Структура гомогалактуронана и физико-химические аспекты получения высокоочищенного пектина тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.10 ВАК РФ

Мухиддинов, Зайниддин Камарович АВТОР
кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Душанбе МЕСТО ЗАЩИТЫ
1992 ГОД ЗАЩИТЫ
   
02.00.10 КОД ВАК РФ
Автореферат по химии на тему «Структура гомогалактуронана и физико-химические аспекты получения высокоочищенного пектина»
 
Автореферат диссертации на тему "Структура гомогалактуронана и физико-химические аспекты получения высокоочищенного пектина"

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН

институт шт. т. к к нинтш

На правах рукописи

ШЙДДИНОВ ЗА5Г"ЦЩИН КАМАРОВИЧ

СТРУКТУРА ГООТЛЛАКГУРОНАНЛ й ®ЗШФ-МШНЧЕСШ , АСПЕКТЫ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСШШЧЙЩЕННОГО ШГОШ

(02.00.10 - Биоорганическая химия, химия природных и физиологически активных веществ)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Душанбе - 1992

Работа выполнена в лаборатории химии медико-биологических полимеров Института химии им. В. И. Никитина АН Республики Таджикистан

IGagress руководители: доктор химических наук

Д. X. Халиков доктор химических наук В. П. Панов

С^гздаиашэ ©шюютш: член-корреспондент Международной

Инженерной академии, профессор

И. Я, Калонтаров доктор химических наук, профессор 3. Д. Ашубаева

Ведущее предприятие: - Институт органической химии

Российской АН

Защита состоимся *' 3 " ноября 1992 г. в S часов на заседании Специализированного совета К 013.02.01 по присуждению ученой степени кандидата химических наук при Институте химии АН Республики Таджикистан по адресу: 734063» г. Душанбе, ул. Айни, 299/2.

С диссертацией можно ознокомиться в библиотеке Института.

Автореферат разослан " " сентября 1992 г.

Ученый секретарь Специализированного совета кандидат химических наук

Г. С. Санжович

Об-пд характеристика заботы

А к т у зл ь ко с т ь проблемы. Основным потребителем пектина в мировой практике является гщевая и медицинская прошклен-нзсти. В пэдевог- промышленности г.ектин используется как стулнеобсалоратель прв производстве кондитерских изделий, дче?.:оз, фруктовых напитков, соков, молочных продуктов и др. В келиц::нско:> практике пектин и его производные применяются для выделения токсических зе-цестп и радионуклеидов, профилактики и лечения ряда желудочно-кишечных заболеваний, анемии, некоторых ?орм диабета, атеросклеропа, ожирения, отдельных онкологических заболей ний, ревматических артритов, болезнеГ: »,'счевого пузыря, печени и иных заболеваний. Пектин макет служить пролонгатором действия ряда лекарственьлх препаратов, б;.:ть потенциальным ллазкозаквнителеи.

В настоящее время химия и физическая химия пектиновых ведестз, ввиду огсз:.-ноп практической значимости, занимает особое место науке о полисахаридах. Хотя достижения в этой области'достаточно слутаж, те:.! из менее из-за сложности к !,• :огостуг.ончатости процессов выделения и очитски пектиновых веноств, я также зависимости свойств конечного продукта от сорта, месте, произрастания и степени зрелости соответствующих плодов, изучение взаимосвязи этих параметров со структурой кислых полисахаридов, входящих в состав пектиновых веществ, остается весьма актуальным. Разработка рациональной технологии получения пектина диктуется еще там обстоятельством, что в Среднеазиатском регионе, з ток числе и з Республике Таджикистан, имеются значктолькке потенциальные сырьевые ресурсы в виде плодозо-ягоднпх вижкмок, полученных при переработке плодов на сок.

Целью настоящей работы является выделение и установление состава и структуры индивидуального компонента пектиновых веществ - го.\:огзлактуронана, разработка условий проведения гидролиза протопектина растительного сырья для получения пектаноькх зедестз с заданными структурной параметрами и определенный! ихо-химическимч езойссваии. Для достижения указанной цели окл>. поставлен и рехепь* следушн"

- разработка условий выделения индивидуальных веществ из промышленных образцов пектина и установление их химической структуры;

- изучение параметров реакции гидролиза растительной клетчатки дяк формирования раствора-гидролнзата, содержащего пектиновые вещества, обладающие определешиилк структурны;.!!! ха-рактерке тиками;

- разработка методик концентрирования и очистки раствора-гидролизата от сопутствующих продуктов реакции распада клетчатки и выделение высокоочищенных пектиновых веществ;

- изучение взаимоссязи структурных параметров макромолекул пектиновых веществ с их физико-химическими свойствами.

Дяссерт&цаошая работа выполнена по хоздоговору "Пектин" и республиканской комплексной программе "Ыедполимер".

Научная нопкзпа. Впервые выделена и установлена структура основного компонента пектиновых веществ - гокогалактурона-на, который кожет быт потенциальным пдазмозакёнителем;

- разработка фиэкко-химичеекпх условий проведения процесса гидролиза-экстракции для получения пектинов с определенны- , ми свойствам;

разработан способ очистки и тестирование пектиновых веществ с использованием ряда модифицированных биохимических и физико-химических методов;

- разработана технологическая схема выделения и очистки пектина из яблочных отходов с использованием мембранной технологии.

Практическая ценность роботы заключается е реализации разработанной технологии получения пектинов с заданном свойствами для применения в пищевой и медицинской прсыппенкости. Получена опытная партия яблочного пектина .по данной технологической схеме и проведено испытание его желирующегс свойства, Помимо эконог,шческого преимущества предложенной технологии, полу-ченшй пектин обладает высоким желируюцим свойством по сравнению с известными образца:®.

Апробация работы. Основные результаты были доложены на з:он4еге::циях молодас ученых и специалистов, Всесоюзной школе-геыинаре "Аналитическое ультрацеитрифртирозглиз в химии и бко-лог.л' (Дущанб? 198"г.), 1У Всесоюзной нг.учно-техничеокой кон-

ференции "Актуальные лроблеш улучшения качества кровезаменителей, консервантов кропи, гормональных я органотерапевткчес-ких препаратов" (Москва, сентябрь I9SIr.).

Публикации, По материалам диссертации опубликованы 5 научных статей и тезисов докладов, одна статья вводится в пе-„ чати, получено одно автооское свидетельство.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, результатов исследования и их обсуждения, выводов, списка литературы ¡î приложения. Работа изложена ка 155 стр»тя;?х мваикопиетного текста, иллюсгрироэона 32 рисунками и ZI таблицами. Список цитируемой литературы включаем 200 наименований.

Введение. Слагаются предпосылки и основные проблемы исследования, обосновывается актуальность работы, раскрывается структура диссертации.

В литературном обзоре, составляющем первую главу диссертации, проведен анализ имеющихся по настоящее время исследований отечественных и зарубежных ученых по изучению биосинтеза протопектина з клеточной стенке плодов, его метаболизма при созревании и хранении, способов выделения пектиновых веществ из растительного материала, методов очистки пектинового гидролиза-та, строения, структуры, физико-химических свойств к применения пектиновых веществ,

В оксперимзнтальнсй чзсти представлены методы оценки качественного и количественного состава пектиновых веществ с использованием как известных так и модифицированных биохимических и физико-химических методов.

В главе "Результаты и их обсуждение " изложены и обсуждеш экспериментальные результаты,

Основное содержание работа

I. Состав, структура и гидродинамические свойства прогжпяенних пектиногах вещестн

Качество пектиновых веществ (ПЗ) определяется структурными я молскуллр:ха?я пара-гетрами и завися? от способа пх ::о~ л,учения. С целью улучшения- качества ПЗ лсовэдено ясследовояке еостппа, стру:г:ус.-г :: гпдрсдпнпг-глческого поведения двух виг.о.-: .то." - ГЕБ и Г;.о.-, получ-зньътх р;;.—

личными технологическими способами.

Основной компонент ПЗ - кислые полисахарида - был выделен и очи:цен путем обработки солянокислым спиртом (¡£111-1), ультрацентрифугированием (ПЗШ-2, ПВБ-2) и ультрфиль-грацией. Содержание кислых полисахаридов и нейтральных Сахаров определялось методами спектрофотометрни и ГЖХ. Ь таблице I приведены результаты по составу исследуемых пектинов.

