Получение эфирного масла из тмина

Основными способами получения эфирных масел для пищевых целей являются перегонка с водяным паром (или водой) и холодное прессование, а также экстракция.

Эффективным способом непрерывного извлечения эфирных масел в лабораторных условиях является сочетание паровой дистилляции и экстракции растворителем.

В качестве экстрагента чаще всего используют этиловый спирт и очищенный петролейный эфир. Другие растворители - хлороформ, диэтиловый эфир сравнительно дороги, кроме того, их применение приводит к получению сильно окрашенных продуктов. При выборе растворителя следует учитывать его чистоту, летучесть и “нейтральность”. В растворителе не должны присутствовать токсичные вещества, а также вещества, обладающие запахом и изменяющие аромат эфирного масла. Летучесть растворителя определяет температуру, при которой происходит экстракция. Чем ниже температура кипения растворителя, тем в более мягких условиях происходит процесс извлечения эфирного масла и дальнейшего удаления растворителя. “Нейтральность” растворителя не позволяет проходить химическим реакциям в процессе выделения эфирного масла. Недостатком этилового спирта является способность этерифицировать содержащиеся в растительных тканях органические и жирные кислоты, при этом образуются весьма пахучие этиловые эфиры, способные сильно изменить аромат эфирного масла. Часто применяющийся петролейный эфир удовлетворяет большинству требований к экстракции.

Сравнительно новым способом извлечения эфирных масел некоторых цветковых растений является динамическая адсорбция, то есть поглощение ароматических веществ активированным углемили другими твердыми адсорбентами. Для этого лепестки цветков загружают в камеру и продувают их увлажненным воздухом. Насыщенный ароматами воздух направляется в адсорбер с активированным углем, где происходит насыщение угля эфирным маслом. Затем уголь промывают диэтиловым эфиром и эфир выпаривают.

Оборудование:

электрический сушильный шкаф

весы лабораторные общего назначения

колбы

холодильник

аппарат Сокслета

термометры лабораторные на интервал температур 50 – 200 °С

цилиндры

Ход работы: Способ 1. 20 г высушенной зелени тмина подвергают перегонке с водяным паром по способу, описанному для мальтола. Отгонку ведут в течение 1,5-2 часов. На поверхности дистиллята образуется эфирный слой, который тщательно отделяют от водной фазы и промывают водой. Весовым методом определяют выход эфирного масла из расчета на исходное сырье.

Способ 2. 20 г высушенной зелени тмина экстрагируют 100 мл гексана в аппарате Сокслета в течение 2-3 часов. По завершении экстрагирования гексан отгоняют под пониженным давлением. Определяют выход эфирных масел и сравнивают масла, полученные двумя способами (выход, органолептические свойства).

Контрольные вопросы:

1. Каким требованиям должен отвечать растворитель, используемый в качестве экстрагента при получении эфирных масел?

2. Дайте сравнительную характеристику разных способов получения эфирных масел.

3. Опишите метод динамической адсорбции.

Цвет

Молекулы органических соединений могут иметь σ-, π- и n-электроны. Простую, одинарную связь образуют σ-электроны. Они прочно удерживаются атомом, и для их возбуждения необходима большая энергия. Например, в молекулах насыщенных углеводородов связи σ-С–Н и σ-С–С переходят в возбужденное состояние от порций энергии более 800 кДж/моль, что соответствует энергии фотонов дальней ультрафиолетовой части спектра, поэтому молекулы насыщенных углеводородов бесцветны.

В ненасыщенных углеводородах двойная связь образуется π-электронами. π–Электроны более подвижны, легче возбуждаются, и их переход на высший энергетический уровень требует меньших затрат энергии. Однако углеводороды с одной двойной связью или с несколькими изолированными (разобщенными) двойными связями бесцветны, т. к. для их возбуждения также необходима энергия фотонов ультрафиолетовой части спектра.

Сопряжение двойных связей повышает подвижность π-электронов. В органическом соединении с длинной цепочкой сопряженных двойных связей π-электроны образуют единое электронное облако, принадлежащее уже не отдельным атомам, а всей молекуле в целом. Чем длиннее цепочка сопряженных двойных связей, тем подвижнее π-электроны и тем меньшие порции энергии нужны для их возбуждения и перевода на высший энергетический уровень.

