ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВЕННОГО И КОЛИЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА АНТОЦИАНОВ ПУРПУРНОГО КАРТОФЕЛЯ И ПРОДУКТОВ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ
|
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 6
1.1 Общая характеристика антоцианов 6
1.1.1 Строение антоцианов 8
1.1.2 Антиоксидантные свойства антоцианов 10
1.1.3 Распространение в природе 11
1.2 Количественное и качественное содержание антоцианов в
растительном сырье 12
1.2.1 Спектрофотометрия в УФ-, ИК- и видимой области спектра в анализе антоцианов 13
1.2.2 Метод рН-дифференциальной спектрофотометрии 14
1.2.3 Хроматографические методы определения антоцианов 15
1.3 Изменения, происходящие с пигментами при различных способах обработки 16
2 МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА 17
2.1 Методики экстракции антоцианов 0.1 М раствором HCl 17
2.2 Методики экстракции антоцианов буферными растворами с разными
значениями рН 17
2.3 Методика экстракции антоцианов растворами HCl разной
концентрации 18
2.4 Методика изучения сохранности и стабильности антоцианов (во
времени и при разных способах переработки) 18
2.5 Методика суммарного определения содержания антоцианов
спектрофотометрическим методом 19
2.6 Методика исследования влияния рН на спектры антоцианов 19
2.7 Методика определения качественного состава антоцианового
комплекса картофеля фиолетового методом ВЭЖХ 20
2.8 Методика определения антиоксидантной активности экстрактов
картофеля пурпурного 21
2.9 Методика приготовление сухих форм, подкрашенных антоцианами 22
2.10 Методика определения влияния потери в массе при высушивании пурпурного картофеля на количественное содержание антоцианов в нем .... 23
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ 24
3.1 Определение суммарного содержания антоцианов в картофеле
пурпурном спектрофотометрическим методом 24
3.2 Определение содержания антоцианов в кожуре картофеля 29
3.3 Влияние рН-экстрагента на количество экстрагируемых антоцианов 30
3.4 Влияние концентрации экстрагента на количество экстрагируемых антоцианов 32
3.5 Изучение сохранности антоцианов во времени 34
3.6 Изучение стабильности экстрактов антоцианов фиолетового
картофеля при хранении в различных условиях 36
3.7 Влияние термической обработки на концентрацию антоцианов в
фиолетовом картофеле 39
3.8 Влияние рН на спектры антоцианов 41
3.9 Определение качественного состава антоцианового комплекса
картофеля фиолетового методом ВЭЖХ 43
3.10 Определение антиоксидантной активности экстрактов
фиолетового картофеля 47
3.11 Приготовление сухих форм, подкрашенных антоцианами 49
3.12 Влияние потери в массе при высушивании пурпурного картофеля
на количественное содержание антоцианов в нем 51
ВЫВОДЫ 55
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 57
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 6
1.1 Общая характеристика антоцианов 6
1.1.1 Строение антоцианов 8
1.1.2 Антиоксидантные свойства антоцианов 10
1.1.3 Распространение в природе 11
1.2 Количественное и качественное содержание антоцианов в
растительном сырье 12
1.2.1 Спектрофотометрия в УФ-, ИК- и видимой области спектра в анализе антоцианов 13
1.2.2 Метод рН-дифференциальной спектрофотометрии 14
1.2.3 Хроматографические методы определения антоцианов 15
1.3 Изменения, происходящие с пигментами при различных способах обработки 16
2 МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА 17
2.1 Методики экстракции антоцианов 0.1 М раствором HCl 17
2.2 Методики экстракции антоцианов буферными растворами с разными
значениями рН 17
2.3 Методика экстракции антоцианов растворами HCl разной
концентрации 18
2.4 Методика изучения сохранности и стабильности антоцианов (во
времени и при разных способах переработки) 18
2.5 Методика суммарного определения содержания антоцианов
спектрофотометрическим методом 19
2.6 Методика исследования влияния рН на спектры антоцианов 19
2.7 Методика определения качественного состава антоцианового
комплекса картофеля фиолетового методом ВЭЖХ 20
2.8 Методика определения антиоксидантной активности экстрактов
картофеля пурпурного 21
2.9 Методика приготовление сухих форм, подкрашенных антоцианами 22
2.10 Методика определения влияния потери в массе при высушивании пурпурного картофеля на количественное содержание антоцианов в нем .... 23
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ 24
3.1 Определение суммарного содержания антоцианов в картофеле
пурпурном спектрофотометрическим методом 24
3.2 Определение содержания антоцианов в кожуре картофеля 29
3.3 Влияние рН-экстрагента на количество экстрагируемых антоцианов 30
3.4 Влияние концентрации экстрагента на количество экстрагируемых антоцианов 32
3.5 Изучение сохранности антоцианов во времени 34
3.6 Изучение стабильности экстрактов антоцианов фиолетового
картофеля при хранении в различных условиях 36
3.7 Влияние термической обработки на концентрацию антоцианов в
фиолетовом картофеле 39
3.8 Влияние рН на спектры антоцианов 41
3.9 Определение качественного состава антоцианового комплекса
картофеля фиолетового методом ВЭЖХ 43
3.10 Определение антиоксидантной активности экстрактов
фиолетового картофеля 47
3.11 Приготовление сухих форм, подкрашенных антоцианами 49
3.12 Влияние потери в массе при высушивании пурпурного картофеля
на количественное содержание антоцианов в нем 51
ВЫВОДЫ 55
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 57
Для современного потенциального потребителя все большей проблемой становится поиск не только здоровой и натуральной пищи, но и продуктов, по своим свойствам являющихся ценными для организма человека с биологической точки зрения. Ведь, действительно, неблагоприятная экологическая обстановка, низкая стрессоустойчивость, нехватка времени для внимания к собственному здоровью - все это сказывается на организм современного человека. Поэтому развитие пищевой промышленности с использованием продуктов, обогащенных теми или иными биологически активными компонентами, становится популярным.
