Введение
Важной задачей государственной политики в
области питания является улучшение структуры
рациона населения. В природе нет продуктов,
которые содержали бы все необходимые человеку
нутриенты (исключение – материнское молоко).
Нарушение экологического равновесия, применение
современных методов выращивания и обработки
сырья нередко приводят к снижению содержания в
пищевых продуктах важных нутриентов. Увеличение
количества заболеваний, в том числе онкологических,
у людей, проживающих в неблагоприятных эко-
логических условиях, призывает к разработке
эффективных способов защиты человека от
воздействия негативных факторов внешней среды
[1, 2]. При этом возникает особая необходимость
восстановления баланса биологически активных
веществ. В современных условиях особую роль
приобретает разработка технологии производства
продукции с использованием в качестве источника
биологически активных веществ местного
растительного сырья.
Пищевые добавки, полученные из натураль-
ного сырья, обладают не только лечебно-
профилактическим свойствами, но и являются
мощными антиоксидантами. Их применение в
технологии продуктов питания дает ряд преимуществ
перед синтетическими. Позволяет, кроме расширения
ассортимента, повысить биологическую ценность, а
также увеличить срок хранения, что является важным
фактором в современном производстве.
Использование в современных производствен-
ных условиях пищевых добавок синтетического
происхождения экономически выгодно. Но
ксенобиотики, попадая в организм человека и
участвуя в процессах обмена веществ, приводят к
разбалансировке основных функций и развитию
различных заболеваний. Поэтому проблема исполь-
зования в питании пищевых ингредиентов, в част-
ности пищевых добавок природного происхожде-
ния, включая красители, является актуальной. Среди
природных красителей, используемых в пищевых
целях, особо дефицитен зеленый, поэтому извлечение
его из растительного сырья имеет большое
практическое значение.
В современных условиях актуальным является
использование местного растительного сырья. Это
способствует значительному снижению затрат как на
само сырье, часто дорогостоящее, но с аналогичными
или близкими по значению основными физико-
химическими показателями, так и сокращению
расходов, связанных с доставкой его на производство.
Одним из распространенных пряноароматических
растений является растение рода Petroselinum –
петрушка, семейства зонтичных [14]. По своему
химическому составу и присутствию значительного
спектра биологически активных компонентов, в
том числе витаминов и минеральных веществ, она
относится к числу наиболее ценных растений.
Так, в состав зелени Petroselinum vulgare
(петрушки обыкновенной) входят: белки (3,7 %),
липиды (0,4 %), моно- и дисахариды (6,8 %), крахмал
(1,2 %), клетчатка (1,5 %); витамины: В1 (0,05 мг/100 г),
В2 (0,05 мг/100 г), РР (0,7 мг/100 г), С (150 мг/100 г),
каротин (5,7 мг/100 г); минеральные вещества:
натрий (79 мг/100 г), калий (245 мг/100 г), магний
(85,1 мг/100 г), фосфор (95 мг/100 г), железо
(1,9 мг/100 г). Также в составе есть марганец,
алюминий, литий, титан, ванадий, молибден, никель
и другие вещества. Найдены флавоноиды (апиин,
лютеолин, апигенин, кверцетин), пектиновые веще-
ства, эфирное масло (до 6 %), фолиевая кислота [5].
По содержанию аскорбиновой кислоты петрушка
превосходит многие фрукты и овощи. В 100 г
молодых зеленых побегов растения содержится
примерно две суточные нормы витамина С. Это в
10 раз больше, чем в листьях салата и почти в 4 раза
больше, чем в лимонах. По содержанию β-каротина
петрушка не уступает моркови: в 100 г листьев
содержится две суточные нормы β-каротина для
человека – до 12 мг [5].
Благодаря такому наличию разнообразных
полезных компонентов в своем составе с давних
времен петрушка известна своими лечебными
свойствами. Ее применяют для повышения аппетита у
больных, усиления секреции пищеварительных желез,
нормализации работы сердечно-сосудистой системы.
Как дезинфицирующее и противовоспалительное
средство Petroselinum применяют при болезнях