Таблица I

Моносахаридный состав пектинов

! Моносахаридный состав,мас.% !Г алактуро~ гход, Г Г"^ Т ! Г Г ! новая кис-% ! Гош' Аго ! Ху& ! топ.! ваб ! С-С^ ! лота, ГК, ! ! ! ' ! ? !у,ос.% к

ПШР' 2,9 7 ,5 I, ,5 2 ,61 0 ,28 9 ,0 45 ,5

ЛБШ-1 49:6 3,3 2 ,06 2, С 5 «-' 0 ,74 Т | ,76 7 ,16 74 ,3

Спиртовый

экстракт 50,4 3,8 41 ,0 0 ,82 I ,13 4 ,7 46 ,0 -

ПВШ-2 51,0 2,02 7 ,5 0 ,80 0 ,82 4 ,32 12 ,68 70 ,ю

ПВЕ-3 80,4 3,1 5 ,13 I ,6 0 ,54 2 ,Ь8 8 25 78 ,2

ПВБзж1 0,4 5 ,4 5 ,63 2 ,9 4 ,37 0 ,28 50 ,6

ПВБ-2 63,9 4,59 0 ,24 I ,31 I >84 4 ,64 0 ,58 81 ,0

к Остальное - неиденти^щировагшые вещества; »ж ПЕШ - пектин производства опытного цеха ПАШ "Шахринав" (Таджикистан);

звег ПВБ - пектин производства Бендерского завода (Молдова).

Видно, что оба образца исходных пектинов характеризуете; относительно низким содержанием остатков'галактуроновой кислоты, заметно возрастающим после каждого этапа очистки.

На основании известных в л:-,г"-?ратуре модельных представлений о макромолекуле яблочного пектина и полученных данных (таблЛ) сделаны некоторые заключения о строения исследованных пектинов., Тот факт, что после очистки, ультсацентриругк-рооанием к переосаздением в образцах ПВБ суммарное содержание остатков гслактуроновй кислоты к рачнозы возросло более

т

чем на 90%, свидетельствует о калитки олигосэхаридов в исходном пектина з змде примеси. Посла их удаления з пектине остается в осясзнсм лхнейнао молекулы ра.*:ногалактуронана.

При аналогичном погоде счистки содержание этих компонентов в П1...-2 возрастает лвгь до Зтс дг«т оскоэанке счпгать, что мокромолекуге оч-.йргпгего П5Г соссояг ллеичущестггнно из прнзитсго сополимера, о чет/ гвндетедьстзувт также докг-кг по составу этого пекгина после очистки сслянокислга спиртам,, аидно, что в ссгрлце ПГГ-; суммарное содзр?.81из гсиг.гтуроно-воГ: кислоты и самнсзн (около 50%) болг-е, ием а образце 1Ш-2. Н?л;ок?Д, большее содержание :-:сил 'к г. образцах по сравнения с ПЗ!'!-2 таххс находится в рзикзх вкгесказанно» го предположения. На налит;» разветвленной сгруг?уш указывает такте увеличение урокадгЗ состаэдякпей (ПВ1:.-3) при длительной обработке ГЕ2-2 солянокислая спиртом, которое сяязпно - рдодапдегсеп счгаях ответвл-зет:.' ма^сополекулы г.ег.уи.

Исследование гидродинамического поведения яблочных пектинов в растворе такте подтвердило наткете .глшЛкцх и разветвленных мзкромолзкул з их составе. р частности, большая величина харйк^егяггкпвС'СОЛ зязкостк '1,44) лря мень-

шей молекулярной массе (44?"'0) не сразпаиет с ПВШ-2 (соответственно Ьр-О,82дл/г; £1-47100} обусловлена уменьшением степени разветвления «аквэхолеяулы.

С цельз голуяенил индивидуального компонента ПЗ очищенный ультраф!!ЛЬ?рАнНо$як!г способом ПВ5 был расфракционн-ровак ка коноебмеинкке - ДЗ-З-цзллюлозе, фосфатным буфером, методом ступенчатого злюкрозэния с узкими пределами концентрации буф-зра. Как показали результаты У5-спектроскопичзс-ксго анализа элюата, из лолучвнках фракций две обогащены нейтральными (Л =315 та), а две другие содеркат преимущественно кислы? {/• =2?3 ы>т) полисахариды. В кислых .фракциях со-,дерх:а:-:ио остатков галактур^но;^!1 кислоты достигло ?0-9б,',г.

