Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор литературы 6
1.1 Морские бурые водоросли: химический состав, функциональные свойства компонентов 6
1.2 Структурообразующие свойства полисахаридов бурых водорослей 21
1.3 Пищевые продукты из морских, бурых водорослей 27
1.4 Современное состояние получения лечебно профилактических продуктов на основе ламинарии японской 33
Глава 2 Объекты и методы
2.1 Объекты исследования 37
2.2 Методы исследования 37
Глава 3 Экспериментальная часть 48
3.1 Исследование процессов экстрагирования растворимых биологически активных веществ из ламинарии японской 48
3.2 Разработка режимов сушки сублимацией ламинарии японской и продуктов из нее 58
3.3 Разработка технологии гелеобразных продуктов 65
3.4 Исследование химического состава продуктов полученных из ламинарии японской 85
3.5 Исследование сорбционной активности разработанных пищевых продуктов 93
3.6 Медико-биологические и клинические испытания пищевых продуктов
3.7 Практическая реализация результатов исследований 100
Выводы 102
Список использованной литературы
- Структурообразующие свойства полисахаридов бурых водорослей
- Методы исследования
- Разработка режимов сушки сублимацией ламинарии японской и продуктов из нее
- Исследование сорбционной активности разработанных пищевых продуктов
Введение к работе
Актуальность темы. Расширение ассортимента и создание новых продук
тов лечебно-профилактического направления из бурых водорослей становится
особенно актуальным в связи с ухудшением экологической обстановки; __
Современные данные (Барашков, 1972, Казьмин, 1972, 1989; Кизеветтер и др., 1973, 1980, Шмелькова и др., 1973; Воронова и др., 1987, 1991; Корзун и др, 1987, 1989, 1992; Подкорытова, 1987, 1992, 1996; Мирошниченко, 1988, 1992, 1998, Джарвнс, 1990, Комисаренко, 1990; Аминина и др., 1994, 1999) о химическом составе и фармакологических свойствах нутриентов ламинарии японской (Lammaria japomca), показывают возможность ее использования в качестве сырья для производства пищевых продуктов, обладающих лечебно-профилактическими свойствами.
Многие отечественные и зарубежные учёные (Haug, 1967, 1970; Толсто-гузов, 1978; Воронова, Рехина, 1987, 1989; Богданов, Сафронова, 1990, 1993; liuiergaard. 1991) исследовали недоросли и их полисахариды с целью производства продчкюн с заданными свойствами Однако очень мало работ посвящено их применению в лечебно-профилактических целях.
На момент исследований пищевой промышленностью выпускается небольшой ассортимент продукции из ламинарии (несколько наименований консервов и кулинарных изделий по типу салатов), но при замачивании, варке и термической обработке теряется значительная часть минеральных элементов, аминокислот, углеводов и других водорастворимых компонентов. Альгинаты, выделенные из бурых водорослей, широко используют как эмульгаторы и стабилизаторы, так как они связывают большое количество воды, увеличивают вязкость продуктов, способствуют образованию стойких эмульсионных и геле-образных систем. Однако отсутствует технология, позволяющая получать пищевой продукт из ламинарии, обладающий подобно альгинатам структурообразующими свойствами. Для ее создания необходимо подобрать условия ионообменных реакций, которые способствуют очистке функциональных групп альги-
новой кислоты от поливалентных металлов и ее перевода в альгинат натрия в тканях водоросли.
Известно, что функциональные группы альгиновой кислоты водоросли заблокированы двух- и поливалентными металлами и проявляют недостаточную активность по отношению к ионам (Райхенберг, 1968). В реакциях ионо-обмена, происходящих в стехиометрических количествах, обменивающиеся ионы удерживаются ионитом неодинаково прочно. Поэтому ионит, как правило, переводят в более активную форму, вводя в контакт с ионами, которые необходимо абсорбировать и прочно удержать.
Перечисленные факторы предопределили необходимость создания технологии обработки водоросли, позволяющей сохранить максимальное количество нутриентов ламинарии и получить пищевые продукты, обладающие лечебно-профилактическими свойствами.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является обоснование и разработка рациональной безотходной технологии переработки морской бурой водоросли ламинарии японской для получения пищевых продуктов с определенными химическими и реологическими свойствами.
