UNIVERZITET U NIŠU

PRIRODNO-MATEMATIČKI FAKULTET

DEPARTMAN ZA HEMIJU

KINETIKA TERMIČKE DEGRADACIJE BILJNIH PIGMENATA

-MASTER RAD-

MENTOR: STUDENT:

drMilan Mitić Jelena Pejčić, 63

U Nišu, 2016.

ПРИРОДНO-MАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ

НИШ

КЉУЧНА ДОКУМЕНТАЦИЈСКА ИНФОРМАЦИЈА

Редни број, РБР:

Идентификациони број, ИБР:

Тип документације, ТД: Монографска

Тип записа, ТЗ: текстуални / графички

Врста рада, ВР: мастер рад

Аутор, АУ: Јелена Пејчић

Ментор, МН: Милан Митић

Наслов рада, НР: Кинетика термичке деградацијебиљних пигмената

Језик публикације, ЈП: Српски

Језик извода, ЈИ: Енглески

Земља публиковања, ЗП: Р. Србија

Уже географско подручје, УГП: Р. Србија

Година, ГО: 2016.

Издавач, ИЗ: ауторски репринт

Место и адреса, МА: Ниш, Вишеградска 33.

Физички опис рада, ФО:

(поглавља/страна/ цитата/табела/слика/графика/прилога)

46стр.,10 tabele,16 slike

Научна област, НО: Хемија

Научна дисциплина, НД: Физичка и аналитичка хемија

Предметна одредница/Кључне речи, ПО: Боровница, јагода, антоцијани, кинетика деградације

УДК 543.23:547.972.3

Чува се, ЧУ: Библиотека

Важна напомена, ВН:

Извод, ИЗ: Праћен је утицај температуре (75, 85, 95 0C) у току четири сата на

садржај индивидуалних антоцијана у комерцијалном соку од јагоде и

боровнице.Добијени резултатису показали да кинетика деградације прати

реакцију првог реда.

Датум прихватања теме, ДП:

Датум одбране, ДО:

Чланови комисије, КО: Председник:

Члан:

Члан, ментор:

Accession number, ANO:

Identification number, INO:

Document type, DT: Monograph

Type of record, TR: textual / graphic

Contents code, CC: university degree thesis

Author, AU: Јelena Pejčić

Mentor, MN: Milan Mitić

Title, TI: Kinetics of thermal degradation of plant pigments

Language of text, LT: Serbian

Language of abstract, LA: English

Country of publication, CP: Republic of Serbia

Locality of publication, LP: Serbia

Publication year, PY: 2016.

Publisher, PB: author’s reprint

Publication place, PP: Niš, Višegradska 33.

Physical description, PD:

(chapters/pages/ref./tables/pictures/graphs/appendix

es)

46 p., 10 tables, 16 figures

Scientific field, SF: Chemisty

Scientific discipline, SD: Physical and analytical Chemistry

Subject/Key words, S/KW: Blueberry, strowberry, anthocyanins, kinetics of degradation

UC 543.23:547.972.3

Holding data, HD: Library

Note, N:

Abstract, AB: The effect of the temperature (75, 85, 95 0C) during 4 hours on the content of

individual anthocyanins incommercially strowberry and blueberry juices was

tested. The obtained results were shown that the rate of degradation followed first

order reaction kinetics.

Accepted by the Scientific Board on, ASB:

Defended on, DE:

Defended Board, DB: President:

Member:

Member, Mentor:

ПРИРОДНO-MАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ

НИШ

KEY WORDS DOCUMENTATION

Sadržaj

1. Uvod ............................................................................................................................................ 1

2. Teorijski deo ............................................................................................................................... 4

2.1.Borovnica .............................................................................................................................. 5

2.1.1.Botaničke karakteristike................................................................................................. 5

2.1.2.Stanište ........................................................................................................................... 6

2.1.3.Način upotrebe ............................................................................................................... 6

2.1.4.Hemijski sastav .............................................................................................................. 6

2.2.Jagoda ................................................................................................................................... 6

2.2.1.Botanicke karakteristike................................................................................................. 7

2.2.2.Stanište ........................................................................................................................... 7

2.2.3.Lekovita svojstva ........................................................................................................... 7

2.2.4.Hemijski sastav .............................................................................................................. 8

2.3.Polefenolna jedinjenja ........................................................................................................... 8

2.3.2.Slobodni radikali .......................................................................................................... 11

2.4.Antocijani ............................................................................................................................ 12

2.4.1.Hemijski sastav antocijana ........................................................................................... 13

2.4.2.Stabilnost antocijana .................................................................................................... 16

2.5.Hromatografija .................................................................................................................... 17

2.5.1.Tečna hromatografija pod visokim pritiskom (HPLC) ................................................ 18

3. EKSPERIMENTALNI DEO .................................................................................................... 23

4. REZULTATI I DISKUSIJA ..................................................................................................... 26

5. ZAKLJUČAK ........................................................................................................................... 41

6. LITERATURA ........................................................................................................................... 2

Zahvaljujem se mentoru, dr Milanu Mitiću na izuzetnom strpljenju

i vremenu posvećenom mom master radu kao i na ukazanoj pomoći i

nizu korisnih i stručnih saveta tokom eksperimentalnog rada.

Najveću zahvalnost dugujem svojim roditeljima, suprugu i

prijateljima na bezgraničnoj podršci, strpljenju i razumevanju tokom

studiranja i pisanja ovog rada. Veliko hvala!

1

1. Uvod

2

U bobičasto voće takozvano „crvene bobice“ spadaju kupina, malina, jagoda, borovnica, ribizla,

šipurak, glog, kleka, trnjina, trešnja, višnja i dud.Zbog pozitivnih nutritivnih karakteristika kod

nas su sve prisutnije i strane vrste kao što su: brusnica, aronija, goji bobice, acai i noni. Ono što

je zajedničko svom bobičastom voću jeste prisustvo hranljivih, farmakološki aktivnih jedinjenja

koja doprinose da voće kao hrana ima antioksidativno, antikancerogeno, antimikrobno i

citotoksično dejstvo.

Poreklom su iz različitih delova sveta, a nekima se, poput jagoda i malina, zbog

zastupljenosti po cijelom svetu poreklo ne može tačno odrediti.U Evropu je uglavnom stiglo s

kolonijalističkih putovanja, a počelo se uzgajati u 19.veku. Izuzetak su maline, za koje su

pronađeni dokazi o uzgoju od pre 2000 godina, i borovnice čiji je uzgoj počeo tek sredinom 20.

veka. Najbolje istražena područja blagotvornog delovanja jagoda su prevencija

kardiovaskularnih bolesti, regulacija nivoa šećera u krvi i preventivno delovanje na nastanak

nekih karcinoma.

Bobičasto voće nutritivno su vrlo bogate namirnice.Bobičasto voće obuhvata više od

1500 vrsta, većinom u obliku malih grmova. Sami plodovi su izuzetno bogati šećerom,

kiselinama, vitaminima (C i A), mineralima, biljnim vlaknima i mnogim bioflavonoidima.

Konzumiraju se u svežem ili prerađenom obliku, a poslednjih godina veliku primenu nalaze u

farmaceutskoj industriji. Mnoge vrste bobičastog voća spadaju u prirodne samonikle biljke.

Plodovi divljih i gajenih biljaka mogu se preraditi na različite načine (voćni sokovi, džemovi,

kompoti, marmelade, voćno vino) i svi ovi proizvodi su vitaminski mnogo vredniji od proizvoda

od kultivisanog voća.Moćne bobice predstavljaju pravo bogatstvo vlakana, esencijalnih kiselina i

minerala.Najveće količine vitamina C i provitamina A koncentrisana je u samoj kori (opni) voća.

Postoje mnogobrojne studije o pozitivnim efektima bobičastih plodova tokom

oksidativnih oštećenja, pozitivnom uticaju na imuni sistem, krvni pritisak, sa dokazanim

antibakterijskim i antivirusnim dejstvom. Poređenjem sa drugim voćem ono što izdvaja crvene

bobice i čini ih moćnim bobicama upravo je visok sadržaj antocijana.Najbolje ih je jesti sveže i

sirove jer stajanjem i termičkom obradom gube na nutritivnoj vrijednosti.

S tamnijom bojom voća proporcionalno raste sadržaj blagotvornih pigmenata pa se tamno

ljubičasto i crveno voće stavlja na sam vrh namirnica s povoljnim učinkom na ljudsko

zdravlje.Upravo je intenzivna boja glavna odlika lekovitih i osežavajućih bobica bobičastog

voća.

Po hemijskom sastavu antocijani su polifenolna jedinjenja od kojih potiče boja ploda,

biljni pigmenti. Veliki broj naučnih istraživanja iz dana u dan dolazi do podataka koji ukazuju na

benefite bobičastih plodova. Jedna od njih na primer dokazuje da konzumacija šake bobičastog

voća (borovnica, aronija i ribizla) tokom 5 nedelja utiče na smanjenje broja oksidovanih baza

DNK u mononuklearnim ćelijama periferne krvi. Zaključak većeg broja ovakvih istraživanja

jeste da količina antocijana koja se nalazi u ovim plodovima ima visok zdravstveni efekat

3

naljudski organizam. U poslednje vreme se istražuje delovanje bobičastog voća na maligne

ćelije. Ustanovljeno je da elaginska kiselina, koje ima dosta u bobicama, sprečava umnožavanje

ćelija raka. U terapiji malignih oboljenja bobice nisu lek i ne mogu da ga zamene, ali su dobra

zaštita i preventive od tih bolesti.

4

2. Teorijski deo

5

2.1.Borovnica

Smatra se da u prirodi postoji oko 130 vrsta borovnica, dok je u našoj zemlji zastupljena

divlja borovnica (Vaccinium myrtillus), koja raste na skoro svim našim visokim planinama.

Međutim, kako u inostranstvu, tako i kod nas, počelo se sa uzgojem sorti američkog porekla.

Ove vrste borovnica ne šire se rizomima kako to čini naša divlja vrsta Vaccinium myrtillus.Ove

sorte su nastale oplemenjivanjem borovnice Vaccinium corimbosu.

2.1.1.Botaničke karakteristike

Slika 1.Borovnica (vaccinium myrtillus)

Drugi nazivi: Borovinka, borovnjača, brusnica, crna borovnica, crna jagoda, mrča

Latinski naziv: Vaccinium myrtillus

Borovnica je trajan uspravan grmić visok do 50 cm. Listovi su jajastog ili duguljasto

jajastog oblika 2-3 cm dugi i 1,5-2 cm široki, po ivici sitno nazubljeni. Imaju kratku peteljku.

Svetloružičasti cvetovi su cevasto-zvonastog oblika i vise pojedinačno u pazuhu listova. Plod je

crno-modra sočna bobica prijatnog slatko-kiselkastog i malo oporog ukusa.

6

2.1.2.Stanište

Pogodno tlo za rast borovnice je kiselo i umereno vlažno zemljište, a na višim

nadmorskim visinama je planinska crnica. Raste u zoni listopadnih, bukovih šuma i iznad nje na

svežim zemljištima. Značajna je njena uloga na planinskim čistinama i subalpskim acidofilnim

zajednicama gde obrasta velike površine. Čest je stanovnik mnogih planinskih

masiva.Upotrebljivi delovi biljke su listovi (skupljaju se pre sazrevanja plodova) i plod.

2.1.3.Način upotrebe

Najdelotvorniji je sirov sok. Bobice se jedu sveže ili osušene i stavljene u rakiju ili vino.

Pravi se i marmelada.Od listova se pravi čaj. Trenutno najznačajnije polje primene gotovih

farmaceutskih proizvoda od ploda borovnice, koji sadrže 25 do 36 odsto ukupnih antocijanina,

jeste prevencija i lečenje poremećaja vida izazvanih različitim uzrocima: premorom očiju (đaci,

studenti, programeri i oni koji provode mnogo vremena za računarima, kratkovidi), narušenom

perifernom cirkulacijom (kod pacijenata sa dijabetičnom retinopatijom), poremećajima u

regeneraciji vidnog purpura (rodopsina). Ipak najznačajnije polje primene ploda borovnice je

ishrana ovim voćem od koga mogu da se prave džemovi, kompoti, slatko, vina sa niskim

procentom alkohola, osvežavajući sokovi.

2.1.4.Hemijski sastav

Plod borovnice je složenog hemijskog sastava. Osim voćnih kiselina - limunske i

jabučne, sadrži i fenolkarboksilne kiseline i tanine.Ipak, njene najznačajnije komponente su

biološki aktivne supstance - flavonoidi i antocijanini. Od flavonoida najznačajniji su kvercitrin,

izokvercitrin, hiperozid i astragalin. Od antocijanina to su - arabinozidi, glukozidi i galaktozidi

cijanidina, delfinidina, malvidina, peonidina i petunidina.

Osim ovih specifičnih materija, plod borovnice bogat je izvor šećera, vitamina C, masnog

ulja, proteina i mineralnih materija (kalijum, natrijum, mangan, hrom, gvožđe, bakar).

