Синтез и исследование композитных материалов на основе яблочного пектина и катионов меди
https://doi.org/10.20914/2310-1202-2023-2-247-255
Аннотация
В работе представлены результаты синтеза металлокомпозитных материалов на основе яблочного пектина и катионов двухвалентного металла – Cu2+; определения степени этерификации и содержания свободных карбоксильных групп исходного пектина методом кислотно-основного титрования, определения степени включения указанного катиона в полисахаридную макромолекулу методом ИК-спектроскопии, а также фунгицидной активности исходного пектина и медных комплексов в отношении Penicillum sp. По результатам титрования установлено, что яблочный пектин обладает высокой степенью этерификации (СЭ = 50,7 %) и низким содержанием карбоксильных групп (Кс = 2,79 %), что предполагает его низкую желирующую активность. Установлено, что увеличение концентрации соли выше 0,005 г-экв/л. приводит к снижению доли получающегося водорастворимого комплекса. Оптимальное значение концентрации CuSO4·5H2O, при которой образуется наибольшая масса водорастворимого комплекса, составляет 0,005 г-экв/л. По данным ИК-спектроскопии произведен расчет степени замещения катионов натрия на катионы меди, которая составила 18 %. Показано, что исходный яблочный пектин не обладает фунгицидной активностью, в то время как медный комплекс на его основе способен подавлять рост культуры уже при действии 10 мкл вещества, а при увеличении объема до 50 мкл проявляется еще более активная фунгицидная активность медного комплекса.
При поддержке: ОГБУ «Липецкая областная ветеринарная лаборатория»
Об авторах
Э. И. Мамедов
Липецкий государственный технический университет
Россия
Россия
аспирант, кафедра физического металловедения, ул. Московская, 30, г. Липецк, 398055, Россия
В. А. Кольцов
Федеральный научный центр им. И.В. Мичурина
канд. с.-х. наук, старший научный сотрудник, лаборатория передовых послеуборочных технологий, ул. Мичурина, 30, г. Мичуринск, 393774, Россия
Е. Н. Калмыкова
Липецкий государственный технический университет
д-р хим. наук, доцент, кафедра химии, ул. Московская, 30, г. Липецк, 398055, Россия
Список литературы
1. Bush P.L. Pectin: Chemical Properties, Uses and Health Benefits. New York: Nova Science Publishers, 2014. 268 р.
2. Kuzmann E., Garg V., Oliveira A., Klencsár Z. et al. Mössbauer study of the effect of pH on Fe valence in iron-polygalacturonate as a medicine for human anaemia // Radiation Physics and Chemistry. 2015. V. 107. P. 195–198.
3. Lara-Espinoza C., Carvajal-Millán E., Balandrán-Quintana R., López-Franco Y. et al. Pectin and Pectin-Based Composite Materials: Beyond Food Texture // Molecules. 2018. V. 23. P. 942.
4. Minzanova S.T., Mironov V.F., Vyshtakalyuk A.B., Tsepaeva O.V. et al. Complexation of pectin with macro – and microelements. Antianemic activity of Na, Fe and Na, Ca, Fe complexes // Carbohydrate Polymers. 2015. V. 134. P. 524–533.
5. Minzanova S.T., Mironov V.F., Mironova L.G., Nemtarev A.V. et al. Synthesis, properties, and antianemic activity of new metal complexes of sodium pectinate with iron and calcium // Russian Chemical Bulletin. 2019. V. 68. № 1. P. 48–54.
6. Minzanova S.T., Mironov V.F., Mironova L.G., Nizameev I.R. et al. Synthesis, properties, and antimicrobial activity of pectin complexes with cobalt and nickel // Chemistry of Natural Compounds. 2016. V. 52. P. 26–31.
7. Мударисова Р.Х., Куковинец О.С., Колесов С.В., Глазырин А.Б. Металлокомплексы низкометоксилированных пектинов с ионами меди(II) // Вестник Башкирского университета. 2021. Т. 26. № 1. C. 40–46.
8. Михеева Л.А., Тры А.В. Выделение пектина из растительного сырья и изучение его некоторых химических свойств // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2013. № 2. С. 53–56.
