Исследование процесса осветления напитков сорбентом п-3 Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОСВЕТЛЕНИЯ

СОРБЕНТОМ П-3

663.83.066.1

НАПИТКОВ

Л.Я. НИКИФОРОВА, Л.Б. ЗУБАКОВА,

Е.В. ВОРОБЬЕВА, И.И. БУРАЧЕВСКИЙ,

А.В. САФРОНОВ, И.Ю. ПИЛИНА

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии

Сорбент П-3 широко применяется в пищевой промышленности для осветления и стабилизации плодово-ягодных соков и изделий на их основе 11—6]. Его особенность — низкий расходный коэффициент (0,1—2,0 г/л в статистических условиях) при высокой эффективности осветления и стабилизации.

В работах [7—9] изучено взаимодействие сорбентов на основе А^-виниллактамов с различными соединениями, в том числе с фенолом. Показано, что при взаимодействии с фенолом основная доля участия в образовании водородной связи принадлежит карбонильному кислороду лактамного коль-ца.

Основными компонентами, ответственными за помутнение и осадкообразование в пищевых напитках, являются природные фенольные вещества ФВ типа СбСзСб (С15)

ио~

известные под общим названием флаваноиды. Из них только катехины (флаванзолы) и лейкоанто-цианы (флаван-3,4-диолы) способны к окислению и конденсации до таннинов (дубильных веществ или флавонолов). ФВ с молекулярной массой более 500 в чистом виде в напитках не встречаются [10]. Они входят в комплексы с белками, образуя коллоидные частицы. Так, коллоидные частицы спиртованных сокрв и морсов со степенью дисперсности от 10"' см' и выше являются вытянутыми или свернутыми в клубок агрегатами, состоящими из множества отдельных глобулярных частиц. Такая коллоидная система находится в так называемой стадии «скрытой коагуляции», не проявляющейся внешними признаками и характеризующейся только слипанием агрегатов в еще более крупные — ассоциаты под действием межмолекуляр-ных сил [11].

В данной работе исследован процесс осветления сорбентом П-3 спиртованных соков: клубничного и абрикосового, а также рябинового морса. Изучено изменение агрегативного состояния коллоидных частиц жидкости.

Спиртованный клубничный сок 19%-ной крепости и рябиновый морс 43,9%-ной крепости обрабатывали сорбентом в статических условиях (из расчета 0,5 г сорбента на 1 л сока или морса) при времени контакта 72 ч. Контакт осуществляли двумя способами, которые при прочих равных условиях отличались расположением сорбента: I

— на дне адсорбера, заполненного жидкостью, II

— в подвешенном состоянии, что позволило наблюдать визуально выпадение коллоидных веществ в осадок.

Физико-химические показатели клубничного сока и рябинового морса до и после контакта с сорбентом П-3 представлены в таблице.

Таблица

Клубничный сок Рябиновый морс

Показатели до сорб- после сорбции ДО сорб- после сорбции

ции I II ции I II

Прозрачность, % 45,0 46,8 47.8 59,0 66,8 66,8

£>д = 440 нм

(для окисленных форм ФВ) 0.90 0.88 0.87 1.48 1.20 1.16

Од = 540 нм

(для неокислен-ны* форм ФВ 0,34 0,32 0.31 0,67 0.52 0,49

Оттенок окраски. = 440 нм = 540 нм 2,66 2.73 2.79 2,15 2.28 2,39

Отношение:

мономерные ФВ общие ФВ 0,107 0.122 0,115 0,050 0.086 0,076

Содержание Ре3+. 37,0 37.0 37,0 8,8 8.8 8.8

мг/л

Содержание Си^+, 14,0 12.5 13,0 — — ■ —

мг/л

Содержание спирта. % об. 19,6 19,6 19,6 43,9 43.9 43.9

Экстрактивность, г/100 мл 5,4 5,4 5,4 9,8 9,8 9,8

Кислотность, г/100 мл

0.9 0.9 0,9 1,0 1,0 1,0

После обработки наблюдалось увеличение прозрачности с 45 до 47,8% у сока и с 59 до 68,8% у

морса.

і-6, 1993 *1066.1

н хрсло-

III іУГ>рЯ.-

ін.-= >: (из

£<й) іг;:и

ктнляли рашыл ійєкта: 1 жгьЮ II ІЧ.1П нл« н ЬІХ ЫЕ-

ннчкйгГг дч.чтн і-

Гийл^ціі

і'ии чи”-:

п:сдс

Лігнін;-

ї ■ ] її

1-3 о5.1!