почек, печени, желчного пузыря. Сок, полученный из
свежих листьев, оказывает положительное влияние
на регулирование процессов окисления в организме,
на поддержание нормальной функции надпочечников
demonstrated the maximum degree of chlorophyll recovery. However, this solvent cannot be used in food industry. Therefore,
95% ethanol, which also showed a high degree of chlorophyll extraction, was chosen as the extractant. A set of experiments made it
possible to establish the ratio of feedstock and extractant as 1:60 (three times extraction with a mass ratio of parsley and extract); the
optimal time of each extraction was 0.5 ± 0.1 h. Magnesium carbonate (MgCO2) helped to preserve the dyes. In order to increase the
concentration of coloring substances, the obtained extract was subjected to thickening at a residual pressure of 400 Pa at 40°C.
Conclusion. The obtained concentrate from dried parsley can be used in production of combined foods.
Keywords. Plant materials, chlorophyll, carotenoids, extraction, ethanol
For citation: Kostina NG, Podlegaeva TV, Sergeeva IYu. Extraction of Plant Pigments from Local Raw Materials. Food Processing:
Techniques and Technology. 2019;49(4):522–530. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.21603/2074-9414-2019-4-522-530.
524
Kostina N.G. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2019, vol. 49, no. 4, pp. 522–530
и щитовидной железы. Бактерицидные свойства
петрушки используют при воспалительных процессах
в деснах и на слизистой рта, при диабете.
В петрушке находится значительное количество
солей калия, важной особенностью которых является
их мочегонное свойство, при этом выводятся
продукты обмена веществ. Данное свойство широко
используется в лечебном питании для больных с
нарушенным кровообращением [5].
Зеленый цвет петрушки обусловлен наличием в
ней хлорофилла, в основу строения которого входят
соли магния. Значение этих солей в обеспечении
нормальной жизнедеятельности организма велико.
Магний нормализует жировой и холестериновый
обмен, ускоряет обезвреживание некоторых ядов,
стимулирует желчевыделение [5].
Красящие вещества растительного происхожде-
ния разнообразны по химическому составу и
структуре. Наиболее широко распространены кра-
сящие пигменты, относящиеся по химической
природе к флавоноидным и каротиноидным соеди-
нениям, которые являются основой красных,
оранжевых и желтых красителей. β-каротин служит
для защиты иммунной системы, профилактики
гастроэнтерологических, сердечно-сосудистых и
онкологических заболеваний, известен как антио-
кислитель. Флавоноиды обладают антиоксидан-
тным, капилляроукрепляющим, желчегонным, гепа-
топротекторным, противовирусным и антимикроб-
ным действием [5].
В зависимости от растворимости в воде пигменты,
содержащиеся в растительном сырье, делятся на две
группы: растворимые в воде, находящиеся в соке
растений (лепестках цветков, ягодах, фруктах и т. п.),
и нерастворимые в воде – хлорофилл, каротин,
присутствующие в хлоропластах клеток листьев
зеленых растений, фруктов, овощей и т. п. [6].
Хлорофилл является одним из наиболее
распространенных красящих веществ, обуславли-
вающих окраску практически всего растительного
мира. Также хлорофилл способен превращать
энергию солнечных лучей в энергию химических
связей органических соединений.
Зеленый пигмент большинства растений
состоит из двух видов соединений: хлорофилла «а»
(С55Н72О5N4Мg) сине-зеленого цвета и хлорофилла
«в» (С55Н70О6N4Мg) желто-зеленого. Они отличаются
разной степенью окисленияи некоторыми другими
свойствами. Строение двух видов данных соединений
идентично – магниевые соли тетрапиррола. Однако у
хлорофилла «в» второй пиррольный остаток вместо
метильной группы, как у хлорофилла «а», содержит
альдегидную.
Хлорофиллы характеризуются наличием в своем
составе порфиринового кольца. Порфириновое
кольцо – это плоская квадратная структура,
состоящая из четырех меньших колец (I–IV), каждое
из которых содержит по одному атому азота,
способному взаимодействовать с атомами металлов.
В хлорофилле таким металлом является магний. У
разных хлорофиллов разные боковые цепи и это
несколько изменяет их спектры поглощения.
Отличительной чертой химической структуры
молекулы хлорофилла является присутствие
сопряженной системы двойных связей, образующей
кольцо с атомом магния в центре, обусловливающих
определенные оптические свойства и высокую
фотохимическую активность. Совокупность этих
особенностей определяет отличия в спектрах
поглощения хлорофиллов «а», «в» и зеленый цвет
пигмента, который объясняется непоглощенными
зелеными лучами.
Структурная формула хлорофилла «а»
свидетельствует о том, что пигмент представляет
собой сложный эфир двухосновной кислоты и двух
спиртов – метилового и высокомолекулярного
непредельного спирта фитола. Именно наличие
остатка фитола в хлорофилле придает последнему
липидные свойства, проявляющиеся в его
растворимости в жировых растворителях.
Хлорофилл «а» представляет собой воскооб-
разный порошок черно-синего цвета, хорошо
растворяющийся в эфире, этиловом спирте,
хлороформе, сероуглероде и бензоле, и слаборас-
творимом в холодном этиловом спирте и в
петролейном эфире. Алкогольные растворы имеют
сине-зеленый оттенок. Хлорофилл «в» также трудно
растворим в петролейном эфире, легко – в алкоголе
и эфире. Цвет эфирных и свежих алкогольных
ацетоновых растворов светло-зеленый.
На разрушение хлорофилла оказывает влияние
свет, повышенные температуры, действие щелочей.
При комнатной температуре в растворе хлорофиллы
«а» и «в» подвергаются изомеризации. Кислород
воздуха разрушает хлорофилл только в присутствии
света, а последний – лишь при наличии кислорода.
Чистый хлорофилл в воде нерастворим, но образует
коллоидный раствор. Для извлечения хлорофилла
растительный материал обычно экстрагируют
углеводородами с добавкой спирта, ацетона. В
спирте и водно-спиртовых смесях он дает истинные
растворы [7–9].
Хлорофилл неустойчив в кислых средах, так
как из-за замены комплексно-связанного магния
на водород образуется феофитин, имеющий
бурую окраску. Феофитин – биологически акти-
вное вещество, обладающее антимикробным и
заживляющим действием. Кроме того, феофитин,
как и хлорофилл, обладает противоокислительным
действием. Более жесткая обработка кислотой
приводит к отщеплению этерифицирующего
спирта (фитола). В результате образуется водо-
растворимый феофорбид. Феофорбиды и их
метиловые эфиры, а также хлорофиллид являются
продуктами щелочного гидролиза хлорофиллов
в отсутствии кислорода. Красящие вещества,
525
Костина Н. Г. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2019. Т. 49. № 4 С. 522–530
входящие в состав хлорофиллового зерна, помимо
участия в ассимиляции, являются провитаминами
– веществами, которые в организме человека и
животных легко превращаются в высокоактивные
витамины. Важным является и то, что по своему
строению хлорофилл близок к некоторым важным
дыхательным ферментам (пероксидазе, каталазе и
цитохромоксидазе), а также к красящему веществу
крови – гему.
Повысить устойчивость хлорофилла возможно
проведя замену магния на медь, натрий или калий.
Так получают водо-растворимые комплексы
хлорофиллина – продукта частичного гидролиза
хлорофилла. Полученная структура обусловливает
стойкий ярко-зеленый цвет препаратов, а также их
высокую биологическую активность. Препараты
не только не токсичны, но и в некоторых случаях
устраняют или снижают действие токсинов или
аллергенов [10] .
Таким образом, хлорофилл и его производные
широко используют в качестве красящих
веществ, обладающих высокой биологической
и фармакологической ценностью в пищевой и
фармацевтической промышленности [11, 12].
Учитывая вышесказанное, представляется целесо-
образным изучить физико-химические показатели,
качественный и количественный состав продуктов
переработки петрушки с учетом использования
в производстве пищевых продуктов в качестве
натурального красителя.
Хлорофилл извлекают путем экстрагирования
зеленого растительного материала углеводородами,
этиловым спиртом или ацетоном [13]. Поэтому
для исследования нами было выбрано пять типов
