Наукові основи технології біологічно активних добавок – коректорів процесів травлення
Аналіз кінетичних закономірностей каталізу та інгібування нативними біокоректорами та їх стабілізованими формами. Дослідження складу та фізико-хімічних властивостей стабілізованих біокоректорів. Фармакологічні дослідження біологічно активних добавок.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 26.08.2015 |
Размер файла | 133,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
одесЬка нацІональна академІя ХАРЧОВИХ технологІй
УДК [633.853.494:577.15]:613.292
НАУКОВІ ОСНОВИ ТЕХНОЛОГІЙ БІОЛОГІЧНО АКТИВНИХ ДОБАВОК - КОРЕКТОРІВ ПРОЦЕСІВ ТРАВЛЕННЯ
Спеціальність 03.00.20 - біотехнологія
АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора технічних наук
КРУСІР Галина Всеволодівна
Одеса 2009
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Одеській національній академії харчових технологій Міністерства освіти і науки України
Науковий консультант: доктор технічних наук, професор, заслужений діяч науки і техніки України, лауреат державної премії України в області науки і техніки Черно Наталія Кирилівна, Одеська національна академія харчових технологій, кафедра харчової хімії, завідувач кафедри
Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор, лауреат державної премії України в області науки і техніки Сімахіна Галина Олександрівна, Національний університет харчових технологій, кафедра технології функціональних продуктів харчування, завідувач кафедри
доктор технічних наук, професор Безусов Анатолій Тимофійович, Одеська національна академія харчових технологій, кафедра технології консервування, завідувач кафедри
доктор технічних наук, професор Гержикова Вікторія Григорівна, Інститут винограду і вина “Магарач” УААН (м. Ялта), відділ хімії та біотехнології вина, завідувач відділу
Захист відбудеться 25 грудня 2009 р о 1030 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.088.02 в Одеській національній академії харчових технологій за адресою: вул. Канатна, 112, м. Одеса, 65039.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Одеської національної академії харчових технологій за адресою: вул. Канатна, 112, м. Одеса, 65039, ауд. 234.
Автореферат розісланий 22 листопада 2009 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради,
д.т.н., професор Станкевич Г.М.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Одним з актуальних і перспективних напрямів біотехнології є розробка біологічно активних добавок (БАД) до їжі, що чинять направлений вплив на ферментативні процеси в організмі. Враховуючи дефіцит на ринку України БАД, корегуючих ферментативну активність в організмі людини, очевидна необхідність розробки вітчизняних БАД, які містять рослинні ферменти та інгібітори травних ферментів.
Травні ферменти і їх інгібітори є ефективними коректорами процесів травлення, порушення яких призводить до різних захворювань (діабет, гіперліпідемія, серцево-судинні захворювання, новоутворення та інші). У багатьох розвинених країнах проблема порушення функціювання травної системи, що розцінюється як епідеміологічна, вирішується за допомогою медикаментозних засобів, які є препаратами ферментів і інгібіторів травних ферментів переважно тваринного або мікробного походження. Рослинні біокоректори за багатьма показникам їх перевершують, оскільки не приводять до пригнічення продукування власних травних ферментів організму (не викликають ефекту «звикання»), характеризуються низьким алергенним потенціалом, незначною токсичністю і містять корисні супутні біологічно активні речовини рослинного джерела. Тому своєчасною є розробка наукових основ створення БАД, що містять ферменти і інгібітори рослинного походження, та функціональних продуктів на їх основі. Проте системних досліджень, які б ставили за мету створення асортименту рослинних БАД, корегуючих процеси травлення людини, нами в літературі не виявлено.
Питання вибору рослинних джерел ферментів і інгібіторів травних ферментів, максимального збереження їх активності при вилученні, обґрунтування методів концентрування та стабілізації цих біокоректорів займають ключові позиції в розробці технологій нових БАД з корегуючими властивостями до процесів травлення.
Отже, виходячи з високої розповсюдженості функціональних порушень системи травлення, які кореспондуються з дефектами структури харчування населення України, можливістю її ефективної корекції шляхом включення в харчові раціони біологічно активних добавок цілеспрямованої дії, дослідження, спрямовані на створення наукових основ і технологій вітчизняних БАД, призначених для корекції ферментативних процесів системи травлення, є актуальними.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Апробація результатів дисертації. Робота відповідає тематиці міжвузівської програми науково-дослідної роботи № 31 «Будова, склад, властивості і перетворення компонентів рослинної сировини як основи створення поліфункціональних добавок, збагачувачів і модулів для отримання продуктів з новими властивостями, які забезпечують продовольчу безпеку населення України», яка затверджена наказом Міністерства освіти і науки України № 271 від 15.08.96, зокрема, темі досліджень проблемної науково-дослідної лабораторії Одеської національної академії харчових технологій1/97-П «Отримання біологічно активних добавок адаптогенної і лікувальної дії на основі харчових волокон» (№ держреєстрації 0197016053), 1/03-П «Біотехнологічні основи створення біологічно активних добавок і продуктів з регульованими властивостями» (наказ Міністерства освіти і науки України № 633 від 05.11.2002 р.), 1/06-П «Розробка біотехнологічних процесів цільового направленого регулювання функціональних, фізіологічних і технологічних властивостей харчових продуктів і БАД» (наказ Міністерства освіти і науки України № 654 від 16.11.2005 р.), програмі «Розробка технологій поліфункціональних добавок і харчових продуктів загального лікувально-профілактичного напряму (№ держреєстрації 0197 U 016055) та ін.
Мета і завдання дослідження. Мета дослідження - теоретичне і експериментальне обґрунтування технологій БАД - біокоректорів процесів травлення.
Для досягнення поставленої мети було визначено основні завдання дослідження:
- встановити природу активних компонентів рослинної сировини, які відповідають за корегуючу активність щодо процесів травлення;
- обґрунтувати методи вилучення та очищення біокоректорів процесів травлення;
- дослідити склад і фізико-хімічні властивості біокоректорів (вплив рН середовища і температури на активність і стабільність досліджуваних об'єктів, визначення активності ферментів під дією інгібіторів і активаторів, специфічності дії інгібіторів);
- дослідити кінетичні закономірності каталізу та інгібування нативними біокоректорами та їх стабілізованими формами;
- на основі узагальнення даних з аналізу фізико-хімічних властивостей, складу і кінетичних параметрів каталізу та інгібування обґрунтувати методи концентрування та стабілізації біокоректорів;
- дослідити склад та фізико-хімічні властивості стабілізованих біокоректорів;
- дати оцінку природи взаємодії носій-біокоректор;
- обґрунтувати склад та способи одержання БАД, що містять біокоректори і дати їх характеристики;
- розробити схему виробництва БАД - коректорів процесів травлення;
- оптимізувати ключові параметри технологій отримання БАД;
- здійснити промислову апробацію розроблених технологій і дати оцінку їх економічної ефективності;
- розробити та зареєструвати в Держспоживстандарті нормативну документацію на виробництво БАД, що містять біокоректори процесів травлення;
- здійснити фармакологічні дослідження БАД;
- оцінити можливість одержання функціональних продуктів харчування з включенням отриманої БАД.
