Композиционная неоднородность пектиновых веществ

Рахматов, Баходур Сайдалиевич

Композиционная неоднородность пектиновых веществ тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

Рахматов, Баходур Сайдалиевич АВТОР

кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Душанбе МЕСТО ЗАЩИТЫ

2010 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.04 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Композиционная неоднородность пектиновых веществ»

Автореферат диссертации на тему "Композиционная неоднородность пектиновых веществ"

На правах рукописи 00461"¿ю-1

Рахматов Баходур Сайдалиевич

КОМПОЗИЦИОННАЯ НЕОДНОРОДНОСТЬ ПЕКТИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ

02.00.04 - физическая химия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

1 1 НОЯ 2010

Душанбе-2010 г.

004612163

Работа выполнена в лаборатории «Химия высокомолекулярных соединений» Института химии им. В.И. Никитина Академии наук Республики Таджикистан

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор химических наук, академик Академии наук РТ, профессор Халиков Джурабай Халикович кандидат химических наук, Авлоев Хакбар Хайдарович

доктор химических наук, профессор Исобаев Музафар Джумаевич кандидат технических наук, Тешаев Хуршед Икрамовнч

Кафедра физической химии химического факультета Таджикского национального университета

Защита состоится: «24» ноября 2010 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 047.003.01 при Институте химии им. В.И. Никитина АН Республики Таджикистан по адресу: 734063 Республика Таджикистан г. Душанбе, ул. Айни, 299/2. E-mail: gulchera@list.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института химии им В.И. Никитина АН Республики Таджикистан.

Автореферат разослан «20» октября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат химических наук

^Zfe&OC Касымова Г.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одним из основных параметров пектиновых полисахаридов, благодаря которому они приобретают гелеобразующие свойства, является молекулярная масса (ММ) или эквивалентная ей величина характеристической вязкости ([г|])- В литературе имеются многочисленные уравнения, связывающие величину [г|] с ММ. Однако, данные различных авторов, полученные для пектинов, из одних и тех же источников, не всегда соответствуют друг другу. Одной из основных причин такого поведения пектиновых веществ (ПВ) является, по-видимому, их композиционная неоднородность. В связи с этим изучение химической и молекулярной неоднородности ПВ, полученных из различных источников растительного сырья, путем разделения их на более узкие фракции и распределение моносахарид-ного состава и ММ соответствующих полимеров, может дать ценную информацию о структуре протопектина и способах связывания полимерных цепей при формировании относительно устойчивых агрегатов, а также о природе межмолекулярных связей, стабилизирующих сетчатые структуры. С другой стороны, результаты этих фундаментальных исследований могут быть использованы при разработке новых способов получения ПВ, приводящих к формированию привитых и линейных полимерных цепей с заданным моно-сахаридным составом и однородной молекулярной структурой, как следствие модификации отдельной стадии технологического процесса гидролиза растительного сырья или при выделении ПВ из раствора гидролизата. Наконец, эти исследования позволяют адаптировать технологии получения ПВ для их использования в различных отраслях производства, в частности в пищевой или фармацевтической промышленности. В связи с этим изучение взаимосвязи химической структуры, характеристической вязкости и молекулярной массы фракций ПВ, полученных из различных источников растительного сырья, не только способствует получению уравнения, связывающего величины [г|] с ММ, но и является актуальной задачей в проблеме разработки способа получения ПВ с заданными структурными и молекулярными характеристиками.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является изучение структурной и молекулярной неоднородности ПВ, полученных из различных источников растительного сырья. В связи с поставленной целью задачами настоящего исследования были:

• фракционирование ПВ, полученных из различных источников растительного сырья, методами дробного осаждения и дробного растворения;

• изучение моносахаридного состава фракций ПВ, полученных из различных источников растительного сырья.

• изучение свойств разбавленных растворов ПВ, оценка численных значений характеристической вязкости и молекулярной массы для фракций пектинов различной природы, использование полученных данных для составления уравнений взаимосвязи [г|] с ММ;

Работа проводилась в соответствии с планом НИР Института химии им. В.И. Никитина АН Республики Таджикистан «Поиск и создание новых полимерных материалов и биологически активных веществ на базе продуктов синтетического и растительного сырья» (ГР №0106ТД414 от 16 марта 2006г.).

Научная новизна работы:

• на примерах яблочного, цитрусового и подсолнечного пектинов впервые, методами турбодиметрического титрования и дробного растворения в водно-спиртовой среде, изучена закономерность одновременного разделения ПВ на фракции, отличающиеся по структурным и молекулярным параметрам.

• показано, что с увеличением объемной доли спирта в системе все более выделяются фракции ПВ с меньшими ММ и обогащенные остатками нейтральных Сахаров, что дает возможность, особенно в начальных стадиях фракционирования, получить высококачественные ПВ с высокими содержанием звеньев галактуроновой кислоты (ГК), её степени этерификации (СЭ) и высокими значениями ММ.

• Впервые, используя метод одновременного фракционирования по молекулярной массе и полисахаридному составу ПВ, получены фракции, близкие по химической структуре, но отличающиеся по ММ, что дало возможность измерением величин [г|] и ММ, составить взаимосвязь между ними в рамках уравнений Марка-Куна-Хаувинга.

• Полученные экспериментальные данные позволяют модифицировать технологию получения высококачественных ПВ из различных источников растительного сырья, для их использования в выбранной отрасли производства.

Практическая значимость работы. Разработанный способ фракционирования ПВ из раствора гидролизата является ключевой стадией при получении высокоочищенных ПВ с собственной биологической активностью или как природного ионногенного полимера, используемого для формирования различных видов микро- и нанокапсул как носителей лекарственных средств в фармацевтической отрасли производства.

Полученные физико-химические закономерности могут являться основой при характеристике композиционной неоднородности ПВ, полученных из различных источников растительного сырья.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статьи в реферируемых научных журналах и 4 материала конференций.

Апробация работы. Основные результаты докладывались и обсуждались на Международной конференции «Современная химическая наука и её прикладные аспекты». (Душанбе, 2006г.), на республиканской научно-практической конференции «Нынешняя ситуация, проблема, перспектива защиты и рациональное использование природных ресурсов Таджикистана». (Душанбе, 2008г.), Международной конференции «Наноструктуры в полисахаридах: формирование, структура, свойства,

применение». (Ташкент, 2008г) и VI Нумановских чтениях. (Душанбе, 2009г.)

Объем и структура работы. Диссертация представляет собой рукопись объемом 98 страниц, состоит из введения и 3 глав, посвященных обзору литературы, экспериментальной части, результатам исследований и их обсуждению, выводов. Иллюстрирована 19 рисунками, 14 таблицами и одной схемой. Список использованной литературы включает 117 наименований.

Во введении обосновывается актуальность темы, изложены цель и научная новизна диссертации, практическая ценность и ее структура.

В литературном обзоре (глава 1) изложены основные сведения, имеющиеся в первоисточниках о первичной структуре ПВ, об их функциональной особенности в составе клеточной стенки высших цветковых растений, их роли в определении прочности и растяжимости клеточных стенок, тургоре, устойчивости растения к засухе и к низким температурам, обеспечении водно-солевого обмена. Подробно приводится обзор методов фракционирования полимеров по молекулярным массам, на примерах целлюлозы и агарозы. Особое внимание уделяется оценке молекулярной массы и молекулярно-массового распределения (ММР) полисахаридов по данным фракционирования. Отдельный раздел обзора посвящен изучению химической неоднородности пектиновых веществ, изменению моносахаридного состава фракций, их влияние на конформацию ПВ в растворе. В литературном обзоре также приводятся сведения относительно вторичной, третичной и четвертичной структуры пектиновых веществ. Эти данные являются важными для понимания механизма гелеобразования ПВ, контроля и манипулирования механическими свойствами посредством рационального изменения точной молекулярной структуры. На основании анализа обширных литературных данных, автором сделан вывод о том, что конформационное изменение пектиновых макромолекул в основном зависит от включения в их цепи остатков рамнозы и степени этерификации карбоксильных групп.

В экспериментальной части (глава 2) приведена характеристика исходных растительных материалов, реагентов и рабочих растворов, методика проведения кислотного гидролиза и методика фракционирования ПВ по ММ при дробном растворении и турбидиметрическом титровании. Приводятся также методики количественного анализа функциональных групп ПВ, ионов кальция и определение содержания нейтральных Сахаров методом газожидкостной хроматографии. Даны методики измерения характеристической вязкости разбавленных растворов ПВ и особенности определения ММ и ММР методом эксклюзионной жидкостной хроматографии (ЭЖХ).

В главе 3 «Результаты и их обсуждение», приводятся экспериментальные данные, полученные автором при фракционировании ПВ методом дробного растворения, результаты количественных анализов остатков галактуроновой кислоты и степени ее этерификации, значения характеристической вязкости и ММ выделенных фракций. На основании обширных экспериментальных данных дана интерпретация полученных результатов в соответствии с целью и задачами исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Объекты и методики исследования

1. Получение ПВ. ПВ корзинок подсолнечника (ПКП), выжимок яблок (ПЯ) и кожуры апельсина (ПЦ) были получены кислотным гидролизом растительного сырья при 85°С, рН=1,2 и гидромодуле 1:20. Из раствора гидро-лизата, после удаления твердых частиц фильтрацией, ПВ выделяли осаждением трехкратным объемом этанола. Содержание звеньев ГК определяли карбазольным методом, степень ее метилирования титрованием до и после деметоксилирования, а звенья нейтральных Сахаров (НС) газожидкостной хроматографией.

2. Турбидиметрическое титрование проводили на лабораторном тур-бидиметре 2100 ANIS (HACH, USA) при комнатной температуре, используя в качестве растворителя 0,1% водный раствор ПВ, а в качестве осадителя 95% этанол. Мутность определяли в нефелометрических единицах (NTU) при X 455 нм. Отчеты производили при добавлении осадителя до тех пор, пока-мутность раствора не перестала изменяться.