Состав структура оч^цзкных г.ехтшкз и их ■•'ислых фра:-.-ни!' мвучен" мэг.'злачи и Крон-; о::-

нозыг:: г::г'!;.-ло:;; хг'./акт'-т.г-к л.г я лг.втэрлкгнхея ананьез -V-

а

детельствуодие о наличии рамногалакгуронана, в конце цепи или в боковых ответвлениях которого имеются р -галактопи-ракозильнке остатки. Этот участок цепи можно схематически изобразить в следующем виде:

Г4)--6аЫ- ЙЫ)"6-Ме"баБА-1-+2-К|ю-

Л ___I 4

->Ъ- 5-ЯКа-4 *-1-р- Сае

Сигналы в области 62,4; 75,1; 79,2 м.д., обнаруженные в ЯМР-^С-спектрах очищенного пектина и его кислых фракциях, были отнесены к ярахмалоподобному гликзцу. Действительно, в спектрах Я./Р-^С и фракций очкценных от крахмала, путем ферментативной обработки (сС-амилаза)' обнаружены резонанса, характерные для чисто« структуры 4) -еС -1> - баб-А--(I ^ 4) -6-Ме-бйВА—(!-}♦

-гомогалактуронана.

Таким образом, совокупность полученных результатов позволила заключить, что яблочный пектин представляет ссбой смесь линейных-гомо-и рамногалактуроканов и разветвленных -рамногалактуронанов с боковыми ответвлениями из нейтральных Сахаров.

2. Взаимосвязь параметров реакции гидролиза и состава пектиновых веществ яблочных выжимок.

Изучение особенностей физико-химических процессов, про-текахщих при гидролизе растительного сырья, позволяет контролировать направление реакции расцепления протопектина с получением целевых веществ с определенными параметрами.

В данной работе процесс екстракцин рассматривается как последовательность гетерогеачых х,-..:пческих реакций, протекающих в двух фазах - набухпей выжимки и внешнего раствора, включающих диффузия гидролизующего агента з клеточную стенку, его адсорбция, гидролиз протопектина, диффузи?.- пектиновых угирокодекул з растзор-гидролизат и к> деструкции.

В качестве объекта исследования бч::у. пспольэсь'аны еы-

жимки яблок осеннего сорта.

Результаты исследования кинетики и изотермы адсорбции соляной кислоты яблочной выжимкой показали! что наиболее медленной стадией экстракции ГШ яэлкется реакция гидролиза и диЬтузия пектина из фазы растительной ткани зо внешний раствор.

Исследование процесса гидролиза-экстракции ПЗ проводили при Т=85°С, различных значениях рН раствора и продолжительности процесса (рисЛ).

Рис. 1. 2ь:ход пектина (1,2,3)

и остатка массы клеточной стенки яблок (4,5,5) з з аь;.: имос-ти от продолжительности процесса гидролиза при различных значениях рН-раство-ра: рН=2,45 (1,4); Т,80 (2,5); 1,32(3,6), исходная масса сухой вьвтаяси - I грамм.

Используя полученные результаты и уравнение

2«>) =

;лое

где Ал и

Кт

2(Ь) - исходное и текущее количество протопектина;

- константа скорости реакции; ■р - время гидролиза, была построена зависимость -lii2.it) от продолжительности гидролиза яблочной вынимки, на основании кото-сой оценены величии,I А0=27,4$ги Кт-0,27'10"4 сек-1; 0,92х ¡сЮ"^ и 1,63"1С сек"" соответственно при рГЬ2,45:

[,8 и 1,32. Эти данные свидетельствуют о том, что при проще равных условиях, с ууенъ.пениеч величины рН скорость гидролиза протопектина значительно возрастает.

Покавано, что одновременна с уэмвнзлнем рН и продел-

жительности гидролиза протопектина изменяется качественный и количественный моносахаридкый состав спирхсооаздг.емого пектина, Полученные результаты бши использо^екк для оценки константы скорости реакции гидролиз а отдельных мсносахарид-ш остатков, исполь уя кинетическое уравнение первого порядка, аналогичной для гидролиза протопектина (табл.2).

Таблица 2.

