Вестник МГТУ, 2021, Т. 24, № 3.

Вестник МГТУ. 2021. Т. 24, № 3. С. 267-276. DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2021-24-3-267-276 Применение низкомолекулярного хондроитина сульфата в качестве функционального пищевого ингредиента и пищевой добавки также является перспективным (Шокина и др., 2014; Щетинский и др., 2014). В данной работе изучена химическая и ферментативная деструкция макромолекул хондроитина сульфата, полученного из хрящевой ткани северного ската, и ее влияние на физико-химические свойства полисахарида: молекулярную массу, растворимость и степень кристалличности. Материалы и методы Основные стадии получения хондроитина сульфата включают: обезжиривание сырья, щелочной и ферментативный гидролиз, выделение хондроитина сульфата из раствора, дополнительную очистку препарата, сушку (Lauder et al., 2000; Sugahara et al., 2003; 2007). За основу технологии выделения хондроитина сульфата был взят способ, приведенный в работах (Salmon..., 2003а, б) и усовершенствованный в работах (Порцель и др., 2015; Kuchina, 2017). В качестве сырья при получении ХС использовали хрящевую ткань северного ската ( Amblyraja hyperborea). Ферментативный гидролиз хрящевой ткани северного ската проводили под действием протеолитических ферментов - панкреатина, гепатопанкреатина (ферментный препарат, выделенный из гепатопанкреаса камчатского краба) и протосубтилина ГЗх - ферментный препарат микробного происхождения. Измельченное сырье смешивали с 0,2 М раствором гидроксида натрия в массовом соотношении 1 : 2 и термостатировали при температуре 50 ± 1 °С в течение трех часов при постоянном перемешивании. Такие условия щелочного гидролиза позволяют провести растворение щелочерастворимых веществ и предотвратить разрушение хондроитина сульфата. После реакционную смесь нейтрализовали до рН = 7,0 ± 0,1 ледяной уксусной кислотой, нерастворившийся осадок отделяли фильтрованием, фильтрат направляли на ферментативный гидролиз. Ферментативный гидролиз проводили при температуре 50 ± 1 °С в течение 6 часов при постоянном перемешивании. Концентрация ферментного препарата составляла 6 г на 1 кг сырья. Твердый осадок, полученный после ферментолиза, отделяли с помощью фильтрации. Полученный после щелочной и ферментативной обработки сырья гидролизат хрящевой ткани содержит продукты расщепления белков, соли, высокомолекулярные полисахариды. Гидролизат фильтровали, фильтрат направляли на осаждение ХС. В качестве осадителя использовали 96%-й этиловый спирт, соотношение гидролизат : осадитель = 1 : 2. Время осаждения составляло не менее 48 часов. Для отделения ХС взвесь центрифугировали, осадок промывали этанолом и сушили в лиофильной сушилке при температуре минус 53 °С и остаточном давлении 9,3 Па. Ферментативную деструкцию гликозидных связей в ХС проводили 1%-м раствором фермента гепатопанкреатина. Для этого 1 г хондроитина сульфата растворяли в воде, при температуре 50 ± 2 °С и постоянном перемешивании с использованием магнитной мешалки. К раствору ХС добавляли 1 мл раствора фермента и проводили деструкцию в течение 30 минут при постоянной температуре. Далее для дезактивации фермента смесь кипятили, затем охлаждали. ХС осаждали избытком этанола. Химическую деструкцию гликозидных связей в ХС проводили под действием перекиси водорода и хлороводородной кислоты. Концентрация раствора перекиси водорода составляла 1,5 %, концентрация хлороводородной кислоты была 0,1 и 0,5 н. Раствор перекиси или кислоты нагревали до 50 ± 2 °С, затем добавляли 1 г хондроитина сульфата. Деструкцию проводили в течение 20 и 30 минут при постоянном перемешивании. После кислотной деструкции смесь нейтрализовали 1 н NaOH до pH ~ 7. После проведения процесса деструкции хондроитин сульфат осаждали избытком спирта и отстаивали 22-24 часа для осаждения. Идентификацию полученных образцов хондроитина сульфата проводили методом ИК-спектроскопии (Silverstein et al., 2005). ИК-Фурье спектры были получены с использованием ИК-Фурье-спектрометра IRTracer-100 (Shimadzu, Япония); в диапазоне частот от 4 000 до 800 см-1 и разрешении 2 см-1 (количество сканирований - 50). Образец для исследования представлял собой смесь хондроитина сульфата и KBr в массовом соотношении 1 : 100. Смесь растворяли в дистиллированной воде, затем сушили в лиофильной сушилке в течение 6-8 часов (Rabek, 1983). Для удаления остатков влаги смесь дополнительно выдерживали в сушильном шкафу при 55 ± 5 °С в течение 6 часов. Таблетки готовили из навески 250 мг смеси (диаметр таблетки составлял 13 мм), прессовали под давлением 650 кгс/см2 в течение 1 мин при комнатной температуре. Спектры FTIR снимали сразу после прессования. Химический состав образцов ХС определяли стандартными методами2. Содержание влаги определяли после термостатирования в сушильном шкафу при 105 ± 5 °С до постоянной массы; содержание общего 2 Association of Official Analytical Chemist AOAC. Official Methods of Analysis (20th ed.). New York, USA : AOAC International. 2016. 269