Получение и очистка натуральных антоциановых красителей

Саенко И.И.

Антоцианы - это пигменты растительного происхождения от красного до фиолетового цвета, определяющие окраску плодов, цветков или листьев растений.

В последнее время эти вещества привлекают всё большее внимание исследователей в биологии и медицине не только как потенциальные колоранты для медицинской и пищевой промышленности [1, 2]. Велика роль антоцианов как лекарственных субстанций. Известно, что они обладают высокой антиоксидантной активностью. Например, антоцианы уменьшают скорость деления раковых клеток, препятствуя образованию опухолей. Эти природные пигменты способны гасить воспалительные процессы в лёгких, снижая активность соответствующих ферментов. Антоцианам приписывается способность модулировать познавательные и моторные функции, усиливать память, уменьшать возрастные отклонения в деятельности нервной системы. Более того, антоцианы входят в состав многих препаратов для глаз, что актуально в современном мире в условиях обострения заболеваний зрительного аппарата вследствие всеобщей компьютеризации и длительной работы человека у экрана монитора.

Стоит также отметить, что многовековая традиция применения натуральных красителей, включая антоцианы, является, в некоторой степени, и гарантией их безопасности, тогда как действие синтетических красителей на организм человека трудно предугадать.

В настоящей работе в качестве источников антоцианов использованы ягоды черной смородины и ежевики. Предварительно было определено количество антоцианов в одной ягоде. Для анализа было выбрано по 5 ягод черной смородины и по одной ягоде ежевики (приблизительно одинакового размера). После определения массы каждой группы ягод их помещали в сосуд и заливали 10 мл 0.1 М раствора НС1 для экстракции. Содержание антоцианов в полученных экстрактах измерялось спектрофотометрическим методом с использованием для расчетов известного из литературных данных значения коэффициента молярного поглощения. Полученные результаты сведены в гистограммы, представленные на рис.1.

Из гистограмм видно, что накопление пигментов в ягодах ежевики характеризуется относительно небольшой вариацией (не более 10%). Различия существенно выше для ягод черной смородины (до 30%), но в этом случае концентрация антоцианов превосходит аналогичный показатель для ежевики. Более того, если в ежевике антоцианы распределены по всему объему ягод, то в случае черной смородины они накапливаются только в кожице. Причем в этой части ягод их накопление более воспроизводимо, рис.2.

Очистка экстрактов, полученных из ягод черной смородины и ежевики, осуществлялась сорбционно-десорбционным методом. В качестве сорбента была выбрана белая косметическая глина (ООО «Полисервис-М»). Для сорбции антоцианов из 300 мл экстракта к нему было добавлено 10 г глины. При этом через полчаса наблюдалось практически полное обесцвечивание раствора в связи с переходом красящих пигментов на поверхность глины.

Рис. 1

А - содержание антоцианов в ягодах ежевики;

Б - содержание антоцианов в ягодах черной смородины.

Рис. 2. Содержание антоцианов в корочках ягод черной смородины

Для реэкстракции использовали спиртовый раствор соляной кислоты.

Глину заливали порцией этого экстрагента, тщательно перемешивали остаток сорбента с антоцианами. Полученную смесь разливали в центрифужные пробирки и центрифугировали в течение 10 мин. После многократного реэкстрагирования был получен ряд очищенных экстрактов черной смородины и ежевики. Концентрация антоцианов в исходном экстракте и в реэкстрактах была измерена спектрофотометрическим методом. Данные представлены на рис. 3.

При использованном в работе режиме удается не просто очистить антоцианы, но и сконцентрировать их. Концентрация антоцианов в первой фракции реэкстракта более чем в 2 раза превосходит исходную. Во второй фракции экстракта концентрация антоцианов также выше исходной. Причем в сумме в этих двух фракциях обнаруживается порядка 80% исходных антоцианов. Оставшиеся антоцианы могут быть экстрагированы последующими порциями реэкстрагента, но технологически выгодно после второй порции экстракта сорбент использовать для сорбции новой порции антоцианов.

Рис. 3

А - очистка экстракта ежевики;

Б - очистка экстракта черной смородины

Как показали исследования, при пятикратном использовании одной и той же порции глины удаётся десорбировать более 95% антоцианов, что свидетельствует о высокой технологичности предложенного процесса очистки.

Очистку от сопутствующих веществ определяли по изменению массы сухого остатка. В первой порции реэкстракта масса экстрактивных веществ уменьшается примерно на порядок.

Известно много других растений [2, 3], содержащих антоцианы в значительном количестве, например, арония черноплодная, бузина черная, которые хорошо растут в Белгородском регионе, а также черника, внимание к которой вызвано тем, что она входит в состав большинства препаратов для глаз.

Список литературы

Дейнека Л.А., Шапошников А.А., Дейнека В.И., Сорокопудов В.Н. Антоцианы: Природные антиоксиданты и не только... // Научные ведомости БелГУ. Серия: Медицина и фармация. 2006. №3(23). Вып.4. С. 92-100.

Болотов В.М., Рудаков О.Б. Химические пути расширения эксплуатационных свойств природных красителей из растительного сырья России // Химия растительного сырья. 1999. №4. С. 35-40.

Дейнека В.И., Григорьев А.М., Ермаков А.М. Антоцианы некоторых растений Белгородской флоры. //Химия природных соединений 2003. №5. С. 412-413.