Величины констант гидролиза остатков нейтральных Сахаров спиртоосаждаемого пектина

К-Ю4, сек:1

рН=2,45 ? т:Н= 1,8 ! га-: .32

РОга ... 1,14+0,03 0,00

4гс 2,67+0,01 1,4140,02 I ,£1+0 ,04

- I,42+0,05 0.00

!ГЦ<А - _ 0.7'н0 ,04

йаЬ 2 ,30+0,04 0,72,0,05 0.31 ¡-0 ,04

б&е- 2,63+0,03 1,40-(0.07 ;.зз+о .06

Как видно иг табл.2, с уменьгенке-м рВ раствоса кокзтак-ты скорости гидролиза связей, образованчых остагккги практически всех нейтральных Сахаров, снилаэтся, что изхег быть следствием неоднородности полисахаридов, входящих в состав спиртсосоздБемого пектина, т.е. один, и тот к остаток нейтрального сахара мо.т.ет входить в состав нейтрального или кислого полисахарида. При этом скорость гидролиза этого :ке остатка может отличаться в зависимости от его бли^акыих соседних звеньев к поот-ому данные, представленные ь табл.2, являются эффективными величинами усредненных констант. Таким образом, пектиновые вещества, полученные- при различных значениях рК среди, отличается не только полксахаридным, но и моносахаридам составом в пределах макромолекулы кислых полисахаридов.

При постоянном значении рК раствора соотношение нейтральных мсносахаридных остатков ПБ изменяэтея с продолжительностью гидролиза. Как витке из с увеличением вое-

кепи гидролиза состав ПЗ обогащается рамнозой, галактозой и ксилсзсй, а содержание арабинозы и глюкозы значительно снижается. Это дает основание считать, что ра.\:ноэа, галактоза и ксилоза входят в состав макромолекул кислых полисахаридов и поэтому устойчивы к действию гидролизущих агентов.

"-г-а—„

•а 4

р.ис.2.Изменение состава нейтральных сахароз ¡13 в зависимости от :ременл гидролиза яб л о ч: ¡ых вьш !•'■! о к:

2-Лга ; З-М* ''-ВйС; 5-&£ь;рН=1,8; Т=65°3.

¡50

гея

, продолжительности гидролиза протопектина

лси&одит к резкому снякекию степени сг-ериЬикацки яарбоксиль-г сутт. На графике зависимости изменения степени отери^м-кзгли от гходолкителькссти .гвдролвза (рис.3) наблюдается два участка с четким переходом. ■ л-ц,

х'кс. 3.Зависимость степени теру.кацик пеКлимовых веществ от

■ а

V

времени гядлолиза аблочных зьгги.уок при рН=1,3 и Т=35°С.

■!1

ео

Iсо 5

О

Константы скорости деэтерифккации на обоих участках практически одинаковы и составляют 2,5"10-^ сек.-1 и 2,2'10~^ сек-''' соответственно. Эти значения на порядок ниже, чем скорость гидролиза остатка нейтральных моносахаридов ПВ. Особый интерес представляет промежуточная область кривей, в которой степень этерифккации С?эт) резко снижается от 6С;£ до 43%. Одной из возможных причин обнаруженного эффекта может быть кооперативное изменение степени этерификации, обусловелнное конформационным переходом цепи пектиновых макромолекул.

Сложные процессы, протекающие при гидролизе протопектина, а именно, изменение структуры макромолекулы, значения молекулярных масс и степени этерификации карбоксильных групп звеньев Д-гаяактуроновой кислоты, приводят к конформационным изменениям полимерной цепи, которые отражается на гидродинамических свойствах спиртоосаждаемого пектина. С ростом продолжительности реакции гидролиза характеристическая вязкость ПВ изменяется экстремально, причем значение максимума характеристической вязкости с ростом величины рН раствора смещается в сторону возрастания времени процесса. На основании специально разработанного метода ИК-спектроокопического определения содержания свободных и этерифицированньгх карбоксильных групп ПВ в растворе Д^О и изучением гидродинамических свойств их разбавленных растворов показано, что значения характеристической вязкости резко снижаются с уменьшением величины что связано как с конформационным изменением макромолекулы пектина, так и со снижением его молекулярной массы. О возможности конформационного перехода полимерной цепи свидетельствуют также данные изменения величины ^ уД с ростом рН (рис.4) при постоянном значении молекулярной массы. Известно, что при низких значениях рН пектиновые цепи имеют цилиндрическую конформацию и появление минимума в кривой зависимости - (рН) можно объяснить переходом ее в форму статистического клубка, а дальнейшее возрастание- последующим набуханием клубка в результате электростатистического взаимодействия соседних заряженных групп в цепи ПВ.

О/,О

«

\

0.34 •

0.3 В

0.36

ч

в

1 2 34 5 е 7 3 рн

Рис.4. Изменение удельной вязкости пектина ПВИ э зависимости от рН раствора.