экстрагентов: ацетон, спирт этиловый питьевой
(95 %), гексан, петролейный эфир и хлороформ.
Целью работы является разработка способа
получения экстракта из растительного сырья
и исследование оптимальных параметров для
извлечения красящих веществ из листьев Petroselinum
– петрушки огородной, подвергнутой сушке.
Объекты и методы исследования
Объектом исследования являлись листья
петрушки обыкновенной рода Petroselinum vulgare
в сухом виде, концентраты петрушки, полученные,
экстрагированием ацетоном, спиртом этиловым
питьевым (95 %), гексаном, петролейным эфиром и
хлороформом.
При разработке способа извлечения красящих
веществ и получения пищевого концентрата зеленого
цвета был выбран тип экстрагента, его концентрация
и время экстрагирования. В целях снижения
уровня кислотности концентрата в ходе экстракции
использовали карбонат магния (MgCO3). Карбонат
магния (Е504 (i)) как пищевая добавка разрешен к
применению в пищевой промышленности органами
здравоохранения [3].
Сгущение концентрата проводили в роторно-
пленочном испарителе RVO–64 (остаточное давление
– 400 Па, температура – 40 °С).
Массовую долю хлорофиллов и каротиноидов
определяли спектрофотометрическим методом. Для
этого проводили измерения оптической плотности
вытяжки (экстракта) пигментов на спектрофотометре
UNICU 2100 при длинах волн, соответствующих
максимумам поглощения хлорофиллов «а» (663 нм),
«в» (645 нм) и максимуме поглощения каротиноидов
(440,5 нм). Расчет концентрации пигментов вели по
уравнениям Ветштейна и Хольма [4].
Результаты и их обсуждение
В ходе эксперимента с применением вышеука-
занных экстрагентов были получены концентраты
из зелени петрушки сушеной. Определяющим
показателем для окончательного выбора экстрагента
являлось гигиеническая безопасность растворителя,
а также суммарное содержание хлорофиллов,
обусловливающих цвет вытяжки. Так как наряду
с хлорофиллами экстрагируются каротиноиды, то
определяли содержание и этих веществ.
Полученные результаты представлены в таблице 1.
В ходе эксперимента было установлено,
что максимальная степень хлорофиллов «а» и
«в» наблюдалась при использовании ацетона.
Содержание хлорофиллов в вытяжке из ацетона
примерно на 5 % больше, чем в экстракте,
полученным с применением этилового спирта. Так
как ацетон запрещен к использованию в пищевой
промышленности, то в качестве экстрагента был
Таблица 1. Содержание хлорофиллов и каротиноидов в экстракте с использованием различных экстрагентов, (А + а), п = 10
Table 1. Content of chlorophylls and carotenoids in the extract using various extractants, (A + a), n = 10
Тип экстрагента Содержание, мг/100г
Хлорофилл «а» Хлорофилл «в» Сумма хлорофиллов
«а» и «в»
Сумма
каротиноидов
Ацетон
Спирт этиловый
Гексан
Петролейный эфир
Хлороформ
438,43 ± 0,30
390,99 ± 0,12
321,15 ± 0,10
305,18 ± 0,21
290,20 ± 0,29
360,31 ± 0,13
368,21 ± 0,20
282,12 ± 0,11
343,14 ± 0,11
257,27 ± 0,24
798,74 ± 0,34
759,20 ± 0,32
603,27 ± 0,21
648,32 ± 0,32
547,47 ± 0,53
44,23 ± 0,11
88,57 ± 0,13
94,21 ± 0,22
75,37 ± 0,12
58,28 ± 0,21
526
Kostina N.G. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2019, vol. 49, no. 4, pp. 522–530
выбран 95 % этиловый спирт, показывающий
высокую степень извлечения суммы хлорофиллов
«а» и «в».
С целью максимального извлечения зеленых
пигментов из сырья были использованы
различные концентрации этанола: 95, 85, 75, 65 и
55 %. Была установлена зависимость степени
извлечения хлорофиллов «а», «в» и каротиноидов
от процентного содержания спирта. Полученные
данные графически представлены на рисунках 1
и 2. Анализируя степень извлечения магниевых
комплексов тетрапирролов порфиринового строения
следует, что данные зависимости носят линейный
характер (рис. 1).
Для получения математической модели проведен
статистический анализ и получены следующие
уравнения регрессии:
степень извлечения хлорофилла «а» (Y1)
Y1 = 2,18 · X – 15,58, R2 = 0,96 (1)
степень извлечения хлорофилла «в» (Y2)
Y2 = 1,89 · X – 13,54, R2 = 0,97 (2)
сумма хлорофиллов «а» и «в» (Y3)
Y3 = 4,7 · X – 29,12, R2 = 0,98 (3)
где Х – концентрация этанола, %;
