WYKŁAD 7 12 i 19.01.2019.

Prezentacja na temat: "WYKŁAD 7 12 i 19.01.2019."— Zapis prezentacji:

1 WYKŁAD 7 12 i

2 Naturalne pigmenty

3 Dlaczego niektóre substancje są barwne?
IR

4 Promieniowanie elektromagnetyczne

5 Wzbudzenie elektronów – skutek absorpcji promieniowania UV-VIS

6 Maksima absorpcji UV-vis
λmax 220 nm β-karoten λmax 497 nm

7 Wpływ pH na λmax

8 Klasyfikacja naturalnych pigmentów
PORFIRYNOWE (tetrapirolowe) zw. hemowe chlorofile Mioglobina Chlorofil b Czerwona Zielony Mięso Szpinak TETRA-TERPENOIDY karotenoidy (karoteny, ksantofile) Karoten Likopen Pomarańczowy Pomarańczowo-czerwony Marchew Pomidory ZW. O-HETERO-CYKLICZNE flawonoidy (polifenole) Antocyjany Flawonole Czerwone/pomarań-czowe/niebieskie Żółte Owoce jagodowe Cebula ZW. N-HETERO-CYKLICZNE betalainy Betanina Betaksantyny Czerwono-fioletowa Burak

9 Pigmenty porfirynowe pirol porfiryna 20 stycznia 2018

10 Pigmenty polienowe (tetraterpenoidy)
rodoksantyna rodoksantyna likopen

11 FLAWONOIDY pelargonidyna

12 BETALAINY betanina

13 PIGMENTY PORFIRYNOWE

14 Chlorofil

15 Widmo absorpcyjne chlorofilu

16 Degradacja chlorofilu
enzym kwas/ogrzewanie -Mg -fitol Feofityna Chlorofilid ogrzewanie kwas/ogrzewanie -Mg -COOCH3 Feoforbid Pirofeofityna ogrzewanie -COOCH3 Pirofeoforbid

17 Właściwości chlorofilu
Stabilny w alkalicznym pH Nietrwały w kwaśnym pH Ulega fotodegradacji Tworzy trwałe kompleksy z Cu2+i Zn2+ Allomeryzacja – w roztworze alkoholowym utlenia się do 10-hydroksychlorofilu i 10-metoksylaktonu chlorofilu (niebiesko-zielone)

18 Mioglobina czerwona

19 Mioglobina Mioglobina (Mb) + O2  Oksymioglobina (MbO2) Mioglobina (Mb)  Metmioglobina (MMb) (Fe2+) (Fe3+)

20 PIGMENTY POLIENOWE

21 Pigmenty polienowe (karotenoidy)

22 Pigmenty polienowe luteina kapsantyna kapsorubina

23 krocyna krocetyna z szafranu

24 Właściwości karotenoidów
Nierozpuszczalne w wodzie Rozpuszczalne w tłuszczach i rozpuszczalnikach. organicznych Izomeryzują w podwyższonej temperaturze, w kwaśnym środowisku, pod wpływem światła Autooksydacja prowadzi do utraty barwy Przy niskim ciśnieniu tlenu są antyutleniaczami, Przy wysokim ciśnieniu tlenu są prooksydantami Dość stabilne w typowych warunkach przechowywania warzyw i owoców

25 FLAWONOIDY (ZWIĄZKI O-HETEROCYKLICZNE)

26 FLAWONOIDY flawan flawan-3-ol flawanon flawon flawonol antocjanidyna
chalkon

27 ANTOCYJANINY

28 ANTOCYJANIDYNY (aglikony antocyjanów)
Pigmenty piranowe - antocjany pelargonidyna cyjanidyna delfinidyna peonidyna petunidyna malwidyna

29

30

31 ANTOCYJANINY W ROZTWORZE
niebieska czerwona bezbarwna bezbarwna

32 BETALAINY (ZWIĄZKI N-HETEROCYKLICZNE)

33 BETALAINY wzór ogólny betanidyna izobetanidyna wulgaksantyna

34 Zmiany barwy betaniny zależne od pH

35 WŁAŚCIWOŚCI BETALAIN Nietrwałe w alkalicznym pH Nietrwałe w kwaśnym pH w podwyższonej temperaturze Trwałe przy niskiej aktywności wody (aw 0.12) Łatwo ulegają utlenianiu Światło przyspiesza oksydatywną degradację Kwas askorbinowy zapobiega ich utlenianiu

36 WITAMINY

37 Rola witamin in vivo: Koenzymy lub ich prekursory (tiamina, ryboflawina) Antyoksydanty (kwas askorbinowy, witamina E) Mechanizmy regulacji genetycznej (witamina A, D) Funkcje specjalne (witamina A w procesie widzenia)