Об'єкти дослідження - технології отримання БАД, що містять рослинні біокоректори процесів травлення.
Предмет дослідження - біорегулятори рослинного походження: протеаза насіння томатів, протеаза соку люцерни, ліпаза пророщеного насіння ріпаку, інгібітор панкреатичної амілази борошенець вівса, інгібітор панкреатичної ліпази фенольної природи з насіння ріпаку, інгібітор трипсину з зерна амаранту; насіння томатів, сік люцерни, насіння ріпаку, зерно амаранту, борошенця вівса, БАД, які містять біокоректори процесів травлення. добавка біокоректор інгібування каталіз
Методи дослідження - комплекс традиційних і сучасних біохімічних, фізико-хімічних, мікробіологічних і технологічних методів дослідження, планування експерименту та математичної обробки експериментальних даних.
Наукова новизна отриманих результатів:
- на основі сучасних уявлень про оптимальне харчування, теоретичних і експериментальних досліджень сформульовано наукову концепцію щодо доцільності розробки технологій БАД, які містять рослинні біокоректори процесів травлення людини;
- вперше надано всебічну характеристику складу та фізико-хімічних властивостей біокоректорів процесів травлення рослинного походження;
- розглянуто теоретичні основи і перспективи використання методів іммобілізації біокоректорів білкової природи, які базуються на явищах їх комплексоутворення з полісахаридами, фізичної сорбції, безмембранного осмосу. Дано оцінку взаємозв'язку між структурними особливостями цих біополімерів (молекулярною масою біокоректорів, зарядом полісахаридів), а також основними фізико-хімічними параметрами системи (рН, іонна сила, концентрація фаз);
- встановлено природу взаємодії носій-біокоректор (іонна, гідрофобна, водневі зв'язки);
- визначено кінетичні закономірності каталізу та інгібування рослинними біокоректорами процесів травлення та їх стабілізованими формами;
- проведено комплекс медико-біологічних досліджень, які довели ефективність та доцільність використання біокоректорів в складі БАД, що регулюють ферментативну активність шлунково-кишкового тракту.
Наукову новизну підтверджено 7 патентами України на корисну модель № 26164 Україна “Спосіб одержання інгібітора ліпази”, № 26209 Україна “Спосіб одержання інгібітора ліпази”, № 35846 Україна “Біологічно активна добавка на основі рослинної сировини”, «Біологічно активна добавка» (№ 35892), «Спосіб одержання інгібітора амілази» (№ 35845), «Спосіб виробництва йогурту» (№ 39690), «Спосіб отримання лікувально-профілактичного кисломолочного напою “Наріне”» (№ 39717).
Практичне значення отриманих результатів
- на підставі теоретичних та експериментальних досліджень розроблено технології БАД, що містять біокоректори процесів травлення;
- вперше отримано вітчизняні БАД - біокоректори процесів травлення рослинного походження, що містять ліпазу пророщеного насіння ріпаку, інгібітор панкреатичної амілази з борошенців вівса, інгібітор панкреатичної ліпази фенольної природи з насіння ріпаку, інгібітор трипсину з зерна амаранту;
- розроблено та зареєстровано в Держспоживстандарті України нормативну документацію на БАД «Аміл-інг», що містить інгібітор панкреатичної амілази (ТУ, ТІ); розроблено нормативну документацію на БАД з включенням інгібітору панкреатичної ліпази з насіння ріпаку фенольної природи; на БАД - ліпаза пророщеного насіння ріпаку та на БАД - інгібітор трипсину з зерна амаранту.
- розроблені технології реалізовано у виробництві на науково-виробничому підприємстві «Аріадна»;
- доведено можливість одержання функціональних продуктів харчування діабетичного призначення та антиліполітичної дії і їх промислового виробництва (м. Володимирець Вінницької області, ВТО «Агроком», м. Одеса);
- медико-біологічними дослідженнями обґрунтовано корегуючу дію БАД (Державний науковий центр лікарських засобів (м. Харків));
Особистий вклад здобувача полягає у виборі та обґрунтуванні теми, розробці основної концепції роботи, проведенні аналітичних і експериментальних досліджень в лабораторних і виробничих умовах, розробці нормативної документації на нові види продукції. В опублікованих роботах авторові належать наукові обґрунтування теоретичних положень, постановка експериментів і науковий аналіз результатів досліджень, складання описів і формул винаходів. У матеріалах, опублікованих в співавторстві і використаних в дисертаційній роботі, всі теоретичні розробки належать дисертантові. Особистий внесок здобувача підтверджується представленими документами і науковими публікаціями.
Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної роботи докладалися на 5 наукових і науково-практичних конференціях різного рівня 2003-2009 рр. Результати досліджень доповідались та обговорювались на Міжвузівській науково-практичній конференції “Проблеми техніки і технології харчових виробництв” (Полтава, 2004); IV Міжнародній науково-практичній конференції “Пища. Экология. Качество” (Новосибірськ, 2004); Міжнародній науково-технічній конференції “Нові технології та технічні рішення в харчовій та переробній промисловості - сьогодення і перспективи” (Київ, 2005); Scientific Conf. with International Participation “Food Science, Engineering and Technologies”, (Plovdiv, 2004, 2007-2009); V Міжнародній науково-практичній конференції «Хлебопродукты - 2005» (Одеса, 2005); 62-69 наукових конференціях професорсько-викладацького складу ОНАХТ (Одеса, 2002-2009); II науковому симпозіумі «Растительные полифенолы и неспецифическая резистентность организма человека» 2-3 жовтня 2008, Одеса.
Публікації. Всього за темою дисертації опубліковано 48 робіт, у тому числі 25 статей в фахових журналах, 7 патентів на корисну модель, 3 статті в наукових журналах, тези 5 доповідей на наукових конференціях різного рівня.
Структура дисертації. Перша частина дисертаційної роботи складається із вступу, 6 основних розділів, загальних висновків, списку літературних джерел з 815 найменувань (75 стор.). Роботу викладено на 327 сторінках, вона містить 65 таблиць (42 стор.), 103 рисунки (56 стор.). Друга частина дисертаційної роботи містить 10 додатків.
Основний зміст роботи
У вступі обґрунтовано актуальність вибраної теми, наведено загальну характеристику роботи, сформульовано мету і завдання досліджень, показано наукову новизну та практичне значення одержаних результатів.
У першому розділі «Наукова проблема створення і виробництва природних біокоректорів процесів травлення» розглянуто питання, пов'язані з сучасними проблемами харчування, станом і тенденцією розвитку виробництва БАД, що містять біокоректори процесів травлення, перспективами удосконалення технологій одержання БАД з їх включенням.
На основі проведеного аналізу публікацій за темою дисертації, узагальнення фундаментальних робіт встановлено, що перспективним напрямком концентрування та стабілізації рослинних біокоректорів процесів травлення є їх іммобілізація на біополімерних матрицях.