R2 – коэффициент множественной корреляции.
Выявлено, что снижение концентрации этанола
приводит к уменьшению содержания хлорофиллов
«а» и «в», а также к увеличению содержания
каротиноидов.
Так как наша задача – извлечь из растительного
сырья хлорофиллы, а каротиноиды мы рассма-
триваем как сопутствующий биологически
активный компонент, то из полученных данных
следует, что экстракт с применением 95 %
этилового спирта является наиболее богатым по
содержанию магниевых комплексов тетрапирролов
порфиринового строения.
Соотношение расхода масс экстрагента и
твердых частиц оказывает существенное влияние
на скорость процесса и полноту извлечения
экстрагируемого вещества. Чем больше масса
экстрагента по отношению к массе твердых частиц,
тем в меньшей степени повышается его концентрация
при извлечении одного и того же количества
экстрагируемого вещества [15].
Дальнейшие исследования проводились по
определению параметров экстракции. С этой целью
были проведены следующие виды экспериментов:
– массовое соотношение зелень – экстрагент 1:20,
продолжительность экстракции 24 ч;
– массовое соотношение зелень – экстрагент 1:40,
продолжительность экстракции 24 ч;
– осуществляется трехкратная экстракция, мас-
совое соотношение зелень – экстаргент 1:60,
продолжительность каждой экстракции 24 ч. Филь-
трат собирается в отдельную емкость;
– осуществляется трехкратная экстракция зе-
лень – экстрагент 1:30, продолжительность каждой
экстракции 24 ч. Фильтрат собирается в общую
емкость.
Опытным путем была установлена степень
извлечения экстрагируемых веществ зелени петрушки
сушеной от выбора массового соотношения зелени
и растворителя. Результаты опытов представлены в
таблице 2.
Проведенные исследования показали, что при
трехкратной экстракции и массовом соотношении
Рисунок 1. Зависимость содержания хлорофиллов
в экстракте от концентрации этанола
Figure 1. Effect of ethanol concentration on the content
of chlorophylls in the extract
Рисунок 2. Зависимость содержания каротиноидов
в экстракте от концентрации этанола
Figure 2. Effect of ethanol concentration on the content
of carotenoids in the extract
Рисунок 1. Зависимость содержания хлорофиллов в экстракте от концентрации этанола
Рисунок 3. Зависимость содержания хлорофиллов в экстракте от продолжительности экстракции
0
70
140
210
280
350
55 65 75 85 95
Массовая доля хлорофилло,
мг/100 г
Концентрация этанола, %
Хлорофилл "а" Хлорофилл "в"
Хлорофиллы "а"+"в"
0
7
14
21
28
35
55 65 75 85 95
Массовая доля каротиноидов,
мг/100 г
Концентрация этанола, %
0
200
400
600
800
0 0,5 1 1,5
Хлорофилл "а" Хлорофилл "в"
Хлорофилл "а"+"в"
20
40
60
80
100
Массовая доля каротиноидов,
мг/100 г
Хророфилл «а» Хророфилл «в»
Хророфиллы «а» + «в»
Рисунок 1. Зависимость содержания хлорофиллов в экстракте от концентрации этанола
Рисунок 3. Зависимость содержания хлорофиллов в экстракте от продолжительности экстракции
0
70
140
210
280
350
55 65 75 85 95
Массовая доля хлорофилло,
мг/100 г
Концентрация этанола, %
Хлорофилл "а" Хлорофилл "в"
Хлорофиллы "а"+"в"
0
7
14
21
28
35
55 65 75 85 95
Массовая доля каротиноидов,
мг/100 г
Концентрация этанола, %
0
200
400
600
800
0 0,5 1 1,5
Хлорофилл "а" Хлорофилл "в"
Хлорофилл "а"+"в"
20
40
60
80
100
Массовая доля каротиноидов,
мг/100 г
Рисунок 1. Зависимость содержания хлорофиллов в экстракте от концентрации этанола
Рисунок 3. Зависимость содержания хлорофиллов в экстракте от продолжительности экстракции
0
70
140
210
280
350
55 65 75 85 95
Массовая доля хлорофилло,
мг/100 г
Концентрация этанола, %
Хлорофилл "а" Хлорофилл "в"
Хлорофиллы "а"+"в"
0
7
14
21
28
35
55 65 75 85 95
Массовая доля каротиноидов,
мг/100 г
Концентрация этанола, %
0
200
400
600
800
0 0,5 1 1,5
Хлорофилл "а" Хлорофилл "в"
Хлорофилл "а"+"в"
40
60
80
100
Массовая доля каротиноидов,
мг/100 г
Рисунок 1. Зависимость содержания хлорофиллов в экстракте от концентрации этанола
Рисунок 3. Зависимость содержания хлорофиллов в экстракте от продолжительности экстракции
0
70
140
210
280
350
55 65 75 85 95
Массовая доля хлорофилло,
