Международный школьный научный вестник
Научный журнал для старшеклассников и учителей ISSN 2542-0372

О журнале Выпуски Правила Олимпиады Учительская Поиск Личный портфель

ПОЛУЧЕНИЕ ПОЛИСАХАРИДНЫХ ПЛЕНОК ИЗ ДЕКСТРАНОВ

Кривоногов А.В. 1
1 п. Ломовка, МБОУ Ломовская СШ, 11 класс
Духова Т.С. (п. Ломовка, МБОУ Ломовская СШ)

Данная статья является реферативным изложением основной работы. Полный текст научной работы, приложения, иллюстрации и иные дополнительные материалы доступны на сайте II Международного конкурса научно-исследовательских и творческих работ учащихся «Старт в науке» по ссылке: https://www.school-science.ru/2017/13/26824.

Актуальность темы. В настоящее время декстраны благодаря широкому спектру своих полезных свойств находит все более широкое применение в самых различных областях, таких как: в промышленности, биотехнологии, химическая технологии и в лабораторной технике. Декстраны широко используются в качестве заменителя плазмы крови, повышения вязкости растворов в молочной и пищевой промышленности, изготовления сефадекса, используемого в биохимической промышленности. Декстрановые гели и их иониты применяют для фракционирования и выделения ферментов, гормонов и других лабильных биологически активных веществ. Соединения с декстраном можно использовать как топливо в ядерных реакторах, катализаторов, керамических покрытий, тугоплавких и ферроэлектрических материалов, а порошки – для приготовления сплавов и пигментов. Пытаются покрывать дешевым неочищенным полисахаридом раздробленный каменный уголь для транспортировки его по трубам или в цистернах. При сгорании такого топлива выделяется минимальное количество вредных веществ. Низко молекулярные формы декстрана с Мr 5-8 kDa можно использовать для разработки пробиотиков или микроэлементозных препаратов, нормализующих у животных обмен веществ, рост и развитие, а также устойчивость к заболеваниям.

Цель работы: изучить биохимическую природу декстранов и получить полисахаридные плёнки из комплекса декстранов с хитозаном.

Объект исследования – химическое строение и свойства декстрана.

Предмет исследования – процесс выделения полисахаридов природного происхождения.

Задачи:

1. Провести анализ научно-популярной и учебной литературы по выбранной теме;

2. Рассмотреть общую характеристику, химическое строение и свойства декстранов;

3. Изучить биологическую роль декстранов;

4. Овладеть методами получения декстрана и хитозана, провести его выделение из бактерии Leuconostoc Mesenteroides;

5. Получить соединение декстрана с хитозаном – хитозановую пленку.

6. Обобщить результаты исследования и сформулировать выводы по работе.

Методы исследования: теоретические (анализ учебной и научно-популярной литературы по теме исследования, методический анализ, сравнение, теоретическое обобщение); экспериментальный (химический эксперимент); статистические (статистическая обработка результатов).

Теоретическая значимость: изучены общая характеристика, химическое строение, свойства декстранов и их биологическая роль.

Практическая значимость: разработана методика получения декстрана и хитозана из биологических объектов; возможность практического использования данных при изучении биологических и химических дисциплин.

Декстраны – важнейшие полисахариды бактериального происхождения

В данной главе остановимся на рассмотрении вопросов истории изучения, классификации, химическом строении, свойствах и биологической роли декстранов.

Краткая историческая справка

Декстраны впервые были обнаружены Луи Пастером. Декстран вырабатывается микробами на сахарсодержащих средах и является водорастворимым высокомолекулярным полимером глюкозы. В 1943 г. путем гидролиза нативного декстрана была получена фракция «макродекс», водные растворы которой по свойствам были близки плазме крови. Декстран быстро распространился по всему миру и уже в 1953 г. в СССР был получен раствор декстрана, названный полиглюкином [4].

Химическое строение и свойства декстранов

ДЕКСТРАНЫ (С6Н10О5)n – группа бактериальных полисахаридов, состоящих из остатков ?-D-глюкопиранозы [3]. Молекулы декстранов – разветвленные цепи (см.рис.1), линейная часть которых содержит главным образом 1:6-связи и небольшое количество 1:3-связей (в некоторых редко встречающихся декстранах обнаружены чередующиеся 1:6 и 1:3-связи). Разветвления в молекуле декстрана образуются с помощью 1:2-, 1:3- или 1:4-связей.

Со времени разработки технологии получения растворов декстрана и применения их в клинике прошло более 55 лет. В нашей стране первые работы по созданию данного класса препаратов были проведены в Ленинградском НИИ гематологии и переливания крови в 1952 г. Созданный препарат получил название «синкол». Позже, в 1954 г., сотрудниками Центрального НИИ гематологии и переливания крови был синтезирован хорошо всем известный полиглюкин. Полиглюкин представляет собой 6 % раствор декстрана с молекулярной массой 60 000 Д. Благодаря значительной величине молекул углевода он не проникает через мембраны сосудов, поэтому долго удерживается в сосудистом русле (3-4 сут). Лечебное действие объясняется способностью восстанавливать и поддерживать артериальное давление, ОЦК, улучшать сердечную деятельность. Можно вводить внутривенно, внутриартериально, внутрикостно (одновременно до 2000 мл).

В ходе проведенного экспериментального исследования можно сделать следующие выводы:

1. Хитозан можно получить из хитина членистоногих;

2. Доступным сырьем для получения хитина являются панцири креветок;

3. Необходимыми условиями для получения хитозана являются процессы депротеирования, деацетилирования и деминерализация.

4. Формование пленок зависит от качества полученного хитозана, т.е. степени его деацетилирования и отсутствия минеральных и белковых компонентов.

Заключение

В ходе проделанной работы были сделаны следующие выводы:

1. Проведенный анализ учебной и научно-популярной литературы по данной теме показал, что декстраны широко распространены в бактериальном мире, имеют очень разветвленное строение, в основе которого лежит ?- глюкоза.

2. Декстраны обладают комплексом уникальных физико-химических свойств, из которых наиболее активно используются в различных областях промышленности их пленко- и волокнообразующие, адсорбционные характеристики и способность к биодеструкции.

3. Экспериментальным путем декстраны были выделены из бактерии Leuconostoc Mesenteroides, которая была выращена на питательной среде.

4. Была разработана методика получения соединения декстрана с хитозаном – хитозановая пленка, которая позволяет получить продукт, обладающий высокой степенью деацетилирования, низким содержанием минеральных и белковых компонентов и проявляющий хорошие пленкообразующие свойства.

5. Установлено, что при химическом способе получения хитозана наиболее оптимальными условиями являются следующие: депротеинирование в 60 %-ном растворе NaOH, деминерализация в 15 %-ном растворе НСl и деацетилирование в 60 %-ном растворе NaOH.


Библиографическая ссылка

Кривоногов А.В. ПОЛУЧЕНИЕ ПОЛИСАХАРИДНЫХ ПЛЕНОК ИЗ ДЕКСТРАНОВ // Международный школьный научный вестник. – 2016. – № 3. – С. 71-72;
URL: http://school-herald.ru/ru/article/view?id=84 (дата обращения: 26.10.2020).