CC BY
71
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
ПИЩЕВАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ СО2-ЭКСТРАКТОВ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
Мухаммадиева Зарина Баходировна
докторант Бухарского инженерно-технологического института,
Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected]
Бердиева Зулфия Мухиддиновна
ст. преп. Бухарского инженерно-технологического института,
Узбекистан, г. Бухара
FOOD SAFETY OF CO2 EXTRACTS FROM VEGETABLE RAW MATERIALS
Zarina Muhammadieva
Doctoral student, Bukhara Engineering and Technology Institute,
Uzbekistan, Bukhara
Zulfia Berdieva
Senior Lecturer, Bukhara Engineering and Technology Institute,
Uzbekistan, Bukhara
АННОТАЦИЯ
СО -экстракция сравнительно новая технология, применяемая для получения сырья в косметической отрасли. Существующая нормативная документация не дает полной оценки качества и безопасности, применения СО2-экстрактов в пищевой, фармацевтической и косметической отраслях. Предложены дополнительные показатели качества и безопасности СО2-экстрактов, которые могут быть взяты, в том числе за основные при анализе экстрактов: растворимость в растительном масле и в этиловом спирте, массовая доля летучих веществ и нежировых примесей, перекисное и анизидиновое число, микробиологические показатели.
ABSTRACT
CO2 extraction is a relatively new technology used to produce raw materials in the cosmetic industry. The existing regulatory documentation does not provide a complete assessment of the quality and safety of CO2 extracts in the food, pharmaceutical and cosmetic industries. Additional indicators of the quality and safety of CO2 extracts, which can be taken, including the main ones in the analysis of extracts: solubility in vegetable oil and ethyl alcohol, the mass fraction of volatile substances and non-fat impurities, peroxide and anisidine number, microbiological parameters.
Ключевые слова: экстракция, жидкий диоксид углерода, показатели безопасности, биологически-активные вещества.
Keywords: extraction, liquid carbon dioxide, safety indicators, biologically active substances.
СО2-экстракция сравнительно новая технология, применяемая для получения сырья в косметической и фармацевтической отраслях из эфирномасличных или лекарственных растений с использованием в качестве растворителя сжиженного диоксида углерода. СО2-экстракты - это сложные жирорастворимые комплексы биологически активных веществ, которые извлекаются из растительного сырья с помощью сжатого до жидкого состояния углекислого газа.
Сжиженный углекислый газ, используемый в качестве растворителя, извлекает из растительного сырья эфирные масла, смолы, парафины и пигменты, а при атмосферном давлении возвращается к нормальному газообразному состоянию и испаряется, не оставляя в продукте следов.
С помощью СО2-экстракции получают два типа экстрактов:
Библиографическое описание: Мухамадиева З.Б., Бердиева З.М. Пищевая безопасность СО2-экстрактов из растительного сырья // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2020. № 4(70). URL:
http://7universum.com/ru/nature/archive/item/9180
• селективные экстракты, извлечённые при низком давлении, и содержащие только летучие растворимые компоненты. Эти экстракты схожи с продуктами паровой дистилляции, но при этом могут содержать такие компоненты, которые нельзя экстрагировать из сырья методом паровой дистилляции;
• цельные экстракты, которые экстрагируют при более высоких давлениях, и они содержат как летучие, так и нелетучие растворимые компоненты, в том числе тяжёлые смолы, пигменты и парафины.
Состав, а соответственно, и свойства этих двух типов экстрактов будут различны и для их эффективного применения необходимо иметь подтверждение качества, натуральности и безопасности этих экстрактов.
Целью работы является анализ существующей нормативной документации и предложение новых дополнительных показателей для оценки безопасности и качества СО2-экстрактов.
Органолептические и физико-химические показатели СО2-экстрак тов должны соответствовать требованиям, представленным в таблице 1.
Таблица 1.
