ПРИРОДНЫЕ ФЕНОЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ КАК ПИЩЕВЫЕ КРАСИТЕЛИ Текст научной статьи по специальности «Техника и технологии»

УДК 667.677

ПРИРОДНЫЕ ФЕНОЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ КАК ПИЩЕВЫЕ КРАСИТЕЛИ

(Технологический университет Таджикистана)

к.х.н., и.о. профессор кафедра химии Технологического университета Таджикистана, Е-

Аннотация:

В статье обобщены результаты научных исследований, которые проводятся на кафедре химии Технологического университета Таджикистана в течение последних лет. Эти исследования направлены на изучение биохимических свойств фенольных соединений растений, произрастающих в Таджикистане и применению их в технологии пищевых продуктов в качестве пищевых красителей, антиоксидантов и функциональных ингредиентов в продуктах функциональной и лечебно-профилактической направленности. Результаты исследований, проводимых на кафедре химии Технологического университета Таджикистана показывают перспективность, важность и актуальность изучения фенольных соединений растений, произрастающих на территории Таджикистана, с целью применения их в технологии пищевых продуктов в качестве пищевых красителей и антиоксидантов.

Ключевые слова: фенольные соединения, биохимические свойства, пищевые продукты, пищевые красители, пищевые антиоксиданты.

В течение ряда лет на кафедре химии Технологического университета Таджикистана проводятся исследования биохимических свойств фенольных соединений растений, произрастающих в Таджикистане и изучается возможность их применения в технологии пищевых продуктов в качестве пищевых красителей, антиоксидантов и функциональных ингредиентов в продуктах функциональной и лечебно-профилактической направленности.

Фенольные соединения - широко распространенная в растительном мире группа соединений, которая в своей основе содержит бензольное кольцо, несущее одну или несколько гидроксильных групп.

На рисунке 1 в качестве примера представлены некоторые природные фенольные соединения класса флавоноидов:

ИКРАМИ МУХАББАТ БОБОЕВНА

ШАРИПОВА МАВЗУНА БАХРИДДИНОВНА

к.х.н., зав кафедрой химии Технологического университета Таджикистана

ОН

ОН

флаван-4-ол

флаван-3,4-диол

О

2'

2

3

3

А

В

4'

4

5'

5

халкон

Чрезвычайно широк спектр их биологического воздействия. Они обладают антисептическим, антиоксидантным, кардиотоническим, кардиотропным, спазмолитическим, гипотензивным, седативным, гепатопротекторным, кровоостанавливающим, желчегонным действием. Эти свойства, в сочетании с нетоксичностью обуславливают широкое применение фенольных соединений в медицине и биологии, также в пищевой промышленности. Растительные экстракты, содержащие фенольные соединения, применяются в качестве пищевых красителей, антиоксидантов, консервантов.

Анализ имеющихся литературных данных в области химии и биохимии фенольных соединений, технологии их выделения и применения показал, что практически неизвестны данные по фенольным соединениям растений, произрастающих на территории Таджикистана. И это при том, что уникальная флора нашей республики богата растениями, содержащими повышенные количества фенольных соединений. В связи с вышесказанным, актуальность, теоретическое и практическое значение наших исследований очевидно.

В представленной статье обобщены результаты научных исследований, направленных использование фенольных соединений в качестве пищевых красителей. Для придания определенного цвета пищевым продуктам используются как синтетические, так и природные красящие вещества. В силу токсичности синтетических красителей в последние годы наметилась стойкая тенденция к использованию природных красящих веществ, в качестве которых чаще всего выступают именно фенольные соединения.

Выделение фенольных соединений из растительного сырья проводится различными методами экстракции с использованием полярных растворителей. Нами исследован процесс экстракции фенольных соединений водой 1% и 10%-ным растворами соляной, лимонной кислот и гидрокарбоната натрия, водно-спиртовыми растворами и 96%-ным этиловым спиртом. Установлено, что лучшими экстрагентами являются 40 и 70% водно-этанольные растворы. Но так как степень извлечения фенольных соединений водой и указанными растворами не так сильно различалась, в качестве экстрагента была выбрана вода как наиболее экологически чистый и экономичный растворитель. Исследование кинетики процесса экстракции и расчет кинетических и термодинамических показателей этого процесса позволил

определить оптимальные условия выделения и разработать способ получения красящих экстрактов фенольных соединений, защищенный патентами Республики Таджикистан [3-4].