Для реализации этой цели были поставлены и решены следующие задачи:
разработать технологию продуктов из ламинарии японской, содержащих вещества, обладающие лечебно-профилактическими свойствами;
научно обосновать и создать условия ионообменных реакций структурно-связанной альгиновой кислоты в тканях ламинарии японской;
разработать параметры создания гелеобразующей системы из ламинарии японской с использованием природных свойств альгиновой кислоты;
исследовать влияние температуры обработки на химические и реологические характеристики гелеобразующего продукта;
исследовать сорбционную способность разработанных пищевых продуктов из ламинарии;
изучить лечебно-профилактические свойства разработанных продуктов из ламинарии и разработать рекомендации по их применению в качестве лечебно-профилактических.
Научная новизна работы."Научно"обоснована,-с учетом- свойств и состава
сырья, технология получения пищевых продуктов с лечебно-профилактическими свойствами из морской бурой водоросли Laminaria japon-ica.
Исследовано влияние различных факторов (рН, температуры, гидромодуля, продолжительности) на выделение растворимых веществ из тканей водоросли и обоснован способ их концентрирования.
Исследованы условия ионообменных реакций структурно связанной альгиновой кислоты в тканях Laminaria japonica; установлено необходимое значение рН, обеспечивающее достаточную степень перевода альгиновой кислоты в альгинат натрия.
Разработаны и обоснованы технологические режимы получения сублимированных, гелеобразных продуктов из водоросли.
Научно обоснована и экспериментально подтверждена сорбционная активность in vitro и in vivo пищевых продуктов из ламинарии «Соломки пикантной» и «Приправы вкусовой быстрорастворимой» в сравнении с сорбцион-ной активностью Laminaria japonica.
Научная новизна, положенная в основу разработанных технологических процессов, подтверждена патентом РФ № 2041656 «Способ получения пищевого полуфабриката из ламинариевых водорослей».
Практическая значимость работы. На основе результатов исследования разработаны технологии сублимированных продуктов, гелеобразного продукта «Ламиналя» - и пищевых продуктов эмульсионного типа на его основе.
Разработаны и утверждены нормативные документы на технологию производства «Ламиналя» и продуктов на его основе:
ТУ 9284-102-00472012-97 «Ламиналь», ТИ № 476-92;
ТУ 9284-103-00472012-97 «Ламиналь мороженый»;
ТУ 9284-104-00472012-97 «Ламиналь .пресервы»;
ТУ 9284-033-00472012-95 «Пюре изумрудное»;
ТУ 9284-034-00472012-95 «Соуса «Ламинариевый», «Новинка»», ТИ № 36-30-95;
ТУ 9284-175-00472012-2000 «Ламиналь (биогель из морской капусты)», ТИ №36-166-99;
Н 36-2-97 нормы расхода сырья, материалов и тары при производстве «Ламиналя».
С целью комплексного извлечения из ламинарии веществ, обладающих сорбционными свойствами, разработаны и утверждены:
ТУ 8490-006-00472012-93 «Соломка пикантная», ТИ № 36-5-93;
ТУ 8400-007-00472012-93 «Приправа вкусовая быстрорастворимая», ТИ №36-6-93.
Получено разрешение Минздрава РФ на применение «Ламиналя (биогеля из морской капусты)» в качестве лечебно-профилактического продукта в комплексной терапии гастроэнтерологических заболеваний (гигиеническое заключение № 77.9.916.П.8828.2.00 от 15.02.2000).
Разработаны рекомендации по употреблению «Ламиналя (биогеля из морской капусты)» при профилактике и лечении гастроэнтерологических заболеваний.
