Термодинамическая совместимость желатины с анионными и неионными полисахаридами в водном растворе тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.06 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ОРДЕНА ЛЕНИНА

ИНСТИТУТ ЭЛЕМЕНТООРГАИИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИИ имени А. ГГ. НЕСМЕЯНОВА

ИНСТИТУТ ПИЩЕВЫХ ВЕЩЕСТВ

На правах рукописи УДК 547. 98

ЛАШКО Наталья Петровна

Термодинамическая совместимость желатины с анионными и неионными полисахаридами в водном растворе

02.00.06 — Химия высокомолекулярных соединений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва — 1993

Работа выполнена в ордена Ленина Институте элементоорга-инческпх соединений имени Л. Н. Несмеянова Российской Академии наук

Научные руководители: доктор химических наук,профессор

В. Б. Толстогузов кандидат химических наук Ю. А. Антонов

Официальные доктор химических наук,

оппоненты: профессор С. А. Павлова

доктор химических наук Е. Е. Браудо.

Ведущая организация: Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева

Защита состоится .часов

на заседании Специализированного совета К 002.99.01 в ордена Ленина Институте олементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова РАН но адресу: 117813, Москва, В-334, ул. Наннлоиа, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ШШОС Автореферат разослан —1993 г.

Ученый секретарь

Специализированного совета К 002.99.01 кандидат химических наук

М. А. ШКОЛИНА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Научно-технические проблемы выделения и переработки белка в новые пищевые продукты выдвигают на первый план задачу изучения поведения белка в водных средах в присутствии других компонентов пищи и, прежде всего, полисахаридов. Структура и свойства систем, содержащих белки и полисахариды в значительной хере определяются характером взаимодействия этих биополимеров, их совместимостью в растворе. Актуальность исследования термодинамической совместимости белков и полисахаридов обусловлена также необ -ходимостью разработки для безотходных технологий новых принципов концентрирования разбавленных растворов и дисперсий белков.

Фазовое расслоение (переход из однофазного в двухфазное состояние) систем вода-белок-полисахарид является одной из главных осо -бенностей такого рода систем и может быть обусловлено двумя типами процессов, первый из которых основан на явлении термодинамической несовместимости белков и полисахаридов, а второй - на образовании нерастворимых белково-полисахаридных комплексов.

До недавнего времени достаточно широко были исследованы условия несовместимости, фазовые равновесия, а также влияния на них основных физико-химических факторов (рН, ионной силы, температуры и т.п.) в смесях водных растворов, содержащих глобулярные белки к полисахариды. Однако, сведения о влиянии направленного регулирования структуры макромолекул полисахаридов (изменение концентрации функциональных групп, характера распределения их по цепи и т.д.) на термодинамическую совместимость их с белками, имеющими неупорядоченную конформацию, ограничены. К белкам такого рода'относятся желатина и казеин, широко используемые в пищевой промышленности. В связи с этим представлялось необходимым систематически исследовать влияние локальных изменений структуры макромолекул полисахаридов на термодинамическую совместимость и фазовые равновесия в системах вода-белок-полисахарид, содержащих белки с неупорядоченной информацией.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом основных научно-исследовательских работ ИПВ РАН по теме "Термодинамические свойства растворов белков" (й Гос.per.01.86.С0054).

Целью работы было изучение влияния строения полисахаридной макромолекулы (природы и концентрации функциональных групп, характера распределения их по цепи и т.д.) на термодинамическую совме-

стамость и фазоше равновесия в модельных системах, содержали* в качестве белкового компонента желатину в молекулярно-дисперсном (при 40°С) и коллоидно-дисперсном состоянии (при 18°С). Объектами исследования били выбраны полисахариды различной природа, изучение которых представляет научный я практический интерес. Анионные полисахариды лияейлой структур!! - пздтины31, различавшиеся степенью эте-рифякасда г характером распределения слодноэфирных групп, альгияа-ты* с ¡.ржичзш солеряпяпеа блоков каннурозовой-гулуроновой и гулу-роао^о»^луроаомй кислот, .карбоксЕМвтилцелвшоза8 разной степени за&ыцзкз-т: гядраксильнкх групп азгидроплренознсй едишшу (концентрации ьарбоксшатндышх групп) и неионные полисахарида линейкой (ме-тилцелсюлоза) и разветвленной (декстран) структуры с различными молекулярными иассаки.

Задача работа состояла также в изучении Егиянк? на фазовые равновесия в растворах слесей келатины к исследоващщх полисахаридов вагнайшх флзико-хгьшескиг факторов (рН, ионнод силы, температуры), спрзделякцах совместимость биопогалеро:з и характерных для начальных стадий процесса еддзлэнля белг.оз из растворов и суспензий, а такге цбрерас'огкн белков в смесях с другими белками и полисахаридами.

Нпгтаая. новлзтта. Впервые исследовано влияниз структурных особенностей ползсахарадой (пргроды и коздонтрпциа функциональных груглз, херакгзра раслределаяия их но ценз, блочного состава) на их терладиЕаютесЕзэд совюстшость с келатиной, находящейся в состояния статлстичзсЕого (при 40*С) и спиральном агрегированном состсяниг (прз Ю°С). Установлено, ~то условия нйсовусстжости (рН, ионная сила) зааисят от иозогченшс свойста полисахаридов (анионные или неаоннне) и не зависят от состояляя молекул дедатины в растворе.

Исслэдогзна фазоше равяокесия для ряда смесей водных раство-роз вель':-£ии и полисахаридов. Определены критические параметры рас-сгзок-1т к пострпсан фазовые дзагразша систем. Показано, что характерный: особвансетяма фаговых диаграмм данного типа систем явл-пгт-ся вяатаз веяачвна порога расслоения (1—1?) и слабая аспмыетргя.. Такай г-лгитааа порога расслоения свидетельствует о болэе ьизеоё соеЫ'- таэоьы глгз^ахарвдог о »елахлной, со сравнена» с пх согаоо-таюсз» . тяыухярвяш белками, зарактерЕэуадакася иааьша!,

5 в ¿..ля аетельзоаанк &5ктшади ш.тич агыет'.то

натре«»?"" -лть аарбазс^тйвдашаоза

желатина, исключенным объемом. Слабая асимметрия фазоЕнх диаграмм свидетельствует о небольших различиях в относительной степени концентрирования белка и полисахарида в фазах, а такжо об относительно более шеокой гидрофипьностп желатины по сравнению с глобулярными балкам:!.

Установлено, что совместимость желатины с анионными полисахаридами увеличивается с повышением степени этерифнкацпа и локальной концентрации сложноэфпрных групп в молекуле пектина, с возрастанием содержания смешанных блоков (маннуроноЕая-гулуроновая кислот) в молекуле альгината л с ростом концентрации карбокекметильных групп (степени замещения) в молекуле карбоксаметнлцеллюлозы. Совместимость исследованных биополимеров определяется в основном зонной силой а в меньшей степени рН, температурой я концентрацией макромоле-кулярних компонентов. Совместимость желатины с неионннымл поласаха-ридаки растет пра переходе от линейной метилцеллюлозы к разветвленное декстрану и от желатины в .агрегированном состоянии (18°С) к желатине, находящейся в состоянии статистического клубка (40°С), и уменьшается пропорционально изменению молекулярной массы полисахарида в степени 0,5.

lía примере смесей водных растворов желатины и анионного полисахарида (пектина) и желатины и неионного полисахарида (декстрана) изучено вл:1янле характера межмолекулярных взаимодействий типа белок-полисахарид, белок-растворитель, полисахарид-растворитель на термодинамическую совместимость и фазовые равновесия. Показано, что совместимость биополимеров, вероятно; обусловлена образованием между ншл слабых комплексов, которые могут быть разрушены при повышении концентрации соли ц температуры систеш, в то время кал термодинамическая несовместимость в основном обусловлена эффектом исключенного объема, определяемого размером и формой макромолекул, а также различием полимеров в сродства к растворителю.

Изучено влияние степени этерификацкн пектина на его совместимость с белками обезжиренного молока. Установлено, что с повышением стопою: этерпфикацаи пектина его совместимость с белками обезжиренного молока возрастает аналогично тому, как ото имеет место для смесей .водных растворов желатины и пектина. Предположено, что увеличение совместимости в этих системах пра возрастании степени этерификацин пектина может быть обусловлено образованием слабых растворимых белково-полисахарлдннх комплексов, стабилизирован"::* еодс-родными связями. ■

Изучено влияние ряда физико-химических факторов на совмести-

мость полисахаридов с желатиной, а *анже с белками молока.

Устаиозденныв в результате исследований закономерности позволяют расширить представление о поведении белков в составе много -компонентных систем и природе совместимости биополимеров.

Практическая ценность работы. Результаты исследований позволили разработать подходы к регулированию совместимости анионных и неионных полисахаридов линейной 1 разветвленной структуры с молеку-лярно-дисперсной (при *»0°С) и коллоидно-дксперсной (при 1В°С) желатиной, а также бедками обезжиренного молода. Выявлен ряд практически важных физико-химических аспектов концентрирования белков обезжи -репного молока анионными полисахаридами. На основе данных по фазовым равновесиям в системах вода-белки обезжиренного молока-карбо-ксиметилцеллюлоза разработан процесс концентрирования белков молока, прошедший стадию опытной апробации в НПО "Пир" (г.Москва).

Апробация работы. Результаты работы обсуждались на коллоквиумах лаборатории новых форм пищи ИНЭОС РАН, на научных семинарах в Институте органической химки и биохимии АН Словакии и Институте химии АН Словакии (г.Братислава) в 1989,1990 гг. Отдельные результаты работы были представлены на конференции "Химия пищевых веществ. Свойства и использований биополимеров в пищевых продуктах" (май, 1990 г.).

Публикации. Основные результаты диссертации изложены в 5 публикациях, получено одно авторское свидетельство.

Структура и объем работы. Диссертация включает введение, обзор литературы, экспериментальную часть, выводы, список цитированной литературы (169 ссылок). Она изложена на страницах машинописного тексте, включает 9 таблиц и 61 рисунок.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснованы актуальность темы, научная новизна данного исследования, сформулирована его цель, обоснован выбор обьектов исследования.

Обзор литературы состоит из двух частей. В первой части приведены экспериментальные данные и рассмотрены теоретические представления о термодинамической совместимости полиморов в общем растворителе, влияние химического строения полимеров на их совместимость. Во второй части рассмотрены общие закономерности термо -динамической совместимости белков и полисахаридов в водной растворе.

Экспериментальная часть состоит из трех разделов. В первом

разделе описаны объекты и методики исследования (фазовый анализ, оптическая микроскопия, седиментация, светорассеяние, круговой дихроизм и т.д.)* Во второй части раздела изложены и обсуждены результаты /следований. Третий раздел посвящен практическому использования результатов работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

I. Обзая характеристика фазовых равновесий в системах вода-желатина-полис axa рид

Методами оптической иикроскопии, ультрацентрифугирования и фазового анализа исследована термодинамическая совместимость моле-кулярио-дисперсной и коллоидно-дисперсной желатины* с анионными ц неаошшии полисахаридами различной молекулярной структуры. Изучение совместимости биополимеров проводили в широкой диапазоне изменения рЯ (от 3 до 9), ионной силы (от 0,01 до 2 моль/л NaCI), температуры (от 2° до 60°С).

Показано, что при суммарной концентрации макромолекулярных компонентов, превышающей 1-4%, все исследованные системы двухфазны при определенной ионной силе. При этом для смесей, содержащих желатину з молекулярно-дисперсном состоянии, в экспериментально-доступной области составов на наблюдается значительного концентриро-езния исходных растворов биополимеров. Обнаружено, что условия не-еоваосг/аости характерным образом различаются в зависимости от фи-зико-х;тческих и молекулярных характеристик выбранных полисахаридов и но зависят от состояния молекул желатины в растворе. 3 соответствии с условиями несовместимости исследованные системы оказалось ¿сэмокныа рззбкть на 3 группы (таблица I).

