ИПП — новое направление в производстве пищи11 5 страница

(см. подробнее гл. IV).

Исследование деформации капель в поле сил сдвига было выполнено на двухфазных жидких системах, содержащих водо­растворимые белки, нейтральные полисахариды или поливинило­вый спирт [62, 71, 72]. Применяли два метода исследования. В первом случае деформацию системы осуществляли между пред­метными стеклами оптического микроскопа при их относитель­ном перемещении и измеряли размеры частиц с помощью окуляр-микрометра. Во втором случае деформацию дисперсных частиц двухфазной жидкой системы проводили в ячейке типа цилиндр в

54 Глава вторая

Рис. 4. Микрофотография исходной двухфазной системы и деформирован­ных (между предметными стеклами при их относительном сдвиге) дисперс­ных частиц системы (жидкие цилиндры)

—>• направление сдвига. Увеличение 300 Х

цилиндре ротационного прибора, а размеры частиц определяли методом малоуглового рассеяния света по Зильбербергу и Ку­ну [67, 73].

Качественное исследование процесса показало, что во всех случаях, когда вязкость дисперсной фазы меньше вязкости дис­персионной среды, в поле сил сдвига наблюдается вытягивание сферических капель эмульсии в длинные тонкие нити — жидкие цилиндры. Последние неустойчивы и распадаются на мелкие сферические капли, которые коалесцируют и вновь деформируют­ся в потоке. После прекращения действия сдвиговых сил жидкие цилиндры либо распадаются на множество мелких капель, либо медленно релаксируют, принимая сферическую форму, без из­менения объема дисперсных частиц. На рис. 4 показана микро­фотография исходной двухфазной системы и деформированных дисперсных частиц этой же системы. Если же вязкость дисперс­ной фазы в 10 и более раз выше вязкости дисперсионной среды, то в такой системе наблюдается выстраивание в ряд сферических дисперсных частиц в направлении сдвига без их заметной дефор­мации.

Количественное исследование с использованием ротационного прибора показало, что степень асимметрии дисперсных частиц (Р) зависит от соотношения вязкостей дисперсной (т]) и ди­сперсионной (tii) фаз, скорости, сдвига (q), размера частиц (Ф), объемной доли дисперсной фазы (<р) и межфазного натяже­ния. При этом определяющими факторами являются соотношени& вязкостей "фаз и скорость сдвига -[621. •..;.•.••:

Физико-химические основы переработки белка в ИПП 55

Типичные кривые зависимости степени асимметрии частиц от скорости сдвига показаны на рис. 5. Зависимость степени асимметрии дисперсных частиц от соотношения вязкостей фаз, обобщенная для всех исследованных систем, приведена на рис. 6. Видно, что деформация дисперсных частиц в потоке наблюдается для систем с соотношением вязкостей фаз, меньшим 4—6. Степень асимметрии капель во всех случаях возрастает при увеличении скорости сдвига. При постоянной скорости сдвига степень асимметрии дисперсных частиц резко увеличивается при повышении вязкости составляющей их жидкости от малых вели­чин до величин, равных вязкости дисперсионной среды. Даль­нейшее увеличение вязкости дисперсной фазы приводит к мо­нотонному снижению степени асимметрии частиц. Степень асим­метрии, следовательно, возрастает при сближении вязкостей фаз. Полученные результаты находятся в хорошем соответствии с данными Тейлора и Мессона [63, 68]. Иначе говоря, поведение в потоке ансамбля жидких частиц эмульсии сходно с поведе­нием отдельной капли, исследованным в работах [63, 68]. В пер­вом случае, однако, существенную роль играет процесс коалес-ценции капель. Зависимость изменения объема дисперсных частиц от скорости сдвига согласуется с высказанным в [67] предположением о существовании в двухфазной системе в потоке динамического равновесия между распадом жидких цилиндров и

коалесценцией капель [62].