Таким образом, регулирование - процесса гидролиза протопектина путем изменения рН раствора и продолжительности реакции, насяду с проведением-дополнительного омыления елокно-эфирных групп позволяет получить пектиновые вещества с определенными структурными характеристиками и физико-химическими свойствами.

Очистка пектинового гидролизата является одним из важнейших этапов производства пектина, а способ его выделения в значительной степени определяет качество конечного продукта. Из многочисленных способов выделения ПВ из раствора особое значение имеют осаждение спиртом и солями многовале гтных металлов. Однако, в этих условиях вместе с ПВ из раствора сс-осатдаются нейтральные полисахариды и многочисленные продукты распада растительной клетки, которые в конечном счете ухудшают качество целевого продукта. Исходя ия этого, ¿¿я счистки и концентрирования пектиновых растворов исследована применимость различных типов мембран и изучена их разделяющая способность по отнесения к пекткновкм яолисахарклам. Для этой цели били использованы различие типы плоских мембран и мембраны на основе полых волокон.

3. Выделение пектиновых веществ из раствора гидролизата

РаОочие характеристики исследованных плоских мембран при ультрафильтрационном концентрировании растворов промышленного пектина - ПВБ представлены в табл.3.

Таблица 3. Рабочие характеристики плоских ыембра:. при очистке раствора пектина И?"

! !Произво~!Селек- ¡Содеркание : !Дпа- !дитель~ !тив- !ГК в"поли- ! !метр ! нооть !ность ! сахаояде

Типы .мембран

'пор, 'аппарата! по : ь да: о !пектину!кон

г-/г

к»/,

!лДг'ч. !

! !

!ткль-! !цент-!трате! [^¿ате!___

Капроновая мемора-на (р/к "Хий--Калур1', йстокил) 200

'Полиамид У1Ш-100 100

кцет ат -целлюлоз -нал мемсран^ Ш-50С) >30

8.3 0,88 £0 33 1,7с 13,1 0,95 85 26 2,60

10,9 0 »94 83 35 1,9

Хотя исследованные мембраны обладают достаточной селективностью по отношению к П£, производительность аппарата по мере концентрирования раствора значительно уменьшается. Наилучшими показателями обладают мембраны УПМ-1С0, на основе полиамида.

Как показали результаты экспериментов, производительность полых волокон з два раза лревытала производительность плоских мембран. Исходя из этого для очистки и концентрирования пектинового гидролкзата яблочных еьл-.имок были использованы полке волокна. Характеристики пектиновых вз.'цестз, выделенных этим способ эк из раствора после очистки и концентрирования, представлены в таблице 4,

г

Таблица 4.

Характеристик:: пектиновых веществ, выделенных до и после очистки через мембраны на основе полых волокон и из фильтрата

Объект Выход !спиртсоса-!ждаемого '. пектина, ! Сощртнне ! составе ! пектина ! Со дер.уа-!ние ме-!тсксиль-! ных ' 1>1 ! ! '! !дл/г! Желиружщая способность полученных ' пектинов

' * ( ч 1 ! : групп- ; ¿«Из * ! ! ! ! : °ТБ !°5А6 !

Исходный пектин 75,5 10,03 3,25 180 180

Концентрат 69,7 80,6 10,72 3,65 265 240

Зильтрат 8,3 30,6 3,0 . 0,25 не желирует

Из этих данных следует, что.мембраны на основе полых полоном обладают попиленной селективностью, а полученные пектины - высокой теличннсй характеристической вязкости и зхелирукйцей способности.

Таким образом, использование мембранной технологии по сравнению с традиционным методом очистки позволяет практически полностью очистить раствор пектина от балластных веществ и получить пектиновые вещества с высоким содержанием звеньев ггляктуроноэой кислоты.

5 заключение следует отметить, что проведенное исследование дает возмотлость рекомендовать к практическое использованию, по крайней мере, две научные разработки. Это, во-, первых, условия формирования раствора пектин-гидролизата, приводящих к получения пектина, обладающего высокой способностью гчелировзния. Во-згсрнх, использование мембранной технологии, особенно мембран из полых волокон, для концентрирования и очистки пектинового гидролизата и, наконец, рекомендации по применению очищенного дна- и ультрафильтр-идпон-чад методом раствора неггосредот-еннэ к применению в пищеной промышленности. Так, полученный на лолулсс'-с^генчсй дя&ульт-ре^ильтрад'.ощюй установке и испытанный в услог-иях -роигзьсд-ства з качестве :?.е.г/.рущегс агент? яблочная -¿:'.?у.н, зн-чгг-

тельно превосходил по своим желиругащим показателям известные промышленные пектины.

