До барвників природного походження, безпечність яких не викликає сумніву і які не потребують навіть медико-біологічної апробації, відносять меланіни, які займають домінуюче положення серед пігментів лузги гречки.
Відомо декілька способів одержання коричневого барвника з лузги гречки. Суть цих способів наступна:
? екстрагування лузги гречки та осадження меланіну кислотою, розподіл фаз фільтрацією, попередня обробка лузги гречки целюлолітичним ферментом целюбрані-ном ГЗХ протягом 48 год. Цей спосіб дозволяє отримати коричневий барвник з максимальним виходом пігменту, не використовуючи при цьому спеціального обладнання. Пігмент можна використовувати не лише як харчовий барвник, а й як лікарський препарат у медицині, фармакології та інших напрямках [2];
? спосіб добування харчового барвника із рослинної сировини, що передбачає подрібнення сировини, екстрагування, осадження і фільтрацію. Як рослинну сировину використовують лузгу гречки, де екстрагування проводять 0,3...0,7-відсотковим водним розчином хлористого натрію, а після фільтрації отриманий екстракт обробляють роз-чином соляної кислоти [3];
? екстрагування лузги гречки 0,3...0,7-відсотковим водним розчином NaCl, попередньо обробленим у катодной камері діафрагменного електролазера [4];
? обробка лузги гречки 3...5-відсотковим водним розчином лугу, осадження пі-гменту соляною кислотою, відділення і висушування барвника. Недоліком цього спо-собу є висока ціна їдкого натрію, а сам барвник виділяється в нерозчинній у воді формі, що значно скорочує його використання [5];
? для екстрагування лузги використовують розчини кислого карбонату натрію, або суміш карбонату натрію з гідроокисом кальцію, або розчин аміаку у концентрації 1,0-5,0%. Екстрагують при t = 60...100 0С і гідромодулі 1,7 - 4,0. Одержаний екстракт концентрують шляхом ультрафільтрації, а висушування проводять випаровуванням [6].
Із наведених способів видно, що харчові барвники можна отримати із лузги гречки з використанням дешевих та доступних екстрагентів.
Однак технологія добування меланіну з лузги гречки хоч і захищена патентами, є далекою від досконалості, і тому є незаперечною доцільність її доопрацювання з метою спрощення та здешевлення.
Крім цього, нами не виявлені відомості про використання меланіну як барвника у продуктах харчування.
Для забарвлення напоїв у коричневий колір широко використовують карамельні барвники “звичайної» і “подвійної інтенсивності». Цей тип барвника дуже добре розчиняється і не залишає осаду, стійкий до змін рН середовища та підвищення температури. На жаль, цей барвник має не тільки позитивні якості. Він не містить біологічно активних речовин та може надавати гіркоту продукту [7].
Тому метою нашого дослідження є вивчення органолептичних та фізичних властивостей меланіну як біологічно активного барвника для застосування в харчових продуктах.
Запатентовано значну кількість способів вилучення пігменту фенольної природи - меланіну, який має темно-коричневий колір і належить до полімерних органічних сполук, з покривних оболонок (т. з. лузги) гречки.
Об'єктом наших досліджень була лузга гречки, з якої екстрагували меланіни різними розчинниками. Використовували луг (NaOH) у різній концентрації, суміш винної кислоти та 70% етанолу, розчин кухонної солі і розчин соди питної. Термін екстрагування залежав від активності розчинника від 5 до 48 год. за кімнатної та вищої температури.
Виділений барвник досліджували на ступінь розчинності у 70 і 90-відсотковому етанолі, воді, цукровому сиропі та розсолі різної концентрації. Визначали прозорість і кольоровість забарвлених розчинів.
Згідно таблиці 1, виділений нами за опублікованими методиками барвник має різні органолептичні характеристики.Таблиця 1 - Органолептичні показники виділеного барвника залежно від роз-чинникаНайбільш активно меланіни екстрагувалися розчином лугу за температури 28 0С протягом 24 год. За такого способу екстрагування отримали темно-коричневий барвник.