Полосы поглощения, появление которых вызывается электронными (π→π*) -переходами, обусловленными наличием сопряженной системы в целом, получили название K-полос (от слова «конъюгация» - сопряжение). Отличительной особенностью K-полос является высокая интенсивность (ε_макс = 10 000÷200 000). В длинной цепи сопряжения энергия возбуждения снижается до значений, соответствующих энергии фотонов видимой части спектра (K-полоса смещается в длинноволновую часть спектра), и соединение воспринимается человеческим глазом как окрашенное. Например, в молекуле ликопина — красящего вещества томатов — содержится цепочка из одиннадцати сопряженных двойных связей, и длина волны поглощаемого света (λ_макс = 506 нм) обусловливает ярко-красный цвет с синеватым оттенком.

Особое значение для химии красящих веществ имеют замкнутые системы сопряженных двойных связей - ароматические ядра. Увеличение числа π-электронов в молекулах ароматических соединений оказывает на цвет такое же влияние, как удлинение сопряженной цепочки в алифатических соединениях: энергия возбуждения снижается и поглощение смещается в длинноволновую область.

На электронный спектр соединения влияние оказывает также замена атомов углерода на гетероатомы в молекулах с сопряженными двойными связями. Так как гетероатомы (азот, кислород, сера и др.) имеют неподеленные электронные пары, в молекулах возникает возможность иных (помимо σ→σ* и π→π*) электронных переходов. Неподеленные электроны в основном состоянии молекулы занимают несвязывающие n-орбитали, энергетический уровень которых является для простых молекул промежуточным между уровнями связывающих и разрыхляющих орбиталей. Вследствие этого переход одного электрона с несвязывающей n-орбитали на разрыхляющую орбиталь требует значительно меньших затрат энергии, чем соответствующий переход со связывающих σ- и π-орбиталей. Наиболее длинноволновая полоса поглощения, возникающая в результате (n→π*)-перехода, называется R-полосой (от слова «радикал»). Отличительной особенностью R-полос является низкая интенсивность: обычно ε_макс ≤ 100 и не бывает больше 2000. Причиной этого является различная симметрия орбиталей π-электронов гетероатома и π-электронов связи: оси симметрии этих орбиталей взаимно перпендикулярны, и нет условий для взаимного перекрывания орбиталей. В таких случаях вероятность электронного перехода мала (запрет по симметрии), а, следовательно, мала и интенсивность полосы поглощения.

В отличие от гетероароматических соединений, поглощение которых сравнительно мало отличается от поглощения соответствующих ароматических соединений, замена атомов углерода гетероатомами в алифатических участках сопряженных систем часто весьма сильно сказывается на положении полосы поглощения. Однако батохромное смещение длинноволновой полосы поглощения происходит лишь в том случае, если гетероатом, замещающий данный атом углерода, более электроотрицателен по сравнению с углеродом. Если электроотрицательность гетероатома меньше, чем у углерода, полоса поглощения смещается в коротковолновую часть спектра.

Переход молекулы с сопряженными двойными связями в возбужденное состояние связан с ее поляризацией, т. е. с появлением положительного заряда на одном конце молекулы и отрицательного - на другом. Введение в такую молекулу заместителей вызывает постоянное, не зависящее от поглощения света, смещение π-электронов.

Заместители делятся на две группы: электронодонорные (ЭД) и электроноакцепторные (ЭА). Электронодонорные заместители обладают неподеленными электронами (π-электронами), способными вступать во взаимодействие с π-электронами цепочки сопряженных двойных связей, отталкивая их и, в конечном счете, включаясь в общую π-электронную систему молекулы. В молекулах ароматических соединений, содержащих сильные ЭД-заместители, возможны электронные переходы, сопровождающиеся переносом неподеленных электронов заместителя на ароматическое кольцо; соответствующие полосы поглощения называются полосами переноса заряда (ПЗ). Полосы ПЗ часто сливаются с полосами (π→π*)-переходов в ароматическом кольце, которые под влиянием заместителей претерпевают батохромный сдвиг по сравнению с незамещенным соединением.