Степень асимметрии частиц при постоянной скорости сдвига увеличивается по мере снижения межфазного натяжения. Этот результат получен при исследовании двухфазной системы декст-ран—желатина—вода в условиях приближения к границе перехо­да из двухфазного состояния в однофазное, где, как известно, меж­фазное натяжение равно нулю. Эта система двухфазна при рН 4,9—5,0 и переходит в однофазное состояние при рН выше 5,1 и ниже 4,5. По мере приближения рН системы к границе фазового превращения межфазное натяжение снижается, и поэтому зави­симость степени асимметрии капель от рН системы (рис. 7) качественно отражает влияние межфазного натяжения. Качествен­ный характер зависимости обусловлен наложением эффектов из­менения объемной доли дисперсной фазы и соотношения вязко­стей, так как по мере приближения к граничным условиям фазового превращения [47, 48, 51] объемная доля дисперсной фазы растет, а соотношение вязкостей фаз стремится к еди­нице.

Способность капли к деформации связана с ее объемом, так

как деформация капель сопровождается увеличением межфазной поверхности и, следовательно, увеличением свободчой энергии системы. Поскольку увеличение поверхности при деформации тем больше, чем меньше диаметр капли, то при прочих равных

56 Глава вторая

Рис. 5. Зависимость степени асим­метрии частиц дисперсной фазы (Р) от скорости сдвига (д) (температура 32,5°, объемная доля дисперсной фазы 0,4) для систем •:

1 — поливиниловый спирт (5%)—жела­тина (10%)—вода;

s — желатина (10%)—поливиниловый

спирт (5%)—вода;

з— декстран (8%)— желатина (10%)—

вода;

4 — декстран (10%)—поливиниловый спирт (5%)—вода;

5 — поливиниловый спирт (5%)—дек-стран (10%)—вода;

в—желатина (10%)—декстран (8%)—

ВОДЯ

Рис. 6. Зависимость степени асимметрии частиц дисперсной фазы (Р) от соотношения вязкостей дисперсной (т\) и дисперсионной (T]i) фаз

Температура 32,5° С; скорость сдвига 3,9 сек-'; объемная доля дисперсной фазы 0,4

Рис. 7. Зависимость степени асимметрии частиц дисперсной фазы (Р) от рН (межфазного натяжения) системы декстран (8%)—желатина (10%)— вода при 32,5° и скорости сдвига 3,9 сек~¹

условиях степень асимметрии частиц возрастает с увеличением их объема.

Процесс получения и поведение индивидуальных жидких ци­линдров в жидкой среде при постоянной и переменных темпе-

* Дисперсная фаза систем содержит преимущественно первый из указан­ных компонентов, например в системе желатина—декстран—вода дис­персная фаза обогащена желатиной, а в обратной системе декстран—же­латина—вода желатина содержится преимущественно в дисперсионной среде.

Физико-химические основы переработки белка в ИПП 57

ратурах, а также возможность фиксации формы жидкого цилинд­ра путем перевода в студнеобразное состояние были исследова­ны на примере системы желатина—поливиниловый спирт—вода. Существо метода [74] состоит в вытягивании с постоянной ско­ростью одной из жидких фаз (фаза желатины) в виде нити в объем другой жидкой фазы (раствор поливинилового спирта). Стабильность жидкого цилиндра оценивают, измеряя его длину в момент отрыва от капилляра в процессе вытягивания. После отрыва от капилляра жидкий цилиндр сохраняет форму в тече­ние определенного хорошо воспроизводимого времени (время жизни жидкого цилиндра), а затем самопроизвольно распадается на большое число сферических частиц [62, 70].

Исследование поведения жидкого цилиндра в условиях ох­лаждения системы показало, что перевод фазы желатины в студ­необразное состояние позволяет фиксировать форму жидкого цилиндра при условии, что время перехода в студнеобразное сос­тояние не превышает времени жизни жидкого цилиндра. Это усло­вие выполняется, например, при выливании жидкой двухфазной системы желатина (10%)—поливиниловый спирт (5%)—вода с температурой 28° в виде струи в воду, предварительно охлаж­денную до 2°. Одновременно с образованием и фиксацией формы жидких цилиндров происходит разбавление водой дисперсионной среды. В результате получают ансамбль тонких (5—10 мкм) студнеобразных волокон желатины [62]. Микрофотография таких волокон приведена на рис. 8.

