Изменение оптических характеристик молочного жира при его термическом окислении Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

637.127.1.002,236:66.094.3

ИЗМЕНЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МОЛОЧНОГО ЖИРА ПРИ ЕГО ТЕРМИЧЕСКОМ ОКИСЛЕНИИ

Л. Е. МАКАРОВА, Т. В. ПЕТРЕНКО, А. Р. КИРИЛАШ, И. Б. ЗЕНИНА Донецкий государственный университет

Донецкий институт

Цель работы — исследование изменения оптических свойств молочного жира при его окислении. Сравнение спектральных характеристик окисленных и неокисленных образцов жира может дать информацию об изменениях, происходящих в структуре его молекул. А это, в свою очередь, позволит целенаправленно искать пути ингибирования процессов окисления в разных типах жиров.

Для опытов был выбран молочный жир, выделенный из крестьянского масла. Окисление проводили нагреванием 5%-ного раствора этого жира в н-декане при 150° С в течение 5« в трехгорлой колбе, снабженной механической мешалкой и обратным холодильником. УФ-спектры были сняты на приборе Specord UV vis в н-декане в концентрациях 0,05% в диапазоне длин волн А, 210—357 нм, а спектры в видимой области — на фотоэлектроколориметре КФК-2 в диапазоне X 364—590 нм. Хроматографирование в нефиксированном тонком слое окиси алюминия (II степени активности) осуществляли элюированием системой растворителей хлороформ:бензол:гексан 30:6:1, проявление хроматограмм вели парами йода или в УФ-свете.

Как принято считать [1], окисление жиров носит радикальный характер, при этом стабилизация образующихся радикалов протекает с образованием карбонилсодержащих продуктов — альдегидов, ке-тонов, кислот. Однако возможен и другой тип стабилизации возникающих короткоживущих радикалов — реакции их диспропорционирования, когда один радикал окисляется с образованием кратной связи, а другой восстанавливается до насыщенного фрагмента. Эти изменения должны найти отражение в оптических спектрах субстратов, а наличие большого числа подобных актов может вызвать даже окрашивание продукта.

В УФ-спектре неокисленного молочного жира (кривая 1, см. рисунок) обнаруживается полоса поглощения средней интенсивности в области 221 нм, которую можно отнести к п —(^-переходам электрона карбонильной группы сложноэфирного фрагмента [2]. В УФ-спектре образца окисленного жира (кривая 2) эта полоса поглощения имеет большую интенсивность и сдвинута в более длинноволновую область (231мл). Мы предпола-

советской торговли

гаем, что подобное явление связано с возникновением в молекулах молочного жира новых двойных связей, сопряженных с карбонильной группой, что возможно в результате диспропорционирования двух радикалов. Наличие в структуре вещества двойной связи, сопряженной с карбонильной группой, по данным [2], вызывает батохромный сдвиг полосы поглощения последней.

Процесс возникновения радикалов в растворе жира при окислении, вызывающих лавину последующих превращений, можно проследить, используя стабильный свободный радикал 2,2', 6,6'-тетраметилпиперидин-1-оксил ТМПО, так называемую радикальную ловушку:

' н,с П^сн,

/Г\

НзС I СНз О

Этот свободный радикал окрашен. Мы полагали, что при окислении раствора жира, содержащего ТМПО, последний, рекомбинируя • с образующимися радикалами, будет расходоваться, и интенсивность окраски его будет падать. Таким путем можно будет дать оценку количеству образующихся радикалов, проследит'ь кинетиту их накопления. Однако при нагревании 5%-ного раствора жира в н-декане в присутствии 0,1% ТМПО (по отношению к объему раствора) мы получили совершенно неожиданный результат — наблюдалось не уменьшение интенсивности окраски раствора, а ее рост. Расходование ТМПО из-за маскировки его окраски образующимися окрашенными продуктами наблюдать оказалось невозможным. В УФ-спектре этого раствора интенсивность полосы поглощения, отвечающей карбонильной группе, сопряженной с двойной связью, выросла в несколько раз (см. рисунок). Это свидетельствует об интенсивных процессах образования двойных связей при окислении жира в присутствии ТМПО. По всей вероятности, ТМПО инициирует радикальные процессы, углубляя окисление. С уже образовавшимися радикалами ТМПО также может вступать в реакцию диспропорционирования, вызывая образование новых двойных связей. Эти процессы приводят к появлению большого числа двойных связей в субстрате, о чем свидетельствует и наличие дополнительного пика в УФ-спектре с максимумом при 270 нм (кривая 3), который можно отнести к поглощению полиенов, т. е. двойные связи появляются не только в непосредственной близости к карбонильной группе, но и на удаленных от нее участках цепи.

При описанных процессах в реакционной смеси должен присутствовать 2,2', 6,6'-тетраметил-1-гид-роксипиперидин, образующийся в качестве побочного продукта. Действительно, при хроматографировании реакционной смеси в нефиксированном

нком слое окиси алюминия на хроматограмме гко проявляется пятно, соответствующее заве-мо известному 2,2', 6,6‘-тетраметил-1-гидрокси-перидину (7?/ =0,45). Это служит дополнитель-[м доказательством правильности предложенных терпретационных схем.

