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