Контактная информация|Архив журнала|Организации потребителей|карта сайта|rss|сделать стартовой
 
 

test.org.ua

Центр Экспертиз ТЕСТ

Помогаем делать правильный выбор!

Украина, Киев / вторник / 19.03.19
Тесты и исследованияПолезно знатьО молоке начистотуЗнак КачестваОплата
Все тесты: А-Я
Разделы
Питание
Детское
Здоровье / Косметика
Авто / Вело
Электротехника
Стройка
Промтовары
Услуги
Антоциановый состав ягодного и фруктового сырья – один из основных критериев аутентичности (Anthocyanin composition of the berry and fruit... 

 Антоциановый состав ягодного и фруктового сырья –один из основных критериев аутентичности

(Anthocyanin composition of the berry and fruit raw materials - one of the main criteria of authenticity)


 

Карбовская Романия В.,

Борис Инна И.
Качество соков и фруктово-ягодной продукции – совокупность характеристик, исследуемых аналитическими и описательными методами, позволяющая отличать продукты друг от друга, устанавливать их происхождение, оценивать их потребительский уровень. Для контроля качества при исследовании соков сегодня в качестве нормативного документа используют Свод правил для оценки качества фруктовых и овощных соков Ассоциации соковой промышленности Европейского Союза (A.I.J.N). В этом документе [1] приведены физико-химические показатели, абсолютные количественные значения и интервалы, изменения которых обоснованы природными свойствами исходного сырья, для 20 наиболее популярных видов соков, но для окрашенного сырья недостаточно знать только аминокислотный, элементный, углеводный состав и содержание органических кислот. Нередки случаи фальсификации продукции с использованием более дешевых видов сырья.


Целью нашей работы является разработка метода качественного определения антоцианов в сырье и готовой продукции, исследование состава смешанных соков, подтверждение аутентичности сырья и продукции.

Антоцианы – это натуральные растительные красящие вещества, придающие лепесткам цветов, плодам, листьям и стеблям окраску от розовой до темно-фиолетовой. Для каждого конкретного вида растений качественный состав антоцианов очень специфичен и зависит от сортовых особенностей и условий произрастания плодов и ягод.

По химической природе антоцианы являются представителями природных полифенольных соединений – гликозидами гетероциклических соединений агликонов – производных бензопириллия (рис. 1).


Рис.1 Общая структурная формула антоцианов

Всё разнообразие оттенков антоцианов зависит от строения, положения и количества функциональных групп в их каркасе. Качественный состав антоцианов, как правило, специфичен для конкретного вида растений и довольно стабилен, что позволило считать его визитной карточкой ботанического вида растения. К настоящему времени из растений выделено несколько десятков различных антоцианов, но для фруктов и ягод их число не выше десяти. В результате исследований антоцианов установлена структура шести основных классов их агликонов (антоцианидинов) – пеларгонидина, цианидина, дельфинидина, мальвидина, пеонидина и петунидина, которые отличаются друг от друга радикалами R1 и R2. Углеводные остатки в молекулах антоцианов соединены с агликоном (антоцианидином) через оксиген гидроксильной группы в 3 положении антоцианидина. Углеводная часть антоцианов чаще всего представлена глюкозой, но может содержать и другие моно- и дисахариды, например, рамнозу, арабинозу, галактозу. Под действием ферментов и кислот антоцианы гидролизуют с образованием углеводов и антоцианидинов. Чаще всего встречающиеся антоцианидины приведены в таблице 1.

Название Сокращённое название R1 R2 R3 R4 Нахождение в природе
Пеларгонидин Pgd
E 163d
H H Glu
Ara
H Малина, клубника, виноград
Цианидин Cyd
Е 163а
OH H Soph
Gal
Glu
Ara
Rut
Xyl-rut
Glu-rut
H Клубника, вишня, арония, брусника,
черника,  клюква, ежевика, гранат, малина, слива, черешня, виноград, черная смородина, красная смородина, жимолость
Пеонидин Pnd
E 163e
OMe H Glu
Ara Gal
H Черника, ежевика, клюква, черешня
Дельфинидин Dpd
Е 163b
OH OH Gal
Glu
Rut
Ara
H Вишня, черника, виноград, черная смородина, гранат
Петунидин Ptd
E 163f
OMe OH Gal
Glu
H Черника, виноград
Мальвидин Mvd
E 163c
OMe OMe Glu H Клубника, черника, виноград


Биологическая ценность антоцианов:

  • являются сильными антиоксидантами и нейтрализуют действие свободных радикалов;
  • помогают при нарушениях сердечной и сосудистой деятельности;
  • тормозят воспалительные процессы, активизируют сопротивление организма канцерогенам, вирусам;
  • защищают сосуды, уменьшают ломкость капилляров;
  • детоксицируют химические и загрязняющие вещества;
  • увеличивают продолжительность жизни человека.   