Таблица I

Условия термодинамической аесогместиаости в системах вода-желатина-полисахарид

• i ' Условил несозместя-

1 * Ссотойпие 1 Полисахарида : мости

: кончая : область

i сила « чения сН

^.-лекулярно-

Линейные онаонные

низкая

Т?КСС;'ЛЯ

Чо-ло^дно™

-or.-.

выссчгл

не обнаружена ,0 * ~у - ".О

гелатика ^асгматриваетоя ка;. однофазная

Продолжение табл.1

№ : : Состояние • ; Полисахариды : условия : несовместимости

группы : желатиш ■ : ионная ; сила : ооласть : значения рН

П Ыолэкуяярно-дисперсная Линейные ненечние низкая высокая 4,0срН<-9,0 3,0* рН <-9,0

Коллоидно-дисперсная низкая високая 4,0 9,0 3,0 ¿-рН ¿-9,0

Ш Молекулярно-дисперсная Разветвлении иеионные ичзкая высокая 4,0 ¿рН* 8,0 3,0 ^ рН«- 9,0

Коллоидно-дисперсная н.:зкзя Еысокая 4,0 * рН¿-8,0 3,0 * рН* 9,0

В системах перьой группы, содержащих желатину и анионные полисахариды линейной структуры, несовместимость проявляется в изученном диапазоне рИ только при высокой ионной силе 0,2-0,5 ( МаС1). При низкой ионной силе 0,01-0,1 ( №аС1) фазовое расслоение отсутствует. В системах второй группы (желатина и линейные неионные полисахариды) несовместимость проявляется при низкой ионной силе 0,01 ( УаС1) в интервале рН от рН = ПЭТ до 9,0, а при высокой ионной силе - во всем изученном диапазоне рН. В системах третьей группы (нелатина и разветвленние неионные полисахариды) несовместимость проявляется при низкой ионной силе в интервале рН от рН = ИЗТ до 8,0, а при высокой ионной силе - во всем изученном диапазоне рН. Увеличение ионной силы способствует несовместимости макромолекуляр-ных компонентов во всех изученных системах.

При низкой ионной сило несовместимость более характерна для сиозей, содержащих неионныо полисахариды, а совместимость -да! смесей, содержащих анионные полисахариды. При высокой ионной силе различие п условиях несовместимости для смесей, содержащих полисахариды с различной нолекулярной структурой исчезают. Мог.но предположить, что белее высокая степень совместимости яелатиш с анионными полисахзридаин з уидоьякх низкой ионной силы, по сравнению с совместимость*; zar.su>нн с нзионныии полисахаридами, обь.иняется более гывчн'ХР^ьи'Е зродстаоа желатины и анионных полисахаридов.

Состав ь «реология образующихся при расоловЕйи фаз гашна как от схруктлш Еыбра'дяых полисахаридов, так и от состсгыгя пела-тшщ (молекуллс^'о-¿да к^'г.оидий-дисперсиое).

Результаты йсследошшя фазовых риьяовесий в сис*с-?х, содержащих анионные и неионпае полисахариды будут рассмотрены раздельно-

2. Фазовые равновесия в системах вода-жалатина-линейные анионные полисахариды

В работа исследованы фазовые равновесия в смесях растворов желатины с линейными анионными полисахаридами различной молекулярной структуры. В качестве объектов исследования выбраны пектины с различными 'молекулярными массами а разными степенями этерификации, с блочным или статистическим характером распределения функциональных групп; альгинаты различного блочного состава и карбоксшгетил-целлюлоза разной степени замещения.

2.1. Разовые диаграммы систем вода-яелатина-линайные анионные полисахариды

Цетодаш фазового анализа и последовательных приближений получены фазовые диаграммы систем вода-лелатина-линейныз анионные полисахариды (рис.1; 1-5). Определены следующие параметры фазовых диаграмм: координаты критических точек, выраженные в весовых кон -центрациях (С^^ и *%кр.) соответственно белка и полисахарида; предельные сорастворишсти полисахарида в концентрированном растхо-■ре белка35 (Сд) и белка в 2%-нон растворе полисахарида коор-

динаты порогов расслоения, выраженные в весовых концентрациях ^Б,пр. 3 ^П,пр.) соответственно белка и полисахарида. Асимметрии фазовых диаграмм характеризовали отношением весовых концентраций белка и полисахарида в критической точке и в точке, отвечающей порогу расслоения системы, а также смещением по бинодали критической точки относительно порога расслоения и в ряде случаев - танген -сом угла наклона линий связи относительно треугольника фззовой диаграммы.Интересно было сравнить фазовые диаграммы систем вода -лелатина-линейные анионные полисахариды с фазовыми диаграммами систем вода-глобулярные белки-линейные анионные полисахариды, полученными ранее в других работах.

Характер фазовых диаграмм систем вода-нелатина-линейныв анионные полисахариды свидетельствует о несовместимости желатины с данными полисахаридами при высокой ионной силе в широком диапазоне суммарных концентраций полимеров (от I до 15%). Полученные фазовые диаграмш близки по положению бинодали, критических и пороговых точек. Однако, область двухфазного состояния систем, содержащих

х Раствор считали концентрированным, когда увеличение концентрации белка в растворе не приводит к уменьшению предельной сораствори-мости в нем полисахарида

3 .

Рис.1. Фазовые диаграммы систем: 1} В-Х-П ГМ»еЗЗО иД); 2 В-Х-А:

а) М* =?00 кД; 6)11» =500 КД: 3 В-Х-КШЦ а)С.З.тпт=0,85;

б)0.3.^=0,5; 4 В-1-П; аТй^=330 кД; б)Н^ =390^;

5 В-Х-П (Ы^ =23 кД); 6 В-Х-Д (!»«■ = 250 вД); 7 В-Х-Щ; рН 6,0; I = 0,5 М; Т 40°С; 8 В-А1-Д; 9 В-АХ-МЦ; рН 6,0; 1= 0,5 II; Т 18°С; В - вода; X - желатина; КЩ - карбоксиметилцеллюлоза; Д - декстран; Щ - метил -

целлюлоза. _________ ______

-ПЗЕнодалъ; -"^ точка; О-ьороговая точка

альгинат, несколько больше, чем для систем, включающих пектин и карбокспметилцеллшозу. Термодинамическая несовместимость растет при прочих равных условиях в следупцем ряду пектин = карбоксиметш£целлюлоза С. альгинат. Концентрационная область двухфазного состояния для систем вода-желатина-линейный анионный полисахарид значительно шире и порог расслоения ниже, чей для систем, содержащих линейный анионный полисахарид и глобулярные белки. Более низкая совместимость желатины с линейными анионными полисахаридами, вероятно, обусловлена тем, что желатина, имеющая конформацию статистического клубка, характеризуется большим исключенным объемом по сравнен;® с глобулярными белками и, соответственно, переход из области разбавленных в область умеренно концентрированных растворов для смесей, содержащих желатину (и соответственно порог расслоения) лежит в области более низках концентраций.

Характерной особенность!) фазовых диаграмм систем вода-же-латина-лпнейяый анионный полисахарид является слабая асимметрия (в критической точке системы концентрация белка а полисахарида отличается незначительно) в то время, как фазовые диаграммы систем вода-глобулярный белок-линейный анионный полисахарид более асимметричны. По мере увеличения суммарной концентрации биополямэтров асимметрия фазовых диаграмм уменьшается (тангенс угла наклона линии связи уменьшается).

Поскольку известно, что линейные анионные полисахариды обладают высокой концентрирующей способностью по отношению к глобулярным белкам, слабая асимметрия фазовых диаграмм систем вода-желатпна-линейный анионный полисахарид означает, что желатина по концентрирующей способности лишь незначительно уступает линейным анионным полисахаридам и значительно превосходит в этом отношении глобулярные белки. Последнее согласуется с результатами исследования фазошх равновесий в системах вода-белок (I) - белок (2), содержащих белки различных классов по Осборау.

На рис.П представлена зависимость отношения концентрация белка и полисахарида в точке порога расслоения, характеризующего

Рис.П. Зависимость координат порогов расслоения от соотношения молекулярных масс полимеров для систем:

1)Б-2-П (Ы п= 330 кД);

2)В-Ж-П (И 390 кД);

3)Б-1-П (М Й= 23 Ш);

4)В~Ж-А

5)В-1-КЩ

В - вода; I желатина; П - пектин; А - альги-кат; КИЦ - карбокси -ке^илделзшлоза

(мл/м6)°-5

асимметрию фазовой диаграммы, от отнопепик молекулярных масс желатина и полисахарида. Как видно, для изученных систем изменение асишютрии фазовых диаграмм, об.условленноз изменением разницы в молекулярных шссах желатины и полисахарида, вполне удовлетворительно описывается соотношением (I), следующим из теории Слори-Хаггкнса:

, 0,5

сЕ;пр. ' СП,пр. = (%/%) (I)

Здесь СБ)ГЗр> п Сд1Пр> --концентрации желатины и полисахарида, отвечающее аоогдинатаы порога расслоения; % и % ~ молекулярные масса полйзд^рида и белга. Причем, чем больше различия в молекулярной !июз<> келатшш и полисахарида, том значительней смецен порог р&сслозшлз относительно бисектриссы координатного угла и тем больше асишчтр^ ио-зучонных фазошх диграмм.

2.2. Влияние особенностей химического строения линейннх анионных полисахаридов на разовые равновесия в системах вода-.г.елатина-линейныЗ анионный полисахарид

Известно, что ваяней:<1п;.^1 факторами, определяпцимп особенность фазовых равновесий в сзстег/лх Еода-полимар (I) - полимер (2), являются строение получерной цепи, а такзо величина и отношение молекулярных масс полимеров, к'озко ожидать, что указанные факторы окажут заметное влияние на фазовые равновесия в смесях растворов желатины и линейных анионных полисахаридов. Полученные фазовые диаграммы и тела расслоения, характеризующие влияние степени этерификацип пектина, характера распределения карбоксильных к сложноэфирннх групп по цепи, величины и соотношения молекулярных масс (1.^) мак-ромолекулярных компонентов, блочного состава альгинатов и степени замещения карбокспметллцеллшозы на совместимость с нелатиной,представлены на рис. 1-411. Возрастании совместимости соответствует сужение тела расслоения, уменьшении - его расширение. Из рис.Ш;Ю видно, что с увеличением степени этарярикацип пектина (Е) от 0 до •13,1% ого совместимость с аэлатиной значительно увеличивается л при Е = 57;1 и выпе система однофазна во всем изученном диапазоне изменения состава смеси. Повыаонио концентрации //аС1 в смеси до 2 моль/л не вызывает ее расслоения.

Смешение растворов желатины с пектином, характеризующимся статистическим характером распределения сЛожноэфпрных групп, приводит к разовому расслоению системы при суммарной концентрации биополимеров А% и выше при рН 6,0 п ионной силе 0,5 (рпс.1;5). Пектин, пмещпй близкую степень эторпфпкацпи и молекулярную массу, но блоч-ннГ: характер распределения сложноофпрных групп, образует с желатиной стабильные однофазные смеси в изученном диапазоне изменения концентраций (желатины до Щ?, пектина до 1,5$) в тех же условиях.

Совместимость альгинатов с желатиной возрастает с увеличением содержания смслашшх блоков маннуроновой-гулуроновой кислот в макромолекуле полисахарида (рис.1;2).

С ростом степени замещения в молекуле карбоксиметилцеллюлозы (концентрации карбокспмотильных групп) ее совместимость с желатиной увеличивается (рис.1;3). При этом изменяется положение пороговой точки, а, следовательно, и асимметрия полученных фазовых диаграмм.

3,0-

1

-6,0 х а 6Л-

"ют ИЭТ |

Д5 «.у .

