Формирование цветности карамельных составов на основе аскорбиновой кислоты
Автор: Черепанов Игорь Сергеевич
Рубрика: Биохимический и пищевой инжиниринг
Статья в выпуске: 1 т.11, 2023 года.
Бесплатный доступ
В настоящее время особый интерес в пищевой технологии приобретают двухкомпонентные системы на основе L-аскорбиновой кислоты, применяемые в качестве источников биологически активных пищевых добавок. Представлены результаты исследований по изучению механизмов и динамики формирования цветности в процессах карамелизации в среде 40 %-ного этанола; объектами изучения являлись L-аскорбиновая кислота (Asc) и ее эквимолярная смесь с D-глюкозой (Glc). Образование окрашенных веществ в обеих системах идентифицировалось методами молекулярной спектроскопии по окончании термостатирования растворов (50 °С, 1,5 ч) и их последующего выдерживания (25 °С) в течение 30 суток. Расчет индексов окрашивания водно-этанольных систем Asc и Asc + Glc показал усиление интенсивности цветности при карамелизации L-аскорбиновой кислоты в присутствии D-глюкозы, указывая на формирование более протяженной и стабильной хромофорной системы в двойной системе, что подтверждается характером электронных спектров. Сравнительный анализ колебательных спектров исследуемых растворов показывает наличие полос, характерных для сопряженных С=О+ С=С-сочетаний, вторые производные полос в области валентных колебаний кратных связей идентифицируют в спектре двойной системы интенсивный сигнал 1654 см-1, относимый к О=С-С(OH)=С-фрагментам. Последнее свидетельствует о большей устойчивости хромофорных составляющих структуры, формирующейся в результате совместной карамелизации компонентов двойной системы. Конденсация продуктов трансформации Asc и Glc приводит, вероятно, к ряду окрашенных продуктов, одним из которых является замещенный δ-лактон, включающий гидрокси-α,β-еноновые фрагменты. Предполагается, что последние стабилизируются R-замещением, обеспечивая большую в сравнении с продуктами карамелизации аскорбиновой кислоты протяжённость и устойчивость формирующей цветность хромофорной системы. Дальнейшее изучение свойств карамельных составов на основе аскорбиновой кислоты (светостойкости, токсичности, антиокислительных свойств) позволит разработать доступные и экологичные полифункциональные пигменты для промышленного применения.
L-аскорбиновая кислота, цветность, d-глюкоза, механизм, водно-этанольные среды, молекулярная спектроскопия, полосы поглощения, хромофоры, индексы цветности, окрашенные продукты
Короткий адрес: https://sciup.org/147240302
IDR: 147240302 | DOI: 10.14529/food230108
Список литературы Формирование цветности карамельных составов на основе аскорбиновой кислоты
- Geng Y., Ning Y., Shao Q., Lu. Y. Wei X., Dai Y., Jia S., Zhong C., Man S., Zhang L., Zhang X. Preparation and Characterization of Acylcaramel // Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2019. Vol. 67, no. 19. P. 5614-5620. DOI: 10.1021/asc.jafc.8b07148
- Spizzirri U., Garullo G., De Cicco L., Crispini A., Scarpelli F., Restuccia D., Aiello F. Synthesis and Characterization of a (+)-Catechin and L(+)-Ascorbic Acid Cocrystal as a New Functional Ingredient for Tea Drink // Heliyon. 2019. Vol. 5, no. 8.Article number: e02291. DOI: 10.1016/j .heliyon.2019.e02291.
- Chen H., Gu Z. Effect of Ascorbic Acid on the Properties of Ammonia Caramel Colorant Additives and Acrylamide Formation // Journal of Food Science. 2014. Vol. 79, no. 9. P. 1678-1682. DOI: 10.1111/1750-3841.12560.
- Tanaka H., Kimoto E. Preparation and Characterization of a 345 nm Absorbing Reductant Derived from Dehydro-L-ascorbic acid // Bulletin of Chemical Society of Japan. 1990. Vol. 63, no. 9. P. 2569-2572. DOI: 10.1246/bcsj.63.2569.