2.2.Jagoda

Jagoda je voćna vrsta (Fragaria sp.) koja pripada familiji Rosaceae, pofamiliji Rosoidac i

rodu Fragaria.Jagoda je privredno najznačajnija vrsta iz grupe jagodičastog voća. Ima niz

prednosti u odnosu na druge, čak i drvenaste kulture, jer njeni plodovi sazrevaju vrlo rano

7

zajedno sa trešnjom. Atraktivnog su izgleda, velike hranljive i lekovite vrednosti, pogodne za

jelo u svežem i preradjenom stanju.Pogodni su za duboko zamrzavanje u rashladnim

uredjajima.Plod jagode sadrzi oko 8-10% suve materije, oko 7-8% secera, oko 1% organskih

kisjelina i do 0.7% mineralnih materija(narocito P), od 30-100 mg vitamina C. Uspeva na

velikim nadmorskim visinama i do 1500 m.Gotovo da nema vocne vrste koja je toliko

rasprostranjena i koja ima toliko nacina uzgoja kao jagoda. Napada je mali broj bolesti i štetocina

i otporna je na niske temperature.

2.2.1.Botanicke karakteristike

Slika 2.Jagoda (Fragaria vesca L.)

Latinski naziv i familija: Fragaria vesca L. (Rosaceae)

Jagoda je višegodišnja zeljasta biljka,uspeva kao šumsko i baštensko voće u zonama

umerene klime. Zbog fine arome i prijatnog ukusa šumska jagoda se najviše ceni od sveg divljeg

voća. U svetu se zna za oko 400 sorti jagoda.Stabljika je uspravna i dlakava, listovi su tročlani na

vrlo dugim drškama, grubo testerasto nazubljeni sa izraženom nervaturom. Cvetovi su na dugim

cvetnim drškama sa petočlanom belom krunicom i 20 prašnika.

2.2.2.Stanište

Raste u srednjoj i južnoj Evropi, zapadnom Sibiru, Kavkazu, Maloj Aziji, po livadama i

obodima šuma, češće u planinama sve do subalpskog pojasa.

2.2.3.Lekovita svojstva

Kao lekoviti deo biljke koristi se osušen list.

8

U narodnoj medicini se mahom koriste šumske jagode jer po kvalitetu, broju vitamina i

hranljivih materija, znatno premašuju domaće jagode (gajene).Koristi se plod, lišće i koren.Jede

se kao svež plod ili se prerađuje (džem, sirup, kompot, osvežavajući napici, marmelade, slatko,

sladoled, žele, vino). Lišće šumske jagode upotrebljava se kao sredstvo kod preteranog i čestog

izbacivanja tečnih stolica (antidijarotik).Od lišća jagoda se prave čajevi izuzetne lekovitosti.

Svež plod šumske jagode s mlekom, vinom ili limunovim sokom, pomaže bubrežnim

bolesnicima, leči od žutice, jača srce.Najnovija naučna istraživanja su dokazala da jagoda kao

hrana sprečava razvoj karcogenih ćelija, te je treba konzumirati radi prevencije i lečenja ove

opake bolesti.

2.2.4.Hemijski sastav

List jagode sadrži tanine, flavonoide, antocijane i vitamin C.U plodu jagoda ima oko 10%

šećera, oko 1% slobodnih organskih kiselina (limunske, vinske, jabučne), pektina, mineralnih

sastojaka, aromatičnog jedinjenja, karotena, vitamina C i dr. U šumskim jagodama ima vise

gvožđa nego u gajenim pa se posebno preporučuju malokrvnim osobama.

2.3.Polefenolna jedinjenja

Polifenolna jedinjenja ili polifenoli, su najvažnija grupa sekundarnih biljnih metabolita

koji se nalaze u mnogim biljkama, koncentrisani u semenkama i pokožici voća i povrća,

žitaricama, kori drveća, lišću i cveću. To su supstance koje u strukturi imaju jedan ili više

aromatičnih prstenova sa jednom ili više hidroksilnih grupa. Ove supstance se mogu naći u

slobodnom obliku ili češće u obliku glikozida sa različitim šećernim ostacima ili u obliku

kompleksa sa organskim kiselinama, aminima, lipidima, ugljenim hidratima i drugim

polifenolnim jedinjenjima. Do danas je poznato više od 8000 različitih struktura polifenolnih

jedinjenja, a njihovu osnovnu strukturu čini aromatični prsten na koji može biti vezana jedna ili

više hidroksilnih grupa. Prema osnovnoj hemijskoj strukturi dele se na:

• Flavonoide

• Neflavonoide- fenolne kiseline, fenole i ostala srodna jedinjenja.

Najčešća podela polifenola je prema složenosti molekula, tj.prema broju ugljenikovih

atoma koji čine osnovni aromatični skelet, kao što je prikazano u tabeli 1 (Robards i sar., 1999).

9

Tabela 1.Klasifikacija polifenolnih jedinjenja

Osnovni Klasa Primer

Skelet

C6 Jednostavni fenoli Katehol, hidrohinon, resorcinol Benzohinoni

C6-C1 Fenolne kiseline p-Hidroksibenzoeva kiselina, salicilna

Kiselina

C6-C2 Fenilsirćetne p-Hidroksifenilsirćetna kiselina Kiseline

C6-C3 Fenilpropeni Eugenol, mirsticin Kumarini Umbeliferon, eskuletin, skopolin Hromoni Eugenin

C6-C4 Naftohinoni Juglon

C6-C1-C6 Ksantoni Mangostin, mangiferin C6-C2-C6 Stilbeni Razveratrol

Antrahinoni Emodin, hrizofanol

C6-C3-C6 Flavonoidi Flavoni Sinensetin, nobiletin, izosinensitin

Flavonoli Kvercetin, kempferol

Flavonol glikozidi Rutin

Flavanoli Dihidroksikvercetin i

dihidroksikempferol glikoizdi

Flavanoni Hesperidin, naringenin

Flavanon glikozidi Neohesperidin, narirutin,

naringin,eriocitrin

Antocijanini Glikozidi pelargonidina, peonidina,

delifinidina, petunidina, cijanidina

Flavanoli (katehini) (+)-Katehin, (-)-epikatehin, (+)-

galokatehin, (-)-epigalokatehin

Halkoni Floridţin, arbutin, halkonaringenin

(C6-C3)2 Lignini Pinorezinol (C6-C3-C6)2 Biflavonoidi Agatisflavon

Polifenolna jedinjenja ispoljavaju antioksidativnu aktivnost u biološkim sistemima na više

načine i to:

10

predajom H – atoma, direktnim vezivanjem („hvatanjem“) slobodnih kiseonikovih i

azotnih radikala;

heliranjem prooksidativnih metalnih jona (Fe2+, Cu2+, Zn2+ i Mg2+);

aktiviranjem antioksidacijskih enzima;

inhibicijom prooksidativnih enzima (lipoksigenaza, NAD(P)H oksidaza, ksantin-oksidaza,

oksidaza, enzimi citohroma P-450).

S porastom molekulske mase antioksidativna aktivnost polifenola se smanjuje (Kazazić,2004).