Наиболее важными ЭД-заместителями являются свободные и замещенные амино-, гидрокси- и меркаптогруппы.

ЭА-Заместителями называют такие заместители, которые способны притягивать к себе электроны. Они содержат двойную связь, и их влияние на углубление окраски органических соединений особенно сильно сказывается в том случае, если они связаны с сопряженной системой двойных связей. К этим заместителям относятся: нитрогруппа (−NO₂), нитрозогруппа (−N=O), карбонильная группа [−C(O)−], кетониминная (хинониминная) группа [−C(О)NH−] и др. Подобно ЭД-заместителям, они создают некоторое постоянное, не зависящее от действия света смещение π-электронов в сопряженной системе, усиливают их делокализацию в основном состоянии молекулы и увеличивают вклад полярной структуры. Это приводит к уменьшению энергии возбуждения и соответственно к сдвигу полосы поглощения в длинноволновую область. При введении сильных ЭА-заместителей в ароматическое кольцо возникает возможность электронных переходов с переносом π-электронов ароматического кольца на ЭА-группу, и в электронном спектре появляются соответствующие полосы ПЗ.

Особенно сильное влияние на электронный спектр оказывают ЭД- и ЭА-заместители при одновременном действии, если они находятся на противоположных концах цепи сопряжения. Совместное действие поляризующих заместителей противоположного характера приводит обычно к резкому сдвигу полосы поглощения в сторону более длинных волн не только по сравнению с незамещенным соединением, но и с любым из соответствующих монозамещенных.

Делая π-электронную систему более подвижной, ЭД- и ЭА-заместители увеличивают вероятность электронных переходов, т. е. вероятность избирательного поглощения фотонов, переводящих молекулу из основного состояния в возбужденное. Это приводит к увеличению интенсивности поглощения света, т. е. увеличивается интенсивность окраски соединения. Высокая интенсивность поглощения (высокий мольный коэффициент поглощения, ε_макс) является типичным признаком красителей, отличающим их от других соединений, обладающих окраской.

Влияние поляризующих ЭД- и ЭА-заместителей в молекулах органических соединений может быть усилено или ослаблено ионизацией. Для красителей наибольшее значение имеет ионизация таких ЭД-заместителей, как гидрокcигруппа (–ОН), аминогруппа (–NН₂), меркаптогруппа (–SН), и таких ЭА-заместителей, как карбонильная группа (–С(О)–) и кетониминная группа (–С(NН)–).

Ионизация гидроксигруппы и меркаптогруппы происходит в щелочной среде. У атомов кислорода и серы появляется еще одна неподеленная пара электронов, и они приобретают отрицательный заряд. Превращение нейтральной молекулы в анион значительно усиливает электронодонорность этих групп. Если эти группы входят в состав молекулы красителя, при ионизации происходит сдвиг λ_макс в длинноволновую часть спектра и увеличение интенсивности поглощения.

Ионизация аминогруппы происходит в кислой среде и заключается в присоединении протона к атому азота за счет его неподеленной пары электронов, при этом нейтральная молекула превращается в катион NH₄⁺. В результате исчезновения неподеленной пары электронов аминогруппа перестает быть ЭД-заместителем; и молекула взаимодействует со светом так, как будто этого заместителя вообще нет.

Ионизация ЭА-групп происходит в кислой среде и заключается в присоединении протона к атому кислорода или азота за счет имеющихся у них неподеленных пар электронов, при этом нейтральная молекула превращается в катион. Возникновение у ЭА-заместителей эффективного положительного заряда усиливает их электроноакцепторное действие, т. к. увеличивает способность групп –С(О)– и –С(NH)– притягивать электроны.

В молекулах красителей эти свойства заместителей приводят к углублению цвета и усилению интенсивности окраски.

В молекулах соединений, содержащих как ЭД-, так и ЭА-заместители, возможность ионизации увеличивается и соответственно возрастает зависимость окраски от рН среды.

