Средства воздействия на таннин в гранатовом соке и кожуре Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 663.81/88

Средства воздействия на таннин

в гранатовом соке и кожуре

Ф. Х. Эшматов, Д. К. Максумова, канд. техн. наук, Л. К. Додаева, К. О. Додаев, д-р техн. наук, профессор Ташкентский химико-технологический институт З. Р. Ахмедова, д-р биол. наук, профессор Институт микробиологии АН Республики Узбекистан

Кожура граната богата дубильными веществами - например танни-ном. Таннины - фенольные соединения растительного происхождения, содержащие большое количество ги-дроксильных групп -ОН и состоящие из галловой кислоты и флавонов. Они обладают дубящими свойствами и характерным вяжущим вкусом. Дубящее действие таннинов основано на их способности образовывать прочные связи с белками, полисахаридами и другими биополимерами.

Химия таннинов, их свойства достаточно изучены, они широко применяются. Имеются препараты, в которые эти соединения входят как компоненты.

Таннины содержатся в коре, древесине, листьях, плодах (иногда семенах, корнях, клубнях) многих растений и придают листьям и плодам терпкий вкус. Таннины подавляют рост патогенных для многих растений микроорганизмов, защищают растения от поедания животными.

Различают гидролизуемые и конденсированные (негидролизуемые) таннины. Основа гидролизуемых таннинов - сложные эфиры галловой кислоты или родственных ей дигал-ловой и тригалловой кислот с мно-

гоатомным спиртом. Конденсированные таннины представляют собой производные флавонолов, главным образом димеры 3,4-флавондиола или 3-флавонола.

Таннин - технический или фармакопейный препарат, получаемый из растений. Он представляет собой аморфный светло-жёлтый порошок со слабым своеобразным запахом, вяжущего вкуса, растворимый в воде, спирте и глицерине. В воде образует коллоидные растворы, имеющие кислую реакцию и обладающие сильным дубильным действием. Водные растворы таннина образуют осадки с алкалоидами, растворами белка и желатина, солями тяжелых металлов. Применяют в качестве вяжущего и местного противовоспалительного средства, а также как антидот (при отравлении солями свинца, ртути и др.), как противодиарейные, кровоостанавливающие и противо-геморроидальные средства.

Задачей исследования было удаление или расщепление таннина как в соке, так и в продуктах переработки кожуры.

Таннин можно удалить анионо-обменным или гидромеханическим способом, а расщепление - фермен-

О 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

Оптическая плотность d

Зависимость количества таннина от его оптической плотности в среде

тативным. Исследования показали, что таннин в соке желательно расщепить ферментативным способом. В результате напиток обогащается галловой и дигалловой кислотами, полезными антираковыми компонентами. Таннин, количество которого в кожуре и внутренней пленке достигает 25-28%, также можно расщепить или извлечь экстрагированием из кожуры, после чего осуществить дальнейшую его очистку.

FOOD FORTIFICATION

Эксперименты показали неэффективность анионообменного способа удаления таннина. Это объясняется тем, что молекулярная масса таннина, подвергаемого адсорбированию, составляет 1500-1800 г/моль, тогда как молекулярная масса лимонной кислоты - 192-210 г/моль, тем более что молекулы таннина могут быть удвоенными, утроенными и т. д. Поэтому анионообменные смолы не в силах поглощать достаточное

Сравнительная таблица активности фермента танназы

№ Оптическая плотность* Оптическая плотность (540 нм) Количество таннина, % Оптическая плотность (540 нм) Количество танни-на, % Оптическая плотность (750 нм) Количество белков, мг/ мл

1 0,95 0,75 0,67 0,759 di< = 0,21 23

2 d,3 0,7 0,4 0,63 0,716 d2-c = 0,31 35

3 ¿2-к - - 0,8 0,891 - -

4 d2-3 - - 1,05 1,1 - -

5 d - - 0,8 0,891 - -

6 di-к 0,46 0,535 0,49 0,564 - -

7 di-, 0,4 0,471 0,44 0,514 - -

8 d2. 0,62 0,705 0,7 0,79 - -

9 d2-3 0,625 0,71 0,7 0,79 - -

10 d к 0,26 0,325 0,22 0,282 - -

* В индексах: э - эксперимент, к - контроль.

количество молекул таннина, расход смолы резко увеличивается, что приводит к дороговизне и громоздкости способа [3].