3. Характеристическую вязкость [ц] определяли в вискозиметре Уббе-лоде путем измерения времени течения ПВ в 1% -ном водном растворе KCl или NaCl при различных концентрациях. Время течения растворителя при 25°С составляло, соответственно, 31,4 и 54.9 сек.

4. Среднечисловую (Мп) и среднемассовую молекулярную массы (Mw) определяли методом эксклюзионной жидкостной хроматографии (ЭЖХ). Для разделения пектинов использовали две эксклюзионные колонки, содержащие PL-Aquagel ОНбО и PL-Aquagel ОН40.

2. Молекулярная и структурная полидисперсность пектиновых веществ

Процессы получения пектиновых веществ (ПВ) имеют вероятностный характер, поэтому они представляют собой не индивидуальное вещество, а набор полимергомологов с некоторой средней молекулярной массой и определенным молекулярно-массовым распределением. К тому же для ПВ, как представителей природных полимеров, указанная неоднородность осложняется неоднородностью макромолекул по составу. Композиционная неоднородность, также как и неоднородность по молекулярной массе, характеризуется функцией распределения по составу, описывающей зависимость массовой доли биополимера от содержания в нем того или иного остатка кислых, этерифицированных и нейтральных Сахаров. Существенное значение имеют и другие факторы - последовательность распределения блоков рамногапактуронана или степень прививки арабиногалактановых боковых цепей. Однако, в достаточной степени, теоретические основы для характеристики, и тем более регулирования этих параметров непосредственно в процессе гидролиза протопектина на сегодняшний день отсутствуют. Поэтому накопление экспериментальных данных по выявлению молекулярной и композиционной неоднородности ПВ

в зависимости от методов их получения актуально. Исходя из этого, целью настоящей части работы является изучение неоднородности ПВ, полученных кислотным гидролизом из различных источников растительного сырья, методом турбидиметрического титрования.

Определенное количество 0,1% водного раствора ПВ, помещали в стакан, добавляли при перемешивании по заданному количеству 95% раствор этилового спирта. Содержимое стакана выливали в ампулу, которую помещали в измерительную ячейку турбидиметра 2100AN IS (фирма НАСН, USA) и измеряли мутность D в НТУ при X, 455 нм. Обработка полученных данных (рис.1), а также величин ММ и ММР проводилась по общепринятой методике. В качестве примера в таблице 1 приводятся экспериментальные данные, полученные при титровании раствора пектина корзинки подсолнечника (КП) этанолом. Расчет величины [г|] проводили по уравнению Хаггинса г|уд/С = [rj]+K'[rj]2C, где г|уя -удельная вязкость, С -концентрация, а К' -константа Хаггинса.

Используя полученные данные для всех фракций пектина КП, яблочного (ЯП) и цитрусового (ЦП) пектинов строили интегральную (зависимость D от у) и дифференциальную (зависимость AD:/Ay от у) кривые турбодиметрического титрования, которые представлены на рис. 1.

Таблица 1

Результаты турбодиметрического титрования 0.1% раствора пектина КП 95%

раствором этанола

№ опыта V(C2HsOH) (95%) Y= V/(Vo+V) Ду 1-у D D,= (DDo) d2= Dl/ (1-Y) ad2 AD2/Ay

2 1,5 0,0566 0,9434 9,56 5,46 5,79

3 3 0,1071 0,0505 0,8929 10,36 6,26 7,01 1,22 24,21

4 5 0,1667 0,0595 0,8333 10,55 6,45 7,74 0,73 12,24

5 8 0,2424 0,0758 0,7576 12,5 8,4 11,09 3,35 44,19

6 11 0,3056 0,0631 0,6944 13,75 9,65 13,90 2,81 44,48

7 15 0,3750 0,0694 0,6250 19,91 15,81 25,30 11,40 164,16

8 20 0,4444 0,0694 0,5556 26,9 22,8 41,04 15,74 226,71

9 25 0,5000 0,0556 0,5000 30,4 26,3 52,60 11,56 208,08

10 30 0,5455 0,0455 0,4545 30,9 26,8 58,96 6,36 139,92

11 35 0,5833 0,0379 0,4167 33,7 29,6 71,04 12,08 318,91

12 40 0,6154 0,0321 0,3846 32,3 28,2 73,32 2,28 71,14

13 45 0,6429 0,0275 0,3571 32,3 28,2 78,96 5,64 205,30

Примечание: V -объем добавленного осадителя; Р -оптическая плотность раствора пектина; Оо -оптическая плотность до порога осаждения, т.е. оптическая плотность еще прозрачного . раствора до начала выделения из него пектина; у - объемная доля осадителя; 0| -оптическая плотность, обусловленная выделением пектина; Б2 -оптическая плотность с поправкой на разбавление раствора осадителем; Уо -25 мл; Ро =4.1; Со =0,1%.

-- 1100

- 900

- 700

-- 500 <

-- 300

- 100

Сравнительная оценка

представленных диаграмм,

показывает, что при прочих равных условиях титрования, мутность растворов ЯП и ЦП, особенно в области основного максимума от 2,5 до 5 раз, превышает мутность раствора пектина КП. Как видно из рисунка 1, для всех исследованных пектинов дифференциальные кривые не являются

симметричными. Различия в мутности растворов при титровании этанолом, а также асимметричность или

бимодальность дифференциальных кривых, прежде всего,

свидетельствуют о неоднородности пектиновых веществ не только по молекулярной массе, но и по составу. Из табл. 2 следует, что молекулярные массы изученных пектинов не очень сильно отличаются друг от друга, в то время как значение

характеристической вязкости для пектина КП существенно ниже, чем для ЯП и ЦП. Константа Хаггинса больше 0,5

свидетельствует о «плохом» качестве растворителя для всех изученных объектов. Это означает, что при незначительном различии молекулярной массы, формы макромолекул пектинов

отличаются друг от друга. В частности, пектин КП набухает меньше, чем ЯП и ЦП, о чем свидетельствует высокое значение величины К'. Высокое значение ММР ЯП, также проявляется в значительно высоком показателе мутности и асимметричности дифференциальной кривой турбодиметрического титрования этого пектина. Как уже отмечалось ранее, для пектинов со значительной композиционной неоднородностью титруются фракции неоднородные по молекулярной

Рис. 1. Интегральная (1) и дифференциальная (2) кривые турбодиметрического титрования растворов пектина.

массе. Это объясняется тем, что растворимость макромолекул ПВ, по-видимому, определяется одновременно и их размером и, в большей степени, составом. Поэтому в системе, чувствительной к изменению того и другого

Таблица 2.

Характеристика пектинов

Параметры ПКП ПЯ ПЦ

ГК, % 69,39 78,74 84,15

СЭГК, % 86,95 76,73 52,1

НС, % 8,92 6,31 8,439

Гп1> Дл/г 1,72 3,29 3,75

М\у, дал 155100 159000 179200

М\у/МП 2,0 9,5 2,66

К' -конст. Хаггинса 0,863 1,534 0,600

фактора, в одной фракции могут оказаться макромолекулы, в которых уменьшение молекулярной массы компенсируется соответствующим изменением состава, т.е. весьма различные по составу и размеру. Накопление в одной фракции аномально больших количеств макромолекул (например для ЯП и ЦП) может быть обусловлена именно этими причинами, проявляющихся в ассиметричности кривых турбодиметрического титрования.

Таким образом, фракционирование ПВ методом турбодиметрического титрования дает ценную информацию не только о неоднородности молекулярных масс, но и о полисахаридном составе ПВ.

3. Структурная неоднородность пектиновых веществ

ПВ, получаемые при кислотном гидролизе протопектина растительных клеток, обладают неоднородностью моносахаридного состава и молекулярной массы. Регулирование этих параметров непосредственно в процессе гидролиза протопектина является одной из основных задач при разработке технологии получения ПВ. Однако такой подход представляет собой достаточно сложную задачу, поскольку зависит от вида растительного сырья, сорта, степени его зрелости, условий хранения и продолжительности процесса гидролиза. С другой стороны, для разработки комплексной технологии получения ПВ с заданными свойствами требуются дополнительные исследования в последующих цепочках процесса, а именно на стадии выделения ПВ из раствора гидролизата. Одним из альтернативных способов увеличения однородности, как по моносахаридному составу, так и молекулярной массе является фракционирование ПВ. Исходя из этого, целью настоящей части работы является изучение структурной и молекулярной неоднородности фракций ПВ, полученных дробным растворением в системе «вода - этиловый спирт» с различным соотношением.

Высушенные образцы ПВ использовали для их фракционирования. Для этого из ПВ, массой 5-7 г, последовательно экстрагировали фракции смесью «вода-этанол» с различным соотношением. Растворы концентрировали до

необходимого объема;

соответствующие фракции выделяли путем осаждения трехкратным объемом этанола, высушивали и определяли для каждой фракций выход, структурные и молекулярные параметры. На рис.2 приводится растворимость фракций ПВ, полученных последовательной дробной экстракцией смесью вода-этанол с различным соотношением, а на рис.3, растворимость при

содержании этанола в области системы растворителей до. растворе этанола ПВ практически не

О 20 40 60 80 100 У(С2Н5ОН), %об.

Рис. 2. Растворимость фракций ПВ, полученных из различных источников растительного сырья, при фракционировании дробным растворением в системе «вода-этанол».

20%. На рис. 2 растворяются. По

видно, что в мере увеличения доли

100

л" 70

и о 60

г 50

о 40

^ 30

га

а. 20

воды в системе постепенное растворимости, максимальная достигается в Однако растворения

происходит увеличение и

растворимость чистой воде. 100%-ного ПВ не

5 10 15 У(С2Н5ОН), %об

Рис. 3. Растворимость фракций ПВ, полученных из различных источников растительного сырья, при

фракционировании дробным

растворением в системе «вода-этанол» в области изменения содержания этанола до 20%.

