BARWNIKI

barwniki naturalne → wyodrębnione z surowców naturalnych

barwniki identyczne z naturalnymi → wytwarzane synetycznie, ale posiadające swoje odpowiedniki w przyrodzie

barwniki sztuczne → wytwarzane syntetycznie, bez odpowiedników

• substancje chemiczne pochłaniające światło w zakresie promieniowania o długości fali 400-700nm

• należą do substancji dodatkowych, a ich dodawanie ma na celu:

• nadanie określonych cech organoleptycznych

• nadanie nowej barwy produktom, które jej nie posiadają lub których barwa jest nieatrakcyjna względem oczekiwań konsumenta

• utrzymanie cech produktu, umożliwiających jego identyfikację

• przywrócenie barwy produktów owocowo-warzywnych, która uległa niekorzystnej zmianie na skutek rozkładu barwników naturalnych

• barwiące substancje naturalne można podzielić w zależności od struktury na barwniki:

• izoprenoidowe = karotenoidy

• porfirynowe = chlorofile, mioglobina i hemoglobina

• benzopiranowe (flawonoidy) = antocyjany, flawony, taniny

• betalainowe = betacyjaniny i betaksantyny

• barwniki powstałe z subst. naturalnych: melanoidy i karmele

• inne barwniki naturalne: koszenila, karmin, ryboflawina, kurkuma

• barwniki naturalne są wyizolowywane z zagęszczonych ekstraktów wodnych, alkoholowych, acetonowych lub olejowych, uzyskiwanych z surowców naturalnych

• mają małą siłę barwiącą (wyjątek: betalainy), która zależy od odczynu pH oraz obecności substancji towarzyszacych (np. cukry, sole)

• łatwo ulegają przemianom pod wpływem światła, jonów metali i utleniaczy, tracąc w ten sposób swoje właściwości

BARWNIKI IZOPRENOIDOWE → KAROTENOIDY

• są związkami polienowymi – wiązania podwójne występują w układzie sprzężonym w konfiguracji all-trans

• są syntetyzowane tylko i wyłącznie przez rośliny (zwierzęta pobierają je wraz z pożywieniem i gromadzą w organizmie)

• cząsteczka barwnika zawierająca minimum 7 wiązań podwójnych wykazuje barwę żółtą, a w miarę wzrostu liczby wiązań barwa przesuwa się w kierunku czerwieni

• WŁAŚCIWOŚCI:

• wykazują dużą trwałość: odporność na działanie temperatury, zmiany pH środowiska

• nie są odporne na działanie światła – degradacja związana z podatnością na procesy utleniania z udziałem reaktywnych form tlenu (rodników) i tlenu atmosferycznego

• POZYSKIWANIE:

• do otrzymania preparatów barwników karotenoidowych można wykorzystać: marchew, pomidory, paprykę, szpinak, skórkę pomarańczy

• stosuje się ekstrakcję olejową w temp. 80°C, a następnie mieszaninę zagęszcza się pod obniżonym ciśnieniem
  w temp. 90°C i poddaje filtracji (karotenoidy nie są rozpuszczalne w H₂O, dlatego nie są wypłukiwane
  w procesach technologicznych, ale ich dobra rozpuszczalność w tłuszczach powoduje, że mogą być łatwo usunięte w procesie filtracji)

• FUNKCJE:

• nadają barwę owocom i warzywom, a także jesiennym liściom

• występują w chloroplastach i pełnią funkcję ochronną dla chlorofilu

• u zwierząt nadają barwę piórom ptaków, pancerzom krabow i mięsu łososia

• pełnią funkcję prowitamin A

KAROTENY (pomarańczowe, brunatne)

• niezawierające tlenu w cząsteczce

• ulegają rozpuszczeniu w cykloheksanie (niepolarna faza węglowodorowa)

• mogą mieć strukturę otwartą (likopen), zawierać fragm. monocykliczne (γ-karoten) lub dicykliczne (α-karoten
  i β-karoten)

KSANTOFILE (żółte, pomarańczowe, czerwone)

• zawierajace tlen w cząsteczce (w postaci grup hydroksylowych, epoksyowych, karbonylowych lub karboksylowych)

