удк 544.723 изучение сорбции нефтепродуктов на белке и

Научный потенциал регионов на службу модернизации. Астрахань : АИСИ, 2012. № 2 (3). 170 с.
УДК 544.723
ИЗУЧЕНИЕ СОРБЦИИ НЕФТЕПРОДУКТОВ НА БЕЛКЕ
И СИЛИКАГЕЛЕ КСМГ
О. С. Садомцева, Р. Валиулина, А. В. Жижикин,
О. Поляков, А. Ю. Садомцев
Астраханский государственный университет, г. Астрахань (Россия)
Сложность и многообразие форм и состава белков обуславливают
разнообразие их функций в живом организме. На растительные белки, а
именно на белки зерновых и бобовых культур, приходится 2/3 потребления
белков на пищевые цели в мировых масштабах. Растительные клетки способны откладывать в запас белки, образуя так называемые белковые тельца. У различных растений, органов и тканей величина такого накопления
изменчива. Семена содержат самое большое количество таких белков, поэтому служат важным источником питания для человека и животных.
Содержание белка в злаковых в среднем составляет около 10 % от
сухой массы. Белки злаковых в основном представлены альбуминами (растворимыми в воде), глобулинами (растворимыми в растворах солей), проламинами (растворимыми в разбавленном этиловом спирте) и глютелинами (растворимыми в вышеназванных растворителях). Так, например, в
28
Научный потенциал регионов на службу модернизации. Астрахань : АИСИ, 2012. № 2 (3). 170 с.
пшенице содержится около 20 % растворимых белков, 20–40 % проламинов и 40–50 % глютелинов [1].
Для определения белка в приготовленной измельчением зерен муке
пшеницы использовали биуретов реактив [6]. Метод основан на способности белков давать с раствором сернокислой меди фиолетовое окрашивание
в щелочной среде. С использованием градуировочного графика (рис. 1)
определили содержание белков в зернах пшеницы, которое составило 3,6 г
в 100 г продукта.
А
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
С, г/л
0
0
2
4
6
8
10
12
Рис. 1. Градуировочной график для определения содержания белка в зернах пшеницы
Массовая доля общего белка (протеин), определенная по ГОСТ
Р 52554-2006, составила 13,7 %.
Известно, что белки являются хорошими сорбентами. Это может повлиять на качество зерна, т. к. возможно поглощение различных токсичных
веществ из окружающей среды. К современным проблемам, угрожающим
состоянию окружающей среды, можно отнести накопление в природных
средах опасного количества токсикантов [2, 3]. Загрязнение нефтепродуктами является наиболее типичным и весьма опасным фактором воздействия
хозяйственной деятельности человека на окружающую среду.
Создание композиционных материалов позволит изучить сорбцию
углеводородов на поверхности белка.
Для выделения белка из растительных материалов применяют всем
известные методы. Так, например, в хроматографических методах используют твердые носители различной природы. Среди неорганических носителей выделяют оксид алюминия, оксид кремния, фосфат калия, пористые
стекла и т. д. [4]. С опорой на эти данные нами созданы композиты на основе силикагеля и белка (альбумина). Установлено, что альбумин хорошо
сорбируется на поверхности силикагеля. При добавлении качественного
реагента на белок (биуретов реактив) [5] к композиту в растворе образуется комплекс белка и меди, таким образом, белок переходит из сорбента в
раствор. Комплекс белка и меди не удерживается на поверхности силикагеля. А вот десорбции белка с поверхности сорбента в водном растворе не
29
Научный потенциал регионов на службу модернизации. Астрахань : АИСИ, 2012. № 2 (3). 170 с.
происходит. Поэтому полученные композиты можно использовать для
изучения сорбции на поверхности белка из водного раствора.
Предварительное изучение сорбции углеводородов (дизельное топливо) на композитах и отдельно на чистом силикагеле показало незначительное поглощение углеводородов на поверхности белка и большую
сорбцию на силикагеле (рис. 2).
Г, мг/г
%
70
3,5
60
3
1
50
2,5
40
2
30
1,5
20
1
10
0,5
С, мг/л
0
0
20
40
60
80
2
[С], мг/л
0
0
10
20
30
40
50
100
Рис. 2. Зависимость концентрации
углеводородов от степени флюоресценции
до (1) и после сорбции на силикагеле (3)
и белках (2)
Рис. 3. Изотерма сорбции углеводородов
на силикагеле (1) и белках (2) при 298 К
Концентрацию углеводородов контролировали флуориметрическим
методом относительно смеси хлороформа и четыреххлористого углеводорода в соотношении 1:1 соответственно [6]. Общую характеристику сорбционного процесса оценивали на основании изотерм сорбции в координатах «величина сорбции – равновесная концентрация» (рис. 3). Расчеты
предельной сорбции (Г∞) проводили с использованием уравнения Ленгмюра в прямолинейной форме. Полученные результаты свидетельствуют о
том, что силикагель эффективнее (Гmax= 0,714 мг/г), чем композиты, полученные на основе силикагеля и белка (Гmax= 0,333 мг/г), поглощает углеводороды. Отсутствие десорбции белка с поверхности силикагеля и полученные значения сорбции свидетельствуют о том, что на поверхности композитов именно белок сорбирует углеводороды. Теоретические предположения
о том, что белок способен сорбировать и тем самым накапливать на своей
поверхности углеводороды, подтвердились экспериментально.
Литература
1. Растительный белок / Пер. с фр. В. Г. Долгополова ; под ред. Т. П. Микулович. – М. : Агропромиздат, 1991. – 684 с.
2. Садомцева, О. С. Сорбция фенолпроизводных на аналогах биологической мембраны / О. С. Садомцева, Ш. Ш. Абжалимова, В. Н. Зуева, Е. Е. Лохманова,
30
Научный потенциал регионов на службу модернизации. Астрахань : АИСИ, 2012. № 2 (3). 170 с.
А. Ю. Садомцев // Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии : материалы II Международной конференции. – Астрахань, 2008. – С. 229–232.
3. Садомцева, О. С. Сорбция фенолпроизводных на крахмале и липидах как аналогах биологической мембраны / О. С. Садомцева, Ш. Ш. Абжалимова, В. Н. Зуева,
Е. Е. Лохманова, А. Ю. Садомцев // Высокореакционные интермедиаты химических
реакций : III Всероссийская конференция-школа. – Астрахань, 2008. – С. 42.
4. Скоупс, Р. Методы очистки белков : пер. с англ. / Р. Скоупс. – М. : Мир, 1985. –
358 с.
5. Кнорре, Д. Г. Биологическая химия / Д. Г. Кнорре, С. Д. Мызина. – М. : Высш.
школа, 2000. – 479 с.
6. Алыков, Н. М. Аналитическая химия объектов окружающей среды / Н. М. Алыков, Т. В. Алыкова. – Астрахань : Изд-во Астраханского гос. пед. ун-та, 1997. – 196 с.
31