Етанольно-кислотним екстрагентом виділили барвник червоно-фіолетового кольору, що свідчить про його належність до антоціанової групи барвників.
Барвник, отриманий за допомогою розчину кислої соди (NaHCO3), мав світло-коричневе забарвлення, тобто барвник належить до меланінів, але екстрагувались, очевидно, лише спрощені за структурою форми молекули. Це явище, безумовно, потребує як теоретичного обґрунтування, так і практичного підтвердження.
У продукти харчування (напої, кондитерські вироби і т.н.), як правило, барвник вносять у вигляді розчину певної концентрації, тому доцільно було виявити здатність отриманого нами барвника розчинятись у різних розчинниках.
Результати розчинності подано в таблиці 2.
Таблиця 2 - Ступінь розчинності меланінового барвника
Як видно з таблиці 2, усі використані розчинники, крім етанолу, розчиняють меланіновий барвник повністю.
Проте прослідковується закономірність - з підвищенням рН та концентрації солі барвник розчиняється повільніше, протягом 5 хвилин. Більш концентровані розчини кухонної солі мають лужне рН, тому розчини меланінового барвника з рН вище 7, потребують певного часу для повного розчинення.
Миттєве розчинення барвника у воді з рН до 7 можна пояснити лише взаємодією окислювально-відновлювального середовища з меланінами, що мають вільні радикали [8].
Установлено, що барвники меланінової природи прекрасно розчиняються у воді з нейтральним середовищем в межах рН 6,5-7 і практично не розчиняються в етанолі різної концентрації.
Розчинність барвника в цукровому сиропі різної концентрації за кімнатної температури теж надзвичайно висока. Проте залежно від концентрації цукру чи солі змінюється відтінок розчину барвника. Так, у розчинах з концентрацією цукру 10 і 15 % та в 0,5-відсотковому розсолі коричневе забарвлення має рожевий відтінок, а в 20 - 30-відсотковому цукровому і 1-відсотковому солоному розчинниках з'являється зеленува-тий відтінок.
Інтенсивність забарвлення, як і колір розчинного меланінового барвника, зале-жать від розчинника. Коли розчинником є вода з різними значеннями рН, то кореляція між оптичною щільністю розчину і рН середовища чітко параболічна і рівняння регресії має вигляд:
у=0,005х2-0,0015х+0,025, R2=1 (1)що зображено на рисунку 1.
Рисунок 1 - Залежність інтенсивності забарвлення розчинів барвника від рН води
За використання як розчинника цукрових сиропів різної концентрації - залежність криволінійна. Рівняння регресії має вигляд:, R2=1 (2) що зображено на рисунку 2. 05,00475,0202,030025,0+?+?=ххху
Рисунок 2 - Залежність інтенсивності забарвлення розчинів барвника від концентрації цукру в них
Згідно рисунка 3, у розчинах кухонної солі меланіновий барвник виявляє пароболічну залежність. Рівняння регресії має вигляд:
при R2=1. (3) 657,26408,42326,233322,0+?+?=хоху
Рисунок 3 - Залежність інтенсивності забарвлення розчинів барвника від концентрації солі в них
Як описувалося вище, виділений і відносно очищений меланіновий барвник мав вигляд порошку темно-коричневого кольору. У результаті розчинення отримали розчини, в основному, світло-зеленого і рожевого кольору. Лише 1,5 і 2-відсотковий розсіл забарвився у світло-коричневий колір. Це явище нескладно пояснити властивістю фенольних сполук, які мають тенденцію утворення плоских гексагональних структур з шести фенольних гідроксильних груп, пов'язаних один з одним водневими зв'язками. Подібні структури міцно утримують молекули розчинника і тому очищення та перекристалізація фенольних сполук пов'язана з великими труднощами [9]. До цих сполук повною мірою належать і меланіни.