2.3.1.Flavonoidi

Slika 3.Osnovni skelet flavonoida

Flavonoidi su grupa polifenolnih jedinjenja, različite hemijske strukture i karakteristika,

koji se nalaze u raznim vrstama biljaka.Identifikovano je preko 4000 vrsta flavonoida.Flavonoidi

su odgovorni za boju voća i povrća, mada u prirodi su takođe prisutni i bezbojni

flavonoidi.Flavonoidi imaju 15 C-atoma, sadrže dva benzenova jezgra koja su međusobno

povezana tročlanim ugljovodoničnim nizom. Hemijska struktura flavonoida bazira se na C15

skeletu sa hromanovim prstenom za koji je vezan bezenov prsten u položajima najčešće 2, ređe 3

ili 4. Flavonoidi predstavljaju jednu od najkarakterističnijih klasa jedinjenja viših biljaka.

Kvercetin je najaktivniji od većine bioflavonoida, a biološka aktivnost brojnih biljaka

upravo zavisi od njegovog sadržaja. Dobar je antiinflamatorni agens, jer učestvuje u blokiranju

nekoliko inflamatornih procesa. Blokira sintezu, a samim tim i oslobađanje histamina i drugih

medijatora upale. Veoma je jak antioksidans, pa štiti LDL-holesterol od oksidacije i smanjuje

opasnost od njegovog nakupljanja na unutrašnjim zidovima arterija. Sprečava zgrušavanje krvi i

stvaranje krvnih ugrušaka.

11

Slika 4.Strukturna formula kvercetina

U posljednje vreme flavonoidi privlače posebnu pažnju naučne javnosti zbog izvanredne

antioksidativne i antiradikalske aktivnosti.Istraživanja su pokazala da su flavonoidi dobri

“hvatači” slobodnih radikala pa imaju značajnu ulogu u farmaceutskoj i prehrambenoj industriji.

2.3.2.Slobodni radikali

Slobodni radikali su atomi, joni ili molekuli, koji imaju jedan ili više nesparenih elektrona u

svojoj strukturi, a koji su uzrok njihove visoke i neselektivne reaktivnosti. Slobodni radikali

nastaju:

termolizom;

elektromagnetnom radijacijom;

redoks reakcijama;

enzimskim reakcijama;

hemijskim procesima.

Ubrajaju se u najreaktivnije hemijske vrste, ali i neradikalski oblici, koji su oksidacioni agensi

i lako se konvertuju u radikale. Većina slobodnih radikala lako podležu monomolekularnim i

bimolekularnim reakcijama razlaganja.Mogu biti pozitivno (radikal katjon) i negativno

naelektrisani (radikal anjon). Nespareni elektron se može nalaziti na atomima različitih

elemenata, pa se slobodni radikali dele na slobodne radikale kiseonika, hlora, azota itd.

Reaktivne vrste se dele na:reaktivne slobodnoradikalske;neradikalske (oksidaciona sredstva, koja

lako prelaze u slobodne radikale).

Reaktivni slobodni radikali mogu nastati brojnim reakcijama, koje se svode na četiri osnovna

tipa: termolizu, fotolizu, oksido-redukcione procese i radijaciju visoke energije (Kazazić, 2004).

12

Slika 5. Neutralizacija slobodnog radikala

Najčešći radikali koji štete organizmu su kiseonične i azotne reaktivne vrste, kao što su

peroksidni radikal-anjon [O2]-, hidroksi radikal [OH]-, hidrogenperoksidni radikal [HO2]

-,

HOONO, NO, NO3.Reaktivne vrste nastaju kao normalna posledica odvijanja biohemijskih

procesa u organizmu, ali i kao posledica sve češćeg izlaganja ksenobioticima. U organizmu

postoji ravnoteža izmedju oštećenja koja izazivaju radikali tzv.oksidativnog stresa i

antioksidativne reparacije, zahvaljujuci različitim antioksidativnim mehanizmima. Medjutim,

zbog sve većeg izlaganja organizma štetnim dejstvima, na značaju dobija unošenje prirodnih

antioksidanasa kao što su jedinjenja iz grupe flavonoida, pri čemu se najveća pažnja posvećuje

antocijanima.

2.4.Antocijani

Antocijani su najvažnija grupa vodeno rastvornih pigmenata u biljkama. Obuhvataju

grupu od preko 500 različitih jedinjenja koja su odgovorna za crvenu, ljubičastu i plavu boju

mnogih biljaka a posebno voća, povrća i žitarica. Antocijani pripadaju grupi jedinjenja poznatih

pod nazivom flavonoidi, koji su podgrupa još veće grupe jedinjenja poznatih pod nazivom

polifenoli.Do sada je ukupno izolovano 539 antocijana od kojih je 277 izolovano posle 1992.

godine, što ukazuje na to koliko se antocijani intenzivno istražuju. Dve klase dimera antocijana

su izolovane iz biljaka. Prva grupa uključuje pigmente gde su antocijani, flavoni ili flavonoli

povezani na svakom kraju sa dikarboksilnim kiselinama. Druga grupa uključuje 4 različita

katehina povezanih kovalentno sa pelargonidin-3-glikozidom.

Uglavnom se voće smatra glavnim izvorom antocijana, mada su oni prisutni i u povrću,

korenju, lukovicama, pulpama plodova, mahunarkama i žitaricama.Antocijani se nalaze u

listovima i cvetovima nekih biljaka koje se tradicionalno konzumiraju širom sveta.Antocijani

13

strukturno pripadaju flavonima. Njihovo ime je izvedeno od grčke reči antho što znači cvet, i

kyanos što znači plav.

U biljnim vrstama su prisutni u vidu heterozida.Aglikoni antocijana poznati su kao

antocijanidini. Antocijani su hranljive bioaktivne komponente sa dvostrukim značajem, prvim

tehnološkim, zbog njihovog uticaja na senzorne karakteristike prehrambenih proizvoda, i drugim

biološkim zbog svojih zdravstvenih efekata. Interesovanje za antocijane je sve veće proteklih par

godina, zbog njihove potencijalne primene u prevenciji kardiovaskularnih oboljenja i kancera.To

su prirodni pigmenti, koji imaju sve veću primenu zbog svog dijapazona boja, jer su bezopasni i

korisni po zdravlje.Uprkos njihovom velikom potencijalu primene u farmaceutskoj industriji,

industriji hrane, kozmetičkoj industriji, njihova upotreba je i dalje ograničena zbog njihove

relativne nestabilnosti i niskom procentu ekstrahovanja iz biljnog materijala.

Antocijanisu polarni molekuli tako da su se kao najefikasniji rastvarači za ekstrakciju

pokazale smeše polarnih rastvarača kao što su etanol, metanol i aceton.Metode ekstrakcije koje

se koriste za izolovanje antocijana nisu selektivne jer pored antocijana ekstrahuje se i veliki broj

balastnih materija kao što su šećeri i organske kiseline. Neophodno je implementirati nove

tehnike prečišćavanja, kao što su ekstrakcije načvrstoj fazi (SPE), ekstrakcije tečno-tečno (LLE),

kao i korišćenje sofisticiranih hromatografskih tehnika kao što su protivstrujna hromatografija

(CCC), i visoko efikasna tečna hromatografija (HPLC).

