Вестник МГТУ. 2016, №3.

Вестник МГТУ. 2016. Т. 19, № 3. С. 585–592. DOI: 10.21443/1560-9278-2016-3-585-592 585 УДК 577.114.7 В. Ю. Новиков, Н. В. Долгопятова, И. Н. Коновалова, Ю. А. Кучина Свойства водной дисперсии комплекса хитотозана и хондроитина сульфата, полученных из гидробионтов Исследование возможности производства хондроитина сульфата и хитозана и полиэлектролитных комплексов на их основе, полученных из местного морского сырья, является актуальным с точки зрения разработки комплексной безотходной технологии переработки природного сырья. Объектами исследования являлись хитозан, полученный из панциря камчатского краба Paralithodes camtschaticus , и хондроитина сульфат, выделенный из хрящевой ткани семги Salmo salar . Для определения поверхностного натяжения растворов полиэлектролитов и дисперсии комплекса использовали метод Вильгельми, эффективный радиус частиц определяли методом дисперсии светорассеяния, измерения эффективной вязкости проводили в условиях сдвиговой деформации. Изучены условия формирования, поверхностные и реологические свойства комплекса хитозана и хондроитина сульфата, выделенных из гидробионтов Баренцева моря. Установлены условия получения и молярные соотношения этих полиэлектролитов, при которых водная дисперсия комплекса сохраняет устойчивость в течение длительного времени. Установлено, что при добавлении раствора хондроитина сульфата к раствору хитозана в молярных соотношениях 1 : 3; 1 : 6 образуется дисперсия полиэлектролитного комплекса, устойчивая в течение 2 − 3 суток. Дисперсии полиэлектролитного комплекса ведут себя как псевдопластичные неньютоновские жидкости. При молярном соотношении смешиваемых растворов 1 : 1 (независимо от последовательности их смешения) образуется суспензия полиэлектролитного комплекса, затем выпадает осадок. Равновесные значения поверхностного натяжения водной дисперсии полиэлектролитного комплекса выше, чем у растворов хондроитина сульфата и хитозана. Определен эффективный радиус частиц в дисперсии комплекса. Эффективный радиус частиц в дисперсии комплекса зависит от молярного соотношения хондроитина сульфат : хитозан. Предложена качественная схема формирования полиэлектролитного комплекса хитозана и хондроитина сульфата в виде нерастворимого осадка и в виде устойчивой водной дисперсии. Водные дисперсии комплекса на основе хитозана и хондроитина сульфата могут быть использованы для стабилизации суспензий, эмульсий, для создания пищевых продуктов с лечебно-профилактическими свойствами. Ключевые слова: хитозан, хондроитина сульфат, полиэлектролитный комплекс, поверхностное натяжение, вязкость. Введение Практическое применение хитозана – линейного полисахарида, состоящего из (1→4)-связанных остатков 2-амино-2-деокси-β-D-глюкопиранозы – постоянно расширяется, что объясняется его биосовместимостью, биодеградируемостью, нетоксичностью для человеческого организма и ярко выраженной антимикробной активностью. Хондроитина сульфат входит в состав многих лекарственных препаратов, применяемых при заболеваниях суставов. Хондроитина сульфат представляет собой сульфатированный гликозаминогликан с молекулярной массой 10 000–100 000 Да. В хондроитина сульфате дисахаридные фрагменты цепи (хондрозины) связаны β-(1-4) гликозидной связью. Дисахарид хондрозин является мономером хондроитина сульфата и состоит из остатков двух моносахаридов: D-глюкуроновой кислоты и D-галактозамина, связанных между собой β-(1→3)-гликозидной связью. В результате реакции между противоположно заряженными полиэлектролитами в водных растворах образуются полиэлектролитные комплексы (ПЭК) – нерастворимые стехиометрические и растворимые нестехиометрические. Макромолекулы полиэлектролитов в таких комплексах удерживаются ионными, водородными связями, а также дисперсионными силами. Простейший способ получения полиэлектролитного комплекса (ПЭК) – смешивание водных растворов, один из которых содержит полианионный, а другой – поликатионный компонент. Хитозан (ХТЗ) в растворе при контакте с хондроитина сульфатами образует полиэлектролитные комплексы за счет прочных электростатических связей между 3 NH + − -группами хитозана и 3 OSO − − и –COO – -группами хондроитина сульфата (ХС) [1]. Полиэлектролитные комплексы находят применение в медицине, могут быть использованы в качестве матрицы для создания сорбентов и носителей различного назначения, для использования в процессе адсорбционно-флокуляционной очистки воды, в качестве добавки в ветеринарные препараты, повышающие биологическую ценность мяса, в качестве связующих для почв и грунтов, для создания форм с пролонгированным выделением лекарственных веществ [2–7].