• ulegają rozpuszczeniu w mieszaninie octan etylu – woda (faza polarna)

BARWNIKI PORFIRYNOWE

CHLOROFIL

• najbardziej rozpowszechniony barwnik roślinny

• szkielet cząsteczki stanowi układ 4 pierścieni pirolowych połączonych przez grupy metinowe

• w centrum cząsteczki znajduje się atom magnezu połączony wiąz. kowalencyjnymi i koordynacyjnymi z czterema atomami azotu czterech pierścieni

• do grupy karboksylowej przy C7 przyłączony jest fitol

chlorofil a → niebieskozielony; przy C3 występuje grupa metylowa

chlorofil b → żółtozielony; przy C3 występuje grupa formylowa

• WŁAŚCIWOŚCI:

• najmniej stabilny barwnik naturalny

• wrażliwy na: światło, wysoką temp., kwasowy lub zasadowy odczyn środowiska, utlenianie i działanie drobnoustrojów (chlorofil a jest 3-5 razy bardziej podatny na degradację niż chlorofil b)

środowisko kwaśne HCl: wymiana jonów Mg²⁺ na protony H⁺ → feofityna (oliwkowo-zielona)

środowisko zasadowe NaOH: oderwanie fitolu i metanolu oraz przyłączenie jonów OH^- → chlorofilina (zielona)

ogrzewanie - blanszowanie: inaktywacja enzymów (chlorofilazy) → chlorofilid (zielona)

związki miedzi Cu(CH₃COO)₂: trwałe kompleksy → chlorofiliny i chlorofilidy miedzi (niebieskozielona)

Podczas następujących po sobie zmian pH środowiska nie następuje odwracalność zmiany barwy, np. zakwaszenie i następnie zalkalizowanie środowiska prowadzi początkowo do powstania feofityny, a następnie poprzez jej rozkład z oderwaniem fitolu → feoforbid (oliwkowo- brązowy)

• POZYSKIWANIE:

• do otrzymania preparatów barwników chlorofilowych można wykorzystać świeże odpady roślin: łusek zielonego groszku, skórki ogórków, liści buraków ćwikłowych, szpinaku, brukselki

• ekstrakcja barwników z liści pietruszki poprzez ucieranie w moździerzu dodając 90% alkoholu etylowego

• chlorofil i chlorofilina są barwnikami dozwolonymi do stosowania w żywności

HEMOGLOBINA I MIOGLOBINA

• chromoproteiny występujące u zwierząt

część niebiałkowa (tzw. grupa prostetyczna) = pierścień porfirynowy (hem) wiążący przez 4 atomy azotu jon Fe²⁺

część białkowa = pierścień imidazolowy histydyny zajmujący piątą pozycję koordynacyjną

mioglobina → 1 komponent hemowy połączony z cząsteczką globiny

+ O₂ oksymioglobina (jasnoczerwona, np. rozjaśnienie powierzcgni świeżo przekrojonego mięsa)

- O₂ metmioglobina (szarobrunatna, np. mięso pakowane próżniowo)

+ NO nitrozomioglobina (różowa, np. podczas peklowania)

hemoglobina → 4 pierścienie hemu połączone z cząsteczką globiny

+ CO karboksyhemoglobina (kompleks o dużej trwałości – hemoglobina nie może przenosić tlenu)

• mioglobina i hemoglobina nie są dopuszczone do stosowania, jako dodatek do żywności

BARWNIKI BENZOPIRANOWE → FLAWONOIDY

• charakteryzują się szkieletem węglowym C6-C3-C6

ANTOCYJANY

• pochodne antocyjanidyn, do których poprzez grupy hydroksylowe (C3) przyłączone są cząsteczki cukrów – glikozydy

• WŁAŚCIWOŚCI:

• odporne na działanie światła i utlenianie tlenem atmosferycznym

• stabilność zależy od od odczynu środowiska – najbardziej stabilne przy pH <3,5 i mało trwałe
  w środowisku zasadowym

• dodanie SO₂, wysuszenie i obniżenie temp. przechowywania poniżej 10°C zwiększa stabilność antocyjanów