Реализация результатов исследования. Разработан «Промышленный регламент на производство «Ламиналя» и продуктов на его основе». На опытно-экспериментальном участке ГУЛ ТИНРО-Центра установлена линия по производству «Ламиналя» производительностью 50 кг/сут для лечебно-профилактических учреждений г.Владивостока (Заключение ЦГСЭН № 510 от 16.03.99). Лечебно-профилактический продукт «Ламиналь (биогель из морской капусты)» рекомендован для лечения гастроэнтерологических заболеваний у детей и взрослых.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на конференциях: «Всесоюзная научно-техническая конференция по БАВ», Киев,
1991 г.; «Технология переработки гидробионтов», Москва, ВНИРО, 1994 г.; «Медицина-99», Владивосток, 1999 г.; «Научно-техническое и экономическое содружество стран АТР в 21-м веке», Хабаровск, 1999 г.; «Человек, экология, культура на пороге 21-го века», Находка,~1998 г.; «Человек - Культура ^Экология», Находка, 2000 г., технических секциях Ученого совета ТИНРО-Центра 1988-1999 гг
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 10 работ, в том числе 3 статьи, патент РФ.
Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, 3 глав, выводов, списка использованной литературы и 32 приложений. Работа изложена на 119 с, включает 28 таблиц, 14 рисунков. Список литературы включает 140 наименований отечественных и зарубежных авторов. Приложения составляют 65 с и содержат нормативные документы, акт выпуска «Ламиналя», заключения о медико-биологических и клинических испытаниях.
Структурообразующие свойства полисахаридов бурых водорослей
Морские водоросли - наиболее «урожайные» растения на Земле. Они создают до 150т зеленной массы с гектара. Их запасы в Мировом океане исчисляются сотнями миллионов тонн (Возжинская, 1971; Возжинская, 1986; Блинова, 1985). Науке известно об использовании водорослей человеком на протяжении столетий в самых различных целях: непосредственное употребление в пищу, использование в качестве корма сельскохозяйственным животным, внесение в почву в виде удобрений, широкое применение в медицине (Чэпмен, 1953; Gellenbeck, Chapman, 1983; Возжинская, 1986; Munda, 1987; Crawford, 1991; Kobayashi, 1991; Lahayl, 1991; Sugino, Myrata, 1991; Borowizka, 1992).
Включение водорослей в арсенал важнейших лекарственных средств насчитывает много столетий. В 8 веке из них приготовляли активно действующие препараты для лечения водянки. В древнем Китае морскую капусту применяли для лечения нарывов и злокачественных опухолей. Индия давно знала о водорослях как эффективном средстве в борьбе с некоторыми заболеваниями желез внутренней секреции.
Основными странами, развивающими добычу и переработку водорослей являются - страны азиатского континента (Китай, Япония, Южная Корея, Филиппины), а также Норвегия, Великобритания, Франция, США, Германия и Чили (Кизеветтер и др., 1981).
В морях нашей страны произрастает около 900 видов водоросли, из которых на долю зелёных приходится 19%, бурых - 30% и красных - 15% (Виноградова, 1979; Казьмин, 1989). Особенно большое применение, в первую очередь в пищевых целях, находят бурые водоросли (Phaeophyceae)- ламинариевые (Laminariales) (Казьмин, 1989). Они являются основным промысловым видом водорослей Дальнего востока. Среди бурых водорослей, произрастающих в водах дальневосточных морей, распространены представители семейства ламинариевых (Laminariceae), наиболее ценной в промысловом отношении является ламинария японская.
Род ламинарий представлен крупными по размерам водорослями с длинными, широкими и мясистыми слоевищами; в нижней части слоевище переходит в стволик (черешок), заканчивающийся системой разветвленных отростков (ризоидов), прикрепляющих водоросли к грунту дна.
Темно-коричневое, блестящее, с коротким клиновидным основанием слоевище ламинарии японской переходит в толстый, гибкий черешок (6-8 см) и заканчивается густоветвистыми ризоидами. Слоевище длиной 1,5 - 5,0 м (до 15 м), шириной 25 - 35 см (до 60 см), суживается к вершине, посредине его проходит широкая полоса, ограниченная с боков двумя бороздами, края волнистые (Кизеветтер и др., 1981).
