ТЕРМИЧЕСКАЯ ДЕСТРУКЦИЯ ХОНДРОИТИНА СУЛЬФАТА, ВЫДЕЛЕННОГО ИЗ ГИДРОБИОНТОВ БАРЕНЦЕВА МОРЯ

  • Yuliya A. Kuchina ФГБОУ ВО "Мурманский государственный технический университет"
  • Vitaliy Yu. Novikov Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии «ВНИРО»
  • Irina N. Konovalova Мурманский государственный технический университет
  • Nataliya V. Dolgopiatova Мурманский государственный технический университет
Ключевые слова: морские гидробионты, хондроитина сульфат, термический анализ, термическая деструкция

Аннотация

Приведены результаты термогравиметрического анализа хондроитина сульфата, выделенного из хрящевой ткани семги, северного ската и черноротой акулы в интервале температур 40-600 °С. Термический анализ проводили методом дифференциальной термогравиметрии и дифференциальной сканирующей калориметрии. Степень кристалличности образцов оценивали с помощью дифрактограмм. Показано, что в условиях эксперимента термическое разложение основной массы образцов хондроитина сульфата наблюдается при температурах от 230 до 530 °C. На дифференциальных термогравиметрических кривых и кривых дифференциальной сканирующей калориметрии присутствуют пять пиков, первый из которых (эндотермический) связан с десорбцией физически связанной воды. Десорбция связанной воды происходит практически до температуры 150-200 °С, что можно объяснить затрудненностью разрыва водородных связей между молекулами воды и полярными функциональными группами хондроитина сульфата. Процессу удаления физически связанной воды соответствуют небольшие эндотермические пики. Последующие четыре экзотермических пика связаны с термической деструкцией звеньев уроновой кислоты, пиранозы и, наконец, остаточного углерода и соединений серы. Определены скорости потери массы на каждом участке и рассчитаны энергии активации каждого события. На скорость деструкции влияет природа хрящевой ткани, из которой выделен хондроитина сульфат. Так, в интервале температур 236-244 °С наименьшая скорость деструкции наблюдается для образцов ХС, выделенного из хрящевой ткани семги. Приведены сравнительные результаты термической деструкции хитина/хитозана, полученного из северной креветки. Установлено, что на всех стадиях для термической деструкции ХС по сравнению с хитином/хитозаном, требуется меньшая энергия активации.

Литература

Muzzarelli R.A., Muzzarelli C.A. Chitosan Chemistry: Relevance to the Biomedical sciences. Adv. Polymer Sci. 2005. V. 186. P. 151-209. DOI 10.1007/b136820.

Rogovina S.Z., Grachev A.V., Aleksanyan K.V., Prut E.V. Study on thermal stability of mixtures based on synthetic polymers and natural polysaccharides. Khim. Rast. Syrya 2010. N 4. P. 45-50 (in Russian).

Shestak J. Theory of thermal analysis: the physico-chemical properties of inorganic solid substances. M.: Mir. 1987. 456 p. (in Russian).

Zhang Z., Zhu M., Zhang D. A Thermogravimetric study of the characteristics of pyrolysis of cellulose isolated from selected biomass. Appl. Energ. 2018. V. 220. P. 87-93. DOI: 10.1016/j.apenergy.2018.03.057.

Yuan C.M., Li C., Li G., Zhang P.H. Determination of kinetic parameters of maize starch in air using thermogravimetric analysis. Adv. Mat. Res. 2012. V. 508. P. 114-117. DOI: 10.4028/www.scientific.net/amr.508.114.

Uryash V., Kashtanov E., Kalashnikov I. Thermodynam-ics and physico-chemical analysis of chitin and chitosan. Saarbrücken: LAP LAMBERT Academic Publ. 2014. 117 p. (in Russian).

Kuchina Yu.A., Dolgopyatova N.V., Novikov V.Yu., Konovalova I.N., Prinsteva M.Yu., Sagaiydachny V.A. Thermal decomposition of natural polysaccharides: Chitin and chitosan. Vestn. MGTU. 2015. V. 18. N 1. P. 94-99 (in Russia).

Konovalova I.N., Novikov V.Yu., Kuchina Yu.A., Dolgopyatova N.V. The effect of heterogeneous deacetylation on the thermal destruction of chitin. Izv. Ufimskogo nauchnogo centra RAS. 2018. N 3 (2). P. 60-63. DOI: 10.31040/2222-8349-2018-3-3-80-84. (in Russia).