Priprema uzoraka za HPLC analizu uglavnom podrazumeva kiseluhidrolizu antocijana da

bi se oslobodili antocijanidini. Antocijani mogu biti kvantifikovani preko bilo kog prečišćenog

standarda, ali najčešće se kao standard koristi cijanidin-3-glikozid, a kvantifikacija se vrši na

talasnoj dužini od 520 nm. Metoda izbora za brz skrining ukupnih antocijana u povrću i voću je

spektrofotometrijsko određivanje na528 nm, pri kontrolisanoj pH.

2.4.1.Hemijski sastav antocijana

Antocijani su široko rasprostranjeni u prirodi i javljaju se u vidu velikog broja jedinjenja.

Glavne razlike između njih su broj hidroksilnih grupa koje sadrže, priroda i broj šećera u

njihovoj strukturi, alifatične ili aromatične kiseline vezane za šećer u molekulu, i položaj ovih

vezivanja. 90% antocijana je pronađeno u glikozidnom obliku, i imaju u svom sastavu neki od 6

prirodno prisutnih aglikona.

Antocijani su glikozilirani, polihidroksi ili polimetoksi derivati 2-fenilbenzopirilijuma ili

flavijum katjona i sadrže dva benzoil prstena (A i B)razdvojena heterocikličnim prstenom C.

Antocijanidini su osnova strukture antocijana. To su aglikonski delovi, a u prirodi je do sad

poznato 6 antocijanidina: pelargonidin, cijanidin, peonidin, delfinidin, petunidin i malvidin.

14

Prema literaturnim podacima do sada je poznato više od 23 antocijanidina, od kojih se

samo 6 najčešće sreće u prirodi. Antocijanidini su aglikoni koji se sastoje od aromatičnog

prstena, kondenzovanog heterociklusa koji sadrži kiseonik, za koga je takođe vezan C-C vezom

treći aromatični prsten.

Supstitucija sa H, OH i OCH3 na B prstenu je uzrok postojanja ovih 6 različitih

antocijanidina. Glikozidni deo mogu činiti šećeri kao štosu glukoza, galaktoza, ramnoza, ksiloza,

arabinoza. Ovi šećeri mogu biti vezani zapoložaj 3 i 5 na prstenovima A i C. Varijacije i

raznolikost u strukturi antocijana sunajviše javljaju zbog acilovanja šećernih grupa različitim

kiselinama. Kiselinemogu biti alifatične kao što su sirćetna kiselina, p-kumarinska kiselina,

kafeinskakiselina, malonska kiselina, maleinska, ferulična kiselina, oksalna i ćilibarna.

Slika 6.Opšta struktura antocijana

Pelargonidin Cijanidin

15

Peonidin Delfinidin

Pertunidin Malvidin

Slika 7. Najčešći antocijanidini izolovani iz plodova bobičastog voća

Tabela 2. Antocijani

Antocijan Glikozid Aglikon Po nomenklaturi

Pelargonin 3,5-diglikozid Pelargonidin 3,5,7,4’-tetraoksi flavilijum hlorid

Cijanin 3,5-diglikozid Cijanidin 3,5,7,4’-pentaoksi flavilijum hlorid

Violanin 3-

ramnoglikozid Delfinidin

3,5,7,3’,4’,5’-heksaoksi flavilijum

hlorid

Peonin 3,5-diglikozid Peonidin 3,5,7,4’-tetraoksi -3’-metoksi

flavilijum hlorid

Petonin 3,5-diglikozid Petunidin 3,5,7,4’,5’-pentaoksi-3’-metoksi

flavilijum hlorid

Oenin 3-glikozid Malvidin 3,5,7,4’-tetraoksi-3’,5’-dimetoksi

flavilijum hlorid

16

2.4.2.Stabilnost antocijana

Antocijani su reaktivna i dosta nestabilna jedinjenja. Mogu da reaguju sadrugim

jedinjenjima sa kojima se mogu zajedno naći,tako što formiraju bezbojna do braon jedinjenja.

Gubitak boje antocijana takođe može biti izazvan prisustvom kiseonika ili različitih enzima, ili

visokom temperaturom prilikom prerade voća ili povrća u kome su prisutni. Pored kiseonika,

temperature čuvanja, svetla, njihove hemijske strukture, rastvarača, enzima i ostalih flavonoida,

proteina i metalnih jona, pH je određen kao uzročnik najveće nestabilnosti antocijana, i od pH

unajvećoj meri zavisi pigmentacija antocijana.Iako su antocijani u stvari flavonoidi,njihova

biohemija je mnogo kompleksnija nego kod ostalih flavonoidnihjedinjenja.U vodenom rastvoru

antocijani se nalaze kao različite molekulske formekoje su u dinamičkoj ravnoteži. Stabilnost

antocijanidina zavisi od supstituenata na prstenu B, i prisustva dodatnih hidroksilnih i metoksi

grupa, koje smanjuju stabilnost aglikona u neutralnoj sredini (Ćujići sar., 2013).

Promene pH tokom obrade mogu uticati na stabilnost antocijana. Održavanje crvenog

voća zahteva kiseli medijum (pH < 3,5). Flavijum katjon antocijana daje crvenu boju voću. Ali

povećanje pH vrednosti dovodi do promene od crvene do plave sve dok proizvod ne postane

bezbojan, što je posledica pretvaranja flavijum katjona u neutralnu strukturu.

Slika 8. Oblici antocijana u zavisnosti od pH

17

Do gubitka karakteristične crvene boje može takođe doći stvaranjem antocijanskog

kompleksa sa različitim proizvodima prisutnim u voćnom matriksu: askorbinska kiselina, acet-

aldehid, proteini, leuko-antocijani, fenoli, kinini, metali (Fe3+ i Al3+), hidrogen peroksid, itd.

Povišena temperatura utiče na razgradnju antocijana, koji se raspadaju na aglukon,

antocijanidin i šećer. Ukoliko se primeni povišena temperatura duže vreme, antocijanidin se dalje

razgrađuje stvarajući tamnosmeđe obojenje.Iz ovoga se može zaključiti da je pelargonidin

najnestabilniji antocijanidin u neutralnim rastvorima.

Prisustvo kiseonika u procesu prerade je nepoželjno, jer dovodi do oksidacije već

delimično razgrađenih komponenata. Oksidacija je naročito izražena pri povišenim

temperaturama.

Antocijani sa metalnim jonima stvaraju kompleksne soli - helate, što rezultira jačim

intenzitetom boje biljnog materijala. Molekuli antocijana mogu stvarati metalne helate samo

kada u nekondenzovanom benzenovom prstenu poseduju dve ili tri hidroksilne grupe u orto-

položaju. Joni metala pokazuju izrazitu sposobnost stvaranja helata u području pH 2 do 4.