Проаналізовано літературні дані, присвячені проблемі створення БАД і функціональних продуктів, що містять рослинні біокоректори процесів травлення. Визнано доцільною необхідність розробки методів одержання та стабілізації останніх. Зроблено висновок про необхідність поглиблення та розширення досліджень, пов'язаних з розробкою наукових основ технологій БАД і функціональних продуктів, що містять біокоректори процесів травлення, визначенням умов і механізмів процесів іммобілізації на біополімерних матрицях, розробкою технологій одержання БАД і функціональних продуктів з включенням біокоректорів процесів травлення.
У другому розділі «Організація експериментальних досліджень» наведено загальну методику проведення теоретичних та експериментальних досліджень за темою роботи, програму їх реалізації і практичного застосування результатів досліджень у конкретних технологіях (рис. 1).
Для характеристики біокоректорів, БАД та функціональних продуктів з їх включенням використано стандартні уніфіковані та оригінальні методики фізичних, фізико-хімічних і біохімічних методів дослідження. Оптимізацію процесів вилучення біокоректорів та їх іммобілізації на біополімерних матрицях проведено за допомогою методу планування багатофакторного експерименту з обробкою результатів на ЕОМ. Одержані результати застосовано для побудови математичних моделей, за допомогою яких проведено корегування головних параметрів технологічних процесів.
У третьому розділі «Виділення і характеристика біокоректорів» обґрунтовано вибір джерел біокоректорів, методів їх виділення та очищення, дано оцінку складу та фізико-хімічних властивостей, обґрунтовано необхідність їх стабілізації. Вибір джерел біокоректорів здійснювався, виходячи з літературних джерел та результатів власних досліджень. Критерій вибору - їх максимальна ферментативна або інгібіторна активність. Найбільша протеолітична активність властива насінню томатів та соку люцерни, ліполітична - пророщеному насінню ріпаку; максимальну інгібіторну активність відносно панкреатичної амілази проявляють екстракти вівса і вторинного продукту його переробки - борошенців, відносно панкреатичної ліпази - насіння ріпаку. Найбільшим вмістом інгібіторів амілаз володіють зернові, інгібіторів протеаз - бобові культури.
Встановлено природу активних компонентів: за інгібіторну активність відносно панкреатичної амілази та трипсину відповідають речовини білкової природи, відносно панкреатичної ліпази - фенольні сполуки.
Виділення та очищення біокоректорів. Інгібітор ліпази - фенольні сполуки з насіння ріпаку вилучали 95 % етанолом і далі фракціювали (рис. 2).
Схема фракціювання розроблена на основі літературних джерел та включає наступні основні етапи:
- фракціювання виділеного комплексу фенольних сполук на сефадексі з наступним розділенням одержаних фракцій з допомогою тонкошарової хроматографії та ідентифікацією окремих низькомолекулярних фенольних сполук;
- виділення полі фенольних сполук і їх наступне розділення на гідролізуємі та конденсовані.
Встановлено, що значну здатність гальмувати дію панкреатичної ліпази мають як низькомолекулярні, так і високомолекулярні фенольні сполуки (рис. 2).
Найбільшою антиліполітичною активністю володіють синапін і таніни, що гідролізуються. Внесок синапіну в інгібіторну активність є переважаючим. В цілому фенольний комплекс насіння ріпаку володіє значною інгібіторною дією на панкреатичну ліпазу, близькою до такої фармакопейного препарату “Ксенікал” (9700 ІО/г).
Інгібітор трипсину вилучали з насіння амаранту 0,05 М боратним буфером, рН 7,6, протеазу томатів - 0,2 М розчином NaCІ, протеазу люцерни - 0,1 М Na-фосфатним буфером, рН 7,6, ліпазу - 0,1 М амоніачним буфером, рН 9,0.
Інгібітор панкреатичної амілази з борошенець вівса має найвищу ступінь вилучення за умов екстракції 0,15 М NaСl в 0,1 М гідрокарбонатному буфері, рН 9,2 (питома активність складає 0,196 ІО/мг білка). Білкову складову екстракту фракціювали сульфатом амоніаку з подальшим діалізом фракцій і їх афінною хроматографією на біоспецифічному сорбенті сефароза-панкреатична амілаза.
При використанні сульфату амоніаку із ступенем насиченості між 40 і 75 % активність отриманого осаду має максимальне значення і складає 4,2 ІО/мг білка, що в 15 разів перевищує питому інгібіторну активність екстракту.
Протеазу томатів очищено за допомогою фракціювання екстракту на колонці з ДЕАЕ-целюлозою, протеазу люцерни - гель-хроматографією на колонці з Toypearl 50 F. Очищення ліпази здійснювали подвійним хроматографуванням на сефадексі G-250, інгібітору трипсину зерна амаранту - афінною хроматографією на трипсин-сефарозі 4В (рис. 3).
Стадії очищення інгібітору трипсину з зерна амаранту включали екстракцію 0,05 М боратним буфером, рН 7,6, фракціювання білкової складової екстракту сульфатом амонію з подальшим діалізом фракції між 75 %-вим та 100 %-вим ступенем насиченості (NH4)2SO4 та афінну хроматографію на біоспецифічному сорбенті трипсин - сефароза 4В (табл. 1).
Таблиця 1
Стадії очищення інгібітору трипсину з зерна амаранту сорту «Сонячний» (10 г борошна зерна амаранту, ГМ 10)
Стадії очищення |
1 стадія (екстракція) |
2 стадія (фракціювання та діаліз) |
3 стадія (афінна хроматографія) |
|
Об'єм, см3 |
90 |
120 |
70 |
|
ІА, ІО/ см3 |
0,36 |
0,18 |
0,22 |
|
Білок, мг/ см3 |
3,0 |
0,08 |
0,02 |
|
Загальний білок, мг |
270 |
9,6 |
1,4 |
|
Сумарна ІА, од |
32,4 |
21,6 |
15,4 |
|
Питома ІА, ІО/мг |
0,12 |
2,25 |
11,0 |
|
Ступінь очищення |
1,0 |
18,8 |
91,7 |
|
Вихід, % |
100 |
66,7 |
47,5 |
Наведені в табл. 1 дані свідчать, що екстракт із вмістом білка 3,0 мг/см3 та інгібіторною активністю 0,36 ІО/см3 очищено до вмісту білка в активній фракції елюату після афінної хроматографії 0,02 мг/см3, що володіє інгібіторною активністю 0,22 ІО/см3. Ступінь очищення інгібітору складає 91,7. Таким чином, розрахунки свідчать, що із 100 г зерна амаранту можна одержати 4,7 мг інгібітору трипсину, інгібіторна активність якого складає 11,0 ІО/мг білка.
Характеристика біокоректорів. Протеази томатів та люцерни не відносяться до групи тіолових, оскільки вплив 2-меркаптоетанолу і п-хлормеркурібензоату, які, відповідно, є активатором і інгібітором тіолових протеаз (типу папаіназ), при концентрації 5 ммоль/дм3, не призводить до достовірних відмінностей ферментативної активності ферментних препаратів в присутності і при відсутності зазначених сполук.
