БЕЛКО́ВЫЕ ПОВЕ́РХНОСТНО-АКТИ́ВНЫЕ ВЕЩЕСТВА́
-
Рубрика: Химия
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
БЕЛКО́ВЫЕ ПОВЕ́РХНОСТНО-АКТИ́ВНЫЕ ВЕЩЕСТВА́ (БПАВ), группа высокомолекулярных поверхностно-активных веществ, в которую входят природные нативные белки и полипептиды, а также денатуриров. белки (напр., вещества пром. переработки природного белкового сырья). БПАВ состоят из полипептидных цепей, различающихся по полярности боковых аминокислотных остатков. В отличие от синтетич. высокомолекулярных поверхностно-активных веществ, БПАВ получают из возобновляемого сырья.
Поверхностная активность нативных белков обусловлена асимметричной локализацией на внешней стороне компактной макромолекулы (третичная структура белка) полярных и неполярных групп атомов – дифильностью поверхности. Поверхностная активность нативных белков важна для образования ими надмолекулярных, функционально значимых структур и осуществления биологич. функций. Поверхностная активность полипептидов, по-видимому, обусловливается дифильностью упорядоченных элементов вторичной структуры ($α$-спиралей, $β$-структур), образованных полипептидной цепью. Денатуриров. белки представляют собой амфифильные, частично гидролизованные полипептидные цепи либо нерастворимые в воде твёрдые частицы, построенные из сшитых, частично гидролизованных полипептидных цепей, с мозаичным смачиванием поверхности. Такие твёрдые БПАВ, накапливаясь на межфазной границе соответственно условиям избират. смачивания, служат стабилизаторами эмульсий.
По классификации Ребиндера БПАВ относятся к структурообразующим ПАВ, т. е. в результате адсорбции БПАВ на поверхностях разл. природы формируются адсорбц. слои, реологич. свойства которых позволяют отнести такие слои к твердообразным телам (гелям, двумерным кристаллам и др.). Адсорбц. слои являются причиной эффективной стабилизации разл. дисперсий (пен, эмульсий, суспензий) при использовании БПАВ. При определённых условиях частицы дисперсной фазы могут оказаться полностью экранированными от дисперсионной среды оболочками БПАВ (в этом случае БПАВ выступают как защитные коллоиды); см. также Микрокапсулирование.
БПАВ широко применяются в промышленности, пищевых технологиях, в составе моющих средств и др. Используются белки микробного происхождения (напр., некоторые ферменты – в процессах переработки кож, липазы – в композициях моющих средств), а также денатурированные в процессе пром. произ-ва производные белков (напр., желатин – продукт денатурации природного белка коллагена). Часто применяются композиции БПАВ с низкомолекулярными ПАВ разл. природы. Перспективно использование БПАВ в качестве терапевтич. средств, в миниатюрных биоэлектрооптич. информационных устройствах и биосенсорах, в новых технологиях, основанных на катализе адсорбированными липазами. Изучение поверхностной активности нативных белков имеет особое значение для биологии, химич. технологии, особенно биотехнологии, защиты окружающей среды и пр., поскольку поверхностная активность контролирует мн. процессы: функционирование мембранных белков и ферментов, стабилизацию дисперсий, образование устойчивых монослоёв белков на границе раздела фаз и др.