Stabilnost boje može biti poboljšana kopigmentacijom, kada molekul antocijana reaguje

sa drugom prirodnom biljnom komponentom direktno, ili blagom interakcijom, rezultujući

stabilnom bojom.

2.5.Hromatografija

Pod hromatografijom se danas podrazumeva skup analitičkih metoda za analizu uzoraka,

koji su po svojoj prirodi smeše komponenata, čija hemijska priroda može biti slična, ali i vrlo

različita. Pod analizom ovakvih uzoraka se do skora podrazumevalo samo razdvajanje

uzorkasmeše na njene sastavne komponente, ali je uvodjenje najsavremenijih tipova detektora

proširilo osnovno značenje hromatografije. Danas hromatografske metode služe ne samo za

pročišcavanje složenih uzoraka, vec i za analizu razdvojenih komponenti smeše. U zavisnosti od

tipa raspodele hromatogarfija se deli na:

1. Tečno-tečna hromatografija

2. Tečno-čvrsta hromatografija

3. Hromatografija zasnovanu na razmeni jona

4. Gel hromatografija

18

Tečno-tečna hromatografija ili podeona hromatografija ima tečnu stacionarnu fazu koja je

različitog sastava od tečne mobilne faze i međusobno se ne mešaju. Razdvajanje molekula se

zasniva na raspodeli izmenu dve tečne faze.

Čvrsto-tečna ili adsorpciona hromatografija ima čvrstu stacionarnu fazu koja se sastoji od

čestica velike površine i tečnu mobilnu fazu.Razdvajanje molekula je zasnovano na različitom

vezivanju za stacionarnu fazu.

Hromatografija zasnovana na razmeni jona (ion-exange chromatography) – stacionarna

faza sadrži funkcionalne grupe kao što su SO3- zajedno sa suprotno naelektrisanim jonima (npr.

Na+ ) koji su normalno prisutni u mobilnoj fazi u formi soli.

Gel hromatografija ima kolonu pakovanu sa poroznim materijalom koji ima odredjenu

veličinu pora. Molekule veće molekulske mase će prolaziti kroz kolonu dok će se manje

zadržavati.

2.5.1.Tečna hromatografija pod visokim pritiskom (HPLC)

Tečna hromatografija pod visokim pritiskom - HPLC (High Presure Liquid

Chromatography) ili se još i naziva tečna hromatografija visokih mogućnosti (High Performance

Liquid Chromatography) jer visoki pritisak omogućava kontinuiran protok mobilne faze i

uspostavljanje „kvalitetne“ dinamičke ravnoteže sa stacionarnom fazom, koja je uslov dobre

selektivne raspodele komponenti datog uzorka.

Slika 9.Uredjaj HPLC-a

19

HPLC hromatografija je doživela nagli uspon u poslednjih dvadeset do trideset godina i

sa sigurnošću se može reći da predstvalja vodeću istraživačku tehniku, i to ne samo među

podeonim hromatografijama nego i u svim hromatografijama uopšte. HPLC hromatografija

uglavnom rešava većinu problema vezanih za razdvajanje velikih bioloških molekula. U

zavisnosti od svoje hemijske strukture, sastojci smeše pokazuju veću ili manju sklonost da se

zadržavaju na nepokretnoj fazi, tako da provode različito vreme u koloni. Posle toga sledi

njihova detekcija u obliku električnog signala (pomoću odgovarajućeg detektora), pri cemu se

dobija hromatogram-kriva zavisnosti jačine signala od vremena. Površina zavisnosti direktno je

zavisna od koncentracije jedinjenja, a njegov položaj na hromatogramu - vreme zadržavanja,

određen je fizičko-hemijskim svojstvima jedinjenja.

Princip rada HPLC-a je forsiranje prolaska analizirane supstance (ili smeše) kroz kolonu

(cev napunjenu materijalom sitnih čestica, a time i velike površine) pumpanjem tečnosti

(mobilna faza) pod visokim pritiskom kroz kolonu. Unosi se mala zapremina uzorka u tok

mobilne faze i na osnovu specifičnih hemijskih i fizičkih interakcija, dolazi do različitog

zadržavanja komponenata smeše. Vreme zadržavanja zavisi od prirode supstance koja se

analizira, stacionarne faze i sastava mobilne faze. Vreme za koje se supstanca eluira (dođe do

kraja kolone) naziva se retenciono vreme i one je karakteristično za određenu

supstancu.Korištenje visokog pritiska povećava linearnu brzinu i daje komponentama manje

vremena za zadržavanje, što poboljšava rezoluciju hromatograma. Koriste se uobičajeni

rastvarači, čisti ili u bilo kojoj kombinaciji (npr. voda, metanol, organski rastvarači, itd). Voda

može sadržavati i neki pufer, kako bi se poboljšalo razdvajanje. Moguće je koristiti i gradijentno

eluiranje, što podrazumeva promenu sastava mobilne faze u toku eluiranja.

HPLC aparat se sastoji od rezervoara mobilne faze, pumpe, injektora, kolone, detektora i

računara.

Glavni deo aparata je kolona. U zavisnosti od cilja analize koriste se analitičke i

preparativne kolone. Postoje kolone različitog prečnika i veličine zrna u zavisnosti od namene.

Najčešće su ispunjene silikatnim česticama, koje igraju ulogu nosača, a na njihovoj površini je

hemijski vezan tanak film molekulskih dimenzija, koji igra ulogu tečne stacionirane faze.

20

Slika 10.Šema HPLC aparata

Mobilnu fazu predstavlja rastvarač ili smeša rastvarača. Koristi se : voda, metanol,

acetonitril itd, pojedinačno ili u smeši HPLC čistoće. Korišćena mobilna faza treba da je što više

UV/VIS transparentna, mada nije znatnija apsorpcija mobilne faze ne utiče značajnije na kvalitet

razdvajanja. Mnogo je bitnije da se pre injektiranja uzorka u sistem postigne što je moguća bolja

fazna ravnoteža u koloni, odnosno nalaženje što optimalnijeg protoka mobilne faze.

Eluiranje može biti:

izokratsko: sastav mobilne faze se ne menja tokom trajanja analize

gradijentno: sastav mobilne faze se menja tokm eluiranja.

Na brzinu eluiranja utiče pH, zbog mogućnosti promene polarnosti supstance.Zbog toga se

često u mobilnu fazu dodaju puferi. Kolone za RP-HPLC ne bi trebalo koristiti sa jakim bazama,

zbog mogućnosti razgradnje silikatnih čestica.

