Вестник МГТУ. 2017, том 20, № 3.

Черепанов И. С. и др. Процессы меланоидинообразования в этанольных системах… 526 УДК 664.11:547.97 И. С. Черепанов, К. А. Сергеева Процессы меланоидинообразования в этанольных системах моносахарид – ариламин – медь (II) Представлены результаты исследований по изучению закономерностей меланоидинообразования при взаимодействии D -глюкозы и D -ксилозы с п -аминобензойной кислотой (ПАБК) в кислых спиртовых средах; особенностью выбранных тройных систем является, во-первых, наличие малоактивного аминокомпонента бензольного ряда, во-вторых, присутствие каталитических количеств биогенного металла. Закономерности формирования структуры меланоидинов из подобных систем практически не изучены, при этом для них прогнозируются важные биологические свойства, что требует исследования кинетики реакций и разработки методик их направленного синтеза. Изучение проводилось синтетическими методами в совокупности с методикой отбора проб со спектрофотометрической регистрацией и привлечением ИК-спектроскопии. На основании анализа электронных спектров показано более интенсивное меланоидинообразование в случае реакции с D -ксилозой, что может быть связано как со стерическими факторами, так и со способностью альдопентоз давать на промежуточных стадиях более реакционно способные интермедиаты по сравнению с альдогексозами. Подтверждена ускоряющая роль ионов меди (II) в качестве комплексообразующего центра, катализирующего как образование, так и распад промежуточных продуктов реакции на разных стадиях, наряду с этим ускоряющее действие заметно проявляется, начиная с концентраций ионов меди около 60 мг/л, в то же время степень хелатирования меди (II) конечными продуктами относительно низкая. Отмечен эффект растворителя, в частности влияние этанола на характер амино-карбонильных взаимодействий, проявляющееся в усилении тенденции углеводов к рециклизации, что также, вероятно, ускоряет процессы меланоидинообразования. Установлено, что процент параллельно протекающих процессов прямой деструкции углеводов (карамелизации) в выбранных условиях незначителен, это позволяет на базе проведенных исследований разработать методики синтеза целевых меланоидиновых продуктов. Ключевые слова: D -глюкоза, D -ксилоза, п -аминобензойная кислота, этанольные среды, медь (II), меланоидинообразование, карамелизация. Введение Амино-карбонильные взаимодействия являются основой группы биологически важных процессов пищевой технологии известных как меланоидинообразование и изучаются в различных аспектах уже более ста лет, при этом происходит постоянное появление и последующее развитие новых направлений исследований, позволяющих существенно расширить как теоретические, так и прикладные представления о закономерностях формирования структуры и свойствах меланоидинов. Одним из таких направлений является сформировавшееся в 60-х гг. XX в. изучение сахар-аминных реакций в присутствии ионов биогенных металлов. К настоящему моменту получены данные как по кинетике взаимодействия, так и по структуре промежуточных и конечных продуктов, в то же время разными авторами зачастую представляются противоречивые выводы. Кроме того, большинство опубликованных работ посвящены исследованию меланоидинообразования в модельных водных системах на основе углеводов и алифатических аминокислот, в связи с чем представляется интересным изучить поведение сахар-аминных систем в присутствии ионов металлов в неводных средах, выбрав вместе с тем биоактивные ароматические амины в качестве реагентов, на основе которых могут быть синтезированы меланоидиновые продукты с ценными физиологическими свойствами. Материалы и методы Реагенты для исследований применялись марок "ч.д.а." и "х.ч.", в качестве растворителя использовался неабсолютированный этанол, эксперимент проводился нагреванием этанольных систем углевод – ПАБК эквимолярного состава (0,002 моль, 62–96 % EtOH, 80 °С) в присутствии ионов меди (II), при этом во всех реакционных системах создавалась концентрация С(Cu 2+ ) = 100 мг/л, кроме изучения зависимости А = f (C Cu ). Термостатирование проводилось в колбах с водяным обогревом и обратным холодильником [1], через определенные промежутки времени отбирались микропробы (0,2 мл), которые разбавлялись в мерных колбах, в кварцевых кюветах регистрировались спектры поглощения в УФ- и видимой областях спектрального диапазона (спектрофотометр СФ-2000, l = 1 см). ИК-спектры твердых образцов, выделяемых из реакционных систем, снимались в таблетках KBr (1 : 200) на ИК-Фурье спектрометре ФСМ-2201, количественное определение меди в твердых образцах проводилось на рентгено-флуоресцентном спектрометре "Спектроскан МАКС-GV".