Цикл развития ламинарии занимает два года, причем промысловой ценности водоросль достигает на втором году жизни, в июле - августе, когда она полностью освобождена от остатков первогоднего слоевища и не имеет на поверхности пластинки матовых пятен, и, тем более, разрушенной ткани по местам скопления спорангиев, особенно по краям слоевища (Кизеветтер, 1967).
Бурые водоросли семейства ламинариевых в естественных зарослях почти повсеместно встречаются вдоль побережья Дальнего Востока. Особенно мощные заросли расположены в водах Охотско - Шантарского побережья, Курильских островов и острова Сахалина, п-ва Камчатка (Суховеева 1967; 1972; 1981; Кизеветтер и др., 1981; Камнев, 1989; Клочкова Березовская, 1997). Laminaria japonica доминирует в нижнебореальной тепловодной подобласти, где расположены Южный Сахалин, острова Кунашир, Шикотан и острова Малой Курильской гряды. (Сарочан, 1969; 1975).
Ламинария японская является основным промысловым видом Приморья. Эти водоросли образуют заросли, приуроченные к глубинам от 0,5 до 12 м. Основные скопления Laminaria japonica сконцентрированы в районе от мыса Поворотного до мыса Бычьего, небольшие скопления имеются у островов в заливе Петра Великого (Кизеветтер и др., 1981).
На отдельных участках Приморья (с галечным грунтом) на глубинах 10 - 25 м имеются заросли Laminaria japonica f. Longipes. Поля этой водоросли удалены от берега не менее чем на 500 м. В Северном Приморье небольшие запасы этого вида отмечаются в районе от озера Бурного до мыса Золотой (Кизеветтер и др., 1981).
Вдоль побережья Приморья заросли водорослей расположены неравномерно. Ламинария японская в смешанных зарослях отмечается в виде небольших вкраплений или отдельными пятнами, площадью от 5 до 10 м2, иногда до 30 м2. При этом ламинария не формирует промыслового пояса, и только на отдельных участках побережья встречаются редкие, небольшие пятна плотных поселений с промысловыми характеристиками (Кизеветтер и ДР., 1981). Химический состав бурых водорослей представлен 5-15 % белка, 70 % углеводов, 1-3 % липидов, 20-50 % (сухого веса) золы и другими веществами (табл. 1.1) (Кизеветтер, Грюнер, 1967; Возжинская, Камнев, 1994).
Методы исследования
В качестве объектов исследований использовали: двухлетние бурые водоросли семейства ламинариевых (Laminariales), собранные с естественных зарослей, в промысловый период (июнь- август) в Приморье, Южно - Курильском районе - ламинария японская {Laminaria japonica Aresch), соответствующая требованиям технических условий ТУ 15-01 1622-92; пищевые лечебно-профилактические продукты, полученные в процессе разработки; альгинаты, выделенные из ламинарии и разработанных продуктов: «Ламиналя», соусов «Новинки» и «Ламинариевого», пюре «Изумрудного», «Соломки пикантной», «Приправы вкусовой быстрорастворимой».
Применение ламинарии японской с целью получения новых видов продукции связано с необходимостью оценки качества получаемых изделий, установления влияния на них различных аспектов технологии и состава используемых компонентов.
Пищевые продукты исследуют органолептическими и инструментальными методами. В зависимости от поставленной задачи применяют различные методы оценки качества продукции (Богданов, Сафронова, 1993): - приемлемости и предпочтения (предпочтительности, жела тельности, удовлетворительности); сравнения; расстановки; - количественной оценки с помощью балльных шкал. Для оценки разработанной продукции был использован последний метод. Он широко применяется в профильном анализе и балловой системе оценки качества продуктов.
Органолептические показатели продуктов относятся к неизмеримым значениям, которые нельзя выразить в физических размерных шкалах. Характеристику вкуса, цвета, запаха, консистенции и других сенсорных признаков приводят в качественных описаниях. Чтобы перевести качество в количество, при оценке используют безразмерные шкалы: обычно в баллах.
Балльная шкала служит для назначения объектам количественной оценки, которая является мерой выражения качественного уровня признака. Шкала характеризуется диапазоном, или баллами, под которыми понимают количество уровней качества, включенных в шкалу. При разработке балловых шкал градацию определяют в зависимости от характера поставленной задачи, возможностей словесного описания характеристики качественных уровней.