Данные УФ-спектров подтверждаются и ка-гтвенными реакциями растворов неокисленного окисленного молочного жира с реактивом Кауф-на (ЫаВг-Вг2) и раствором йода в н-декане. актив Кауфмана в окисленном образце полно-ью обесцвечивается, тогда как в неокисленном э желтая окраска частично сохраняется. Полученные данные свидетельствуют, что наряду образованием перекисных соединений [1] в мо-чном жире при его окислении происходят и бо-е глубокие изменения в углеродном скелете его лекул — увеличивается количество непредельных астков цепи. Это может вызвать даже окраши-ние продукта, т. е. потерю им товарного вида. 1К показывают опыты с ТМПО, наличие посто-

ронних веществ, на первый взгляд кажущихся ингибиторами окисления, может замедлить накопление перекисных соединений, но углубить другие процессы, порождаемые окислением. В связи с этим подбор ингибиторов должен проводиться более тщательно, с учетом возможных процессов образования непредельных соединений. Дополнительно следует отметить, что оптические методы могут послужить надежным экспресс-методом контроля качества жиров.

ЛИТЕРАТУРА

1. Общая органическая химия / Под ред. Кочеткова Н. К.— М.: Химия, 1986.— 11.— С. 42.

2. Установление структуры органических соединений физическими и химическими методами / Под ред. Вай-сбергера А.— М.: Химия, 1967.— 1.— 531 с.

Кафедра физической гидродинамики, проблемная лаборатория

Кафедра химии Поступила 21.06.90

664.143:667.629

ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСТВОРОВ ПИЩЕВЫХ КРАСИТЕЛЕЙ И ОКРАШЕННОГО КОНДИТЕРСКОГО КРЕМА

С. АСТАНОВ, Б. У. ВАФОЕВ, А. И. КОЗИМОВА, Т. Н. НИЯЗХОНОВ Бухарский технологический институт пищевой и легкой промышленности

Цветность кондитерских полуфабрикатов опреде-ется в основном содержанием в них красящих ществ [1, 2, 3]. Однако в литературе нет дан-IX по определению оптических характеристик створов пищевых красителей и окрашенных ндитерских полуфабрикатов. Необходимы иссле-вания для паспортизации стандартных раство-в пищевых красителей и ускоренного определе-я цветности окрашенных растворов и непрозрач-[X пищевых продуктов.

Объектами исследования мы выбрали тартра-н и свекольный краситель [3]. Последний подули концентрированием свекольного сока по медике [3]. При этом концентрация сухого веще-за в красителе составляла 94 масс.% и красящего щества 40 г/кГ. Тартразин марки «ч» перекрис-ллизовывали из этилового спирта. Электронные ектры поглощения и отражения снимались на ектрофотометре СФ-18.

Для оценки цветности окрашенных кондитерских изделий от их спектральных характеристик были выбраны стандартные окрашенные растворы с известными значениями цветовых чисел [2, 3]. Необходимым условием выбора стандарта являлось практическое совпадение максимумов полос поглощения исследуемых образцов и стандартных растворов. Для определения цветовых чисел растворов тартразина использовали стандартный раствор йода с цветовыми числами 100 отн. ед., а также смешанный раствор солей (1,0 г N1504 гН20 (1МН4)2 804 + 1,2 г Со304 гН20 (ЫН4)2 304 + -|- 0,019 г К2Сг2Ол в 1000 см3 дистиллированной воде) с цветовым числом 5 град [2]. Цветовые числа Ц свекольных растворов определялись относительно стандартного раствора соли (0,02 г/сж3 СоБ04 гН20 (ЫН4)2 504), цветовое число которого принято за Юотн.ед. [3].

Были определены оптические характеристики:

Таблица I

^омер стан- артных аство- ров Йодовый раствор (Цст = 100 по йодовой шкале) Раствор смеси солей (Цст = 5 град) Раствор СоБОї-гНгО- (ЫН4)г504 (Цст = 10 отн. ед.)

В =А + С X = 420 нм; е = СІ = = 7,1 • 102 см2/г; 1 мм X =420 нм; є = 21,6 смг/г; сі = 10 мм X =545 нм; е = 17,6 см2/г; й = 30 мм

Цст ост Пег Ост ЦсЬ °ст

1 10+0 100 0,98 5 0,48 10 1,06

2 9+1 90 0,91 — — 8,8 0,94

3 8+2 80 0,89 4 0,41 7,1 0,84

4 7+3 70 — — — 6,8 0,73

5 6+4 60 0,65 3 0,32 5,9 0,62

6 4+6 40 0,41 2 0,21 4,0 0,43

7 2+8 20 0,25 1 0,12 1,8 0,20

8 1+9 10 0,13 0,5 0,06 0,45 0,08

9 0,5+9,5 5 0,09 — — — —