Секция 1: Теоретические и практические аспекты биологии

Секция 1: Теоретические и практические аспекты биологии, химии и экологии в сельском хозяйстве
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБРАТНЫМ ТИТРОВАНИЕМ КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩЕЙ
СПОСОБНОСТИ СОЕВОГО ПЕКТИНА
А.И. Белоусова, студентка группы ПТ-1202
Научный руководитель: Ольховатов Е.А., к.т.н.
ФГБОУ ВПО Кубанский государственный аграрный университет
350044, Краснодарский край г. Краснодар ул. Калинина, 13
В современном мире большое количество химических веществ попадает в окружающую сре­
ду, в результате не только естественных природных процессов, но и из­за бурного развития промыш­
ленности. Среди таких веществ активное место занимают тяжелые металлы.
Главным образом, для повышения эффективности производства, необходимо создание мало­
отходных и безотходных технологий, большее использование вторичных сырьевых ресурсов. Произ­
водство пектина и пектинопродуктов, как ничто другое, отвечает за использование вторичных сырь­
евых ресурсов, а именно, получение комплексообразователя и студнеобразователя. Пектин обладает
способностью связывать и выводить из организма тяжелые и радиоактивные металлы.
В России предприятий по производству пектина нет, но исходя из его свойств, следовало бы
ожидать, что население экологически загрязненных районов будет им обеспеченно. Разработка полу­
чения пектинов с высокими комплексообразующими свойствами является актуальной задачей для
пищевой и фармацевтической отраслей промышленности.
Пектиновые вещества ­ полисахариды. Присутствуют во всех высших растениях, особенно во
фруктах, и в некоторых водорослях. Пектины, являясь структурным элементом растительных тканей,
способствуют поддержанию в них тургора, повышают засухоустойчивость растений, устойчивость
овощей и фруктов при хранении. Используются в пищевой промышленности ­ в качестве структуро­
образователей (гелеобразователей), загустителей.
Область применения в пищевой промышленности:
­ студнеобразователь при изготовлении желейно­пастильных изделий (мармелада, зефира,
пастилы, начинки для конфет, крема торта).
­ добавка к лечебным сортам хлебо­булочных и макаронных изделий, для выпечки нечерст­
веющих сортов хлеба
­ желеобразователь в производстве фруктво­ягодных наполнителей (для хлебобулочных изде­
лий), конфитюров и прочих плодоовощных консервов; во фруктовых начинках для молочных про­
дуктов пектины обеспечивают необходимые реологические свойства и гарантируют хорошую спо­
собность к механическому дозированию.
­ эмульгатор для изготовления майонеза и жидких маргаринов в масложировой промышленности;
­ стабилизатор при изготовлении безалкогольных напитков и различных купажированных со­
ков с мякотью, концентрированных фруктовых напитков;
­ введение пектина в кисломолочные продукты позволяет также существенно увеличить сроки
их хранения
­ в молочном производстве для стабилизации кисломолочных продуктов, сквашенных или не­
посредственно подкисленных (соединения фруктового сок + молоко). Пектин реагирует с казеином,
предотвращает коагуляцию казеина и позволяет пастеризацию кисломолочных продуктов для про­
дления срока хранения.
­ в производстве мороженого (в качестве стабилизатора только при выработке плодово­
ягодного мороженого)
­ в производстве сыров (для увеличения их водопоглотительной способности, гелей, киселей, муссов;
­ в производстве диетического и лечебно ­ профилактического питания для детей и взрослых
пектины используются в качестве источников растворимых пищевых волокон, а также добавок, ко­
торые способствуют связыванию ионов тяжелых металлов и их выведению из организма.
­ при применении в производстве кетчупов яблочные пектины компенсируют недостаточное
действие природных пектинов томатов и улучшают реологические свойства готового продукта
Пектин очень важен для стабилизации обмена веществ, он снижает содержание холестерина в
организме, улучшает периферическое кровообращение, а также перистальтику кишечника. Но самое
ценное его свойство в том, что он обладает способностью очищать живые организмы от вредных
веществ. Многие специалисты называют пектин санитаром человеческого организма за его уникаль­
ную способность выводить из организма такие вредные вещества, как радиоактивные элементы, ио­
ны токсичных металлов и пестициды. Пектин адсорбирует уксуснокислый свинец сильнее активиро­
144
Всероссийская молодёжная научно­практическая конференция
«Фундаментальные основы современных аграрных технологий и техники»
ванного угля. Он обладает активной комплексообразующей способностью по отношению к радиоак­
тивному кобальту, стронцию, цезию, цирконию, рутению, иттрию и другим металлам. В процессе
усвоения пектин превращается в пектиновую кислоту, которая соединяется с тяжелыми металлами и
радионуклидами, образуя нерастворимые соли, выделяемые из организма естественным путем. Есть
и другой механизм выведения из организма радиоактивных веществ ­ он возможен благодаря спо­
собности низкомолекулярной фракции пектина проникать в кровь и образовывать связанные ком­
плексы с последующим естественным удалением. Вследствие массы положительных свойств пектин
нашел широкое применение в фармацевтической промышленности, а для бытового применения это
вещество специально производят промышленным способом.
Интересом нашего исследования стал соевый пектин, так как Краснодарском крае ежегодно
выращивают и перерабатывают около 20,3 ц/га сои. После уборки сои на полях, а также в процессе
её очистки остается большое количество стеблей и створок, которые в дальнейшем можно отправ­
лять на переработку для получения пектина [1].