происходит. Нерастворимый в воде набухший остаток представляет собой микрогель, который нами ранее был идентифицирован как

сетчатый полимер.

Содержание микрогеля

зависит от вида растительного сырья и технологии получения ПВ. В данном случае выход микрогеля зависит от вида сырья и составляет от 18 до 30%. На рис. 2 видно, также, что наиболее резкое изменение растворимости ПВ в системе вода-этанол наблюдается для фракций, выделенных в

области до 20% объема этанола. При уменьшении содержания этанола от 100 до 20% суммарная растворимость фракций достигает примерно 20%. Исходя из этого, нами было проведено ^фракционирование ПВ в области изменения содержания этанола в системе растворителей от 20 до 0 % об. На рис. 3 видно, что растворимость выделенных фракций уменьшается с ростом содержания этанола в системе. *

Изменение растворимости ПВ в системе вода-этанол может быть связано с несколькими причинами. Прежде всего, при фракционировании предполагается, что с ростом содержания этанола в системе растворителей происходит растворение фракций ПВ, имеющих.более низкую молекулярную массу. Полученные результаты настоящей работы действительно свидетельствует о правомочности такого высказывания. Другим важнейшим параметром, влияющим на растворимость ПВ в системе вода-этанол, является содержание остатков ГК во фракциях ПВ и их СЭ, а также содержание остатков нейтральных Сахаров. Влияние этих параметров, по-

о4 60 -

40 -

20 4

0 20 40 60 У(С2Н5ОН), %об.

80 сг- гк.кп

60 ГК, пя

40 О о — СЭ, пц — ГК, пц

20 -»-СЭ, кп -*-сэ, пя

Рис. 4. Содержание звеньев ГК и степень их этерификации во фракциях различных ПВ, полученных при дробном растворении в системе «вода-этанол» с различным соотношением, видимому, проявляются £ результате изменения гидрофобно-гидрофильного баланса. Наконец очень важным параметром, влияющим на растворимость фракций ПВ, является структура (сетчатая, привитая или линейная) полимерной цепочки, обуславливающая формы макромолекул в растворе и характер взаимодействия полимерной цепочки со своими звеньями и молекулами растворителей. Комплексное проявление всех этих факторов можно объединить под названием композиционная неоднородность, что обуславливает растворимость фракций ПВ в выбранной системе растворителей.

На рис. 4 приводится содержание остатков ГК во фракциях ПВ, полученных во всей области изменения соотношения растворителей. Из рис. 4 видно, что для фракций ПВ, выделенных при возрастающей доле этанола в растворителе, содержание звеньев ГК уменьшается, причем наиболее резкое снижение происходит в области изменения содержания этанола в растворителе до 50%. При увеличении содержания спирта в растворителе свыше 50% об., содержание звеньев ГК снижается более чем на 20%, н< фактически, фракции, полученные в этой области, нельзя назвать ПВ, т.к. их основную массу составляют балластные вещества (БВ).

Изменение содержация остатков ГК в ПВ более четко проявляется при фракционировании ПВ в системе растворителя, содержащего этанол до 20%. В этом случае, с ростом содержания этанола в системе, происходит уменьшение содержания остатков ГК во фракциях ПВ, но проявляется более четко и выявляет влияние природы исходного растительного сырья. Действительно, среди выбранных объектов исследований во всех фракциях наибольшее количество звеньев ГК содержится в ЯП и наименьшее - в пектине КП. Так например, при увеличении содержания спирта в системе до 15% об., содержание звеньев ГК изменяется в ЯП от 65 до 55%, в ЦП - от 60 до 45% и в пектине КП - от 63 до 40%, причем для первых двух пектинов значение данного параметра во всей области . изменения состава растворителей снижается до 50% и 40% соответственно.

На рис. 4 также видно, что с ростом содержания спирта в системе в первую очередь выделяются ПВ с меньшими значениями этерифицированных остатков ГК. Это, по-видимому, связано с зависимостью растворимости ПВ от СЭ ГК. Действительно, с ростом СЭ ГК в ПВ, растворимость в воде увеличивается, а при уменьшении СЭ ГК увеличивается растворимость ПВ в водноспиртовой среде. Исходя из этого, можно предположить, что при фракционировании ПВ,в выбранной системе происходит не только разделение по ММ, но и по структуре. Как видно на рис. 4, при последовательном снижении доли этанола в системе растворителей в конце фракционирования можно получить ПВ с очень высоким содержанием остатков ГК и степени их этерификации, т.е. высококачественные ПВ. Основное изменение СЭ ГК при фракционировании происходит также в области изменении содержание этанола до 20% об. Именно в этой области соотношения растворителей наиболее четко проявляется влияние природы исходного растительного сырья на свойства выделяемых фракций. Действительно наиболее резкое изменение СЭ ГК при фракционировании происходит для ЯП, а для ЦП во всей области изменения соотношения растворителей СЭ ГК больше, чем для двух остальных ПВ (рис. 4). Как уже отмечалось выше, изменение моносахаридного состава выделяемых фракций, как правило, влияет на их гидрофобно-гидрофильный баланс при растворении в воде или водно-спиртовой среде. Для подтверждения этого факта была изучена набухаемость выделенных фракций в воде. Как известно первой стадией растворения любого полимера, в том числе и ПВ, как представителя природного полимера, является набухание.

Важно, что смешение ПВ с водой осуществляется

медленно и его

промежуточные стадии легко фиксируются. В данном случае набухание ПВ в воде осуществлялось до

достижения равновесного значения. Образцы ПВ с исходной массой т0, набухали в воде до достижения равновесного значения и удалив межфазные воды, путем центрифугирования в

специальных пробирках, снабженных стеклянными сетками, фиксировали массу (т) набухшего ПВ. Степень набухания (5) ПВ определяли

Табл. 3.

Уравнения зависимости 8 от У(Н20) и величина (Я2) для различных ПВ

№, п/п ПВ Уравнение И2

1 ЯП 8 = 0,0111 У((Н20))2 - 0,9719У(Н20) + 27,302 0,9943

2 кп 8= 0,015У((Н20))2 - 1,5555У(Н20) + 46,466 0,9914

3 ЦП Б = 0,0119У((Н,0))2 - 1,1283У(Н20) + 30,64 0,9706

по формуле: 8 = (т-т0)/т0.

На рис. 5 приводятся эти результаты для фракций ПВ, выделенных в различной области изменения содержания этанола. На рис. 5 видно, что для фракций ПВ, выделенных при высоком содержании этанола в системе, величина 8 принимает наименьшие значения. Для фракций ПВ, выделенных с возрастающим содержанием воды в системе, набухаемость растет, достигая максимума при контакте с чистой водой, а величина 8 в этом случае достигает значения, практически на порядок превышающего первоначальную величину. Причина такого резкого изменения степени набухания в зависимости от состава растворителей, скорее всего, связана с изменением моносахаридного состава выделенных фракций и, связанным с ним, возрастанием гидрофобности образцов, как следствие снижении остатков ГК и её СЭ. Так, например, для фракций ПВ, выделенных при 20 и более объемных процентов этанола, содержание ГК и СЭ для всех изученных трех видов ПВ имеют минимальные значения, что связано с обогащением состава фракций остатками нейтральных Сахаров, которые усиливают гидрофобность. Для фракций, выделенных при большем содержании воды, в

У(Н20), %об.

40 50 60 70 80 90 100

60 50 40 30 20 10 У(С2Н5ОН), %об.

Рис. 5. Степень набухания фракций ПВ, выделенных при различном соотношении вола-этанол, в воле.

результате возрастания остатков ГК и их СЭ постепенно увеличивается гидрофильность, величина которой достигает максимального значения для фракций, выделенных в 100 %об. воды. Зависимость степени набухания фракций от объемной доли воды в системе растворителей достаточно хорошо описывается корреляционным уравнением второй степени при величинах коэффициента корреляции близкой к единице (Табл. 3). Из табл. 3 видно, что для фракций различных пектинов, выделенных при 100 % об. содержания воды, четко проявляется влияние природы различных пектинов. Наибольшая величина степени набухания (Б = 46,5 г/г) достигается для пектина КП, а для ЦП и ЯП эта величина принимает значения 30,6 и 27,3 г/г, соответственно. Снижение значений данного параметра для двух последних пектинов, по сравнению с пектином КП, по-видимому, связано с наличием в их макромолекулах боковых ответвлений, в состав которых, в основном, входят остатки нейтральных Сахаров, что в определенной степени может снижать гидрофильность этих- пектинов в воде и, как следствие этого, вызывать снижение величины степени набухания.

60 8

50 ■ ЯП > / КП

о 30

20 ¿г ;п

10 3 к

О 10 20 30 40 50 60 У(С2Н5ОН), %об

Ага -Ху1 -ва1 -ву!

0 10 20 30 40 50 60 У(С2Н5ОН), %об.

Рис. 6. Содержание звеньев нейтральных Сахаров и их отдельных составляющих во фракциях, выделенных при различных соотношениях системы «вода-спирт» из ПВ различных источников растительного сырья.

Таким образом,, можно сделать вывод, что при увеличении доли этанола при экстракции ПВ в первую очередь выделяются фракции, обогащенные неэтерифицированными звеньями ГК и звеньями нейтральных Сахаров.

