Груздева, Анна Евгеньевна. Термодинамические свойства некоторых полисахаридов и их смесей с водой

brief description

Груздева, Анна Евгеньевна. Термодинамические свойства некоторых полисахаридов и их смесей с водой : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.04.- Нижний Новгород, 2000.- 184 с.: ил. РГБ ОД, 61 01-2/108-X

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
На правах рукописи
УДК 536.63:543.226:547.917
ГРУЗДЕВА Анна Евгеньевна
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ
ПОЛИСАХАРИДОВ И ИХ СМЕСЕЙ С ВОДОЙ
Специальность 02.00.04 - физическая химия
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени кандидата химических наук
Научные руководители: д.х.н., проф. КАРЯКИН Н. В. к.х.н., доцент УРЬЯШ В.Ф.
Нижний Новгород - 2000 
СОДЕРЖАНИЕ
. Стр.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 3
СТРУКТУРНЫЕ ФОРМУЛЫ ИЗУЧЕННЫХ ПОЛИСАХАРИДОВ 5
ВВЕДЕНИЕ 7
ГЛАВА 1. Физико-химические свойства полисахаридов и их смесей с низкомолекулярными жидкостями (Обзор литературы) 10
1.1. Данные о структуре полисахаридов 10
1.2. Физические переходы в полисахаридах ...26
1.2.1. Целлюлоза 26
1.2.2. Нитраты целлюлозы 26
1.2.3. Ацетаты целлюлозы 31
1.2.4. Хитин, хитозан 33
1.3. Теплоемкость целлюлозы и ее производных 34
1.4. Влияние низкомолекулярных веществ на температуры физических переходов
целлюлозы и ее производных 37
1.4.1. Влияние низкомолекулярных веществ на физические переходы целлюлозы.
Растворимость воды в целлюлозе 37
1.4.2. Растворы эфиров фталевой кислотьів нитратах и ацетатах целлюлозы 38
1.4.3. Ратсворы нитроэфиров в нитроцеллюлозе;,.. 43
1.4.4. Смеси производных целлюлозы с другими ЖИДКОСТЯМИ 45
ГЛАВА 2. Аппаратура и методика исследований 50
2.1. Аппаратура и методика измерения теплоемкости веществ в области
80-330 К 50
2.1.1. Калориметр 50
2.1.2. Вакуумная часть 53
2.1.3. Электрическая часть 54
2.1.4. Методика работы 58
2.2. Калориметр для измерения теплоемкости в интервале 12-80 К 65
2.3. Методика расчета термодинамических характеристик из калориметрических
данных 67
2.3.1. Расчет термодинамических функций, определение температур и энтальпий
физических переходов 67
2.3.2. Калориметрический метод определения растворимости воды в
полисахаридах 69
2.4. Установка для дифференциального термического анализа 69
2.4.1. Конструкция установки и методика работы.. 69
2.4.2. Методика определения растворимости воды в полисахаридах методом ДТА.76
2.5. Характеристика изученных объектов 77
ГЛАВА 3. Экспериментальные результаты и их обсуждение 81
3.1. Система грибной хитин-вода 81
3.1.1. Теплоемкость и термодинамические функции хитина из грибов и его смесей
с водой 81
3.1.2. Дифференциальный термический анализ хитина из грибов и его смесей с
водой 90
3.1.3. Диаграмм'а физических состояний системы грибной хитин-вода ...94
3.2. Агароза, агар и его смеси с водой 97
3.2.1. Теплоемкость и термодинамические функции агарозы и агара 97
3.2.2. Дифференциальный термический анализ агара и агарозы и смесей агара с
водой 104
3.2.3. Диаграмма физических состояний системы агар-вода 109
3.3. Амилоза, амилопектин, крахмал и его смеси с водой 111
3.3.1. Теплоемкость и термодинамические функции амилозы, амилопектина,
крахмала и его смесей с водой 111
3.3.2. Диаграмма физических состояний системы крахмал-вода ..128
ГЛАВА 4. Определение способности продуктов «Биофит» сорбировать и выводить
из организма человека тяжелые металлы 131
ВЫВОДЫ 139
ЛИТЕРАТУРА : 141
ПРИЛОЖЕНИЕ 169

bibliography

ВЫВОДЫ
1. В целях оптимизации процесса получения пищевых добавок из растительного сырья путем криогенного измельчения предварительно высушенных продуктов изучены термодинамические характеристики (теплоемкость, энтропия, энтальпия и функция Гиббса) в области 0-320 К некоторых полисахаридов - основных компонентов растений. Эти данные получены впервые. Построены и проанализированы диаграммы физических состояний систем полисахарид-вода. Такие диаграммы для изученных полисахаридов в литературе отсутствуют.
2. Определены температуры физических переходов и объяснена их природа в хитине, агарозе, агаре, амилозе, амилопектине и крахмале. Изучено влияние воды на температуры их физических переходов.
3. Определены физические состояния воды в смесях с полисахаридами в широкой области температур. Показано существование “свободной” и связанной” воды в системах полисахарид- вода. Определены концентрационные и температурные области существования гомогенных и гетерогенных смесей полисахарид-вода.
4. Показано, что крахмал не является механической смесью амилозы и амилопектина. Имеет место взаимодействие между их макромолекулами. На это же указывают различные температуры физических переходов в крахмале амилозе и амилопектине.
5. Установлено, что температуры физических переходов хитина зависят от возраста грибов, из которых он выделен. У хитина из старых грибов они выше т.е. при старении грибов структура хитина становится более упорядоченной.
6. На основании диаграмм физических состояний систем полисахарид-вода разработали и защитили патентами РФ способ получения пищевых добавок из растительного сырья, обладающих высокой биологической активностью за счет наиболее полного сохранения биологически активных веществ и повышенной усвояемостью организмом.
Разработана методика оценки способности криопорошков “БИОФИТ” из растительного сырья сорбировать тяжелые металлы. При этом моделировались процессы, происходящие при переваривании в желудке и кишечнике человека. Показано, что криопорошки хорошо сорбируют свинец и кадмий из раствора и могут выполнять роль энтеросорбента при их употреблении