Сама соя получила свою популярность среди бобовых культур, возделываемых человеком,
благодаря высокому содержанию полноценного белка (до 50%), качественного масла (17­25%), вы­
сокой урожайности и качественным набором незаменимых аминокис­
лот для животных (когда соевых жмых идёт на корм скоту) и человека
(особенно много в соевом белке лизина). Также соевом зерне содер­
жится целый ряд витаминов (в мг на 100 г): β­каротина — 0,15­0,20,
витамина Е — 17,3, пиридоксина (В6) — 0,7­1,3, ниацина (РР) — 2,1­
3,5, пантотеновой кислоты (В3) — 1,3­2,23, рибофлавина (В2) — 0,22­
0,38, тиамина (В1) — 0,94­1,8, холина — 270, а также (в мкг на 100 г
зерна): биотина — 6,0­9,0, фолиевой кислоты — 180—200.11
Для нашего исследования мы взяли створки бобов сои (рис.1),
промыли их холодной водой, высушили, очистили от примесей и из­
мельчили от 1 до 4 мм. Получилось 300 грамм измельченной стружки.
После этого осуществили гидролиз­экстрагирование 0,3%­ным рас­
твором янтарной кислоты при температуре 80­85°С в гидромодуле
1:10 в течение 120 минут. Данный способ решает задачу переработки
Рис. 1. створки бобов сои
вторичных сырьевых ресурсов производства семян сои, и при этом
предельно сохранить физико­химические свойства пектина.
Далее полученная смесь (рис.2) остывает, проходит фильтрацию через бельтинг, и осаждается
95% этиловым спиртом. Полученный осадок пектина несколько раз промываем спиртом для очистки
от балластных примесей и ионов янтарной кислоты, использованной в процессе гидролиза. Получен­
ный осадок фильтруется и высушивается в сушильном шкафу. Оставшийся спирт нейтрализуется.
Рис. 2. Спиртоосаждение пектинового экстракта
Пектиновый порошок, полученный в результате спиртового осаждения, содержит не только
чистый пектин, но и балластные по отношению к нему вещества. Следует отметить, что в пектино­
вом производстве особое внимание уделяют доплнительной очистке пектина и пектинопродуктов,
145
Секция 1: Теоретические и практические аспекты биологии, химии и экологии в сельском хозяйстве
используемых в пищевом производстве. В соответствии с требованиями стандартов содержание чис­
того пектина в товарном образце пектина не должно быть менее 70%.
После высушивания для определения комплексообразующей способности полученного соево­
го пектина мы пользуемся обратным (трилонометрическим) титрованием. Суть данной методики
заключается в том, что в среду, содержащую пектин вносится известное количество ионов свинца.
После связывания свинца пектином определяют количество не связанного пектином свинца обрат­
ным титрованием. Плюсы данного метода – занимает около 2 часов, не используя сильные реагенты.
В химический стакан емкостью 250 мл вносим 0,5г пектина, заливаем 100 мл дистиллирован­
ной воды и перемешиваем в течение 10 минут на магнитной мешалке. Затем в стакан при помощи
мерной пипетки приливаем 50 мл стандартного 0,035н раствора уксуснокислого свинца 1. При этом
образуется рыхлый осадок Pb­пектина 3. Содержимое стакана перемешиваем и количественно пере­
носим в мерную колбу на 250 мл и доводим до метки дистиллированной водой 2, тщательно переме­
шивая, и оставляем при комнатной температуре на 1 час, для установления равновесия между рас­
твором и осадком. Потом содержимое мерной колбы фильтруем через складчатый бумажный фильтр.
Рис. 3. Подготовка раствора пектина к анализу
Первую порцию фильтрата отбрасываем, а из последующих отбираем 20мл аликвоты свинца
для анализа. Анализ остаточного свинца в растворе после осаждения пектината свинца проводим
комплексонометрически: отобранную аликвоту 20 мл помещают в титровальную коническую колбу
на 250 мл, приливают 20 мл 0,05н раствора трилона Б, 15 мл раствора аммиачного буфера и на кон­
чике шпателя индикатор эриохрома черного. Полученный раствор в кобле титруем из бюретки на 25
мл 0,05н раствором сульфата цинка, до перехода окраски индикатора от синего к фиолетовому. Кон­
трольный опыт поводят аналогично, но вместо пектина или пектинового экстракта в колбу вносят
20мл дистиллированной воды.
В результате проведенных опытов на определение комплексообразующей способности пекти­
на, полученного из створок бобов сои, мы определили массу свинца в анализируемых и контрольных
опытах, и по полученным результатам рассчитали комплексообразующую способность пектиносо­
держащего продукта в миллиграмм ионов свинца на грамм пектина.
Литература.
1. Ольховатов Е. А. Исследование свойств пектиновых веществ и разработка технологий получения
пектина и пектинопродуктов из покровных тканей различных плодов с применением биотехноло­
гической модификации (обзор) [Текст] / Е. А. Ольховатов // Молодой ученый. — 2015. — №5.1.
— С. 93­95.
2. Способ получения пектина Донченко Л.В., Щербакова Е.В., Ольховатов Е.А. патент на изобрете­
ние RUS 2346465 20.08.2007
3. Спользование сои в пищевых и медицинских целях Ольховатов Е.А., Пономаренко Л.В., Коваленко М.П. Молодой ученый. 2015. № 15. С. 231­235.
4. Исследование свойств пектиновых веществ и разработка технологий получения пектина и пекти­
нопродуктов из покровных тканей различных плодов с применением биотехнологической моди­
фикации (обзор) Ольховатов Е.А. Молодой ученый. 2015. № 5. С. 93.
146