Способ получения пектата натрия или калия

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕКТАТА НАТРИЯ ИЛИ КАЛИЯ выделением пектина из пектинсодержащего сырья, включающий обработку гидроокисью натрия или калия, отличающийся тем, что, с целью упрощения и ускорения процесса и получения продукта с повышенной обменной емкостью, пектин вьщеляют обработкой 0,8-1,1%-ным водньм раствором соляной кислоты при 70-75°С и модуле 1:15-20, и полученный экстракт обрабатьшают 0,5-1,0%ным водным раствором гидроокиси натрия или калия при комнатной температуре и рН 12-14. V

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(1) С 08 В 37/06

1 а»»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

СЬ

С

Cb ,QO Вь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21). 3453561/23-05 (22) 14.06.82 (46) 07.07.85. Бюл. N- 25 (72) Д.Э..Алиева,. Г.Б. Аймухамедова, Н.П.Шелухина, В.M.Варваштян., и А.А.Алтымышев (71) Институт органической химии

AH Киргизской ССР (53) 547.458.88(088.8) (56) 1. Шершеналиева З.Ш. и др. Карбоксипроизводные на основе целлюлозы, Фрунзе ° "Илим", 1978, с. 10 20, 2. Патент ЧССР Р 137935, кл. 120 Ь, опублик. 1970.

„„SU„„1165684 (54) (57) СПОСОБ П031УЧЕНИЯ ПЕКТАТА

НАТРИЯ ИЛИ КАЛИЯ выделением пектина иэ пектинсодержащего сырья, включающий обработку гидроокисью натрия или калия, отличающийся тем, что, с целью упрощения и ускорения процесса и получения. продукта с повышенной обменной емкостью, пектин выделяют обработкой 0,8-1, 1Х-ным водным раствором соляной кислоты при

70-75 С и модуле 1: 15-20, и полученный экстракт обрабатывают 0,5-1,0Хным водным раствором гидроокиси натрия или калия при комнатной температуре и рН 12-14.

1165684

Изобретение относится к получению ионообменных материалов на основе природных соединений, обладающих селективными свойствами по отношению к катионам поливалентных, тяжелых. и 5 радиоактивных металлов, и может быть использовано в технике для выделения этих веществ из сложных смесей, медицине при Ме-интоксикациях и для профилактики при работе с указанными металлами.

Известен способ получения сорбентов для сорбции тяжелых и радиоактивных металлов, заключающийся в окислении целлюлозы (в виде марли) 15 специфическими окислителями а -гликольной группировки, например периодат-ионом, или окислителями типа окислов азота, действующих. более или .менее избирательно на первичную 20 спиртовую группу глюкозного звена молекул целлюлозы с образованием мэно-, ди- и трикарбоксицеллюлоз (t ).

Однако использование способа ограничено из-за дорогостоящих, агрессив-25 ных и токсичных соединений. таких, как периодат, окислы азота.

Наиболее близким к изобретению является способ получения пектата натрия или калия, заключающийся в вы- р делении пектина из пектинсодержащего сырья — яблок, суспендирования полу- ченного пектина в полярном органическом растворителе и обработку гидроокисью натрия и калия (2 ).

Недостатки известного способа заключаются в использовании дефицитного строго фондируемого яблочного пектина, использовании в процессе деэтерификации большого количества щ токсичных и огнеопасных органических растворителей и низкой сорбционной способностью целевого продукта (2-3 мг-экв/г).

Целью изобретения является упро- 45 щение и ускорение процесса и получев ния продукта с повыш нной обменной емкостью.

Поставленная цель достигается тем, что при способе получения пекта-50 та натрия или калия выделением пектина из пектинсодержащего сырья, включающем обработку гидроокисью натрия или калия, пектин выделяют обработкой 0,8-1,1%-ным водным раствором 53 о соляной кислоты при 70-75 С и модуле

i:15-20, и цолученный экстракт обрабатывают 0,5 — 1,0%-ным водным раствором гидроокиси натрия или калия при комнатной температуре и рН 12-14.

В процессе гидролиза в растительном сырье под действием минеральной кислоты происходит расщепление связей, соединяющих пектиновые вещества с клетчаткой, гемицеллюлозами и другими высокомолекулярными соединениями клеточной стенки. Высвобождающиеся пектиновые вещества экстрагируют гидролизующими агентами в виде частично этерифицированной пектовой кислоты или собственно пектиновой кислоты.

Для выделения из раствора (переведение в нерастворимое состояние) и придания продукту большей обменной емкости гидролизат подвергают воздействию гидроокисью натрия или калия. При этом происходит омыление метильно-эфирных групп и коагуляция пектата натрия или калия при рН 1214.