• POZYSKIWANIE:

• barwniki antocyjanowe występują w kwiatach oraz skórkach owoców i warzyw: czarna porzeczka, czarne jagody, wiśnie, truskawki, maliny, czerwona kapusta

• wyosabnia je się przez ekstrakcję barwników z suszu lub opadów dennych 45% etanolem, a następnie zagęszczenie ekstraktów i suszenie (w przypadku czerwonej kapusty – ekstrakcja wrzącą wodą)

• otrzymywane barwniki są często zanieczyszczone taninami (jako produktami polimeryzacji i współstrącania)

• naturalna barwa antocyjanów zależy od pH środowiska i obecności jonów metali

• w r-r o odczynie kwaśnym występują w formie kationu flawyliowego (AH^-) o intensywnie czerwonej barwie,
  a w miarę wzrostu zasadowości przechodzą do form bezbarwnej pseudozasady (B), która ulega dalszym przemianom do żółtych chalkonów oraz w niewielkim stopniu do niebieskiej zasady chinoidowej

• w przypadku jonów Fe²⁺ przybierają barwę brunatną, Al³⁺ amarantową, a Mg²⁺ nie wywołuje zmian

• sok z czerwonej kapusty jest bardzo czuły na odczyn środowiska i pozwala stwierdzić obecność bardzo słabych kwasów (np. kwas borowy) oraz niewielkich stężeń substancji w roztworze (np. 1% kwas solny) → antocyjany mogą służyć jako wskaźnik pH oraz być miarą mocy kwasów i zasad

• w miarę wzrostu kwasowości antocyjany przybieraja coraz intensywniejszą i ciemniejszą barwę różowo-malinową (kation flawyliowy), w środowisku obojętnym są fioletowe, a w miarę wzrostu zasadowości przechodzą przez niebieskozielone barwy pośrednie (zasada chinoidowa + chalkony) do intensywnie żółtej (chalkony)

• w przypadku wody kranowej powstaje granatowa – atramentowa barwa, świadcząca o lekko zasadowym środowisku

BARWNIKI BETALAINOWE → BETALAINY

• w ich skład wchodzi układ trzech sprzężonych wiązań podwójnych zawierających atom azotu

BETACYJANINY – czerwonofioletowe → betanina

BETAKSANTYNY – żółte → wulgaksantyna

• WŁAŚCIWOŚCI

• cecha odrożniajaca od antocyjanów: lepsza rozpuszczalność w metanolu niż w wodzie

• duża siła barwiąca

• nie są odporne na przechowywanie, ogrzewanie, promieniowanie UV, SO₂

• barwa betaniny w niewielkim stopniu zależy od pH środowiska (największa trwałość przy pH 4-6)

• podczas ogrzewania w środowisku kwasnym rozkład barwnika jest częściowo odwracalny (regeneruje się po ochłodzeniu), z kolei w środowisku alkalicznym następują nieodwracalne przemiany

• POZYSKIWANIE:

• główne barwniki buraka ćwikłowego (wystepują w niewielkiej ilości roślin – ich obecność wyklucza występowania antocyjanów)

• pozyskiwane przez usunięcie cukrów (przez fermentację alkoholową) z soku buraków o intensywnej barwie,
  a następnie zagęszczenie soku pod obniżonym ciśnieniem do syropu lub proszku

• FUNKCJE:

• stosowane w produktach mleczarskich (jogurty, lody, desery) oraz wyrobów, których temp. produkcji nie przekracza 70°C (żelki, gumy)

• powstała po utlenieniu termicznym brązowoczerwona barwa jest wykorzystywana do imitowania boczku na snackach, prażynkach i chipsach

KARMELE I MELANOIDY → powstają z substancji naturalnych

• związki barwne nie występujące w świeżych produktach, ale powstające podczas przechowywania i procesów technologicznych

MELANOIDY – powstają w procesie nieenzymatycznego brunatnienia i są brunatnymi produktami reakcji Maillarda (pod wpływem wysokiej temperatury w reakcji cukrów prostych z aminokwasami)