Большое влияние на поглощение света органическими соединениями оказывает пространственное расположение атомов в их молекулах. Если молекула расположена в одной плоскости (копланарна), то происходит перекрывание облаков π-электронов, облегчается их смещение по цепочке сопряженных двойных связей. Нарушение плоскостности молекулы затрудняет взаимодействие π-электронов. Для перевода такой молекулы в возбужденное состояние требуются дополнительные энергетические затраты для восстановления плоской структуры, вследствие чего возрастает уровень энергии молекулы в возбужденном состоянии, а следовательно, и энергия возбуждения, что сказывается на поглощении света: максимум поглощения сдвигается в сторону более коротких волн.

На цвет влияет также присутствие в молекуле красителя иона металла. Он связывается с кислородом гидроксигруппы или азотом аминогруппы, замещая атом водорода, а с карбонильным кислородом или азотом в азогруппе, имеющим неподеленную пару электронов, образует координационную (донорно-акцепторную) связь. Поскольку атомы кислорода или азота, отдающие свою неподеленную пару электронов металлу, включены в цепочку сопряженных связей, то изменение их электронных оболочек приводит к изменению поглощения света.

Таким образом, ответственной за цвет красителя является его хромофорная система. Ее основой в простых случаях является достаточно длинная цепь сопряженных двойных связей, а в более сложных — несколько (две и больше) изолированных, конкурирующих или перекрещивающихся цепей сопряженных двойных связей в составе единой молекулы. В хромофорную систему входят все присоединенные к сопряженным цепям ЭД- и ЭА-заместители и заместители, усиливающие или ослабляющие их электронодонорность и электроноакцепторность, а также комплексообразующие заместители и атомы металлов-комплексообразователей.

Изложенные выше положения необходимо учитывать при выборе пищевых красителей, усиливающих или восстанавливающих (сохраняющих) цвет продукта.

Часть используемых в пищевой промышленности красителей имеют природное происхождение. Они не обладают токсичностью, но для некоторых из них установлены допустимые суточные дозы (ДСД). Некоторые натуральные красители, обладая биологической активностью, одновременно являются вкусовыми и ароматическими веществами. К важнейшим натуральным красителям относятся кармин Е120 (красный), алканнин Е103 (красно-бордовый), куркумин Е100, рибофлавин Е101 (жёлтый), энокраситель Е163ii (красный или синий оттенки), сахарный колер Е150 (коричневый).

В середине 19 века развитие химической промышленности привело к появлению большого количества синтетических красителей, которые по своим характеристикам (интенсивность окраски, свето-, кислото- и термостойкость) превосходили натуральные. В результате произошло снижение спроса на натуральные красители. В последние десятилетия наблюдается увеличение интереса к натуральным пищевым красителям. Это связано как с жесткой регламентацией использования синтетических красителей, так и со стремлением производителей придать пищевым продуктам статус натуральных. Лидирующее положение в объемах продаж занимают красные красители (около половины всего объема), затем идут желтые, оранжевые и зеленые.

В большинстве случаев источником натуральных красителей является растительное сырье, в том числе отходы переработки овощей и фруктов. Одним из немногих исключений является кармин, выделяемый из тел самок насекомого кошениль. Качество натуральных красителей зависит от условий развития растений и животных (географического положения, климата, почв, питания), времени сбора растительного сырья, а также от технологии извлечения красящих веществ. Основным способом извлечения красящих веществ из природных объектов является экстракция растворителем, последующая очистка экстракта от сопутствующих соединений и стабилизация пигмента. В качестве растворителя-экстрагента используются этиловый спирт, вода, растительное масло и др.

Основными веществами, обуславливающими окраску растительного сырья, являются каротиноиды (желтый, оранжевый и красный цвета), антоцианы (красный, фиолетовый и синий цвета) и хлорофиллы (зеленый цвет).

Каротиноиды (a-, b-каротины, ликопин, капсорубин, лютеин и др.) выделяют из моркови, плодов шиповника, перца. Каротиноиды являются тетратерпенами и тетратерпеноидами (см. раздел Аромат) и включают две основные группы – каротины (см. лабораторную работу №1) и ксантофиллы (гидроксилированные каротиноиды). Их используют для окраски пищевых продуктов в желтый и желто-оранжевый цвета. К несомненным достоинствам натуральных красителей этой группы относится то обстоятельство, что некоторые из них проявляют А-витаминную активность (b-каротин, экстракт паприки, ликопин). Наиболее известным красителем из этой группы является b-каротин, широко применяемый в масложировой, молочной, макаронной и других отраслях промышленности. В последнее время наблюдается увеличение интереса к экстракту аннато, который характеризуется более высокой по сравнению с b-каротином светостойкостью.