Інгібітор борошенець вівса за якісним складом амінокислотних залишків подібний до інгібітору з зерна пшениці; за переважаючим вмістом в амінокислотному складі гліцину та аланіну - до інгібітору з зерна проса та ячменю. Інгібітор характеризує перевага в-конформацій у вторинній структурі. Це узгоджується з відомими даними щодо низького вмісту (або повної відсутності) -спіральних ділянок в інгібіторах амілаз рослинного походження.
Інгібітор трипсину представлено двома ізоформами з молекулярними масами (18±1) кДа та (20±1) кДа, які не утворюють асоціацій між собою. Він характеризується низкою рис, загальних для інгібіторів сімейства STI. Його молекула містить значну кількість залишків кислих амінокислот, а також гліцину та амінокислот з неполярними боковими ланцюгами (Pro, Val, Leu, Ile). Частка неполярних бокових ланцюгів (NPS), складає 0,39 (для інгібітору Кунітца - 0,29). Таким чином, досліджуваний інгібітор відноситься до білків з високим ступенем гідрофобності. Подібно до інгібітору Кунітца (STI), білок з зерна амаранту є слабким нестехіометричним інгібітором хімотрипсину.
Значення молекулярних мас для всіх біокоректорів, що досліджували, визначали електрофоретичним методом (рис. 4). Вони, за виключенням високомолекулярної (300 кДа) ліпази пророщеного насіння ріпаку, знаходяться в діапазоні 17…25 кДа, що дозволяє віднести їх до низькомолекулярних біокоректорів.
Фізико-хімічні властивості вільних біокоректорів. Результати експериментів свідчать про низьку рН- та термостабільність отриманих біокоректорів. Так, навіть за оптимальних умов, біокоректори білкової природи повністю втрачають вихідну активність вже через 1,5-2 години інкубації.
За кислого значення рН середовища активність протеази люцерни швидко втрачається протягом 20 хвилин; а за лужних значень повна втрата активності відбувається через 2 години.
Протеаза томатів за кислого значення рН середовища втрачає активність впродовж 20 хвилин. За лужних значень рН спостерігається більш повільніша інактивація - повна втрата активності відбувається через 1,5 години інкубації ферменту. За оптимальних умов функціювання ферменту активність стабільна протягом перших 50 хвилин, а потім різко знижується і повністю втрачається через 2,5 години.
Ліпаза пророщеного насіння ріпаку, як і досліджувані протеази, має невисокі рН і термостабільність (рис. 5, 6).
Активність інгібітору трипсину з амаранту після 24 год інкубації при температурі (20±2) °С і (40±2) °С залишається практично на вихідному рівні. Це дозволяє прогнозувати зберігання його активності в умовах організму людини. При температурі (60±2) °С інгібітор втрачає лише 10 % вихідної активності. При температурі (80±2) °С за 20 хв. втрата активності складає 15 %, і далі продовжує повільно знижуватися. Отримано також результати, які свідчать і про високу рН-стабільність інгібітору.
Інгібітор з борошенців вівса найбільш стабільний при рН 5,0. При рН інкубаційного середовища 2,0 ІА інгібітору різко знижується за умов інкубації при рН 7,0 інгібітор втрачає свою активність до 48 % через 6 годин інкубації.
Інгібітор ліпази фенольної природи найбільш стабільний при температурі 37 °С - протягом 2-х годин інкубації активність практично не зменшується. Фенольні сполуки зберігають активність при температурі не вище 40 °С. При підвищенні температури їх антиліполітична активність помітно втрачається, що накладає обмеження на температурні режими, які закладаються в технологію отримання інгібітору.
Таким чином, доцільний пошук і визначення шляхів підвищення стабільності рослинних біокоректорів.
У четвертому розділі «Теоретичні основи технологій одержання БАД - коректорів процесів травлення» обґрунтовано методи концентрування, стабілізації та створення БАД з включенням біокоректорів, дано характеристику складу та фізико-хімічних властивостей їх стабілізованих форм.
Для іммобілізації біокоректорів використовували наступні методи концентрування і стабілізації: фізичну сорбцію на матрицях природного походження; комплексоутворення з поліелектролітними матрицями; безмембранний осмос.
Результати експериментів дозволили зробити висновок, що для біокоректорів-ферментів найбільш ефективним методом стабілізації є фізична сорбція на біополімерних матрицях (табл. 2).
Таблиця 2
Іммобілізація білкових біокоректорів методом фізичної сорбції
Біокоректор |
Носій* |
Вагове співвідношення носій:біокоректор |
Активність, % |
|
Протеаза |
ХВПВ:ХВШТ=1:1 |
1:0,20 |
55,0 |
|
Протеаза люцерни |
ПВ |
1:0,15 |
88,4 |
|
Ліпаза ріпаку |
ХВПВ |
1:0,30 |
72,4 |
|
Інгібітор панкреатичної амілази |
ХВПВ |
1:0,30 |
33,0 |
|
Інгібітор трипсину амаранту |
ХВПВ |
1:0,30 |
34,0 |
І, навпаки, її використання для іммобілізації інгібіторів білкової природи не доцільно, оскільки ступінь збереження їх активності відносно низький і не перевищує 34 %. Ймовірними причинами меншого збереження вихідної активності інгібіторів при адсорбції на біополімерних матрицях є просторові та дифузійні утруднення виходу інгібітору в реакційне середовище, обмеження рухомості іммобілізованого інгібітору та екранування активного центру ферменту матрицею.
Результати визначення активності інгібіторів білкової природи, стабілізованих методом комплексоутворення (табл. 3), доводять, що він теж є ефективним для їх концентрування. Використання полісахаридів як комплексоутворювачів дозволяє досягти значного (25...40-кратного) ступеню очищення.
Таблиця 3
Іммобілізація білкових біокоректорів методом комплексоутворення
Біорегулятор |
Ізоелектрична точка (ІЕТ), рН |
Молекулярна маса, кДа |
Максимальне осадження полісахаридом в ІЕТ біокоректора |
Масова частка біокоректора в комплексному осаді |
|
Протеаза |
8,0 |
17…20 |
Гуміарабік |
62 |
|
Протеаза люцерни |
3,0 |
24 |
Альгінат натрію |
65 |
|
Ліпаза |
4,5 |
300 |
Агар |
48 |
|
Інгібітор амілази з борошенців вівса |
4,5 |
25,11 |
Агар |
73 |
|
Інгібітор трипсину з зерна амаранту |
3,0 |
20 |
Альгінат натрію |
80 |
Порівняння основних параметрів цього процесу з відомими методами очищення білків дозволяє віднести його за ефективністю до іонообмінної хроматографії та хроматофокусування. Ефективність осадження біокоректорів білкової природи з їх екстрактів залежить від молекулярної маси біокоректору: зі зменшенням молекулярної маси зростає ефективність осадження, тобто збільшується маса біокоректору, що перейшов з екстракту в комплексний осад. Так, при концентруванні протеаз з незначними молекулярними масами (менше, ніж 25 кДа), в осад переходить 62...65 % загальної кількості ферментів, а при іммобілізації ліпази насіння ріпаку в комплексний осад переходить лише 48 % загальної кількості ферменту.