Результати визначення кольоровості барвника, отриманого шляхом розчинення осаду екстракту після центрифугування, показали, що в ньому залишились фракції, які у воді, 10 і 15-відсотковому цукровому сиропі давали рожеве забарвлення, у 20-відсотковому - зелене, у 30-відсотковому - світло-коричневе з рожевим відтінком, а в розсолі осад взагалі не дав забарвлення. Розсіл залишався безбарвний.
На рисунку 4 подана залежність кольоровості від розчинників, в даному випадку вона дещо відрізнялась від умов розчинення очищеного барвника.
У сиропі зі збільшенням його концентрації збільшується оптична щільність забарвленого розчину, починаючи від концентрації 15 %, що подано на рисунку 5.
У розсолі ця взаємозалежність показана на рисунку 6 параболою, що описується рівнянням регресії (4) 08,01475,020475,03005,0?+?=хоху з коефіцієнтом кореляції. 12=R
Рисунок 4 - Залежність кольоровості розчину, виготовленого з осаду екстракту, від рН води
Рисунок 5 - Залежність кольоровості розчину, виготовленого з осаду екстракту, від концентрації цукру в ньому
Рисунок 6 - Залежність кольоровості розчину, виготовленого з осаду від концентрації солі в ньому
Таким чином, осад виділеного барвника можна використовувати, розчиняючи його лише у воді та сиропах.
Це свідчить про те, що барвник має домішки інших барвних сполук і потребує додаткового очищення.
Термічна обробка розчинів, забарвлених виділеним меланіновим барвником (випробовували температуру до 105 0С) не змінює забарвлення.
ВисновокГромадське харчування - сфера виробничо-торгової діяльності, у якій виробляють і продають продукцію власного виробництва і покупні товари, як правило, призначені для споживання на місці, з організацією дозвілля чи без нього.
Діяльність у цій сфері здійснюється закладами громадського харчування, що представляють собою організаційно-структурні одиниці, що, виробляють, довиготовляють і продають кулінарну продукцію, булочні, борошняні кондитерські вироби і покупні товари. Самостійний заклад громадського харчування чи сукупність таких закладів, що входять до складу одного суб'єкта господарювання (юридичної особи), являють собою підприємство громадського харчування.
Технології виробництва барвників, що проте існують на сьогоднішній день, з плодів бузини і глоду мають ряд недоліків (енергоємність, трудомісткість, тривалість процесу екстракції) і вимагають удосконалення на базі використання сучасних прийомів виробництва.
Для підбарвлення продуктів харчування використовуються барвники, які містять в собі природні пігменти рослинного або тваринного походження - природні барвники.
Таким чином, удосконалення та розробка нових методів виробництва мелані-нових барвників з натуральної сировини, з метою збільшення об'ємів їх використання під час виготовлення продуктів харчування, є актуальною проблемою, вирішення якої дасть можливість поліпшити їх якість та харчову цінність.
У харчовій промисловості барвники застосовуються для багатьох продуктів з метою надання їм привабливішого зовнішнього вигляду. Зазвичай забарвлюються кондитерські вироби, безалкогольні напої, лікери, сири, масло, маргарин, макарони, деякі м'ясні продукти і ін.
Для фарбування харчових продуктів можуть застосовуватися тільки абсолютно нешкідливі барвники. У різних країнах застосовуються різні харчові барвники. Їх номенклатура за останні 10-15 років скоротилася в 4--5 разів; приблизно з 80 до 20 найменувань. Сюди входять барвники всієї гами квітів, а саме: червоні, оранжеві, жовті, зелені, блакитні, чорні та інші, що дає широку можливість вибору [11].
У подальшому необхідно, доопрацювавши випробувані нами технології отримання натурального меланінового барвника, обрати оптимальну не тільки з точки зору органолептичних та фізико-хімічних показників, але й економічної доцільності виробництва; розробити науково-технічну документацію на виробництво харчового барвника і рекомендації його до впровадження у виробництво для забарвлення в коричневі тони безалкогольних напоїв, тіста, кремів та інших продуктів.
