Badanie stabilności β-karotenu na nośnikach stałych

Czasopismo

---

• Autorzy: Arkadiusz Szterk , Piotr Paweł Lewicki

Warianty tytułu

Study on β-Carotene Stability on Various Solid Food Supports

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Naturalne dodatki do żywności, takie jak barwniki, zyskują coraz większe grono zwolenników wśród producentów i konsumentów żywności. Dzieje się tak z powodu rosnącej wiedzy na temat dodatków do żywności, zwłaszcza tych naturalnych. β-karoten wykazuje wrażliwość na światło, temperaturę i czynniki utleniające. W celu zwiększenia trwałości tego barwnika podejmowane są próby stosowania naturalnych przeciwutleniaczy, zamykania produktów w specjalnych opakowaniach np. z atmosferą gazów obojętnych, nie przezroczystych i inne. Stosuje się różnego rodzaju zabiegi technologiczne w celu zapobiegania degradacji barwnika podczas procesu produkcyjnego. W pracy podjęto próbę zaadsorbowania i osadzenia β-karotenu na różnych nośnikach celem zwiększenia jego stabilności oksydatywnej. Proces sorpcji badano stosując metodę spektrofotometryczną. Oznaczano stężenie β-karotenu w roztworze przed oraz po procesie sorpcji. Nie stwierdzono różnic w stężeniach β-karotenu, co dowodzi, że nie ma on zdolności sorpcyjnych na badanych celulozach i skrobi. Podjęto więc próbę osadzenia barwnika na wybranych celulozach i skrobi. Do roztworu β-karotenu wprowadzano zawsze stałą ilość odpowiedniego nośnika, a następnie odparowywano rozpuszczalnik, stosując destylację pod próżnią. Karotenoidy osadzone na nośnikach przenoszono do butelek i poddawano procesowi kondycjonowania w suszarce próżniowej. Badano stężenie β-karotenu na tych nośnikach metodą spektrofotometryczną w ciągu dwóch tygodni. Próbki przechowywano w eksykatorach z H2O (aw = 1), MgCl2 (aw = 0,329) oraz CaCl2 (aw = 0) przy swobodnym dostępie światła, tlenu i w temperaturze pokojowej. Stwierdzono korzystny wpływ wody na stabilność β-karotenu osadzonego na różnych nośnikach. Ze wzrostem aktywności wody środowiska wzrastała stabilność barwy. Jednocześnie stwierdzono, że rodzaj nośnika odgrywa istotną rolę w szybkości rozpadu β-karotenu. Wpływ rodzaju nośnika był statystycznie istotny przy aw = 1. Największą stabilność β-karotenu uzyskano przy użyciu celulozy mikrokrystalicznej oraz różnych błonników pszennych. β-karoten ulegał rozpadowi najszybciej po osadzeniu go na skrobi ziemniaczanej. (abstrakt oryginalny)

EN

Natural food additives, such as dyes are gaining wider and wider group of followers among producers and consumers of food. This happens because of growing knowledge of food additives, especially those natural. β-carotene shows susceptibility on light, temperature and peroxide factors. The usage of natural antioxidants, closing products in special bags e.g. in neutral gas atmosphere, not transparent and others improves durability of this dye. There has been different technological processes applied to prevent the dye degradation during production process. There has been tried to observe and place β-carotene on different solid food supports for its oxidative stability growth. The sorption process was scrutinized by means of the spectrophotometric method. The concentration of β-carotene was determined both before and after sorption. No differences in the concentration of β-carotene were found, that proves lack of sorptive properties on the examined celluloses or starch. An attempt was made to deposit the dye on selected celluloses and starch. A constant amount of a respective carrier was added to the β-carotene solution, following which the solvent was evaporated by means of vacuum distillation. Carotenoids deposited on the carriers were put into bottles and conditioned in vacuum dryer. The concentrations of β-carotene on those carriers were measured with the use of spectrophotometric method during two weeks. The samples were stored in excitators with H2O (aw = 1), MgCl2 (aw = 0,3), CaCl2 (aw = 0) with an access of light, oxygen, and at room temperature. A beneficial influence of water was discovered on the stability of β-carotene deposited on different carriers. With the increasing activity of the medium water the stability of colour also increased. An important correlation was also found between the kind of carrier and the rate of β-carotene decomposition. The influence of the type of carrier was statistically significant at aw = 1. The greatest stability of β-carotene was obtained for microcrystalline cellulose and different fibres of wheat. β-carotene broke down the quickest on potato starch. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Towaroznawstwo żywności; Dodatki funkcjonalne do żywności; Badania towaroznawcze; Jakość żywności; Technologia produkcji żywności

EN

Food commodities; Functional food additives; Commodity research; Food quality; Food production technology