Красящие экстракты фенольных соединений получены в виде густых жидких экстрактов и сухих порошков. Определены их органолептические и физико-химические свойства. Все полученные жидкие и сухие экстракты имеют коричневато-красный цвет, слабый приятный аромат и нейтральный вкус. Исключение оставляет спиртовой экстракт из цветков зверобоя, имеющий сильный травяной запах. Все они растворимы в воде, спирте и спиртовых растворах и не растворимы в органических растворителях. Исключение составляет спиртовой экстракт ярко-красного цвета, полученный из цветков зверобоя - он растворим только в этиловом спирте. Содержание красящих веществ в выделенных экстрактах составляет от 27 до 72 г/л .

Исследованы биохимические показатели устойчивости полученных красителей во времени, а также влияние на их устойчивость различных технологических факторов -температуры, продолжительности ее воздействия и активной кислотности среды. Установлено, что их красный цвет устойчив в интервале значений рН от 4 до 12, в интервале температур от 20 до 1800С, а также в течение достаточно длительного времени. Изменение оптической плотности, по которой мы судили об устойчивости цвета, составило для экстрактов из разных растений от 15 до 2% через 3 месяца, а для отдельных экстрактов и 12 месяцев.

На наш взгляд, образование окрашенных в красный цвет экстрактов при экстракции водой происходит в результате превращения полифенольных соединений в окрашенные в красный цвет хиноны, которые затем полимеризуются [5]. По литературным данным, это превращение может происходить под влиянием ферментов фенолоксидаз и пероксидаз. Мы предполагаем, что в данной реакции имеют большее значение пероксидазы, так как они по сравнению с фенолоксидазами более стабильны и в растениях они локализуются в местах, где происходит образование лигнина [6], а именно такие части растений выбраны нами в качестве сырья. При повышении температуры вследствие инактивации ферментов процесс полимеризации фенольных соединений, конечным результатом которого является образование темноокрашенных, нерастворимых веществ, не идет до конца, а останавливается на стадии образования димеров и олигомеров, которые окрашены и хорошо растворимы в воде. Кроме того, образовавшиеся димерные и олигомерные формы фенольных соединений сами являются ингибиторами фенолоксидаз и других ферментов, вызывающих полимеризацию. Результаты наших опытов показывают, что подобные формы полимеров фенольных соединений устойчивы и могут существовать достаточно долго. Они также устойчивы к воздействию температуры в интервале от 20 до 1800С.

Исследование микробиологической чистоты и токсичности выделенных красящих веществ показало, что они не обладают токсичностью.

Выделенные фенольные вещества были применены при окрашивании различных групп пищевых продуктов - некоторых видов кондитерских изделий, мясных и молочных продуктов. Как показали лабораторные опыты по окрашиванию пищевых продуктов, красящие экстракты из всех исследованных растений можно применять в технологии кондитерских изделий, для мясных продуктов лучшим красителем является экстракт из зверобоя. Этот краситель позволяет в два раза уменьшить количества токсичного нитрита натрия, используемого как краситель и консервант.

Таким образом, результаты исследований, проводимых на кафедре химии Технологического университета Таджикистана показывают перспективность, важность и актуальность изучения фенольных соединений растений, произрастающих на территории Таджикистана, с целью применения их в технологии пищевых продуктов в качестве пищевых красителей и антиоксидантов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:

1. Барабой В.А. Растительные фенолы и здоровье человека.-М., 1984.-С160.

2. Икрами М.Б., К.К.Мирзорахимов, М.Б.Шарипова, Рахимова Ф.А., Тураева Г.Н.Исследование экстракции полифенольных соединений из некоторых растений (статья) Материалы Ш Международной конференции «Актуальные вопросы современной техники и технологии». РФ, Липецк, 29 января 2011, с.127-129.

3. Икрами М.Б., К.К.Мирзорахимов, Ф.А.Рахимова, Тураева Г.Н. Влияние растворителя на экстракцию полифенольных соединений из некоторых растений Материалы V Международной конференции «Актуальные вопросы современной техники и технологии». РФ, Липецк, апрель 2011, с.117-119

4. Икрами М.Б. , Мирзорахимов К.К., Рахимова Ф.А., Тураева Г.Н.Гулбекова Н.Б. Некоторые кинетические параметры процесса экстракции полифенольных соединений из растений Материалы VIII Международной конференции и «Наука и современность-2011», часть 1, Новосибирск, 2011, с.34-38

5. Кретович В.Л. Биохимия растений. М., «Высшая школа»,1980,445 с.

6. Скорикова Ю.Г. Полифенолы плодов и овощей и формирование цвета продуктов.- М.: Пищевая промышленность, 1973, с.9-32