Здатність біокоректору до комплексоутворення залежить від характеру його біологічної активності: білки-інгібітори мають більшу спорідненість до полісахаридів, ніж білки-ферменти. Це, ймовірно, пояснюється більшою стабільністю інгібіторів щодо конформаційних змін, які відбуваються при комплексоутворенні. Максимальне осадження біокоректорів відбувається близько ізоелектричної точки білка полісахаридом, який за даного значення рН має максимальний заряд.
Процес комплексоутворення біокоректорів і полісахаридів здійснюється за рахунок електростатичних взаємодій між зарядженими групами полімерів (приблизно на 80 %). Це не єдиний можливий тип зв'язків між складовими комплексу - вірогідними є гідрофобні взаємодії та водневі зв'язки, утворення яких доведено за допомогою ІЧ-спектроскопії.
Доцільність використання безмембранного осмосу для концентрування біокоректорів вивчали на прикладі ферменту - ліпази з насіння ріпаку, яка є складовою альбумінів і має сприятливу для використання цього методу високу молекулярну масу, значно вищу за аналогічні показники інших біокоректорів. Відомо, що нейтральний полісахарид - камедь бобів ріжкового дерева несумісний з усіма альбумінами і глобулінами при різних значеннях рН середовища та іонної сили. При концентруванні ліпази розчином полісахариду з використанням безмембранного осмосу 87 % її вихідної кількості концентрується в об'ємі, що в 6 раз менший, ніж вихідний об'єм екстракту (табл. 4). Отже, показано принципову можливість використання безмембранного осмосу для концентрування високомолекулярних біокоректорів.
Таблиця 4
Фазове розшарування при концентруванні білкової складової екстракту знежиреного пророщеного насіння ріпаку розчином полісахариду (безмембранний осмос, вихідний склад фаз: 11,9 % розчин білка, 0,4 % розчин полісахариду)
Склад фаз |
Вміст |
Вміст полісахариду, % |
Ліполітична активність, % від загальної |
Об'єм фази, мл |
|
Склад фази, |
3,9 |
0,24 |
13 |
25 |
|
Склад фази, збагаченої білком |
53,5 |
1,20 |
87 |
5 |
Враховуючи вищенаведене, концентрування біокоректорів-ферментів здійснювали шляхом фізичної сорбції з використанням біополімерних матриць (табл. 3), інгібіторів білкового походження - комплексоутворенням з полісахаридами (табл. 4).
Для стабілізації біокоректорів фенольної природи доцільно використання сорбційних методів іммобілізації. Розглянуто низку носіїв в якості матриць. Максимальне збереження антиліполітичної активності має місце при використанні пшеничних висівок і харчових волокон пшеничних висівок. Іммобілізація на біополімерній матриці забезпечує високе збереження активності - 1534,5 ІО/г іммобілізованого препарату (понад 80 % від початкової антиліполітичної активності інгібітору); значне збільшення його рН- і термостабільності (рис. 7, 8).
Іммобілізований препарат інгібітору порівняно з вільним менш схильний до інактивуючої дії шлункового соку і холевих кислот, що дозволяє прогнозувати його ефективне функціювання в умовах реального травлення, а також можливість використання більш жорстких технологічних параметрів виробництва. Після послідовної інкубації в середовищі шлункового соку і жовчі інгібітор зберігає понад 40 % антиліполітичної активності (рис. 9), тоді як у Ксенікала (фармакопейний препарат антиліполітичної дії, Швейцарія) вона знижується до 26 % (рис. 10).
Вміст інгібітору панкреатичної амілази в комплексі білок-агар складає біля 1 % (рис. 11). Інгібіторна активність комплексу сягає 249 ІО/г (табл. 5) і порівняна з такою комерційного препарата панкреатичної амілази «Ремоглюкол» (Німеччина). В складі іммобілізованого препарату інгібітору, за даними електрофорезу та гель-хроматографії, переважають білки з низькими молекулярними масами (від 6 до 46 кДа) (рис. 12). Вміст високомолекулярних білків складає лише 7 %. На відміну від цього, у вихідному екстракті переважають білкові фракції з високими молекулярними масами (понад 70 %) (рис. 12). Таким чином, комплексоутворення біокоректорів з поліелектролітними матрицями супроводжується перерозподілом молекулярно-масового складу білкової компоненти екстракту.
Таблиця 5
Порівняльна характеристика активності інгібітору амілази на окремих стадіях очищення
Зразки |
Інгібіторна активність |
||
ІО/г зразка |
% від максимальної |
||
Борошенця вівса |
1,2 |
0,0046 |
|
Очищений інгібітор |
26000 |
100 |
|
Комплексний осад інгібітор-агар (БАД) |
249 |
0,96 |
|
Ремоглюкол (препарат інгібітору з пшениці) |
210 |
Фізико-хімічні властивості біокоректорів, стабілізованих іммобілізацією на біополімерних матрицях. Іммобілізовані біокоректори характеризуються розширенням їх рН- та термооптимумів, значним збільшенням рН- та термостабільності, а також стійкістю при функціюванні в модельних умовах реального травлення.
Іммобілізований інгібітор панкреатичної амілази більш стійкий до впливу рН середовища і температури, ніж його вільна форма (рис. 13, 14), що дозволяє прогнозувати його пролонговану дію в організмі та можливість виробництва з використанням температурних режимів в більш широкому діапазоні.
Результати модельних експериментів щодо впливу шлункового соку та натуральної жовчі на активність вільного інгібітору та його іммобілізованої форми у вигляді комплексу з агаром, які вказують на практично повну втрату активності першим вже після 30 хвилин інкубації в шлунковому соку і її високе (біля 80 %) збереження останнім (рис. 15), наочно демонструють високу стабільність отриманої БАД.
Іммобілізація на харчових волокнах приводить до розширення термооптимуму активності, а також стабілізації ферментів в процесі тривалої інкубації при фізіологічній температурі та при більш високих температурах, які можливі при сушінні кінцевого продукту з їх вмістом.
Природу взаємодії між біокоректорами і носіями досліджено за допомогою калориметрії і ІЧ-спектроскопії.
Значення теплот гідратації механічних сумішей біокоректорів з носіями значно перевищує теплоти гідратації іммобілізованих препаратів.
Ентальпія утворення стабільних форм біокоректорів, отриманих при комплексоутворенні (2236,2 Дж/моль) перевищує значення ентальпії утворення іммобілізованих форм, отриманих шляхом фізичної сорбції (1797,0 Дж/моль), що свідчить про більшу міцність зв'язків, що утворились між біокоректором та матрицею при комплексоутворенні (табл. 6).