Сказанное достаточно хорошо иллюстрируется данными, полученными при анализе общего содержания нейтральных Сахаров во фракциях ПВ (рис. 6). Из рис. 6 видно, что при увеличении содержания этанола в растворителе до 50%, доля звеньев НС во фракциях в зависимости от природы ПВ увеличивается. В этой области содержание НС с увеличением содержания спирта в растворителе увеличивается практически по прямой линии, что не наблюдается по отношению к звеньям отдельных моносахаридов. Как видно из данных анализа отдельных остатков нейтральных моносахаридов во фракциях (рис.6), они распределены неравномерно - с ростом доли спирта в экстрагенте изменение в их содержании происходит волнообразно. Для пектина КП-во всех фракциях состав нейтральных Сахаров определяется в основном рамнозой и арабинозой, для ЯП - арабинозой, ксилозой и глюкозой, а для ЦП - арабинозой и галактозой. Присутствие остатков арабинозы в спирторастворимых фракциях свидетельствует о лабильности связей, образованных этим моносахаридом в протопектине и продуктах его распада во всех исследованных образцах. Аналогичные данные были получены ранее при изучении процесса гидролиза протопектина яблочной выжимки, где, как и в данной работе, в составе нейтральных моносахаридов, наряду с остатками арабинозы, были обнаружены остатки глюкозы. Остатки последнего моносахарида в других изученных пектинах практически не обнаружены. Распределение остатков других моносахаридов существенно зависит от природы пектинсодержащего сырья. Так, для фракции пектина КП, наряду с арабинозой, обнаруживается большое количество остатков рамнозы, что указывает на наличие этого моносахарида в боковых звеньях рамногалактуронана и возможность его распада по этим связям. Остатки моносахарида маннозы во всех изученных фракциях пектина практически равны нулю.

В заключении данного раздела следует отметить, что полученные экспериментальные данные могут являться основой при разработке новой технологии получения ПВ, путем включения дополнительной стадии в части очистки раствора гидролизата. Для того чтобы лучше представить суть данной разработки, необходимо сопоставить значения выходов фракций ПВ с содержанием в них остатков ГК и степени этерификации. На рис. 7 приводится зависимость выхода доли фракций ПВ от содержания в них остатков ГК и СЭ ГК. При расчете доли фракций выход ПВ при отсутствии этанола в системе растворителей принимается за 100%. Как видно на рис. 7, зависимость доли фракций (<р) возрастает с увеличением содержания остатков ГК и ее СЭ. Отмеченная зависимость описывается экспоненциальным законом. Однако коэффициенты корреляции (Я2) были относительно небольшими, во всех случаях укладывались в пределах 0,8-0,9.

Рис.7. Зависимость доли фракции (<р) от содержания остатков ГК в фракциях ПВ, выделенных из различных источников растительного сырья.

С технологической точки зрения является важным, что основная масса ПВ, содержащих более 50% остатков ГК и имеющих степень этерификации не менее 60%, достигает величину не менее 80% от общего количества

выделяемых фракций. Эти ПВ можно отнести к высококачественному целевому продукту.

Оставшиеся ПВ можно отнести к «хвостам», хотя они также имеют соответствующие области применения. Это дает возможность разработки способа получения

высококачественного пектина путем отделения

основной массы ПВ от «хвостов».

Таким образом, изучение моносахаридного состава отдельных фракций, выделенных при дробном растворении ПВ в водноспиртовой среде, дает ценную информацию относительно общности механизма распада протопектина из различных источников растительного сырья. С другой стороны, полученные результаты позволяют, наряду с управлением параметров реакции гидролиза в процессе разработки технологии получения высококачественных пектинов, обратить особое внимание на стадии выделения ПВ из раствора гидролизата путем эффективного разделения кислых и нейтральных полисахаридов.

4. Молекулярные и конформационные характеристики пектиновых веществ

ПВ, получаемые при кислотном гидролизе протопектина растительных клеток, по своей природе являются высокомолекулярными ионогенными природными привитыми сополимерами. В зависимости от технологии получения изменяется не только молекулярная масса, но и степень ионизации, моносахаридный состав, степень прививки и другие параметры ПВ, приводящие к получению как молекулярной, так и структурной неоднородности целевого продукта. Композиционная неоднородность ПВ в значительной степени затрудняет получение информации о молекулярной структуре ПВ -молекулярная массе, ММР и гибкости полимерных цепей. Поэтому данному вопросу посвящены немногочисленные публикации и данные различных авторов не совпадают. Исходя из этого, целью настоящей части работы являет-

ся изучение гидродинамических свойств ПВ в разбавленном растворе и выявление взаимосвязи молекулярной и структурной неоднородности пектинов, полученных из различных источников растительного сырья.

Характеристическую вязкость пектинов определяли путем измерения времени течения растворов различных концентраций в вискозиметре Уббе-лоде. В качестве растворителя использовали 1% раствор KCl. Время течения растворителя 54,9 сек при 25°С. Среднемассовую молекулярную массу (Mw) определяли методом эксклюзионной жидкостной хроматографии (ЭЖХ). В зависимости от вязкости раствора пектина, высушенный образец растворяли в 0,05М NaN03 до конечной концентрации 1 или 2 мг/мл, центрифугировали при 20000 g в течение 30 минут. Элюент и растворы пектинов фильтровали через 0,45 мм мембранный фильтр (Millipore Millex - HN). Раствор в количестве 0,1 — 0,2 мл автоматически вводится в хроматограф. Измерения проводились трижды. Скорость потока элюента — 0,8 мл/мин. Система подачи растворителя состоит из двухканального вакуумного дегазатора, насоса высокого давления (Waters 1515 Isocratic Pump), и автоинжектора (717 plus Auto injector, Waters). Для разделения пектинов использовали две эксклюзионные колонки, содержащие PL-Aquagel ОНбО и PL-Aquagel ОН40 в серии, которые находились при температуре 30°С в термостате. Молекулярную массу пектинов определяли одновременно, путем обработки электронного сигнала полученного с детекторов при помощи программного обеспечения ASTRA 5.3.4.13 (Wyatt Technology) и Breez (Waters). Изменение коэффициента преломления в зависимости от

концентрации полимера dn/dc в 0,05М NaN03 равно 0,130. Значение Mw были получены на ЭЖХ с использованием универсальной калибровки. ЭЖХ колонки калибровались с использованием молекулярных стандартов Пуллу-лана (Showa Denko К.К., Japan).

0,0

-т— О —*

0,00 0,05

0,10 0,15 С, г/дл

0,20

0,2§

Рис. 8. Зависимость величины г|пр от С для фракций пектинов КП, выделенных при дробном растворении в системе вода-этанол при различном объемном содержании спирта. V(C2H5OH), %об.: 0(1, исх.ПВ); 0(2); 10(3); 20(4); 30(5); 40(6); 50(7); 60(8).

На рис. 8 и 9 приводится зависимость приведенной вязкости (т]уд/С) от концентрации раствора (С). Для каждой зависимости т|уд/С подобраны корреляционные уравнения, описывающие эти прямые, и рассчитаны соответствующие коэффициенты корреляции (И2). На представленных рисунках видно, что все экспериментальные данные зависимости г]пр от С достаточно хорошо укладываются в прямолинейную зависимость, что подтверждают значения величины Я2, которые для "всех изученных объектов, за исключением фракций пектинов КП, близки к единице. Снижение величины Я2, по-видимому, связано, с разбросом данных, обусловленным снижением разности времени течения раствора и растворителя в вискозиметре. Другая особенность представленных результатов заключается в том, что для пектина КП соответствующие прямые расположены относительно равномерно по отношению друг к другу, что свидетельствует о равномерном выделении фракций в зависимости от молекулярной массы. В то же время для ЯП и ЦП соответствующие прямые расположены как бы в двух областях значениях вязкости - высокой и низкой. Эти результаты, скорее всего, свидетельствуют, как отмечалось выше при обсуждении данных турбодиметрического титрования, о бимодальности кривых молекулярно-массового распределения, как следствии разделения фракций не только по молекулярной массе, но и по структурным признакам ПВ.

Другим признаком разделения полимера по молекулярной массе является то, что значение характеристической вязкости исходного полимера должно совпадать со средним значением величины [г)] по всем фракциям. Из полученных в настоящей работе данных следует, что в целом такое совпадение не имеет место, что можно было ожидать на основании анализов вы-шепредставленных результатов. Дей-

ствительно, как уже отмечалось, на рис. 8 и 9 прослеживается четкое разделение линии на две группы. Фактически они представляет собой по крайнее мере две группы полимеров, отличающихся не только по молекулярной массе и первичной структуре полимера, но и по конформации полимерных цепей, формирующихся вследствие этих факторов. Все эти параметры вносят свой вклад в величины харак-

Рис. 9. Зависимость величины г|пр от С для фракций ЯП, выделенных при дробном растворении в системе вода-этанол при различном объемном содержании спирта. Обозначение линий, такое как в рис. 8.

теристической вязкости. Если отделить высокомолекулярные фракции от низкомолекулярных, в частности проведя фракционирование в области содержания этанола в системе растворителя до 20% об., то для ЯП и пектина КП совпадение соответствующих данных достигается при ошибке опыта от 2 до 5%. Большая разница этих данных для цитрусового пектина скорее всего связана со структурной неоднородностью этого объекта при фракционировании даже в этой области соотношения растворителей.