РИС 1. Сечения тел расслоения, характеризующие влияние " ионной силы - <1,2,И); РН - (3,4,7-9); степени

этерификации пектина - (10); температуры - (5,6,12) на совместимость систем вода-желатина (Ж) -полисахарид (ПС)

Результаты исследования влияния степени этзря$:1кация пектина з характера распределения сложноэфирных групп на совместимость с желатиной показывают, что взаимодействие ыакромолекулярных компонентов имеет, по-видимому, неэлектростатическую природу и позволяют предположить возможность образования водородных связей между биополимераж, поскольку как повышение степени этерифзкации пектина, так и использование препаратов пектина с блочным распределением сложноэфирнкх групп способствует как образованию водородных связей, так и увеличению совместимости исследованных биополимеров.

Принимая во внишнив, что взаимодействие биополимеров друг с другом является одним из важнейших факторов, определяющих их совместимость, можно полагать, что наблюдаемое увеличение совместимости макроиолекулярннх компонентов в системах вода-желатина-альги-нат при увеличении содержания смешанных блоков маннуроновофулу- • роновой кислот в молекуле альгзната, по-видимому, также связано с увеличением интенсивности взаимодейств;1я полимер-полимер. Возможно, что в данной системе имеет место образование слабых комплексов, стабилизированных водородными связями между ОП-группами аль-г^ната п желатиной. Термодинамическая гибкость макромолекулы аль-гината линейно возрастает с увеличением содержания в ней смешанных блоков каннуроновой-гудуроновой кислот, что может вызывать увеличение локальной концентрации реагирующих СН-групп альгината и, как следствие, - увеличение термодинамической совместимости ;:с-следоЕанных биополимеров. Сходные эффзктн наблвдались ранее при изучении взаимодействия сннтетэтеских полапептпдов с альганатамн, ииеэд^ца более высокое содержание смазанных блоков маннуроновой-гулуроиовой кислот.

Увеличение совместимости карбоксиметилцеллюлозы с желатиной с ростом степени замещения полисахарида связано, по-видимому, с угел;ление1л сродства карбоксикетилцеллплозы к растворителю, т.н. известно, что повышение степени замещения увеличивает заряд ее макромолекулы и улучшает качество растворителя по отношению к это-полисахариду.

2-3. ;Углян:;е ко которых стчко-хг^лчоских Факторов яа совме-сд.--;с^,гт._т.елат;ш!1 с линейными анионными полисахаридами

-сследогзко влллнле ионной с:?ды (кслхентгегуш моль/л '/;-С1),

-вгач^-турн нп сокгестгмость аелатинн с пектином. таажэ аль-

гинатоц. Подученные данные представлены на рис.П.

В интервале ионной силы от 0 до 0,15 (ИаС1) желатина и линейные анионные полисахарида совместимы во всем изученном диапазоне изменения состава смесей (рис.Ш; I и 2). При ионной сале 0,2 ( МаС1) и выше система вода-желатина-линейный анионный полисахарид претерпевает переход из однофазного в двухфазное состояние, т.е. для нее характерно существование нижней критической точки расслоения. С ростом ионной силы от 0,2 91 0,5 (//еС1) совместимость этих биополимеров значительно уменьшается. Тот факт, что увеличение ионной силы системы вызывает ее переход из однофазного в двухфазное состояние, по-видимоку, свидетельствует о том, что при рН выше ПЭТ. п отсутствии солз желатина взаимодействует с линейными анионными полисахаридами с образованием растворимых электростатических комплексов. Уменьшение совместимости желатины с линейными анионными полисахаридами с увелстением ионной силы можно объяснить уменьшением интенсивности ксмцлексообразования, поскольку при рН выше ИЗТ и ионной силе 0,5 (УаС1) электростатическое взаимодействие подавляется.

Исследование влияния рН ниже ПЭТ белка на совместимость осложнено возможностью комплексной ксацервации в этой области, обусловленной разноименносты> зарядов молекул белка и лине:2лых анионных полисахаридов. Поэтому оба полимера растворяли в буфере с высокой ионной силой (I = 0,5). Увеличение рН смеси от 6 до 8 приводит к незначительно^ уменьшению совместимости компонентов (рзс.Ш; 9), а уменьшение рН от 6 до 3,5, т.е. до рН ниже ИЗТ, вызывает заметное возрастание их совместимости.

На рис.Ш;5,6 схематично представлены сечения тела расслоения соответственно системы вода-желатана-пектин (1.1*,= 330 кД; Е = Б2,7%), и вода-жолатина-пектин (Мж= 23,6 кД; Е = 57%) в координатах состав-темпераоура смеси. Цожно считать, что эти системы различаются только молекулярными массами содержащихся в них полисахаридов. При 40°С система, содержащая пектин с более енсокой молекулярной массой,двухфазна, а система, содержащая пектин с более низкой молекулярной массой, однофазна. Совместимость биополимеров укеньпается с повышением температуры систем выше 40°С. Наиболее значительное уменьшение совместимости (переход из однофазного состояния в двухфазное) наблэдается для системы, содержащей пектин с меньшей молекулярной массой. Интересно отметить, что умзг-гъ-шение совместимости колатглы и пектина с ростом температуры смеси ке наблюдаете.", при использовании пектина со степенью эте^ификациг,

равно Г; С.

Ташм образом, результаты исследования вл^яшл ионной с:1лы, рН :: температуры на совместимость, также как п данные по влиянию степени этерифпкация я характера распределения функциональных ' групп в молекуле пектина позволяет полагать, что совместимость желатина с линейными анионннш полисахаридами при рН выае 1!ЭТ белка обусловлена, по-видимому, образованием слабых кнтерлолпмер-них конпленсов. При низкоЗ ионной силе ыеэду одноименно зарязеннн-гп макромолекулами еозмоеяо возникновение ассоциации за счет образования родородаых связей л локального электростатического взаимодействия противоположно заряяешшх групп. При высокой лонной силе -в результате экранирования электростатического взаимодействия од-нсгзгакно заряженных макромолекул их ассоциаты могут быть стабилизировали водородными связяга, поскольку повышение степени этерифи-кацпи пектина, использование препаратов, пектина с блочным распределением слояноэфарных групп. тнижеше температуры и уменьшение рН способствует как образованию йодородных связей, так к увеличению совместимости макромолекулярзнх компонентов.

2.4. !?зтчениэ влияния особенностей хдстческого строения

мелекул пскт-нз некото рых 'Т'изггко-хт^.ггчоскпх Факторов на взаимодействие пектина с желатиноЗ в водной среде методом кругового дихроизма

Пс ело льну характер взаимодействия биополимеров друг с д^гои определяет их совместимость, представлялось ваянии изучить влияние структурных особенностей линейных анионных полисахаридов и состава среды на взаимодействие полисахаридов с гелагзяоЗ. Так как комплэксообразоваяпе белков с полигонами может сопровоздаться изменением спектров кругового дихроизма белков, было изучено влияние степени згерн^пяацпп пектина и характера распределения сложно эфирных групп, а также рН и концентрации пектина на спектры кругового дпхропзтла смесе5 желатины с пектином. Подученные данные представлены на рлс.Г7. Для спектров кругового дихроизма-желатины и еэ смесей с пеагнпом в дальне:: ультрафиолетово3 области характерно ¡:а;ичпе одного отрицательного эффекта. Коттова при 200 ни, свидо-тегьствзгнцего о той, что макромолекулы желатины находятся з неупорядоченно;': коЕ?«р::ацил. Спектры кругового дпхрепзш яелатины в присутствии яеатина с нулево* степенью зтерзфикацая (2 = 0) лден-гп'ЕН таи, что получены в отсутствие пектина. Повышение степени : с'? О до 93,85 нр;:гоз;:т :< увеличена акексаж^ота эф-

200 220 240

220 240

1 -3

л

<

о

2

ГО

см" 3 -6

и

(О

а

а

и -9

со

'о

Ф

0

-г-

<

О

3 ю -3

см'

£

о

(О -6

о

о.

со

'о -9

•

ш

■и ' А

р

Я, пт

200 220 . . . ■ 240

/

в

200-

Л , пт 220 240

Рис.ХУ. Спектры КД Еелатяны в пглсутств:г.1 пектлна „ в дальней УО-област:: (С^= 0,02%; 1= 0,5; Т= 40°С)

Л(а,б,в,г) - Сп=0,01£, 0,02^» 0,04^, 0,С6^ соответственно;

Е(а) - спектр 1ЭД аелаткнЫ;

Б(б.в,г,д)-Е =35£, 57%, 73%, 94£ соответственно; з(а) -статпстнч.распрез-густцлональннх гпупя 1 0«= 0,06,1; (б) -блочное раЬаред.ссуйкцпоналышх груПп Зад

Г(а,б,в)-рН 6,0; ИСТ; 3,5 соответственно.

фекта Коттона при 200 ны, п незначительному уменьшению интенсивности при 220 юл, особенно заметным при высоких степенях этерифя-наяия, Такое изменение спектров КЦ желатины в присутствии пектина свидетельствует о наличии взаимодействии желатины с пектином,протекающим с увеличением доли неупорядоченной структуры в макромолекуле желатины по мере поэдзеяи концентрации сложноэфирных групп в макромолекуле пектина. Тот факт, что эти изменения более значительна при увеличения локальной концентрации сложноэфирных групп (использование пектина с блочным распределением сложноэфирных групп) н усиливаются с понижением рЯ и повышением концентрации пектина в смеси, свидетельствует об увеличении интенсивности взаимодействия желатины с пектином в данных условиях, протекающего, по-ЕИдииочу, с участием сложноэфирных групп пектина.

Полученные результаты лозволчз? предположить, что совместимость желатины с ЕЫсокозгерифидароЕашшми пектинами обусловлена образованием слабых растворимых ко:.злексов, стабилизированных водородными сеязз.п. Водородные связи образуется, по-видалому, между карбонильным атомом кислорода сложноэфирных групп пектина и агизогруплами желатины. Еодаатенпе коиплехсообразовааая при повышении температуры системы приводит к термодинамической несовместимости ыакромолекулярных компонентов (рис.Ш;6). В пользу неэлектро-статяческой природы взаимодействия этих биополимеров свидетельствует слабая зависимость их совместимости от рН, концентрации солз и сильная - от температуры.

3. *азоБЫе гзвзовеспя в системах вода-желатпна-неионннЗ поллсахаутд

В этом разделе представлены результаты исследован;:": фазовых равновесии-в смесях, содержащих желатину в состоянии статистического клубка при 40°С и в спиральном агрегированном состоянии при . 18сС с неиснныш полисахаридам - декстранои и метилцеллалозой.

3.1. Влияние стсткттрннх особенностей бядполямепов на

йазоЕнэ рааяовеспя --- - ^

Получены фазоше диаграммы смесей водных растворов желатины, с декстраном и нетилцеллвлозой при 4С°С и 18°С в условиях шсокой\ ионной силы (I = 0,5) и рН 6,0 (рис.1;6-9) и определены их основ- . нне параметры. Особенностью фазовых дяаграмя является незначительное смещение по бинодаля нрлтяческой точки относительно порога

расслоения в направлении ос:: концентрации полисахарида. Tance смещение критической точки, а также угол наклона лил::;: составов фаз (за исключением смеси еолшх растворов желатины и мзтплцэллю-лозы при в области высоких значений концентраций бдопслпмо-ров) свидетельствуют, что фазовое расслоение сопровождается пззпа-ч л те льнн;.: концентрированием неношшх полисахаридов.

Область составов, отвечающих двухфазному состоянию системы, меньпе в случае смесей желатины с дестраном, чем с метилцсдлзло-зо.';, а такле для смесей, содержащих желатину в состояли: статистического клубка (при 40°С), по сравнению со смесями желатины в агрегированном состоянии (при 18°С).

Зянлние молекулярной массы нзлоннсго полисахарида на критические параметры разового расслоения оценено сопоставлением критических концентраций неполного полисахарида, начиная с которой системы (при одинаковой концентрации белка) претерпзЕают базовое расслоение. Лдя смесей яелатины с денетраком при IS0 л 40° значен ie крит.гчоскоп концентрации фазового расслоения пропорцпон&чько молекулярной массе полисахарида в степени 0,5.