Антоцианы, являясь очень полезным сырьем, используемым для производства фармацевтических добавок, препаратов, получают все большую известность среди людей, заботящихся о своем здоровье. Данный пигмент распространен относительно широко на территории нашего государства, т.к. большая часть РФ имеет благоприятный климат для накопления в различных частях растения этого пигмента, ведь антоцианы накапливаются лишь в тех растениях которые произрастают в «жесткой» среде с обильным ярким солнцем. Антоцианы накапливаются в различных частях растения, являясь, своего рода, загаром, окрашивающим плоды или листья в яркие цвета. Однако, стоит заметить, что находятся все новые источники антоцианов среди привычных нам культур. В данной работе таким источником будет являться пурпурный картофель[1, 2, 3].
Целью работы является изучение физико-химических показателей пурпурного картофеля и влияния различных видов обработки на его количественный и качественный состав.
Для осуществления цели необходимо решение следующих задач:
- приготовление экстрактов из антоциан содержащего картофеля;
- определение сохранности экстрактов в различных условиях.
- определение суммарного содержания антоцианов в картофеле различными способами;
- определение качественного состава в исследуемом сырье;
- определение содержания антоцианов в обработанном различными способами картофеле;
- оценка антиоксидантной активности.
В ходе работы использовали следующие методы:
- спектрофотометрический метод;
- метод высокоэффективной жидкостной хроматографии.
Антоцианы, являясь очень полезным сырьем, используемым для производства фармацевтических добавок, препаратов, получают все большую известность среди людей, заботящихся о своем здоровье. Данный пигмент распространен относительно широко на территории нашего государства, т.к. большая часть РФ имеет благоприятный климат для накопления в различных частях растения этого пигмента, ведь антоцианы накапливаются лишь в тех растениях которые произрастают в «жесткой» среде с обильным ярким солнцем. Антоцианы накапливаются в различных частях растения, являясь, своего рода, загаром, окрашивающим плоды или листья в яркие цвета. Однако, стоит заметить, что находятся все новые источники антоцианов среди привычных нам культур. В данной работе таким источником будет являться пурпурный картофель[1, 2, 3].
Целью работы является изучение физико-химических показателей пурпурного картофеля и влияния различных видов обработки на его количественный и качественный состав.
Для осуществления цели необходимо решение следующих задач:
- приготовление экстрактов из антоциан содержащего картофеля;
- определение сохранности экстрактов в различных условиях.
- определение суммарного содержания антоцианов в картофеле различными способами;
- определение качественного состава в исследуемом сырье;
- определение содержания антоцианов в обработанном различными способами картофеле;
- оценка антиоксидантной активности.
В ходе работы использовали следующие методы:
- спектрофотометрический метод;
- метод высокоэффективной жидкостной хроматографии.
1. В ходе исследования данной работы было рассчитано суммарное содержание антоцианов в экстрактах различных частей картофеля пурпурного, полученных различными способами - растиранием под слоем экстрагента и методом настаивания, и выяснилось, что метод мацерации эффективнее метода настаивания при экстракции антоцианов из картофеля. А также выяснили влияниевида экстрагента на количество эктрагируемых антоцианов, а именно, в работе были проанализированы следующие виды экстрагентов:
- соляная кислота различной концентрации (0.1 м, 0.01 м, 0.001 м);
- вода;
- стандартные буферные растворы (рН=1.68; 4.01; 6.86; 9.18).
Наиболее эффективным экстрагентомдля извлекания антоцианов из клубней картофеля пурпурного является 0.1м соляная кислота, а также стандартный буферный раствор с рН=1.68.
2. Изучена сохранность антоцианов во времени при хранении этого сезонного овоща в период с сентября (время сбора урожая) по май и выяснилось, что концентрация антоцианов увеличивается до 28%, согласно полученным результатам была поставлена задача найти потерю массы при высушивании, таким образом, выяснилось, что при высушивании клубней картофеля до постоянной массы потери влаги составили 30%, а содержание антоцианов в высушенном картофеле массой эквивалентной свежему увеличилось на 37%.