Одним из основных условий измерения характеристической вязкости является критерий разбавленности растворов. В таблице 3. в качестве примера для ПКП представлена область концентрации, где проводилось измерение времени течения растворов в сравнении с обратным значением характеристической вязкости и параметров уравнения Хаггинса, а также параметрами

Таблица 4

Параметры уравнения Хаггинса* и критерии разбавленности растворов пектина КП

У(С2Н5ОН), % с,, г/дл с2, г/дл Сз, г/дл С4, г/дл С5, г/дл И. дл/г К'*М2 Л2 К' 'Ш г/дл

Исх. 0,225 0,180 0,135 0,090 0,045 1,724 2,564 0,9982 0,863 0,580

0 0,230 0,184 0,138 0,092 0,046 1,871 3,958 0,9955 1,131 0,535

10 0,240 0,192 0,144 0,096 0,047 1,672 4,943 0,9967 1,768 0,598

20 0,243 0,194 0,145 0,097 0,048 1,292 3,308 0,9883 1,981 0,774

30 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 1,021 2,121 0,9561 2,035 0,980

40 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,846 0,669 0,9343 0,935 1,183

50 0,243 0,194 0,145 0,097 0,048 0,449 0,460 0,9491 2,284 2,229

60 0,243 0,194 0,145 0,097 0,048 0,113 0,278 0,9314 21,849 8,865

♦Уравнение Хаггинса: Т1уд./С=[г|]+К|*[п]2*С

корреляционного уравнения прямой линии и коэффициентами корреляции.

Как видно из данных табл. 4, во всех случаях зависимость приведенной вязкости (пУд/С) от концентрации раствора (С) достаточно хорошо укладывается в прямую линию при коэффициенте корреляции (Я2) близкой к единице. Данный коэффициент снижается до 0,93 в области низкого значения характеристической вязкости (И). Из данных, представленных в таблице, видно, что во всей области концентрации величина 1/[т]]»С, что свидетельствует о разбавленности раствора во всей области измерения времени течения соответствующих жидкостей. Аналогичные данные были получены и для ЯП, и ЦП. Другим критерием растворения полимера является взаимодействие макромолекул в данном растворителе. Как видно из табл. 4, а также из результатов, полученных для других исследованных пектинов (ЯП и ЦП), константа Хаггинса во всех случаях К'»0,5, что говорит о «плохом» качестве растворителя (1% раствор ЫаС1), т.е. о взаимодействии ПВ с растворителем, несмотря на отмеченный выше критерий раздробленности их до уровня отдельных макромолекул.

Согласно представлению о характеристической вязкости величина [г|] для раствора полимера в любом растворителе связана с ММ согласно уравнению Марка-Куна-Хаувинка в виде [ц]=КМа. На основании измерения величины [т]] и ММ для различных фракций ПВ, по уравнению 1^[г|] = были рассчитаны величины К и а (Рис. 10).

Рис. 10. Зависимость от для различ-

ных пектинов.

Таблица 5

ттрь-тмнгт*

Пектины Гп1, Дл/г М\у*10'3, дал К*104 а Я2

КП 1,72 155,10 32,10 0,51 0,7773

ЯП 3,29 159,00 0,18 0,99 0,9380

ЦП 3,75 179,20 0,01 1,25 0,9011

♦Растворитель для измерения вязкости 1% ЫаС1 при 25°С. Эти параметры, наряду со значением коэффициента корреляции, и величины [г|] и ММ для исходных пектинов, приведены в табл. 5. Несмотря на некоторую разбросанность экспериментальных точек, зависимость Ь£[г|] от укладывается в прямолинейную зависимость, описываемую уравнениями прямой линии при коэффициенте корреляции (Я?) больше 0,9 только в двух последних случаях. Если принимать во внимание результаты выше-представленных структурных исследований, то в данном эксперименте соотношения моносахаридных остатков для различных фракций одного и того же ПВ не совпадают между собой, т.е. они представляют фактически разные вещества, отличающиеся не только ММ, но и первичной структурой основных цепей полимера. Эти противоречия в определенной степени снимаются, если принимать во внимание не только процентное содержание звеньев га-лактуроновой кислоты и её степень этерификации, но и их мольное соотношение. В табл. 6 в качестве примера приводится соотношение свободных (Ы(СГК)) и этирифицированных (Ы(ЭГК)) остатков ГК во фракциях ЦП, выделенных при различных соотношениях этилового спирта и воды. Из табл. 6 видно, что, несмотря на резкое снижение остатков ГК во фракциях ЦП, величины Ы(СГК), кроме первой и последней точек, близки между собой. Анало-

гичная ситуация наблюдается и для величин 1Ч(ЭГК). Исходя из этого, можно считать те фракции ПВ близкими по структуре, которые совпадают между собой по всему набору моносахарид-ных остатков, и те которые близки по величине Ы(СГК). Действительно, если из наборов экспериментальных точек выбрать те, которые достаточно близки между собой по величинам Ы(СГК), то корреляция между 1^[г|] и ЬцМ достаточно хорошая (Рис. 11). Как видно из табл. 6 величина Я2 для всех изученных пектинов близка к единице.

Таблица 6

Параметры уравнения Марка-Куна-Хаувинга и средние значения СКГ

в ПВ

Рисунок 11. Зависимость от для различных пектинов во фракциях с близкими значениями ЩСГК).

ПВ Ы(СГК)ср. КЧО"6 а Я2

КП 40,87±1,70 8,06 1,022 0,9800

ЯП 42,43±2,37 4,21 1,127 0,9896

ЦП 54,22±3,15 3,68 1,147 0,9926

Приведенные экспериментальные результаты свидетельствуют о том, что формирование молекулярной структуры и, прежде всего, конформация макромолекул ПВ, по-видимому, обуславливается наличием остатков ГК и имеющихся в них свободных (неэтерефицированных) ионогенных карбоксильных групп. Именно наличие этих групп передает макромолекулам ПВ достаточную жесткость, т.е. соответствующие клубки становятся протекае-мыми для растворителя. Об этом свидетельствует величина а в уравнение Марка-Куна-Хаувинга, которая для всех изученных объектов укладывается в области 1-1,5 (табл. 4). Из рис. 6, также видно, что прямые зависимости величин 1^[г|] и являются параллельными и с возрастанием средней величины СГК (табл. 5) располагаются при более высоких значениях оси ординат и одинаковых значениях ММ. Это также свидетельствует об исключительной роли полиэлектролитного эффекта, который не подавляется даже при измерении характеристической вязкости в солевом растворе.

Таким образом, несмотря на сложность получения однородной фракции различной ММ, изучение молекулярных и конформационных характеристик ПВ становится возможным, если принимать во внимание наличие кислотной группы в составе моносахаридных остатков полимерной цепи и возможность сохранения постоянного значения этого параметра при изменении молекулярной массы. Используя такой подход для различных пектинов, получены экспериментальные уравнения Марка-Куна-Хаувинга и сделан вывод о жесткоцепном строении макромолекул для изученных пектинов корзинки подсолнечника, яблок и цитрусовых.

Выводы

1. Изучен фракционный состав пектиновых веществ, выделенных из растворов гидролизатов различных источников растительного сырья, что позволило разработать новую технологию получения высококачественного целевого продукта, обогащенного остатками галактуроновой кислоты и степени её этерификации, с целью его применения в качестве природного биологически активного полимера и носителя лекарственных средств.

2. Методом турбидиметрического титрования изучены диаграммы осаждения пектиновых веществ яблока, апельсина и корзинки подсолнечника в водно-спиртовой среде. Установлено, что при прочих равных условиях титрования, мутность растворов ЯП и ЦП, особенно в области основного максимума до 5 раз, превышает мутность раствора пектина КП, а дифференциальные кривые не являются симметричными или является бимодальными в случаи пектинов (КП и ЦП), что свидетельствует о неоднородности пектиновых веществ не только по молекулярной массе, но и по составу.

3. Изучена растворимость фракций пектинов яблока, апельсина и корзинки подсолнечника при последовательных дробных экстракциях в системе вода-этанол с различным соотношением. Обнаружено, что растворимость ПВ, полученных из различных источников растительного сырья, примерно одинаковая и имеет определенную закономерность: резко снижается при увеличении объемной доли спирта в области до 20%, причем для фракций ПВ, выделенных при высокой доле этанола в растворителе, как содержание звеньев ГК, так и степень их этерификации уменьшается, а содержание нейтральных Сахаров резко возрастает. Полученная закономерность способствует, наряду с управлением параметрами реакции гидролиза в процессе, разработке технологии получения высококачественных пектинов, эффективному разделению кислых и нейтральных полисахаридов.

Хаггинса (К'»0,5), свидетельствующая о «плохом» качестве растворителя (1% раствор NaCl), несмотря на критерии раздробленности их до уровня отдельных макромолекул.

5. Методом эксклюзионной жидкостной хроматографии (ЭЖХ) определены молекулярные массы (ММ) фракций пектинов, полученных из различных источников растительного сырья. Величина ММ наряду со значениями [г|] использована для составления уравнения Марка-Куна-Хаувинка в виде [г|]=КМа. Показано, что зависимость Lg[rj] от LgM описывается уравнениями прямой линии при коэффициенте корреляции (R2) больше 0,9 не во всех случаях, что связано со структурной неоднородностью выделенных фракций.

6. При составлении уравнений Марка-Куна-Хаувинга разработан новый подход, заключающийся в использовании параметров в виде соотношения свободных (N(CrK)) и этерифицированных (N(3rK)) остатков ГК во фракциях ПВ. Установлено, что если величины М(СГК) для различных фракций ПВ близки между собой, то корреляция между Lgfr^] и LgM Достаточно хорошая, и величина R2 для всех изученных пектинов близка к единице. Величина а в уравнении Марка-Куна-Хаувинга для всех изученных объектов укладывается в области 1-1,5, свидетельствует об исключительной роли полиэлектролитного эффекта, который не подавляется даже при измерении характеристической вязкости в солевом растворе.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Горшкова P.M., Авлоев Х.Х., Ёрова Б.С., Рахматов Б.С. Влияние предварительной обработки корзинок подсолнечника на выход фракции протопектина //Сборник материалов Международной конференции «Современная химическая наука и её прикладные аспекты». Душанбе -25-27 октября 2006г. с.143-144.

2. Рахматов Б.С, Авлоев Х.Х., Халиков Д.Х. Фракционный состав подсолнечного пектина. //Сборник тезисов докладов Международной конференции «Наноструктуры в полисахаридах: формирование, структура, свойства, применение». Ташкент-8-9 октября 2008 г.с. 75-7.8.