• Czasopismo: ---
• Strony: 173--185

Twórcy

autor

Arkadiusz Szterk

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

autor

Piotr Paweł Lewicki

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

Bibliografia

• [1] Arya S. S., Natesan V., Vijayaraghavan P. K.: Stability of carotenoids in freeze dried papaya (Carica papaya). J. Food Technol., 1983, 18, 177-181.
• [2] Bórquez R., Koller W-D., Wolf W., Spieb W. E. L.: Stability of n-3 fatty acids of fish protein concentrate during drying and storage. Lebensm. Wiss. U. Technol., 1997, 30, 508-512.
• [3] Chirkova J., Andersons B., Anderson I.: Determination of standard isoterms of sorption of some vapors with cellulose. J. Coll. Inter. Sci., 2004, 276, 284-289.
• [4] Cinar I.: Carotenoid pigment loss of freeze-dried plant samples under different storage conditions. Lebensm.-Wiss. U-Technol., 2004, 37, 363-367.
• [5] Czepirski L., Komorowska-Czepirska E., Szymońska J.: Fiting of different models for water vapour sorption on potato starch granules. Applied Surface Science. 2002, 196, 150-153.
• [6] Doering W., Cotieiou-Leventis C., Roth W. R.: Thermal interconversions among 15-cis-, 13-cis-, and all-trans-β-carotene: kinetics, Arrhenius parameters, thermochemistry of all-trans-β-carotene. J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 2747-2757.
• [7] Fischer K., Spange S., Fischer S., Bellmann C., Adams J.: Probing the surface polarity of native celluloses using genuine solvatochromic dyes. Cellulose. 2002, 9, 31-40.
• [8] Haralampu S. G., Karel M.: Kinetic models for moisture dependence of ascorbic acid and β-carotene degradation in dehydrated sweet potato. J. Food Sci., 1983, 48, 1972-1973.
• [9] Krishnan T., Francis F. J.: Stability of carotenoids in model aqueous systems. J. Food Quality, 1979, 2, 177-89.
• [10] Labuza T. P., Chou H. E.: Decrease of linoleate oxidation rate due to water at intermediate water activity. J. Food Sci., 1974, 39, 112-113.
• [11] Labuza T. P., Tsuyuki H., Karel M.: Kinetietics of linoleate oxidation in model system. J. Am. Oil Chem. Soc., 1966, 46, 409-416.
• [12] Labuza T. P.: Kinetics of lipid oxidation in foods. Crit. Rev. Food Technol., 1971, 2, 335-405.
• [13] Laughlin R. G., Bunke G. M., Eads C. D., Laiding W. D., Shelley J. C.: Preparation and physical characterization of pure β-carotene. Chemistry and Physics of Lipids 2001, 115, 63 76 za Bauernfiend J. C.: Carotenoids as colorants and vitamin A precursors. Academic Press, New York 1981, pp. 1 - 318, 835-836.
• [14] Lewicki P. P.: Raoult's law based food water sorption isotherm. J. Food Eng., 2000, 43, 31-40.
• [15] Lewicki P. P.: Water sorption isotherms and their estimation in food model mechanical mixtures. J. Food Eng., 1997, 32, 47-68.
• [16] Manan F., Baines A., Stone J., Ryley J.: The kinetics of the loss of all-trans retinol at low and intermidiate water activity in air in the dark. Food Chemistry, 1995, 52, 267-243.
• [17] McPherson A. E., Jane J.: Comparison of waxy potato with other root and tuber starches. Carbohydrate Polymers, 1999, 40, 57-70.
• [18] Mihranyan A., Liagostera A. P., Karmhag R., Stromme M., Ek R.: Moisture sorption by cellulose powders of varying crystallinity. Int. J. Pharma., 2004, 269, 433-442.
• [19] Mordi R. C., Walton J. C., Burton G. W., Hughes L., Ingold K. U., Lindsay D. A., Moffatt D. J.: Oxidative degradation of β-carotene and β-apo-8'-carotenal. Tetrahedron, 1993, 49, 911-928.
• [20] Opieńska-Blauth J., Kraczkowski H., Brzuszkiewicz H.: Zarys chromatografii cienkowarstwowej. PWRiL Warszawa 1971, s. 21 - 34, 41-54.
• [21] Quek S. Y., Chok N. K., Swedlund P.: The physicochemical properties of spry-dried watermelon powders. Chem. Eng. Processing, 2007, 46, 386-392.
• [22] Richardson S., Gorton L.: Characterisation of the substituent distribution in starch and cellulose serivatives. Anal. Chim. Acta, 2003, 479, 27-65.
• [23] Sikorski Z. E.: Chemia żywności. WNT, Warszawa 2000, s. 59-95.
• [24] Spange S., Fischer K., Prause S., Heinze T.: Empirical polarity parameters of cellulose and related materials. Cellulose, 2003, 10, 201-212.
• [25] Sutter S. C., Buera M. P., Elizalde B. E.: β-carotene encapsulation in a mannitol matrix as affected by divalent cations and phosphate anion. Int. J. Pharm., 2007, 332, 45-54.
• [26] Tang Y. C., Chen B. H.: Pigment change of freeze-dried carotenoid powder during storage. Food Chemistry, 2000, 69, 11-17.
• [27] Viollaz P. E., Rovedo C. O.: Equilibrum sorption isoterms and thermodynamic properties of sarch and gluten. J. Food Eng., 1999, 40, 287-292.