Была использована унифицированная пяти балльная шкала. Для разработки балльных шкал выбирали номенклатуры единичных показателей, характеризующих органолептические свойства продукта, назначение коэффициентов весомости показателей, устанавливали критерии для разных качественных уровней (категории качества) разработанной продукции. Прием оценивания заключался в том, что эксперты испытуемым объектам давали качественную или количественную оценку в соответствии с выраженностью определенного признака. Они выбирали приемлемые качества продукта, ставя балл, который, по их мнению, соответствует представленному показателю. Этот прием наиболее употребим в органолептическом анализе при оценивании наших разработанных пищевых продуктов. Показатели оценивались в баллах. Результаты оценочных операций заносились в дегустационные листы. Листы представляли собой таблицы, в которые занесены основные характеристики в словесном описании и каждая соответствует своему критерию оценки.
Были разработаны балльные шкалы для оценки органолептических свойств «Приправы вкусовой быстрорастворимой» и «Соломки пикантной» (табл .2.1,2.2).
Затем проводили статистическую обработку индивидуальных оценок, рассчитывали комплексные показатели и количественные меры согласованности экспертов. Обобщение дегустационных оценок качества продукции выполняли методом усреднения. При обработке дегустационных листов и расчете комплексных показателей использовали основные приемы математико-статистического анализа для получения количественных характеристик органолептических свойств продукта. С этой целью рассчитывали средние величины, например, среднюю арифметическую. По окончании дегустационного совещания выносили общий балл за каждый вид продукции.
Исследования химического состава: воды, минеральных веществ, альгиновой кислоты, маннита, азотистых оснований, йода проводили по ГОСТ 26185-84; клетчатки по модифицированной методике Лазаревского (1955) и методом ВЭЖХ.
Для ВЭЖХ готовили пробы: 1 г продукта растворяли в 9 мл дистиллированной воды при нагревании на водяной бане. Полученный раствор фильтровали через мембранный фильтр с размером пор 0.45 мкм Kurabo 25А (Япония) и анализировали ВЭЖХ.
ВЭЖХ - анализ проводили на жидкостном хроматографе Shimadzu LC-6A (Япония). Запись и обработку хроматограмм проводили интегратором CHROMATOPAC C-R4A (Shimadzu, Япония).
Разработка режимов сушки сублимацией ламинарии японской и продуктов из нее
Как было сказано выше, измельченные слоевища или куски водоросли после экстрагирования растворимых веществ ламинарии направляли на производство гелеобразного продукта.
Ранее было показано, что морская капуста эмульгирующими свойствами не обладает, а проявляет свойства загустителя (Богданов, Сафронова, 1993). В качестве эмульгатора используют альгинаты одновалентных металлов выделенные из водорослей, которые растворясь в воде образуют вязкие растворы.
Технология выделения из бурых водорослей альгиновой кислоты и перевод ее в солевую форму сложна, трудоемка, энергоемка и экологически небезвредна. Также в водорослевых отходах после выделения альгината остаются минеральные и органические (аминокислоты, альгиновая кислота, маннит, фукоидан, йод и др.) вещества, которые полезны для организма человека. В связи с выше изложенным, целесообразным представляется использовать не выделенные полисахариды из ламинарии, а полученные продукты на ее основе, обладающие подобно альгинатам структурообразующими свойствами.
Для разработки технологии получения гелеобразного продукта на основе ламинарии японской необходимо создать условия проведения ионообменных реакций, которые способствуют очистке функциональной группы альгиновой кислоты от поливалентных металлов и ее перевода в альгинат натрия.
Альгиновая кислота присутствует в водоросли в виде солей различных металлов, преимущественно кальция, магния, натрия, калия. В тканях неживой водоросли она сохраняет способность к ионообмену, то есть может обмениваться ионами с искусственно созданной или моделированной окружающей средой. Как правило, функциональная группа альгиновой кислоты в тканях водоросли связана с двух - поливалентными металлами и проявляет недостаточную активность по отношению к ионам. В реакциях ионообмена, происходящих в стехиометрических количествах, обменивающиеся ионы удерживаются ионитом неодинаково прочно (Райхенберг,1968). Поэтому ионит, как правило, переводят в более активную форму и, вводят в контакт с ионами, которые необходимо абсорбировать и прочно удержать.
