Некоторые характеристики процесса сорбции белков и полифенолов на активном угле

Abstract

Цель работы – сравнить сорбционные характеристики активного угля (АУ) и кизельгура относительно извлечения высокомолекулярных белков и полифенолов. АУ получен из березового угля путем обработки его острым паром при температуре выше 900 °С. АУ соответствовал требованиям ГОСТ 4453. Кизельгур получают из природного материала, состоящего из панцирей одноклеточных водорослей диатомий. По химическому составу он представлен оксидами кремния, алюминия, кальция и других элементов. Примененный нами в работе кизельгур соответствовал требованиям ГОСТ 216410. На основании результатов эксперимента определили константы скорости адсорбции. Для АУ константа составила 0,022 мин–1, для кизельгура – 0,0008 мин–1, что подтверждает слабую сорбционную активность кизельгура по извлечению полифенольных веществ в сравнении с таковой у АУ. Нами рассчитана величина предельной сорбции, которая для АУ составила 0,17∙10–3 ммоль/г, для кизельгура – 0,015∙10–3 ммоль/г. Значения предельной сорбции доказывают значительно более высокие сорбционные характеристики АУ по извлечению полифенолов, чем у кизельгура. Анализ зависимостей сорбции показал, что оба сорбента обладают высокой сорбционной активностью в отношении белков. Вывод: АУ марки ОУ-А проявляет высокие сорбционные свойства по извлечению высокомолекулярных белков и полифенолов, кизельгур обладает хорошими сорбционными характеристиками по извлечению белков и крайне слабой способностью к извлечению полифенолов. Результаты исследований могут быть использованы для подготовки субстратов брожения при переработке растительного сырья.

The aim of this work was to compare the sorption characteristics of AC and diatomaceous earth relative extraction of high molecular weight proteins and polyphenols. AC was obtained from birch charcoal by the processing of steaming, at a temperature above 900 °С. AC complies with the requirements of GOST 4453. Diatomaceous earth is produced from a natural material, consisting of shells of single-celled algae diatomic. By chemical composition it is represented by the oxides of silicon, aluminum, calcium and other elements. Applied us in the work of diatomaceous earth is consistent with the requirements of GOST 216410. Based on the results of the experiment the rate constants of adsorption are determined. For AU constant is 0.022 min–1, for diatomaceous earth – 0,0008 min–1, which confirms the weak sorption activity of diatomite for the extraction of polyphenolic substances in comparison with AU. We have calculated the value of the maximum adsorption for AC was 0.17∙10–3 mmol/g, for diatomaceous earth – 0,015∙10–3 mmol/g. The values for the maximum sorption prove significantly higher sorption characteristics of AC for extraction of polyphenols in comparison with diatomaceous earth. Analysis of dependence of sorption showed that both of the sorbent possess a high sorption activity in relation to protein. Conclusion – AC brand OU-A exhibits a high sorption properties for extraction of high molecular weight proteins and polyphenols, diatomaceous earth has good sorption characteristics for extraction of proteins and extremely weak capacity for extraction of polyphenols. The research results can be used to prepare substrates of fermentation in the processing of vegetable raw materials.