Для получения целевого продукта коагулят отмывают от избытка OH ионов спиртом или ацетоном. Выделенный пектат Na К обладает значительной обменной емкостью и селективностью по отношению к ионам поливалентных металлов.

Получение сорбента в виде натрийили.калийпектата имеет преимущество, так как воздействие пектовой кислоты оказывает отрицательное влияние на желудочно-кишечный тракт вследствие кислого характера препарата, раздражающего стенки кишечника или желудка. Использование нейтрализованного препарата предотвращает эти нежелательные явления, Вследствие того, что пектиновые вещества избирательны по отношению к щелочнозсмельным металлам, нейтрализация пектовой кислоты не уменьшает ее обменной емкости к радиоактивным соединениям, Она даже должна. увеличиться, так как группы COONa в нейтрализованном пектине более диссоциированы, чем

СООН-группы.

Пример 1. 100 r сухого свекловичного жома подвергают гидролизу-экстрагированию 0,8%-ной HCE при модуле 1;20 и температуре 70 С в течение 2 ч. Пектиновый экстракт обрабатывают 0,5%-ным раствором гидроокиси натрия (pH 12) в течение

30 мин для омыпения сложноэфирных групп. Образующийся осадок пектата

1165684 натрия отфильтровывают, промывают ацетоном и высушивают.

При выбранном значении рН 12-14 происходит.не только омыление сложноэфирных. групп пектиновых веществ, но 5 также коагуляция пектиновых веществ под действием одновалентного катиона Na (К ). Обнаруженное явление поI зволяет выделить омыленный продукт из раствора действием омыляющего агента, тогда как обьгчно выделение пектатов производят органическими растворителями. Полученный пектат промывают ацетоном и высушивают на .воздухе. t5

Характеристика препарата: уронидная составляющая 70,2Х, влажность

10Х, этерифицированные группы отсутствуют, выход целевого продукта

70Х. Обменная емкость по О, 1н CaCt 20

7,Ь мг-экв/г, по 0,1н Ьг(.1

7,0 мг-экв/г.

Пример 2. 150 г сухих яблочных выжимок подвергают гидролизуэкстрагированию 0,8Х-ной НСГ при 25 модуле 1:15, температуре 75 С в течение 2 ч. Пектиновый экстракт затем омыляют 0,57-ным раствором гидроокиси натрия (рН 14) в течение

30 мин. Образующийся осадок пектата Зо натрия отфильтровывают, промывают ацетоном и высушивают.

Характеристика препарата: уронидная составляющая 69,37., влажность

9,67., этерифицированные группы отсут- ствуют, выход целевого продукта

67,2Х. Обменная емкость по О, 1н

СаС22 7,1 мг-экв/г, по 0,1 í SrC1

6,7 мг-экв/г.

Пример 3. 100 г, сухого све- 4О кловичного жома подвергают гидролизу-экстрагированию 1,17.-ной соляной кислотой при модуле 1: 15 и температу-ре 70ОС в течение 2 ч. Пектиновый экстракт обрабатьвают 1Х-ным раст- 45 вором гидроокиси калия (рН 14) в течение 15 мин для омыления сложноэфир. ных групп, образующийся осадок пектата калия отфильтровывают, промывают ацетоном и высушивают. 50

Характеристика препарата: уронидная составляющая 68,8Х, влажность

10,5Х, этерифицированные группы отсутствуют, выход целевого продукта 55 .

66,3Х. Обменная емкость по 0,1 н

СаС12 7,8 мг-экв/г, по 0, 1 í SrCl>

6,9 мг-экв/г.

Пример 4. 150 г сухих яблочных выжимок подвергают гидролизуэкстрагированию i 1Õ-ной соляной кислотой при модуле 1:20, температуре 75 С в течение 2 ч. Пектиновый экстракт затем омыляют 17.-íbì раствором гидроокиси калия (рН 14) в течение 15 мин. Образующийся осадок пектата калия отфильтровывают, промывают ацетоном и высушивают.

Характеристика препарата: уронидная составляющая 72,27, влажность

11, 1Х, этерифицированные группы отсутствуют, выход целевого продукта

69,87. ° Обменная емкость по 0,1н

СаС1 8,0 мг-экв/г, .по О, 1н SrCl>

7,2 мг-экв/г.

П р и м е. р 5. 100 г сухого свекловичного жома подвергают гид-. ролизу-экстрагированию 1,0Х-ной соляной кислотой при модуле 1:20, температуре 72 С в течение 2 ч. Пектиновый экстракт затем омыпяют 17ным раствором гидроокиси натрия (рН 12) в течение 15 мин, Образующийся осадок пектата натрия отфильтровывают, промывают ацетоном и высушивают.

