Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Получение и некоторые химические свойства пектинов растений рода амарант Михеева Лариса Алексеевна

Получение и некоторые химические свойства пектинов растений рода амарант
<
Получение и некоторые химические свойства пектинов растений рода амарант Получение и некоторые химические свойства пектинов растений рода амарант Получение и некоторые химические свойства пектинов растений рода амарант Получение и некоторые химические свойства пектинов растений рода амарант Получение и некоторые химические свойства пектинов растений рода амарант
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Михеева Лариса Алексеевна. Получение и некоторые химические свойства пектинов растений рода амарант : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.03.- Ульяновск, 2001.- 205 с.: ил. РГБ ОД, 61 02-2/237-2

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА I. Научно-методические особенности спортивного отбора в мужской спортивной гимнастике ... 10

1.1. Общие положения и ступени спортивного отбора... 10

1.2. Факторы, повышающие эффективность отбора в спортивной гимнастике

ГЛАВА II. Методы и организация исследования... 39

2.1. Методы исследования... 39

2.2. Организация исследования 51

ГЛАВА III. Формирование методики отбора гимнастов в учебно-тренировочные группы ... 53

3.1. Исследование по разработке методики отбора гимнастов в учебно-тренировочные группы... 53

3.1.1. Особенности физического развития гимнастов как критерии оценки успешности спортивной деятельности ... 53

3.1.2. Особенности пальцевой дерматоглифики у юных гимнастов... 60

3.1.3. Физическое развитие родителей юных гимнастов... 68

3.1.4. Биоэнергетический тип как фактор успешности освоения упражнений гимнастического многоборья... 71

3.1.5. Особенности психофизиологических свойств и психических процессов у юных гимнастов ... 77

3.1.6. Модельные характеристики гимнастов, занимающихся в учебно-тренировочных группах... 88

3.1.7. Выявление комплекса критериев успешности гимнастов на этапе начальной специализированной подготовки... 91

3.2. Методика отбора гимнастов в учебно-тренировочные

группы... 93

ГЛАВА IV. Результаты опытно-экспериментальной работы ... 102

4.1. Условия проведения педагогического эксперимента... 102

4.2. Оценка эффективности отбора гимнастов в учебно- тренировочные группы ... 108

Заключение... 119

Выводы... 120

Практические рекомендации... 122

Список сокращений... 124

Факторы, повышающие эффективность отбора в спортивной гимнастике

К числу наиболее интересных растений универсального использования многие специалисты относят амарант, который еще в 1930 году был включен Н.И.Вавиловым в число кормовых растений, "подлежащих незамедлительному широкому введению в культуру СССР". В 1984 году амарант американской Академией наук был признан наиболее перспективной культурой XXI века.

Амарант - растение с древней и даже с драматической историей возделывания. Имеются свидетельства, что коренное население Америки начало культивировать амарант 8 тысяч лет назад. Причем амарант не только использовали как пищевое растение, но и обожествляли его. Культ амаранта предусматривал особый ритуал и даже принесение человеческих жертв. Испанские завоеватели предали амарант истреблению и на 4 столетия амарант был забыт (возделывание продолжалось лишь в самых труднодоступных поселениях в Мексике и Андах на небольших участках). С конца прошлого века культивирование амаранта возобновилось. Вторым центром распространения стали горные области Индии и Непала [2-4].

Семейство амарантовых (Amaranthaceae) относится к классу двудольных, порядку гвоздичных. В мире известно 65 родов и около 900 видов амаранта. Наиболее распространен и известен род амарант в который входят главным образом однолетние травы. На территории нашей страны встречаются 17 видов амаранта, чаще всего Amaranthus retroflexus L., или щирица, которая известна как злостный сорняк. Растения достигают 2-3 м высоты и до 8-10 см толщины, весом обычно 3-5, а отдельные и 30 кг [5].

Потенциал амаранта исключительно велик и в зависимости от условий возделывания и видовых особенностей во многих странах он широко используется как пищевое, кормовое, лекарственное, техническое и декоративное растение [6-14]. Из зерна амаранта изготовляют различные продукты питания: каши, поджаренное зерно, печенье, торты, бисквиты, детское питание, добавки в муку и т.д., молодая зелень амаранта используется в качестве салатов [15-19]. Из амаранта создаются высокоэффективные кормовые добавки для животных, особенно при силосовании с кукурузой или сорго [20]. Молодняк скота и птицы, получающий амарант, дает высокие суточные привесы, а полученное при этом мясо отличается особыми вкусовыми качествами. Амарантовое масло успешно используется в клинике детских болезней [21] и в профилактических антиканцерогенных целях [22-24]. Благодаря своему уникальному жирнокислотному составу и наличию целого ряда биологически активных компонентов амарантовое масло не уступает по лечебным свойствам облепиховому и шиповниковому, а в ряде случаев превосходит действие последних. Производство амарантового масла, как эффективного лекарственного средства, уже начато в г.Харькове [25].

