Пищевая безопасность СО2-экстрактов из растительного сырья

АННОТАЦИЯ

СО -экстракция сравнительно новая технология, применяемая для получения сырья в косметической отрасли. Существующая нормативная документация не дает полной оценки качества и безопасности, применения СО₂-экстрактов в пищевой, фармацевтической и косметической отраслях. Предложены дополнительные показатели качества и безопасности СО₂-экстрактов, которые могут быть взяты, в том числе за основные при анализе экстрактов: растворимость в растительном масле и в этиловом спирте, массовая доля летучих веществ и нежировых примесей, перекисное и анизидиновое число, микробиологические показатели.

ABSTRACT

CO₂ extraction is a relatively new technology used to produce raw materials in the cosmetic industry. The existing regulatory documentation does not provide a complete assessment of the quality and safety of CO₂ extracts in the food, pharmaceutical and cosmetic industries. Additional indicators of the quality and safety of CO₂ extracts, which can be taken, including the main ones in the analysis of extracts: solubility in vegetable oil and ethyl alcohol, the mass fraction of volatile substances and non-fat impurities, peroxide and anisidine number, microbiological parameters.

Ключевые слова: экстракция, жидкий диоксид углерода, показате­ли безопасности, биологически-активные вещества.

Keywords: extraction, liquid carbon dioxide, safety indicators, biologically active substances.

СО₂-экстракция сравнительно новая технология, применяемая для получения сырья в косметической и фармацевтической отраслях из эфирномасличных или лекарственных растений с использованием в качестве растворителя сжиженного диоксида углерода. СО₂-экстракты - это сложные жирорастворимые комплексы биологически активных веществ, которые извлекаются из растительного сырья с помощью сжатого до жидкого состояния углекислого газа. Сжиженный углекислый газ, используемый в качестве растворителя, извлекает из растительного сырья эфирные масла, смолы, парафины и пигменты, а при атмосферном давлении возвращается к нормальному газообразному состоянию и испаряется, не оставляя в продукте следов.

С помощью СО₂-экстракции получают два типа экстрактов:

- селективные экстракты, извлечённые при низком давлении, и содержащие только летучие растворимые компоненты. Эти экстракты схожи с продуктами паровой дистилляции, но при этом могут содер­жать такие компоненты, которые нельзя экстрагировать из сырья мето­дом паровой дистилляции;

- цельные экстракты, которые экстрагируют при более высоких давлениях, и они содержат как летучие, так и нелетучие растворимые компоненты, в том числе тяжёлые смолы, пигменты и парафины.

Состав, а соответственно, и свойства этих двух типов экстрактов будут различны и для их эффективного применения необходимо иметь подтверждение качества, натуральности и безопасности этих экстрактов.

Целью работы является анализ существующей нормативной до­кументации и предложение новых дополнительных показателей для оценки безопасности и качества СО₂-экстрактов.

Органолептические и физико-химические показатели СО₂-экстрак тов должны соответствовать требованиям, представленным в таблице 1.

Таблица 1.

Органолептические и физико-химические показатели СО₂-экстрактов (на примере СО₂-цветков джийды)

Ряд показателей, приведенных в таблице 1, являются стандартны­ми при оценке физико-химических показателей. Дополнительно предложено проводить анализ СО₂-экстрактов по следующим показателям:

• растворимость в растительном масле;
• растворимость в этиловом спирте;
• массовая доля летучих веществ в токе водяного пара;
• массовая доля нежировых примесей;
• перекисное число;
• анизидиновое число.

Эти показатели могут дать более полную характеристику опреде­ленного СО₂-экстракта при анализе его качества и безопасности приме­нения.

СО₂-экстракты, как и ряд других экстрактов, эфирных масел и прочих продуктов могут быть фальсифицированы. Чтобы избежать фальсификации экстрактов и использовать безопасный для здоровья продукт предложено использовать хроматографический профиль с раз­делением и идентификацией липидного комплекса.

Использование тонкослойной хроматографии (ТСХ) считает­ся эффективным способом разделения липидных комплексов. Она позволяет определить количественный состав и выделить индиви­дуальные вещества. Сущность тонкослойной хроматографии заключается в разделении в токе растворителя смеси веществ в тонком слое сорбента, нанесенного на пластину (стандартные пластины заводского изготовления, в данном случае «KNIiER; HPTLC» на алюминиевой подложке). После разделения смеси пластинку сушат и проявляют хроматограмму раствором специальных реагентов.

