Исследование процесса получения инулина

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование процесса получения инулина

Ташкараев Р.А.

А.Ж. Молдатаева

Б. Лесбаева

Инулин в организме человека расщепляется до фруктозы, которая столь необходима для людей страдающих диабетом. Он стимулирует рост и активность бифидо - и лактобактерий. Он также полезен при лечении ожирений, так как повышает всасывание кальция кишечником, тем самым, снижая риск остеопороза и атеросклеротических изменений, оказывает нормализующее влияние на метаболизм липидов. Обладает способностью снижать содержание в крови сахара, холестерина, липопротеидов, нормализовать жировой и углеводный обмен [1]. Например, в работе [2] указано на снижение на 30-40% количества холестерина в крови при применении Топинамбура. В данном сообщении инулин назван другим термином - рафтилином. Полученный из Топинамбура экстракцией рафтилин представляет собой порошок белого цвета умеренной растворимости, нейтрального вкуса и запаха. Рафтилин пригоден для замены жира. Его присутствие улучшает объем, текстуру и вкус продукта. Его олигомер олигофруктоза (рафтилоза) имеет нейтральный сладкий вкус, высокую растворимость, увлажняющую способность. Её можно использовать в качестве заменителя сахара. Инулин можно отнести к веществам, обладающим, так называемым, пребиотическим эффектом. Пребиотики, являясь балластными неусвояемыми продуктами, оказывают позитивный оздоравливающий эффект на человека, стимулируют рост активности полезных бактерий в кишечнике, что в свою очередь приводит к угнетению патогенной микрофлоры [2].

Инулин легко растворим в горячей воде, но в холодной трудно (1 часть на 10 тыс. частей воды при 150С), однако при охлаждении горячих растворов он в осадок не выпадает, если только раствор не подвергнут замораживанию. При прибавлении спирта к растворам инулина образуется осадок.

В клубнях топинамбура содержится до 14 - 20% инулина. Инулин применяется как основной компонент для производства фруктозного сахара и многих диетических продуктов. В работе Флуда А.Е. и др. разработана технология получения сгущенного экстракта из клубней топинамбура (с концентрацией сухих веществ свыше 65% и содержанием инулина 35%) и получены опытные партии пищевого инулина кристаллического состояния, белого с кремовым оттенком цвета. При этом выход инулина составлял до 80% от его содержания из сгущенного экстракта клубней топинамбура, т.е. 5,0% с одной тонны сырья [3].

Инулин, обладающий многогранными лечебно-профилактическими свойствами, оценивается на мировом рынке в 6-8 долларов за грамм [4].

Инулин обладает обволакивающим действием, защищая слизистую оболочку желудка и частично кишечника от механического раздражения пищей. Очень важно отметить то, что инулин способен предотвратить появление или уменьшить действие токсических веществ при попадании в желудок. инулин фруктозный сахар

Инулин также проявляет гипохолестеринемический эффект. Было выявлено положительное влияние "Инулина - лиавира" на течение сахарного диабета второго типа. Отмечены снижение сахара в крови и нормализация показателей жирового обмена.

"Инулин - лиавир" оказывал также достоверное гепатопротекторное действие у больных вирусным гепатитом и может быть использован с наибольшей эффективностью в комплексной терапии с затяжным течением заболевания.

В работе Самокиша И.И., Зяблицева Н.С. и Компанцев В.А. из Пятигорской государственной фармацевтической академии [5] описали способ получения лечебно-профилактического инулин-пектинового концентрата в порошке для больных сахарным диабетом, включающий извлечение инулина из сока, упаренного на водяной бане или под вакуумом при температуре 70°С, кристаллизацию при температуре 3-4°С в течение 5 суток с последующим отделением фракции инулина.

При этом было установлено, что инулин оказывает благотворное влияние на организм человека в течение всего времени нахождения в нем. Попадая в желудочно-кишечный тракт, инулин расщепляется соляной кислотой и ферментами на молекулы фруктозы и фруктозные цепочки, которые проникают в кровеносное русло. Оставшаяся нерасщепленная часть инулина быстро выводится, связав собой большое количество ненужных организму токсических веществ, таких как тяжелые металлы, радионуклиды, холестерин, жирные кислоты, различные химические соединения, попавшие в организм с пищей или образовавшиеся в процессе жизнедеятельности болезнетворных микробов, живущих в кишечнике.

Наряду с этим, инулин значительно стимулирует сократительную способность кишечной стенки, что заметно ускоряет очищение организма от шлаков. В крови антитоксическую, очищающую функцию выполняют осколки фруктозных цепочков, всосавшиеся в кишечнике. Следует отметить, что природная фруктоза, из которой состоит инулин, является уникальным сахаром, который способен участвовать в тех же обменных процессах, что и глюкоза и полноценно замещать ее в ситуациях, когда глюкоза клетками не усваивается. Именно поэтому диетическая и лечебная ценность инулина очень велика.

