мех. Кптлпклми п д вс кожн нли меха значительная часть исходного сырья переходит в отхол

• Название: Кптлпклми п д вс кожн нли меха значительная часть исходного сырья переходит в отхол
• Дата: 25.03.2022
• Размер: 0.66 Mb.
• Имя файла: Untitled.FR12.docx
• Тип: Документы; #415502
• страница: 16 из 74

На основании данных таблицы 13 строят графики зависимости изменения содержания аминного азота и изменения молекулярной массы от продолжительности кислотного гидролиза.


Вопросы для самоконтроля

1. 
   Как называется растворимая фракция коллагена, экстрагируемая цитратным буфером при рН 4 из дермы шкуры?
   
2. 
   Каким образом можно получить растворимую фракцию коллагена, названую тропоколла- геном?
   
3. 
   Как влияет возраст животного на содержание экстрагируемых фракций коллагена в со­единительной ткани?
   
4. 
   Чем обусловлена более высокая растворимость коллагена дермы парной шкуры в кислой среде по сравнению с щелочной?
   
5. 
   Какие факторы оказывают влияние на растворимость коллагена?
   
6. 
   Как можно добиться увеличения количества экстрагируемого коллагена?
   

7. 
   Какие виды ферментов рекомендуется использовать для увеличения количества экстра^ руемого коллагена?
   
8. 
   Какие компоненты (а, р или у) и почему преимущественно образуются при увеличении продолжительности ферментативной обработки коллагена дермы?
   
9. 
   Как называется коллаген костей?
   
10. 
    Как влияет рН буферных растворов на растворимость коллагена?
    

Лабораторная работа б

ЩЕЛОЧНОЙ ГИДРОЛИЗ ЖЕЛАТИНА ИЛИ КЛЕЯ


Цель работы - определение влияния щелочной среды и продолжительности обработки на степень гидролиза полипептидных цепей желатина или клея.

При использовании щелочи - гидроксида натрия для подготовки коллагена для выплавления клея и/или желатина в исходных растворах создается высокая концентрация ионов гидроксила вследствие полного растворения гидроксида натрия и диссоциации молекул на ионы. По мере по­глощения щелочи коллагеном концентрация ионов гидроксила в растворе снижается.

Поглотившиеся коллагеном ионы натрия и гидроксила создают высокую концентрацию в единице объема дермы по сравнению с концентрацией во внешнем водном растворе. Это является причиной возникновения осмотического давления, способствующего нагнетанию молекул воды в структуру коллагена.

За счет высокой щелочности среды на поверхности структурных элементов дермы образу­ются одноименные отрицательные заряды, которые способствуют раздвижению полипептидных цепей при отталкивании одноименных зарядов. В промежутки между цепями и молекулами колла­гена внедряется дополнительное количество воды, часть которой прочно связывается с коллаге­ном. Эта связь возникает между заряженными группами полипептидных цепей коллагена и ди­польными молекулами воды, причем количество связанных дипольных молекул зависит от темпе­ратуры окружающей среды. Наибольшее связывание молекул воды происходит при температуре 10-15°С. С повышением температуры до 25-28°С возрастает кинетическая энергия молекул воды и происходит их отрыв от заряженного центра, поэтому обводнение уменьшается. При температуре 30-32°С в щелочной среде при высокой концентрации гидроксида натрия в растворе происходит сваривание коллагена, т.е. изменение природной конформации молекул, которое сопровождается резкой усадкой структурных элементов коллагена по площади и частичном их обезвоживанием при удалении дипольносвязанных молекул воды.

Интенсивное обводнение структуры коллагена при комнатной температуре за счет действия осматического давления, раздвижения полипептидных цепей при отталкивании одноименных за­рядов и ион-дипольного взаимодейст' т молекул воды с заряженными группами приводит к ме­ханическому разрыву химических сь з структуре коллагена.

Более высокая концентрация гидроксильных ионов в щелочном растворе по сравнению с из­вестковым приводит к быстрому химическому разрушению межмолекулярных поперечных связей, а также гидролизу пептидных групп:


Ь МН-^Н-СО-Ш-^Н-СО + №04 -ср— СОШа + ш₂ - сц - со 1

Кл К₂ К.1 К₂

к Для замедления гидролитического воздействия гидроксильных ионов щелочи на пептидные |группы в щелочном растворе вводится сульфат натрия, ионы которого блокируют пептидные группы и затрудняют доступ для гидроксильных ионов. При этом концентрация сульфата натрия должна быть в переделах 120-140 г/дм³.

Действие щелочно-солевого раствора в течение 24-28 ч эквивалентно 10-15-суточной обра­ботке коллагена в известковом растворе. По сравнению с известковым золением действие щелоч­но-солевого раствора на сырье приводит к образованию большого количества белковых потерь в троцессе обработки, но снижается выход варочного осадка при выплавлении клея и/или желатина.

| Ход щелочного гидролиза контролируют изменением содержания карбоксильных и амин- Ъ групп по методу потенциометрического титрования белковых веществ.

Необходимые материалы, реактивы и оборудование ^ИН|Н - - мятлики](тюх о п<юшш. тпнног/1И!

1. 
   Исходные растворы желатина или клея с концентрацией 25г/дм³ (по сухому остатку).
   

Вариант	Исходный раствор желатина, см3	Вариант	Исходный раствор клея, см3 \
1	50	5	. 50 ■
2	62,5	6	623 |
3	100	7	100 \
4	125	8	125 \

Из мерной колбы отбирают 125 см³ рабочего раствора и переносят ь коническую колбу Эр­ленмейера на 200-250 см³. Остальную часть раствора анализируют на содержание белковых ве­ществ и аминного азота методом потенциометрического титрования (приложение В).