Результаты исследования закономерностей поведения двух­фазных жидких систем при застудневании в потоке [62, 71] позволили представить общую схему переработки таких систем в различные анизотропные материалы (рис. 9). Их морфология определяется преимущественно структурой исходной жидкой ге-терофазной системы в потоке и соотношением скоростей перехода фаз в студнеобразное состояние. Так, для получения тонких во­локон целесообразно использовать двухфазные системы с одним студнеобразователем, сосредоточенным преимущественно в дис­персной фазе. Состав фаз должен обеспечивать их близкую вязкость и достаточно высокую скорость перехода дисперсной фазы в студнеобразное состояние. При этом необходимо, чтобы концентрация студнеобразоватсля в дисперсионной среде была ниже критической концентрации студнеобразования. Если же частицы дисперсной фазы деформируются в потоке, но не застуд-невают, а в студнеобразное состояние переходит дисперсионная среда, то возникают студни капиллярной структуры. Это дости­гается при переработке двухфазных систем со студнеобразова­телем, сосредоточенным преимущественно в дисперсионной среде системы. Отметим, что анизотропные студни капиллярной струк­туры могут быть получены но только на основе эмульсий, но

Рис. 8. Микрофотография студнеобразных волокон желатины

Рис. 9. Общая схема переработки двухфазных жидких систем

I— волокна; 11— студни капиллярной структуры; III— студни, наполненные по­докнами

также па основе пен и концентрированных суспензий с пластич­ными взаимодействующими (непрерывная фаза системы) части­цами, так как образованию таких студней благоприятствует вы­сокая вязкость дисперсионной среды, многократно превышающая вязкость дисперсной фазы. Наконец, возможен переход обеих фаз в студнеобразное состояние с образованием студней, напол­ненных либо армированными волокнами, ориентированными в направлении деформации системы. Это достигается при исполь-

Физико-химические основы переработки белка в ИПП 59

зовании одного студнеобразователя, распределенного в обеих фазах за счет его сорастворимости с другим макромолекулярным компонентом, или же с помощью двух студнеобразователей, сосредоточенных в разных фазах системы и обеспечивающих пе­ревод обеих фаз в студнеобразное состояние в сходных условиях. Несколько более подробно переработка двухфазных жидких си­стем белок—полисахарид—вода в анизотропные материалы будет рассмотрена в разделе, посвященном анизотропным студням.

Таким образом, установление общего характера явления несовместимости белков и полисахаридов в водных средах, зако­номерностей деформации двухфазных систем, а также выяснение принципиальной возможности фиксации их форм при переводе одной или обеих фаз системы в студнеобразное состояние в по­токе создают предпосылки для разработки эффективных методов переработки белка в составе многокомпонентных двухфазных систем в искусственные продукты питания анизотропной макро­структуры, прежде всего в искусственные мясопродукты.

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ БЕЛКОВ И ПОЛИСАХАРИДОВ В ВОДНЫХ СРЕДАХ

