Красящие вещества

Красящие вещества придают цвет пищевым продуктам.

Наибольшее распространение получили каратиноиды — пигменты, которые придают плодам, овощам желтую, оранжевую, красную окраску. К ним относятся каротин, ликопин, ксантофилл и др.

Каротин обусловливает оранжевую окраску (морковь, абрикосы и др.). Ликопин придает красный цвет (томаты, яблоки), ксантофилл — желтую окраску (апельсин, яичный желток).

Хлорофилл — зеленый пигмент, окрашивает листья растений, овощи, некоторые плоды; растворяется в жирах.

Антоцианы — пигменты различной окраски, содержатся в кожице сливы, винограда, мякоти черники, брусники, свеклы. У антоцианов обнаружены бактерицидные свойства.

Хромопротеиды — пигменты, обусловливающие красную окраску мяса и мышечной ткани животных.

Красящие вещества нестойкие, они разрушаются при варке, жарении, кипячении и при порче продуктов. Изменение цвета продуктов — это сигнал о потере качества.

В относительно больших количествах содержатся в растительных маслах. Животные жиры также имеют характерную для них окраску, но красящих веществ в них меньше, а некоторые, например бараний и свиной жир, совершенно не окрашены. При получении растительных масел красящие вещества переходят в них из семян и сообщают сырому маслу ту или иную окраску. Окраска масла зависит от нескольких одновременно присутствующих красящих веществ. Наиболее известные красящие вещества масел — каротиноиды, хлорофилл, госсипол и их производные. Кроме таких красящих веществ, называемых пигментами, в жировых клетках растительных и животных организмов содержатся еще почти неокрашенные или даже бесцветные вещества, которые при окислении кислородом воздуха или при воздействии других реагентов становятся интенсивно окрашенными. Эти вещества называют хромогенами. Красящие вещества довольно легко разрушаются окислителями, например хлором, озоном, кислородом воздуха и др. Разрушаются они также от действия света, солнечных лучей и при нагревании масла. Адсорбенты, например отбельные земли и активированный уголь, хорошо поглощают красящие вещества. Этим широко пользуются в технике для отбелки масла.

Каротиноиды — органические вещества, окрашивающие жир в цвета от желтого до красного с разными промежуточными оттенками. Каротиноиды принадлежат к группе многоненасыщенных углеводородов терпенового характера. Их отличительной особенностью является наличие большого числа сопряженных двойных связей, которые обусловливают окраску. Каротиноиды содержатся в зеленых и желтых частях растений и во многих масличных семенах. Группа каротиноидов включает около 100 пигментов. Растворимость их в жирах невелика.

Каротиноиды подразделяют на собственно углеводородные соединения — каротины и кислородсодержащие производные (спирты, альдегиды, кетоны и др.) — ксантофиллы.

Каротины — желто-красные кристаллы ромбической формы без запаха и вкуса. Различают три вида каротинов а-, (3- и у-каротины, несколько отличающиеся друг от друга по химической структуре. Все они — циклические углеводороды, но число колец и их структура у различных каротинов не одинаковы. Они хорошо растворяются во многих органических растворителях, но несколько хуже в петролейном эфире, в воде и спирте нерастворимы. При каталитической гидрогенизации двойные связи каротинов насыщаются водородом, при этом происходит обесцвечивание масла. При щелочной рафинации каротины не разрушаются, так как они довольно устойчивы по отношению к щелочам при невысоких температурах. От действия света каротины теряют свою окраску. На этом основано обесцвечивание масел при длительном хранении на свету. В экстракционных маслах каротинов всегда больше, чем в форпрессовых.

В организме человека и животных из а-, В- и у-каротинов образуется витамин А. Наиболее распространен в природе В-каротин — С₄₀Н₃₆, в молекуле которого два кольца р-ионона и они расположены у обоих концов молекулы. Молекула р-каротина симметрична и может быть расщеплена на две молекулы витамина А. Превращение В-каротинов в витамин А в организме происходит в основном в стенках тонких кишок под действием особых ферментов:

В молекулах а- и у-каротинов — по одному Р-иононовому кольцу. Поэтому из каждой молекулы а- и у-каротинов образуется только по одной молекуле витамина А.

Ксантофиллы — твердые вещества цвета от желтого до красного. Они плохо растворяются в органических растворителях, но, в противоположность каротинам, хорошо растворяются в метиловом и этиловом спиртах. Ксантофилл куриного яичного желтка называют лутеином. В растениях ксантофиллы находятся как в свободном состоянии, так и в виде сложных эфиров жирных кислот (главным образом пальмитиновой кислоты). Ксантофиллы в отличие от каротинов очень легко поглощаются адсорбентами.