. Различие в совместимости желатины с декстраном к с метилцел-лвлозол при pli вше ЮТ белка обусловлено, по-видхкзму, более компактной ¡информацией разветвленного гибксцсшюго декстрана по сравнению с метпдцеллжозой. Значительное влияние'размера шкромоле-кул биополимеров на разовое равновесия свидетельствует в пользу важной роли стерическлх энтропийных факторов в явлении термодинамической несошестшости при данных условиях.

3.2. Плкяико нгкотопнх упз 1'т.-х"мнч^с:г1х ^актопог та Тпзовпо гагно^о;^ :: тогиолцкпмцчоекде пагпмотг.н в спотрмпх волн-гола~:;на-нрнонщ|'" гоу.гепхяппд и водп-атрегигог'анная япддтнка-.Ч'Зкпщп.Г; пояпепхагпгс

Исследовано влияние рН и конной силы на фазовые равно весия в системях вода-колатика-неконный полисахарид. Сечения тела расслоения систем в координатах состав-рН и состав-ионная сила представлены на рис.Ш;3,4,7,8,Н. Как отмечалось выпе, системы вода-жела-тина-непонный полисахарид двухфазны при pli 6,0 как при низкой ионной силе, так и при высокой ионной силе. Уменъиение ионной силы систем от 0,5 до 0,01 приводит к повышению совместимости г.олатпиы как с декстраном, так и с иотилцеллшлозой. Для системы вода-жолатп-на-мотилцеллюлоза увеличение совместимости незначительно по всем

диапазоне значений ионной силы. Для системы вода-аелатина-декстран характерно незначительное увеличение совместимости при уменьшении ионной силы от 0,3 и значительное ее повышение при дальнейшем снижении ионной силы (рис.Ш;11).

Интересно отметить, что для денстрана с большей молекулярной массой увеличение ионной силы оказывает меньшее влияние на совместимость, чем для декстрана с меньшей молекулярной массой.

Тенденция изменения совместимости желатины с непонными полисахаридами при изменении рН различна в условиях низкой (I = 0,01) и высокой (1= 0,5) ионных силах. При низкой ионной силе и рН 9,0 и выше система вода-желатина-декстран однофазна, а система вода-• желатина-метидцедлюлоза двухфазна. Понижение рН систем приводит к уменьшении совместимости биополимеров обеих систем (рис.Ш;3,7), которая достигает минимального значения при рН = ИЭТ белка, и затем, при дальнейшем уменьшении рН, - к резкоцу увеличении сошес-тпмости;при рН ниже 4,0 - к переходу обеих систем в однофазное состояние. При высокой ионной силе'и рН 9,0 обе системы даухфазнн. Уменьшение рН приводит к незначительному снижении совместимости биополимеров а обеих системах (рис.Ш;4,8).

Область двухфазного состояния системы вода-желатина-денстран мало изменяется при снижении темперазуры с 40 до 30°С и сильно, расширяется при понижении температуры от 30 до 5°С (рис.Ш;12).

Влияние рН и ионной силы на фазовое равновесие систем вода-агрегаты жзлатины-Ееиовный полисахарид аналогично тоьу, что имеет иэсто для смзсей растворов полекулярно-дисперсяой желатины с непонными полисахаридами. Критическая концентрсцпя фазового расслоения понижается с увеличением ионной силы и по мере приближения рН к ИЭТ белка. При рН ниже ИЗТ в условиях низкой ионной силы системы не претерпевают фазового расслоения.

Для выяснения природы термодинамической совместимости молеку- ■ лярно-дзсперсной желатины и неионных полисахаридов-, а также агрегатов желатина и неионных полисахаридов методом упругого светорассеяния получены термодинамические характеристики различных типов мзгмолекулярных взаимодействий в бинарных (вода-желатина, ^одз-аг-р^гатн. желатины, вода-декстрги) и тройных (вода-желатина-дсястран, Еода-агрегатн.желатшш-декстран) системах. Взаимодействия в эт;гг системах характеризуют с помощью вторых вириальных ко- . эффищептсз .А-£р, Адр и Лщ. Полученные данные представлены в табл.2. При рН 3,5 в условии низкой ионной силы, когда система

Табл.2. Термодинамические и молекулярные свойства систем вода-яелатцна^декстран (а) ' с вода-агрегаты хселатины-декстран (б)

Условия эксперимент Система! • ТГ.-- ¡¡.юле ку; ¡масса ргпная г^.кд) ЛЕ? ! ! аЕР ' хГО"4 АПР ХТО4 АПР Х1С-4 I ЛЕП ! 40* ХИТ4 ¡Тазовое ;сортоя-¡кпе сл-

¡т°с 1 ( рН 1 ! I 1 ! Б I П ■ СМ3. МОЛЬ'Г_<М СМ3, т МОЛЬ СМ3. _п моль-г СМ3^ т моль" ! см3, о 'мольт-6 см3, т-моль"-1- ¡стемы !

40 В-Ж-Д(а) 3,5 0,01 83,0 2000 3,2 0,4 1,4 П2.0 -0,9 -8,6 одно-

¿0,0 +200 ±0,6 ±0,1 ±0,3 ±22. С ±С,3 ±2,6 фазная

С,5 6-1,0 +6.0 2ССС ±2 СО е.4 ±1,3 0,5 ±0Д 1.3 ±С.4 143,0 ±45.0 9,1 ±2,7 23,3 ±7,0 двухфазная

115Т 0,01 170,0 +18,0 2ССС ±200 2,2 ±0,4 1.4 ±с,з 1.2 ±0,2 96.0 ±20,0 2,8 ±0,8 20,0 ±0.6 ~ ~ го о

0,5 70,0 ±7,0 2СС0 ±200 8,2 ±1.6 с.з ±0.2 1.7 +0,3 132,0 ■ +20,0 . и.о.' ±3.5 33,1 ±10,0 и _

в-;г-д(б) 18 3,5 С.01 2500 +250 2ССО +2 СО 10,7 ±2,1 1340СС0 ±26800 ±0.3 112,0 +22,0 -4,2 ±1.3 -424 +13,0 однофазная

0,5 1900 ¿120 2СС0 ±2С0 С,3 ±0,1 850 ±17,0 • 1.8 ±0.4 149.0 +■15, С 0,2 ±0.1 15.4 ±7.0 двухфазная

однофазна, Ащ имеет отрицательное значение. При повышении зонной силы от 0,01 до С,5, когда система претерпевав? переход из однофазного состояния в двухфазное, Ащ становится положительным, т.е. происходит переход от термодинамически благоприятных к термодина, шчески .неблагоприятным взаимодействиям. В окрестности !1ЭТ, хогда системы двухфазны как при низкой, так и при высокой иозной силе,. Ащ характеризуется положительной велятшой. Различие в сродстве биополимеров к растворители практически не изменяется, как при смещении рН к ИЭТ, так и при возрастании ионной силы.

Полученные результаты позволяют предположить, что основной причиной фазового расслоения изученных пар биополимеров является термодинамически неблагоприятные взаимодействия белка и неионного полисахарида, выражающиеся в положительной величине Ащ. Соответственно в условиях термодинамического сродства биополимеров, характеризующимся отрицательным значением Ащ, белок и неионный полисахарид совместимы во всем изученном диапазоне концентраций. При этом оказывается, что достаточно высокое различие молялышх вторых взриалышх коэффициентов - А*др/ ~ 102), характеризующих термодинамическое сродство к растворителю белка и неполного полисахарида (табл.2), по-видимоцу, играет в фазовом расслоении смесей растворов биополимеров лишь второстепенную роль. Это подтверждается тем фактом, что наблюдаемое различие в сродстве биополимеров к растворителю в условиях термодинамического сродства биополимеров (АщсО; рН = 3,5; I = 0,01) не приводит к фазовое расслоению система.' В условиях тершдинамзческо": несовместимости биополимеров роль различия в термодинамическом сродстве к растворителю белка л полисахарида, по-видимому, сводится к перераспределению молекул растворителя между фазами биополимеров, которое, в свою очередь, определяет аслшетрию фазовой диаграммы.

Переход от области термодинамической несовместтюсти биополимеров к их термодинамической совместимости при уменьшении ионной силы в облазти рН ниже ИЭТ белка, по-видимому, свидетельствует об электростатической природе сродтства между биополимерами. Это согласуется кал с резким ростом области двухфазного состояния системы в окрестности ИЭТ белка в условиях низкой ионной .силы (рпс.Ш;7), так и максимальной величиной Ащ (табл.2) при высоком значении ионной силы в окрестности ЮТ белка, т.е. в условиях, когда электростатические взаимодействия между белком и полисахаридом подавлены. Подтверждением электростатической природа срод-

ства между желатиной и декстраном также может служить тот факт, что в условиях термодинамической совместимости (рН 3,5; 1= 0,01) отрицательная величина Ащ-в случае систеш вода-агрегаты желати-ны-декстран, т.е. при увеличении молекулярной массы белка, вырастает на несколько порядков по сравнении с величиной Ащ систем во-да-делатина-декстран. По-видимому, желатина и декстран термодинамически сошестимы вследствие образования короткожпвущих комплексов болок-полисахарид. Связывание может происходить в результате взаимодействия положительно заряженных ыакроионов желатины с кислотными группами декстрана, присутствующими в малых количествах даже в хорошо очищенных препаратах декстрана.

4. Конденттарованле белкоБ обезжиренного молока касбокспметилнеллюлозой

Ранее было обнаружено, что смеси белков обезжиренного молока (ЕШ) и полисахарида самопроизвольно расслаиваются на деэ фазы, одна из которых обогащена БОГЛ, а другая - полисахаридом. Данный метод концентрирования БОы был назван безмембранным осмосом и реализован в промышленности. Однако, применение ого огран:гчено недостатком сведений о фазовых равновесиях в системах вода-ГШ-полнса-хар::;;, содержащих полисахариды с разными физико-х^ллческилли характеристиками. В связи с этим исследованы фазовые равновесия в смесях Ш.1 и карбоксиметилЦеллюлозы, содержала карбоксиметилцеллюло-зу с различными степенями полимеризации л замещения. Получены фазовые диаграммы систем и определены их основные параметры. Показано, что фазовое равновесие в-исследованных системах определяется структурными особенностями полисахарида. Уменьшение в 2,5 раза степени полимеризации карбоксжетнлцеллюлозы увеличивает совместимость ее с БОН. Возрастание степени: замещения в макромолекуле полисахарзда приводит к значительному увеличению асимметрии фазовых диаграмм исследованных систем, что соответствует возрастанию степени концентрирования белка в белковой фазе. Фазовое расслоение в системах с наиболее высоким выходом белков (85^) в белковую фазу происходит при концентрации карбоксииетшщеллвлозы в система 0,7$.

На основе данных по фазовым равновесиям в исследованных системах Еода-ЕОЫ-карбоксиметилцеллюлоза разработан процесс концентрирования белков молока, прошедший стадию опытной апробации в НЛО "Мир" (г..Москва).

Z3

5. "::::.т;::в ст?уптузн1р: особенностей подтипа нп ore ссзмпстимость с белками обзз:з::пе:гаого мзлока

Результаты исследования термодигамическоГ. сзк.:ест::мсстп ~ела-с л-пепным.: анионными полисахаридами показал;!, что кл:зчэеш •>.:ггсро:.:, определявшим фазовое состояние и совместимость макреко-лску.тягних компонентов в данных системах, является структура поли-сахл-.:дз. 3 сеязи с зтпм представлялось интересным изучить вх:ян:.е степс:::: г.тзрнф.-лгацкн пепти.ча и характера распределения его сле.чпс-•■»фирпых групп :-:а фазовые равновесия в системах, содержащих Еа—ше е пнаптпчасксм отношении бэлли обзззирекного мслска с тем, чтобы распарить прсдстав.тен/е с поведении данных белков з ссставс мнего-:;;:.г:о:-:он.чх систем, ездержцпх пектины, и о возможности использо-sa-.z-я исследованных пектинов для концентрирования белков обеохп-ро:ппгз мз.юка. Получены фазовые диаграммы исследова:пых систем и спнедзлокн их основные параметры. C:,:ec:i EO'.i и пгктппа расслаивается с прз^удоотгенным разделением белка и полисахарида в разных фазах. С уЕ-зличенпем степени этзрпфпкацпп пектина его сошести-мссть с исследуемыми белпа-.п возрастает. При зтеи характерно, что с:.:осп ГСМ и пектина, имзллего блочный характер распределена слоя-козфпрных груил (В = 6CS). не претериэЕаот фазового расслоения в изученном диапазоне концентрации пектина (от 0,1 до 1,С#), е то EpiMri, к at с::зеп EGM и пектина с близко*: степенью зтерифпкацни, но статистическим характером распределения с :азяоэфлрнах групп, еета-зтея лвухфазкыми. tasoEoe расслоение в исследованных системах с наиболее в=;сск:--л выходом белков (853) з белаовуп фазу происходит изи кокцентрагез пектина в системе 1%.