Органолептические и физико-химические показатели СО2-экстрактов (на примере СО2-цветков джийды)
Наименование показателя Значение
Внешний вид Прозрачная, вязкая жидкость
Цвет Зависит от сезона урожая: от светло-желтого до темно-красного
Запах Приятный, очень сильный и стойкий пряно-цветочный (джийдовый)
Вкус Терпкий
Относительная плотность при 20 °C, ^020 0,822-0,835
Показатель преломления при 20 ^ 1,4702-1,4718
Массовая доля собственно влаги, %, не более 0,5
Растворимость в растительном масле (1:10) при нагревании до 60 X Полная
Растворимость в этиловом спирте с объемной долей 90 % при 20Х Для получения раствора необходимо использовать более десяти объемных частей этилового спирта с объемной долей 90 % при 20Х и одной объемной части СО2-экстракта
Массовая доля летучих веществ в токе водяного пара, %, не менее 7,8
Массовая доля нежировых примесей, %, не более 0,06
Кислотное число, мг КОН/г, не более 23,5
Перекисное число, моль активного кислорода/кг, не более 10
Анизидиновое число, не более 3,0
Ряд показателей, приведенных в таблице 1, являются стандартными при оценке физико-химических показателей. Дополнительно предложено проводить анализ СО2-экстрактов по следующим показателям:
• растворимость в растительном масле;
• растворимость в этиловом спирте;
• массовая доля летучих веществ в токе водяного пара;
• массовая доля нежировых примесей;
• перекисное число;
• анизидиновое число.
Эти показатели могут дать более полную характеристику определенного СО2-экстракта при анализе его качества и безопасности применения.
СО2-экстракты, как и ряд других экстрактов, эфирных масел и прочих продуктов могут быть фальсифицированы. Чтобы избежать фальсификации экстрактов и использовать безопасный для здоровья
продукт предложено использовать хроматографиче-ский профиль с разделением и идентификацией ли-пидного комплекса.
Использование тонкослойной хроматографии (ТСХ) считается эффективным способом разделения липидных комплексов. Она позволяет определить количественный состав и выделить индивидуальные вещества. Сущность тонкослойной хроматографии заключается в разделении в токе растворителя смеси веществ в тонком слое сорбента, нанесенного на пластину (стандартные пластины заводского изготовления, в данном случае «КМШЯ; НРТЬС» на алюминиевой подложке). После разделения смеси пластинку сушат и проявляют хроматограмму раствором специальных реагентов.
После проявления хроматограммы проводят идентификацию пятен, которые предположительно могут находиться в анализируемом образце. Основной характеристикой для идентификации окрашенных пятен является коэффициент Величина Яг
представляет собой отношение скорости движения данного индивидуального компонента к скорости движения растворителя. Эта величина для каждого индивидуального вещества постоянна и характеризует порядок расположения компонентов на хрома-тограмме.
Расшифровка хроматограммы осуществляется, сравниванием полученного значения со значением свидетелей - индивидуальных чистых веществ.
Идентификацию пятен проводят по значению Для количественного определения компонентного состава СО2-экстракта проявленная пластина сканируется и денситометрируется программой оценки и
расчета параметров хроматографии «KNIiER; НРТЪС».
Абсолютная величина Яг может меняться в зависимости от изменения соотношения компонентов смеси, температуры, влажности, типа камеры и других факторов, однако относительный порядок подвижности соединений СО2-экстракта всегда один и тот же [1].
На рисунке 1 представлена типовая хромато-грамма СО2-экстракта (на примере СО2-экстракта цветков джийды) полученная с помощью тонкослойной хроматографии на высокоэффективной пластине марки «KNIiER; НРТЪС».
Таблица 2.