мг/100 г
Концентрация этанола, %
Хлорофилл "а" Хлорофилл "в"
Хлорофиллы "а"+"в"
0
7
14
21
28
35
55 65 75 85 95
Массовая доля каротиноидов,
мг/100 г
Концентрация этанола, %
0
200
400
600
800
0 0,5 1 1,5
Хлорофилл "а" Хлорофилл "в"
Хлорофилл "а"+"в"
0
20
40
60
80
100
Массовая доля каротиноидов,
мг/100 г
Рисунок 1. Зависимость содержания хлорофиллов в экстракте от Рисунок 3. Зависимость содержания хлорофиллов в экстракте от продолжительности Хлорофилл "а" Хлорофилл "в"
Хлорофиллы "а"+"в"
0
7
14
21
28
35
55 65 75 85 95
Массовая доля каротиноидов,
мг/100 г
Концентрация этанола, %
0
200
400
600
800
0 0,5 1 1,5
Хлорофилл "а" Хлорофилл "в"
Хлорофилл "а"+"в"
0
20
40
60
80
100
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Массовая доля каротиноидов,
мг/100 г
Продолжительность экстракции, ч
у = –0,0059х2 + 0,5673х + 19,753
R2 = 0,9337
Рисунок 1. Зависимость содержания хлорофиллов в экстракте от концентрации этанола
Рисунок 3. Зависимость содержания хлорофиллов в экстракте от продолжительности экстракции
Хлорофилл "а" Хлорофилл "в"
Хлорофиллы "а"+"в"
0
7
14
21
28
35
55 65 75 85 95
каротиноидов,
мг/100 г
Концентрация этанола, %
0
200
400
600
800
0 0,5 1 1,5
Хлорофилл "а" Хлорофилл "в"
Хлорофилл "а"+"в"
0
20
40
60
80
100
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Массовая доля каротиноидов,
мг/100 г
Продолжительность экстракции, ч
527
Костина Н. Г. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2019. Т. 49. № 4 С. 522–530
зелени петрушки – экстракта 1:60 полученный
концентрат содержит хлорофиллов в 1,2 раза больше,
а содержание каротиноидов в нем в 1,3 раза выше,
чем в экстракте, полученном в опыте № 4.
Из литературных источников известно, что
низкочастотные механические колебания значи-
тельно интенсифицируют процесс извлечения
экстрактивных веществ из растений [16, 17]. Кроме
того, применение электромагнитной мешалки
сокращает процесс экстракции. Поэтому в ходе
проведения эксперимента была использована
магнитная мешалка. Это позволило сократить
продолжительность экстракции с 24 ч до 1,5 ч.
При извлечении хлорофиллов и каротиноидов
из зелени петрушки огородной была выявлена
зависимость содержания пигментных веществ от
продолжительности экстракции (рис. 3 и 4).
Из представленных рисунков видно, что
максимальное извлечение хлорофиллов и каро-
тиноидов из петрушки сушеной происходит впервые
0,5 ч, затем наблюдается наступление равновесной
концентрации. На основании экспериментальных
исследований можно сделать вывод, что экстракцию
следует проводить в течение 0,5 ч. Дальнейшее
увеличение продолжительности экстрагирования
нецелесообразно, т. к. содержание красящих веществ
при дальнейшей экстракции не изменяется.
Известно, что хлорофиллы и каротиноиды
чувствительны к изменениям рН. Наряду с общим
увеличением суммы хлорофиллов и каротиноидов
в системе за счет экстрагирования новых партий
хлорофиллов и каротиноидов концентрата, происхо-
дит разрушение части уже извлеченных пигментов
под действием органических кислот. С целью пре-
дотвращения этого процесса в систему вводили
0,1–1,0 % МgСО3 от количества сырья, который
связывает кислоты и тем самым понижает
кислотность экстракта из зелени петрушки, а также
способствует стабилизации цвета. Экстракт из
петрушки огородной представляет собой прозрачную
жидкость изумрудно-зеленого цвета.
Определены следующие условия процесса
экстракции: экстрагент – 95 % этиловый спирт,
массовое соотношение зелень – спирт – 1:60,
трехкратная экстракция, температура – 20 ± 2 °С,
продолжительность экстракции – 0,5 ± 0,1 ч.
С целью выбора оптимальных параметров
концентрирования растительного экстракта были
проведены опыты по выпариванию экстрагента
(95 % этилового спирта) в роторно-пленочном
испарителе RVO–64. Найдены оптимальные
условия, при которых процесс концентрирования
будет эффективен: остаточное давление – 400 Па,
Рисунок 3. Зависимость содержания хлорофиллов
в экстракте от продолжительности экстракции
Figure 3. Effect of extraction time on the content
of chlorophylls in the extract