3. Авлоев Х.Х., Рахматов Б.Г., Халиков Д.Х. Горшкова P.M. Изучение молекулярной неоднородности подсолнечного пектина. // Материалы республиканской научно-практической конференции «Нынешняя ситуация, проблема, перспектива защиты и рациональное пользование природных ресурсов Таджикистана». Душанбе 26 апреля 2008г.с. 90-91

4. Рахматов Б.С, Авлоев Х.Х., Халиков Д.Х. Фракционирование пектинов из корзинки подсолнечника, яблок и апельсина методом дробного растворения. // Материалы VI Нумановских чтений. Душанбе, 29-30 мая 2009г.с. 1 19-121.

5. Рахматов Б. С., Авлоев Х.Х., Халиков Д.Х. Структурная неоднородность пектиновых веществ //Доклады Академии наук РТ. 2010. — Т.53.-№3.-С.206-210.

6. Рахматов Б. С., Авлоев Х.Х., Мухидинов З.К., Халиков Д.Х. /Молекулярная и структурная полидисперсность пектиновых веществ // Доклады Академии наук РТ. 2010. -Т.53. -№4. -С.294-297.

7. Халиков Д.Х., Рахматов Б.С., Авлоев Х.Х., Мухидинов З.К. Молекулярные и конформационные характеристики пектиновых веществ // Доклады Академии наук РТ. 2010. -Т.53. -№2. -C.126-I30.

8. Халиков Д.Х., Рахматов Б.С., Авлоев Х.Х. Влияние моносахаридно-го состава на растворимость фракций пектиновых веществ // Доклады Академии наук РТ. 2010. -Т.53. -№5. -С382-389.

9. Халиков Д.Х., Авлоев Х.Х., Мухидинов З.К., Норова М.Т., Рахматов Б.С., Насридцинов А.С. Гидродинамические свойства пектиновых веществ при различных температурах // Доклады Академии наук РТ. 2010. —Т.53. -№6. -С.467-471.

Разрешено к печати 13.10.2010. Подписано в печать 14.09.2010. Бумага офсетная. Формат 60x84 1/16. Гарнитура литературная. Печать офсетная. Усл. печл 1,5. Тираж 100 эзк. Заказ №223

Отпечатано в типографии ООО «Эр-граф». 734036, г. Душанбе, ул. Р.Набиева 218.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата химических наук, Рахматов, Баходур Сайдалиевич

Список сокращений.

Введение

Общая характеристика работы.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Структура растительных полисахаридов - пектиновых веществ.

1.2. Способы фракционирования полимеров.

1.2.1. Метод дробного осаэюдении.

1.2.2 Метод дробного растворения.

1.2.3. Турбидиметрическое титрование.

1.3. Молекулярная масса и молекулярно-массовое распределение пектиновых макромолекул.3,

1.4. Химическая неоднородность пектиновых макромолекул.

1.5. Конформация пектиновых макромолекул.

Глава 2. Методика экспериментальных исследований.

2.1. Сбор и подготовка исходного сырья.

2.2. Характеристика реагентов и рабочих растворов.

2.3. Гидролиз-экстракция протопектина.

2.4.фракционирование пв методом дробного растворения.

2.5.турбидиметрическое титрование.

2.6. Количественные методы анализа функциональных групп пектиновых веществ.

2.6.1. Определение свободных карбоксильных групп.

2.6.2. Определение этирифицированных карбоксильных групп.

2.7.карбазольный метод определения уронидных составляющих пектиновых веществ.

2.8. Газожидкостная хроматография.

2.9. Определение характеристической вязкости.

2.10. Эксклюзионной жидкостной хроматографии (эжх).

2.11. Определение степени набухания пектиновых веществ в воде.

2.12. Количественное определение содержания кальция в пектине.

Глава 3. Результаты и их обсуждение.

3.1. Молекулярная и структурная полидисперсность пектиновых веществ.

3.2. Структурная неоднородность пектиновых веществ.

3.3. Молекулярные и конформационные характеристики пектиновых веществ.

Выводы.

Введение диссертация по химии, на тему "Композиционная неоднородность пектиновых веществ"

только способствует получению уравнения, связывающего величины [г|] с ММ, но и является актуальной задачей в проблеме разработки способа получения ПВ с заданными структурными и молекулярными характеристиками.

• изучение моносахаридного состава фракций ПВ, полученных из различных источников растительного сырья.

Научная новизна работы:

• показано, что с увеличением объемной доли спирта в системе все более выделяются фракции ПВ с меньшими ММ и обогащенные остатками нейтральных Сахаров, что дает возможность, особенно на начальных стадиях фракционирования, получить высококачественные ПВ с высокими содержаниями звеньев галактуроновой кислоты (ГК) и высокими значениями ММ.

• Полученные экспериментальные данные позволяют модифицировать технологию получения высококачественных ПВ из различных источников растительного сырья для их использования в выбранной отрасли производства.

Практическая значимость работы. Разработанный способ фракционирования ПВ из раствора гидролизата является ключевой стадией при получении высокоочищенных ПВ с собственной биологической активностью или как природного ионногенного полимера, используемого для формирования различных видов микро- и нанокапсул, как носителей лекарственных средств в фармацевтической отрасли производства.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статей в реферируемых научных журналах и 4 материала конференций.

Апробация работы. Основные результаты докладывались и обсуждались на республиканской научно-практической конференции «Нынешняя ситуация, проблема, перспектива защиты и рациональное использование природных ресурсов Таджикистана» (Душанбе, 2008г.), Международной конференции «Наноструктуры в полисахаридах: формирование, структура, свойства, применение» (Ташкент, 2008г) и VI Нумановских чтениях (Душанбе, 2009г.).

Заключение диссертации по теме "Физическая химия"

ВЫВОДЫ

1. Изучен фракционный состав пектиновых веществ, выделенных из растворов гидролизатов различных источников растительного сырья, что позволило разработать новую технологию получения высококачественного целевого продукта, обогащенного содержанием остатков галактуроновой кислоты и степени её этерификации, с целью его применения в качестве природного биологически активного полимера и носителя лекарственных средств.

2. Методом турбидиметрического титрования изучены диаграммы осаждения пектиновых веществ яблока, апельсина и корзинки* подсолнечника в водно-спиртовой среде. Установлено; что. пра прочих равных условиях титрования, мутность растворов ЯП и ЦП; особенно в области основного максимума до 5 раз, превышает мутность раствора пектина КП, а дифференциальные кривые не являются симметричными или является бимодальными в случаи пектинов* (КП и ЦП), что свидетельствует о неоднородности пектиновых веществ не только по> молекулярной массе, но и по составу.

3. Изучена растворимость фракции пектинов яблока, апельсина и корзинки подсолнечника при последовательных дробных экстракциях в системе вода-этанол с различным соотношением. Обнаружено, что растворимость ПВ, полученных из различных источников растительного сырья, примерно одинаковая и имеет определенную закономерность: резко снижается при увеличении объемной доли спирта в области до 20%, причем для фракции ЕОВ, выделенных при высокой доле этанола в растворителе, содержание звеньев как ГК, так и степень их этерификации уменьшается, а содержание нейтральных Сахаров резко возрастает. Полученная закономерность способствует наряду с управлением параметров реакции гидролиза в процессе разработки технологии получения высококачественных пектинов, эффективному разделению кислых и нейтральных полисахаридов.

4. Проведено измерение характеристической вязкости растворов пектиновых веществ. Установлена область концентрации, удовлетворяющая критерии разбавленности раствора (1/[т|]»С) во всей области измерения времени течения соответствующих жидкостей, критерии взаимодействия макромолекул в данном растворителе, рассчитана константа Хаггинса (К'»0,5), свидетельствующая о «плохом» качестве растворителя (1% раствор №С1), несмотря на критерии раздробленности их до уровня отдельных макромолекул.

5. Методом эксклюзионной жидкостной хроматографии (ЭЖХ) определены молекулярные массы (ММ) фракций пектинов, полученных из различных источников растительного сырья. Величина' ММ наряду со значениями [т]] использована для составления* уравнения Марка-Куна-Хаувинка в виде [г|]=КМа. Показано, что зависимость от И^М описывается уравнениями прямой линии при коэффициенте корреляции (Я2) больше 0,9 не во всех случаях, что связано со структурной неоднородностью выделенных фракций.

6. При составлении уравнений Марка-Куна-Хаувинга разработан новый подход, заключающийся в использовании параметров в виде соотношения свободных (Ы(СГК)) и этирифицированных (]М(ЭГК)) остатков ГК во фракциях ПВ. Установлено, что если величины Ы(СГК) для различных фракций ПВ близки между собой, то корреляция между 1^[г|] и Ь§М достаточно хорошая, и величина Я2 для всех изученных пектинов близка к единице. Величина а в уравнении Марка-Куна-Хаувинга для всех изученных объектов укладывается в области 1-1,5, свидетельствует об исключительной роли полиэлектролитного эффекта, который не подавляется даже при измерении характеристической вязкости в солевом растворе.

Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Рахматов, Баходур Сайдалиевич, Душанбе

1. Степаненко Б.Н. Химия и биохимия углеродов.(Полисахаридов) М. «Высшаяшкола». 1975-256с.

2. Betteiheim F.A., in Biological Macromolecules Series, Voi, 3; Biological polyclectrolytes, A. Veis (E,d.), Dekker, New-York 1970-p-131.

3. Rees D.A.//MTP international Review of Silence. Organic chemistry Series / Vol. 7; Carbohydrates, c.o. Aspinall (E.d.) Butter worth London 1973-p 251.

