Вестник МГТУ. 2016, №3.

Новиков В. Ю. и др. Свойства водной дисперсии комплекса хитотозана… 586 Неиспользуемые источники хиндроитина сульфата и хитозана имеются в Мурманской области. Исследование возможности производства хондроитина сульфата и хитозана и полиэлектролитных комплексов на их основе, полученных из местного морского сырья, является актуальным с точки зрения комплексной безотходной технологии переработки природного сырья. Такое производство позволит повысить рентабельность рыбоперерабатывающей промышленности и получить ценные препараты, имеющие применение в медицине, пищевой и косметической промышленности, сельском хозяйстве и др. Применение комплексов обусловлено их способностью формировать в объеме раствора локальные гидрофильно-гидрофобные области и поведением на межфазных границах. Водные дисперсии комплекса на основе хитозана и хондроитина сульфата могут быть использованы для стабилизации суспензий, эмульсий, для создания пищевых продуктов с лечебно-профилактическими свойствами. В связи с этим в данной работе изучены условия формирования, поверхностные и реологические свойства устойчивых водных дисперсий комплекса ХТЗ и ХС, предложен качественный механизм его формирования в объеме водной фазы. Материалы и методы Хитозан был получен из панциря камчатского краба Paralithodes camtschaticus по известной технологии [5]. Степень деацетилирования хитозана составила 68,8 %, молекулярная масса, определенная вискозиметрическим методом, – 368 кДа. Хондроитина сульфат был выделен из хрящевой ткани семги Salmo salar по технологии, заимствованной из патента [6]. Молекулярная масса, определенная нефелометрическим методом, составила 60 кДа. Для определения поверхностного натяжения (на границе с воздухом) водных растворов полисахаридов и дисперсии ПЭК использовали метод Вильгельми [8], размер частиц определяли методом дисперсии светорассеяния (метод "спектра мутности") [9; 10]. Измерение эффективной вязкости растворов проводили в условиях сдвиговой деформации [11] на ротационном вискозиметре Brookfield RVDV–II+Pro с термостатируемой измерительной ячейкой в виде двух коаксиальных цилиндров ( R н / R в = 1,14) в области скоростей сдвига γ ɺ от 0,93 до 186 с –1 при температуре 20 ± 0,1 °С. Растворы полисахаридов готовили следующим образом: навеску ХТЗ растворяли в 0,5 %-м растворе CH 3 COOH и оставляли раствор на сутки, ХС растворяли в воде. Таким образом получали 1 %-е растворы полисахаридов. Величина pH приготовленных растворов составляла для хитозана 3,7, для хондроитина сульфата – 6,2. pH раствора хитозана доводили до pH 6,2 раствором NaOH (С = 0,1 моль/дм 3 ). Затем растворы смешивали в молярном соотношении 1 : 6, 1 : 3, 1 : 1, 3 : 1. Соотношение масс ХС и ХТЗ рассчитывалось из условия стехиометрического связывания – 3 OSO − − и –COO – -групп (ХС) и 3 NH + − -групп ХТЗ. При расчете учитывалась степень деацетилирования ХТЗ. Результаты и обсуждение При смешивании растворов хитозана и хондроитина сульфата происходит образование полиэлектролитного комплекса, который выделяется в виде новой фазы. При добавлении раствора хондроитина сульфата к раствору хитозана в молярных соотношениях 1 : 3; 1 : 6 образуется дисперсия полиэлектролитного комплекса, устойчивая в течение всего времени наблюдения (до 3 сут). При молярном соотношении смешиваемых растворов 1 : 1 (независимо от последовательности их смешения) образуется суспензия полиэлектролитного комплекса, затем выпадает осадок. Результаты изучения физико-химических свойств устойчивой водной дисперсии полиэлектролитного комплекса хитозана и хондроитина сульфата приведены на рис. 1 и в таблице. На рис. 1 приведена зависимость поверхностного натяжения водных растворов полисахаридов и дисперсии полиэлектролитного комплекса от времени. Из данных, приведенных на рис. 1, следует, что равновесные значения поверхностного натяжения для исследованных растворов хитозана и хондроитина сульфата устанавливаются примерно за 8–10 мин, для полиэлектролитного комплекса – за 15 мин. Равновесные значения поверхностного натяжения для полиэлектролитного комплекса (кривая 3) несколько выше, чем у исходных растворов хитозана и хондроитина сульфата. Анализ кинетических зависимостей поверхностного натяжения показывает, что ПЭК снижает поверхностное натяжение на границе "водный раствор – воздух" по сравнению с чистым растворителем до 53 мН/м, что позволяет использовать его для стабилизации дисперсных систем. Результаты изучения эффективного радиуса частиц R эф в дисперсии полиэлектролитного комплекса хитозана и хондроитина сульфата приведены в таблице. Предварительно был определен гидродинамический