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
153 KB...
05 09 2026 18:10:33
Установлены специфические особенности микробного населения почв мерзлотных горно-таежных техногенных ландшафтов Эльконского ураново-рудного района на территории Южной Якутии. Такие как высокая численность эколого-трофических групп микроорганизмов (2,0·103–7,6·107 кл/г), сопоставимая с плотностью микробов в лугово-степных почвах Центральной Якутии и особый хаpaктер распределения их по профилю почв в зависимости от содержания в них урана. В почве радиоактивно-загрязненного разреза с уменьшением содержания урана до 161 мг/кг наблюдается увеличение численности всех исследованных групп микроорганизмов. В остальных образцах данного разреза с увеличением содержания урана в почве наблюдается исчезновение или спад численности микроорганизмов на 1–2 порядка. В отличие от загрязненного разреза в почве нативного ландшафта численность микроорганизмов остается достаточно высокой по всему почвенному профилю.
...
04 09 2026 22:14:54
Статья в формате PDF
104 KB...
03 09 2026 9:23:28
Статья в формате PDF
121 KB...
02 09 2026 18:57:56
В лаборатории биохимии ФГУН «РНЦ «ВТО» им. акад. Г. А. Илизарова Росздрава» разработаны имплантационные материалы на основе кальцийфосфатных соединений, выделенных из костной ткани крупного рогатого скота. Технология получения материалов для имплантации включает в себя деминерализацию костной ткани с применением хлороводородной кислоты, осаждение из раствора кальцийфосфатных соединений, их очистку, высушивание и измельчение.
Изучен качественный и количественный состав полученных материалов с применением сканирующей электронной микроскопии, инфpaкрасной спектроскопии и метода рентгеновского электронно-зондового микроанализа. Установлено, что материалы представляют собой порошкообразные смеси с включениями гранул диаметром от 100 до 2000 мкм. В состав материалов входят остеотропные элементы кальций, фосфор, магний, сера, которые однородно распределены в материале.
...
01 09 2026 10:11:47
Сердце – один из самых загадочных органов. Вскрытие грудной полости и рассечение перикарда нарушает целостность сердечной системы, и способность его работать даже в этих условиях приводит к недооценке перикардиальной полости, как важной функциональной пятой камеры сердца. Представленная схема фаз деятельности пятикамерного сердца будет способствовать развитию теории и пpaктики оздоровления человека, спортивной тренировки и лечения болезней сердца.
...
31 08 2026 10:25:41
Статья в формате PDF
90 KB...
30 08 2026 7:17:52
Статья в формате PDF
254 KB...
29 08 2026 1:22:43
Статья в формате PDF
134 KB...
28 08 2026 15:53:12
Статья в формате PDF
121 KB...
27 08 2026 12:17:35
Статья в формате PDF
114 KB...
26 08 2026 22:24:26
Статья в формате PDF
116 KB...
25 08 2026 6:10:21
Статья в формате PDF
104 KB...
24 08 2026 23:37:25
Статья в формате PDF
125 KB...
22 08 2026 12:30:43
Статья в формате PDF
114 KB...
21 08 2026 0:32:49
Статья в формате PDF
143 KB...
20 08 2026 2:17:27
Статья в формате PDF
112 KB...
19 08 2026 13:58:12
При выборе рациональной технологии изготовления и оптимизации составов мазей и гелей с нестероидным противовоспалительным средством – мелоксикамом (МК) важно изучение реологических свойств данных лекарственных форм (ЛФ). Статья посвящена изучению реологических свойств мазей и гелей МК. Исследования, проведенные авторами, позволили определить факторы, влияющие на реологические свойства изучаемых ЛФ МК и охаpaктеризовать исследуемые образцы мазей и гелей МК, как структурированные дисперсные системы.
...
18 08 2026 20:16:43
Статья в формате PDF
116 KB...
17 08 2026 23:16:37
Статья в формате PDF
87 KB...
16 08 2026 23:36:47
Статья в формате PDF
120 KB...
15 08 2026 22:25:17
Статья в формате PDF
276 KB...
14 08 2026 17:16:35
Статья в формате PDF
116 KB...
13 08 2026 15:58:50
Статья в формате PDF
93 KB...
12 08 2026 12:57:28
Статья в формате PDF
119 KB...
11 08 2026 18:28:43
Статья в формате PDF
118 KB...
10 08 2026 0:24:43
Статья в формате PDF
105 KB...
09 08 2026 8:51:58
Статья в формате PDF
264 KB...
08 08 2026 19:10:16
Статья в формате PDF
153 KB...
07 08 2026 16:50:30
Статья в формате PDF
123 KB...
06 08 2026 22:50:43
Статья в формате PDF
112 KB...
05 08 2026 6:41:36
Статья в формате PDF
127 KB...
04 08 2026 3:39:28
Статья в формате PDF
145 KB...
03 08 2026 19:55:14
Показано, что бытующее до сих пор утверждение, что центростремительные и гироскопические силы работы не совершают, неверно. При движении тела с постоянной скоростью по круговой орбите непрерывно затрачивается работа на изменение направления движения (поворот вектора скорости).
...
01 08 2026 11:35:53
Статья в формате PDF
107 KB...
31 07 2026 8:41:59
Статья в формате PDF
91 KB...
29 07 2026 15:42:14
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 ::