І

|р І.ьй

ї.! а.ни

У 5,"-3 1=Г. :.Г-~ч,

ч.й

'.'1 іп з

М Н.ГІ

.0 І о

1|І:І'' п::^' й;в% у

ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 5-6, 1993 53

В основном образцы содержат окисленные фор-

УХ = 440и* _ „с

мы ФВ, так как отношение —-----------равно 2,66—

иХ = 540нл

2,79 для сока и 2,15—2,39 для М0[^с_а. Очевидно, достаточно высокое содержание Ре ( до 37,0 и 8,8 мг/л для сока и морса соответственно) способствует интенсификации окисления ФВ [10].

Практически снижается поглощение как при А440 нм, так и при А540 нм. Это свидетельствует о том, что содержание окисленных и неокисленных мономерных форм ФВ с молекулярной массой менее 500 почти не изменяется. Следовательно, эти ФВ, определяющие органолептические свойства напитка, не извлекаются-сорбентом П-3. Также он не влияет на содержание спирта в растворе, экстрактивность и кислотность.

мономерные ФВ _

Увеличение отношения------------‘-------с 0,107

общие ФВ

до 0,122 и с 0,050 до 0,086 свидетельствует, что после контакта, с сорбентом количество высокомолекулярных фенольных соединений как в спиртованном соке, так и в морсе уменьшается.

Снижение количества меди с 14,0 до 12,5 мг/л происходит, очевидно, за счет комплексообразова-ния ее с окисленными формами полифенолов с молекулярной массой более 500, которые селективно извлекаются из раствора сорбентом П-3.

На рис. 1 представлены ///С-спектры образцов сорбента П-3 до (кривая /) и после (кривая 2) контакта с клубничным соком.

в состав сорбента П-3, в области 1720 см'1 не изменяется.

Следовательно, карбонильный кислород лактам-ного кольца участвует в комплексообразовании с соединениями, обладающими акцепторными свойствами, — полифенольными веществами.

Визуальные наблюдения (способ И) с учетом

мономерные ФП ,■ „

увеличения отношения ---------с—(табли-

общие ФП

ца) дают основание предположить, что сорбент П-3 не только сорбирует на своей поверхности полифе-нольные вещества за счет комплексообразования, но и ускоряет агрегацию коллоидных частиц, находящихся в стадии «скрытой коагуляции», в сторону их укрупнения и выпадения в осадок.

Количественное изменение агрегативного состояния коллоида в абрикосовом соке исследовали гельхроматографическим методом.

Спиртованный абрикосовый сок 19%-ной крепости оставляли в контакте с сорбентом П-3 в течение 30 мин, декантировали и вводили в колонку, заполненную сефадексом С-50. Пробы анализировали на спектрофотометре СФ-26 при А = 280 нм. По полученным данным построен график выхода высокомолекулярных веществ абрикосового сока до (кривая 1) и после (кривая 2) контакта с сорбентом П-3, представленный на рис. 2.

Для количественного определения высокомолекулярных ФВ пробы, соответствующие интервалу

Рис 1

Видно, что полоса поглощения, характерная для карбонильного кислорода лактамного кольца, ^ области 1660 см смещается в область 1680 см" , полоса же поглощения, соответствующая валентным колебаниям С = 0-групп сложного эфира — триэтиленгликольдиметакрилата, который входит

то

Рис 2

их выделения, объединяли, высушивали до постоянного веса и остаток определяли весовым методом. Количество коллоидных частиц с молекулярной массой более 500 в исходном абрикосовом соке составило 581,9 мг/л, а в обработанном — 668,8 мг/л. Таким образом, количество высокомолекулярных вешеств после контакта с сорбентом П-3 в

течение 30 мин увеличилось на 86,9 мг/л (на

Это, очевидно, объясняется тем, что концентрация коллоидных частиц, находящихся в стадии «скрытой коагуляции» и стремящихся к комплек-сообразованию с карбонильным кислородом сорбента вблизи его поверхности, резко увеличивается, что приводит к их укрупнению (агрегации) и выпадению в осадок.

Проведенные исследования показали, что природные ФВ с молекулярной массой менее 500, определяющие органолептические свойства напитка, сорбентом П-3 не извлекаются. Последний, адсорбируя на поверхности фенольные соединения с молекулярной массой более 500 за счет их \комплексообразования с карбонильным кислородом лактамного кольца, ускоряет агрегацию коллоидных частиц в сторону их укрупнения с последующим выпадением в осадок.

