ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИНЕТИКИ СОРБЦИИ КАТИОНА МЕТАЛЛА ПЕКТИНОМ ИЗ ЦИТРУСОВЫХ
Одним из ценных компонентов пищи, обладающим сорбционными свойствами по отношению к ионам тяжелых металлов, является пектин. Пектиновые вещества присутствуют почти повсеместно во всех высших растениях. Для рационального использования пектина необходимо всестороннее изучение его физико-химических свойств.
В нашу задачу входило исследование цитрусового пектина, полученного после промышленной переработки плодов на сок. Так как пектиновые вещества представляют собой природный ионообменник, изучалась кинетика и сорбционная способность пектина in vitro по отношению к ионам свинца, а также влияние температуры на сорбционную емкость. Известно, что свинец как тяжелый металл связывается с карбоксильными, фосфатными группами биомолекул. При этом он снижает активность ферментов и, купируя метаболические процессы, вызывает сильную интоксикацию организма.[1] Установлено, что кроме физической адсорбции катионов активными центрами пектина, происходит и хемосорбция - образование комплексных соединений пектата свинца. [4]
Сорбционная способность выражается количеством ионов тяжелого металла, связывающихся с 1г пектина. Количество связавшихся ионов свинца определялось по разнице между вносимым и остаточным количеством в расчете на 1г пектина.
Изменение концентрации ионов свинца в водной фазе растворов при контакте с цитрусовым пектином от времени сорбции отражено в таблице 1.
При обработке пектина стандартным раствором основного ацетата свинца образуется рыхлый осадок пектата свинца. Его отфильтровали, а содержание в надосадочной жидкости в различные моменты времени (10-60мин) определяли методом комплексонометрического титрования. Титрование проводилось в среде аммиачного буферного раствора под контролем металлохромного индикатора хромогена. [3]
В реакциях образования пектатов металлов участвуют два вещества и, чтобы учесть изменения концентрации одного из реагирующих веществ (ионов металла), при минимальном влиянии концентрации другого вещества (пектина), использовали метод изолирования Оствальда [2]. Согласно этому методу, реакция проводится с избытком одного из реагентов (пектина) и тогда скорость пропорциональна концентрации другого реагента, взятого в недостатке (ионы металла).
Таблица 1
Изменение концентрации ионов свинца в водной фазе раствора
|
Время, мин |
Количество ионов Pb2+, мг/г |
Концентрация иона Pb2+ в растворе, ммоль/л |
|
0 (ст. р-р) |
103,8 |
5,00 |
|
10 |
88,0 |
4,25 |
|
20 |
83,0 |
4,00 |
|
30 |
73,5 |
3,55 |
|
40 |
71,4 |
3,44 |
|
50 |
67,0 |
3,20 |
|
60 |
67,0 |
3,20 |
Линейность зависимости lgC от времени и постоянство констант скорости в различные отрезки времени свидетельствует о первом порядке реакции взаимодействия пектина с ионами свинца. Средняя величина константы скорости равна 1,325х10-3мин-1
В течение 1 часа максимальное извлечение Pb2+ составляет 64% от равновесной концентрации, что в пересчете на 1г сорбента равно 67 мг ионов свинца.
Сорбция в зависимости от природы адсорбента, особенности его поверхности может подчиняться уравнению Фрейндлиха или Ленгмюра.
Для поиска этой подчиненности рассчитывали на основе полученных данных величину экспериментальной адсорбции, согласно зависимости:
,
где ΔС - изменение концентрации иона Pb2+ в растворе, n - объем раствора (мл), m - масса адсорбента (пектина), г
Нахождение констант уравнения Ленгмюра (А∞ и b) и констант уравнения Фрейндлиха (К, 1/n) осуществляли по графическим зависимостям и lgАЭКС. =f(lgΔC), соответственно [5].
В таблице 2 приведены найденные величины адсорбции.
На рисунке представлены соответствующие изотермы сорбции.
По хаpaктеру изученных изотерм и данным табл. 2 можно сделать вывод, что функциональная зависимость сорбции от концентрации катионов свинца подчиняется уравнению Фрейндлиха (А=КС1/ n), описывающего сорбционный процесс на неоднородных пористых поверхностях. Коэффициенты уравнения для изотермы сорбции следующие: К = 0,5; 1/n = 0,9.
Для изучения влияния температуры на сорбционные свойства пектина проводили: замораживание модельных растворов при температуре минус 180С и температурную обработку при 99-1000С в течение 1 часа.
Проведенные исследования показали, что процент сорбционной способности пектина относительно его протекания при комнатной температуре уменьшился на 22,6% при термической обработке и на 1,2% при замораживании.
Таблица 2
Соотношение экспериментальной величины адсорбции ионов Pb2+ на пектине с расчетными
|
ΔС, ммоль/л |
АЭКС. , ммоль/г |
АЛ., ммоль/г |
Аф. , ммоль/г |
АЭКС./ АЛ. |
АЭКС./ Аф. |
|
0,75 |
0,375 |
0,570 |
0,386 |
0,658 |
0,972 |
|
1,00 |
0,500 |
0,740 |
0,500 |
0,676 |
1,000 |
|
1,45 |
0,725 |
1,040 |
0,699 |
0,697 |
1,037 |
|
1,56 |
0,780 |
1,109 |
0,746 |
0,702 |
1,045 |
|
1,80 |
0,900 |
1,259 |
0,846 |
0,714 |
1,060 |
|
|
Ср. = 0,689 |
Ср. = 1,022 |
|||
Изотермы сорбции Рb2+ цитрусовым пектином
Полученные данные позволяют рекомендовать цитрусовые пектины в качестве энтеросорбентов для выведения ионов свинца из организма при свинцовой интоксикации.
Относительное сохранение сорбционных свойств пектина при консервировании холодом или термической обработке позволяет рекомендовать его в качестве пищевой добавки к продуктам лечебного и профилактического действия. При этом его преимущество по сравнению с неприродными сорбентами в отсутствии токсичности и хорошей эвакуации из кишечника.
Выводы:
- Установлен факт высокой комплексообразующей способности пектина из цитрусовых по отношению к катионам свинца. Максимальная степень извлечения 64% от исходной концентрации Pb2+ в течении времени сорбции 60 мин.
- Изучение кинетики образования пектата свинца показало, что реакция протекает по первому порядку с величиной константы скорости равной 1,325х10-3 мин-1
- Показано, что сорбционный процесс на поверхности энтеросорбента подчиняется уравнению Фрейндлиха.
- Установлено относительное сохранение сорбционной активности пектина при термической обработке и при замораживании.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Агоджанян Н.А.// Химические элементы в среде обитания и экологический портрет человека. М., 2001. - 250 с.
- Денисов Е.Т.// Кинетика гомогенных химических реакций. М.,1978. - 368 с.
- Нилина В.В.// Пектин. Методы контроля в пектиновом производстве. Киев.1992. - 180 c.
- Решетников В.И. // Химико-фармацевтический журнал. - 2003.- Т 37. № - 5. С. 28 - 32.
- Фролов Ю.Г.// Поверхностные явления и дисперсные системы. М., 1982. - 400 c.
Статья в формате PDF
109 KB...
07 05 2026 14:20:29
Целиакия – энтеропатия, обусловленная развитием неадекватной иммунной реакции в ответ на поступление глютена – белка, содержащегося в злаковых, – в просвет тонкой кишки. Распространенность заболевания составляет 0,5-1,0 % в популяции. Большинство больных являются носителями мутировавшего лейкоцитарного гена DQ2/DQ8. В обзоре обсуждаются современные представления о патогенезе целиакии и классификация Marsh, дополненная Oberhuber. «Золотым стандартом» диагностики целиакии является биопсийное исследование. Диагностически значимыми морфологическими критериями целиакии являются атрофия ворсинок слизистой оболочки тонкой кишки, гиперплазия крипт увеличение числа межэпителиальных лимфоцитов, лимфо-плазмоцитарная инфильтрация собственной пластинки. В плане лечения наиболее эффективна строгая аглютеновая диета, обсуждается возможность применения заместительной ферментной терапии.