Рисунок 4. Зависимость содержания каротиноидов
в экстракте от продолжительности экстракции
Figure 4. Effect of extraction time on the content
of carotenoids in the extract
Таблица 2. Выбор оптимальных условий экстракции (А ± а), п = 10
Table 2. Optimal extraction conditions (A ± a), n = 10
№
опыта
Массовая доля, мг/100г
Хлорофилл «а» Хлорофилл «в» Сумма хлорофиллов «а» и «в» Сумма каротиноидов
1234
146,47 ± 0,34
231,14 ± 0,22
390,99 ± 0,12
374,83 ± 0,22
102,20 ± 0,13
175,14 ± 0,11
368,21 ± 0,20
298,24 ± 0,10
248,67 ± 0,43
406,28 ± 0,30
789,20 ± 0,32
637,07 ± 0,34
38,22 ± 0,15
44,40 ± 0,12
88,57 ± 0,14
68,71 ± 0,26
Рисунок 1. Зависимость содержания хлорофиллов в экстракте от концентрации этанола
Рисунок 3. Зависимость содержания хлорофиллов в экстракте от продолжительности экстракции
0
70
140
210
280
350
55 65 75 85 95
Массовая доля хлорофилло,
мг/100 г
Концентрация этанола, %
Хлорофилл "а" Хлорофилл "в"
Хлорофиллы "а"+"в"
0
7
14
21
28
35
55 65 75 85 95
Массовая доля каротиноидов,
мг/100 г
Концентрация этанола, %
0
200
400
600
800
0 0,5 1 1,5
Хлорофилл "а" Хлорофилл "в"
Хлорофилл "а"+"в"
20
40
60
80
100
Массовая доля каротиноидов,
мг/100 г
Хророфилл «а» Хророфилл «в»
Хророфиллы «а» + «в»
Рисунок 1. Зависимость содержания хлорофиллов в экстракте от концентрации этанола
0
70
140
210
280
350
55 65 75 85 95
Массовая доля хлорофилло,
мг/100 г
Концентрация этанола, %
Хлорофилл "а" Хлорофилл "в"
Хлорофиллы "а"+"в"
14
21
28
35
Массовая доля каротиноидов,
мг/100 г
Рисунок 1. Зависимость содержания хлорофиллов в экстракте от концентрации этанола
0
70
140
210
280
350
55 65 75 85 95
Массовая доля хлорофилло,
мг/100 г
Концентрация этанола, %
Хлорофилл "а" Хлорофилл "в"
Хлорофиллы "а"+"в"
14
21
28
35
Массовая доля каротиноидов,
мг/100 г
Рисунок 1. Зависимость содержания хлорофиллов в экстракте от концентрации этанола
0
70
140
210
280
350
55 65 75 85 95
Массовая доля хлорофилло,
мг/100 г
Концентрация этанола, %
Хлорофилл "а" Хлорофилл "в"
Хлорофиллы "а"+"в"
14
21
28
35
Массовая доля каротиноидов,
мг/100 г
Массовая доля хророфиллов, мг/100 г
Продолжительность экстракции, ч
Рисунок 1. Зависимость содержания хлорофиллов в экстракте от Рисунок 3. Зависимость содержания хлорофиллов в экстракте от продолжительности 0
70
140
210
55 65 75 85 95
Массовая доля мг/100 Концентрация этанола, %
Хлорофилл "а" Хлорофилл "в"
Хлорофиллы "а"+"в"
0
7
14
21
28
35
55 65 75 85 95
Массовая доля каротиноидов,
мг/100 г
Концентрация этанола, %
0
200
400
600
800
0 0,5 1 1,5
Хлорофилл "а" Хлорофилл "в"
Хлорофилл "а"+"в"
0
20
40
60
80
100
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Массовая доля каротиноидов,
мг/100 г
Продолжительность экстракции, ч
528
Kostina N.G. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2019, vol. 49, no. 4, pp. 522–530
температура – 40 °С. При этом: содержание
хлорофилла «а» – 1681,9392 мг/100 г; содержание
хлорофилла «в» – 978,90715 мг/100 г; содержание
каротиноидов – 1281,2859 мг/100 г.
Выводы
Разработан способ получения концентрата из
зелени петрушки сушеной для его использования
при производстве комбинированных продуктов.
Исследована экстракция сушеной зелени петрушки
огородной пятью растворителями. Показаны преиму-
щества 95 % этилового спирта при извлечении
пигментов. Рациональным режимом экстрагирования
является трехкратная экстракция 95 % этиловым
спиртом в присутствии карбоната магния (MgCO2),
продолжительность каждой экстракции 0,5 ± 0,1 ч.
Концентрацию экстракта проводят в условиях: темпе-
ратура 40 ± 2 °С, остаточное давление 400 ± 40 Па, до
достижения массовой доли сухих веществ 75–80 %.
Критерии авторства
Н. Г. Костина руководила проектом, Т. В. Подле-
гаева и И. Ю. Сергеева принимали участие в экспе-
риментальных исследованиях.
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что конфликта интересов нет.
Contribution
N.G. Kostina supervides the project; T.V. Podlegaeva
and I.Yu. Sergeeva took part in experimental studies.
Conflict of interest
The authors declare that there is no conflict of interest
regarding the publication of this article.