В рамках рассматриваемой проблемы переработки белка ис­следование электростатического взаимодействия белков и кислых полисахаридов, как отмечено выше, представляется необходимым прежде всего в связи с задачей получения гомогенных стабиль­ных систем, содержащих белки, и регулирования физико-химиче­ских свойств таких многокомпонентных жидких систем. Эта задача, в частности, сводится к выяснению условий получения ра­створимых в водных средах комплексов белков с кислыми поли-сахаридами и возможности направленного регулирования функ­циональных свойств белков. Другой важный аспект проблемы взаимодействия белков и кислых полисахаридов обусловлен тем, что оба эти вещества представляют собой важнейшие пищевые студнеобразователи. Поэтому условия образования, структура и свойства комплексов в значительной мере определяют условия перевода перерабатываемой многокомпонентной жидкой системы в студнеобразное состояние и свойства студней, в том числе и условия получения комплексных студней (см. следующий раздел). Еще один аспект рассматриваемого взаимодействия связан с проблемой пищевой ценности искусственных продуктов питания, поскольку атакуемость компонентов продукта пищеварительными ферментами может зависеть не только от его состава, но и от физической структуры. Образование электростатических комплек­сов белка с полиэлектролитами (кислые полисахариды, нуклеино­вые кислоты), по-видимому, может сопровождаться изменением конформации белка и его атакуемости ферментами. Кроме того,

60 Глава вторая

учитывая возможность взаимодействия полиэлектролитных ком­понентов продукта с белками — ферментами желудочно-кишечно-го тракта, что может сопровождаться изменением их активности, возникает необходимость исследования свойств белков (в том числе и ферментов) в комплексах с полиэлектролитами.

Таким образом, в связи с проблемой получения искусственных продуктов питания важное значение приобретают вопросы изу­чения условий образования, состава, структуры и свойств элект­ростатических комплексов белков с кислыми полисахаридами и другими полиэлектролитами, а также свойств белка в таких комплексах.

Если термодинамическая совместимость белков и полисаха-ридов до последнего времени оставалась практически неизучен­ной и исследуется в течение последних лет, прежде всего в связи с проблемой искусственной пищи, то в области электростатиче­ского взаимодействия этих макромолекулярных веществ выполне­ны многочисленные исследования как физико-химического, так и биохимического характера. К тому же электростатическое взаи­модействие белков и полисахаридов — лишь частный случай яв­ления взаимодействия противоположно заряженных макромоле­кул в растворах, рассмотренного в ряде обзоров и монографий [30, 31, 33].

Явление фазового расслоения в смесях противоположно заря­женных белков и кислых полисахаридов, названное позднее комп­лексной коацервацией, было впервые обнаружено еще в конце прошлого века. По-видимому, впервые это явление наблюдали Паули и Рон [75], а также Тьюбакс [76] при смешении раст­воров желатины и гуммиарабика в присутствии уксусной кисло­ты. Позднее Спиро [77] наблюдал фазовое расслоение в смесях подкисленных растворов желатины и гуммиарабика. Систематиче­ски это явление было исследовано Бунгенберг де Йонгом и его школой [35, 36, 78, 79]. Широкие исследования явления комп­лексной коацервации были проведены в связи с предложенной А. И. Опариным разработкой теории возникновения и начального развития жизни [80—83]. Теоретическое и экспериментальное исследование природы явления комплексной коацервации было выполнено Овербиком и Борном [84, 85], а также Вайсом с сотр. [86—89].

В противоположность явлению несовместимости белков и полисахаридов (см. предыдущий раздел), при котором макромо-лекулярные компоненты сосредоточиваются в разных фазах, явление комплексной коацервации при смешении растворов бел­ков с растворами противоположно заряженных кислых полиса­харидов приводит к их концентрированию в одной из фаз комп­лексного коацервата (концентрированная фаза), в то время как другая фаза представляет собой их разбавленный раствор (рав-

Физико-химические основы переработки белка в ИПП

новесная жидкость). В зависимости от условий смешения и природы макромолекулярных компонентов образующаяся кон­центрированная фаза представляет собой вязкую жидкость (комплексный коацерват по Бунгенберг де Йонгу; см. примеча­ние на стр. 44) или же студнеобразный осадок. Причины, при­водящие в одном случае к образованию осадка студнеобразных частиц, а в другом — вязкой жидкости, окончательно не выяснены. Майкле полагал, что агрегатное состояние и морфология кон­центрированной фазы определяются в основном плотностью заря­дов взаимодействующих макроионов [90]. Однако это не единст­венная причина, так как известно влияние на агрегатное состоя­ние концентрированной фазы других факторов, например, кон­центрации макромолекулярных компонентов и температуры

[82, 91].

