектиновых веществ.

1.3 Основные способы получения пектина с различной

степенью этерификации

2 Объекты и методы исследования

2.1 Характеристика объектов и методика проведения исследования.

2.2 Методы исследований

2.3 Определение функционального состава молекулы

пектина кондуктометрическим титрованием
2.4 Определение комплексообразующей способности пектина
2.5 Методика математического планирования экспериментов
и обработки опытных данных.
3 Экспериментальные исследования процессов получения пектина
с заданными комплексообразующими свойствами
3.1 Влияние вида пектинсодержащего сырья на комплексообразующую способность пектина
3.2 Влияние условий гидролизаэкстрагирования на степень этерификации и комплексообразующую способность
пектина
3.3 Влияние среды на комплексообразующую способность пектина
3.4 Влияние количественного соотношения пектиновых
веществ и металла на степень связывания
3.5 Влияние природы металла на комплексообразующую способность пектина
3.6 Влияние сорта сырья на физикохимические показатели пектина
4 Аналитические исследования процессов получения пектиновых веществ с заданной комплексообразующей способностью
4.1 Разработка математической модели получения пектина
с заданной комплексообразующей способностью
4.2 Разработка классификации пектиновых веществ по комплексообразующей способности.
5 Разработка технологии получения пектина с заданными комплексообразующими свойствами.
5.1 Аппаратурнотехнологическая схема получения пектина с заданными комплексообразующими свойствами из различных видов растительного сырья.
5.2 Технология получения пектинов с заданными значениями степени этерификации и комплексообразующей способности из различных видов сырья
5.3 Рекомендации по применению разработанных пектинов в пектинопрофилактике населения
Выводы и рекомендации.
Литература


Одни ученые полагают, что пектиновые вещества построены подобно целлюлозе из остатков галактуроновой кислоты, соединенных в длинные цепи гликозидными связями 9,,8. Позже этими же учеными было высказано предположение, что остатки галактуроновой кислоты в полигалактуроновых кислотах соединены через позиции 1 и 4, что ранее было доказано для целлюлозы. Другие исследователи 1,2 опровергают целлюлозную теорию строения пектина на основании того, что протопектин при обработке разбавленной кислотой становится водорастворимым вследствие удаления из него кальция и магния, и предлагают другую теорию, предполагающую соединения арабана с кальциевыми и магниевыми солями в молекуле протопектина. К этому мнению присоединились и некоторые другие исследователи 5, 6. В гигантскую молекулу могут входить остатки сахара, целлюлозы, уксусной кислоты. Формула протопектина, предложенная Хенглейном, в значительной степени объясняет противоречивые выводы различных авторов о его строении. В состав молекулы протопектина могут входить как остатки фосфорной кислоты, ионы металлов, так и в различном количестве остатки целлюлозы, сахаров и уксусной кислоты, что в действительности было обнаружено при выделении протопектина из различных растений. Согласно современным представлениям пектин имеет линейную структуру. Наиболее часто применяемые формы изображения молекулы пектина представлены на рисунке 1. С учетом сложной структуры и состава молекулы пектиновых веществ их свойства многообразны. При этом многие свойства пектинов и механизмы протекания тех или иных химических взаимодействий пектиновых веществ с различными компонентами растительных и животных тканей до настоящего времени не выяснены 2. Наиболее известными свойствами пектиновых веществ являются их растворимость, вязкость, набухание, взаимодействие с кислотами, щелочами, ферментами, солями поливалентных металлов и алифатическими спиртами, студнеобразующая и комплексообразующая способности. Установлено, что наилучшим растворителем пектиновых веществ является вода. Растворяются они также в ной фосфорной кислоте и жидком аммиаке в глицерине и формамиде набухают. В остальных органических и неорганических растворителях они практически нерастворимы , , , 2, 4. Растворимость пектина зависит от степени полимеризации и степени этерификации. Растворимость в воде увеличивается при повышении степени этерификации и уменьшении величины молекулы 0, 8, 3. Рисунок 1. Пектины со степенью этерификации хорошо растворимы в воде, а при ,6 малорастворимы , 3. Вязкость как свойство водных растворов пектина достаточно хорошо изучена ,3. Известно, что с уменьшением размера молекул вязкость значительно уменьшается. На величину вязкости влияют силы взаимодействия между молекулами пектиновых веществ, а также силы взаимодействия между ними и молекулами растворителя воды. Под их взаимодействием пектиновые молекулы связываются друг с другом, образуя внутреннюю структуру, что увеличивает размер молекул и повышает вязкость раствора. Коллоидный раствор приобретает характер эластичного тела и обнаруживает механические свойства, не наблюдающиеся у истинных растворов 3, 9. Установлено, что пространственное строение молекулы пектиновых веществ также оказывает большое влияние на величину вязкости их растворов 9, 0, 9. Изменения формы молекулы пектинов связаны с диссоциацией свободных и нейтрализованных карбоксильных групп, т. С увеличение диссоциации свободных карбоксильных групп увеличивается вязкость и наоборот. Повышение температуры понижает вязкость растворов пектиновых веществ. Однако, при температуре выше 0С происходит деградация пектинов 3, 3, что, в свою очередь, вызывает необратимое снижение вязкости раствора. Такие закономерности изменения растворимости и вязкости пектиновых веществ являются определяющими при разработке технологий пектина и пектинопродуктов. Характерным свойством пектиновых веществ, определяющим технологию их извлечения из растительного сырья, является взаимодействие с кислотами, щелочами и ферментами.