Та^гим образом, качественно основные закономерности фазеsex " гя.:св-:-о$ s системах всда-Ш'-зеяган при изменении степени :v:epn-Т.-гадаи и лопальпоЗ яонцоп-паипа слояноэфирных групп в макрсмсло-пектина (использование пектхна с блочным характером распределил слс-;о.-*изных групп) подобна тем, чте имеот место для смесзи

-з.:'-Т>.\-сз аэлэгзЕИ и пятила, и рассмотрел! ранее. т. ••'-дзэлох:?:•>, что увэлэтенге ссг.гест;^:зс.:;' т- этих спсгемйх яр:: -.-ac-T.iii'i,. cvarss-i э?ерл1-гкая;~ пзктпяа аожзт cars обус;лв.:*'.о coss-"-?- «лгбЕХ разгзернках ба.:хсзэ-пол*сахариднже ко-лясксов, ■ гъуъяз. В0Д0Г0Д.-ШМЗ езявше.

ВЫВОДЫ

Впервые исследовано влияние структурных особенностей полисахаридов (природы и концентрации функциональных групп, характера распределения ыс по цопи, блочного состава, молекулярной масс-п) на ях термодинамическую совместимость с желатиной, находящейся в состоянии статистического клубка, и в спиральном агрегированном состоянии. При этом было установлено, чтс:

1. "слов-ш несовместимости (рН, ионная сила) зависят ст исно-генных свойств полисахаридов (анионные или неионные) л не зависят от состояния колегул зс лат или в растворе.

2. .Хасаитернн:.п: особенностями фазовых диаграмм данных систем является низкие вехлины критических параметров расслоена (пороговой и критических точек, пределов ссрастворимости) с слабая асимметрия, св;:детеньст;:ули!;-:е' о <?олее низкой совместимости полнсахарн-г,се с; щенатиной, а таклсэ об стноситетьно более высокой гпдрсф^лъ-постн ганатины, со сравнении с глобулярными-бедками, характеризующимися меньшими чем "елатина исключенными объемами.

3. Совместимость желатины с анионными полисахаридами увеличивается с повышенном степени этерифотацпи и локальной ненцентрацин сложноэфирных групп в молекуле пектина, с возрастанием содержания смешанных блоков (шниуроновач-гулуроновая кислот) в молекуле аль-гината и с ростом концентрации карбоксиметилькых групп в молекуле карбоксиметилцеллюлозы. Совместимость желатины с а!п:ониы:лп полисахаридами определяется в осноеном ионной силой, в меньше;! степени рН, температурой и концентрацией макромодекулярных компонентов. Совместимость желатины с непонными нолпеахарвдаьн расге.- при переходе от лпиейной метплцелдюлезы к разветвленному декстра:!у, и о: желатины в спиральном агрегированном состоянии к желатине, находящейся в состоянии статистического клубка, и уменьластся прспс.-.цпо-

тъно изменена молекулярной массы полисахарида в степени 0,5.

Ка примере смесей водных растворов нелатиш и анионного полисахарида (пектина) и яелатины и неионного полисахарида (декстрана) изучено влгднпе характера меямслекулярных взаимодействии гига бо-лок-поллсахарпд, белек-растворитель, полисахарид-растворителе на териодцньм л г зкуо оох::естл1юсть и фазовые ;авнсвсс:л. Покапано, что:

4. Сеи.г;/.п:.ес:-„ ¿.маодпакрев, гзреягпо, нс'..-сдо2Лс::а сс.;азаья-глем мееду льбше комплексов, которые мсгут быть рас;."." и кокаепхи :<онц-к?р:^п:: сел:: и т^йратури систем, г т; -

термодинамическая несовместимость в основнсы обусловлена эффектом исключенного объема (определяемого размером л фермой макромолекул) , а так.~е различием полимеров в сродстве к растворителю.

Изучено вхзгаие степепл этерификацин пектина на его совместимость с белками обезжиренного молока. Установлено, что:

5.С повышением степени этерификации пектина его совместимость с белками обезжирешюго молока возрастает аналогично тему, как 'то алеет место для смесей водных растворов желатины и пектина. Предположено, что увеличение совместимости в этих системах

при возрастании степени этерификации пектина может быть обусловлено образованием слабых растворимых белково-полисахаридных комплексов, стабилизированных водородными святи.

6. Кг основе данных по фазовым равновесиям в системах вода-белки обезжиренного молока-карбоксиметллцеллвлоза разработан процесс концентрирования белков молока, прошедший стадию опытной апробации в НПО "Пир" (г.Москва).

Основные результаты диссертации изложены в следующих публикациях:

1. Лашко S.U., Глотова D.K., Антонов Ю.А., Ветров В.Ю., Толстогу-эов З.Б. базовые равновесия в системах вода-жэлатина-анионный по-лисахаряд//Цеп. в ЕЖИЛ 25.06.92. -JS 2060-392..

2. Лашко Н.П., Глотова Ю.К., Семенова 1.5.Г., Антонов Ю.А., Толсто-гузов З.Б. Газовые равновесия в системах вод^-желатина-неиошшй лолзсахарид//Дел. в ЗЖЗТИ 19.02.91. -Л 844-391.

5. Глотова O.K., Павловская Г.Э., Лашко Н.П., Антонов'Ю.А., Толсто-1730В З.Б. базовые равновесия в системах вода-белки обезжиренного молска-натрзевай соль карбоксиметилцеллюлоза//11рнкладная биохимия и микробиология. -1993.-т.23.-в.I.-C.I6I-I70.

4. Лашко H.H., Глотова D.K., Ahtohoe Ю.А., Ветров В.Ю., Толстогу- . зев З.Б.//Е Всесоюзная конф. "лпмия пищевых веществ", Тезисы докл., :.:огилеЕ. -I990.-C.I26.

5. Лашко Н.П., Глотова Ю.К., Семенова ".Г., Аятоеов К.А., Толстсгу-зев В.Б./Д Всесоюзная конф. "Химия пищевых Ееществ", Тезисы докл., "огилев. -I29G.-C. 127.

6. 1'огансв Сапаренко Л.Г., Лашко Н.П., Толстогузов В.Б. . Антонов D.A., Соыинский A.A., Кикнадзе З.В., Дмитроченко А.П. Способ получения пищевого белка из зеленых растений //Авт.свид.СССР 14151-79 (IS88).

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Термодинамическая совместимость полимеров в общем растворителе.

1.2. Теоретические представления о термодинамической совместимости полимеров в общем растворителе.

• 1.3. Влияние химического строения полимеров на их совместимость.

1.4. Термодинамическая совместимость биополимеров в водных средах.30 (/

Термодинамическая несовместимость характерна для систем, содержащих два полимера в общем растворителе. Большинство работ в этой области посвящено изучению поведения синтетических и модифицированных природных (производных целлюлозы) полимеров технического назначения в связи с задачей их переработки.

Сведений о термодинамической несовместимости биополимеров существенно меньше. Однако, они имеют научное и практическое значение как для выяснения закономерностей формирования структуры и свойств пищевых систем (жидких и телеобразных), так и для разра -ботки научных основ технологий выделения, концентрирования и переработки белков и полисахаридов в новые формы пищи. За структуру, механические и другие физико-химические свойства многокомпонент -ных пищевых систем в наибольшей мере ответственны белки и полисахариды. Будучи важнейшими пищевыми гелеобразователями, загустителями, стабилизаторами эмульсий и пен, они выполняют в пищевых системах ключевые структурные функции. На структурные функции бел -ков и полисахаридов сильное влияние оказывает характер их взаимодействия между собой и с другими компонентами пищевых систем.

Взаимодействие белков и полисахаридов может приводить к трем основным последствиям: их сорастворимости, несовместимости и комплексообразованию. Ввиду полимерной природы белков и полисахаридов, а также наличия в их макромолекулах разнообразных функциональных групп, сораствориыость этих компонентов пищевых систем - наименее типичная ситуация. Поэтому основное внимание уделяется изучению двух типов взаимодействий, связанных с притяжением или от -талкиванием макромолекул биополимеров и, соответственно, обеспечивающих либо комплексообразование, либо термодинамическую несовместимость этих биополимеров.

Важным фактором, определяющим характер взаимодействия белков и полисахаридов, является химическая природа полисахаридов. Она влияет на совместимость биополимеров 'в смеси, определяя интенсивность межмолекулярных взаимодействий (полимер-полимер, полимер-растворитель). Трудности исследования влияния структуры полисахаридов на их термодинамическую совместимость с белками определяется в значительной мере сложностью получения полисахаридов с оди -наковой молекулярной массой и разной структурой, т.е. сложностью направленного регулирования структуры полимеров. В то же время направленное изменение структуры полимеров (например, путем заряжения, т.е. увеличения плотности заряда) - это один из перепек -тивных путей регулирования термодинамической совместимости поли -меров в общем растворителе. Однако, беспорным остается то, что ключом к пониманию особенностей термодинамической совместимости биополимеров, особенностей фазового равновесия в системах вода-белок-полисахарид является характеристика межмолекулярного взаимодействия между всеми смешиваемыми компонентами (полимер-полимер, полимер-растворитель).

В этой связи в литературном обзоре мы считаем целесообразным уделить особое внимание рассмотрению некоторых термодинамических аспектов совместимости полимеров в присутствии растворителя, а также влиянию химической природы полимеров на их совместимость в общем растворителе. Представляет интерес рассмотреть особенности фазовых равновесий в системах полимер-полимер-растворитель как с позиций теоретических представлений, базирующихся на классической теории Флори-Хаггинса, так и в свете положений новых теорий, получивших развитие в последние годы.

I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

б. В ы В О д ы

Впервые исследовано влияние структурных особенностей полисахаридов (природы и концентрации функциональных групп, характера распределения их по цепи, блочного состава, молекулярной масг сы) на их термодинамическую совместимость с желатиной, находящейся в состоянии статистического клубка, и в спиральном агрегированном состоянии. При этом было установлено, что:

1. Условия несовместимости (рН, ионная сила) зависят от ионогенных свойств полисахаридов (анионные или неионные) и не зависят от состояния молекул желатины в растворе.

2. Характерными особенностями фазовых диаграмм данных систем являются низкие величины критических параметров расслоения (пороговой и критических точек, пределов сорастворимости) и слабая асимметрия, свидетельствующие о более низкой совместимости полисахаридов с желатиной, а также об относительно более высокой гид-рофилъности желатины, по сравнению с глобулярными белками, характеризующимися меньшим.: чем желатина исключенным объемом.

3. Совместимость желатины с анионными полисахаридами увеличивается с повышением степени этерификации и локальной концентрации с ложно эфирных групп в молекуле пектина, с возрастанием содержания смешанных блоков (маннуроновая-гулуроновая кислот) в молекуле альгината и с ростом концентрации карбоксиметильных групп в молекуле карбоксиметилцеллюлозы. Совместимость желатины с анионными полисахаридами определяется в основном ионной силой, в меньшей степени рН, температурой и концентрацией макромолеку-лярных компонентов. Совместимость желатины с неионными полисахаридами растет при переходе от линейной метилцеллюлозы к разветвленному декстрану, и от желатины зв спиральном агрегированном состоянии к желатине, находящейся в состоянии статистического клубка, и уменьшается пропорционально изменению молекулярной массы полисахарида в степени 0,5.