Таблиця 6
Термохімічні характеристики біополімерних носіїв, вільних інгібіторів, їх механічних сумішей та іммобілізованих препаратів
Зразок |
Зміна |
Теплота гідратації, ДHгідр, Дж/моль |
Теплота утворення сполуки, , Дж/моль |
Теплота гідратації (теор.) суміші, , Дж/моль |
|
ХВПВ* |
0,040 |
1597,3 |
- |
- |
|
Агар |
0,057 |
2276,2 |
- |
- |
|
Фенольний комплекс |
0,010 |
399,3 |
- |
- |
|
Інгібітор б-амілази |
0,014 |
559,1 |
- |
- |
|
Механічна суміш ХВПВ + ф/с* |
0,150 |
5989,9 |
- |
1996,6 |
|
Механічна суміш Агар +інгібітор б-амілази |
0,110 |
4392,6 |
- |
2156,4 |
|
Іммобілізовані на ХВПВ ф/с |
0,105 |
4192,9 |
1797,0 |
- |
|
Іммобілізована форма інгібітору -амілази |
0,053 |
2116,4 |
2236,2 |
- |
Порівняння ІЧ-спектрів харчових волокон і іммобілізованих на них інгібіторів фенольної і білкової природи свідчить, що іммобілізація сприяє зменшенню напівширини смуги поглинання, яка відповідає валентним коливанням ОН груп. Це вказує на збільшення кількості ОН-груп, що беруть участь в міцних водневих зв'язках. Отже, взаємодія інгібіторів з носіями в умовах іммобілізації супроводжується виникненням зв'язків між ними.
Як підсумок наукових досліджень, а також з урахуванням даних, наведених в літературних джерелах, запропоновано підходи до дефініції біокоректорів процесів травлення (рис. 16).
Виходячи з напряму дії, їх поділяють на ферменти та інгібітори ферментів, із специфічності дії - на такі, що каталізують протеоліз, ліполіз, амілоліз, або, навпаки, уповільнюють ці процеси; з хімічної природи - на речовини білкової, фенольної або вуглеводної природи, за методом концентрування та стабілізації - на стабілізовані шляхом фізичної сорбції, комплексоутворення та безмбранного осмосу.
У п'ятому розділі «Біокоректори як каталізатори та інгібітори гідролізу субстратів - кінетичні дослідження» наведено результати кінетичних досліджень вільними та іммобілізованими формами біокоректорів. Кінетика гідролізу вільними та іммобілізованими протеазами з насіння томатів та люцерни підкоряється рівнянню Міхаеліса-Ментен, спостерігалися лінійні залежності в координатах Хейнса. Кінетичні параметри гідролізу гемоглобіну нативною і іммобілізованою протеазою томатів представлено на рис. 17; кінетичні параметри гідролізу казеїну нативною та іммобілізованою формою протеази люцерни - на рис. 18. При іммобілізації на харчових волокнах кінетичні параметри змінюються несуттєво.
Визначено кінетичні параметри реакції інгібування панкреатичної ліпази фенольними сполуками насіння ріпаку за допомогою розрахунків методами лінеаризації рівняння Міхаеліса-Ментен за Лайнуівером-Берком і Хейнсом. Значення константи інгібування (Кі) обчислювали методами Діксона і Уебба. Вплив фенольних сполук на кінетику ліполізу є лінійним і підкоряється кінетиці Міхаеліса-Ментен. Підвищення концентрації фенольних сполук супроводжується підвищенням KM і обидва способи лінеаризації утворюють системи прямих, що взаємно перетинаються, загальна точка перетину яких не лежить на координатних осях. За даними графіків Лайнуівера-Берка і Хейнса (рис. 19), тобто одночасному збільшенню і зменшенню фенольні сполуки насіння ріпаку інгібують панкреатичну ліпазу за змішаним (двопараметрично узгодженим) типом, здійснюється механізм лінійного змішаного інгібування. Отримане значення константи змішаного інгібування складає г/дм3.
Згідно даним ІЧ-спектроскопії при взаємодії інгібітору фенольної природи з ліпазою мають місце зміни як активного центру ферменту, так і центру зв'язування субстрату, що супроводжується змінами у вторинній структурі ферменту і частковою іонізацією карбоксильних груп, які входять до активного центру панкреатичної ліпази. Це може розглядатися як непряме свідоцтво того, що інгібування здійснюється за змішаним типом, що підтверджує висновки, зроблені на основі кінетичних досліджень. Кінетичні константи іммобілізованого інгібітору (Ki, K'i, , K'S) зростають в 1,75...3,5 рази в порівнянні з такими для вільних фенольних сполук. Аналогічно з [I]50 для вільного інгібітору, [I]50 для іммобілізованого інгібітору є для [S] = 75...450 г/дм3 (0,25...1,5 KM) величиною, близькою до постійної, хоча і збільшеної в 2,77 рази (3,894 г/дм3 проти 1,405 г/дм3).
Проведені розрахунки за Лайнуівером-Берком та Хейнсом з використанням графіків Уебба і Діксона свідчать про лінійний тип експериментальної залежності, що підтверджується високими коефіцієнтами лінійної кореляції. В діапазоні концентрацій інгібітору 6,25…25 мг/дм3 спостерігаються вищі значення швидкості реакції, ніж в його відсутності; значення KM істотних змін не зазнають.
В діапазоні концентрацій інгібітору 50 мг/дм3…3,2 г/дм3 спостерігається зниження Vmax за мірою зростання концентрації інгібітору без істотних змін значень KM в порівнянні з інтактним ферментом (при відсутності інгібітору). Отримані дані показали, що розрахунки за KM/Vmax дають менші абсолютні значення, ніж розрахунки за 1/Vmax. Кінетичний аналіз реакції інгібування ліпази іммобілізованим препаратом інгібітору фенольної природи дозволив зробити висновок, що іммобілізація не змінює типу інгібування панкреатичної ліпази при використанні маслинової олії як субстрату, механізм відноситься до змішаного (двопараметрично узгодженого) типу.
Результати кінетичних досліджень інгібування панкреатичної амілази інгібітором з борошенців вівса показали, що у діапазоні концентрацій іммобілізованого інгібітору 50 мг/дм3…3,2 г/дм3 спостерігається зниження Vmax за мірою зростання його концентрації без істотних змін значень KM в порівнянні з інтактним ферментом (при відсутності інгібітору панкреатичної амілази). Значення KM залишається приблизно постійним по всьому діапазону концентрацій іммобілізованого інгібітору, воно є приблизно в 1,5...1,6 раз меншим, ніж у випадках для інтактного ферменту. Порівняння отриманих результатів кінетичних досліджень інтактного та іммобілізованого інгібітору виявило зростання Кi для іммобілізованого інгібітору щодо інтактного. Відмінності між цими значеннями, обчисленими з використанням даних графіка Лайнуівера-Берка, є статистично недостовірними внаслідок великого розкиду даних. Для даних, отриманих за Хейнсом, вже спостерігається достовірність відмінностей (для 1990,1 - 424,4 = 1565,7 значення «t» складає 3,487, що при n' = 8 складає 0,002<р<0,01; для 678,4 - 445 = 233,3 отримали t = 3,391, що при n' = 11 також складає 0,002<р<0,01); відмінності достовірні і при порівнянні даних, отриманих методом Уебба (для 1360,4 - 403,8 = 956,6 маємо t = 7,844, що при n' = 48 складає р < 0,001).Оскільки використання іммобілізованих препаратів інгібіторів відноситься до області гетерогенних процесів (інгібування), причинами зростання Кi можуть бути:
- дифузійні затруднення; з урахуванням того, що молекулярна маса інгібітору рівна 25,1 кДа, а агару - на декілька порядків більше, тому зв'язування білка з таким носієм повинно неминуче приводити до дифузійних ускладнень;
- стеричні (просторові) обмеження; за рахунок різкого збільшення молекулярної маси продукту взаємодії інгібітору з агаром, його зв'язування з амілазою може ускладнитися.