Инулин не является индивидуальном веществом, а представляет собой смесь фруктозанов, идентичных по строению, но с различной длиной цепочек.

С целью количественного определения сахаров в соке инулина методом хроматографического анализа на бумаге проводилось извлечение разделенных сахаров из хроматограмм с последующим макроопределением сахаров. Так, извлечение отдельных углеводов из соответствующих участков хроматограммы, полученных в растворителе н-бутанол - пиридин - вода (3:2:1), производилось путем экстракции водой. Количественное определение углеводов в экстрактах было выполнено фотоколориметрическим микрометодом. В исследуемом соке клубней топинамбура было найдено 4% сахарозы, 8% трисахаридакетозы и 9,5% тетрасахарида, считая по весу общее количество углеводов, нанесенных на хроматограмму.

Также было показано, что инулин имеет высокую эффективность при отравлении тяжелыми металлами. Было установлено образование комплексов инулина с различными металлами. Были исследованы реакции взаимодействия растворов солей некоторых S - элементов, например, кальция, бария, стронция с суспензиями инулина. При этом варьировались концентрации растворов солей, продолжительность контакта реагентов и температура реакции. Выделенные и очищенные продукты взаимодействия инулина с ионами S - элементов были изучены различными методами анализа (ИК-спектроскопии, ДТА, адсорбции и.т.д), которые подтвердили образование комплексов инулина с ионами, из которых особое значение имеет комплексообразование со стронцием. Определены оптимальные условия связывания стронция инулином, а также относительная устойчивость комплексов с различными ионами.

Составы клеточных стенок различных корнеплодов близки и состоят из целлюлозы, карбоксиполисахаридов, в том числе пектиновых веществ, полипептидов и незначительных количеств лигнина. На основании этого в спектре клубня топинамбура, после экстракции из него инулина нами исследованы полосы поглощения света, относящиеся к соединениям, входящим в состав клеточных стенок. После химической обработки клубня в спектре исследовали изменения шестисложных, представляющих собой суперпозицию частот с существенным вкладом в РПЭ (распределение потенциальной энергии) колебаний функциональных групп, от состояния которых в значительной степени зависят свойства полисахаридов.

В ходе исследования выяснилось, что состав топинамбура характеризуется многообразием составляющих его веществ, которые отличаются по химическому составу, методам их получения, свойствам, но практически все они обладают широким спектром биологической активности.

Нами при изучении химического состава топинамбура как подземной (клубней), так и надземной (стебли) части, определено содержание углеводов, жирных и органических кислот, микро- и макроэлементов

В дальнейшем было интересно определить оптимальные условия экстракции биоактивных компонентов, имеющихся в топинамбуре. Для этой цели мы выбрали в качестве экстрагента дистиллированную воду. На процесс экстракции влияют такие факторы, как: время экстракции, гидромодуль, дисперсность сырья и др.

Для эффективного проведения процесса экстракции необходимо выбрать оптимальные значения каждого из указанных технологических параметров, которые определялись экспериментальным путем. Для многофакторных процессов экстракции был применен метод математического планирования эксперимента для оценки влияния выше указанных факторов в зависимости от условий максимального выхода веществ. В качестве параметра оптимизации был выбран выход экстрактивных веществ. Опыты проводили с одинаковым количеством сырья, где количество сухого экстракта определяли в одинаковых условиях. В таблице 1., на основании постановочных однофакторных экспериментов приведены отобранные факторы, в максимальной степени влияющие на процесс, определены их основные уровни и интервалы варьирования.

Таблица 1

Основные факторы и пределы их варьирования

Таким образом, нами разработана технология химического процесса получения инулина из растительного сырья.

Список литературы

1. Тезисы докладов участников третьей Всесоюзной научно-производственной конференции "Топинамбур и топинсолнечник - проблемы возделывания и использования".- Одесса: Маяк, 1991.-127с.

2. Шаин С.С. Топинамбур: новый путь к здоровью и красоте./ С.С. Шаин.-М.:ЗАО "Фитон",2000.-128с.

3. Flood A.E., Hirst E.L., Jones J.K. N.// Nature, 160, 80 (1947).

4. Химическийсоставпродуктатопинамбура - http://avtorneizvesten.ru/ spravochnaya_kniga/topinambur/index.html

5. Оптимизацияпроцессаэкстракциитопинамбура (Helianthus tuberosus L.) методом математического моделирования /О.Ш. Кадиров, Х.Х. Камилов, С.Н. Аминов, С.Р. Фазулджанова// Фарм. журн.- Ташкент, 2006. -№1-2.- С.60-63.

Размещено на Allbest.ru