CC BY
30УДК 664.112:581
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИРОДНЫХ КРАСИТЕЛЕЙ В ПРОЦЕССЕ ХРАНЕНИЯ
Сизарева Ю.В., студ. 3 курса направления подготовки «Зоотехния» Научный руководитель: к.с.-х.н., ст. преп. Пискурева В.А. ФГБОУ ВПО Орел ГАУ
АННОТАЦИЯ
Исследованы антоцианы и бетаины свеклы столовой и моркови. Изучено изменение характеристик красителей в процессе хранения.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Свекла, антоцианы, экстракция, флавоноиды, спектр поглощения. ABSTRACT
Anthocyanins and betaines of beet and carrot are investigated. The change of the characteristics of the dyes in the course of storage is studied.
KEY WORDS
Beet, anthocyanins, extraction, flavonoids, absorption spectrum.
Современное состояние растительного покрова того или иного региона может служить показателем (индикатором) качества окружающей среды. Актуальность изучения уровней содержания химических элементов в растениях повышается в связи с интенсификацией процессов антропогенного воздействия. Обобщение результатов многолетних исследований позволяет констатировать, что из ядов, регулярно попадающих в организм человека, около 70 % поступает с пищей, 20 % - из воздуха и 10 % с водой [2].
Из великого многообразия овощей и фруктов, нормализующих обменные процессы и повышающие жизненные силы организма, особое место занимают морковь и красная свекла, которые содержат не только пектиновые вещества, обладающие высокими протекторными свойства, но и красители - антоцианы и бетаин, аналог дыхательных ферментов - флавоноидов. Эти ферменты и красные пигменты растений - антоцианы, потенцируют процесс клеточного и тканевого дыхания в митохондриях [4].
Природные красители под воздействием температуры и других технологических факторов в силу особенностей своего химического строения, могут вступать во многие биохимические реакции с изменением состава и структуры молекулы.
Предлагаемый концентрат состоит из сушеной свеклы столовой, рябины черноплодной, крапивы двудомной, и содержит в своем составе много природных красителей. Поэтому целью наших исследований было выявить характер происходящих изменений красящих веществ в процессе хранения и переработки [3].
Для анализа качественного пигментного состава красителей в процессе хранения проводили экстракцию красящих веществ концентрата 96° этиловым спиртом и последующую оценку полученных спектральных характеристик.
В экстракте красящих веществ из свежевыработанного концентрата прослеживается два пика. Первый пик принадлежит, скорее всего, каротиноидам, максимум которых находится в пределах 440-460 нм [5].
Хромофор, ответственный за поглощение каротиноидами видимого света, представляет собой систему сопряженных двойных связей. С увеличением длины полиеновой п-электронной системы стабильность первого возбужденного состояния повышается; при этом электронное возбуждение происходит легче, оно требует меньше энергии и осуществляется светом с большей длиной волны.
Такой возрастающий батохромный эффект (сдвиг в длинноволновую сторону) может быть проиллюстрирован спектрами поглощения биосинтетического ряда ациклических каротиноидов с возрастающей длиной хромофора.
Все эти соединения должны иметь типичный трехпиковый каротиноидный спектр поглощения с четко выраженными максимумами и минимумами.
Влияние на тонкую структуру спектров еще более заметно у каротиноидов, содержащих в сопряжении с полиеновой системой карбонильную группу. Сопряженная группа С = О эффективно удлиняет хромофор так, что максимум поглощения сдвигается в более длинноволновую область, однако при этом почти полностью утрачивается тонкая структура спектра.
Сравнивая литературные [1] и экспериментальные данные, можно сделать вывод о том, что основная масса каротиноидов в концентрате находится в виде ксантофилла -кислородсодержащей форме р - каротина, который образовался, скорее всего, в процессе технологической обработки сырья, так как система сопряженных двойных связей делает каротиноиды чрезвычайно подверженными окислительному воздействию кислородом воздуха.
Наиболее важными флавоноидными пигментами растений in vivo являются антоцианы, представляющие собой гликозиды, а соответствующие им агликоны носят название антоцианидинов.
У антоцианидинов и их гликозидов, обычно выделяемых в кислом растворе в виде флавилиевых солей, электрон гетероциклического атома кислорода принимает участие в образовании п-связей в гетероароматическом кольце, так что хромофором становится вся молекула. Поэтому из всех флавоноидов антоцианидины поглощают свет с наибольшей длиной волны и окрашены в оранжевый, красный, пурпурный или синий цвет.
В ходе эксперимента во время снятия спектров для проявления антоцианов была добавлена соляная кислота, при этом рН экстракта снизился до 1, следовательно, в растворе преобладали антоцианы в виде соли флавония, которые имеют максимум поглощения.
В процессе хранения видимо происходят серьезные изменения в структуре красящих веществ, поэтому два пика сливаются в один без видимых делений на максимумы и минимумы. При этом максимум поглощения находится на уровне 520-530 нм. Скорее всего, происходит дальнейшее изменение в структуре каротиноидов, при этом ксантофилл превращается в ликопи, имеющий более длинную сопряженную систему, и проявляющий поглощающую способность в длинноволновой области спектра, свыше 510 нм. Поэтому два пика сливаются в один вследствие наложения спектров с антоциановыми красителями, которые условно также можно рассматривать как соединения, имеющие довольно длинную сопряженную систему, проявляющие максимум поглощения световой энергии в этих же пределах.
Полученные данные позволяют контролировать ход технологического процесса, рекомендовать условия хранения готового продукта, регулировать продолжительность хранения.
Библиография
1. Бриттон, Г. Биохимия природных пигментов / Г. Бриттон; под редакцией проф. М. Н. Запрометова. - М. : Мир. - 1996. - 424 с.
2. Вихрук, Т. И. Сравнительная оценка содержания бетаина в красных свекольных красителях / Т. И. Вихрук, В. И. Печерский, Т. П. Газина // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2001. - № 1. - С. 36- 37.
3. Ермаков, А. И. Методы биохимического исследования растений / А. И. Ермаков. - М. : Химия, 1972. - 237 с.
4. Курбатов, Н. Г. Изменение пектиновых веществ моркови при тепловой обработки / Н. Г. Курбатов // Консервная и овощесушильная промышленность. - 1977. -№ 4. - С. 25.
5. Ломова, Т. С. Новые решения в хроматографическом и фотометрическом анализе антоциановых пигментов из растительного сырья : автореф. дис. на соиск. уч. ст. канд. хим. наук / Т. С. Ломова. - Воронеж, 2007.