Количество (по весу или объему) концентрированной фазы,

образующейся при данном значении рН системы, зависит от со­отношения макромолекулярных компонентов в исходной смеси. Соотношение концентраций, при котором наблюдается макси­мальный выход концентрированной фазы, называют эквивалент­ным [78, 86]. Для систем, содержащих в качестве белкового компонента гибкий макроион желатины, эквивалентное соотноше­ние макромолекулярных компонентов отвечает равенству суммар­ного положительного заряда макроионов желатины и суммарного заряда полианионов кислого полисахарида [92—96]. Для систем глобулярный белок—кислый полисахарид подобного соответствия не наблюдается [86]. При отклонении состава смеси от эквива­лентного концентрированная фаза обогащается растворителем.

Температура системы оказывает существенное влияние на фазовое расслоение [82, 97]. Повышение температуры приводит к сближению составов концентрированной фазы и равновесной жидкости, и по достижении некоторой температуры система мо­жет стать однофазной. Например, концентрированная фаза, об­разующаяся при смешении растворов желатины и гуммиарабика при рН 3,5, полностью растворяется при температуре около 60° [82]. Верхняя критическая температура смешения для си­стемы бычий фибриноген—декстрансульфат составляет 48° [98].

Введение солей, т. е. увеличение ионной силы системы, при­водит к подавлению фазового расслоения [79, 86]. По мере уве­личения концентрации соли количество концентрированной фазы и ее концентрация снижаются. Критическая концентрация соли, т. е. концентрация, необходимая для полного подавления фазо­вого расслоения, обычно не превышает 0,5—1,0 М и зависит от вида соли в соответствии с правилом Шульца—Гарди [99]. В слу­чае, если соль содержит ионы, специфически связываемые одним из макромолекулярных компонентов, наблюдается изменение со­става концентрированной фазы [82, 100].

Глава вторая

Белки и кислые полисахариды в определенных условиях об­разуют комплексы, растворимые в водных средах [101—107 ]. Растворимые комплексы обычно регистрируют по возникновению нового пика на электрофореграмме [102—104, 106] или седимен-тограмме [104] системы. Установлено, что растворимые комплек­сы образуются при соотношениях макроионов, сильно отличаю­щихся от эквивалентного, и их состав зависит от состава ис­ходной смеси. Обычно при концентрации хлористого натрия до 0,2—1,0 М растворимые комплексы разрушаются.

Конформация белка и кислого полисахарида оказывает суще­ственное влияние как на фазовое расслоение, так и на образо­вание растворимых комплексов. В работе [107] показано, что электростатическое взаимодействие гепарина и конканавалина А подавляется при изменении нативной конформации белка. Авто­ры связывают это явление с изменением расположения ионогеп-ных групп белка при изменении его конформации. Роль располо­жения ионогенных групп взаимодействующих макроионов иллю­стрируют также данные Андерсона [105].

Взаимодействие белков и кислых полисахаридов не только за­висит от конформации макроионов, но, в свою очередь, по-види­мому, способно вызывать их конформационные изменения [101].

Анализ факторов, приводящих к расслоению смесей слабых противоположно заряженных полиэлектролитов, наиболее подроб­но выполнен для двух систем: желатина — гуммиарабик и кис­лотная желатина — щелочная желатина. Отметим, что обе пред­ложенные в связи с этим теории развиты лишь для случая по­лиионов с конформацией статистического клубка [84—89].