На примере смесей водных растворов желатины и анионного полисахарида (пектина) и желатины и неионного полисахарида (декст-рана) изучено влияние характера межмолекулярных взаимодействий типа белок-полисахарид, белок-растворитель, полисахарид-раствори тель на термодинамическую совместимость и фазовые равновесия. Показано,что:

4. Совместимость биополимеров, вероятно, обусловлена образо ванйем между ними слабых комплексов, которые могут быть разрушены при повышении концентрации соли и температуры системы, в то время как термодинамическая несовместимость в основном обусловле на эффектом исключенного объема (определяемого размером и формой мащюмолекул), а также различием полимеров в сродстве к раствори телю.

Изучено влияние степени этерификации пектина на его совместимость с белками обезжиренного молока. Установлено, что:

5. С повышением степени этерификации пектина его совместимость с белками обезжиренного молока возрастает аналогично тому, как это имеет место для смесей водных растворов желатины и пектина. Предположено, что увеличение совместимости в этих системах при возрастании степени этерификации пектина может быть обусловлено образованием слабых растворимых белково-полисахаридных комп лексов, стабилизированных водородными связями.

На основе данных по фазовым равновесиям в системах вода-белки обезжиренного молока - карбоксиметилцеллюлоза разработан процесс концентрирования белков молока, прошедший стадию опытной апробации в НПО "Мир" (г.Москва).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Накоплен большой экспериментальный материал о термодинамической несовместимости биополимеров. Достаточно широко исследованы условия термодинамической несовместимости, фазовые равновесия, а также влияние на них основных физико-химических факторов (рН, ионной силы, температуры и т.п.) в смесях водных растворов, содержащих глобулярные белки и различные по природе полисахариды / 88-50, 92-95 ). Показано, что важным фактором, определяю -щим условия термодинамической несовместимости в этих системах I является химическая природа полисахарида. Однако, основной недостаток этих работ в том, что выбранные в качестве объектов иссле дования полисахариды отличались между собой сразу несколькими структурными факторами. Систематические данные о влиянии направленного регулирования структуры макромолекул полисахаридов (изме нение концентрации функциональных групп, характера их распределе ния по цепи и т.д.) на совместимость их с белками отсутствуют. В то же время направленное изменение структуры полимеров,(например, увеличение плотности заряда одного из смешиваемых полимеров путем повышения концентрации его ионногенных групп ) в существен ной степени изменяет термодинамическую совместимость полимеров и является одним из перспективных направлений в регулировании их совместимости. Кроме того, ограничены также сведения о влиянии полисахаридов различной природы на совместимость их с белками неупорядоченной конформации /85 /. К такого рода белкам относят с я белки, широко используемые в пищевой промышленности , - желатина и казеин.

В связи с этим представлялось необходимым систематически исследовать влияние локальных изменений структуры макромолекул полисахаридов на термодинамическую совместимость и фазовые равновесия в системах вода-белок-полисахарид, содержащих белки с неупорядоченной конформацией.

Целью работы было изучение влияния структурных особенностей полисахаридов (природы и концентрации функциональных групп, характера распределения их по цепи, молекулярной массы) на термо -динамическую совместимость и фазовые'равновесия в модельных си -стемах, содержащих в качестве белкового компонента желатину в мо-лекулярно-дисперсном (при 40°С) и коллоидно-дисперсном состоянии (при 18°С), а также полисахариды различной природы, имеющие научную и практическую ценность.

Для исследования были выбраны линейные анионные полисахариды - пектины36 с разной степенью этерификации и характером распределения сложноэфирных групп, альгинаты* с различным содержанием блоков ма ннур оно во й-гулур о но во й и гулуроновой-гулуроновой кислот, карбоксиметилцеллюлоза^ разной степени замещения (концентрации кар б о кс и ме т и ль ных групп) и неионные полисахариды - линейная ме-тилцеллюлоза и разветвленный декстран.

Задача работы состояла такие в изучении влияния на фазовые равновесия в системах вода-белбк-полисахарид важнейших физико-химических факторов (рН, ионная сила, температура), характерных для начальных стадий процесса выделения и концентрирования белков из растворов и суспензий, а также переработки белков в смесях с другими белками и полисахаридами. При этом полагали, что используя препараты относительно высокомолекулярного пектина (М^ЗЗОкД, степень этерификации 62,7%)' можно получить сведения о влиянии на х В работе были использованы пектинаты натрия, альгинаты натрия и нариевая соль карбоксиметилцеллюлозы, которые для шаткости будем называть соответственно пектинами, альгинатами, карбокси-метилцеллюлозой совместимость основных физико-химических факторов (концентрации макромолекулярных компонентов, рН, ионной силы и т.д.)» в то время, как применяя относительно низкомолекулярные пектины (М^= 22-25 цД) с разной степенью этерификации и блочным или статистическим характером распределения свободных карбоксильных и сложноэфирных групп, можно получить сведения о влиянии сил электростатической и неэлектростатической природы на термодинамическую совместимость в системах вода-белок-полисахарид.

Используя альгинаты с различным содержанием блоков маннуро-новой-гулуроновой и гулуроновой-гулуроновой кислот, а также карбоксиметилцеллюлозу разных степеней замещения, предполагали изучить влияние соответственно гибкости цепи и плотности заряда анионных полисахаридов на их совместимость с желатиной.

2, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Объекты исследования 2.1.1. Желатина

Желатина - водорастворимый продукт деструкции нерастворимых в воде коллагеновых волокон. Структура и физико-химические свойства желатины подробно рассмотрены в / 1X2 /. Аминокислотный состав ее необычен для белков. Примерно одну треть всех аминокислот ных остатков составляют остатки глицина, имеется большое число остатков пролина. Кроме того, встречаются остатки двух а мин о кис -лот, обычно не обнаруживаемых в белках - гидроксипролин и гидро -ксилизин. В водных растворах при температуре выше 30-40°С желатина принимает конформацию статистического клубка / 113 /.Кислот -ные и основные группы боковых цепей аминокислот придают желатине свойства полиэлектролита.

В работе использовали препарат щелочной желатины марки "Фото". Молекулярная масса желатины, определенная по данным упругого светорассеяния в условиях рН 3,5; I = 0,01, составила 90 вД Изоэлектрическую точку желатины определяли путем осаждения жела -тинь! этанолом из ряда разбавленных растворов, имеющих значение рН от 4,0 до 5,5, согласно / 114 /. Она составила 4,75.

Для работы желатину очищали от примесей низкомолекулярных веществ по Лёбу /115 /. Очистка представляла собой последователь ный диализ желатины сначала против разбавленного раствора уксус -ной кислоты, а затем - дистиллированной воды. Продолжительность очистки 3-4 часа, после чего гранулы набухшей желатины отделяли от воды фильтрованием через капроновую ткань и гомогенизировали при 40°С в течение I часа. В качестве антисептика в полученный раствор вносили следы азида натрия. Ранее Гринбергом / 89 / было показано, что свойства желатины, очищенной по Лёбу, и желатины после исчерпывающего электродиализа практически не отличаются. Концентрированные гели желатины (10-15%) хранили при 5°С в течение 10-12 дней. Эти гели использовали в качестве исходного материала для получения желатины в молекулярно-и коллоидно-дисперсных состояниях.

2.1.2. Белки обезжиренного молока

Б состав обезжиренного молока входят 2 белковые фракции: казеин и сывороточные белки / 116,11? /.

Казеином называют основную фракцию белка молока (80-83% общего белка), осаждающуюся из обезжиренного молока при рН А,6 и температуре 20°С. Казеин представляет собой гетерогенную группу фосфопротеидов. Основными компонентами казеина являются и Эб--казеин. В сумме они составляют около 95% казеиновой фракции белков молока. В молоке 75-98% казеина находится в составе крупных коллоидных частиц - мицелл. Остальные 10-20% казеина присутствуют в молоке в растворенном виде. Мицеллы казеина имеют размеры около 50-300 нм и массу Д. Каждая мицелла состоит из субъединичных мицелл размером 10-20 нм и массой 6.10^ Д, содержащих обычно 25-30 молекул $ -и -казеина (соотношение 3:2:1).

Ведущую роль в стабилизации мицелл играет ^ -казеин.

Белки обезжиренного молока, остающиеся в растворе после осаждения казеина, называют сывороточными белками и составляют они 20% всех белков молока. Основными (70-80% общего белка молочной сыворотоки являются $ -лактоглобулин и ^ -лактоальбумин. Кроме этих белков в сыворотке присутствуют альбумин сыворотки крови, иммуноглобулины, протеозопептоны, а также другие белки в меньших количествах.

Белки обезжиренного молока характеризуются высокой биологической ценностью. Они содержат лизин и триптофан в относительно избыточных количествах наряду с небольшим недостатком серосодержащих аминокислот. Белки сыворотки содержат незаменимые аминокис лоты в значительно больших количествах, чем казеин, включая обыч но наиболее дефицитные в рационах питания лизин, триптофан и серосодержащие аминокислоты. Это белки - одни из наиболее биологически ценных.

2.1.3. Пектин

Пектин относится к полисахаридам растительных тканей. Основ ным структурным элементом макромолекулы пектина является галакто пиранозилуроновая кислота (полигалактуроновая), состоящая из ли нейного 1-^4 соединенного // - Д - галактурона (рис.4). со*н он согн он} он он он со,н

1Ь он - Д - галактурон Рис.4

Большая часть карбоксильных групп полигалактуроновой кисло' ты этерифицирована метанолом, а некоторые гидроксильные группы в положении С-2 и С-3 могут быть этерифицированы уксусной кисло той / 118 /. Кроме того, в состав пектинов входят нейтральные углеводы, главным образом арабиноза и галактоза. Степень этерифи-кации и характер распределения сложноэфирных групп в макромолекуле пектина в существенной степени влияет на ряд его физико-хими -ческих свойств: растворимость / 119 /, способность к гелеобразо -ваншо / 119-122 /, а также поверхностную активность / 123,124 /. Термодинамическая гибкость макромолекулы пектина экстремально зависит от степени этерификации. Максимальная гибкость у пектинов со степенями этерификации 43 и 58% / 119,125-127 /.

Растворимость пектинов в воде увеличивается с понижением молекулярного веса и увеличением степени этерификации.

Раствор пектина наиболее стабилен при рН 3-4. Отклонение рН как в кислую, так и в щелочную область от этого значения приводит к уменьшению плотности заряда макромолекулы пектина, причем это уменьшение наиболее сильно выражено при повышении температуры (выше 50°С).

Пектины высоких степеней этерификации способны к гелеобразо-ваиию в кислой среде в присутствии сахарозы, а пектины низких степеней этерификации - в присутствии солей поливалентных металлов.

Б связи с тем, что пектины физиологически инертные вещества и способны к гелеобразованию, а также связыванию солей поливалентных металлов, они нашли широкое применение в кондитерской промышленности и при изготовлении продуктов лечебного питания.

Б работе использовали следующие препараты пектинов: х а) пектины3® разной степени этерификации со статистическим распределением сложноэфирных групп; эе В работе использовали пектинаты натрия, которые для краткости будем далее называть пектинами, хх Препараты пектина разной степени этерификации со статистичеб) пектины*35 разной степени этерификации с блочным распределением сложноэфирных групп; в) коммерческий препарат яблочного пектина фирмы " ("Ы^О/.п партии № 76282 (Швеция) со степенью этерификации 62,7%.

Основные характеристики использованных препаратов пектина приведены в таблице I.

Препараты пектина разной степени этерификации со статистическим характером распределения сложноэфирных групп получены из коммерческого препарата пектина С^п-ы^ Ре,о>к1>П'; Мб(£импь

ИьрМ Л Яок-Шм Рвскт^киС, (Я&п-тьгк) со степенью этерификации 93% методом щелочной деэтерификации, приводящей практически к статистическому распределению свободных карбоксильных и сложноэфирных групп в макромолекуле пектина Д2.8/. Препараты пектина разной степени этерификации и блочным распределением сложноэфирных групп были получены методом контролируемой деэтерификации под действием пектинэстеразы, выделенной из помидоров.