Амарант превосходит традиционные зерновые культуры по содержанию питательных веществ [26-28], особенно по белку [29, 30] (по данным экспертов, белок амаранта оценивается в 100 баллов по приня той шкале качества, все остальные белки - животные и растительные значительно ниже) и жиру (табл. 1.1) [31], незаменимых аминокислот лизина (содержание важнейшей аминокислоты лизина в амаранте в

По данным некоторых авторов [1, 42, 43] в листьях амаранта содержится 21-47% белка, в соцветиях 20-50% белка, а в стеблях его содержание варьирует от 6 до 17% в пересчете на сухое вещество.

Среди веществ, выделенных из амаранта и обладающих биологической активностью, следует отметить витамины, алкалоиды, липиды, пигменты, флавоноиды, соединения, обладающие диуретической активностью и другие. К витаминам амаранта в первую очередь следует отнести рутин, кверцетин, и провитамин А - бета-каротин. Рутин, относящийся к классу флавоноидов, обладает свойствами витамина Р, предупреждающего, в сочетании с аскорбиновой кислотой, преждевременную хрупкость кровеносных сосудов организма человека и животных и повышенную проницаемость кровеносных капилляров. Рутин содержится преимущественно в листьях амаранта. Содержание его колеблется в зависимости от вида от 0,5 до 3% [44]. Бета-каротин является провитамином А, нормализует зрение. Содержание каротиноидов в листьях амаранта, к которым относятся также присутствующие в меньших количествах гамма-каротин и зеаксантин, колеблется у разных видов амаранта в пределах от 46 до 90 мг/100 г сухого веса [1].

Особенности физического развития гимнастов как критерии оценки успешности спортивной деятельности

Пектины получают с помощью сложных и дорогостоящих технологий из промышленно значимого растительного сырья. Как уже отмечалось выше, наиболее распространенным сырьем для получения пектина являются выжимки цитрусовых и яблок, жом сахарной свеклы и сердцевины корзинок подсолнечника.

В настоящее время разработано много различных способов получения пектина из пектинсодержащего сырья [92-94, 184, 185]. Для извлечения пектина из растительных тканей применяют горячую воду, разбавленные растворы соляной, серной, азотной, сернистой и щавелевой кислот, щавелевокислый и лимоннокислый аммоний, полифосфаты. Свойства извлеченного продукта зависят не только от методов экстрагирования (величины рН, температуры, времени обработки сырья), но и от состояния исходного материала, который может быть свежим, хорошо высушенным или частично подвяленным. Желательно, чтобы при экстракции пектина межмолекулярное расщепление преобладало над внутримолекулярным.

Промышленная технология извлечения пектина из растительного сырья основана на кислотном гидролизе, который проводят при повышенной температуре. Затем с помощью экстракции пектин переводят в раствор. Экстракт и гидролизат нейтрализуют и очищают для удаления взвешенных частиц. Пектин осаждают, отделяют от маточной жидкости, промывают, высушивают и измельчают [48, 186].

Известны способы получения пектина из растительного сырья предварительным замораживанием последнего с последующей дефро-стацией и выделением целевого продукта [187].

Известен способ получения пектина, включающий предварительную обработку пектинсодержащего растительного сырья (яблочных выжимок) 0,1-0,2 н раствором соляной кислоты в 50-70%-ном этаноле, экстракцию 1-2%-ным раствором ацетата натрия при 40-45С и рН 6,0-6,5 в течение 4 часов и выделение целевого продукта осаждением его из раствора этанолом [188]. Недостатком этого метода являются сложность и длительность процесса и невысокий выход целевого продукта.

Близким к описанному выше способу является предложенный в работе [189] способ получения пектина, включающий экстракцию пектинсодержащего сырья (Hippophae rhamnoides) 0,25-0,5%-ным водным раствором щавелевой кислоты в течение 1,0-1,5 ч при 70-75С и соотношении сырья и раствора кислоты 1:3-4. Однако в этих условиях в процессе экстракции не достигается высокая степень извлечения. Пектиновые вещества осаждают этанолом или ацетоном. Наибольший выход пектина составляет 12,3-14,1%. Н.А. Ярцевой и соавт. [190] разработан способ получения пектина из коры хвойных деревьев обработкой последней 1%-ным раствором щавелевокислого аммония и осаждением пектина из осветвленного активированным углем экстракта 96%-ным (подкисленным до рН 3) этиловым спиртом при соотношении спирта и экстракта 2,5:1.

Цель изобретения [191] - ускорение процесса гидролиза протопектина и повышение выхода пектина. Для достижения этой цели перед промывкой водой из сырья удаляют воскоподобные вещества путем обработки гексаном при 75-80С и соотношении сырьехексан 1:3.