- Shinoda Y., Komura H., Homma S., Murata M. Browning of Model Orange Juice Solution: Factors Affecting the Formation of Decomposition Products //Bioscience Biotechnology Biochemistry. 2005. Vol. 69, no. 11. P. 2129-2137. DOI: 10.1271/bbb.69.2129.
- Otsuka M., Kurata T., Arakawa N. Isolation and characterization of an intermediate product in the degradation of 2,3-diketo-L-gulonic acid // Agricultural and Biological Chemistry. 1986. Vol. 50, no. 2. P. 531-533. DOI: 10.1271/bbb.1961.50.531.
- Черепанов И.С. Карамелизация L-арабинозы в присутствии L-аскорбиновой кислоты в этанольной среде // Научный журнал НИУ ИТМО. Процессы и аппараты пищевых производств. 2021. Т. 49, № 3. С. 23-29. DOI: 10.17586/2310-1164-2021-14-3-23-29
- Черепанов И.С., Мухдарова Э.Ш. Изучение влияния D-глюкозы на процессы деструкции L-аскорбиновой кислоты в водно-этанольных средах // Вестник МГТУ. 2022. Т. 25, № 3. С. 248258. DOI: 10.21443/1560-9278-2022-25-3-248-258
- Rojas A., Gerschenson L. Ascorbic Acid Destruction in Aqueous Model Systems: an Additional Discussion // Journal of Science Food and Agriculture. 2001. Vol. 81, no. 15. P. 1433-1439. DOI: 10.1002/jsfa.961.
- Chuang P.-T., Shen S.-C., Wu J. S.-B. Browning in Ethanolic Solutions of Ascorbic Acid and Catechin // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2011. Vol. 59, no. 14. P. 7818-7824. DOI: 10.1021/jf200817e.
- Perez C., Fessore E., Gerschenson L., Cameron R., Rojas A. Hydrolytic and Oxidative Stability of L(+)-Ascorbic Acid Supp orted in Pectin Films: Influence of Macromolecular Structure and Calcium Presence // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2012. Vol. 60, no. 21. P. 5414-5422. DOI: 10.1021/jf205132m
- Leonardi G., Truscello A., Mondrone G., Sebastiano R. A Facile Synthesis in Aqueous Medium of 3-Hydroxy-2-pyrone From Aldaric Acids or Their Derivatives // Results in Chemistry. 2022. Vol. 4, article Number: 100280. DOI: 10.1016/j.rechem.2021.100280
- Winanti D., Darmawati E., Syarief R. Minimally Processed for Cassava Browning Inhibition by Ascorbic Acid and Oxygen Absorbent // IOP Conference Series: Earth and Environmental Sciences. 2019. Vol. 309, Article Number: 012013. DOI: 10.1088/1755-1315/309/1/012013
- Li T.-X., Luo C., Geng Z.-Z., Jiang Z.-R., Ji L.-B., Shentu H.-Q. Type I Caramel Products of Maltose and Sucrose with Water and Their Antioxidant Activity // Food of Science and Technology (Campinas). 2020. Vol. 42. P. 1-6. DOI: 10.1590/fst.58520.
- Yadav R.A., Rani P., Kumar M., Singh R., Singh P., Singh P. Experimental IR and Raman Spectra and Quantum Chemical Studies of Molecular Structures, Conformers and Vibrational Characteristics of L-ascorbic Acid and its Anion and Cation // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2011. Vol. 84, no. 1. P. 6-21. DOI: 10.1016/j.saa.2011.07.043
- Lievens C., Mourant D., He M.; Gunawan R., Li X., Li C.-Z. An FT-IR Spectroscopic Study of Carbonyl Functionalities in Bio-oil // Fuel. 2011. Vol. 90, no. 11. P. 3417-3423. DOI: 10.1016/j .fuel.2011.06.001.
- Barril S., Clark A., Prenzler P., Karuso P., Scollary G. Formation of Pigment Precursor (+)-1"-Methylene-6"-hydroxy-2H-furan-5"-one Catechin Isomers from (+)-Catechin and a Degradation Products of Ascorbic Acid in a Model Wine System // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2009. Vol. 57, no. 20. P. 9539-9546. DOI: 10.1021/jf902198e