Антоцианы являются гликозидами, содержащими в качестве агликона-антоцианидина гидрокси- и метоксизамещённые соли флавилия (2-фенилхроменилия), у некоторых антоцианов гидроксильные группы ацетилированы (табл.9). В качестве углеводного остатка могут выступать моносахариды глюкоза, рамноза, галактоза, а также ди- и трисахариды. В настоящее время известно 20 антоцианидинов. Число же их возможных гликозидов и ацилированных гликозидов чрезвычайно велико. Антоцианы являются антиоксидантами и проявляют P-витаминную активность. Они содержатся в ягодах (чернике, малине, черной смородине и др.), овощах (баклажанах, свекле), красном вине.

Таблица 9.-Агликоны наиболее распространенных природных антоцианов

Натуральный магний-содержащий пигмент хлорофилл присутствует в листьях многих растений и обусловливает их зеленую окраску. Однако из-за низкой термостабильности природного хлорофилла применение в качестве натурального красителя нашли его медные комплексы.

Хлорофиллы с1 и с2

Действующими в России “Санитарными правилами по применению пищевых добавок № 1923-03” для большинства натуральных пищевых красителей не установлено максимально допустимых уровней содержания в пищевых продуктах. Исключение составляют лишь b-каротин (до 6 мг/ кг продукта в пересчете на каротин) и экстракт аннато (до 1600 мг/ кг продукта).

В ряду натуральных красителей отдельного упоминания заслуживают меланоидины. Под меланоидинообразованием понимают взаимодействие восстанавливающих сахаров (моноз и восстанавливающих дисахаридов, как содержащихся в продукте, так и образующихся при гидролизе более сложных углеводов) с аминокислотами, пептидами и белками, приводящее к образованию темно-окрашенных продуктов — меланоидннов (от греч. меланос — темный). Этот процесс получил название реакции Майяра, по фамилии ученого, который в 1912 г. впервые его описал. Характерные ее признаки — потемнение продукта в результате образования трудно- или нерастворимых в воде темно-окрашенных соединений, снижение содержания редуцирующих сахаров и азота аминных групп, появление ароматообразующих веществ. Меланоидинообразование представляет собой окислительно-восстановительный процесс, состоящий из ряда последовательных и параллельных реакций. Механизм его сложен, реакция сопровождается образованием большого числа промежуточных продуктов, которые на следующих этапах взаимодействуют между собой и с исходными веществами. Скорость и глубина меланоидинообразования зависит от состава взаимодействующих продуктов, соотношения отдельных компонентов, рН среды, температуры, влажности. Активность аминокислот и сахаров в реакции Майяра снижается в следующих рядах:

аминокислоты: лизин > глицин > метионин > аланин > валин > > глутамин > фенилаланин > цистин > тирозин;

сахара: ксилоза > арабиноза > глюкоза > лактоза > мальтоза > фруктоза.

Наиболее интенсивно меланоидинообразование протекает в нейтральной и щелочной средах, легче проходит в концентрированных растворах, тормозится NaHSO₃, H₂SO₄, Н₂О₂ и некоторыми другими соединениями. Образующиеся в ходе меланоидинообразования из аминокислот и сахаров карбонилсодержащие соединения (фурфурол, оксиметилфурфурол, ацетальдегид, изовалериановый альдегид, диацетил и др.) принимают участие в формировании аромата и вкуса готовых продуктов.

