Получение и исследование натуральных антоциановых красителей

 Саенко И.И.

В современном мире на рынках продуктов питания представлено огромное количество разнообразных товаров. Все они обладают рядом характеристик, привлекающих внимание покупателя. Наиболее важными из них являются внешний вид и цвет пищевого продукта. Издавна для окрашивания пищевых продуктов применяли натуральные растительные пигменты. С течением времени бурное развитие органической химии обусловило широкую возможность синтеза искусственных красящих веществ, применение которых выгодно в силу высокой красящей способности и сравнительно низкой стоимости. Таким образом, индустриализация пищевого производства способствовала замене натуральных растительных красителей синтетическими. К сожалению, в синтетических красителях обнаруживается ряд свойств, губительно влияющих на человеческий организм [1]. Поэтому в настоящее время актуальны исследования по разработке методов получения и применения натуральных красителей.

Источником для получения натуральных красителей служат обычно различные части растений, содержащие пигменты, окраска которых обусловлена присутствием антоцианов, каротиноидов, хлорофиллов и т. п. Итак, антоцианы – это пигменты от красного до фиолетового цвета. Известно, что антоцианы способны менять окраску в зависимости от рН раствора. Равновесия, характерные для растворов антоцианов в кислой и нейтральной средах, можно представить следующей схемой [2]:

Источником антоциановых красителей, используемых в работе, являются ягоды черной смородины и винограда. Для выделения этих красящих пигментов использован метод экстракции антоцианов из ягод черной смородины и винограда 5%-ными растворами молочной и лимонной кислот.

Навески ягод черной смородины и винограда помещали в стаканы, туда же прилили по 100 мл 5% растворов молочной или лимонной кислот. Полученные из ягод черной смородины и винограда красители можно охарактеризовать следующими показателями:

40 мл полученных экстрактов добавляли в бутылки с минеральной водой «Майская хрустальная» (0,5 л). При этом наблюдалось полное растворение красителей в воде. Образовавшиеся растворы были прозрачными, без осадка и без мути, что положительно характеризует красители.

Полученные растворы были проанализированы на содержание в них антоцианов и оставлены на хранение. Количественное содержание пигментов определяли спектрофотометрическим методом, с использованием для расчетов известное из литературных данных значение коэффициента молярного погашения.

Через определенные промежутки времени в полученных образцах определяли содержание антоцианов. Спектрофотометрические исследования выполняли как для реальных растворов минеральной воды подкрашенной экстрактами (рН = 3), так и для аликвотных порций этих растворов, подкисленных до рН = 1 для полного перевода антоцианов во флавилиевую форму (т.е. для количественного определения содержания антоцианов). Во втором случае к аликвотной части раствора (10 мл) добавляли 10 мл 0,1н. раствора соляной кислоты. В качестве раствора сравнения использовали спирт.

Результаты исследований представлены в виде графических зависимостей оптической плотности растворов от времени. Спектры напитка, подкрашенного экстрактом черной смородины, (экстракция лимонной кислотой) при рН = 3, представлены на рис.1а, а при рН = 1 на рис. 1б.

Рис. 1.Спектры напитка, подкрашенного экстрактом черной смородины

Из представленных данных видно, что содержание антоцианов в напитке, подкрашенном экстрактом черной смородины (экстракция лимонной кислотой), через 6 недель составило 68%, а через 12 недель - только 19% от первоначального содержания.

Спектры напитка, подкрашенного экстрактом черной смородины (экстракция молочной кислотой) при рН = 3, представлены на рис.2а, а при рН = 1 на рис. 2б.

Рис 2. Спектры напитка, подкрашенного экстрактом черной смородины, (экстракция молочной кислотой).

Содержание антоцианов в напитке, подкрашенном экстрактом черной смородины (экстракция молочной кислотой), через 4 недели составило 63 %, через 10 недель - 51 %, через 15 недель - 44 % от первоначального содержания.

Содержание антоцианов в напитке, подкрашенном экстрактом винограда (экстракция лимонной кислотой), составило через 6 недель - 63 %, через 12 недель - 42 %, через 16 недель - 34 % от первоначального содержания. Напиток, подкрашенный экстрактом винограда (экстракция молочной кислотой), обесцветился через 7 дней. Для наглядного представления о содержании антоцианов в кислой (рН = 1) и нейтральной (рН = 3) средах приводятся графики зависимости оптической плотности растворов экстрактов от времени, где за единицу принята первоначальную оптическую плотность (рис.4, 5, 6). Оптическая плотность находится в прямопропорциональной зависимости от содержания антоцианов.

Рис. 4. Изменение оптической плотности в зависимости от времени для напитка с экстрактом черной смородины (экстракция лимонной кислотой.)

Рис. 5. Изменение оптической плотности в зависимости от времени для напитка с экстрактом черной смородины (экстракция молочной кислотой).

Рис. 6. Изменение оптической плотности в зависимости от времени для напитка с экстрактом винограда (экстракция лимонной кислотой).

Выполненные нами исследования показали, что содержание антоцианов в минеральной воде с добавками экстрактов черной смородины (и при экстракции лимонной кислотой и при экстракции молочной кислотой) уменьшается и в реальных растворах (рН = 3), и в подкисленных (рН = 1 для полного перевода антоцианов во флавилиевую форму, т.е. для количественного определения содержания антоцианов). Неравномерное падение содержания антоцианов в минеральной воде, подкрашенной экстрактами винограда, вероятно связано с ферментативными процессами. Таким образом, натуральные пищевые красители, полученные из черной смородины - традиционноых и распространенных ягод Белгородской области, могут быть использованы для подкрашивания белгородских минеральных вод.

Список литературы

1. Болотов В.М., Рудаков О.Б. Химические пути расширения эксплуатационных свойств природных красителей из растительного сырья России. // Химия растительного сырья. 1999. №4. С. 35-40 36

2. Блажей А., Шутый Л. Фенольные соединения растительного происхождения. М.: Мир. 1977. 240 с.

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://unid.bsu.edu.ru