38 Wpływ obecności witamin na zmiany chemiczne w żywności
Czynniki redukujące Wychwytywacze rodników Reagenty w procesach brązowienia Prekursory substancji zapachowych i smakowych

39 Czynniki wpływające na zawartość witamin w surowcach i produktach
Zmienność podczas wzrostu i dojrzewania Reakcje enzymatyczne zachodzące po zbiorze Obróbka wstępna – mycie owoców i warzyw, przemiał ziarna zbóż Blanszowanie i obróbka termiczna Reakcje ze składnikami żywności i substancjami dodawanymi podczas procesów technologicznych (SO2, azotyny, substancje zmieniające pH)

40 Trwałość witamin + - Odcz. obojętny Kwaśny Zasadowy Tlen Światło
Ogrzewanie Witamina A + - Witamina C Witamina H Witamina B12 Witamina D Kwas foliowy Witamina K Niacyna (PP) Kwas pantotenowy (B5) Witamina B6 Ryboflawina (B2) Tiamina (B1) Witamina E + trwała nietrwała

41 Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach
A D E K

42 Witamina A Prowitaminy A: -karoten, -karoten, kryptoksantyna,
Występowanie: wątroba wołowa, wieprzowa, drobiowa, rybna, masło Prowitaminy A: -karoten, -karoten, kryptoksantyna, -apo-8’-karotenal Dzienne zapotrzebowanie μg retinolu 1 μg retinolu = 12 μg -karotenu = 24 μg -karotenu lub kryptoksantyny

43 Prowitaminy A Prowitaminy A: -karoten, -karoten, kryptoksantyna,
-apo-8’-karotenal Występowanie: marchew, liście brokułów, zielone warzywa liściaste Dzienne zapotrzebowanie μg retinolu 1 μg retinolu = 12 μg -karotenu = 24 μg -karotenu lub kryptoksantyny

44 Degradacja witaminy A Procesy oksydacyjne, izomeryzacja wiązań C=C, degradacja termiczna Względna aktywność stereoizomerów witaminy A Izomer Octan retinolu Retinal All-trans 100 91 13-cis 75 93 11-cis 23 47 9-cis 24 19 9-cis, 13-cis 17 11-cis, 13-cis 15 31

45 Witamina D D D2 Źródła: łosoś, makrela, sardynki, tuńczyk

46 Witamina D Powstaje w skórze człowieka pod wpływem światła
słonecznego z 7-dehydrocholesterolu Ulega degradacji pod wpływem naświetlania Ulega degradacji oksydacyjnej pod działaniem tlenu Ulega degradacji w środowisku alkalicznym

47 Witamina E Źródła: Olej z kiełków pszenicy, słonecznikowy, orzechy
β-, γ-, δ-tokoferole oraz tokotrienole wykazują działanie antyutleniające

48 Witamina E Octan α-tokoferylu Aktywność wzgl.(%) RRR 100 All-rac 77
RRS 90 RSS 73 SSS 60 RSR 57 SRS 37 SRR 31 SSR 21 Aktywność witaminy E zależy od konfiguracji centrów chiralnych Bogate źródła α-tokoferolu: olej słonecznikowy, olej z nasion bawełny, olej kukurydziany, olej sojowy, olej z orzeszków ziemnych, szpinak

49 Witamina E Stabilna w warunkach beztlenowych
Ulega szybkiej degradacji w obecności tlenu cząsteczkowego oraz wolnych rodników Działanie antyoksydacyjne mają tokoferole i tokotrienole – wychwytują wolne rodniki (fenolowa grupa OH) Octan tokoferolu nie jest antyoksydantem α-Tokoferol dodany przed wędzeniem do bekonu zapobiega powstawaniu nitrozoamin (wychwytywanie rodników NO, NO2) α-Tokoferol wychwytuje singletowy tlen – utleniając się do chinonu

50 Witamina K

51 Witamina K Menadion – produkt syntetyczny
Źródła: szpinak, brokuły, brukselka, jarmuż brukiew, buraki Witamina K Menadion – produkt syntetyczny Filochinon – produkt roślinny (szpinak, kalafior, kapusta) Menachinony – produkty bakterii jelitowych Odporna na ogrzewanie Ulega degradacji fotochemicznej Zredukowana do hydrochinonu zachowuje aktywność

52 Witaminy rozpuszczalne w wodzie
Kwas askorbinowy – witamina C Tiamina (B1) Ryboflawina (B2) Niacyna (PP) Witamina B6 Kwas foliowy Biotyna (H) Kwas pantotenowy (B5) Witamina B12

53 Kwas L-askorbinowy (witamina C)
Źródła: owoce róży, czarna porzeczka, papryka kwas L-askorbinowy kwas L-dehydroaskorbinowy

54 Witamina C Właściwości redukujące i antyoksydacyjne
Palmitynian lub acetale są rozpuszczalne w lipidach Kwas dehydroaskorbinowy hydrolizuje do kwasu 2,3-diketo- gulonowego (traci aktywność) Łatwo utlenia się w obecności jonów metali Cu2+, Fe3+ Przy niskim stężeniu może być prooksydantem (generuje rodniki hydroksylowe) Degradacja prowadzi do produktów nienasyconych, polimerów, brązowych pigmentów etc.