4. Wells J. D. Salt activity and osmotic pressure in connective tissue 1. A Study of solutions of dextrin Sulphate as a model s system // Probe, Roy, Soc.-London 1973,-Ed 188 № 1073 P, 399-419.

5. Reid P. S.// Lon in Macromolecular and Biological system, Everett, D.M. Vincent, B. task, Scientechnies, Bristol. 1978-P-82-83.

6. Сапожников E.B., Пектиновые вещества и пектолитические ферменты. М., 1971-132с.

7. Karts Z. Pectin Substances. N.Y. Lnd: Interscience Publ. 1951-267c.

8. Willants W. G.T., Mc Cartney L., Macki W., Knox J.P.// Pectin; cell biology and structural prospects for functional analysis/ Plant Mol. Biol. 2001.V.47.P.9-27.

9. Neill M.A., York W.S.// The Plant Cell Wall/Ed. Rose J.K.C. Oxford; Blackwell Publ. Ltd. Ann. Plant Rev., 2003.V.8.P. 1-54.

10. Ю.Новосельская И.JI., Воропаева Н.Л., Семенова Л.Н., Рашидова С.Ш Пектин. Тенденции научных и прикладных исследований .//Химия природн.соед.2000. №1.С.З-11. 11.Оводов С. Ю. Современные представления о пектиновых веществах.

11. Обзорная статья. Биоорганическая химия. 2009. том 35 №3. стр.293-310 12.Дончеко Л.В. Технология пектина и пектинопродуктов. //М.: Изд. ДеЛи. 2000. 255с.j

12. Оводов Ю.С. Полисахариды цветковых растений: структура и физиологическая активность //Биоорганическая химия. 1998. Т. 24, — 7. С. 483.501.

13. Behall К, Reiser S. Effects of Pectin on Human Metabolism, Chemistry and Function of Pectins. Edited by Fishman ML, Jen JJ. Washington, D.C., American Chemical Society, 1986, pp 248-65

14. J. Zandleven, G. Beldman, M. Bosveld, H.A. Schols, A.G.J. Voragen// Enzymatic degradation studies of xylogalacturonans from apple and potato, using xylogalacturonan hydrolase // Carbohydrate Polymersio 2006. V. 65. P.495-503.

15. Winning, H., Viereck ,N., Nergaard L., Larsen, J., Engelsena, S.B. Quantification of the degree of blockiness in pectins using 1H NMR spectroscopy and chemometrics.Food Hydrocolloids, 2007. 21, 256-266.

16. Round, A. N.; MacDougall, A. J.; Ring, S. G.; Morris, V. J. Unexpected branching in pectin observed by atomic force microscopy. Carbohydrate Research, V 303, N. 3. 1997 , p. 251-253

17. ОводовЮ.С.Разветвлениегалактуронановогокорамакромолекулыкомар умана, пектинасабельникаболотного Comarum palustre L Биохимия.2006. Т. 71.С.666-671.

18. Yang Н., Wang Y., Lai S., An H., Li Y., Chen F. //Application of atomic force microscopy as a Nan technology tool in food science J. Food Sci.2007. V. 72. P. 65-75.

19. Fishman, M.L., Cooke, P.H., Coffin, D.R. Nano structure of native pectin sugar acid gels visualized by atomic force microscopy. Biomacromolecules.2004. V. 5. P. 334-341.

20. Zhong, H.-J.; Williams, M. A. K., Goodall D. M.; Hansen, M. E. Capillary electrophoresis studies of pectins. Carbohydr. Res. 1998, 308, 1-8.

21. Williams M. A. K., Foster T.J., Schols H. A. Elucidation of pectin methylester distributions by capillary electrophoresis. Journal of Agricultural and Food Chemistry 51(7) (2003).

22. Strom A., Ralet M.-C., Thibault J.-F., Williams M.A.K. // Capillary electrophoresis of homogeneous pectin fractions. Carbohydr. Polym. 2005. V. 60. P. 467—473

23. Singthong J., Ningsanond S., Cui S.W., Goff H.D. Extraction and physicochemical characterization of Kureo Ma Noy pectin. Food Hydrocoll. 2005. V. 19. P. 793-801.

24. Rosenbohm C, Lundt I, Christensen TMIE, Young NWG (2003) Chemically methylated and reduced pectins: preparation, characterisation by 1H NMR spectroscopy, enzymatic degradation, and gelling properties. Carbohydr Res 338: 637-649

25. Marudova M., Jilov N. Influence of sodium citrate and potassium-sodium tartrate on gelation of low-methoxyl amidated pectin // Food Eng. 2003. V. 59. P. 177-180.

26. Racape E., Thibault J.-F., Reitsma J.C.F., Pilnik W. Structural and mechanical properties of biopolymer gels. Biopolymers. 1989. V. 28. P. 1435-1448.

27. Yoo, S.-H., M. L. Fishman, B. J. Savary, and A. T. Hotchkiss, Jr: Monovalent salt-induced gelation of enzymatically deesterified pectin. J. Agric. Food Chem. 2003. V. 51. P. 7410-7417

28. L6fgren С., Hermansson A.-M./ Synergistic rheological behaviour of mixed HM/LM pectin gels. Food Hydrocoll. 2007. V. 21. P. 480-486.

29. L6fgren C., Hermansson A.-M. // Gums and Stabilisers for the Food Industry / Eds Williams P.A., Phillips G.O. Cambridge: The Royal Soc. of Chem., 2004. V. 12. P. 153-159.

30. Hansson A., LeufVen A., Pehrson K., Stenlof B. Multivariate analysisof the influence of pectin, white syrup, and citric acid on aroma concentration in the headspace above pectin gels. J. Agric. Food Chem. 2002. V. 50. P. 3803-3809.

31. Majumder K., Mazumdar B.C. Changes of pectic substances in developing fruits of cape-gooseberry (Physalis peruviana L.) in relation to the enzyme activity and evolution of ethylene. Scientia Horticulturae, Alexandria, v.96, n.1-4, p.91-101, 2002.

32. Vandamme T.F., Lenoury A., Charrueay C., Charimeil J.-C. The use of polysaccharides to target drugs to the colon, Carbohydr. Polym. 2002. V. 48. P. 219-231.

33. Liu L.S., Fishman M.L., Hicks K.B., Kende M. Interaction of various pectin formulations with porcine colonic tissues. Biomaterials. 2005. V. 26. P. 5907-5916.

34. Рафиков C.P. Павлова C.A., Твердохлебова И.И/ Методы определения молекулярных весов и полидисперсности высокомолекулярных соединений. М. Изд-во АН СССР 1963-336с.

35. Каргин В.А., Слонименкий Г.Л., «Краткие очерки по физико- химии полимеров». Изд-во МГУ. 1960-170с.

36. Гликман С.А. В ведение в физическую химию, высокополимеров. Саратов 1959 стр.232

37. Flory P. Thermodynamics of high polymer solutions. J. Principles of Polymer Chemistry. New York. 1942-P-51-61.

38. Тагер A.A. Высокомолекулярных соединений. M-JL, Госхим-издат 1951-544c.

39. Tompa H. Phase relationships; In Polymer Solutions; Butterworth Scientific Publications. London 1956 pp 174-232

40. Flory P.S. Principles of polymerchemistri. -N.Y. Cornell. Univ. Press. Itaca. —1953.-P. 672.

41. Scott R.Z. Molecular dynamics and particle methods J. Chem. Phys. 13. 178(1945)

42. Коршак B.B., Рафиков C.P. Введение к изучению высокомолекулярных соединений. М.-Л. Изд-во АН СССР. 1946г. 176с

43. Тагер А.А. Физикохимия полимеров. М.: Химия 1978.544с

44. Мягченков В.А., Френкель С .Я. Неоднородность сополимеров по составу. JI: Химия, 1988.248с.

45. Scott L,R. The Thermodynamics of High-polymer Solutions Ind. Eng. Chem 45. 2532.(1953)

46. Broda A., Niwinska Т., Polovinski S. Relation between the fractionation results and the selectivity J. . Polymer Science, 29. 183 (1958)

47. Рабек Я. Экспериментальные метод в химии полимеров. ТомЛ. Мир-1983. 368с.

48. Применов Г.Г., Скирда В.Д., Ибрагимов Ч. И. Влияние подвижности макромолекул в гелях и растворах агарозы на поперечную магнитную реакцию молекул растворителя. «Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения». 2002 №11 том 2, стр. 87.

49. Штаудингер Г. Высокомолекулярные органические соединения. Каучук и целлюлоза Л., ОНТИ. Химтеорет. 1935 157с.

50. Пасынский А.Г. сб.исследования в области высокомолекулярных соединений. М-Л., Изда-во АНСССР. 1949.стр.263.

51. Коротков А.А., Шибаев Л.А., Пырков М.Л.,Алдошин Г.В., Френкель Я. С. Высокомолекулярныйсоединений.М-Л.; Том 1.1959-443с.

52. Fuchs О. Separation of polymer mixtures by extraction. Makromol. . Chem., 5.245 (1950)

53. Гликман А. С., Шубцова Г. И. Исследования в области физико-химии агара.—, Коллоидный журнал. 1957, № 19. 48с

54. Мухиддинов 3. К., Авлоев Х.Х., Абдусамиев Ф. Т. Химическая неоднородность пектиновых макромолекул—Вестник.Тадж. Госунвериситета 1998, №6 серия естественных наук. С.3-5.

55. Калинина JI. С., Моторина М.А., Никитина Н. И., Хачапуридзе Н. А. «Анализ конденсационных полимеров» Москва Химия. 1984. 296с.

