Сорта и гибриды | М, кДа |
Лакомка | 37 |
Енисей | 121 |
Воронежский 631 | 59 |
Санмарин 361 | 85 |
Престиж | 115 |
Все полученные пектины имеют достаточно высокую молекулярную массу. Наибольшая ее величина у пектина сорта Енисей, что позволяет предположить его высокую желирующую способность. Сочетание этого показателя с максимальной комплексообразующей способностью (табл.5) позволяет рекомендовать пектин этого сорта Енисей для получения функциональных продуктов.
Выделенный кислотным гидролизом пектин содержит различные примеси, одна из которых - красящие вещества меланоидины, ухудшающие качество и товарный вид пектина. Для очистки пектиновых экстрактов от красящих веществ нами использована сорбция на активированном угле. Полученный кислотной обработкой корзинок экстракт отфильтровывался и подвергался осветлению путем неоднократного пропускания через сорбционную колонку. Результаты показаны на рисунке 4.
а) |
б) |
Рисунок 4. Зависимости: а - степени осветления (R)пектинового экстракта -1 и количества сорбированных сухих веществ (N) - 2 и б – содержания оксалата кальция в пектине (ω) от числа циклов сорбции (n).
Данные рис. 4а показывают достаточно высокую эффективность сорбционного процесса с достижением предельной сорбции красящих веществ 86 % от их начальной концентрации. Наряду с осветлением проходит уменьшение в растворе массы сухих веществ за счет их сорбции (рис.4, кривая 2). При этом основное повышение сорбции проходит в начале процесса, а затем практически не изменяется, что связано с образованием на поверхности новых активных центров, представляющих собой гидрофильные участки сорбируемых меланоидинов, и соосаждением как меланоидинов, так и пектина. Кроме того, уменьшение массы веществ в очищаемом растворе может быть связано с сорбцией, веществ белкового характера, которые присутствуют в экстрактах.
Одним из компонентов экстракта, получаемого при извлечении пектина из растительного сырья щавелевой кислотой, является оксалат кальция, образующийся при разрушении кальций - пектатных мостиков протопектина. На рисунке 4б показано изменение содержания оксалата кальция в пектине в процессе сорбционной очистки. Резкое снижение содержания оксалата кальция в пектине на начальной стадии процесса указывает на соосаждение его с меланоидинами и другими примесями на угле. Полное удаление его из пектина не достигается, однако содержание этой примеси составляет менее 10 %.
Подтверждением эффективности сорбционной очистки пектина от примесей различного характера является повышение в очищенном пектине величины полиуронидной составляющей ─ массовой доли суммы свободной и этерифицированной полигалактуроновой кислоты. Анализ показал, что в неочищенном пектине этот показатель составляет 62,2%, а в очищенном на активированном угле – 75%.
|
|
|
|
Сорбция на активированном угле не позволяет очистить пектин от ионизированных примесей. Для очистки от электролитов использован метод ультрафильтрации пектиновых экстрактов. На рисунке 5 показано изменение показателей процесса ультрафильтрации.
По сравнению с известными литературными данными для пектинов другого происхождения производительность мембран и максимальная концентрация пектина гораздо выше, что связано с частичной потерей агрегативной устойчивости системы, характерной для экстрактов подсолнечного пектина. Данные показывают перспективность использования ультрафильтрации в системах очистки и концентрирования пектинового экстракта. В таблице 8 приведен состав подсолнечного пектина полученного до и после ультрафильтрации при исходной температуре 42 0С.
Таблица 8 –Изменение состава пектина в результате ультрафильтрации экстракта
Показатели | Кс | Кэ | Ко | Е мет | Пч | Ац |
До ультрафильтрации | 10,8 | 5,4 | 16,2 | 33,3 | 65,1 | 0,12 |
После ультрафильтрации | 11,7 | 6,3 | 18,0 | 35,0 | 72,3 | 0,13 |
В результате мембранной обработки в пектине увеличивается общее содержание карбоксильных групп и полиуронидной составляющей, что связано с удалением низкомолекулярных веществ и повышением чистоты получаемого продукта. Таким образом, ультрафильтрационная очистка нейтрализованных экстрактов пектина позволяет получать пектин достаточно высокого качества.