55 Funkcjonalne zastosowania witaminy C
Inhibicja enzymatycznego brązowienia Wychwytywanie wolnych rodników i tlenu Inhibicja tworzenia nitrozoamin (peklowanie) Redukcja jonów metali Regeneracja innych antyoksydantów (np. redukcja rodników tokoferoli)

56 Tiamina (witamina B1) Źródła: drożdże, ziarna zbóż,
nasiona słonecznika

57 Tiamina (witamina B1) Dość odporna na utlenianie i światło
Nietrwała w roztworach obojętnych i alkalicznych Nietrwała w obecności siarczynów Trwała w produktach o niskiej aktywności wody Degradowana enzymatycznie przez tiaminazy Białka i cukry obniżają szybkość degradacji termicznej Chlor (obecny w wodzie) przyspiesza degradację

58 Ryboflawina (witamina B2)
Źródła: ekstrakt drożdżowy, jaja, mięso, mleko, sery

59 Ryboflawina (witamina B2)
Trwała w roztworach kwaśnych Nietrwała w roztworach obojętnych i alkalicznych Degradowana fotochemicznie do lumiflawiny i lumichromu (traci aktywność) Działa jako sensybilizator podczas fotoutleniania (degradacja kwasu askorbinowego, lipidów etc.)

60 Niacyna (witamina PP) Kwas nikotynowy Źródła:
wątroby, serca, nerki drobiowe, wołowe, tuńczyk, łosoś, awokado, pomidory, orzechy, rośliny strączkowe, drożdże Kwas nikotynowy

61 Niacyna (witamina PP) Najtrwalsza z witamin
Odporna na działanie światła Odporna na utlenianie Stabilna podczas obróbki termicznej Występuje także w postaci kompleksów z cukrami, białkami, fenolami – w tej formie nie jest aktywna

62 Witamina B6 Pirydoksyna fosforan pirydoksalu Źródła:
mięso, warzywa, orzechy, produkty z pełnego ziarna, banany

63 Witamina B6 Trwała w roztworach silnie kwaśnych
Degradowana fotochemicznie traci aktywność Reaguje z wolnymi rodnikami tracąc aktywność Podczas obróbki termicznej różne formy przekształcają się bez utraty aktywności (reakcje transaminacji) Szybkość degradacji zależy od formy witaminy, temperatury, pH, obecności białek, aminokwasów, cukrów

64 Kwas foliowy Źródła: szpinak, szparagi, fasola, groszek, żółtko jaja, drożdże, nasiona słonecznika, wątroby zwierzece

65 Kwas foliowy W naturze – tetrahydropochodna poliglutamylowa
Ulega degradacji oksydacyjnej (tlen, utleniacze) Ulega degradacji fotochemicznej Trwałość zależy od pH - przy pH 1-2 oraz 8-12 najwyższa, przy pH 4-6 najniższa

66 Biotyna (witamina H) D-biotyna Źródła:
surowe żółtko, wątroby, orzechy ziemne

67 Biotyna (witamina H) Dwie formy w naturze – biotyna i biocytyna
Odporna na utlenianie Odporna na działanie światła Odporna na ogrzewanie Degradacji ulega przy ekstremalnych pH Silne utleniacze (H2O2) powodują utlenianie siarki i utratę aktywności

68 Kwas pantotenowy Źródła:
mięso, produkty z pełnego ziarna, brokuły, awokado

69 Kwas pantotenowy Występuje jako fragment struktury koenzymu A
Trwały przy pH 5-7 Trwały podcza przechowywania żywności o niskiej aktywności wody Nie reaguje z innymi składnikami żywności Podczas ogrzewania hydrolizuje wiązanie amidowe

70 Witamina B12

71 Witamina B12 Źródła: ryby i owoce morza, mięso (wątroba), drób, jaja, mleko i przetwory mleczne

72 Witamina B12 Trwała podczas przechowywania i typowej obróbki termicznej Długotrwała obróbka termiczna powoduje degradację Degradacja fotochemiczna prowadzi do akwakobalaminy Najbardziej stabilna przy pH 4-7 Tiamina i nikotynoamid przyspieszają degradację Przy silnie kwaśnym i alkalicznym pH następuje hydroliza i utrata aktywności