Получение и свойства композиций на основе коллагена и полисахаридовстатья
-
Авторы:
Захарова В.А.,
Чурсин В.И.
-
Сборник:
Сборник материалов Всероссийской научной студенческой конференции с международным участием «ИНТЕКС-2017»
-
Год издания:
2017
-
Место издания:
ФГБОУ ВО «РГУ им. А. Н. Косыгина» Москва
-
Первая страница:
22
-
Последняя страница:
25
-
Аннотация:
УДК 541.64:532
ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИЙ
НА ОСНОВЕ КОЛЛАГЕНА И ПОЛИСАХАРИДОВ
Захарова В.А., Чурсин В.И.
Российский государственный университет им. А.Н. Косыгина
(Технологии. Дизайн. Искусство)
Коллаген, содержащийся в кожевенных отходах, обладает
комплексом уникальных свойств, среди которых следует выделить
биосовместимость с тканями организма, биоразлагаемость, высокую
сорбционную емкость, способность к пленкообразованию [1, c.181; 2,
c.142]. Продукты деструкции коллагена, характеризующиеся меньшей
молекулярной массой, имеют более высокую функциональность, и,
соответственно, большие перспективы использования в медицине,
фармацевтике, косметологии, а также в пищевой промышленности.
Способность продуктов гидролиза коллагена образовывать плёнки
известна давно, однако, в настоящее время основное внимание уделяется
получению и исследованию свойств композиционных плёночных
материалов на основе смесей белков с другими плёнкообразующими
соединениями: полиакрилатами, поливиниловым спиртом, производными
целлюлозы [3, c.118; 4, c.73]. Для создания съедобных биополимерных
упаковочных материалов наиболее перспективными следует признать
композиции на основе белков животного и растительного происхождения.
Одна из основных задач разработки таких материалов – обеспечение
комплекса физико-химических свойств путем выбора наиболее
совместимых компонентов и определение их количественного
соотношения.
Учитывая противоречивый характер данных о поведении систем,
содержащих белки и полисахариды, в водных растворах [4, c.74; 5, c.365],
была исследована совместимость в системе белок/агар-агар при различных
соотношениях компонентов. При этом в отличие от других работ, в
которых использовали продукты растворения коллагена в органических
кислотах (уксусной, муравьиной, молочной), мы исследовали белковый
порошок, полученный при переработке гольевого спилка. Агар-агар –
смесь полисахаридов, агарозы и агаропектина, полученных путем
экстрагирования из бурых и красных водорослей обладает хорошей
пленкообразующей способностью.
Исследовали 1,5 и 3,0% растворы биополимеров в щелочи и
уксусной кислоте. При концентрации 3% агар-агар образует гели, а
значительная вязкость раствора белка затрудняет экспериментальное
определение некоторых реологических характеристик композиции. В
дальнейшем композиции готовили смешением растворов исходных
компонентов при их равной концентрации (1,5%) в заданных
соотношениях при температуре 20–22°С в течение 1 ч.
Электропроводность измеряли на кондуктометре HANNA 7389. Вязкость
растворов определяли на капиллярном вискозиметре ВПЖ-2 с диаметром
капилляра 0,56 мм при 20°С. Плёнки отливали на полиэтиленовых
подложках в чашках Петри и высушивали на воздухе в течение 2 суток.
Плёнки оценивали визуально по цвету, прозрачности, эластичности
(жёсткости). О совместимости компонентов судили по экспериментальным
значениям комплекса характеристик и их отклонению от аддитивных
значений, полученных расчетным методом. На рисунке показано влияние
вида растворителя на совместимость компонентов в системе белок/агар-
агар. Из представленных зависимостей следует, что в щелочном растворе
эти компоненты совместимы практически во всем диапазоне, в то время
как при использовании уксуснокислого раствора белка, такой
совместимости не наблюдается.
Рисунок – Зависимость вязкости раствора белка от массовой доли
агар-агара в композиции: 1- щелочной раствор, 2 - уксуснокислый раствор.
Характер изменения вязкости композиции и положительное
отклонение экспериментальных значений от аддитивных (пунктирная
линия на рисунке) свидетельствует о том, что максимальный выход
комплементарного комплекса белок/агар-агар в присутствии щелочного
раствора белка соответствует эквимассовому соотношению компонентов.
В отличие от этого экспериментальная зависимость вязкости композиции
на основе белка, растворенного в уксусной кислоте, находится ниже
расчетной, что свидетельствует о несовместимости компонентов смеси [4,
c.75].
Установлено влияние вида растворителя на совместимость
компонентов в системе белковый порошок/агар-агар. В щелочном растворе
эти компоненты совместимы практически во всем диапазоне, в то время
как при использовании уксуснокислого раствора коллагена, такой
совместимости не наблюдается. Поскольку большинство полисахаридов
растворяется преимущественно в щелочной среде, то получение
съедобных пленок на основе водорастворимого белкового порошка
помимо экологического эффекта, будет и экономически выгодным.
Проведены исследования сорбционных свойств полученных пленок,
в сравнении с промышленными упаковочными пленками,
использующимися для пищевых оболочек. Установлено, что по
показателям паропроницаемости экспериментальные пленки не
отличаются от промышленной коллагеновой оболочки. Меньшие значения
гигроскопичности и влагоотдачи у экспериментальных пленок позволят
обеспечить более высокую устойчивость к развитию бактерий и
предохранить пищевые продукты от биоповреждений.
Таким образом, можно утверждать, что биополимерные пленки,
сформированные на основе разработанных композиций, являются
перспективными материалами различного функционального назначения от
съедобных оболочек до носителей ферментных препаратов и биоактивных
соединений.
Список использованных источников:
1. Неклюдов А.Д., Иванкин А.Н. Коллаген: получение, свойства и
применение. [Текст] - М. ГОУ ВПО МГУЛ.2007 - 336 с.
2. Новикова Л.С., Шорманов В.К., Беляева Г.В., Полонская М.В.,
Беляева Т.В., Ахметзянова И.Н. Получение коллагена и некоторых
лекарственных препаратов на его основе. Курский научно-практический
вестник "Человек и его здоровье" [Текст] 2011, № 1 139-145
3. Ананьев В. Н., Новиков Ю. Т, Фурин В. Л. Новая адресная
иммобилизированная лекарственная форма: лекарственные желатиновые
пленки. [Текст] М., 2004. - 215с.
4. Чурсин В. И. Совместимость биополимеров в композициях и
свойства пленок [Текст] Дизайн и технология 2012. вып. 32 (74). — С. 69-
75
5. Ревуцкая Н.М., Голованова П.М., Семенова А.А. Исследование
кислотного растворения коллагенового полуфабриката с целью получения
съедобной коллагеновой пленки с высокими функционально-
технологическими свойствами [Текст] Перспективные ферментные
препараты и биотехнологические процессы в технологиях продуктов
питания и кормов М.: ВНИИПТБ. 2016 с.365-370
©Захарова В.А., Чурсин В.И., 2017
-
Добавил в систему:
Захарова Василина Александровна