Известно, что молекулы одновалентных альгинатов в воде подвергаются сольватации, образуя вязкие растворы. Вязкость их зависит от многих факторов, в частности от величины молекулярной массы, их степени этерификации, природы и температуры растворителя. После перехода всех неполных альгинатов в раствор, реакция нейтрализации проходит в гомогенной среде. Так протекает реакция при наличии достаточного количества щелочи или в условиях ее избытка. Если изолировать растворимые, неполные альгинаты, по мере их образования, то получается неоднородная тиксотропная структура. В процессе последовательной обработки альгиновой кислоты небольшими порциями щелочи вязкость полученных альгинатов увеличивается по мере протекания реакции (Богданов, 1990;1993).
Учитывая, теорию ионообмена необходимо альгинаты тканей водоросли переводить в более активную кислую форму путем обработки сырья в растворах слабой кислоты, а затем для перевода ее в растворимую форму обрабатывать в слабощелочной среде. Поэтому для создания гелеобразной структуры продукта, ламинарию японскую (крупные кусочки и слоевища) подвергали дроблению, очистки от механических примесей, деминерализации, условия которой описаны в разделе 3.1, промывке от избытка кислоты, щелочной варке, нейтрализации, гомогенизации.
После промывки водоросль измельчали на кусочки размером 4-6 мм и направляли на щелочную варку.
В качестве щелочи был выбран натрий углекислый (пищевую соду), который используется пищевой промышленностью для технологических целей.
В связи с тем, что для экспериментов использовали сушеные и мороженые водоросли, которые после восстановления и размораживания имеют разные физические свойства, необходимо было подобрать гидромодуль, а также установить рН среды, температуру и продолжительность термической обработки водоросли.
Обработку водоросли проводили в щелочной среде в интервале рН от 6 до 12 при соотношении водоросли и вода 1:2; 2:1; 1:1 при температуре от 60 до 110 С с интервалом в 10 С в течение 1-2 ч.
Экспериментальным путем было установлено, что поддержание гидромодуля: для сушеной водоросли 1:2 (водоросль - вода); мороженной -1:1 является достаточным условием создания гелеобразной системы на основе ламинарии японской.
Результаты эксперимента показывают, что повышение температуры выше 95 С приводит к резкому уменьшению содержания альгиновой кислоты, что вероятно, связано с ее деструкцией (табл. 3.7). Для получения более вязкого раствора необходимо строго выдерживать температурный режим в пределах 85-90 С.
Исследование сорбционной активности разработанных пищевых продуктов
Известно, что полисахариды бурых водорослей - соли альгиновой кислоты - являются сильными природными сорбентами, предупреждающими накопление в организме человека радиостронция, поступающего с продуктами питания. Трудность декорпорации стронция состоит в том, что он имеет сходные пути метаболизма с кальцием, которого в организме много, имеющим высокую константу стойкости со многими искусственными сорбентами (Баженов, Булдаков и др., 1990). Эксперименты, проведенные ранее (Долматова, 1968; Пантелеева, 1972; Подкорытова, 1988;) показали, что альгиновая кислота и ее соли избирательно связывают стронций по сравнению с кальцием, как в модельных экспериментах, так и в организме человека. Следовательно, они являются эффективным радиозащитным средством, не нарушающим кальциевый обмен в организме человека.
Исследования селективности ионообмена альгинатсодержащих продуктов и чистых альгинатов были проведены с целью установления их сорбционных свойств.
Сорбционную способность «Соломки пикантной» (рН равной 7 и 3) и ПВБ, полученных из ламинарии японской, сравнивали с ионообменными свойствами альгинатов в исходном сырье свободной альгиновой кислоты, выделенной из него.