Крім того, слід враховувати і такі можливості:
- конформаційні зміни молекули інгібітору як результат її іммобілізації на агарі; вони цілком можуть позначатися на зв'язуванні інгібітору з ферментом;
- електростатичний ефект сульфогруп агаропектину;
- вплив цих же груп на рН в мікрооточенні інгібітору і ферменту, що змінює швидкість і міцність їх взаємодії.
Зменшення константи Міхаеліса розглядається як підвищення спорідненості ферменту до субстрату (стабілізація фермент-субстратного комплексу). Таким чином, результати обробки даних експерименту за інгібуванням панкреатичної амілази іммобілізованим інгібітором з використанням методів математичного аналізу кінетичних досліджень показали відсутність змін КМ при значеннях Vmax, які зменшуються, що дозволяє віднести інгібування до лінійного неконкурентного типу (каталітичне інгібування).
Розраховані кінетичні параметри гідролізу казеїна трипсином в присутності інгібітору з насіння амаранту свідчать про неповне конкурентне інгібування (графіки не мають точки перетину з віссю ординат). Кінетичні параметри гідролізу казеїну трипсином в присутності стабілізованої форми інгібітору свідчать про здійснення неповного конкурентного інгібування. Іммобілізована форма інгібітору трипсину при низьких концентраціях субстрату діє аналогічно вільній, а при високих концентраціях субстрату його активність дещо нижча, ніж в вільній формі.
Включення інгібітору трипсину із зерна амаранту до складу БАД не супроводжується зміною стехіометрії зв'язування інгібітору та ферменту при значній концентрації (256 мг/дм3) інгібітору, тип інгібування відноситься до неповного лінійного конкурентного (рис. 20).
Отже, на підставі отриманих результатів зроблено висновок щодо типів інгібування вільними та іммобілізованими формами біокоректорів. Встановлено, що інгібування панкреатичної ліпази фенольними сполуками ріпаку здійснюється за змішаним (двопараметрично узгодженим) типом, панкреатичної амілази інгібітором з борошенець вівса - лінійним неконкурентним, трипсину інгібітором з насіння амаранту - неповним конкурентним. Для іммобілізованих препаратів практично у всіх випадках спостерігалося зниження Vmax, зумовлене гетерогенністю каталізу високомолекулярного субстрату. Збільшення КМ при іммобілізації означає, що для досягнення даної швидкості реакції потрібна більша концентрація субстрату, ніж для інтактного ферменту. Можливо, це пов'язано з конформаційною відмінністю іммобілізованого препарату в порівнянні з інтактним. Іммобілізація біокоректорів не приводить до зміни типу інгібування.
В шостому розділі «Розробка технології БАД-коректорів процесів травлення» доведено можливість отримання біологічно активних добавок, які містять ліпазу насіння ріпаку, інгібітори амілази, ліпази та трипсину; наведено принципові схеми переробки рослинної сировини з отриманням БАД; обґрунтовано раціональні параметри ключових технологічних операцій, технологічні та апаратурні схеми. Технології БАД - біокоректорів включають наступні основні етапи:
- вилучення біокоректору з сировини;
- іммобілізацію біокоректору;
- cушіння біокоректору.
Для обґрунтування умов вилучення біокоректорів з рослинної сировини як фактори оптимізації розглядали: температуру екстракції (t), значення гідромодуля (ГМ) та тривалість процесу (). Як параметр оптимізації обрано активність біокоректору yІА.
Отримано рівняння регресії, що описує залежність виходу інгібітору амілази в розчин (ІА) від досліджуваних факторів:
ІА=0,19378-0,00002t2-0,000108ф+0,02657ГМ-0,001923ГМ2-0,000087tГМ+0,000003tф, (1)
Отримані оптимальні значення, що відповідають максимальній амілолітичній активності yІА (0,286 ІО/мг білка), становлять: = 30 хв.; t = 13,4 єС; ГМ = 7,2.
Для визначення оптимальних параметрів процесу іммобілізації білкових біокоректорів методом комплексоутворення як фактори оптимізації розглядали: вплив температури процесу комплексоутворення (t), концентрації полісахариду (С) та тривалості процесу (ф) на інгібіторну активність БАД.
Отримано рівняння регресії, що описує залежність іммобілізації інгібітору амілази на агарі (ІА) від досліджуваних факторів:
ІА=102,0435-0,0102t2-0,5639ф+46,6663C-55,106C2+0,3014Ct+0,4290фC, (2)
Оптимальні значення, що відповідають максимальній інгібіторної активності (187 ІО/мг білка), становлять: = 15 хв.; t = 13,5 єС; С = 0,3 %.
Для обґрунтування умов вилучення інгібітору ліпази як фактори оптимізації розглядали: температуру екстракції, гідромодуль та тривалість процесу. Отримано рівняння регресії, яке описує залежність антиліполітичної активності фенольних сполук від досліджуваних факторів. Оптимальні значення, що відповідають максимальній антиліполітичній активності, становлять: тривалість процесу - 10 хв; температура - 20 С; гідромодуль - 10. За цих умов забезпечується максимальна інгібіторна активність фенольних сполук - 8875 ІО/г.
За допомогою методу найменших квадратів і послідовного регресійного аналізу отримано рівняння регресії, яке описує залежність антиліполітичної активності іммобілізованих фенольних сполук методом фізичної сорбції від досліджуваних чинників - температури іммобілізації t, тривалості процесу та співвідношення твердої і рідкої фаз (ГМ).
ІА=-9,81375+5,80736t-0,1735t2+4,88905ф-0,12476ф2+55,4537ГМ
-7,93519ГМ2-0,10972tф+0,00289t2ф (3)
На основі цього рівняння встановлено раціональні параметри процесу іммобілізації фенольних сполук на харчових волокнах пшеничних висівок: = 15,5 хв; t = 16 єС; ГМ = 3,5. За цих умов забезпечується максимальна інгібіторна активність іммобілізованого препарату - 165,6 ІО/г.
За раціональні параметри процесу екстракції ліпази, що відповідають максимальній ліполітичній активності прийняли: тривалість () - 30 хв; температура (t) - 20,0 єС; гідромодуль (ГМ) - 3,5. За даних умов ліполітична активність екстракту складає 10,94ЛО/ мг білка.