Определение концентрации белковых веществ, аминного азота, рН и количество свободных амино- и карбоксильных групп в растворе желатина или клея до и после гидролиза проводят так же, как и в работе по кислотному гидролизу.

При определении содержания аминного азота в растворе желатина в данной работе титрова­ние проводят 0,1 н. раствором НС1 до слабо-розовой окраски. После добавления 20% раствора формалина, раствор обесцвечивается и титрование проводят 0,01 н. раствором КаОИ до слабо­розовой окраски.

Выполнение работы

Из мерной колбы пипеткой отбирают 125 см³ рабочего раствора (желатин или клей) и пере­носят в коническую колбу Эрленмейера на 250 см³, добавляют 62,5 см³ 0,05 н. щелочного раствора (едкого натра или калия, или карбоната натрия по заданию преподавателя) и кусочки битого фар­фора.

Колбу Эрленмейера устанавливают на электроплитку и закрывают пробкой с шариковьп холодильником. Отсчет времени гидролиза начинают после закипания раствора. Через 20 ми щелочного гидролиза колбу снимают с эластрошштки, охлаждают до 50-5 5°С и из нее отбира* 40 см³ раствора и переносят в коническую колбу на 150 см³ (1 проба).

.4 Показатели	Продолжительность гидролиза, мин
	0	20	20+15=35	35+15=50
. Расхчхд 0.01 н. раствора едкого натра, см '
I Содержание белковых веществ в 10 см ' рабочего раствора, г
| Содержание аминного азота, в: г дм ' Ч
1 МО.».)зс«и масса белковых веществ по « ааанинсм> азоту

На юв>>«:н данных таблицы 15 строят графики зависимости изменения содержания ■много азота н изменения молеку лярной массы от продолжительности кислотного гидролиза.


\



Попросм для самоконтроля

1 Как начищаются химические сити разрушающиеся при действии щелочи и кислоты?

М' какой цел мо для получен и и продуктов растворения коллагена вначале приме-

оЛрАЛотку п щелочно-солевых растворах, а затем кислотную обработку?

V Как алийст концентраций гидроксида натрия в процессе щелочно-солевой обра­ботки на рас торимое гь коллагена н кислоте?

К Каким образом можно снизить гидролитическое воздействие щелочи на пептидные связи?

5ч Что произойдет при повышении температуры рабочего раствора (до 30°С) в про­носе щелочно-солевой обработки?

о> Каким способом можно подтвердить разрушение межмолекулярных поперечных связей в процесс* щелочно-солевой обработки?

7. 
   С какой целью проводится промывка сырья после щелочно-солевой обработки?
   
8. 
   Покажите последовательность выполнения операций при растворении коллагена в щелочной среде,
   

Ч_ч Как влияет использование хлорида натрия (вместо сульфата натрия) при щелочно- еодевой обработке коллагена?

И), Как шишет рН среды на температуру денатурации проколлагена?


Лабораторная работа 7

ПОДГОТОВКА КОЛЛАГЕНА К ВЫПЛАВЛЕНИЮ КЛЕЯ И/ИЛИ ЖЕЛАТИНА

2/сль работы - экспериментально оценить влияние продолжительности золения на степень подготовки коллагена к последующему выплавлению клея или желатина.

Золение проводится для разрыхления структуры коллагенсодержащих отходов при набуха­нии их в зольном растворе и для разрушения межмолекулярных связей в структуре коллагена, чтобы последующее выплавление начиналось при пониженной температуре и обеспечивался мак­симальный выход клея из сырья.

При обработке коллагенсодержащего сырья в известковом растворе при температуре 18- 20°С в растворенном состоянии находится только 1,3 г гидроксида кальция в 1 дм³ рабочего рас­твора. Остальная часть гидроксида кальция находится во взвешенном состоянии в виде частиц суспензии. Щелочность среды создается образующимися при диссоциации гидроксильными нонами растворенной части гидроксида кальция. Поглотившиеся коллагеном ионы кальция и гид­роксила восполняются в растворе из суспензированных частиц. Поэтому в растворе поддержива­ется постоянная концентрация гидроксильных ионов.

По классической технологии для ма)^ тьного выхода желатина и клея с высокой сортно­стью необходимо длительное золение колл содержащего сырья в растворе гидроксида кальция (от 1 месяца н более).

Сырье для обработки и исследования процесса

1. 
   Образцы дермы шкуры крупного рогатого скота (некондиционное сырье, отходы овчины, лап оленя и т.д.) с удаленным волосяным покровом и подкожной клетчаткой на дисковой мезд­рильной машине (полоски размером 10x20 см), отмоченные в воде до влажности не менее 65%.
   
2. 
   Образцы дермы исследуемых шкур подвергаются золению в течение различного периода времени, от 1 до 6-10 сут (точное время золения рассчитывают по записи с начала процесса в сут­ках).
   

Золение проводят при ЖК 5, температуре 18-22°С в растворе с концентрацией гидроксид? кальция 12-15 г/дм³.

3. 
   Из золеного полуфабриката вырезают ножом по 2 образца размером 3x5 см по каждом варианту продолжительности обработки.
   

Необходимые материалы, реактивы и оборудование

1. 
   0,1 н. и 0,2 н. растворы НС1.
   
2. 
   0,1 н. раствор ИаОН.
   
3. 
   Индикатор — фенолфталеин.
   
4. 
   Сульфат аммония — сухая соль.
   
5. 
   Н2ЗО4 с концентрацией 10 г/дм³.
   

	2	1
3
4

1. 
   - Образец для определения связанного с коллагеном
   гидроксида кальция;
   
2. 
   - Образец для определения степени набухания колла-
   гена;
   
3. 
   - Образец для определения температуры сваривания;
   
4. 
   - Образец для определения выплавляемости желатина