9. Minzanova S.T., Mironov V.F., Khabibullina A.V., Arkhipova D.M. et al. New metal complexes of citrus pectin with magnesium ions: synthesis, properties, and immunomodulatory activity // Russian Chemical Bulletin, International Edition. 2021. V. 70. № 3. P. 433–443.
10. Xuemei M., Jing J., Yu J., Wang J. et al. Synthesis and Characterization of a Novel Apple Pectin–Fe(III) Complex // ACS Omega. 2021. V. 1. № 2. P. 1391–1399.
11. Nemiwal M., Zhang T., Kumar D. Pectin modified metal nanoparticles and their application in property modification of biosensors // Carbohydrate Polymer Technologies and Applications. 2021. V. 2. P. 100164.
12. Al-Muhanna M.K.A., Hileuskaya K.S, Kulikouskaya V.I., Kraskouski A.N. et al. Preparation of stable sols of silver nanoparticles in aqueous pectin solutions and properties of the sols // Colloid Journal. 2015. V. 77. №. 6. P. 683–690.
13. Venkatakrishnan S., Veerappan G., Elamparuthi E., Veerappan A. Aerobic synthesis of biocompatible copper nanoparticles: promising antibacterial agent and catalyst for nitroaromatic reduction and C–N cross coupling reaction // RSC Advances. 2014. V. 4. № 29. P. 15003–15006.
14. Baran T. Pd(0) nanocatalyst stabilized on a novel agar/pectin composite and its catalytic activity in the synthesis of biphenyl compounds by Suzuki-Miyaura cross coupling reaction and reduction of o-nitroaniline // Carbohydrate Polymers. 2018. V. 195. P. 45–52.
15. Qiu W.Y., Wang Y.Y., Wang M., Yan, J.K. Construction, stability, and enhanced antioxidant activity of pectin-decorated selenium nanoparticles // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2018. V. 170. P. 692–700.
16. Pornwilard M-M., Somchue W., Shiowatana J., Siripinyanond A. Flow field-flow fractionation for particle size characterization of selenium nanoparticles incubated in gastrointestinal conditions // Food Research International. 2014. V. 57. P. 203–209.
17. Клебанова Н.А., Тарасова А.В., Седакова В.А., Клебанов А.В. Титриметрическое определение карбоксильных групп продуктов ферментации высоко- и низкоэтерифицированных пектинов // Проблемы устойчивого развития регионов Республики Беларусь и сопредельных стран: сборник научных статей XI Международной научно-практической интернет-конференции. Могилев, 2022. С. 5–8.
18. Минзанова С.Т., Архипова Д.М., Хабибуллина А.В., Миронова Л.Г. и др. Получение новых металлокомплексов пектината натрия с ионами кобальта и никеля и их антимикробная активность // Доклады академии наук. 2019. Т. 487. № 5. С. 511–514.
19. Wu X., Mort A. Structure of a Rhamnogalacturonan Fragment from Apple Pectin: Implications for Pectin Architecture // International Journal of Carbohydrate Chemistry. 2014. P. 1–6.
20. Миронов В.Ф., Карасева А.Н., Цепаева О.В., Выштакалюк А.Б. и др. Некоторые новые аспекты комплексообразования пектиновых полисахаридов с катионами dметаллов // Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2003. № 3. C.45–50.
21. Gupta M., Mahajan V., Mehta K., Chauhan P. Zinc Therapy in Dermatology: A Review // Dermatology Research and Practice. 2014. P. 1–12.
22. Миронов В.Ф., Карасева А.Н., Выштакалюк А.Б., Минзанова С.Т. и др. Водорастворимые цинк- и никельсодержащие металлокомплексы пектиновых полисахаридов. Биологическая активность цинковых металлокомплексов // Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2004. Т. 5. № 3. С. 36–38.
Рецензия
Для цитирования:
Мамедов Э.И., Кольцов В.А., Калмыкова Е.Н. Синтез и исследование композитных материалов на основе яблочного пектина и катионов меди. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2023;85(2):247-255. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2023-2-247-255
For citation:
Mamedov E.I., Koltsov V.A., Kalmykova E.N. Synthesis and study of composite materials based on apple pectin and copper cations. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2023;85(2):247-255. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2023-2-247-255
Просмотров:
305
Послать статью по эл. почте 
Оставить комментарий 