Detektor (D) služi za prevođenje signala mase (koncentracije) u električni signal, koji se

zatim pojačava, moduliše i meri (registruje). Najčešće su u primeni UV-detektori (zasnovani na

apsorpciji zračenja iz UV i vidljive oblasti elektromagnetnog spektra), slabije detektori na bazi

merenja fluorescencije, indeksa refrakcije, elektrohemijski i ostali. UV detektori mere

apsorbanciju pri konstantnoj talasnoj dužini (ili rasponu talasnih dužina) koristeći protočne

kivete kroz koje protiče eluat (rastvarač + komponenta) i eluent (rastvarač). Kako je apsorbancija

data izrazom:

𝐴 = 𝜀 ∙ 𝑙 ∙ 𝑐

21

gdeje: ε-koeficijent apsorbancije; l-debljina sloja i c-koncentracija, to se osetljivost ovih

detektora povećava isključivo konstrukcijama koje omogućavaju veću dužinu (l), jer se na ostale

veličine ne može uticati (ε, c).

Praktično se grade kao fotometri ili spektrofotometri. Novije konstrukcije ovog detektora

omogućavaju neprekidno merenje (snimanje) apsorpcionog spektra supstance (diode array) što

ove detektore čini izuzetno pogodnim za kvalitativnu, a pogotovu kvantitativnu

analizu.Osetljivost ovih detektora je 10-10 g/ml.

U detektoru nastaje električni signal saglasan koncentraciji ispitivane komponente koji se

pojačava (oslabljuje) i zatim zapisuje potenciometrijskim kompenzacionim pisačem (P) ili se

analogni električni signal prevodi u digitalni i zatim mu je put, odnosno obrada, definisana

digitalnim hardverom i softverom (računarskom tehnikom), pri čemu su dominantne funkcije

merenja vremena izlaska pikova (maksimuma) i merenja površine pikova (integracija).

Tumačenje rezultata bez upotrebe računara pre svega obuhvata kvalitativnu analizu (na osnovu

elucionih (retencionih) vremena uz definisanje intervala poverenja) i kvantitativnu analizu (na

osnovu površina zahvaćenih pikovima uz prethodno eksperimentalno definisanje funkcije

zavisnosti površine od koncentracije različitim metodama).

Na osnovu hromatograma može se saznati sledeće:

- koliko komponenata sadrži analizirana smeša (na osnovu broja signala)

- kolike su koncentracije pojedinih sastojaka (kvantitativno na osnovu relativne površine

signala)

- koja su jedinjenja prisutna (kvalitativna analiza na osnovu vremena zadržavanja tr ).

Tipovi HPLC-a:

Hromatografijana normalnim fazama је metoda koja koristi polarnu stacionarnu fazu i

nepolarnu mobilnu fazu, a kada se kada je supstanca koja se analizira polarna.

Hromatografija na obrnutim fazama, RP-HPLC, koristi nepolarnu stacionarnu fazu i

polarnu mobilnu fazu. Najčešća stacionarna faza је silikatna, tretirana sa RMe2SiCl, gde

je R alkilna grupa ravnog lanca kao C18H37 iliC8H17.

Zamenska hromatografija–osnovni princip ove hromatografije je:molekuli sa visokim

afinitetom za hromatografiju matrice (dislokatori) se takmiče za mesto

vezivanja,lokaciju, pri čemu se izmeštaju molekuli sa manjim afinitetima.

Ekskluziona hromatografija je metoda separacije kod koje se razdvajanje vrši na osnovu

veličine čestica. Stacionarna faza sadrži pore u koje ulaze manje molekule i zadržavaju

se, dok veće molekule prolaze.

Jono-izmenjivačka hromatografija-u ovoj hromatografiji, zadržavanje se zasniva na

privlačenju između rastvorenih jona i naelektrisanih delova vezanih za stacionarnu fazu.

22

Rastvoreni joni istog naelektrisanja kao naelektrisani delovi na koloni nećce se vezati,

dok će oni suprotnog biti zadržani na koloni.

Bioafinitetna hromatografijaјеhromatografski proces koji se zasniva na osobini biološki

aktivnih supstanci da formiraju stabilne, specifične i reverzibilne komplekse.

23

3. EKSPERIMENTALNI DEO

24

3.1. Uzorci

Kao uzorci korišćeni su komercijalni sokovi od jagode i borovnice. U erlenmajerima je

odmerena zapremina soka i uzorci su zagrevani na temperaturama 75°C, 85°C i 95°C. Temperatura

je kontrolisana korišćenjem laboratorijskog termometra (±1ºC). Kada su postignuti izotermalni

uslovi, uzorci su uzimani u različitim vremenskim intervalima pri različitim temperaturama

zagrevanja i odmah hlađeni na ledu kako bi se zaustavila termalna degradacija.

3.2.Određivanje antocijana korišćenjem HPLC metode

Sadržaj antocijana u sokovima jagode i borovnoce, određen je tehnikom tečne

hromatografije visoke rezolucije (HighPerformance Liquid Chromatography, HPLC) na aparatu

HPLC Agilent 1200 serije.Korišcena je kolona Agilent, Eclipse XDB-C18, 4,6mm x 150

mm.Detekcija razdvojenih pikova je izvršena pomocu detektora sa serijom dioda (Diode Array

Detector, DAD) na 520 nm.

U cilju razdvajanja više komponenti u jednoj analizi, razvijena je metoda. Kao

mobilnafaza korišćen je sistem rastvarača: A – (H2O + 5% HCOOH) i B – (80% HCN + 5%

HCOOH + H2O). Razdvajanje komponenti je izvedeno primenom sledećeglinearnog gradijenta:

0-28 min, 0% B; 28-35 min, 25% B; 35-40 min, 50% B; 40-45 min, 80% B, i na kraju poslednjih

10 min ponovo 0% B.

Protok mobilne faze je iznosio 0,8 ml/min. Injektovano je 5 μL rastvora uzorka,

automatski,korišcenjem autosampler-a. Kolona je termostatirana na temperaturi od 30 ºC.

Fenolne komponente prisutne u uzorcima su identifikovane poređenjem

njihovihretencionih vremena i spektara sa retencionim vremenom i spektrom standarda za

svakukomponentu. Korišcćni su standardi: cijanidina, pelargonidina, delfinidina, petunidina i

pelargonidina.

Za potvrdu identifikacije komponente je utvrđena i čistoća

pika.Kvantifikacijakomponenata je izvršena metodom spoljašnjeg standarda. Za svaki

pojedinačni standard jepripremljen osnovni rastvor standarda masene koncentracije 1,0 mg/ml,

rastvaranjem umetanolu. Od ovog rastvora je pripremljena serija razblaženih rastvora standarda

odgovarajućih masenih koncentracija.Konstruisana je kalibraciona kriva, za svaki standard, na

osnovu dobijenih površinapikova u zavisnosti od masene koncentracije standarda. Iz dobijene

jednačine linearnezavisnosti izračunate su masene koncentracije komponenti u uzorcima.

3.3. Statistička obrada rezultata

25

Sva merenja su izvršena u najmanje tri ponavljanja, a rezultati predstavljeni kao srednja

vrednost tri ponavljanja (csr ± SD).Interval poverenja iznosio je 95% (Miller i Miller, 2005).