1. Zimina MI, Sukhih SA, Babich OO, Noskova SY, Abrashina AA, Prosekov AYu. Investigating antibiotic activity of the Genus bacillus strains and properties of their bacteriocins in order to develop next-generation pharmaceuticals. Foods and Raw Materials. 2016;4(2):92-100. DOI: http://doi.org/10.21179/2308-4057-2016-2-92-100.

2. Prosekov AYu, Mudrikova OV, Babich OO. Determination of cinnamic acid by capillary zone electrophoresis using ionpair reagents. Journal of Analytical Chemistry. 2012;67(5):474-477. DOI: https://doi.org/10.1134/S1061934812030100.

3. Buldakov AS. Pishchevye dobavki [Food additives]. St. Petersburg: Ut; 1996. 240 p. (In Russ.).

4. Smirnov EV. Pishchevye krasiteli [Food dyes]. St. Petersburg: Professiya; 2009. 352 p. (In Russ.).

5. Pastushenkov LV, Pastushenkov AL, Pastushenkov VL. Lekarstvennye rasteniya. Ispolʹzovanie v narodnoy meditsine i bytu [Medicinal plants. Use in folk medicine and everyday life]. St. Petersburg: BHV-Petersburg; 2012. 432 p. (In Russ.).

6. Schoefs B. Chlorophyll and carotenoid analysis in food products. A practical case-by-case view. Trac - Trends in Analytical Chemistry. 2003;22(6):335-339. DOI: https://doi.org/10.1016/S0165-9936(03)00602-2.

7. Zaushintsena AV, Milentyeva IS, Babich OO, Noskova SY, Kiseleva TF, Popova DG, et al. Quantitative and qualitative profile of biologically active substances extracted from purple echinacea (Echinacea Purpurea L.) growing in the Kemerovo region: functional foods application. Foods and Raw Materials. 2019;7(1):84-92. DOI: https://doi.org/10.21603/2308-4057-2019-1-84-92.

8. Dudek G, Strzelewicz A, Krasowska M, Rybak A, Turczyn R. A spectrophotometric method for plant pigments determination and herbs classification. Chemical Papers. 2014;68(5):579-583. DOI: https://doi.org/10.2478/s11696-013-0502-x.

9. Lan S, Wu L, Zhang D, Hu C, Liu Y. Ethanol outperforms multiple solvents in the extraction of chlorophyll-a from biological soil crusts. Soil Biology and Biochemistry. 2011;43(4):857-861. DOI: https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2010.12.007.

10. Katserikova NV, Kostina NG. Prirodnye pigmenty v kachestve pishchevykh dobavok (obzor) [Natural pigments as food additives (review)]. Food processing Industry. 1998;(4):18-20. (In Russ.).

11. Boonsong P, Laohakunjit N, Kerdchoechuen O, Matta FB. Detection of pigments and natural colorants from Thai herbal plants for possible use as coloring dyes. HortScience. 2011;46(2):265-272.

12. Naimushina LV, Karaseva AYu, Chesnokov NV. Spectrophotometric study of chlorophyll and its derivatives accumulation in melissa officinalis extracts using two-phase solvent system. Journal of Siberian Federal University. Chemistry. 2012;5(3):281-288. (In Russ.).

13. Zeng GM, Zhou J, Huang T, Liu SY, Ji FF, Wang P. Extraction of chlorophyll-a from eutrophic water by repeated freezing and thawing-extraction method. Asian Journal of Chemistry. 2014;26(8):2289-2292. DOI: https://doi.org/10.14233/ajchem.2014.15700.

14. Katserikova NV, Ostroumov LA, Kostina NG, Vinogradova LA. Kontsentrat iz sushenoy zeleni petrushki kak potentsialʹnyy istochnik pishchevykh krasyashchikh veshchestv [Dried parsley concentrate as a potential source of food dyes]. Storage and Processing of Farm Products. 2001;(4):63-64. (In Russ.).

15. Ivakhnov AD, Skrebets TE, Bogolitsyn KG. Supercritical fluid extraction of Laminaria Digitata chlorophyll and carotinoids. Chemistry of plant raw material. 2014;(4):177-182. (In Russ.).

16. Danilchuk TN, Ganina VI. Prospects of using extremely low doses of physical factors impact in food biotechnology. Foods and Raw Materials. 2018;6(2):305-313. DOI: https://doi.org/10.21603/2308-4057-2018-2-305-313.

17. Macias-Sanchez MD, Mantell C, Rodriguez M, Martínez de la Ossa E, Lubián LM, Montero O. Comparison of supercritical fluid and ultrasound-assisted extraction of carotenoids and chlorophyll a from Dunaliella salina. Talanta. 2009;77(3):948-952. DOI: https://doi.org/10.1016/j.talanta.2008.07.032.