Таннин лучше расщеплять ферментативным способом, тем более что продуктами его распада являются галловая и дигалловая кислоты - полуфабрикаты производства лекарственных препаратов антираковой группы, а также вода. В связи с этим прибегли к ферментативному способу расщепления таннина. В мировой практике для этой цели используется чистый фермент - танназа, производимый ирландскими и бельгийскими фирмами в очень незначительном количестве, цена его составляет 180 евро за 1 г.

Помимо удаления или расщепления таннина в соке стоит проблема переработки отходов по программе комплексной, безотходной переработки плодов граната. Поэтому задачи расщепления таннина в соке и в кожуре решены совместно. С этой целью избирательным методом получены штаммы нескольких грибов и дрожжей, ориентированные на съедение таннина в среде Чапеки, далее - на съедение самой кожуры. Отобран штамм наиболее эффективно действующего микроорганизма. Активность продуцированной танназы приведена в таблице.

Полученный штамм гриба Aspergillus niger, ориентированный на расщепление таннина в соке, прекрасно справляется с задачей. Определение остаточного количества таннина осуществлено косвенным методом, сущность которого заключается в качественном и количественном определении галловой (дигалловой) кислоты в соке, полученной в результате расщепления таннина ферментным препаратом.

Нами разработана методика количественного определения таннина в среде, по эксперименталь-

ным данным выполнена калибровка изменения концентрации таннина (С, %) по его оптической плотности (с1) в среде. Кривая, изображенная на рисунке, служит номограммой определения количества таннина в среде.

Образец сока приобретает бордовый цвет при добавлении в него нескольких капель 1%-ного водного раствора FeCl3. Это означает, что появились галловая и дигалловая кислоты. Количество галловой и ди-

галловой кислот, соответственно количество расщеплённого танина, определяется по специальной градуировке, выполненной нами для этой цели. В исходном соке такой эксперимент проявляет тёмно-зелёный цвет, что говорит о присутствии танина. Также по степени окрашивания индикатора определяется количество таннина.

Аналогичные эксперименты выполнены при обработке кожуры, которую можно рассматривать в качестве кормов, богатых белком и углеводами. Каркас кожуры состоит из клетчатки, целлюлозы, гемицеллюлозы. Таннин, имеющий очень терпкий вкус, делает кожуру несъедобной для животных. Поэтому его необходимо расщепить, для чего нами был использован полученный штамм Aspergillus niger. Результат экспериментов превысил наши ожидания: штамм расщепил все, что имелось, продукт распада превратился в истинный раствор

(о результатах экспериментов сообщим отдельно).

Сок далее ферментируется амилазой и пектиназой, оклеивается байкисолем-30, желатином и бентонитом, после чего отстаивается в течение 4-6 ч. Осветленный гранатовый сок декантируется от осадка центрифугированием и для окончательного удаления слаборастворимых мелких твердых частиц молекулярного уровня ультрафильтруется. Полученный осветлённый сок можно расфасовывать в потребительскую тару или выпаривать для получения концентрата гранатового сока.

ЛИТЕРАТУРА

Шобингер, У. Плодово-ягодные и овощные соки/У. Шобингер. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.

Эшматов, Ф. Х. К. О. Переработка плодов граната на соки и концентра-

ты/Ф. Х. Эшматов, К. О. Додаев, Х. Т. Ха-санов // Пиво и напитки. - 2005. - № 5. - С. 46-47.

Эшматов, Ф. Х. Удаление лимонной кислоты и таннина из гранатового сока/ Ф. Х. Эшматов, К. О. Додаев, Д. К. Максумова // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2012. - № 11. -С. 16-19.

Додаев К. О. Особенности переработки бахчевых культур/ К. О. Додаев [и др.] // Пищевая промышленность. -2002. - № 11. - С. 40.

Эшматов, Ф. Х. Анализ химического состава компонентов мутности и осадка гранатового сока/ Ф. Х. Эшматов, Д. К. Максумова, К. О. Додаев. // Хранение и переработка сельхозсырья. -2012. - № 11. - С. 16-19.

Эшматов, Ф. Х. Показатели мутности концентрата гранатового сока и пути её устранения/Ф. Х. Эшматов, Д. К. Максу-мова, К. О. Додаев. // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2013. - № 8. -С. 27-29.