Список використаних джерел1. Санітарні правила по застосуванню харчових добавок [Текст]: від 23 липня 1996р. № 222 // Збірник важливих офіційних матеріалів. - К., 1997. - С. 122 - 184.
2. А. с. 939446 СССР. Способи отримання пігменту - барвника з рослинної сировини [Текст]. - С09 В61/00, 1980.
3. А. с. 1055749 СССР. Способи отримання пігменту - барвника з рослинної сировини [Текст]. - С09 В61/00, 1981.
4. Пат. 1717608. Способи отримання харчового барвника із лузги гречки [Текст]. - С09 В61/00, 1992.
5. А. с. 1717609 СССР. Способи отримання пігменту - барвника з рослинної сировини [Текст]. - С09 В61/100, 1992.
6. А. с. 1742295 СССР. Способи отримання пігменту - барвника з рослинної сировини [Текст]. - С09 В61/100, 1992.
7. ДСТУ 3845-99. Барвники натуральні харчові, Технічні умови, Київ, Держстандарт України, 1999.
8. Домарецький, В.А. Технологія екстрактів, концентратів і напоїв із рослинної сировини [Текст]: підручник / за ред. В.А. Домарецького. - Вінниця : Нова кн., 2005. - 408 с. - ISBN 966 - 8609 - 02 - 06.
9. Способы получения высококачественных растительных экстрактов - источников обо-гащения безалкогольных напитков биологически активными веществами [Текст] / Л.С. Салманова, Л.Г. Филонова [и др.]. - М. : АгроНИИТЭИПП, 1987. - 28 с.
10. Запрометов, М.Н. Основы биохимии фенольных соединений [Текст] / М. Н. Запро-метов. - М. : Высш. шк., 1974. - 425 с.
11. Аветисова А.О. Структурні зміни на ринку ресторанного господарства. -- Донецьк: ДонДУЕТ ім. Туган-Барановського, 2003. -- 177 с.
12. Агафонова Л.Г., Агафонова О.Є. Туризм, готельний та ресторанний бізнес: ціноутворення, конкуренція, державне регулювання. -- К.: Знання України, 2002. -- 352 с.
13. Богалдин-Малых В.В. Маркетинг и управление в сфере туризма и социально-культурного сервиса: туристические, гостинично-ресторанные и развлекательные комплексы. -- М.: Издательство МПСИ, 2004. -- 559 с.
14. Бородина В.В. Ресторанно-гостиничный бизнес: учет, налоги, маркетинг, менеджмент -- М.: Книжный мир, 2001. -- 165 с.
15. Готельно-ресторанний бізнес: сучасний стан та перспективи розвитку: Матеріали Всеукр. студ. конф., 22-23 лютого 2005 р. -- К., 2005. -- 251 с.
16. Завадинська О.Ю., Литвиненко Т.Є. Організація ресторанного господарства за кордоном. -- К.: КНТЕУ, 2003. -- 200 с.
17. Лук'янова Л.Г., Дорошенко Т.Т., Мініч І.М. Уніфіковані технології готельних послуг. -- К.: Вища школа, 2001. -- 237 с.
18. Нечаюк Л.І., Телеш Н.О. Готельно-ресторанний бізнес: менеджмент. -- К.: Центр Навчальної Літератури, 2003. -- 346 с.
19. Нормативные документы по ресторанному бизнесу. -- М.: Издательский дом "Ресторанные ведомости", 2004. -- 248 с.
20. Ресторанне господарство і туристична індустрія у ринкових умовах. -- К.: КНТЕУ, 2004. -- 208 с.
21. Роглєв Х.Й. Основи готельного менеджменту. -- К.: Кондор, 2005. -- 408 с.
22. Ткаченко Т.І., Гаврилюк С.П. Економіка готельного господарства і туризму. -- К.: КНТЕУ, 2005. -- 180 с.