ВЫВОДЫ

1. Изучены закономерности гидролиза протопектина яблочных выжимок, позволившие управлять процессом экстракции пектиновых веществ с определенными структурными и молекулярными параметрами, необходимыми для получения материалов с комплексом практически денных свойств.

2. Проведено фракционирование прошчиенных пектиновых веществ и изучен их моноеахаридный состав и гидродинамические характеристики, что дает основание судить о строении макромолекул и оценить качество целевого продукта. Показано, что в зависимости от способа экстракции можно получить как линейный, так и привитой сополимер, состоящий из кислых и нейтральных Сахаров.

3. Впервые получен индивидуальный гомогалактуоонан яблочного пектина и установлена его структура методами С- и Н-ЯМР-спектроскопии. Полученный в условиях производства яблочный пектин состоит в основном из галактуронана и разветвленного рамногалактуронана, содержащего в боковых цепях р -га-лактан.

4. Изучен моноеахаридный состав и гидродинамическое поведение растворов пектиновых веществ, полученных гидролизом протопектина при различных рН, температуре и продолжительности экстракции. Установлено влияние перечисленных факторов на кинетику гидролиза гликозидных связей остатков моносахаридов в макромолекуле пектина. Рассчитаны константы скорости реакции распада моносахариднкх остатков!и сложноэфирных групп. Найдена взаимосвязь структурных и молекулярных параметров пектиновых веществ с гидродинамическими свойствами их растворов. Полученные результаты позволяют оптимизировать процесс экетрации пектиновых веществ с определенными фиэико-хи-мичаеккми и эксплуатационными свойствами.

5. Разработан способ выделения вьгсояоочищснного пектина из раствора гидролиза?а путем последовательного ультрацектри-г;-угир0в?.пия к оса-адешш спиртом. Впервые использована мембранная технология, в то:.! числе, с применением полых волокон, пля концентрирования и очистки пектиновых г;:дг)олизг;тоь путем

диа- и ультрафильтрации.

5. Установлена высокая по сравнению с промышленными образцами гелеобразующая способность полученных яблочных пектиновых веществ, что позволяет рекомендовать их в качестве желирующего агента в пищевой промышленности. Разработан способ получения высокожелируощих пектинов из яблочных "выжимокi

хоторый апсобиоован в условиях_дромшл§нно_го производстза_на_

базе опытного цеха ПАЮ "Н!яуриняг)".

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях :

1. Мухиддинов З.К. Сравнительное исследование гидродинамических свойств пектиновых веществ// Тезисы докладов Республиканской конференции молодых ученых и специалистов - Душанбе, 1987. - С.69.

2. Халикоз Д.Х., Штанчаеэ А.Щ , йухиддинов З.К. Влияние молекулярной массы на желирующке свойства пектина // Аналитическое ультрацентрифугирование в химии и биологии, под ред. В. 11.Панова, 1987 - С. 140-145.

3; ¡«'ухиддинов З.К. Исследование физико-химических характеристик пектинов, последовательно экстрагированных из яблок // Тезисы докладов Республиканской конференции молодых ученых ■ и специалистов. - Душанбе, 1989. - С.28.

4. Ыухидцинов З.К., Хэликов Д.Х., Дегтярев В.А. Ыоносахарид-кыВ состав и гидродинамические свойства промышленных пектиновых веществ // Химия природных соединений. - 1990. -!? 4 - С.455-450.

5. Паков В.П., лухиддинов З.К., Халикоз Д.Х., Курбансва Р.Г., Овсенян A.M., Григорьева Е.Э. Физико-химический анализ пектинов разного происхождения /У Материалы 1У Всесоюзной научно-технической конференции "Актуальные проблемы улучшения качества кровезаменителей, консерваторов крови, гормональных и оргакотевапевтических паьамратов". - Москва.-1991. - С. 151*.

6. АС Р 1500242 (СССР), 1989г. Ш£И А23 I/C4, I/C5, "Способ получения келейного мармелада" / Н.Ерматов, А.К.Кссшо®, Д.Халиксв, А.Ш.Итанч^ев , З.К.Ыухилдинэв. - Заявл. 9 ок-тябся 1986г.

22.09.1992г.Заказ 88.Тиран бОэяз. Ротапринт ТГУ.Душанбе,ул.Лахутк,2.