56. Могеу Н. G., Tamblyn W. J.The determination of molecular weight distribution in nigh polymers by means of solubility limits. J.Appl.Phys., 16,419(1945)

57. Harris I. Miller I.G. Molecular weight distribution polymathyl methacrylate J. Polymer Science, 7, 377 (1951)

58. Крозер С., Вайнрыб M., Силина JI. Высокомолек. Соед., 2, 2750 (1959)

59. Калюта В. Е., Маркин И. В., Базарнова Г. Н., Ольхов А.Ю., Оценка молекулярно-массового распределения целлюлозы методом термомеханической спектроскопии. Химия растительного сырья. 2009. №4. С.55-58.

60. А.Ш. Штанчаев, А.С.Насриддинов, Х.И. Тешаев, З.К. Мухиддинов, Х,Х, Халиков Турбидиметрическое титрование зеина кукрузной муки. Док.АНРТ .том. 50. №9-10 Душанбе-2007.

61. Аверко-Антонович Ю. И., Бикмуллин Т. Р. Методы исследования структуры и свойств полимеров. Учеб. Пособие. Казан. 2002. 604с.

62. Нянь Жэнь- Юань. Определение молекулярных весов полимеров. М;. ИЛ. 1962. 342с.1.<

63. Цветков В. Н., Эскин В.Е., Френкель С .Я. Структура макромолекул в растворах. М.: Наука. 1964. 719с.

64. Фракционирование полимеров. Пер. С англ./Под ред М.Кантова. Ml: Мир, 1971, с. 292-230

65. Pat.268857 (GDR ),MKU A23L2/30.Verfahren zur Gewinnung von Pectinen.- Kroll Ju., Krause M.,Krock R. Academic der Wissenschaften der DDR. -N 30101165

66. Axelos M.A.V.,Lefebvre J.& Thibault J.F. Conformation of low methoxyl pectin in aqueous solution.- Food Hydrocoll. 1987, Vol.1, p.569-570.

67. Berth G. Studies on the Heterogenity of Citrus Pectin by gel permeation chromatography on sepharose 2B/4B. Carbohydr.Res. 1988, vol.8, p.105-117.

68. Anger H.,Berth G. Gel permeation chromatography of sunflowers pectin. -Carbohydr.Polym. 1985, vol.5 (5), p.241-250.

69. Smith J.E.,Stainsby G. Studies on Pectinsl. Light-Scattering and Mw . The British Polimer J. 1977, vol.9, p. 284-289.

70. Кавабата А., Саваяма С. Молекулярный вес и молекулярные размеры пектинов. (пер. с японского) Ниппон Ногейкагаку Кайши. 1977. т.51 (1), с. 15-21.

71. Dewine W.S. Physico-chemical studies on pectins. PhD Thesis. University of Edinburgh, 1974.

72. Berth G., Anger H.,Linow F. Light scattering and viscosimetric studies for molecular weight determination on pectins in aqueous solution. Nahrung . 1977, Bd.21 (10), S.939-950.

73. Sawayama S., Kawabata A., Nakahara H., Kamata T. A Light scattering sudy on the effects of pH on pectin aggregation in aqueous solution. Food Hydrocolloids. 1988, vol.2 (1), p. 31-37.

74. Мухиддинов З.К.,Халиков Д.Х.,Дегтарев,В.А. Моносахаридный состав и> гидродинамические- свойства промышленных пектиновых веществ.-Химия природных соединений. 1990. №4, с.455-460.

75. Mukhiddinov Z.K .,Khalikov D.Kh.,Abdusamiev F.T.,Avloev Ch.Ch. Isolation and structural characterization of a pectin homo and rhamnogalacturonan.- TALANTA, -The International Journal of Pure and Applied Analytical Chemistry. 2000, vol.53, p.171-176.

76. Berth G.,Dautzenberg H.,Lexow D., Rother G. The determination of the Molecular Weight Distribution of Pectins by calibrated GPC. Parti. Calibration by Light Scattering and Membrane Osmometry. Carbohydr.Polym. 1990, vol. 12, p. 39-59.

77. МухиддиновЗ.К., Fishman M.L., ГоршковаР.М., НасриддиновА.С., ХаликовД.Х. Анализ ММР пектинов,полученных в автоклаве. Химический журнал Казахстана.2008г. спец выпуск. 83-87с.

78. JI.A. Земнухова, С.В. Томшич, А.В. Ковехова, С.В. Суховерхов, Е.Д.

79. Шкорина. Полисахариды из шелухи подсолнечника.

80. Мухиддинов З.К. Физико-химические аспекты получения игприменения пектиновых полисахаридов.Дис.на соис.учен.степ. док.хим.наук. Душанбе.2002. 288 с.

81. Mukhiddinov Z.K.,Khalikov D.Kh.,Asoev M.G.,Avloev Ch.Ch. Some anomalous phenomena in hydrodinamic properties of pectin. -Proceeding of the International Seminar on Polymer Science and Technology, Tehran, I.R. Iran, 1997, vol.1, p.213-220

82. Rees D.A. " Polysaccharide Conformation in Solution and Gels Recent Rsults on Pectins". - Carbohydr. Polym. 1982, vol.2, p.254-263.

83. Hallman G.M.& Whittington S.G. Conformational statistics of some co polysaccharides Macromolecules. 1973, vol.6, p. 386-389.

84. Nola A.DI.,Fabrizi G.,Lamba D., and Segre A.L. Solution conformation of a pectic Acide Fragment by 1H-NMR and Molecular dynamics. -Biopolymers 1994, vol.36, p.457-462.

85. Ruggiero J.R.,Urbani R.,Cesaro A. Conformational Features of galacturonans. ILConfigurational satatistics of pectic polymers. Int.J.Biol. Macromol. 1995, vol.17 (3-4), p. 213-218

86. Catoire L., Derouet C., Redon A.M., Depenhoat C.H. An NMR study of the dynamic single-strended conformation of the sodium pectate. -Carbohydr.Res. 1997, vol.300 (1), p.19-29.

87. Catoire L.,Goldberg R., Pierron M.,Morvan C.,Herve-du-Penhoat C. En efficient procedure for studing pectin structure which combines limited depolymerization and 13C NMR. Eur.Biophys.J., 1998, vol.27 (2), p.127-136.

88. Kirby A.R.,Gunning A.P.,Morris V.J. Imaging Polysaccharides by Atomic Force Microscopy. Biopolymers, 1996, vol.38, p. 355-366.

89. Morris V.J., Gunning A.P.,Kirby A.R.,Rand A., Waldron K.,Ng A. Atomic force microscopy of plant cell walls.Plant cell wall polysaccharides and gels. Int.J.Biol. Macromol. 1997, vol. 21(1-2), p.61-66.

90. Халиков Д.Х., Мухиддинов 3.K., Авлоев X.X. Кислотный гидролиз протопектина корзинки подсолнечника. ДАН РТ-1996 том 39, №11-12. с.76-80.

91. Нефедов П.П.,Лавренко П.Н. Транспортные методы в аналитической химии полимеров. М; Химия, 1979.232с.

92. Афанасьев С.П., Панова Э.П., Кацева Г.Н., Чирова В.Я. Модификация титриметрического метода анализа пектиновых веществ Хим. природ, соед. 1984. №4. с. 428-431

93. McComb Е.А., McCready R.M. Colorimetric determination of pectic substances Anal. Chem. 1952, vol. 24(10), p. 1630-1632

94. Selvendran R.R., March J.F., Ring S.G. Determination of Aldosesand Uronic Acid Content of Vegetable Fiber. Anal. Biochem. 1979, vol.96. p. 282-292

95. Методы исследование углеводов Под ред. А.Я. Хорлинаю- М: Мир, 1975,-445 с.

96. Практикум по коллоидной химии — Н.Н.Цюрупа Москва: Высшая школа, 1963, - 184 с.

97. Fishman, М. L.; Chau, Н. К.; Kolpak, F.; Brady, J. Viscometric behavior of high-methoxy and low-methoxy pectin solutions. Journal of Agricultural and Food Chemistry 2002 50 (12), pp 3553-3558.

98. Шагаева Л.К., Кузнецова H.H., Елькин Г.Э. Карбоксильные катионы в биологии. Л. Наука, 1979. - 286 с.

99. Логинов Н.Я., Воскресенский А.Г., Солодкин И.С. Аналитическая химия. М. просвещения.-1975.-380с.

100. Горшкова P.M., Авлоев Х.Х., Ерова Б.С., Рахматов Б.С. Влияние предварительной обработки корзинок подсолнечника на выход

101. Рахматов Б.С, Авлоев Х.Х., Халиков Д.Х. Фракционный состав подсолнечного пектина. //Сборник тезисов докладов Международной конференции «Наноструктуры в полисахаридах: формирование, структура, свойства, применение». Ташкент-8-9 октября 2008 г.с. 75-78.

102. Рахматов Б.С, Авлоев Х.Х., Халиков Д.Х.Фракционирование пектинов изкорзинки подсолнечника, яблок и апельсина методом дробного растворения.//Материалы VI Нумановских чтений, Душанбе, 29-30 мая 2009г.с. 1 19-121.

103. Рахматов Б. С., Авлоев Х.Х., Халиков Д.Х. Структурная неоднородность пектиновых веществ //Доклады Академии наук РТ. 2010. -Т.53. -№3. -С.206-210.

104. Рахматов Б. С., Авлоев Х.Х., Мухидинов З.К., Халиков Д.Х. /Молекулярная и структурная по ли дисперсность пектиновых веществ // Доклады Академии наук РТ. 2010. -Т.53. -№4. -С.294-297.

105. Халиков Д.Х., Рахматов Б.С., Авлоев Х.Х., Мухидинов З.К. "Молекулярные и конформационные характеристики пектиновых веществ // Доклады Академии наук РТ. 2010. -Т.53. -№2. -С.126-130.

106. Халиков Д.Х., Рахматов Б.С., Авлоев Х.Х. Влияние моносахаридного состава на растворимость фракций пектиновых веществ // Доклады Академии наук РТ. 2010. -Т.53. -№5. -СЗ82-3 89.