Характер распределения сложноэфирных групп в молекуле пектинов был определен на основе индивидуальных коэффициентов актив -ности ионов кальция ( ), полученных в растворах пектинатов кальция концентрации 3,0 моль/л спектрофотометрическим методом / 129,130 /. Содержание карбоксильных групп определяли методом осаждения пектинов медью. Содержание меди в осадке оценивали титским и блочным распределением сложноэфирных групп, а также их физико-химические характеристики (содержание и характер распределения функциональных групп, молекулярная масса и др.) получены в институте органической химии Словацкой АН и любезно предоставлены в наше распоряжение.

1. Полимерные смеси. Под ред.Д.Пола и С.Ньюмена. - М.:Мир, 1981. т.1 - 549 с. '

2. Вю^-Ха&пЖ, F Pficug, Mfxbwtcon, ik, fwtupife

3. HJ. Pdffib. Su,- мы- Mir P. 30-i00.

4. Каргин В.А.»Слонимский Г.Л. Краткие очерки по физико-химий полимеров. М.:Химия,1967. - 241 с.

5. Якаще, S. PotymVts c^w^iUMot^ // J. MdM/htiot. fa. Wl.- v.

6. Кулезнев B.H. Смеси полимеров. M.:Химия,1980.-303 с.уб. Папков С.П. Равновесие фаз в системе полимер-растворитель.-М.:Химия,1981. 272 с.

7. Тагер A.A. физикохимия полимеров. М.:Химия,1978.- 544 с.

8. Нестеров А.Е., Липатов Ю.С. Термодинамика растворов и смесей полимеров. Киев: Наукова думка,1984. - 298 с.

9. Scoti H.U ШфтМуМяьосЬ ^ ftojhjnrf^Mtä, ¿oluJiM, f. Р-каль ЩшМъЯ/ ¿п, Ьшгнмм, 4<уш>м/ ttflf'tniß. — polfrrM, tiyil И J. Chrfiv. Pkfi ml- tf-tft- P.fLf9-Hf.

10. PJujl.- НИ- к t-JT3- P SM- MM.M.-f/.-f. M- S3.

11. Слонимский Р.Л.,Струминекий Г.В. О взаимной растворимости полимеров. 4. Влияние плотности упаковкй молекул на их взаимную растворимость // Журн.физ.химии.-1956. 30. - № 10. -C.2I44-2I48.

12. Струминекий Г.В.»Слонимский Г.Л. О взаимной растворимости полимеров. 3. Теплоты смешения полимеров // 1урн.физ.химии.-1956.-30.9.- C.I94I-I947.

13. Тагер A.A., Бессонов Ю.С. Теплоты смешения расслаивающихся полимерных бинарных композиций // Докл.АН СССР.-1972.-205.-№ 5.-С.1146-1148.

14. Липатов С.М.»Липатова Г.В. Фазовое расслаивание в системах полимер-полимер-растворитель // Коллоидн.журн.-1959.-21.-№ 5, С.517-521.

15. ЬмШ J. Wt/ ?<ш1 I. ttrujtinU'tue, tf* etiMäljw, ьфшШпб ¿>*s fttyrnttit' fyfctoi //Mfw>. ёпЛ, ¡(¿. -Hifr к itrtfto,- f. m 4W. T

16. Тагер A.A.,Шолохович Т.И.,Шарова И.М.»Адамова Л.В.,Бессонов Ю.С. Термодинамика смешения полимеров // Высокомолек.соедин.1975.-17А.12.- С.2766-2773.

17. Тагер A.A.»Шолохович Т.И. О методе оценки совместимости полимеров в растворах и фазовом равновесии систем полимер-полимер // Высокомолек.соедин.-1976.-18Б.-№ 5.-C.II75-II8I.

18. Тагер A.A. Термодинамика смешения полимеров и термодинамическая устойчивость полимерных композиций // Высокомолекул. соедин.-1977.-19Б. -С.1659-1669.

19. Р&ок> bomjufb ft^w f. (}ka>шdeл¿%¿¿Jkbfrj- frttyMyme, ktfls mbhfi&My&te,) ituuk //

20. Mcn>Mii6. tu {- / (i - Уг. - p kto

21. РъШ'м L'ffc гм&аМъ Шш, ф Lt&iSca^ ißSß.- Шр. .31. fdktwrv 9. Ыи ^ рю, fiofasrnb ckfrnjlb tk> jwtymz,1. Ыийт / M^. fu. C~ ш- He.fi гзчл яил о f

22. Шим^ Ъ.1,} УкъпьоМлСишц ^ ¡з&Ьп1гл>ши<щ Й Эхам. Ы. {$61- М.-/I

23. Н ц,МопА Л. Ь. ?ЬмСса£> с/апи^ы* Ж

24. П : кЫашь, 1Ш,-тр. Ышшит //УщпА.35. Уш/Шь, Й^ЙА'Д Щ^С

25. К. Ьс^соЛ- &усос(/ СНУ аиа>$с-Ьыиш ш^мА // У&м,. Ю.37. к, МккЬна^еъ УХ., ЪямАрА

26. Ь. I. и^и (¿у^сЬ Щ^М^^Ки ¿п,ьотмпкшьЬ ¡И/фмя, ЫиМоч Сьу тиШъкиуги //

27. МмюпМ. фц- V. 1-1/{г р. 1Н9.

28. Шишов А.К.,Френкель С.Я. К теории фазового разделения в неконцентрированном растворе нескольких полидисперсных полимеров // Высокомол.соедин.-1978.-20А.-№ II.-С.2620-2627.

29. Шишов А.К.,Френкель С.Я. Влияние зависимости коэффициентов взаимодействия полимеров от полидисперсности на составы фаз двухфазного раствора // Высокомолек.соед.-1980.-22Б.- № 4.-С.293-296.

30. Miibwriib сииЛ щ {>nAhd tnjdköMUb) ß M&wнош, шч- а - У* - p. fm-m44. bwtMfrllt f., Jkj&v Kj J&fals W, PM40 ^¡ш^ши ф

31. MMTtiokciäm -kdd^nM Цья*, ¿¿fak .

32. UijUdt/Ws j' mSciobo «Sttjht 0ns Ш> (UjsUt, J&fe'1.diiMn, cun/l (hu Щу UfaJürc, d> tks SifiUm, Üu &

33. Cüsmht fuüd&d ¿¿ML d УМ): tk ^¿W jioifdpbnt- dkft ШиМ- w^ huma, /-HM

34. Кулезнев B.H.Дрохина Л.С. Структура и свойства смесей полимеров в растворе // Успехи химии.-1973.-Т.42.- № 7.-С.1278--1307.

35. Щшй Ьил>пъ t.M. Зк f пмйшЫ.ш Ымиы, шктги Ьок&р£№

36. Ыи&м Ч/ Г АШ. 'РоЩм, fa-im-v //-//-15.U-SH f ' '

37. Wi,; LtjljChf&ll/., б. Ш ^ МЫ

38. Usjm, ш m^UMik// i bcMiawH^ o4bd> wtyfawùdtfl> оШс,) //МшШ,- ЧМ.-v.ï-Ml- P. Ъ-и150. fouisU. (йфьалк (jf^ Cru f>/iMO &j№CbUons ^

39. Htymêt- tiMâîb/// U-Mr P./J-tf.

40. HjjiMïU th., ftûndûô^ twuUïik ; jwU>nÎML> rf ~ 'mire 3- A k> mtuAb éo ¿¿àk/xi fax,ю&мжь //Jiamnûâô,ilirfm-ш.

41. ZtoiCMsL, fdtM&lsiï. j^ f idMkOn, ^fm^ ¿ШУм,fo.UtMf ùn, tmuw, Mtmà // Wl53. H H, С,S. PuuanCh J.Jt.wrruMmlUa/ ¿я, Ш^тЛ // JtûtKûviûàô. 1. М5-Р.31Р-МЧ. *

42. Д fvSjsnPV сйг^ищс^ iûtfu frnsi/ Ktdfacd

43. Ш / Щп. Щ. JcC- IUL- Kib//55. ¡Lotmd, ЫкщиЯ^ (т. ¡fie, и ù 1-eßtd *wuí> ыЬ^рЩу mdhù {MPÍ,) (HtedûMMtty ih>iofuÂh- 11Мшш&. mi -Ш. w- m.

44. C.S.jItítcfyfas ß. t)e<1^?M/i¿jkM> усШсум^ tiki) ¿dczœJtifrv И ¿Шишё*. 4m. - 40. P Muo.

45. U¿ T.&, fWcfuH.k, foJíf&u y.f Vofll №wf ¡dfmvc, Mtibumti Mm>iûk>. Ш-lù-//i p. in - ici.6Z. GdJXf Urfti'.Be^MÍt&> tiitfy f ttb ifiAeik f liffrnx, to- аабМ^ъЩ/ ¡><r '1. Шмоскш., im.- и. Ш- Р. ¿U

46. Goi S.H., ШЬх, Щ t.S; Qézthdvc. fttom*-Ыпхьш Шп4л Ц ¡fofrmàeicm', Ma,.- у.1. P. Ш- US.64. àû VJ.f MbJ.iï., faut 0.ïwdûtfJ.W. McOâfarak Mrt/tcùuMs 4AV, MÙttUfrkùskùc* jœùwjm /// J;f>pl, PûtfM>. fa-Vb~PJl£3-3№:

47. Нестеров A.E., Липатов Ю.С., Гудима H.П., Игнатова Т.Д. Термодинамические свойства смесей полистирола с полибутил-метакрилатом. Влияние наполнителя // Высокомолекул.соед.-1989.- 31Б.- № 10. С.781-784.

48. Нестеров А.Е.,Гричко В.В., Мужев В.В.»Липатов Ю.С. Термодинамические свойства тройных полимерных смесей // Высокомолек. соедин.-1989.-31Б.4.- С.296-300.

49. Мм- cUjrftts ¿vtmdtfH. /. Pokßfowv ш&тг^/ ¡wif (aibfktä oudts) // Jtfawu&e,,-

50. MotciUldtis efljuteu&mwt> {%cu

51. Ы-iifok ЫшьсЫт, t. L0S7 kkutiz73. (Ям, Cfur T.ß Momfckz/H. (famt^atün, & j&bj^шишу fy ^Üw&fc&nib fodm^uM . 6&!ш> ' '

52. СЮЬО{ФМЩ щлФ/кФ fyJwqUu londs döno f. W~ Ж74,шЖ )■ Ш/iA 'м- Р,лш-лш.

53. Барашков O.K.»Барштейн P.C. Влияние энтальпийных и энтропийных факторов на величину параметра термодинамического взаимодействия в системах поливинилхлорид-пластификаторы Ц Высокомолек.соедин.-1986.-28 Б.-№ 4.-С.306-311.

54. IwusÜivX, L&jwMÜs f.f fytti/Шп/ С. $0, ыЖсиШф о^j. ÜdwMxivOh/ f^^if^n^jрок/ '(& tuji cusdaU)/Ыга^^^^ш^// iujv. Potym,. ¿-{911i/. П-/3. f.-m-m.'

55. Василевская В.В.Стародубцев С.Г.,Хохлов А.Р. Улучшение совместимости полимерных смесей при заряжении одного из компо -нентов Ц Высокомолек.соед.-1987'.- 29 Б.-№ 12.- С.930-933.

56. Ныркова И.А.,Хохлов А.Р. О совместимости смесей полимеров с жесткой и гибкой цепью // Высокомолек.соед.-1989.- 31Б.1. Ш 5.- С.375-378.

57. Ныркова И.А.,Хохлов А.Р.Крамаренко Е.Ю. О возможности микрофазного расслоения в полиэлектролитных системах // Высокомол. соед.-1990.- 32 А.- № 5. C.9I8-926.so. fokmL.M.L/.t Jt /Judus

58. Шша // ш /Up*. f&j>. im - к м-Л-t мз-wi

59. Ы.Щт&п, //., Рсиму^иь МсиШЬ G. /MddML Usmq.-ßl.M.-UH-m.

