Химия и химические технологии/ 6. Органическая химия

Білоус О.В, д.т.н. Демидов І.М., к.т.н. Бухкало С.І.

Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, Україна

ДОСЛІДЖЕННЯ СИНЕРГІЗМУ МІЖ ІНГІБІТОРАМИ ОКИСНЕННЯ ЕКСТРАКТУ ЛИСТЯ ГОРІХУ ВОЛОСЬКОГО ТА ТОКОФЕРОЛОМ

В наш час антиоксиданти набули загального розповсюдження. Антиоксиданти – це речовини, що здатні сповільнювати процеси окиснення. Захищати продукти від окиснення необхідно з ціллю зберегти продукт якісним та безпечним для споживача. Антиоксиданти додають як до харчових, так і до косметичних продуктів. Тому важливою задачею є виробництво лише якісних та безпечних для здоров`я антиоксидантів.

За природою походження антиоксиданти є рослинні та синтетичні. Синтетичні антиоксиданти є економічно вигіднішими, але вони не є безпечними для здоров’я людини [1]. Тому існує тенденція у переході на рослинні інгібітори окиснення. Але рослинні інгібітори окиснення для багатьох підприємств є занадто коштовними. До того ж, різні рослинні інгібітори мають специфічну дію по відношенню до продукту, до якого вони додаються. Тому дослідження властивостей рослинних антиоксидантів та розширення їх асортименту є актуальною задачею. Також важливим явищем, що має місце коли мова йде про захист продукту від окиснення, є явище синергізму.

У проведених дослідженнях увага приділяється багатьом факторам, серед яких – вплив заморожування та розморожування продуктів, що містять рослинні антиоксиданти, на стійкість до окиснення [2]; вивчається хімічний склад та пов’язані з ним антиоксидантні властивості різних спецій, трав, фруктів. Також вивчається явище синергізму між антиоксидантами в жирових продуктах [3]. Однак явище синергізму між токоферолами соняшникової олії та інгібіторами окиснення, що містяться в рослинних екстрактах, вивчене мало.

Наші дослідження були присвячені вивченню явища синергізму між токоферолами соняшникової олії та інгібіторами окиснення екстракту із листя горіху волоського.

Соняшникова олія містить у своєму складі вітамін Е – токоферол. Листя горіху волоського містять у своєму складі хінони, флавоноіди, дубільні речовини, вітамін В, аскорбінову кислоту. Ці речовини здатні виявляти антиокислювальні властивості. До того ж, очікується явище синергізму між вищенаведеними речовинами, бо вони відносяться до різних класів інгібіторів.

Для дослідження синергізму був спланований повний факторний експеримент із трьома параметрами, що підлягали варіюванню. Цими параметрами є: вміст токоферолів в олії соняшниковій рафінованій, концентрація екстракту із листя горіху волоського у суміші, що підлягає окисненню, вміст лимонної кислоти у суміші, що підлягає окисненню. Вихідним параметром цього повного факторного експерименту був період індукції.

Для дослідження впливу токоферолу на стійкість до окиснення була потрібна олія із різними концентраціями токоферолів. Таку олію отримували, базуючись описаною методикою [4].

Окиснення образців та обробку отриманих даних проводили на приборі ОКСИТЕСТ. Температура процесу окиснення була 70°С. У якості ініціатору окиснення використовували 0,05 Н розчин азоізобутиронітрилу у ксилолі. Суміш, що підлягала окисненню мала наступний склад: олія соняшникова, екстракт із листя горіху волоського [5], розчин 0,05 Н азоізобутиронітрилу у ксилолі, спирт етиловий.

Обробка результатів експерименту проводилось у середовищі MathCAD [6, 7].

Отримані результати показали, що лимона кислота, у розглядуваній системі, дає несуттєве збільшення часу періоду індукції. Додавання екстракту із листя горіху волоського суттєво впливає на збільшення періоду індукції, до того ж, присутнє явище синергізму між інгібіторами окиснення, що є у складі екстракту із листя горіху волоського, та вітаміном Е (токоферолом).

Щодо аналізу концентрацій додавання екстракту із листя горіху волоського до жировмісних сумішей, то збільшення концентрації екстракту веде до збільшення періоду індукції.

Для більш повного аналізу був проведений ще так званий контрольний дослід. Це дослід проведений за тих же умов, що і досліди повного факторного експерименту, але без додавання екстракту горіху волоського. Перііод індукції при окисненні суміші контрольного досліду склав 1426 хвилин. Перііод індукції при окисненні суміші з додаванням 0,025 % екстракту із листя горіху волоського (у перерахунку на сухі речовини) склав 2696 хвилин. Перііод індукції при окисненні суміші з додаванням 0,1 % екстракту із листя горіху волоського (у перерахунку на сухі речовини) склав 3129 хвилин. Приймемо період індукції, що був отриманий при окисненні суміші без додавання екстракту листя горіху волоського, за 100 %. Тоді період індукції при окисненні суміші з додаванням 0,025 % екстракту листя горіху волоського (у перерахунку на сухі речовини) склав 189 %, а перііод індукції при окисненні суміші з додаванням 0,1 % екстракту листя горіху волоського (у перерахунку на сухі речовини) склав 219 %. Отримуємо різницю 30 % при варіюванні концентрацій екстракту від 0,025 до 0,1 % (у перерахунку на сухі речовини).

Як бачимо з результатів, додавання 0,025 % інгібітору із листя горіху волоського збільшує період індукції майже в 2 рази, що є якісним показником. Але якщо є необхідність додатково стабілізувати олію до процесів окиснення, то можливе збільшення концентрації інгібітору із листя горіху волоського до 0,1 %.

Висновки. Доказана здатність інгібіторів окиснення екстракту із листя горіху волоського стабілізувати соняшникову олію до процесів окиснення. Виявлено синергізм між токоферолами соняшникової олії та інгібіторами окиснення екстракту із листя горіху волоського. Оптимальна концентрація додавання інгібітору окиснення із листя горіху волоського до соняшникової олії – 0,025% (у перерахунку на сухі речовини).

Література:

1. Тютюнников Б.Н. Химия жиров / Б.Н. Тютюнников, Ф.Ф.Гладкий. – М: Колос, 1992. – 448 с. 2. Стрюкова А.Д. Влияние замораживания и размораживания на химический состав и антиоксидантную активность ягод земляники / А.Д. Стрюкина, Н.В. Макарова // Пищевая промышленность, 2013. – №5. – с. 68–70. 3. Саркисян В.А. Синергические взаимодействия антиоксидантов в жировых продуктах / В.А.Саркисян, Е.А. Смирнова // Пищевая промышленность, 2013. – №3. – с. 14–17. 4. Білоус, О. В. Дослідження явища синергізму між токоферолами соняшникової олії та інгібіторами окиснення екстракту із листя горіху волоського / О. В. Білоус, І. М. Демидов, С. І. Бухкало // Вісник НТУ «ХПІ». – 2011. – № 49 (1091). – С. 57–64. 5. Білоус О.В. Дослідження ефективності антиоксиданту з листя горіху волоського при окисненні соняшникової олії / О.В. Білоус, І.М. Демидов // Вісник НТУ ”ХПІ”, 2014. – №27. – с. 8–12. 6. Бондарь Г.А. Планирование эксперимента в химической технологии / Г.А. Бондарь, Г.А. Статюха. – К: “Вища школа”, 1976. – 184 с. 7. Коцаренко В.О. Обчислення у MathCAD. Лабораторний практикум / В. О. Коцаренко. – Х: НТУ “ХПІ”, 2009. – 200 с.