KARMELE – powstają jako efekt degradacji termicznej cukrów (ulegają karmelizacji w wysokiej temperaturze, najczęściej w zakresie: 150-190°C)

INNE BARWNIKI NATURALNE

KOSZENILA

• pochodzenia zwierzęcego – z owadów (na 1kg barwnika należy przerobić ok. 350 000 owadów)

• należy do grupy barwników chinoidowych, którego podstawowym składnikiem jest kwas karminowy

• barwa czerwona lub fioletowa w środowisku alkalicznym

• odporna na działanie światła i wysokiej temperatury

RYBOFLAWINA (wit. B₂)

• otrzymywana z surowców roślinnych i zwierzęcych

• barwa pomarańczowożółta

• odporna na ogrzewanie, ale wrażliwa na działanie światła

BARWNIKI SYNTETYCZNE

• mają większą moc barwienie niż barwniki naturalne (wyj. betalainy)

• są bardziej trwałe, wygodniejsze w użyciu i tańsze

• w przemyśle spożywczym stosowane jako mieszaniny barwników syntetycznych z cukrem, siarczanami lub węglanami potasu, skrobią, dekstrynami, solą kuchenną – barwnik stanowi <50%

• najczęściej stosowane do barwienia powierzchni produktów spożywczych są substancje nieorganiczne:

E171 ditlenek tytanu (biała)

E172 tlenki żelaza (żółte, czerwone, czarne)

E173 aluminium

E174 srebro

E175 złoto

CHROMATOGRAFIA

• technika służąca do rozdzielania lub badania składu mieszanin

• w zależności od mechanizmu rozdziału:

chromatografia adsorpcyjna

• rozdział mieszaniny następuje w wyniku przepuszczania r-r badanej mieszaniny przez fazę rozdzielczą = fazę stacjonarną (krzemionka, węgiel aktywny, skrobia), która wykazuje właściwości sorpcyjne

• do separacji składników wykorzystywane są rożnice we właściwościach fizycznych (powinowactwie do adsorpcji) poszczególnych składników

• intensywność adsorpcji jest różna dla różnych składników mieszaniny, stąd jedne zatrzymywane są w fazie na dłużej (poruszają się wolniej), a inne na krócej (poruszają się szybciej)

chromatografia podziałowa

• rozdział mieszaniny następuje w wyniku różnic w rozpuszczalności poszczególnych składników w dwóch niemieszających się rozpuszczalnikach

• obserwuje się tu zjawisko podziału substancji między dwie ciekłe i niemieszające się fazy, z których jedna jest zazwyczaj polarna, a druga niepolarna

• zgodnie z prawem podziału Nernsta – stosunek steżeń w obu fazach w stanie równowagi jest wielkością stałą

• po dodaniu octanu etylu (rozp. słabo polarny → ksantofile) oraz cykloheksanu (rozp. niepolarnego → karoteny) następuje ekstrakcja następuje ekstrakcja karotenoidów

• dodanie NaOH wywołuje podział barwników pomiędzy fazę polarną i niepolarną oraz po upływie czasu rodzielenie tych faz

• w zalezności od rodzaju eluentu (fazy ruchomej), czyli substancji, w której rozpuszcza się daną mieszaninę:

chromatografia cieczowa = eluentem jest ciekły rozpuszczalnik lub mieszanina rozpuszczalników

chromatografia gazowa = eluentem jest gaz (hel, argon, wodór, niekiedy azot)

• w zależności od rodzaju fazy rozdzielczej (fazy stacjonarnej):

chromatografia bibułowa = fazę rozdzielczą stanowi pasek lub arkusz bibuły filtracyjnej lub specjalnej bibuły chromatograficznej

chromatografia kolumnowa = faza rozdzielcza (np. skrobia) umieszczona jest w specjalnej kolumnie, przez którą przepuszcza się r-r badanej mieszaniny w fazie ruchomej – przepływ roztworu wymuszają siły grawitacyjne lub różnica ciśnień

chromatografia cienkowarstwowa = fazę rozdzielczą stanowi cienka warstwa fazy stałej naniesiona na sztywną płytkę umieszczoną w specjalnej komorze; na płytkę nanosi się próbkę roztworu, po czym na skutek działania sił kapilarnych, grawitacji lub pola elektrycznego następuje przepływ i rozdział mieszaniny

• stopień rozdziału chromatograficznego zależy od warunków jego przeprowadzenia – od doboru odpowiedniego rozpuszczalnika, warunków przeprowadzania procesu

• w przypadku słabszego rozpuszczalnika (tj. mieszaniny cykloheksanu z chloroformem 45:5 v/v) następuje rozdział tylko i wyłącznie na karotenoidy i chlorofile

• w przypadku mocniejszego rozpuszczalnika (tj. mieszaniny chloroformu z metanolem 45:5 v/v) następuje rozdział na chlorofile i karotenoidy, ale dodatkowo można rozróżnić chlorofil a i b

chlorofil b zielonożółty (nasilniej adsorbujący się - u góry kolumny lub u dołu płytki)

chlorofil a niebieskozielony

karotenoidy żółte (najmocniej adsorbowany na skrobi jest ksantofil, a karoten wyplywa z kolumny)

ZWIĄZKI FENOLOWE

• grupa wtórnych metabolitów roślinnych o specyficznych właściwościach przeciwutleniających

• do najbardziej rozpowszechnionych pochodnych związków fenolowych w świecie roślin zalicza się:

kwasy fenolowe

flawonoidy

chalkony

stilbeny

lignany

KWASY FENOLOWE

• wyróżnia się najczęściej 3 podklasy – pochodne: kw. hydroksybenzoesowego

kw. hydroksycynamonowego

kw. hydroksyfenylooctowego

• są bardzo rozpowszechnione w świecie roślin, jako formy związane i rzadziej w postaci wolnej

• ich zawartość może się zwiększać, głównie w trakcie ogrzewania owoców i warzyw – szczególnie w środowisku kwaśnym, ponieważ są wtedy uwalniane ze związków złożonych

• wykazują aktywność przeciwutleniającą

• pochodne kw. hydroksycynamonowego mają znacznie większą aktywność przeciwutleniającą niż kw. hydroksybenzoesowego

• aktywność antyutleniająca jest uzależniona od liczby grupy hydroksylowych i ich pozycji w pierścieniu aromatycznym

• wśród pochodnych kw. benzoesowego największą aktywność wykazuje kwas galusowy (3,4,5-trihydroksybenzoesowy), którego głównym źródłem jest herbata

• kwas rezorcynowy = 3,5-dihydroksybenzenowy ma 2x większą aktywność niż 2,3- i 2,4-dihydroksypochodne kw. benzoesowego)

• monohydroksypochodne kw. benzoesowego podstawione w pozycji orto- i para- nie wykazują aktywności antyoksydacyjnej, w odróżnieniu od pochodnych podstawionych w pozycji meta-

• depsydy = związki fenolowe, będące połączeniami estrów dwóch lub większej liczby pochodnych kwasów fenolowych (np. kwas elagowy, kwas rozmarynowy)

FLAWONOIDY

• charakteryzują się obecnością w cząsteczce układu difenylopropanowego złożonego z dwóch pierscieni aromatycznych połączonych lańcuchem triwęglowym lub pierścieniem heterocyklicznym

• w grupie flawonoidów najczęściej wyróżnia się pochodne:

flawony, flawonole, flawanony, flawanole (katechiny i proantocyjanidyny)

antocyjany, izoflawony, chalkony

• najczęściej występują w przyrodzie w postaci związanej jako O-glikozydy lub rzadziej C-glikozydy (wyjątkiem są flawan-3-ole i flawan-3,4-diole, które występują jako formy spolimeryzowane – taniny skondensowane)

FLAWONY I FLAWONOLE

• posiadają heterocykliczny układ flawonu, zawierający wiązania podwójne pomiędzy 2 a 3 atomem węgla (dodatkowo u flawonoli: obecność grupy OH przy atomie węgla C3)

• są żółtymi, krystalicznymi substancjami

• trudno rozp. w H₂O, ale łatwo rozp. w roztworach alkalicznych i alkoholi etylowym