Согласно теории Вайса [86—89], первой стадией комплексной коацервации является образование электронейтрального комплек­са в результате электростатического взаимодействия между про­тивоположно заряженными полиионами по следующей схеме:

Р+ОН- + H+Q- -> PQ + НаО,

где Р⁴' и Q~ — соответственно поликатион и полианион. Движу­щей силой процесса является уменьшение свободной электроста­тической энергии. При этом рассматриваются две модели элект­ронейтрального комплекса PQ. Первая отвечает совпадению цент­ров тяжести полиионов, вторая — образованию ионных пар меж­ду противоположно заряженными функциональными груп­пами взаимодействующих макромолекул, причем предполага­ется, что образование ионных пар предпочтительнее, так как обес­печивает наибольший выигрыш электростатической энергии при комплексообразовании.

Вторая стадия процесса комплексной коацервации заключа­ется в агрегации электронейтральных комплексов с образованием новой фазы, т. е. концентрированной фазы комплексного коацер-

Физико-химические основы переработки белка в ИПП

вата. Согласно Вайсу, фазовый переход обусловлен, с одной сто­роны, ухудшением качества растворителя в процессе комплексо-образования, а с другой — выигрышем энтропии за счет хаотиза-ции распределения компонентов комплекса в концентрированной фазе. Теория Вайса хорошо описывает явление комплексной коа­цервации гибких полиионов. В частности, она показывает, что состав комплексного коацервата определяется составом электро­нейтрального комплекса и потому не зависит от состава исходной смеси. Иными словами, эквивалентное соотношение макроионов в процессе комплексной коацервации определяется требованием взаимной компенсации их зарядов. Кроме того, предположение об участии на второй стадии процесса — агрегации электронейт­ральных комплексов, сил иной природы, чем электростатиче­ские, позволяет объяснить в рамках этой теории влияние тем­пературы на комплексную коацервацию.

Детальный анализ взаимодействия глобулярных белков и кис­лых полисахаридов не проводился. Некоторые авторы считают, что связь между компонентами комплекса осуществляется за счет ионных пар между противоположно заряженными функциональ­ными группами [105, 107 ]. Для глобулярных белков известна способность к образованию растворимых комплексов. В опре­деленных условиях возможно образование нерастворимых комп­лексов, осаждающихся из раствора в виде концентрированной

фазы — комплексного коацервата.

Изучение механизма электростатического взаимодействия в основном, следовательно, ограничено рассмотрением фазового рас­слоения систем в результате образования нерастворимых комп­лексов. Теория этого явления развита для взаимодействия гибких противоположно заряженных полиионов. Образование раствори­мых комплексов установлено при этом лишь для глобулярных белков, а существование таких комплексов для белков с неупо­рядоченной конформацией, например для желатины, до недавнего времени не было известно. В то же время образование раство­римых комплексов желатины с кислыми полисахаридами, очевид­но, может привести к получению новых студнеобразующих си­стем, что существенно с точки зрения рассматриваемой проблемы. Хотя в ряде работ [109—117] показано изменение свойств белка в результате взаимодействия с полиэлектролитами, в том числе и изменение ферментативной активности под влиянием по­лианионов, природа этих эффектов оставалась неисследованной

[118].

Необходимо также отметить, что большинство работ по взаи­модействию белков и кислых полисахаридов выполнено на водо­растворимых белках — альбуминах (по этому признаку к альбу­минам может быть формально отнесена и желатина), в то время как глобулины и глютелины оставались вне поля зрения. Вместе

Глава вторая

с тем к последним, как отмечено выше, относятся основные виды белков, перерабатываемых в искусственные продукты питания.

Таким образом, несмотря на большое число работ, посвящен­ных взаимодействию белков и кислых полисахаридов в водных средах, ряд аспектов, имеющих важное практическое значение в плане проблемы получения искусственных продуктов, требовал дополнительного изучения [1, 2, 118, 119]. В последние годы были предприняты исследования в указанных направлениях с прив­лечением широкого круга белков (в том числе и ферментов) и полисахаридов с различными молекулярными и физико-химиче­скими характеристиками [118—131 ], а также разработан ряд ме­тодических вопросов исследования стехиометрии нерастворимого комплекса и свойств белка в растворимых и нерастворимых комп­лексах [10, 18, 118, 119, 125, 126, 130].