Отримані раціональні значення процесу фізичної сорбції екстракту ліпази на харчових волокнах, що відповідають максимальній ліполітичній активності, становлять: тривалість - 20,0 хв.; t - 20 єС; ГМ - 3,0 (гідромодуль просочування, який відповідає мінімальним втратам ферментативної активності). За даних умов активність іммобілізованої ліпази складає 2376 ЛО/г БАД.
Наведено рецептуру розроблених БАД і результати дослідження властивостей отриманих БАД - коректорів процесів травлення. Використання кверцетина в якості антиоксиданту в складі БАД з включенням інгібітору ліпази фенольної природи дозволило значно знизити інтенсивність процесів окиснення в іммобілізованому препараті, зберігаючи його антиліполітичну активність. Показано можливість отримання БАД - інгібітору ліпази та БАД - ентеросорбентів з інгібіторними властивостями.
...Подобные документы
Розгляд поняття, класифікації (друкарський, фільтрувальний, промислово-технічний, пакувальний), властивостей, сировини (целюлоза, наповнювачі, вода, клеї), технології виготовлення паперу. Характеристика хімічних добавок в галузі будівельних матеріалів.
курсовая работа [308,8 K], добавлен 13.06.2010Огляд проблем, спричинених твердістю води. Аналіз фізико-хімічних властивостей води та забезпечення оцінювання якості. Дослідження імітансу води як багатоелементного двополюсника. Опис залежності параметрів імітансу комірки від частоти тестового сигналу.
презентация [470,5 K], добавлен 07.12.2015Будова і принципи роботи доменної печі. Описання фізико-хімічних процесів, які протікають в різних зонах печі. Продукти доменного плавлення. Узагальнення вимог, які ставлять до формувальних і стержневих сумішей та компонентів, з яких вони складаються.
контрольная работа [129,8 K], добавлен 04.02.2011Поняття безвідхідної та маловідхідної технології. Фізико-географічні умови території дослідження. Гірнотехнічні рішення та гідротранспорна система. Розрахунок потреби в енергетичних і трудових ресурсах: силове електрообладнання, принципи заземлення.
дипломная работа [350,9 K], добавлен 20.06.2013Виды и характеристика транспорта для перевозки глины: автомашины, скреперы, бульдозеры, мотовозы, электровозы, канатная тяга. Применение щековых, валковых и молотковых дробилок, шаровых мельниц, барабанных и плоских грохотов для подготовки добавок.
реферат [3,3 M], добавлен 25.07.2010Розгляд хіміко-технологічних процесів і технології хімічних продуктів. Ефективність хіміко-технологічного процесу, яка залежить від раціонального вибору послідовності технологічних операцій. Сукупність усіх апаратів для виробництва хімічних продуктів.
реферат [29,2 K], добавлен 15.11.2010Описание методов подготовки различных добавок. Технологическая схема получения дегитратированной глины во вращающейся печи. Естественные методы обработки глины и ее предварительное рыхление. Дозирования глины и различных добавок, схема ящичного питателя.
реферат [2,8 M], добавлен 25.07.2010Загальна характеристика синтетичних волокон. Поняття про модифікацію хімічних волокон та ниток, методи та ефект, що досягається: зміна фізико-механічних властивостей, надання об'ємності та комфортності виробам. Застосування сучасних хімічних волокон.
реферат [21,0 K], добавлен 11.02.2011Классификация и характеристика пищевых добавок в зависимости от технологического предназначения. Основные цели введения пищевых добавок. Различие между пищевыми добавками и вспомогательными материалами, употребляемыми в ходе технологического процесса.
контрольная работа [28,1 K], добавлен 20.04.2019Применение бентонитовых глин при производстве железорудных окатышей, входящие в их состав минералы. Исследование влияния органических добавок на свойства сырых окатышей. Физические и химические характеристики связующих добавок, их реологические свойства.
реферат [3,2 M], добавлен 03.03.2014Літературний огляд властивостей та технології отримання монокристалів германія. Властивості монокристалів, їх кристалографічна структура, фізико-хімічні, електрофізичні та оптичні властивості. Технологічні умови вирощування германію, його застосування.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 03.05.2015- Конфекціювання матеріалів і дослідження їх властивостей для виготовлення жіночого літнього комплекту
Дослідження основних технологічних, структурних та механічних властивостей матеріалів. Вивчення розвитку моди на вироби жіночого літнього одягу. Характеристика асортименту швейної тканини, фурнітури, підкладкових, прокладкових та докладних матеріалів.
курсовая работа [43,7 K], добавлен 09.06.2011 Общие сведения о цементе, его виды и марки. Мокрый, сухой и комбинированный способ производства портландцемента. Процесс затворения водой и твердение цемента, добавление добавок. Контроль процесса обжига клинкера. Контроль качества добавок и помола.
курсовая работа [6,4 M], добавлен 11.06.2015Фізико-хімічні основи процесу очищення води методом озонування. Технологічна схема очищення з обґрунтуванням вибору основного обладнання. Принцип дії апаратів, їх розрахунок. Екологічне та економічне обґрунтування впровадження нового устаткування.
дипломная работа [635,2 K], добавлен 10.04.2014Методы порошковой металлургии. Повышение износостойкости покрытий, полученных методом высокоскоростного воздушно-топливного напыления, из самофлюсующихся сплавов на никелевой основе путём введения в состав исходных порошков добавок диборида титана.
статья [2,3 M], добавлен 18.10.2013Побудова структурних схем моделі в початковій формі на прикладі моделі змішувального бака. Нелінійна та квадратична моделі в стандартній формі. Перетворення моделі у форму Ассео. Умова правомірності децентралізації. Аналіз якісних властивостей системи.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 22.11.2010Аналіз тектонічних властивостей формоутворення костюму. Геометричні складові форми костюму. Характеристика декоративно-пластичних, фізико-механічних та естетичних властивостей матеріалу. Особливості малюнку і кольору тканини, масштабності, пропорційності.
курсовая работа [71,0 K], добавлен 08.12.2010Вітчизняний досвід використання мелючих куль та фактори, що визначають їх робочу стійкість. Дослідження оптимального складу хромистого чавуну. Граничні умови фізичних, механічних та експлуатаційних властивостей, що забезпечують ефективну роботу млинів.
реферат [29,1 K], добавлен 10.07.2010Дослідження основних термодинамічних залежностей розчинення азоту в рідких залізованадієвих, залізоніобієвих сплавах та в рідких чистих ванадії та ніобії. Побудова кінетичних залежностей розчинення азоту в чистих ванадії, ніобії, цирконії і титані.
реферат [80,1 K], добавлен 10.07.2010Опис об'єкта контролю і його службове призначення. Вимоги геометричної точності деталі і якості поверхні, фізико-хімічних властивостей матеріалу деталі і її елементів. Групування елементів об'єктів контролю. Розробка спеціального засобу контролю.
курсовая работа [541,1 K], добавлен 16.12.2010