4. Экологические аспекты применения пектина в
сельском хозяйстве
Одним из перспективных направлений использования пектина является предпосевная обработка семян зерновых с одновременным уменьшением дозы стандартного протравителя для стимулирования роста и развития растений. Для испытаний в лабораторных условиях были отобраны средние пробы подготовленных к посеву партий ярового ячменя сорта Приазовский, и обработаны протравителем Кинто Дуо в стандартной дозе, а также пектинсодержащим препаратом «Агродес». Данные, полученные по итогам опыта, представлены в таблице 9. Данные показывают, что использование полной дозы протравителя практически полностью обеззараживает семена, способствуя уменьшению распространения болезней в 4,5 – 5,0 раза. Однако при этом наблюдается снижение величины лабораторной всхожести и энергии прорастания.
При полной замене протравителя препаратом «Агродес» было выявлено, что показатели качества семян оставались высокими, увеличивались длина проростков и число зародышевых корешков, а также лабораторная всхожесть, но наряду с этим установлена заметно большая степень развития болезней по сравнению с вариантом с обработкой полной дозой протравителя. Однако эта величина была меньше в 1,4 раза по сравнению с контрольным вариантом.
Таблица 9 - Влияние различных обработок на посевные качества ячменя
Вариант опыта | Длина проростка, см | Энергия прорастания, % | Пораженность болезнями, % | Лабораторная всхожесть, % |
Контроль (не обработанные) | 17,0 | 80 | 40,5 | 92 |
Семена +протравитель | 16,0 | 79 | 8 | 89 |
Семена + Агродес | 23,0 | 83 | 28 | 94 |
Семена + Агродес + ½ протравителя | 24,0 | 87 | 0,5 | 96 |
НСР05 | 4,77 |
На варианте с заменой части протравителя Кинто дуо, КС на препарат «Агродес» выявлены наибольшие энергия прорастания и лабораторная всхожесть, а также наименьшая пораженность болезнями. По-видимому, влияние пектина на рост и развитие растений связано с его влагоудерживающей способностью, а также с подавлением патогенной микрофлоры в околосеменной зоне. Для использования в производственных условиях рекомендована половинная доза протравителя Кинто Дуо, КС совместно с экологически безопасным препаратом «Агродес».
Изучено влияние пектина и протравителя на ферментативную активность почвы. Почва обрабатывалась протравителем Кинто Дуо, КС. Результаты определения ферментативной активности почвы и влияния на эти показатели пектина и протравителя представлены в таблице 10.
Таблица 10 - Ферментативная активность почвы по вариантам, на 1 г воздушно-сухой почвы
Вариант | Ферментативная активность почвы в зависимости от обработок | |||
Фосфатаза, мг фенолфталеина | Инвертаза, мг глюкозы | Уреаза, мг NH3 | Каталаза, мл О2 за 3 мин. | |
Почва без обработки (контроль) | 0,80 | 31 | 2,2 | 3,2 |
Почва + полная доза протравителя | 0,91 | 34 | 2,6 | 2,9 |
Почва +пектин | 1,30 | 40 | 2,9 | 3,3 |
НСР05 | 0,09 | 2,7 | 0,35 | 0,08 |
Полученные данные позволяют выявить зависимость ферментативной активности почвы от внесения протравителя и пектина. Фосфатазная и инвертазная активность почвы при внесении протравителя практически не
изменяется, однако повышается на варианте с пектином. Причиной повышения ферментативной активности уреазы может служить то, что этот фермент катализирует гидролиз мочевины, которая попадает в почву в составе растительных остатков и других образований. Полученный нами препарат пектина может содержать примеси остатков белковых молекул, которые служат дополнительным субстратом для уреазы. Использование пектина не влияет на активность окислительно-восстановительного фермента – каталазы. В варианте с протравителем Кинто Дуо, КС существенных изменений не выявлено. Таким образом, в основном пектин оказывает положительное влияние на ферментативную активность почв даже в малых дозах. Это связано с детоксицирующим действием пектина, способного связывать содержащиеся в почве ионы тяжелых металлов, и тем самым снижать негативное блокирующее действие их на ферменты.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