Средства воздействия на таннин в гранатовом соке и кожуре Ключевые слова

анионообмен; антидот; галловая кислота; гранат; дубильные вещества; кожура; танин

Реферат

Исследован таннин, которым богаты плоды граната. Таннины -группа фенольных соединений, состоят из галловой кислоты и флавонов, имеющих большое количество групп -ОН. Таннины обладают дубящими свойствами и характерным вяжущим вкусом. Дубящее действие таннинов основано на их способности образовывать прочные связи с белками, полисахаридами и другими биополимерами. Таннин в воде образует коллоидные растворы, подавляющие рост патогенных для многих растений микроорганизмов и защищающие растения от поедания животными. Применяют в качестве вяжущего и местного противовоспалительного средства, а также как антидот при отравлении солями свинца, ртути и др., как противодиарейные, кровоостанавливающие и противогеморроидальные средства. Эксперименты показали неэффективность анионообменного способа удаления таннина. Предложено таннин в соке расщеплять ферментативным способом. В результате напиток обогащается галловой и дигалловой кислотами, полезными антираковыми компонентами. Таннин, количество которого в кожуре и внутренней пленке достигает 25-28%, также можно расщепить или извлечь экстрагированием из кожуры и осуществить дальнейшую его очистку. Определение остаточного количества таннина осуществлялось косвенным методом, сущность которого заключается в качественном и количественном определении галловой кислоты в соке, образующейся в результате расщепления таннина ферментным препаратом посредством FeCl3 в качестве индикатора. Образец сока приобретает бордовый цвет при добавлении нескольких капель 1%-ного водного раствора FeCl3. Количество галловой и дигалловой кислот и соответственно количество расщеплённого таннина определяется по специальной градуировке, выполненной для этой цели. В исходном соке при эксперименте проявляется тёмно-зелёный цвет, что говорит о присутствии таннина. Также по степени окрашивания индикатора определяется количество таннина.

Авторы

Эшматов Фозил Хидирович, Максумова Дилрабо Кучкаровна, канд. техн. наук, Додаева Лайло Кучкаровна, Додаев Кучкор Одилович, д-р техн. наук, профессор, Ташкентский химико-технологический институт, г. Ташкент, ул. Навои, д. 32, fozil-1979@yandex.com Ахмедова Захро Рахматовна, д-р биол. наук, профессор, Институт микробиологии АН Республики Узбекистан, г. Ташкент, ул А. Кадырий, д. 7, AxmedovaZR@mail.ru

Means of Affecting on Tannins in Pomegranate Juice and Peel Key words

ion exchange; antidote; gallic acid; Garnet; tannins; peel; tannin

Abstracts

It is investigated of tannin, which is rich in pomegranate peel and internal film. Tannins - a group of phenolic compounds, composed of gallic acid and flavonoids that have a large number of groups - OH. Tannins have tanning properties and a characteristic astringent taste. Tanning effect of tannins is based on their ability to form strong bonds to proteins, polysaccharides, and other biopolymers. Tannin in water forming colloidal solutions, inhibit the growth of pathogenic microorganisms for many plants, protect plants from being eaten by animals. There are applied as a viscose and a local anti-inflammatory agent and as an antidote for poisoning with salts of lead, mercury, etc., as an antidiarrheal, hemostatic and anti-hemorraeidial means. Experiments have shown the ineffectiveness of anion-exchange method for removing tannin. This is because the molecular weight of the tannin is subjected to an adsorbing 1500-1800 g/mole, molecular weight of citric acid is 192-210 g/mole, especially tannin molecules can be doubled, tripled, etc. It is proposed tannin juice splitted enzymatically. As a result of the juice as a beverage enriched with gallic and tannic acids, beneficial anti-cancer components. Tannin, in which the amount of the peel and the inner film reaches 25-28%, can also be split or removed by extraction from the peel and implement further purification. Determination of the residual amount of tannin carried out indirect method, the essence of which is the qualitative and quantitative determination of gallic acid in the juice, formed as a result of the splitting of the tannin enzyme preparation by the FeCl3 reagent as an indicator. Sample juice acquires a dark cherry red color by adding a few drops of a 1% aqueous solution of FeCl3. Number of gallic and tannic acids, respectively, the amount of tannin which is split is determined by a special calibration performed for this purpose. In this experiment, the initial juice exhibits a dark green color that indicates the presence of tannin, and on the degree of coloring of the indicator is determined by the amount of tannin.

Authors

Eshmatov Fozil Khidirovich, Maksumova Dilrabo Kuchkarovna, Candidate of Technical Science, Dodaeva Laylo Kuchkarovna, Dodaev Kuchkor Odilovich, Doctor of Technical Science, Professor, Tashkent Institute of Chemical Technology, 32, Navoi St., Tashkent, fozil-1979@yandex.com

Akhmedova Zakhro Rakhmatovna, Doctor of Biological Science, Professor, Institute of Microbiology, Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, 7, A. Kadyriy St., Tashkent, AxmedovaZR@mail.ru