ЭлБиб

Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств» № 3, 2018

The color intensity of sample solutions was determined from the optical density measured at the light

absorption maximum on Shimadzu UV-1800 two-beam scanning spectrophotometer with the spectral

range of 190–1100 nm supported by data processing program. Spectrophotometric analysis showed that

in the spectra of aqueous solutions of inclusion complexes a bathochromic shift and changes

in absorption maxima are observed in comparison with beta-carotene. The type of cyclodextrin and the

molar ratio of the components do not significantly affect the light stability of beta-carotene. It has been

established that the lightfastness of beta-carotene in the samples of complexes, based on alpha and beta-

cyclodextrins, is seven times higher than that of the dye. The change lightfastness of the dye can be the

result of the incorporation of its molecule into the internal cavity of the cyclodextrin molecule with the

formation of a new supramolecular structure. Native and modified porous starches do not significantly

affect the lightfastness of beta-carotene, which indicates the absence of structural changes.

Supramolecular complexes based on beta-carotene and cyclodextrin can be widely used in various fields

of science and industry.

Keywords:

food dye; beta-carotene; alpha-cyclodextrin; beta-cyclodextrin; modified starch; supramolecular chemistry.

Введение

Пищевые красители широко применяются для улучшения потребительских свойств

практически всех групп пищевых продуктов. Однако некоторые из красителей не растворяются в воде,

термо-, кислото- и светолабильны и чувствительны к ионам металлов, поэтому использование, как

природных (бета-каротин, антоцианы), так и получаемых химическим синтезом (индигокармин,

синий патентованный) пищевых красителей, ограничено [1].

Бета-каротин (β-каротин) –

желто-оранжевый

пигмент

непредельный углеводород

из группы

каротиноидов.

Он

обладает большим промышленным значением вследствие довольно широкого

спектра экономически выгодных способов его получения [2]. β-каротин, применяемый в качестве

пищевого красителя Е160а, может быть получен методом химического синтеза Е160а (i),

ферментацией зигомицета

Blakeslea trispora

Е160а (iii), экстракцией из съедобных растений Е160а (ii)

и водорослей вида

Dunaliella salina

Е160а (iv) [3].

Использование лабильных красителей в пищевых производствах требует повышения

их дозировок, либо внесения дополнительных стабилизирующих добавок. Альтернативой могут быть

различные способы микрокапсулирования, в частности, модификация гидрофобных красящих веществ

методом включения их в гидрофильную среду.

Одним из наиболее интенсивно развиваемых направлений современной химической науки

является супрамолекулярная химия, изучающая ассоциацию частиц (молекул, ионов, радикалов),

а также структуру образующихся ассоциатов.

Объектами изучения супрамолекулярной химии являются

супрамолекулярные комплексы, образующиеся в результате исключительно невалентных

взаимодействий,

которые приводят к образованию прочных и вместе с тем гибко изменяющих свою

структуру ассоциатов. К их числу относятся и супрамолекулярные нанокомплексы, образующиеся при

включении молекулы вещества – «гостя» в полость молекулы – «хозяина».

Существует несколько способов получения супрамолекулярных нанокомплексов. Среди них

различают твердофазный (сорастирание, сорастирание с растворителем) и жидкофазный (соиспарение,

соосаждение) [4, 5]. Для подтверждения комплексообразования и исследования супрамолекулярных

комплексов

используют

ЯМР-спектроскопию

[6],

ИК-спектроскопию,

дифференциальную

сканирующую калориметрию [7], термогравиметрический [8], аффинный капиллярный электрофорез

[9], рентгеноструктурный, масс-спектрофотометрический и другие методы анализа [10].

Способностью образовывать супрамолекулярные нанокомплексы с различными органическими

молекулами обладают природные и модифицированные макроциклические лиганды –

циклодекстрины. Среди них различают цикломальтогексозу (альфа-циклодекстрин,

-ЦД),

цикломальтогептозу (бета-циклодекстрин,

-ЦД), цикломальтооктаозу (гамма-циклодекстрин) [11].

Объемное изображение молекул

-ЦД и

-каротина представлено на рисунке 1.

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека