Бета-каротин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Каротимн (лат. carota --морква) -- C40H56, жиророзчинний помаранчево-жовтий пігмент з групи каротиноїдів. В організмі людини він під дією ферментів перетворюється у вітамін А (у рослинах немає вітаміну А та групи А). Ця сполука легко утворює пероксиди, тому може окислюватися різними речовинами. Каротини нерозчинні у воді, розчинні у жирних маслах, хлороформі, ефірі, ацетоні, бензині і малорозчинні в спирті. Нестійкі на повітрі і світлі.[1] Має загальний шифр Е160а. Ця х. д. природного походження але її також синтезується штучно, тому в залежності від типу виробництва вона поділяється на 2 типи:

1) в-каротин синтетичний (Е160а(і))

2) в-каротин натуральний (Е160а(іі))

Всі каротиноїди діляться, наприклад, на каротини (містять тільки вуглець та водень) і гідроксикаротиноїди (містять також кисень). в-каротин належить до першої групи. Ця харчова добавка належить до тетратерпенів, являє собою чистий вуглеводень, бо не має атомів кисню.

Мал. 1. Хімічна структура в-каротину

каротин бета пігмент

Якщо в молекулу в-каротин ввести 2 оксигрупи, то утворюється каротиноїд, що міститься в зерні кукурудзи і називається цеаксантином С40Н56О2 (3,3'-діокси-в-каротин), його будова представлено на малюнку 2.

Мал. 2. Хімічна структура цеаксантину

Як видно з малюнку 1 в-каротин складається з двох розгалужених вуглеводневих ланцюгів, що містять кілька супряжених подвійних зв'язків, що закінчується на обох кінцях циклічною структурою.

Довгий ланцюг супряжених подвійних зв'язків утворює хромофор всіх каротиноїдів, що дозволяє віднести їх до природних пігментів. Людському оку каротиноїди з 7-15 кон'югованними подвійними зв'язками видні в кольорах від жовтого до червоного. Їх хромофорні електронні системи знаходяться також під впливом інших додаткових подвійних зв'язків і різних функціональних груп (наприклад, карбонільної, етокси-групи та ін), які також впливають на поглинання хвиль світла певних довжин і, як наслідок, на колір молекул.

Вміст в-каротину в плодах і овочах, його норма споживання та дія на організм людини

Основні продукти, які містять бета-каротин та його вміст

Добова доза в-каротину становить 1,8-5,0 мг на добу. При цьому слід враховувати, що він засвоюється не повністю. В деяких випадках його потрібно набагато більше, наприклад:

· при нехватці вітаміну А;

· при різних інфекціях для загального укріплення організму;

· при вагітності;

· при підвищення навантаження на зір.[2]

Науково доведені властивості в-каротину для організму людини як антиоксиданта. Якщо людиною споживається велика кількість каротину, частина його утворює необхідну кількість вітаміну А, частина що залишилась, діє у клітинах як антиоксидант, на рівні клітинних мембран він нейтралізує дію вільних радикалів, що утворюються у організмі, й можуть призвести до виникнення злоякісних пухлин. Вітамін А забезпечує нормальний фізіологічний стан шкіри, також він стимулює утворення слизу епітеліальними клітинами слизових оболонок (органи дихання, кишечник, сечовивідні канали). Крім того він грає важливу роль у функціонуванні органів зору (є компонентом світлочутливого білка сітківки ока). Раніше дослідження показали, що в-каротин, будучи антиоксидантом, знижує ймовірність захворювання на рак у людей, що вживають багато продуктів, багатих в-каротином. Але останні великі дослідження показали, що в-каротин збільшує ризик ракових захворювань у курців. В ході ряду досліджень було доведено, що вживання в-каротину призводить до збільшення ймовірності захворювання на рак легенів і рак простати курців, а також людей, що працюють на азбестовому виробництві. Також в-каротин використовується у багатьох фармакологічних засобах як антистресовий препарат, антимутаген, імуномодулятор, імуностимулятор, адаптоген.

Методи якісного виявлення в-каротину

1. Реакція на вітамін А

Реакція з концентрованою сірчаною кислотою (реакція Друммонда)

Методика визначення. У суху пробірку внести 5 крапель масляного розчину вітаміну А і 1 краплю конц. H2SO4. При цьому утворюється

комплекс, забарвлений в червоно-фіолетовий колір.

2. При нагріванні в присутності лугів з розчином SbСl3 в СНСl3 каротиноїди дають синє забарвлення (л макс = 590 нм).[7]

3. Каротиноїди витягують з сировини хлороформом і до хлороформної витяжки додають концентровану сірчану кислоту (синє забарвлення, що переходить в шар сірчаної кислоти) або концентровану азотну кислоту (синє забарвлення, що переходить у зелене і брудно-жовте). Хроматограми проявляють 10% спиртовим розчином фосфорно-молібденової кислоти, нагрівають у сушильній шафі при температурі 60-80°С кілька хвилин. На жовто-зеленому тлі з'являються сині плями каротиноїдів.[8]

Методи кількісного визначення в-каротину

1. Визначення за допомогою приладу фотоелектроколориметр

Добре вимитий і очищений коренеплід моркви , бульби картоплі , батату подрібнюють на тертці. З мезги на годинному склі відважують 0,5-1 г. Наважку без втрат переносять у ступку і розтирають з кварцевим піском. Потім в ступку доливають 10 мл бензину і продовжують розтирати кілька хвилин. Суміш відстоюють 15 хв для вилучення каротину. Після вилучення вміст ступки, використовуючи скляну паличку, переносять на фільтр, поступово промиваючи наважку невеликими порціями бензину до повного знебарвлення витяжки. Обсяг витяжки доводять додатком бензину до 25-30 мл і записують . Концентрацію каротину визначають за допомогою фотоелектроколориметра при л=450-452 нм.

Вміст каротину у витяжці (міліграм/л) отримують з калібрувальної кривої. Розчином порівняння служить біхромат калію. Для цього на осі ординат знаходять встановлену на ФЕК величину оптичної щільності і від неї проводять горизонтальну пряму до перетину з калібрувальною кривою. З точки перетину опускають перпендикуляр на абсцису, де і визначають концентрацію каротину. Потім роблять розрахунок змісту каротину в отриманому обсязі витяжки. Вміст каротину виражають у мг/г рослинного матеріалу. Розрахунок роблять за такою формулою:

Де Р - вміст каротину в мг/100г рослинного матеріалу;

С - концентрація каротину, мг/л (з калібрувальної кривої);

В - об'єм отриманої витяжки, мл;

А - наважка рослинного матеріалу,г.

Матеріали та обладнання: морква, картопля, водний розчин К2Сr2О7 концентрацією 720 мг/л, бензин, терка, ступка з товкачиком, воронка, пробірки, фільтрувальний папір, ваги, скло, шпатель, піпетки.[3]

2. Хроматографічний метод

Принцип цього методу полягає в тому, що складна суміш різних забарвлених речовин, розчинених у якому-небудь органічному розчиннику, наприклад суміш різних каротиноїдів, отримана шляхом екстрагування листя петролейним ефіром або сірковуглецем, пропускається через вертикально поставлену скляну трубку, наповнену адсорбентом. В якості адсорбенту можуть бути використані карбонат кальцію, тальк, крохмаль та інші речовини. Так як кожен з пігментів має певну, тільки йому властиву здатністю адсорбуватися на трубку, заповнену адсорбентом, то відбувається поділ цих пігментів, і кожен з них концентрується в строго певному шарі адсорбенту. В скляній трубці з адсорбентом,що називається адсорбційною колонкою, виходить кілька смуг, пофарбованих у різні кольори, в залежності від того, який пігмент адсорбований в тому чи іншому шарі адсорбенту. Шар адсорбенту, що містить той чи інший пігмент, виймають з трубки, і адсорбована речовина, відокремлена таким чином від інших присутніх у розчині речовин, може бути экстрагована (элюїрована) з адсорбенту за допомогою будь-якого іншого розчинника, наприклад спирту. Виділені таким чином пігменти можуть бути піддані повторному хроматографічному аналізу на інших адсорбентах і з іншими розчинниками. Якщо цей пігмент являє собою суміш двох і трьох ізомерів, що мають однакову емпіричну формулу, але розрізняються лише незначними особливостями своїх структурних формул, то з допомогою подальшого хроматографічного аналізу можна розділити такі, досить близькі за своїми властивостями ізомери. Цим методом були розділені, виділені у чистому вигляді і досліджено три ізомеру каротину,що мають однакову емпіричну формулу С40Н56. За допомогою хроматографічного аналізу було показано також, що пігменти жовтої кукурудзи являють собою суміш трьох каротиноїдів - лютеїну, криптоксантину і цеаксантину.[4]

Хроматографічний адсорбційний аналіз, розроблений Кольором на сумішах забарвлених речовин, в даний час знайшов широке застосування при поділі, виділенні та дослідженні різноманітних речовин, що не мають забарвлення. Завдяки цьому методу вдається розділення, очищення та отримання в чистому вигляді вітамінів, амінокислот, білків, пептидів, ферментів, різних неорганічних речовин тощо. При поділі та ідентифікації дуже малих кількостей речовин велику допомогу надає біохімікам одна з різновидів хроматографічного аналізу - так звана розподільна хроматографія на папері, розроблена англійськими біохіміками А. Мартіном і Р. Сингом. Вона заснована на тому, що різні речовини по-різному дифундують і розподіляються на аркуші фільтрувального паперу, просочені сумішшю певних органічних розчинників.

Особливо чутливими різновидами хроматографії є звані тонкошарова і газова хроматографії, які знаходять все більш широке застосування в біохімії, біоорганічної хімії та харчової хімії.

Газова хроматографія в даний час - найбільш точний і швидкий метод аналізу ліпідів. [5]

Використання в-каротину

Як барвник, бета-каротин випускається в найрізноманітніших формах - у вигляді порошку, емульсій, водо- і жиророзчинних дисперсій, в різних концентраціях, найбільшим попитом користуються - бета-каротин 10% і 30%. З його допомогою можна отримати кольори від блідо-жовтого до яскравого червоно-помаранчевого. Така універсальність допомагає бета-каротину стати харчовим барвником, що досить популярний, який може застосовуватися у виробництві найрізноманітніших товарів, зокрема, маргарину, майонезу, сиру (жиророзчинні форми бета-каротину); макаронних, кондитерських виробів, молочних напоїв (водорозчинна форма).

Варто звернути увагу на стабільність даного барвника. Він набагато довше зберігає свій колір, навіть при несприятливих зовнішніх впливах (сонячних променях, наприклад), а також, на відміну від, скажімо, анілінових барвників, не зв'язується з вітаміном С і тому не втрачає забарвлення. Тому бета-каротин часто додають в напої, де суттєвий вміст вітаміну С. Також його використовують при виробництві парфюмерно-косметичних засобів (кремів для рук, лиця, помад, анти вікових і сонцезахисної косметики).

На сьогоднішній день, це один з харчових барвників, що найбільш витребуваний, натуральний і корисний для здоров'я. [6]

В медицині головним чином використовуються для профілактики авітамінозу А. В цьому випадку рекомендується раціон багатий каротиноїдами або спеціальними добавками. При деяких шкіряних хворобах, які загострюються під дією сонячних променів, каротиноїди виконують захисну роль. [7]

Література

1. Химический анализ лекарственных растений. Под ред. Н.И. Гринкевич, Л. Н. Сафронич. - М.: Высшая школа, 1983г.

2. http://azbuka-vitaminov.ru/view_article.php?id=19.

3. http://neznaniya.net/agronomija/fiziologija-i-biohimija-rastenij/1558-kolichestvennoe-opredelenie-karotina.html.

4. Кретовіч В.Л. Біохімія рослин: Учеб. - 2-е изд., перероб. і доп.; для біол. спец. ун-тів / В.Л. Кретовіч. - М.: Высш. шк., 1986. - 503 с.

5. Аркадьєва З.О. Промислова мікробіологія: Учеб. посібник для вузів по спец. «Мікробіологія» та «Біологія» / З.О. Аркадьєва, А.М. Безбородов, І.М. Блохіна [та ін]. - М.: Высш. шк., 1989. - 688 с.

6. http://www.business-sky.com.ua/uk/beta-karotin

7. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1909.html

8. http://stydend.ru/2013/01/24/syre-soderzhaschee-karotinoidy.html

Размещено на Allbest.ru