Характеристика препарата: уронидная составляющая 68,7Х, влажность

10,7Х, этерифицированные группы отсутствуют, выход целевого продукта бб, 17. Обменная емкость по О, 1н.

СаС 7,5 мг-экв/г, по О, 1н БгС1

6 5 мг-экв/г.

Пример б. 100 г сухого свекловичного жома подвергают гидролизу-экстрагированию 0,97-ной HCP при модуле 1:17 и температуре 70 С в течение 2 ч. Пектиновый экстракт обрабатьвают 0,6%-ным раствором гидроокиси натрия (рН 12) в течение

30 мин, Образующийся осадок пектата натрия отфильтровывают, промывают ацетоном и высушивают.

Характеристика препарата: уронидная составляющая 71,3Х, влажность

9,17, этерифицированные группы отсутствуют, выход целевого продукта

68,47.. Обменная емкость по 0 1н CaCI н а

7, 7 мг-экв/г, по О, 1н SrC12 —

6,6 мг-экв/г

Пример 7, 150 г сухих яблочных выжимок подвергают гидролизу-экстрагированию 1Х-ной НС2 при модуле 1: 18, температуре 72 С в тече- ние 2 ч. Пектиновый экстракт затем омыляют 0,8Х-ным раствором гидрооки11656

Составитель Т.Мартинская

Редактор О.Юрковецкая Техред М Кузьма - Корректор С.Шекмар

Заказ 4283/23 Тйраж 475

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д. 4/5

Подписное

Филйал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 си калия (рН 13) в течение 15 мин.

Образующийся осадок пектата калия отфильтровывают, промывают ацетоном и высушивают .

Характеристика. препарата: уро- 5 нидная составляющая 70,8Х, влажность 11,0Х, .этерифицированные группы отсутствуют, выход целевого продукта 72,7Х. Обменная емкость по р, 1н СаС1 7,9 мг-экв/ г, по О, 1н 5 СР) 0

6,8 мг-экв/г.

Пример 8. 100 r сухого свекловичного жома подвергают гидролизу-экстрагированию 0,8Х-ной НС1 при модуле 1:15 и температуре 72 С в те- 15 чение 2 ч. Пектиновый экстракт .затем омыляют 0,7_#_-ным раствором гидрооки- си натрия (рН 13) в течение 30 мин.

Образующийся осадок пектата натрия отфильтровывают, промывают ацетоном gp и высушивают.

Характеристика препарата: уронидная составляющая 68,5, влажность

9,9Х, этерифицированные группы отсут-, ствуют, выход целевого продукта 69,1Xzg

Обменная емкость по 0,1н СаС1

7,3 мг-экв/г, по О, 1н СгС1

7,1 мг-экв/г.

Пример 9. 150 г сухих яблочных выжимок подвергают гидролизу-экстрагированию 0,9Х-ной НС1 при модуле 1:16 и температуре 73 С в течение 2 ч. Пектиновый экстракт обрабатывают 0,9Х-ным раствором гидроокиси калия (рН 14) в течение

15 мин для омыления сложноэфирных групп..Образующийся осадок пектата

84 6 калия отфильтровывают, промывают ацетоном и высушивают.

Характеристика препарата: уронндная составляющая 69,9Х, влажность

10,2Х, этерифицированные группы отсутствуют, выход целевого продукта

70,7Х. Обменная емкость по 0,1н СаС1

7,6 мг-экв/г, по 0,1н SrC1

6,5 мг-экв/г.

Использование предлагаемого способа обеспечивает возможность получения сорбента из доступного н дешевого сырья с содержанием пектина до

20Х на сухое вещество, сокращение времени получения целевого продукта в 1,5-2 раза при известном способе основной процесс с подготовительными операциями составляет 7 ч, при предлагаемом - 3,5 ч, а также увеличение обменной емкости в 2-.3 раза (по известному способу — 2-3 мг-экв/г, по пведлагаемомч — 7-8 мг-экв/г).

Упрощается технологический процесс за, счет того, что в качестве исходного сырья берут не коммерческий пектин, а непосредственно растительное пектинсодержащее сырье. Вследствие этого полностью исключаются технологические, стадии получения и выделения пектиновых веществ и повторная длительная обработка сухих пектиновых веществ щелочами, осаждение и вы- деление целевого вещества (пектата

Na, K) с использованием больших объемов органических растворителей (растворимость пектата Na и К значительно выше, чем пектовой кислоты).