3. Изучена стабильность экстрактов при хранении их в различных условиях: в условиях бытового холодильника и при комнатной температуре. Сделаны выводы о наилучшей сохранности антоцианов в условиях холодильника. Потери при хранении экстракта в течение 12 суток составили 35%, когда при комнатной температуре на 10-й день экстракт помутнел, а на его поверхности образовалась плесень и потери пигментов при хранении экстракта в течении 9 сток составляли 45%.
4. Определено влияние различных видов термообработок на концентрацию антоцианов в клубнях. Изучали картофель отварной в кожуре, без кожуры, и жареный. И было выяснено, что наименьшие потери антоцианов обнаружены у картофеля отварного в кожуре и составили 24%.
5. Выяснено влияние рН сна спектры антоцианов. Спектры до рН=4 имеют длину волны максимума оптической плотности 527 нм, характерную для флавилиевой формы антоцианов и псевдооснования (цвет растворов от ярко-розового до слабоокрашнного), затем происходит сдвигмаксимиума до 581 нм при рН=5-9 , характерных для хиноидных структур (цвет меняется от синего, грязно-зеленого до желтого).
6. Определен качественный состав антоцианов пурпурного картофеля методом ВЭЖХ и представлен он в виде комплекса ацилированных компонентов как цианидинового, так и дельфинидинового рядов.
7. Была изучена антиоксидантная активность и выяснено, что по содержанию антиоксидантов пурпурный картофель приравнен к перцу.
8. Были приготовлены сухие формы, подкрашенные антоцианами после твердофазной очистки. В качестве матрицы были выбраны: пектин яблочный, ксантановая камедь, гуммиарабик, мальтодекстрин (не прошедший лиофильную сушку ввиду невозможности полного замораживания перед сушкой). Наилучшие показатели количественного содержания антоцианов в сухих формах выявлены в образцах, с ксантановой камедью и гуммиарабиком.
Таким образом, проведенные исследования в данной работе в полной мере раскрывают потенциал этого удивительного овоща, богатый антоцианами, и обладающего антиоксидантными свойствами. Данная работа может являться научным подспорьем к разработке новых рецептур блюд из пурпурного картофеля, т.к. проведенные испытания доказывают полезность этого клубня.
- соляная кислота различной концентрации (0.1 м, 0.01 м, 0.001 м);
- вода;
- стандартные буферные растворы (рН=1.68; 4.01; 6.86; 9.18).
Наиболее эффективным экстрагентомдля извлекания антоцианов из клубней картофеля пурпурного является 0.1м соляная кислота, а также стандартный буферный раствор с рН=1.68.
2. Изучена сохранность антоцианов во времени при хранении этого сезонного овоща в период с сентября (время сбора урожая) по май и выяснилось, что концентрация антоцианов увеличивается до 28%, согласно полученным результатам была поставлена задача найти потерю массы при высушивании, таким образом, выяснилось, что при высушивании клубней картофеля до постоянной массы потери влаги составили 30%, а содержание антоцианов в высушенном картофеле массой эквивалентной свежему увеличилось на 37%.
3. Изучена стабильность экстрактов при хранении их в различных условиях: в условиях бытового холодильника и при комнатной температуре. Сделаны выводы о наилучшей сохранности антоцианов в условиях холодильника. Потери при хранении экстракта в течение 12 суток составили 35%, когда при комнатной температуре на 10-й день экстракт помутнел, а на его поверхности образовалась плесень и потери пигментов при хранении экстракта в течении 9 сток составляли 45%.
4. Определено влияние различных видов термообработок на концентрацию антоцианов в клубнях. Изучали картофель отварной в кожуре, без кожуры, и жареный. И было выяснено, что наименьшие потери антоцианов обнаружены у картофеля отварного в кожуре и составили 24%.
5. Выяснено влияние рН сна спектры антоцианов. Спектры до рН=4 имеют длину волны максимума оптической плотности 527 нм, характерную для флавилиевой формы антоцианов и псевдооснования (цвет растворов от ярко-розового до слабоокрашнного), затем происходит сдвигмаксимиума до 581 нм при рН=5-9 , характерных для хиноидных структур (цвет меняется от синего, грязно-зеленого до желтого).
6. Определен качественный состав антоцианов пурпурного картофеля методом ВЭЖХ и представлен он в виде комплекса ацилированных компонентов как цианидинового, так и дельфинидинового рядов.
7. Была изучена антиоксидантная активность и выяснено, что по содержанию антиоксидантов пурпурный картофель приравнен к перцу.
8. Были приготовлены сухие формы, подкрашенные антоцианами после твердофазной очистки. В качестве матрицы были выбраны: пектин яблочный, ксантановая камедь, гуммиарабик, мальтодекстрин (не прошедший лиофильную сушку ввиду невозможности полного замораживания перед сушкой). Наилучшие показатели количественного содержания антоцианов в сухих формах выявлены в образцах, с ксантановой камедью и гуммиарабиком.
Таким образом, проведенные исследования в данной работе в полной мере раскрывают потенциал этого удивительного овоща, богатый антоцианами, и обладающего антиоксидантными свойствами. Данная работа может являться научным подспорьем к разработке новых рецептур блюд из пурпурного картофеля, т.к. проведенные испытания доказывают полезность этого клубня.