Необходимо указать и способы получения пектина путем ферментативной обработки растительного сырья амилосубтилином, аминори-зином, глюкоамилазой и глкжонигрином [91].

Для улучшения качества пектина предложено [192] сырье обрабатывать смесью этилового спирта, воды и соляной кислоты (70-75 : 24,5-29,5 : 0,5-1%). Полученный 1,5-2,0%-ный раствор пектина предварительно подвергают действию амилосубтилина в течение 3-4 час при 45-55С и рН 6-7 в количестве 0,03-0,04% и затем пропускают через ионообменную смолу в Н-форме.

Была предпринята попытка использовать для выделения пектина промышленные целлюлолитические ферменты - целловиридин, целло-конингин, целлолиналин [91]. Однако ферментная обработка в сочетании с кислотным экстрагированием не дала увеличения выхода пектина. Понижение выхода было объяснено тем, что промышленные ферменты обладали некоторой неполитической активностью.

Особенности психофизиологических свойств и психических процессов у юных гимнастов

Соединения йода и препараты на их основе широко применяются для различных целей, в том числе и в медицине. Наиболее часто используют водные и спиртовые растворы элементарного йода в качестве антисептического средства. Йод подавляет рост и действует бактерицидно на различные группы микроорганизмов. Основное достоинство йода состоит в том, что он убивает не только вегетирующие, но и споровые формы микроорганизмов.

Высокая токсичность йода существенно ограничивает применение элементарного йода в медицинской практике, однако уникальность широкого спектра антимикробного действия стимулирует поиски соединений йода, обладающих меньшей токсичностью при сохранении антимикробных свойств. Нами предпринята попытка уменьшить его токсичность за счет комплексообразования с пектинами амаранта.

В целях объяснения физиологической активности комплексов йода с пектинами нами был изучен процесс комплексообразования и исследована зависимость коэффициента распределения а от концентрационных факторов.

Комплексообразующая активность полисахаридов определяется многими факторами, в том числе и содержанием кислых Сахаров в молекуле полимера. С другой стороны, водные растворы йода представляют собой сложную в физико-химическом и химическом отношении систему вследствие протекания окислительно-восстановительных процессов, процесса гидролиза, гидратации и диссоциации различных частиц и ионов: Г, Ь , ІСГ, Юз , Ь, НЮ. Все это обуславливает сложную картину процесса комплексообразования и неоднозначность интерпретации полученных результатов.

Для экспериментов был использован пектин, выделенный из надземных частей Amaranthus cruentus по описанному ранее способу. Для дальнейших экспериментов часть пектина была деминерализована хлороводородной кислотой по методике [215]. Для получения комплексов были использованы растворы как нативного, так и деминерализованного пектина с концентрациями 0,01-0,6%, насыщенный раствор йода и раствор 0,1%-ного йода с 0,3%-ным йодидом калия. Для полученных комплексов была определена зависимость оптической плотности от длины волны в диапазоне 240-780 нм при варьировании концентраций растворов пектина и соотношений пектин : йод и пектин : йод+йодид калия на спектрофотометрах КФК-3 и СФ-46. При этом было замечено, что максимум поглощения для комплекса пектин-йод-йодид калия наблюдается при длинах волн 390 нм и 460-470 нм. В то время как для комплекса пектин-насыщенный раствор йода в соотношении 1:1 максимум поглощения приходится на длины волн - 290 нм и 350 нм.

В ходе выполнения работы было показано, что йод с пектинами амаранта образует в зависимости от соотношения несколько типов комплексов, в том числе фиолетовые подобно амилозе, так и красно-оранжевые подобно амилопектину. Эти результаты хорошо согласуются с данными о гетерогенности молекулярно-массового распределения пектина и о наличии трех фракций, различающихся не только по молекулярной массе, но и по содержанию нейтральных Сахаров. Образующиеся комплексы нестабильны, происходит окисление терминальных Сахаров по альдегидной группе, что подтверждается изменением оптической плотности растворов при хранении.

Результаты фотометрического титрования указывают на образование комплексов йода и йодида калия-йода с пектином амаранта со 101 става 1:6 (одна молекула йода на шесть моносахаридных фрагментов). Интенсивность поглощения комплекса возрастает с повышением концентрации йода. Процесс связывания йода с пектином по спектроскопическим данным носит кооперативный характер.

Данные по уменьшению рассеяния света при комштексообразова-нии указывают на переход пектина при образовании комплексов из конформации неупорядоченного статистического клубка в макромолекулу со спирально свернутыми участками, внутрь которых включены молекулы йода (рис. 2.22).