• głównymi przedstawicielami są:

flawony → luteolina i apigenina (pietruszka, seler, zboża: pszenica i proso)

flawonole → kwercetyna i kempferol (cebula, jabłka, jagody, jeżyny, żurawina – zewnętrzne partie skórki)

• występują najczęściej w postaci glikozydów i ich pochodnych, ale mogą występować w postaci aglikonów

FLAWANONY

• nie posiadają podwójnego wiązania pomiędzy 2 a 3 atomem węgla

• mogą występować w postaci aglikonów, np. naryngenina (grejpfruty) i hespertyna (pomarańcze)

• do najważniejszych przedstawicieli flawanonów zalicza się również taksyfolinę oraz ich glikozydowe pochodne: narynginę, naryrutynę, hesperedynę

FLAWANOLE

• wyróżniają się brakiem grupy karbonylowej w pozycji C4 i nasyconym, trójwęglowym fragmentem czasteczki

• należą tu flawan-3-ole (katechiny) i flawan-3,4-diole (leukoantocyjanody)

• flawan-3-ole (katechiny) nie tworzą glikozydów, występują w postaci aglikonów lub galusanów

• charakteryzują się dobrą rozpuszczalnością w wodzie

• są podatne na utlenianie enzymatyczne i nieenzymatyczne → biora udział w procesie enzymatycznego brunatnienia, przez co przyczyniają się do obniżenia jakości niektórych produktów spożywczych

• występują w formie monomerycznej oraz spolaryzowanej jako taniny niehydrolizujące

IZOFLAWONY

• wystepują w nasionach roślin strączkowych (np. nasiona soi)

• najważniejszymi wśród nich są β-D-glikozydy: daidzyna, genistyna, glicyteina

• są zaliczane do tzw. fitoestrogenów

• mogą hamować rozwój nowotworów (poprzez blokawanie aktywności wybranych hormonów, inhibicję enzymów promujących rozwój choroby i zakłócanie mechanizmu dostarczania składników niezbednych do ich rozwoju)

ANTOCYJANIDYNY

• występują w soku wakuoli komórek skórki kwiatów i owoców

• występują w przyrodzie głównie w postaci pochodnych glikozydowych oraz estrów kwasów organicznych lub są też skompleksowane z innymi flawonoidami - kopigmentacja

• w formie aglikonów są niestabilne

STILBENY

• wykazują szkielet węglowy C6-C2-C6 i są polifenolami zaliczanymi do fitoaleksyn – składników komórek roślinnych o właściwościach przeciwbakteryjnych i przeciwoksydacyjnych

• występują w winogronach i w winie: trans-resweratrol (charakteryzujący się największą aktywnością przeciwoksydacyjną), astringina, trans- i cis-piceidy

TANINY

• związki fenolowe rozpuszczalne w wodzie

• są zdolne do wytrącania białek, kwasów nukleinowych oraz niektórych polisacharydów z ich wodnych roztworów (przy czym własciwości charakterystyczne dla tanin wykazują zw. polifenolowe zbudowane z przynajmniej 6 pierscieni aromatycznych, zawierających minimum 12 grup hydroksylowych)

taniny hydrolizujące → poliestry kw. galusowego i jego pochodnych z monosacharydami

taniny niehydrolizujące → taniny skondensowane = proantpcyjanidyny = katechiny połączone wiązaniami C-C, które nie ulegają hydrolizie

• są odpowiedzialne za charakterystyczną cierpkość owoców, herbaty, wina, piwa oraz za zmianę barwy i powstawanie osadu w tych napojach (za te cechy sensoryczne odpowiada zdolność do tworzenia kompleksów z białkami)

SYNTETYCZNE ZWIĄZKI FENOLOWE JAKO PRZECIWUTLENIACZE

• dopuszczenie syntetycznych przeciwutleniaczy do stosowania w artykułach żywnościowych jest ograniczone
  i regulowane przepisami prawnymi UE

• najczęściej stosowanych antyutleniacze:

BHA = butylohydroksyanizol

• efektywny przeciwutleniacz w tłuszczach zwierzęcych

• ogranicza jełczenie tłuszczów oraz chroni przed utlenieniem witamin rozp. w tłuszczach

• efekt carry trough – przeniesienie podczas obróbki termicznej działania przeciwutleniacza znajdujacego się
  w oleju do produktu końcowego

• wykazuje działanie synergistyczne (sumujące się) z innymi przeciwutleniaczami

BHT = butylohydroksytoluen

• ma podobne właściwości jak BHA, ale jest mniej odporny na wysoką temp.

• zazwyczaj stosowany w połączeniu z innymi przeciwutleniaczami

galusany (propylowy, oktylowy i dodecylowy)

• galusany: propylowy i oktylowy wykazują niższą rozpuszczalność w olejach, co ogranicza ich użycie
  w produktach tłuszczowych

• galusan dodecylu jest stosunkowo dobrze rozpuszczalny w olejach, ale jego aktywność przeciwutleniajaca jest mniejsza

• zazwyczaj stosowane jako synergenty z BHA i BHT

zabronione:

TBHQ = tert-butylohydrochinon

hydrochinon (1,4-dihydroksybenzen)

przeciwutleniacze o budowie niefenolowej:

kwas askorbinowy (wit. C)

tokoferole (wit. E)

WŁAŚCIWOŚCI ZWIĄZKÓW FENOLOWYCH

• są odpowiedzialne za procesy brunatnienia enzymatycznego

• głównymi enzymami katalizującymi ten proces są:

lakkaza → katalizuje utlenianie orto- i para-fenoli do odpowiednich chinonów

katecholaza → katalizuje utlenianie orto- i mono-fenoli do orto-chinonów

• powstałe chinony ulegają reakcjom polimeryzacji z udziałem amin, tworząc brunatne barwniki melaninowe

• ciemnienie enzymatyczne jest nieporządanym procesem powstającym w czasie zabiegów technologicznych i kulinarnej obróbki owoców i warzyw

• zahamowanie zjawiska może nastąpić poprzez:

• zakwaszenie środowiska → optymalne warunki działania polifenolooksydaz to pH 6-8 (metodę stosuję się, gdy przetwarzanie surowca jest możliwe przy pH<3, stosując najcześciej kw. cytrynowy w mieszaninie z kw. askorbinowym i kw. siarkowym(IV))

• obróbka termiczna = blanszowanie, pasteryzacja, sterylizacja → powoduje inaktywację oksydaz polifenolowych (podwyższenie temp. może mieć ujemny wpływ na jakość produktu: nietypowy aromat, nieporządana konsystencja)

• ograniczenie lub zamknięcie dostępu tlenu → zanurzenie w wodzie

• wprowadzenie tlenku siarki(IV) i siarczanów(IV) → dezaktywacja enzymów fenolowych

• naturalne zw. fenolowe mają zdolność włączania się w procesy oksydacyjno-redukcyjne, w których spełniają rolę reduktorów (donorów elektronów)

• wykazują silne powinowactwo do reaktywnych form tlenu, tj. wolnych rodników (ponadtlenkowych, hydroksylowych i nadtlenkowych), nadtlenku wodoru, kwasu chlorowego itp.

METODY OZNACZANIA AKTYWNOŚCI PRZECIWOKSYDACYJNEJ

• substancje przeciwutleniające charakteryzuje zdolność do dezaktywacji (wyłapywania) wolnych rodników zgodnie
  z dwoma mechanizmami:

mechanizm przeniesienia elektronu SET

mechanizm przeniesienia wodoru HET

• metoda SET polega na przeniesieniu elektronu z przeciwutleniacza (tj. związku fenolowego) na utleniacz → powoduje to powstanie związku o innej barwie

• w trakcie reakcji wolnego rodnika DPPH• o barwie purpurowej ze związkiem fenolowym obserwuje się zanik zabarwienia roztworu

• postęp reakcji monitoruje się spektrofotometrycznie przy dł. fali 515nm

• na podstawie wyników z pomiarów absorbancji można określić aktywność antyoksydacyjną badanej próbki, którą podaje się, jako ilość zneutralizowanego rodnika i wyraża w procentach