Введение к работе
Актуальность работы. Фенольные соединения - широко распространенная в растительном мире группа соединений, которая в своей основе содержит бензольное кольцо, несущее одну или несколько гидроксидных групп. Фенольные вещества играют важную роль в обмене веществ растений. Они участвуют в дыхании, фотосинтезе; отвечают за стимуляцию или ингибирование роста и развития (растительные гормоны), защиту клеток и метаболитов растения от окисления, повреждения бактериями и грибками и т.п. Предполагают, что они играют роль в образовании иммунитета.
Чрезвычайно широк спектр их биологического воздействия. Они обладают антисептическим, антиоксидантным, кардиотоническим, кардиотропным, спазмолитическим, гипотензивным, седативным, гепатопротекторным, кровоостанавливающим, желчегонным действием. Эти свойства, а также растворимость в воде, возможность получения водорастворимых форм в виде отваров, настоев обуславливает широкое применение фенольных соединений в медицине и биологии. Этим не исчерпывается значение фенольных соединений растений. Они имеют важное практическое применение в некоторых отраслях промышленности, в том числе пищевой. Современная пищевая промышленность широко применяет растительные экстракты в качестве пищевых и технологических добавок – пищевых красителей, антиоксидантов, консервантов. Красящими веществами в этих экстрактах являются в основном фенольные соединения, которые издавна использовались в качестве красителей.
При технологической обработке сырья или при хранении цвет готовых изделий может меняться или ослабевать. Поэтому с целью повышения качества большинство продукции кондитерской, мясомолочной, масложировой, консервной, ликероводочной промышленности подкрашивается. В качестве пищевых красителей используются как синтетические, так и натуральные, то есть выделенные из природных объектов, вещества.
В настоящее время в различных странах используются свыше 160 синтетических красителей. Не все они безопасны для человека. Поэтому многие распространенные в прошлом синтетические пищевые красители ныне запрещены к использованию.
В современной пищевой промышленности наметилась стойкая тенденция к использованию пищевых натуральных красителей.
В связи с этим научные исследования, направленные на выявление новых источников сырья, разработку способов выделения, условий хранения и применения экстрактов фенольных соединений в пищевой промышленности, важны и актуальны. Эта проблема особенно важна для Таджикистана, имеющего богатейшую и уникальную флору. Известно более 120 красильных растений, произрастающих на территории Таджикистана. Анализ литературных данных показывает, что красящие вещества, выделяемые из них, применяются в основном для крашения текстильных волокон и тканей. О применении их для окрашивания продуктов питания нет сведений.
Целью работы является изучение биохимических свойств природных фенольных соединений, выделенных из некоторых дикорастущих растений, из корней и корневищ ревеня (Rheum turkestanicum Janisch. семейство гречишные), щавеля конского (Rumex confertus Willd, семейство гречишные), солодки (Glycyrrhiza glabra, семейство бобовые) и кизильника (Cotoneaster melanocarpus Fisch. Семейство розоцветных) произрастающих в Таджикистане, определение оптимальных условий их выделения, хранения и применения их в качестве биологических пищевых добавок.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- изучить процесс экстракции красящих фенольных веществ из растительного
сырья и влияние на нее различных факторов;
- определить и научно обосновать оптимальные условия извлечения фенольных веществ из растительного сырья;
- изучить биохимические свойства выделенных фенольных соединений;
- изучить превращения фенольных соединений при их выделении и хранении;
- изучить токсичность выделенных фенольных соединений;
- изучить возможность применения экстрактов фенольных соединений для окрашивания различных групп пищевых продуктов;
Научная новизна. В результате проведенных исследований выделены и применены для окрашивания пищевых продуктов красящие фенольные вещества из растений, произрастающих на территории Таджикистана – корней и корневищ ревеня, щавеля конского, солодки и кизильника.
Исследован процесс экстракции красящих веществ из указанного растительного сырья. Изучена зависимость извлечения фенольных соединений от различных факторов: экстрагента, соотношения с сырья и растворителя, температуры, времени нагревания, способа экстракции. На основании полученных результатов разработан способ получения красящих экстрактов фенольных соединений из растительного сырья.
Изучены биохимические свойства экстрактов фенольных веществ, выделенных из корней и корневищ ревеня (Rheum turkestanicum Janisch. семейство гречишные), щавеля конского (Rumex confertus Willd, семейство гречишные), солодки (Glycyrrhiza glabra, семейство бобовые) и кизильника (Cotoneaster melanocarpus Fisch. Семейство розоцветных), имеющие технологическое значение – растворимость в воде и органических растворителях, содержание сухих веществ, содержание красящих веществ, плотность, кислотно-основные свойства.
Изучены превращения фенольных соединений при выделении и хранении и определена их устойчивость к воздействию света, температуры и времени нагревания, рН среды. Выявлена нетоксичность выделенных красящих экстрактов.
Практическое значение.
Разработан способ экстракции фенольных соединений из растительного сырья, содержащего комплекс красящих веществ, определены оптимальные условия для их выделения. Показана возможность их применения в качестве пищевых добавок в пищевой промышленности.
Апробация работы.
Результаты диссертационной работы доложены на Международной конференции «Наука, образование», Санкт-Петербург, 27-28 октября 2009г.; Ш Международной конференции «Актуальные вопросы современной техники и технологии». РФ, Липецк, 29 января 2011г.; IV Международной конференции «Актуальные вопросы современной техники и технологии». РФ, Липецк, 23 апреля 2011г.; V Международной конференции «Актуальные вопросы современной техники и технологии». РФ, Липецк, 23 июля 2011г.; Международной заочной научно-практической конференции «Актуальные проблемы естественных наук». Новосибирск, 26 октября 2011г.; УШ Международной научной конференции «Наука и современность», Новосибирск, 15 ноября 2011г.
Публикации.
По материалам диссертации опубликованы 2 статьи в журнале, рекомендованном ВАК РФ, 15 статей в сборниках Международных научных конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 135 страницах компьютерного набора, состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, обсуждения результатов и выводов. Содержит 41 рисунков, 35 таблиц, список литературы, включающий 167 наименования.