Комштексообразование пектина Из литературы известно, что многие высокомолекулярные полимеры, такие как углеводы (амилоза, циклодекстрины), поливиниловый спирт, поливинилпирролидон в водном растворе при взаимодействии с йодом или его смесями с йодидом калия образуют окрашенные комплексы спиральной структуры, которые содержат в каналах и в полостях матрицы цепи из ионов Ь и Ь (рис. 2.23) [237J.

Катионы металлов и молекулы воды локализованы вне каналов и находятся на значительном расстоянии от анионов йода.

В комплексе амилозы на каждый атом йода приходится 3, 9 гли-козных единицы. Уменьшение эффективности связывания при переходе от амилозы к пектинам (от 3,9 гликозных единиц к 6 галактуроновым) обусловлено стерическими взаимодействиями боковых молекул нейтральных Сахаров, которые должны находиться снаружи спирального комплекса, с одной стороны, и взаимодействиями карбоксильных групп галактуроновой кислоты, с другой.

Оценка эффективности отбора гимнастов в учебно- тренировочные группы

К раствору 0,5 г деминерализованного пектина в 50 мл дистиллированной воды добавили при перемешивании 0,2 мл диэтаноламина. Реакционную массу выдерживали при перемешивании в течение 4 часов при комнатной температуре. Образовавшийся осадок слили и высушили на воздухе. Получили плохо растирающееся парафинообразное вещество коричневого цвета. Выход 0,585 г (72,8%). Не имеет температуры плавления, при нагревании до 220С начинается обугливание образца без изменения структуры. Найдено: С - 46,8%, Н - 7,82%, N -2,92%. Вычислено: С - 46,78%, Н - 7,48%, N - 3,05%.

К 0,25 г деминерализованного пектина в 50 мл дистиллированной воды добавили 50 мл раствора, содержащего 0,25 г хитозана с эквивалентным количеством ледяной уксусной кислоты (для полного растворения хитозана). При этом происходит образование сгустков белого цвета на границе контакта двух жидкостей. После сушки полученных сгустков образуется тонкая не растирающаяся пленка. Выход 0,38 г (76%). Не имеет температуры плавления, при нагревании до 300С никаких изменений в образце не наблюдается. Найдено: С - 42,80%, Н -5,37%, N - 3,89%. Вычислено: С - 43,11%, Н - 5,39%, N - 3,98%.

К 10 г пектина в фарфоровой чашке добавили 120 мл 20%-ного раствора азотной кислоты (плотность 1,15 г/мл) и смесь упарили под тягой приблизительно до 20 мл, в конце упаривания перемешивая стеклянной палочкой кашицу. Полученная в результате гидролиза масса, благодаря выделению галактаровой кислоты, превращается в густую кашу, которую при охлаждении разбавили водой, отфильтровали и промыли холодной водой (t=5-10C). Для определения выхода сырого продукта взвешивали всю влажную массу, а сушили только часть, приблизительно 0,5-1,0 г при температуре 100С. Выход 3,0 г (93,1%). Для очистки растворили полученную галактаровую кислоту в 28 мл 1 н раствора гидроксида натрия. Получился бесцветный раствор, в который медленно добавили 5,7 мл 5 н раствора соляной кислотой для полной нейтрализации гидроксида натрия. После прибавления всего количества соляной кислоты реакционная масса закристаллизовалась. Для полноты кристаллизации смесь поместили на 1 час в холодильник. После этого продукт промывали холодной водой до отрицательной реакции на СГ с нитратом серебра. Отмытый осадок сушили при температуре 100С. Получили однородный порошок белого цвета. Выход конечного продукта 2,2 г (68,3%). Температура плавления 211-212С. По литера 153 турным данным температура плавления галактаровой кислоты составляет 213-214С [252]. Найдено: С - 32,33%, Н - 4,34%. Вычислено: С 34,29%, Н - 4,76%о.

К 100 мл 1 %)-ного раствора деминерализованного пектина добавили по каплям 5 мл 3%-ного раствора нитрата серебра. Сразу же образовался белый творожистый осадок комплекса. Образовавшийся осадок отфильтровали и высушили. При сушке на воздухе осадок темнеет. Выход 0,85 г (74 %). Не имеет температуры плавления, при нагревании до 250С начинается обугливание образца без изменения структуры.

Получение комплекса пектина с йодом Для получения комплексов были использованы растворы как на-тивного, так и деминерализованного пектина с концентрациями 0,01-0,6%) и насыщенный раствор йода в соотношении 1:1. Полученные комплексы хорошо растворимы в воде, поэтому выделить их в виде твердых веществ методом кристаллизации не удалось. Для полученных комплексов снимались спектрофотометрические характеристики при варьировании концентраций растворов пектина и соотношений пек-тин:йод на спектрофотометрах КФК-3 и СФ-46 в диапазоне длин волн 240-780 нм.

Похожие диссертации на Получение и некоторые химические свойства пектинов растений рода амарант