Fajardo A.R., Silva M.B., Lopes L.C., Piai J.F., Rubira A.F., Muniz E.C. Hydrogel based on an alginate-Ca2+/chondroitin sulfate matrix as a potential colon-specific drug delivery system. RSC Adv. 2012. V. 2. N 29. P. 11095-11103. DOI: 10.1039/c2ra20785k.

Vasconcelos Oliveira A.P., de Abreu Feitosa V., de Oliveira J.M., Coelho A.L., de Araujo P. Vieira L., de Assis Rocha da Silva F., de Assis Avelino Figueredo Sobrinho F., Duarte E.B., de Souza B.W., de sa Moreira de Souza Filho M. Characteristics of chondroitin sulfate extracted of tilapia (Oreochromis niloticus) processing. Proc. Eng. 2017. V. 200. P. 193-199. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.07.028.

Portsel M.N., Novikov V.Yu., Konovalova I.N. Membrane separation of polysaccharides and proteins at chon-droitin sulfate extracting from marine hydrobionts. Rybnoe Khoziaystvo. 2009. N 4. P. 118-119 (in Russian).

Snegereva M.N., Novikov V.Yu., Konovalova I.N. Study of physico-chemical properties of chondroitin sulfate from the fish cartilage. Proceedings Murman. scientific-practical conf. "Technique and technology for processing hydrobionts and agricultural raw materials" April 24-25. 2008. Murmansk. 2008. P. 56-59 (in Russian).

Portsel M.N., Novikov V.Yu., Konovalova I.N., Dolgo-pyatova N.V. Application of electro-chemical deposition for purification of chondroitin sulphate extracted from see hydrocoles. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2015. V. 58. N 10. P. 66-70 (in Russian).

Volpi N. Analytical aspects of pharmaceutical grade chondroitin sulfates. J. Pharm. Sci. 2007. V. 96. N 12. P. 3168-3180. DOI: 10.1002/jps.20997.

Novikov V.Yu., Konovalova I.N., Dolgopyatova N.V. Chemical bases of technology of chitin and its derivatives from Crustacea carapace. SPb.: GIORD. 2012. 208 p. (in Russian).

Krylov V.B., Grachev A.A., Ustyuzhanina N.E., Ushakova N.A., Preobrazhenskaya M.E., Kozlova N.I., Portsel M.N., Konovalova I.N., Novikov V.Yu., Shash-kov A.S., Nifantiev N.E. Preliminary structural characterization, anti-inflammatory and anticoagulant activities of chondroitin sulfates from marine fish cartilage. Russ. Chem. Bull. 2011. V. 60. N 4. P. 746-753. DOI: 10.1007/s11172-011-0115-x.

Novikov V.Yu., Dolgopyatova N.V., Konovalova I.N., Kuchina Yu.A. Polyelectrolyte complex of chitosan and chondroitin sulfate: formation, physico-chemical properties. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2017. V. 60. N 2. P. 60-66. DOI: 10.6060/tcct.2017602.5501. (in Russian).

Mar’in A.P., Shlyapnikov Yu.A. Thermal and thermooxidative degradation of chitin. Vysokomol. Soed. Ser. A. 1980. V. 22А. N 3. P. 589-594 (in Russia).

Kulik T.V, Palyanitsa B.B., Borodavka T.V., Sklyar A.M. Study of thermal transformations of chitosan in con-densed state and on the silica surface by MALDI mass spec-trometry method. Mass-Spektrometrya. 2006. V. 3. N 3. P. 175-180 (in Russian).

Nadirov E.G., Mustafaeva N.M., Imanbekova T.D. Thermal stability of sodium acetate trihydrate. Innovations in science: Coll. of Papers of XXXI Int. Scientific-Pract. Conf. No. 3 (28). Part I. Novosibirsk: SibAK. 2014. P. 40-50 (in Russia).

Опубликован
2019-12-10
Как цитировать
Kuchina, Y. A., Novikov, V. Y., Konovalova, I. N., & Dolgopiatova, N. V. (2019). ТЕРМИЧЕСКАЯ ДЕСТРУКЦИЯ ХОНДРОИТИНА СУЛЬФАТА, ВЫДЕЛЕННОГО ИЗ ГИДРОБИОНТОВ БАРЕНЦЕВА МОРЯ. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 63(1), 39-44. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20206301.6049
Раздел
ХИМИЯ неорганич., органич., аналитич., физич., коллоидная, высокомол. соединений