К сожалению, использование натуральных красителей в пищевой промышленности сдерживается их низкой светостойкостью, невысокой устойчивостью к воздействию окислителей, недостаточной термостойкостью, а также невысокой красящей способностью. В связи с этим все большее распространение получают синтетические пищевые красители. Синтетические красители обладают значительными технологическими преимуществами по сравнению с натуральными. Они менее чувствительны к условиям технологической обработки и хранения и дают яркие, легко воспроизводимые цвета. Их себестоимость гораздо ниже себестоимости натуральных красителей, а производство не зависит от сезонности. Они обладают высокой красящей способностью, высокой устойчивостью к свету, окислителям и восстановителям, изменениям рН. Синтетические красители термостабильны, поэтому окрашенный продукт можно подвергать всем необходимым технологическим операциям, в т.ч. пастеризации, стерилизации, охлаждению и замораживанию. Без синтетических красителей современное многообразие и объемы выработки продуктов питания были бы существенно ограничены.

С химической точки зрения они подразделяются на 5 классов: азокрасители (тартразин Е102, желтый 'солнечный закат' Е110, кармуазин Е122, пунцовый 4R Е124, черный блестящий Е151), триарилметановые (синий патентованный V Е131, синий блестящий Е133, зеленый S Е142, коричневый FK Е154, коричневый НТ Е155), ксантановые (эритрозин Е127), хинолиновые (хинолиновый желтый Е104) и индигоидные (индигокармин Е132). Препараты синтетических красителей содержат, как правило, 80-85% основного красителя, но могут также изготавливаться с наполнителем (солью или сахаром). Иногда в продаже встречаются водные растворы красителей. Такие 'разбавленные' красители применяются в более высокой дозировке, чем порошковые. Кроме того, они имеют ограниченный срок годности.

Часть пищевых красителей растворяется в жирах или в спирте, многие образуют нерастворимые комплексы (лаки) с ионами металлов и в такой форме в качестве пигментов используются для окрашивания порошкообразных продуктов, драже, таблеток, жевательной резинки. Свойства красителей определяют возможность их применения в тех или иных пищевых продуктах.

Синтетические пищевые красители применяются как индивидуально, так и в смесях друг с другом. Смеси красителей используются для получения цветов и оттенков, которых не удается добиться при применении индивидуальных красителей.

Обычная рекомендуемая доза синтетических красителей – 10-50 г на тонну готового пищевого красителя. Максимально разрешённая дозировка синтетических красителей - 100 г/т.

Красители используются в кондитерской промышленности, при изготовлении напитков, маргарина, некоторых видов консервов. Существует перечень продуктов, в которых не допускается использование пищевых красителей.

Лабораторные работы

1. Получение кристаллического β-каротина из моркови

β-Каротин (Е-160a) представляет собой жёлто-оранжевый краситель; он является источником витамина А, антиоксидантом, антиканцерогеном.

b-каротин

β-Каротин содержится в растительных пищевых продуктах: моркови, шпинате, салате, петрушке, зелёном луке, щавеле, красном перце, чёрной смородине, чернике, крыжовнике, персиках, абрикосах.

β-Каротин получают синтетическим (в том числе микробиологическим) путем или выделяют из природных источников, например из криля, в смеси с другими каротиноидами в виде водо- или жирорастворимых форм. Он применяется для окрашивания и витаминизации маргаринов, майонезов, кондитерских и хлебобулочных изделий, безалкогольных напитков, для подкрашивания и витаминизации молочных консервов, сгущенного молока, сливок, сыра, творога, жидких и пастообразных молочных продуктов.

Оборудование:

Мешалка

Стакан на 200 мл

Водяная баня

Центрифуга

Воронка Бюхнера

Одногорлая колба

Фильтры

Ход работы: Получение коагулята. Хорошо вымытую свежую морковь пропускают через мясорубку. Мезгу частями переносят на кусок хлопчатобумажной ткани и из каждой порции отжимают сок руками. Отжатую мезгу помещают в стакан, добавляют туда 100 мл воды и 40 минут интенсивно перемешивают механической мешалкой. После этого процеживают раствор и снова отжимают сок. Объединив обе порции сока и раствор, проводят термическую коагуляцию белковых веществ (см. примечание 1). Для этого колбу с соком нагревают на водяной бане, слабо помешивая, и выдерживают некоторое время при 60—70 °С (см. примечание 2). Нагретому соку дают медленно отстояться. По достижении комнатной температуры сок быстро расслаивается: основная масса белка оседает на дно колбы, меньшая часть сосредотачивается на поверхности жидкости. Прозрачный раствор между этими слоями осторожно сифонируют с помощью изогнутой стеклянной трубочки, регулируя ее уровень так, чтобы можно было слить максимальное количество жидкости. Остальное центрифугируют (см. примечание 3). Выход влажного коагулята 30-40 г.