...
06 05 2026 19:45:59
Статья в формате PDF
149 KB...
05 05 2026 4:46:57
Статья в формате PDF
91 KB...
04 05 2026 4:57:31
Рассматриваются показатели видового разнообразия мелких млекопитающих в зоне влияния алмaзoдобывающей промышленности Западной Якутии. Исследования проводились на территории двух крупных промышленных узлов – Мирнинского (среднетаежная подзона) и Айхало-Удачнинского (северотаежная подзона). Отработано около 7040 конусо-суток, 4700 ловушко-суток и отловлено 1920 экз. мелких млекопитающих, относящихся к 17 видам. Отмечено, что при масштабных преобразованиях ландшафтов, хаpaктерных для деятельности предприятий горнодобывающей промышленности, происходят изменения состава сообществ и популяционных параметров мелких млекопитающих, что свидетельствует о пессимизации среды обитания. Причем негативные трaнcформации более резко выражены в пределах северотаежной подзоны.
...
02 05 2026 12:32:20
Статья в формате PDF
122 KB...
01 05 2026 3:54:15
Статья в формате PDF
173 KB...
30 04 2026 23:54:43
В данной работе приводятся результаты экологических исследований по состояния северных экосистем, с целью разработки возможных мероприятий по снижению негативных воздействий на окружающую среду при горно-добычных работах открытых карьерным способом. Выявлены закономерности приуроченности накопления тяжелых металлов на определенных типах почв.
...
27 04 2026 22:55:22
Статья в формате PDF
91 KB...
26 04 2026 18:18:42
Статья в формате PDF
346 KB...
24 04 2026 9:13:26
Статья в формате PDF
134 KB...
23 04 2026 4:43:11
Статья в формате PDF
134 KB...
22 04 2026 4:21:18
В обзорной статье рассмотрены основные элементы энергосберегающей технологии возделывания сорго в условиях Астpaxaнской области, к которым относятся: подготовка семян к посеву, севооборот, подбор сортов, нормы высева и способы посева, минеральные подкормки, борьба с сорными растениями и болезнями с помощью внесение гербицидов, орошение по фазам роста и развития, с помощью дождевания наименее энергозатратных агрегатов.
...
20 04 2026 20:59:57
Статья в формате PDF
202 KB...
19 04 2026 6:35:46
Статья в формате PDF
105 KB...
18 04 2026 18:30:34
Статья в формате PDF
152 KB...
17 04 2026 17:25:21
Статья в формате PDF
266 KB...
16 04 2026 9:11:22
Статья в формате PDF
450 KB...
15 04 2026 15:26:17
Статья в формате PDF
111 KB...
14 04 2026 6:35:58
Статья в формате PDF
120 KB...
13 04 2026 17:37:20
Статья в формате PDF
102 KB...
12 04 2026 5:16:20
Статья в формате PDF
101 KB...
11 04 2026 6:29:55
Статья в формате PDF
100 KB...
09 04 2026 19:54:32
После выхода в свет первого издания книги Дарвина “Происхождение видов путем естественного отбора” прошло 150 лет, но полной ясности в некоторых вопросах, которые вызвали затруднения еще у Дарвина, по-прежнему нет. В предлагаемой статье рассматривается, каким образом под давлением окружающей среды большая популяция, эволюционирующая градуально, превращается в малую группу, в соответствии с синтетической теорией эволюции. И каким образом «многообещающий уpoд» “сальтационистов”, порождение этой вымирающей популяции, совершив скачок и обзаведясь потомством, закладывает популяцию нового вида. Рассматриваются также природа «пульсаций» в теории ”пунктационного” равновесия и ряд других вопросов.
...
07 04 2026 4:35:13
Статья в формате PDF
142 KB...
02 04 2026 3:33:16
Статья в формате PDF
117 KB...
30 03 2026 16:54:47
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