Хлорофилл — пигмент зеленого цвета, содержится в зеленых частях растений, а также в некоторых масличных семенах. Он окрашивает в зеленый цвет с различными оттенками некоторые растительные масла — конопляное, оливковое, рапсовое, соевое и др. Хлорофилл принимает непосредственное участие в ассимиляции растениями углекислоты воздуха. В листьях растений его содержится 0,6-1,2% (на сухое вещество). Хлорофилл состоит из двух веществ — синезеленого хлорофилла «a» (C₅₅H₇₂O_sN₄Mg) с температурой плавления 117 °С и желто-зеленого хлорофилла «р» (C₅₅H₇₀O₆N₄Mg) с температурой плавления 120 °С, находящихся в соотношении 3 : 1. В растениях хлорофилл «р» образуется из хлорофилла «а». Хлорофилл представляет собой зеленое кристаллическое вещество, разбухающее в воде и дающее в ней коллоидные растворы. Температура плавления его выше 100 °С. Хлорофилл хорошо растворяется в растительных маслах, спирте, эфире, ацетоне и несколько хуже в петролейном эфире. В воде он нерастворим. Хлорофилл частично удаляется из масел при щелочной рафинации и почти полностью адсорбируется отбельными землями. Его содержание в жирах невелико и зависит от условий переработки семян. Зеленый цвет хлорофилла в маслах иногда маскируется окраской, вызываемой каротиноидами.

Госсипол — токсичное вещество, которое содержится в семенах хлопчатника, в его жмыхе и шроте, а также находится в листьях, в коре корней и стеблей. Сам по себе госсипол желтого цвета, имеет кристаллическое строение и плавится при температурах 184, 199 и 214 °С в зависимости от полиморфной модификации. Молекула госсипола содержит два нафталиновых ядра, соединенных друг с другом непосредственно или через углеводородную цепь, две альдегидные группы и шесть гидроксилов. Госсипол растворим в метиловом и этиловом спиртах, эфире, ацетоне, хлороформе и пиридине. Он плохо растворяется в глицерине, петролейном эфире и нерастворим в воде. С анилином госсипол образует дианилингоссипол, нерастворимый в органических растворителях, в том числе в пиридине. Эта реакция служит для количественного определения госсипола в жирах, жмыхах и шротах. Для качественного определения этого пигмента пользуются цветными реакциями. Например, при действии крепкой серной кислоты смесь окрашивается в ярко-красный цвет, с водным раствором хлорного железа окраска становится оливково-зеленого цвета, а с хлорным оловом — пурпурно-красная.

Содержание госсипола в промышленных сортах семян хлопчатника — 0,14-2,5% к массе сухого и обезжиренного ядра. Однако в специально выращенных сортах семян хлопчатника может содержаться госсипола 0,002%. Содержащийся в жмыхе и шроте госсипол ухудшает их кормовые свойства.

Госсипол, который извлекается из семян, жмыха и шрота этиловым эфиром или 70%-ным водным ацетоном, называется свободным госсиполом. Содержание его, равное 0,15-0,2%, может вызвать сильное отравление. В сыром хлопковом масле госсипола находится 0,08-2,0%. В масле после щелочной рафинации остаются лишь незначительные следы продуктов изменения госсипола.

Связанным называют тот госсипол, который не извлекается из объектов этиловым спиртом или водным ацетоном, но может быть выделен горячим анилином. Но его нельзя считать определенным веществом, так как это большая группа соединений госсипола с белками, аминокислотами, фосфатидами и другими веществами. Содержание связанного госсипола в семенах — 0,05-0,3%, а в жмыхе и шроте — 0,2-1,6% в зависимости от способов и технологических режимов извлечения масла. Именно этот красящий пигмент придает маслу из семян хлопчатника темную окраску.

При хранении и переработке хлопковых семян, а также при хранении сырых хлопковых масел госсипол способен взаимодействовать со многими веществами семян и масел. Изменения этого пигмента могут произойти и в результате действия тепла и кислорода воздуха с образованием множества новых продуктов. Чем выше температура, тем многообразнее продукты этой реакции. При этом окраска госсипола становится более интенсивной с понижением числа нейтрализации, а токсичность продуктов изменения госсипола будет значительно ниже токсичности исходного вещества.

Хромогенные вещества — бесцветные вещества, содержащиеся в клетках семян растений и обладающие способностью при окислении

кислородом воздуха или при взаимодействии с некоторыми реагентами становиться сильноокрашенными. Они распространены не во всех жирах и при том в очень небольших количествах. Некоторые хромогены имеют большое физиологическое значение для растений.

Свойство хромогенов окрашиваться от воздействия некоторых реагентов используется в аналитической практике для определения природы жира. Окраска, возникающая под действием специального реагента, характерна лишь для одного какого-либо жира.

Сезамин входит в состав кунжутного масла. Это твердое вещество с температурой плавления 122,5 °С. Наличие сезамина обусловливает цветную реакцию на кунжутное масло (реакция Бодуэна) — красное окрашивание, возникающее при воздействии на кунжутное масло фурфурола и дымящей соляной кислоты.

Хромогены хлопкового масла дают возможность распознать его при нагревании масла с серой в растворе сероуглерода. Появление красной окраски в масле может быть обнаружено даже при наличии 1% хлопкового масла в исследуемом жире (реакция Гальфена).

Хромоген, входящий в состав жиров морских животных, под действием брома образует розовую окраску, в течение 40-60 мин. переходящую в устойчивую зеленую (реакция Тортелли и Яфе).