Получение кристаллического каротина.Свежеосажденный коагулят переносят в делительную воронку, хорошо взбалтывают с 1 г порошкообразного едкого натра и 10 мл четыреххлористого углерода (см. примечание 4). Экстрагирование проводят 4 раза. От примесей белков и щелочи объединенный раствор очищают промывкой небольшим количеством дистиллированной воды и отгоняют под вакуумом в токе инертного газа при 30 – 40 °С. В колбу с теплым маслообразным остатком прибавляют небольшими порциями 3 г отмученного и хорошо просушенного при 100 °С кизельгура. Колбу встряхивают около часа, пока масса не перестанет прилипать к стенкам. Чтобы удалить из адсорбата неомыляемые жироподобные примеси, его переносят в воронку на стеклянный фильтр и перемешивают с порцией петролейного эфира (т. кип. 50—60 °С). Фильтрование проводят не под вакуумом, а под небольшим давлением инертного газа. Для этого воронку закрывают пробкой, в которую вставлена трубка. Трубку соединяют с камерой футбольного мяча или кислородной подушкой, заполненной углекислым газом или азотом. Адсорбат промывают дважды. Осадок переносят в колбу с пришлифованным обратным холодильником, заливают 15 мл этилового спирта и кипятят 2—3 минуты. Горячую смесь фильтруют через тот же фильтр, но уже применяя отсасывание. Такой промывкой, повторяющейся дважды, удаляют стерины. Снимают каротин с адсорбента несколькими порциями хлороформа прямо на воронке. Для этого перед всасыванием очередной части раствора осадок тщательно перемешивают с каждым новым количеством растворителя. Хлороформ отгоняют под вакуумом при 30 °С досуха. Остаток снова растворяют, нагревая в 1 мл хлороформа. К раствору быстро добавляют 20 мл кипящего этилового спирта. Выпавшие кристаллы каротина тут же отфильтровывают на стеклянном фильтре № 2, промывают горячим метиловым спиртом, вновь растворяют в 1 мл хлороформа и осаждают 20 мл кипящего этилового спирта. Полученный кристаллический каротин высушивают в вакуум-эксикаторе. Выход 0,03 - 0,04 г (см. примечание 5). Чистый β-каротин — кристаллы темно-красного цвета с фиолетовым оттенком и металлическим блеском; т. пл. 176-177 °С. Для идентификации α-, β- и γ-каротинов целесообразно провести качественное хроматографирование.

Немного каротина (0,01 г) растворяют в минимальном количестве петролейного эфира и хроматографируют на небольшой колонке. Колонку заполняют окисью магния, активированной нагреванием при 100°С. После промывания тем же растворителем на колонке выявляются три характерные зоны. Отсутствие других окрашенных зон свидетельствует о достаточной чистоте полученного препарата.

Примечания.

1. Во время коагуляции практически весь каротин, имеющийся в соке, адсорбируется на выпавших в осадок веществах и может быть таким путем сконцентрирован.

2. Нагревание выше 70 °С вызывает побурение белковой массы и сопровождается значительной потерей каротина.

3. Применение фильтров разных систем в данном случае себя не оправдывает, так как вязкая белковая масса забивает все поры фильтра.

4. Липоидная фракция белкового коагулята в последующей экстракции загрязняет каротин и затрудняет его кристаллизацию, поэтому проводится щелочное омыление. Если совместить омыление с экстракцией, соли жирных кислот прочно адсорбируются белком и не образуют стойкой эмульсии.

5. Чтобы выход был больше, все операции по очистке каротина необходимо вести в условиях, по возможности исключающих влияние света и воздуха.

Контрольные вопросы:

1. Какие натуральные красители оранжевого цвета вы знаете?

2. Чем обусловлена относительно низкая устойчивость каротинов?

3. В состав каких пищевых продуктов входит β-каротин?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: