60 Глава вторая

харид—вода расслаиваются при рН выше ИЭТ белка и высокой ионной силе. Жидкофазное расслоение также сопровождается разделением макромолекулярных компонентов. Фазовые диаграм­мы трех систем: казеин—гуммиарабик—вода, казеин—альгинат натрия—вода и казеин—карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) —вода приведены на рис. 3. Исследованные полисахариды имеют близ­кие молекулярные веса, но разную молекулярную структуру и различаются по склонности к самоассоциации. Альгинат — линей­ный сополимер D-мануроновой и L-гулуроновой кислот. Для него характерны чередующаяся и блочная последовательности мономерных единиц. Карбоксиметилцеллюлозу можно рассмат­ривать как линейный сополимер замещенных и незамещенных мономерных единиц целлюлозы. При неполном и нерегулярном замещении полимерная цепь содержит неизмененные участки цепи целлюлозы. Склонность этих макромолекулярных веществ к самоассоциации определяется двумя факторами, а именно:

зарядом и содержанием гомополимерных блоков. При высоком содержании блоков этот процесс приводит к осаждению поли­меров в условиях, когда заряд макромолекулы достаточно низок (рН ниже 3). В то же время альгинаты с преобладанием чере­дующейся последовательности мономерных звеньев и карбокси­метилцеллюлоза с высокой степенью замещения значительно ме­нее склонны к самоассоциации. Они растворимы даже в силь­нокислой среде (рН около 2) с высокой ионной силой [58, 59]. Гуммиарабик, в первом приближении, представляет собой

физико-химические основы переработки белка в ИПП 51

сильноразветвленный D-галактан с D-глюкуроновыми кон­цевыми группами [60]. Нерегулярная, сильноразветвленная структура гуммиарабика осложняет кооперативное взаимодейст­вие сегментов, принадлежащих разным макромолекулам это­го полимера. Гуммиарабик поэтому менее всего склонен к са­моассоциации. Он растворим даже в полностью кислой фор­ме [61].

Существенно, что системы казеин—альгинат натрия—вода и казеин—карбоксиметилцеллюлоза—вода имеют близкие критиче­ские составы, в то время как критическая точка системы казе­ин—гуммиарабик—вода расположена в области значительно бо­лее высоких концентраций. Здесь вновь можно провести парал­лель между склонностью исследованных полисахаридов к само­ассоциации и положением критических точек системы белок — кислый полисахарид—вода. В отношении склонности к самоас-сохщации гуммиарабик значительно уступает альгинату и карбоксиметилцеллюлозе. Вероятно поэтому системы, содержа­щие гуммиарабик, расслаиваются при более высоких концентра­циях.

В щелочных средах самоассоциация кислых полисахаридов, по-видимому, выражена слабо ввиду высокой плотности однои­менных зарядов макромолекул. Ассоциация макроионов, однако, облегчается при высокой ионной силе. В связи с этим интере­сен тот факт, что при постоянной величине рН (11—11,5) тело расслоения указанных систем тем шире, чем выше ионная сила [53].

Следовательно, для систем глобулин (или глютелин) —кислый полисахарид—вода несовместимость наблюдается при одноимен­ности суммарных зарядов белка и полисахарида и высокой ион­ной силе, т. е. при условии подавления электростатического взаи­модействия белка и полисахарида, а также самоассоциации макромолекулярных компонентов.

Все исследованные системы двухфазны при суммарной кон­центрации макромолекулярных компонентов выше 4%, определен­ной ионной силе и величине рН. Несовместимость белков и ней­тральных полисахаридов имеет место при рН, равном ИЭТ белка, и низкой ионной силе, а при рН ниже ИЭТ — только при высокой ионной силе (0,003—1,5 М). Несовместимость белка с кислыми кар-боксилсодержащими полисахаридами наблюдается при рН выше ИЭТ при любых значениях ионной силы, а в области ИЭТ белка и ниже — только при высокой ионной силе (выше 0,2 М). Кислые сульфатировапные полисахариды образуют с белками двухфазные системы лишь при высокой ионной силе (выше 0,5—1AQ, незави­симо от рН системы.

Таким образом, .системы белок—полисахарид—вода являются Двухфааным-и в определенных условиях, характерных -для вы-