Результаты экспериментов in vitro показали, что сорбционная активность «Соломки пикантной», обработанной в нейтральной среде, по отношению к стабильному стронцию возрастает в 2 раза по сравнению с исходным сырьем (табл. 3.19). Таблица 3.19
Изменение сорбционной активности альгинатсодержащих продуктов в экспериментах in vitro Наименование продукта Содержание ионов, г/моль Коэффициент селективности TSrli [Call [Srle ГСаІ, Ламинария японская 0,758 0,922 0,098 0,078 1,6 «Соломка пикантная» рН=7 0,758 0,922 0,718 0,225 3,8 «Соломка пикантная» рН=3 0,758 0,922 0,475 0,068 8,4 Альгиновая кислота 0,758 0,922 0,511 0,068 9Д Альгинат натрия 0,758 0,922 0,595 0,050 14,3 Альгинат кальция 0,758 0,922 0,076 0,078 1,2 Обработка водоросли в кислой среде (рН 3) повышает сорбционную активность «Соломки пикантной» более чем в 5 раз и ее коэффициент селективности почти равен коэффициенту селективности альгиновой кислоты (табл. 3.19). Это объясняется тем, что повышение кислотности в продукте позволяет активизировать карбоксильные группы альгиновой кислоты.
Наибольшей сорбционной активностью по отношению к стронцию обладают альгиновая кислота, «Соломка пикантная» (рН=3) и альгинат натрия, полученные из ламинарии японской. Их коэффициенты селективности более чем в 8 раз превышают коэффициент селективности исходного сырья.
Биологические исследования сорбционных свойств «Соломки пикантной» и ПВБ проводились в сравнение с альгинатом кальция и натрия. Таблица 3.20 Изменение сорбционной активности альгинатсодержащих продуктов в эксперименте in vivo Наименование продукта Количествопродукта,вводимого врацион животных, г Содержаниеальгиновойкислоты Количество связанных радиоизотопов, % Сорбируемостьрадиоизотопов на1г альгиновойкислоты % г 85Sr 137Cs 85Sr 137Cs Альгинат натрия 0,4 80,0 0,32 53,8 16,0 24,5 2 8,5 Альгинат кальция 0,4 85,0 0,34 72,3 21,0 77,4 61,8 «Соломка пикантная» 2,0 40,0 0,80 31,3 27,7 39,0 34,6 ПВБ 0,4 15,0 0,06 37,3 11,6 621,0 193,0 Результаты исследований в эксперименте in vivo показали преимущество использования ПВБ в качестве энтеросорбента, так как при пересчете сорбционной емкости продуктов, полученных из одной водоросли, на 1 г содержащейся в них альгиновой кислоты обнаружена более высокая эффективность ПВБ (табл.3.20). Высокая сорбционная емкость ПВБ и ее радиозащитные свойства зависят не только от особенностей структуры водорослевой фракции соли альгиновой кислоты (Аминина и др., 1994), но и от достаточно высокого содержания катионов кальция (2,4 %) и особенно калия (6,0-7,0 %), а также объясняется влиянием других биологически активных веществ, входящих в состав ПВБ. Значительная эффективность выведения радиоизотопа стронция из организма обуславливается дополнительным участием кальция в обменных процессах. Большая сорбционная активность ПВБ по отношению к радиоизотопу цезия в сравнении с альгинатами кальция и натрия зависит в большой степени от достаточно высокой концентрации кальция в препаратах. Известно, что попавший в организм цезий участвует в калиевом обмене: ионы цезия блокируют калиевые каналы мембран мышечных клеток (Harrison et al., 1966), поэтому значительное содержание калия в ПВБ способствует выведению радиоцезия из организма и дополнительному участию калия в обменных процессах (Ковалева, Вишневская, Подкорытова, 1999) (табл. 3.20) (приложение 18). Способность «Ламиналя» осуществлять энтеросорбцию тяжелых металлов была изучена в экспериментах in vivo. Был поставлен опыт на крысах к рациону, которых добавляли хлорид свинца из расчета 2 мг на крысу в день. В качестве показателя эффективности энторосорбции служили данные о содержании свинца в печени и почках крыс, органах которые являются мишенями для свинца (табл. 3. 21) (приложение 6).