Экспериментальная часть
Наиболее перспективным методом для выделения, очистки и идентификации органических соединений является хроматография. Хроматография – современный метод определения содержания компонентов в смеси, который заключается в разделении компонентов на хроматографической колонке и последующей регистрацией хроматограмм специальным детектором. Идентификация компонентов осуществляется соответственно по времени удерживания и спектрам поглощения.

Для экспериментальной работы использовалась система ВЭЖХ Agilent Technologies 1200, состоящая из 4-х канального насоса с вакуумным дегазатором, автосамплером, термостатом колонок, спектрофотометрическим детектором на диодной матрице. Управление системой и обработка данных проводились с помощью Agilent Chemstation для ВЭЖХ. Нам удалось, используя специальную обращенно–фазную колонку с привитыми октадецилсиланольными группами и градиентный режим, добиться хорошего разделения всех компонентов пробы.

Условия хроматографирования антоцианов:
Жидкостной хроматограф: Agilent Technologies 1200
Колонка: "Hypersil ОDS-C18", 5μм,
250х4,0 мм с предколонкой
Элюент: А= 10%НСООН+90%Н2О, B=10%НСООН+40%Н2О+50%АСN
Градиент: Старт     
88% А – 12% В
1 мин 88% А – 12% В
26 мин 70% А – 30% В
35 мин 0% А – 100% В
38 мин 0% А – 100% В
43 мин 88% А – 12% В     
46 мин 88% А – 12% В
Время анализа: 50 минут
Поток:   
Объём инжекции:   
1 мл/мин
5μl
Температура термостата: 400С
Детектирование (DAD):    518нм


Обсуждение результатов:
При помощи данной методики проанализировано и создано базу антоцианового профиля более 50 образцов ягодного и фруктового сырья разных зон произрастания.

Идентификацию антоцианов осуществляли по времени удерживания сигналов в видимой области, а также путём сравнения профилей хроматограмм. Полученные результаты сопоставимы с литературными данными по содержанию антоцианов в ягодном и фруктовом сырье. В качестве примера рассмотрим профили для наиболее популярного и используемого сырья.

Ниже приведены хроматограммы концентрированных соков черноплодной рябины, черники, вишни, малины в соответствующем разведении. Для определения аутентичности восстановленных соков мы сравнивали профили их хроматограмм с профилями хроматограмм свежевыжатых соков.

В черноплодной рябине (аронии) по литературным данным [2] содержатся такие основные антоцианы: цианидин-3-галактозид, цианидин-3-арабинозид, цианидин-3-глюкозид, цианидин-3-ксилозид, цианидин-3,5-диглюкозид. Полученные данные по качественному содержанию антоцианов в наших образцах (рис. 2, 3) сопоставимы с литературными данными.

Рис.2 Хроматограмма антоцианового состава свежеотжатого сока аронии

 

Рис.3 Хроматограмма антоцианового состава образца восстановленного концентрированного сока аронии


Очень богат по составу антоциановый профиль черники [3 – 8], что прекрасно согласуется с обширным спектром целебного действия королевы ягод. В ней присутствуют почти все известные антоцианы - мальвидин, дельфинидин, цианидин, пеонидин, петунидин глюкозы, галактозы, арабинозы (рис. 4, 5).

Рис.4 Хроматограмма антоцианового состава свежеотжатого сока черники


Рис.5 Хроматограмма антоцианового состава образца пюре из черники


Для вишни характерно наличие в профиле цианидин-3-рутинозида, глюкозил рутинозида, -софорозида, цианидин-3-глюкозида (рис. 6, 7).


Рис.6 Хроматограмма профиля образца свежеотжатого сока вишни


Рис.7 Хроматограмма профиля образца восстановленного концентрированного сока вишни


У ягод малины другой профиль– гликозиды пеларгонидина (рис. 8, 9).


Рис.8 Хроматограмма профиля образца свежеотжатого сока малины


Рис.9 Хроматограмма профиля образца пюре малины


Как видно из приведенных хроматограмм антоциановый состав концентратов данных ягод в основном коррелирует с антоциановым составом соответствующих свежеотжатых соков.

Для гранатового сока, непосредственно выжатого из плодов граната, характерно наличие таких сигналов на хроматограмме (рис. 10, 11), которые представляют собой смесь 3 моногликозидов и 3 дигликозидов (цианидин-3-глюкозид, пеларгонидин-3-глюкозид, дельфинидин-3-глюкозид; цианидин-3,5-диглюкозид, дельфинидин-3,5-диглюкозид, пеларгонидин-3,5-диглюкозид).


