К ВОПРОСУ О СТРУКТУРЕ ПРОДУКТОВ КАРАМЕЛИЗАЦИИ D-МАЛЬТОЗЫ В ВОДНО-ЭТАНОЛЬНЫХ СРЕДАХ

Игорь Сергеевич Черепанов

Аннотация


Исследование процессов карамелизации в углеводных системах традиционно осложняется сравнительно жесткими условиями проведения реакций, приводящими к значительному количеству продуктов, при этом прогнозируемые свойства карамелей являются биологически важными, в связи с чем представляется перспективным изучение формирования определяющей их структуры. На основании анализа данных производной ИК-спектроскопии произведено отнесение основных полос поглощения в области колебаний эфирных связей, показано присутствие в структуре карамелей гликозидных фрагментов, являющихся как остатками мальтозы, так и новообразованиями, формирующимися в процессе карамелизации. Данные выводы были сделаны на основании факта появления дополнительных полос поглощения в интервалах 1200–1000 и 990–930 см–1. Формирование олигоструктур реализуется при термическом воздействии в сравнительно мягких условиях термостатирования в смешанном растворителе и активирующем действии малых количеств щелочи. Механизмы возникновения промежуточных продуктов начальных стадий можно представить как щелочной сольволиз мальтозы, либо как рециклизацию с элиминированием и образованием дикарбонильных редуктонов; в первом случае вероятно образование способных к дальнейшим термическим превращениям ангидроформ, второй путь является ключевым для формирования окрашенных продуктов карамелизации. Совокупность реализующихся в общем случае начальных неселективных процессов приводит к образованию на поздних стадиях смесей продуктов, способных к фракционированию посредством диализа. Анализ ИК-спектров в карбонильной области показывает наличие в продуктах полных реакционных систем полос поглощения β-дикарбонильных и сопряженных β-гидрокси-α,β-еноновых фрагментов (1600, 1625, 1720 см–1), которые не фиксируются в ИК-спектрах недиализуемых продуктов. На этом основании можно отнести значительную часть окрашенных продуктов к низкомолекулярным структурам, тогда как сравнительно «бедный» сигналами ИК-спектр недиализуемого продукта представляет олигомерную составляющую карамелей.

Ключевые слова


D-мальтоза; карамелизация; водно-этанольные среды; производная ИК-спектроскопия; олигогликозидные фрагменты; окрашенные продукты; диализ; ангдироформы; дикарбонильные структуры

Полный текст:

PDF

Литература


Benjakul S., Visessanguan W., Phonghanpai V., Tanaka M. Antioxidative activity of caramelization products and their preventive effect on lipid oxidation in fish mince. Food Chem., 2005, vol. 90, pp. 231–239. DOI: 10.1016/j.foodchem.2004.03.045.

Kroh L. Caramelisation in food and beverages. Food Chem, 1994, vol. 51, pp. 373–379. DOI: 10.1016/0308-8146(94)90188-0

Fadel H.H., Farouk A. Caramelization of maltose solution in the presence of alanine. Amino Acids, 2002, vol. 22, pp. 199–213. DOI: 10.1007/ s007260200.

Golon A., Kuhnert N. Unraveling the chemical composition of caramels. J. Agric Food Chem, 2012, vol. 60, pp. 3266–3272. DOI:10.1021/jf204807z.

Hohno H., Adachi S. Disaccharide for-mation in thermal degradation of lactose / H. Honho. J. Dairy Sci., 1982, vol. 65, pp. 1421–1427. DOI: 10.3168/jds.S0022-0302(82)82364-3.

Yamamori A., Okada H., Kawazoe N., Muramatsu K., Onodera S., Shiomi N. Characteristics of α-D-fructofuranosyl-(2→6)-D-glucose synthesized from D-glucose and D-fructose by thermal treatment. J. Appl. Glycosci, 2014, vol. 61, pp. 99–104. DOI: 10.5458/ jag.jag.JAG-2014_001.

Matsuhiro B., Rivas P. Second-derivative Fourier transform infrared spectra of seaweed galactans. J. Appl. Phycol., 1993, vol. 5, pp. 45–51. DOI: 10.1007/BF02182421

Nikolaenko N.A., Buslov D.K., Sushko N.I., Zhbankov R.G. Investigation of stretching vibration of glycosidic linkages of disaccharides and polysaccharides with use of IR spectra deconvolution. Biopolymers, 2000, vol. 57, pp. 257–262.DOI: 10.1002/1097-0282(2000)57:4.

Kacurakova M., Mathlouthi M. FTIR and laser-Raman spectra of oligosaccharides in water: characterization of the glycosidic bond. Carbohydr. Res., 1996, vol. 284, pp. 145–157. DOI:10.1016/0008-6215(95)00412-2.

Sekkai M., Dincq V., Legnard P., Huvenne J.P. Investigation of the glycosidic linkages in several oligosaccharides using FT-IR and FT Raman spectroscopies . J. Mol. Struct., 1995, vol. 349, pp. 349–352. DOI: 10.1016/0022-2860(95)08871-P.

Cerny M., Stanek J. 1,6-anhydro derivatives of aldohexoses. Adv. Carbohydr. Chem. Biochem, 1977, vol. 34, pp. 24–178.

Hollnagel A., Kroh L. Degradation of oligosaccharides in nonenzymatic browning by formation of α-dicarbonyl compounds via a «peeling off» mechanism. J. Agric. Food Chem., 2000, vol. 48, pp. 6219–6226. DOI: 10.1021/jf9906127.

Lewin M., Ziderman I., Weiss N., Basch A., Ettinger A. Chromogen formation during the alkaline degradation of hydrocellulose and cellobiose. Carbohydr. Res., 1978, vol. 62, pp. 393–398. DOI: 10. 1016/ S0008-6215(00)80890-3.

Chi Y.D., Berglund K.A. Kinetics of difructosedianhydrides formation under fructose crystallization conditions. Starch, 1990, vol. 42, pp. 112–117. DOI: 0038-9056/90/0303-0112.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.