После проявления хроматограммы проводят идентификацию пя­тен, которые предположительно могут находиться в анализируемом образце. Основной характеристикой для идентификации окрашенных пятен является коэффициент R_f. Величина R_f представляет собой отношение скорости движения данного индивидуального компонента к скорости движения растворителя. Эта величина для каждого индивидуального вещества постоянна и характеризует порядок расположения компонентов на хроматограмме.

Расшифровка хроматограммы осуществляется, сравниванием полученного значения R_f со значением R_f свидетелей - индивидуальных чистых веществ.

Идентификацию пятен проводят по значению R_f. Для количественного определения компонентного состава СО₂-экстракта проявленная пластина сканируется и денситометрируется программой оценки и рас­чета параметров хроматографии «KNIiER; HPTLC».

Абсолютная величина R_f может меняться в зависимости от изме­нения соотношения компонентов смеси, температуры, влажности, типа камеры и других факторов, однако относительный порядок подвижности соединений СО₂-экстракта всегда один и тот же [1].

На рисунке 1 представлена типовая хроматограмма СО₂-экстракта (на примере СО₂-экстракта цветков джийды) полученная с помощью тонкослойной хроматографии на высокоэффективной пластине марки «KNIiER; HPTLC»

Таблица 2.

Элементарный состав анализируемого компонента

Рисунок 1. Тонкослойная хроматограмма, полученная с помощью высокоэффективной пластины «KNIiER;HPTLC»

Наличие легколетучих веществ в составе СО₂-экстрактов позволяет использовать их как вкусо-ароматические добавки [3]. Для определения массовой доли этих компонентов нами предложено проводить методику гидродистилляции

Для проведения методики используют весы лабораторные 4-го класса точности, лабораторную установку гидродистилляции и катетометр.

Предложенная методика позволяет определить массовую долю легколетучих веществ, которые в свою очередь отвечают за арома- и вкусосоставляющую направленность СО₂-экстракта.

В соответствии с нормативной документацией к основным показателям безопасности так же принято относить допустимый уровень содер­жания пестицидов, токсичных элементов, радионуклидов и микотоксинов, приведенных в таблице 3.

Таблица 3.

Допустимый уровень содержания пестицидов, токсичных элементов, радионуклидов и микотоксинов в СО₂-экстрактах

Для подтверждения микробиологической чистоты предложено ис­пользовать показатели, представленные в таблице 4.

Таблица 4.

Микробиологические показатели СО₂-экстрактое

Выводы

Таким образом, нами предложено использование дополнительных показателей качества и безопасности применения СО₂-экстрактов: рас­творимость в растительном масле и в этиловом спирте, массовая доля летучих веществ и нежировых примесей, перекисное и анизидиновое число, ряд микробиологических показателей.

Определения подлинности СО₂-экстракта разработана методика раз­деления на отдельные составляющие компоненты с помощью высокоэф­фективной жидкостной хроматографии. Для этого используется система растворителей, позволившая разделить все компоненты на индивидуальные вещества, а применение сканирующей денситометрии, позволяет сделать расчет процентного состава компонентов СО₂-экстрактов.

Полученные результаты могут применяться при разработке пище­вых, фармацевтических и косметических продуктов.

Список литературы:
1. Тарасов В. Е. Технология эфирных масел и фитопрепаратов: учеб.пособие / Куб. гос. технол. ун-т. - Краснодар.: Изд. ФГБОУ ВПО «КубГТУ», 2013. - 404 с.
2. Мухаммадиев Б.Т. «Пищевая безопасность сверкритических флюидных экстрактов».Журн. «Научные известия Бухарского Государственного Университета», 439-444, 2017 г.
3. Тарасов В.Е., Кондратенко Ю.В. СО2-экстракт амаранта как добавка при создании мясных продуктов / статья в сборнике трудов конференции Инновационные технологии переработки сырья животного происхождения Кубан. гос. технол. ун-т. - Краснодар, 20 февраля 2015 г.
4. Ерофеева Е.Г, Тарасов В.Е., Лосева Н.В. «Технологические особенности производства и применения СО2 –экстрактов из растительного сырья», Краснодар, 2018, 109-117.