Рис.10 Хроматограмма антоцианового состава образца свежеотжатого сока граната


Рис.11 Хроматограмма антоцианового состава образца восстановленного концентрированного сока граната (красный оттенок)


Как видно из вышеприведенных хроматограмм, антоциановый состав восстановленных гранатовых концентрированных соков, имеющих красную окраску, совпадает с профилем хроматограммы гранатового сока, непосредственно выжатого из плодов граната.

В образцах гранатового концентрата с коричневым оттенком интенсивность сигналов очень маленькая, а также отсутствуют сигналы некоторых антоцианов (рис. 12).

Рис. 12. Хроматограмма антоцианового состава образца восстановленного концентрата граната (коричневый оттенок).


Данный факт обусловлен тем, что антоцианы нестойки к процессам окисления, к действию ферментов, ионов металлов, чувствительны к кислотности среды и, особенно, температуре, и как следствие быстрее происходит их деструкция при хранении. Большое влияние на преобразование антоцианов наряду с температурой в процессе получения соков оказывает температурный режим и продолжительность хранения [9].

В зависимости от кислотности среды изменяется структура антоциановых красителей и соответственно окраска продукта. Ярко красная окраска в кислых средах с повышением рН раствора изменяется, переходя в фиолетовую и синюю в щелочных средах. На хроматограмме антоцианового состава образца красного винограда при рН=3,7 (рис. 13) интенсивность пиков антоцианов значительно выше, чем у образца красного винограда при рН=5,2 (рис. 14)

Рис. 13  Хроматограмма образца  при рН=3,7

 

Рис.14 Хроматограмма образца при рН=5,2


Исследования антоцианового состава продукта играют очень важную роль и являются решающим аргументом в вопросе идентификации сорта, например, в виноделии. В составе пигментов европейских сортов красного винограда содержатся исключительно моногликозиды по 3 положению антоцианового ядра (3-глюкозид мальвидина, 3-глюкозид петунидина, 3-глюкозид дельфинидина и 3-глюкозид цианидина). В отличии от европейских сортов, в составе пигментов винограда американских видов и гибридов американских видов с европейскими сортами содержатся и дигликозиды по положению 3,5-антоцианового ядра [8, 10, 11]. В образцах красного винограда, проанализированных нами, в зависимости от сорта наблюдается присутствие только моногликозидов пеларгонидина, цианидина, петунидина, дельфинидина,мальвидина .

Рис.15 Антоциановый профиль свежеотжатого сока красного винограда одного сорта

Рис.16 Антоциановый профиль свежеотжатого сока красного винограда другого сорта.


С целью повышения достоверности качественного определения антоцианового состава окрашенного сырья мы применили метод внутреннего стандарта. Метод основан на добавлении хлорида калистефина – соединения аналогичного по структуре (рис. 17) и физико-химическим свойствам, определяемым согласно методике компонентам, а также не присутствующего среди антоцианов в образцах из фруктов и ягод.


Рис. 17 Структура хлорида калистефина

Площади сигналов и времена удерживания пиков антоцианов образца сравниваются с площадью и временем удерживания внутреннего стандарта хлорида калистефина (рис. 18, 19).

Рис.18 Хроматограмма стандартного образца хлорида калистефина с концентрацией 0,05мг/мл


Рис.19 Хроматограмма вишнёвого сока с добавлением внутреннего стандарта с концентрацией 0,05мг/мл


Такой приём даёт возможность фиксировать времена удерживания основных антоцианов образца, примерно оценить вклад каждого компонента в смеси независимо от наличия дорогих и нестойких стандартных образцов антоцианов.

Исследование смешанного сырья:
Следующим этапом нашей работы было испытание смешанного сырья с целью идентификации компонентов.
Из литературных данных [12] известно, что в клюкве содержится: 3-галактозиды-, 3-арабинозиды-, 3-глюкозиды- цианидина и пеонидина. С преобладанием первых веществ в указанных парах ( рис.18 )

Рис.20 Хроматографический профиль антоцианов образца клюквы


   
Анализ другого клюквенного образца (рис. 21) и сравнение профилей проанализированных ранее образцов малины, клюквы и бузины показал, что это многокомпонентный образец, в составе которого кроме клюквы содержатся малина и бузина.

Рис. 21 Хроматографический профиль антоцианов образца смешанного состава


Малину в составе образца можно легко обнаружить по наличию гликозидов пеларгонидина (рис.8).
     Присутсвие последнего компонента легко определяется по наличию в профиле пробы 3-самбубиозид цианидина и характерных основных антоцианов бузины ¬¬¬- не полностью разрешенных сигнала 3-глюкозид цианидина, 3-глюкозид-5-самбубиозид цианидина (рис.22)

Рис.22 Хроматограмма антоцианового состава ягод бузины (разведение 1:100)

   
Хотелось бы особенно обратить внимание на тот факт, что в последнее время применение концентрата из ягод бузины в качестве натурального подкрашивающего компонента становится очень популярным. Антоцианы бузины имеют очень высокую интенсивность окраски, очень стойки при влиянии окислителей, изменении кислотности и температуры. Часто используют экстракт бузины в составе натуральных соков. (рис.23)


Рис.23 Хроматограмма антоцианового состава гранатового сока с добавлением экстракта ягод бузины

В профиле антоцианового состава "100 % гранатового сока" очень четко видны сигналы основных антоцианов ягод бузины (рис.23).