Было показано, что в кислой области рН относительно ИЭТ белка, в определенной области составов системы (вблизи эквива­лентного) взаимодействие белка (альбумина) и кислых полиса­харидов приводит к расслоению системы на концентрированную фазу и равновесную жидкость. Если при этом суммарная кон­центрация макромолекулярных компонентов превышает Ю"²⁰/), то концентрированная фаза выделяется в виде крупных диспер­сных частиц, легко коалесцирующих с образованием макрослоя комплексного коацервата. При более низкой суммарной концен­трации белка и кислого полисахарида (Ю-²—Ю"³⁰/)) концентри­рованная фаза выделяется в высокодисперсном состоянии. Размер частиц, определенный методом спектра мутности, составляет 0,5— 1,2 мкм. Оптическая плотность системы при постоянном рН ли­нейно зависит от суммарной концентрации макромолекулярных компонентов вплоть до 7•i0~^зo/o. Поэтому при фазовом расслое­нии в разбавленных системах их оптическая плотность может служить мерой концентрации частиц концентрированной фазы, т. е. использоваться для определения выхода нерастворимого ком­плекса. Принимая величину оптической плотности в качестве кри­терия выхода нерастворимого комплекса и рассматривая процесс взаимодействия белка и кислых полисахаридов как моноядерную ассоциацию, оказалось возможным использовать для определения стехиометрии нерастворимого комплекса метод непрерывных из­менений при пефелометрических исследованиях. Данные о соста­ве нерастворимого комплекса, полученные химическим анализом состава концентрированной фазы, совпадают с результатами оп­ределения его стехиометрии нсфелометрическим методом [10,119].

Установлено, что концентрированная фаза комплексного коа­цервата содержит основное количество белка (альбумина) и кис­лого полисахарида в постоянном соотношении, не зависящем от со­става системы до расслоения. Отношение концентраций макромо­лекулярных компонентов в концентрированной фазе (т. е. в

Физико-химические основы переработки белка в ИПП 65

Рис. 10. Зависимость состава (га — соотношение весовых концентраций бел­ка и альгината) нерастворимых комплексов от рН системы

а — желатина— апьгинат—вода (.?), эдестин—альгинат—вода (2); б—бычий сыворо­точный альбумин (БСА)—альгинат—вода; в— лизоцим—альгинат—вода: 1— экспе­риментальные данные; 2 — рассчитанные для условий электронейтральности комплекса

нерастворимом комплексе) зависит от рН, причем понижение рН системы сопровождается уменьшением доли белка в комплексе. Для проверки предположения о электронейтральности нераство­римого комплекса его состав рассчитывали исходя из условия равенства суммы зарядов макроионов белка и кислого полисаха-Рида в системе. Результаты расчета состава нерастворимых ком­плексов, получаемых при различных значениях рН, выполненные на основе предположения о его электронейтральности, совпадают с экспериментальными данными лишь в случае белков с неупо­рядоченной конформацией, а именно, желатины и эдестина, де­натурированного кислотой (рис. 10). Для глобулярных белков (альбуминов) — лизоцима и сывороточного альбумина — подобно­го совпадения не наблюдается (см. рис. 10). Иными словами, если белок имеет неупорядоченную конформацию, то нераство­римый комплекс электронейтрален. В случае же глобулярных белков нерастворимый комплекс заряжен и содержит относитель­ный избыток белка. Последнее, по-видимому, обусловлено ста­бильностью компактной пространственной структуры белка, вследствие чего часть положительно заряженных групп белка не может образовывать ионные пары с карбоксильными группами жесткоцепного кислого полисахарида, например альгината, по чи­сто стерическим причинам. При введении в систему 0,2—0,5 М хлористого натрия фазовое расслоение подавляется [121].

Исследование взаимодействия желатины и альгината натрия показало, что вне области, отвечающей фазовому расслоению, т. е. при язбытке кислого полисахарида и рН ниже ИЭТ белка,