Элементарный состав анализируемого компонента
кг 8 %8 Н %Н Описание
0,06 97892 4,1 4126 5,5 Фосфолипиды
0,07 141604 4116 5,5
0,28 157640 6,5 3839 5,0 Хлорофиллы
0,38 311599 12,8 6723 8,6 Танины
0,44 134244 5,5 5044 6,8 Фенолы
0,46 50658 2,1 5133 6,8
0,50 102344 4,2 55562 7,5 Эфирные масла
0,53 50163 2,1 5650 7,7 (пинен, сабипен, терпен)
0,57 289513 11,9 5598 7,4
0,84 726536 29,8 11520 15,4 Ретинол (кароти-ноиды)
0,96 375992 15,7 18669 24,8 Воскоподобные вещества
Рисунок 1. Тонкослойная хроматограмма, полученная с помощью высокоэффективной пластины
«тт^нрпс»
Наличие легколетучих веществ в составе СО2-экстрактов позволяет использовать их как вкусо-аро-матические добавки [3]. Для определения массовой доли этих компонентов нами предложено проводить методику гидродистилляции
Для проведения методики используют весы лабораторные 4-го класса точности, лабораторную установку гидродистилляции и катетометр.
Предложенная методика позволяет определить массовую долю легколетучих веществ, которые в свою очередь отвечают за арома- и вкусосоставляю-щую направленность СО2-экстракта.
В соответствии с нормативной документацией к основным показателям безопасности так же принято относить допустимый уровень содержания пестицидов, токсичных элементов, радионуклидов и мико-токсинов, приведенных в таблице 3.
Таблица 3.
Допустимый уровень содержания пестицидов, токсичных элементов, радионуклидов и микотоксинов в
СО2-экстрактах
Показатели
Токсичные элементы:
Свинец
Допустимые уровни, не более
0,2 мг/кг
0.1 мг/кг 0,05 мг/кг 0,03 мг/кг 5,0 мг/кг 0,4 мг/кг
Мышьяк Кадмий Ртуть Железо Медь
Микотоксины: Афлатоксин В1 Пестициды:
Гексахлорциклогексан (альфа- 0,005 мг/кг , бета-, ОД мг/кг гамма-изомеры) ДДТ и его метаболиты о,2 мг/кг
Радионуклиды:
Цезий-137 бОБк/кг
Стронций-90 80Бк/кг
Для подтверждения микробиологической чистоты предложено использовать показатели, представленные в таблице 4.
Таблица 4.
Микробиологические показатели СО2-экстрактое
КМА-ФАнМ КОЕ/г, не более Масса продукта (г), в котором не допускаются Плесени, КОЕ/г, не более Дрожжи, КОЕ/г, не более
БГКП (колифомы) Патогенные, в т.ч. сальмонеллы
5x102 1,0 25 100 (плесени и дрожжи в сумме)
Выводы
Таким образом, нами предложено использование дополнительных показателей качества и безопасности применения СО2-экстрактов: растворимость в растительном масле и в этиловом спирте, массовая доля летучих веществ и нежировых примесей, пере-кисное и анизидиновое число, ряд микробиологических показателей.
Определения подлинности СО2-экстракта разработана методика разделения на отдельные составляющие компоненты с помощью высокоэффективной
жидкостной хроматографии. Для этого используется система растворителей, позволившая разделить все компоненты на индивидуальные вещества, а применение сканирующей денситометрии, позволяет сделать расчет процентного состава компонентов СО2-экстрактов.
Полученные результаты могут применяться при разработке пищевых, фармацевтических и косметических продуктов.
Список литературы:
1. Тарасов В. Е. Технология эфирных масел и фитопрепаратов: учеб.пособие / Куб. гос. технол. ун-т. - Краснодар.: Изд. ФГБОУ ВПО «КубГТУ», 2013. - 404 с.
2. Мухаммадиев Б.Т. «Пищевая безопасность сверкритических флюидных экстрактов».Журн. «Научные известия Бухарского Государственного Университета», 439-444, 2017 г.
3. Тарасов В .Е., Кондратенко Ю.В. СО2-экстракт амаранта как добавка при создании мясных продуктов / статья в сборнике трудов конференции Инновационные технологии переработки сырья животного происхождения Кубан. гос. технол. ун-т. - Краснодар, 20 февраля 2015 г.
4. Ерофеева Е.Г, Тарасов В.Е., Лосева Н.В. «Технологические особенности производства и применения СО2 -экстрактов из растительного сырья», Краснодар, 2018, 109-117.