Наличие небольшого количества бузины очень трудно определить по органолептическим показателям, а яркую стойкую красную окраску продукта, не сильно изменяя вкусовые качества продукта, получить легко [13]. В спецификации продукта не декларируют использование в фруктовом сырье примесь бузины, также на упаковке отсутствует информация о наличии ее в составе продукта

Хорошее разделение таких близких по структуре и свойствам соединений как натуральные пигменты можно осуществить на современном оборудовании высокого класса точности, каким является высокоэффективный жидкостной хроматограф с набором хроматографических колонок и диодно-матричного детектора. Жидкостной хроматограф незаменим для выявления фальсификаций, так как позволяет инструментально подтверждать соответствие содержащихся в продукте компонентов принятым нормативам и выявлять содержащие вещества и компоненты, нехарактерные для исходного фруктового или овощного сырья - синтетические красители,а также натуральные красители другого ботанического вида.
 
 Выводы:

  • Антоцианы являются представителями природных полифенольных соединений – гликозидами антоцианидинов, считаются "отпечатками пальцев" окрашенного пигментами растения.
  • Разработан метод качественного определения антоцианового состава различных видов фруктово-ягодного сырья и продуктов на их основе.
  • Существует ряд факторов, которые влияют на содержание антоцианов в сырье или продукте: разбавление или концентрирование, кислотность среды (рН), температура, действие окислителей, ферментов, ионов металлов, продолжительность хранения.
  • Метод внутреннего стандарта с использованием хлорида калистефина даёт возможность фиксировать времена удерживания основных антоцианов образца и примерно оценить вклад каждого компонента в смеси.
  • Хроматографический метод качественного определения антоцианов является незаменимым в анализе окрашенного фруктово-ягодного сырья на подлинность и доброкачественность.

 


ЛИТЕРАТУРА

  1. Code of Practice for Evaluation of Fruit and Vegetable Juices
  2. Рудаков О. Б., Хайрутдинова А. Д. Фракционный состав антоциановых красителей из растительных экстрактов и контроль над ним методом ВЭЖХ. // Вестник ВГУ.
  3. Braun R. et al. Standardzulassungen fьr Fertigarzneimittel-Text and Kommentar. // Stuttgart: Deutscher Apotheker Verlag. Monographien-Kommentar. - 1997.
  4. Barrette E.P. Bilberry fruit extract for night vision. // Alternative Medicine Aler, 1999. - № 2. - P. 20–21.
  5. Cunio L. Vaccinium myrtillus. // Aust. J. Med. Herbalism. – 1993. № 4. – P. 81–85.
  6. Buchert J., Koponen J.M. Effect of enzyme-aided pressing on anthocyanin yield and profiles in bilberry and blackcurrant juices. // Journal of the science of food and agriculture. – 2005.
  7. G.Mazza. Characterization of acetylated anthocyanins in lowbush blueberries. // Journal of Liquid Chromatography. - 1995.
  8. Шобингер У.Фруктовые и овощные соки: научные основы и технологии – СПб: Профессия, 2004. – 640 с.
  9. Veliodlu S., Unal C. Chemical Characterization of pomegranate juice, Quality Control, Scientific and Technical Research Council of Turkey; Determination of Phenolic Compounds in Pomegranate Juice by Using HPLC (N.Artik). // Quality Control.
  10. Сластья Е. А., Жилякова Т. А. Новый экспресс-метод полуколичественного определения содержания мальвидин-3,5-дигликозида в винограде и вине. // Вестник Харьковского национального университета.- 2005.
  11. Hebrero E., Garcia-Rodriguez C. Analysis of Anthocyanins by High Performance Liquid Chromatografy – Diode Array Spectroscopy in Hybrid Grape Variety. // Am .J. Enol. Vitic. - 1989.
  12. Vorsa N., Polashock J. Altering flavonoid glycosylation for increased bioavailability in cranberry through interspecific hybridization. // Symposium 14: Berry crop breeding. Production and utilization for a new century.
  13. Сорокопудов В. Н., Дейнека В.И., Хлебников В.А. Антоцианы плодов растений ботанического сада Белгу: Растения семейств BERBERIDACEAE и CAPRIFOLIACEAE).
Коллеги, друзья и партнеры
Copyright©НИЦНПЭ ТЕСТнаписать намперейти вверх
 
 
TopList www.webmoney.ru
Проверить аттестат