60. Нургалиева Ф.Ф.Сагдиева З.Г.Дашмухамедов С.А.,Тиллаев P.C. Термодинамические свойства растворов привитых сополимеров и смесей поливинилового спирта с поливинилпиридиноксидом // Высокомолек.соедин.-1986.- 28 Б.- te I. С.37-39.

61. Фрисман Э.В.,Андрейченко В.Я. Оптическая анизотропия молекул поливинилацетата. I. Зависимость величины и знака сегментованизотропии от растворителя // Высокомол.соедин.- 1962. -т.4. № 10. - C.I559-I563.

62. Фрисман Э.В.,Дадиванян А.К. Влияние растворителя на оптическое поведение макромолекул в ламинарном потоке // Высокомол. соедин.-1966.-т.8.8.- C.I359-I364.

63. ЩШ Cl.L. ¿¿¡ж/Ш#?1г ш, ¡nfyxM'

64. UUm и.Мриь fco. W9- v.tl-MSl- P.3{9-Jt$.

65. Толстогузов В.Б.,Браудо Е.Е.»Гринберг В.Я., Гуров А.Н. Физико-химические аспекты переработки белков в пищевые продукты // Успехи химии. 1985.- Ф.ПУ.- № 10.- С.1738-1759.

66. Толстогузов В.Б. Новые формы белковой пищи. М.:Агропром-издат,1987. - 302 с.

67. Семенова М.Г. Термодинамическая совместимость глобулярных белков и полисахаридов в водном растворе по данным светорассеяния: Дис. .канд.хим.наук. М.,1989. - 252 с.

68. Гринберг В.Я. О термодинамической совместимости желатины и некоторых поли-Д-глюканов в водной среде: Дис. .канд.хим. наук. М, ,1971. -148 с.

69. Антонов Ю.А. Исследование термодинамической совместимости казеина и глобулинов бобов сои с кислыми и нейтральными полисахаридами в водных средах: Дис. . М.,1987. 168 с.

70. ЪиМш1 У. К, Ог^пк^ V. Шорхя^У. д.

71. Ш, {¡пш^иоЩф Ж 0ш>1> (ЬиО/ Ыо

72. Тр/МАЬ Ш&оги - ^¿¿сипи аЬ^и^ ши^у //

73. МФло^, т - /. Я. - У9. - Ш-1&.92> МтГ к. А, ЪипМу I) ТОЩфмГ Мб.

74. Гринберг В.Я. Термодинамический анализ поведения пищевых белков в многокомпонентных системах: Дис. . док.хим.наук.-М.,1988. 240 с.

75. Семенова М.Г.,Болотина B.C.,Дмитроченко А.П.,Леонтьев А.Л., Толстогузов В.Б. Исследование термодинамической совместимости сывороточного альбумина и пектина по данным упругого светорассеяния. М.,1988.-16 с.-Деп. в ВИНИТИ 26.10.88, № 7675 - В 88.

76. ЮО.Семенова М.Г.,Болотина В.С.,Поляков В.И.»Толстогузов В.Б., Оценка энтальпийного и энтропийного вкладов в свободную энергию взаимодействия сывороточного альбумина и пектина. М., 1988. -.12 с.'- Деп. в ВИНИТИ 26.10.88, № 7676 - В 88.

77. ШШМ мМл/к- //Ш /iafatorf- ////-/j-tf- P. 3£f-3tl '

78. Поляков В.И. Термодинамическая совместимость белков в водной среде //В сб.Всесоюзного совещ. "Физическая химия структурирования пищевых белков". Тез.докл.- Таллинн, 1983. -С.15-17.

79. Альбертсон П.О. Разделение оеточных частиц и макромолекул.-М.:Мир,1974. 381 с.

80. НО. Антонов Ю.А.»Плетенко М.Г.,Толстогузов В.Б. Фазовое состояние систем вода-полисахарид I полисахарид П // Высокомол. соед.- 1987. - 29 А. - № 12. - С.2477-2481.

81. Антонов Ю.А.,Плетенко М.Г.»Толстогузов В.Б. Термодинамическая совместимость полисахаридов в водных средах // Высоко-молек.соед.-1987. 29А. - № 12. -С.2482-2486.

82. Вейс А. Макромолекулярная химия: Пер. с англ.- М.: Пищевая промышленноеть,197I. 477 с.

83. ИЗ. ШЩ/ Н., f, Jt jiudus f MtiUv MfibacM, WÄ W- ph // J. РЫ; cfow.- ¿mm-f.m-m.

84. Дроздов H.C., Матеранская Н.П. Практикум по биологическойхимии. М.:Высшая школа,1970. - 256 с. Г15. Лёб I. Белки и теория коллоидных явлений. - М.:Гизлегпром, 1932 .- 270 с.

85. Тёпу А. Химия и физика молока. ~М.:Пищевая промышленность,1979. 623 с.

86. Um (^úde^rnUon, ¡MU^ ^ùtitonj, Ш léiw oôtitâfy, U urncMcs (ШлШ1ги, comjpdtàé' étJtUi&tion/ ottj,mal ¡ко^Ы // Afa,, /M. tlrfà- P.3M-33Û.121. ^^ Е- F- çûnJtofc. mù fáHf ¡>H iSmcibo^ib шАЖ kcUtá// /¿W M

87. Плащина И.Г. Термообратимые гели анионных полисахаридов: образование и свойства: Дис. .канд.хим.наук.- М.,1984.-- 252 с.

88. Остерман Л.А. Хроматография белков и нуклеиновых кислот. ■ М.:НаукаД985. 536 с.124. tmth, ïïrft, //., ÜG., ßuuJü IE.,

89. Zock . / ítufy ^ júm¿> ¿kfrM^/iíwc,th ¿Ciuk, bieUns Ышн ''ißtädtifMb125.¿ш, н то и /«Л é^V

90. Ш W^-Howtêtl ккШи fifí, реЖ/ц 'tJ1. См>>

91. SmJàcœJ/ Наш/ fi fyim4/tùn>mécuM éufr l^fy^frtí^ty ¡пЩиЛоМ, ífo âdùfciy (mMfà. ptfy*,.-1Wr v.i- p.128. t^ucU S., ftofais Мши, Ty ' é Ut, jxfo(L-Ütfni,.b¡<M> j&cïihs d

92. MÎM wk^taitM- árnts // Cée¿¿, ЬМ-. ßku*. tavmm,. Ms - К fû-fa- /? Wï-Ш.129. / CaleÚMru О^ИМФ A, ¿do-* UM / whùms bedùrude, //Soiùd. &%ed. ¿feno. M*, fi. A/^Wà ft tÁ¿- íuU

93. Щ> d> ¿ЬшЬлиги frfl/ds mlcànru iiM h/ tk, шЫ ¿ndoabtvo ярШЖ /т^т Штка, К, fwdû/ У. ft jmrfb

94. ШФЖ няш1 / wfaMuc, tâà W ¿¿¿Üb i'é¿ соьш/иф сафМ f№MtlMir /. /s. -й -/ Ш-171

95. ШЬ К M&Mïnâtùfo ft Ш> ate&m,micfMiOíb' ft pùUùu //'МаЛшу,-МгМц$7ts f fäiuc> Mût/ dubcuL how tfycûftdtù ггщшмгии //ßkfiv. foc, /Ж - к ti134. twwd А, fr ßppl 'feudi pfotic,кШлаб // M&ffi, /- У1

96. ЬеШЫпи fjt MaMbrfdu * gd. Ж Ы N. У, JH. m- i99р. '

97. Hcouf / ШотШги Ж Мшк, ааЖ //Мв,- №г к 0. f WQ-ßft.137. imiAtosl ßtf Häuf i. fyf&rMlmx, арм> ¿uc'd,

98. Wyi/jtfMtün/ ofs wni> mucfouMC рг&рмШ> ^ ßfyckä,-llfatlb (Miro. bsul. ¿Ml - ум. -Atrp.W138 Umditotd' {)., Sotidm, ÄÄyfe.-*'Ъ-М-Р. 3*9-3fl. ' '139. ßrrUiml 0. ioni jdftMs pwjMc^ f aifinä^ kr MtuMon, Osrul in, Ш уЖ jtaie,^ Pwfari лг

99. VtfruifüMs faMA f Mcfasl {fy

100. Юрьев В.П. Ионные равновесия в растворах некоторых анионных полисахаридов: Дис. . канд.хим.наук.- М.,1985.-175 с.

101. РшМ £v A&ftMÜs И. Cfoputi^ ¿wL ^пмшф äjül г~ У. lond&v: /сфЖ.1. Р<щ, Ш,- ¿ffy;

102. Методы химии углеводов / Под ред.Кочеткова Н.К. М.:Мир, 1967. - 521 с.

103. Целлюлоза и ее производные: В 2 т. / Под ред.Байклза Н., Сегала Л.:Пер. с англ.-М.:Мир,1974.- Т.2. 510 с.

104. Эскин B.E. Рассеяние света растворами полимеров'. М. Наука,1973. - 350 с.150. %игт, 6.Н. ЫШ^И^ if ¿ш4> Ш vital (Шг^Шш/ fmdttn/ d^ fM, ftfofiiPc Шш и. я*». ftp,- т.-*. к-гтз-т*.

105. ШосШ^ Jtt&totfrb, jfy&td/,

106. Mbmjs efoiaderttaiibn, f Щкш -ikjttfii/Mo Cnhtxbdm^ ф frohm&M uu doUfch^jmdiuL / tw,, pjlfw, /- Ш it - Мз -/. 419-Ш.152. /Д А ^ ¿¿^¿¿Мрь ро^тУс, м^и&к, смгея,

107. Шйги ШМ //(&/». Ы,- Ш,- // м.р. м-т.153. гЪоипЛй^Л/,к, Мм, Яйт 4 У Т., РШо т,тШл шЖ, Wщм. & т.- к ш-Р.няь^мсшу И.£,} Ц/М, 11Ь.} ЬЩиШ/, Упймсйы ¿еУк^иьк07\Лти^ (¡-ЫкЛг ¿т/У, {^рлО шш^и

108. ЫюШпу /¡Щю^ъш , Ш - К //.-Уз.- Р. ЬЖмлу А Н&рьыи- роШМ^ыт ш, вуаш ¿/Що^*. мп-^и-Рме-т, 157. УимЖь Наиши Т, Ъ-ша, 7-, УаУШ^м,^,1. Нцмкь Г., ЫЖ", Я, Уш^м*умйапу ьф-Ь- бМь/И' //Щре,./т-А-Рш-т. г ' ( /159. ШпЖ % Нш^ I, Г, Ш А1. Сорока ^гпМ^ 6 ¡ЖА-Ш*,

109. М&и, Щ». /- / -Ул, Р.¿М- иР,

110. Сошинский А.А.»Антонов Ю.А.Долстогузов В.Б. Влияние некоторых факторов на растворимость фракции I белка красногоклевера // Прикладная биохимия и микробиол.-1987.- 23. -- № 4. С.460-466.161. tiw'tafl, МЫШ1} fritym/VJ.

111. Ы) / fojwd№ 4- twtihA им. оп> тЖШ&б,-äujUiu- KföJfrls.-mir Р-ßi.

112. ЬаМ 6.H., /L^iM^ С.АЛЦшЯм/ f JuMum ¿шСtltiirisfotitiu f< Mi, мФиЛал- А'ш fytfowoi> SMnnb Ж ¿iiuuL> M //ßC&ckpts. /- ¿Ш.

113. GÄW& Aß., VMnPV JklttbjrfiOTV j'jwt&hA № 4е>/?Ш&сп/Ши,-mir v. m- Рла-ш.164. ^^ ZT. Jk/is тй^иФ cmdfy lo iijitiü/jv fd> И'¿chwtidofxr,165. h&u/Äo £. £. ipkmch' ал t1. Ц&ы/ Mmf-Шг