ЛИТЕРАТУРА

1. Л у ц к а я Б. П.. Никифорова Л. Я., С л а в у а-кая Н. И. и др. А. с. 825624 СССР, МКИ С 12 Н 1 /02.

2. Никифорова Л. Я. Синтез и исследование азот-, кислород- и серосодержащих сорбентов на основе винил-лактамов: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. — М.: МХТИ им. Д И. Менделеева, 1977, — 17 с.

3. Зубакова Л. Б., О с о к и н а М. П., Никифоров а Л. Я. и др. // Пластмассы. — 1983. — № 2. — 19-22.

4. Никифорова Л. Я., Зубакова Л. Б. Производство и переработка пластмасс и синтетических смол. — М.: НИИТЭХИМ, 1990. — Вып. 3. — С. 28-35.

5. Никифорова Л. Я., Зубакова Л. Б. //

Пластмассы. — 1986. — № 12. — С. 34-36.

6. Бурачевский И. И.. Воробьева Е. В., К а -р у ш е в В. И. и др. Передовой производственный и научный опыт, рекомендуемый для внедрения в безалкогольной, дрожжевой и бродильной отраслях промышлен-ностн:Инф. сб. — М.: АгроНИИТЭИПП, 1991. — Вып. 5.

— С. 31-37.

7. Зуб а_к о в а Л. Б„ Никифорова Л^_Я., Кор

Т. Ф. ...........

ШІ. — № 4. — С. 874-877.

шак В. В., Гаврилова

>. // ЖПХ. — 1980.

8. Зубакова Л. Б., Никифорова Л. Я., Кор -шак В. В. и др. // ЖПХ. — 1977. — I. — № 2. -С. 296-300.

9. Коршак В. В.. Зубакова Л. Б., Никифорова Л. Я.. К а ч у р и н а Н. В. Химия и технология органических веществ и высокомолекулярных соединений. — М.: МХТИ нм. Д.И. Менделеева, 1972. — Вып. 70.

— С. 201-204.

10. К р е т о в и ч В. Л. Биохимия растений. — М.: Высшая школа., — 1986. — С. 320-321.

11. Ш а р а п о в а Л. А. Повышение эффективности осветления и стабилизации полуфабрикатов и ликеро-водочных изделий: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. — М.: ВНИИПБТ, 1982. — 16 с.

Кафедра химической технологии пластических масс

Поступила 17.06.93

668.535.035.9

ЗАВИСИМОСТЬ АНТИОКСИДАНТНЫХ СВОЙСТВ РАСТИТЕЛЬНЫХ ЭКСТРАКТОВ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

И.Н. ДЕМИДОВ, Л.А. ДАНИЛОВА, Л.А. ЧЕРНОВА, Ф.Э. ИЦКОВ

Харьковский политехнический институт Украинский институт напитков

Использование водно-этанольных экстрактов некоторых растений в качестве ингибиторов цепных свободнорадикальных реакций окисления жиров позволяет существенно увеличить сроки хранения маргариновой продукции [1, 2]. Методом планирования эксперимента получены зависимости антиоксидантной активности растительных экстрактов от условий экстракции [3]. Величиной, характеризующей антиоксидантную активность экстрактов-ингибиторов, служит параметр К = £7/ УпН], где &7 — брутто-константа скорости обрыва цепей; { — суммарный коэффициент ингибирования; [1пН] — суммарная концентрация ингибитора в экстракте.

Цель работы — определить наличие или отсутствие зависимости между антиоксидантной актив-

носгью и содержанием фенольных соединений в растительных экстрактах.

Исследовали по 18 образцов экстрактов чабреца (трава), рябины (плоды) и мать-и-мачехи (листья), отличавшихся условиями получения, а следовательно, и содержанием компонентов.

Анализ фенольных соединений водно-этаноль-ных экстрактов проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на жидкостном хроматографе фирмы БЫта*^. Для этого образцы экстрактов упаривали в вакууме на роторном испарителе, разбавляли до исходного объема дистиллированной водой, а затем проводили исчерпывающую экстракцию фенольных соединений этилацетатом. Раствор фенольных соединений в этилацетате опять упаривали досуха в вакууме на роторном испарителе. Сухой остаток растворяли в подвижной фазе. Анализ осуществляли методом обращенной хроматографии при помощи трехкомпонентной подвижной фазы с использованием УФ-детектора при длине волны 280 нм.