26

4. REZULTATI I DISKUSIJA

27

Interesovanje za antocijane je sve veće proteklih par godina, zbog njihove potencijalne

primene u prevenciji kardiovaskularnih oboljenja i kancera.U Evropskoj Uniji svi derivati

antocijana su prepoznati kao prirodni pigmenti i klasifikovani kao E163 (Wrolstad, 2004). I kod

nas su dozvoljeni prema Pravilniku o prehrambenim aditivima ali kao pigmenti nisu dozvoljeni

svi antocijani većsamo sledeći aglikoni: cijanidin, peonidin, malvidin, delfinidin, petunidin,

pelargonidin (Službeni glasnik RS, 5/2004).

Postoji niz faktora koji ograničavaju primenu antocijana kao pigmenata koji bi se

potencijalno široko upotrebljavali.Oni uključuju njihovu nestabilnost prema svetlosti i toploti i

njihovoj sposobnosti ka degradativnim reakcijama.

Zbog sve većeg interesovanja za antocijane, postoji potreba za efikasnom kontrolom

kvaliteta svežih i prerađenih proizvoda od bobičastog voća. Ove metode moraju da obezbede

autentičnost izvora antocijana i sadražaj u ovim proizvodima mora odgovarati sadržaju na etiketi.

Najčešća metoda koja se koristi je spektrofotometrijsko određivanje na 520 nm na

kontrolisanoj pH. Spektrofotometrijsko određivanje ukupnih antocijana bez hidrolize je obično

prilagođena metoda zbog relativno blažih uslova, manjih troškova i brzine rada. Ova metoda

funkcioniše veoma dobro gde je potrebna procena a ne preciznost kvantifikacije. Mnogo

preciznije metode identifikacije i kvantifikacije su HPLC i LC-MS.

Reverzno fazna RP-HPLC povezana sa fotodiodom (DAD detektor), je najviše korišćena

metoda za identifikaciju i određivanje antocijana. Antocijani se mogu razdvojiti prema

polarnosti, tako da se na hromatoframu vide na različitim retencionim vremenima. Antocijani

mogu biti kvantifikovanina talasnoj dužini od 520 nm. Nekoliko studija pokazuje da talasna

dužina na kojoj antocijani imaju maksimalnu apsorpciju delimično zavisi od hromofora u

antocijanima (Lee i sar., 2008).

Cilj ovog rada je bio da se ispita proces termičke degradacije antocijana u komercijalnim

sokovima jagode i borovnice. U tu vrhu nejpre je HPLC metodom određen kvalitativni i

kvantitativni sastav antocijana polaznih uzoraka a potom i promene njihovih sadržaja tokom

zagrevanja na temperaturama od 75o, 85o i 95oC.

4.1. HPLC analiza antocijana komercijalnih sokova od jagode i borovnice

U uzorku komercijalnog soka od jagode, koji je korišćen za ispitivanje kinetike termičke

degradacije, HPLC metodom su identifikovani i kvantifikovani sledeći antocijani: cijanidin 3-

glukozid (1), pelargonidin 3-glukozid (2) i pelargonidin 3-rutinozid (3), kao što se može videti

sa hromatograma predstavljenog na slici 11.

28

Slika 11. HPLC hromatogram komercijalnog soka od jagode snimljen na 520 nm:

(1)cijanidin 3-glukozid, (2) pelargonidin 3-glukozid i (3) pelargonidin 3-rutinozid.

Naši rezultati su u skladu sa literaturnim podacima da su u soku jagode prisutni samo

glikozidi pelargonidina i cijanidina (Jakobek i sar.,2007; Wu i Prior, 2005; ). Međutim, isti

autori su, suprotno našim rezultatima našli da su derivati pelargonidina zastupljeni sa > 96% od

ukupno određenih antocijana. Baiamonte i sar. (2010) su odredili da je pelargonidin 3-glukozid

zastuljen sa 80% u odnosu na sumu ukupnih antocijana. Mi smo u ispitivanom komercijalnom

soku od jagode odredili ukupno 135,68 mg/L antocijana pri čemu je procentna zastupljenost:

cijanidin 3-glukozid 49,74%, pelargonidin 3-glukozid 46,04% i pelargonidin 3-rutinozid 4,22%

(Tabela 3.). Znatno veći sadržaj, izražen kao suma individualnih antocijana (202,4 mg/L) koji su

odredili Jakobek i sar.(2007) može se objasniti činjenicom da su ovi autori koristili ceđeni sok

jagode, a ne komercijalni sok koji je u toku pripreme pretrpeo i termičku obradu.

29

Tabela 3. Sadržaj antocijana u komercijalnim sokovima od jagode i borovnice

Antocijanin mg/L

Sok od jagode Cijanidin 3-glukozid 67,49±0,34

Pelargonidin 3-glukozid 62,47±0,42

Pelargonidin 3-rutinozid 3,72±0,09

ukupni sadržaj 133,68±0,28

Sok od borovnice Delfinidin 3-galaktozid 11,15±0,25

Delfinidin 3-glukozid 7,13±0,22

Cijanidin 3-galaktozid 10,32±0,37

Delfinidin 3-arabinozid 53,87±0,87

Cijanidin 3-glukozid 9,45±0,18

Petunidin 3-galaktozid 10,98±0,24

Cijanidin 3- arabinozid 6,91±0,15

Peonidin 3- galaktozid 10,12±0,20

ukupni sadržaj 119,93±0,31

U uzorku komercijalnog soka od borovnice, koji je korišćen za ispitivanje kinetike

termičke degradacije, HPLC metodom su identifikovani i kvantifikovani sledeći antocijani:

delfinidin 3-galaktozid (1), delfinidin 3-glukozid (2), cijanidin 3-galaktozid (3), delfinidin 3-

arabinozid (4), cijanidin 3-glukozid (5), petunidin 3-galaktozid (6), cijanidin 3-arabinozid (7) i

peonidin 3-galaktozid (8), kao što se može videti sa hromatograma predstavljenog na slici 12.

Diaconeasa i sar. (2015) su pored navedenih antocijana odredili i derivate malvidina i to:

malvidin 3-galaktozid, malvidin 3-glukozid i malvidin 3-arabinozid, pri čemu su našli da je suma

svih individualnih antocijana 1439 mg/L ceđenog soka. Naš komercijalni soku od borovnice

sadrži ukupno 119,93 mg/L. Znatno smanjenje sadržaja antocijana nakon termičke pripreme soka

od borovnice uočili su i drugi autori (Lee i sar., 2002).

30

Slika 12. HPLC hromatogram komercijalnog soka od borovnice snimljen na 520 nm:

(1)delfinidin 3-galaktozid, (2) delfinidin 3-glukozid, (3) cijanidin 3-galaktozid, (4) delfinidin 3-

arabinozid, (5) cijanidin 3-glukozid, (6) petunidin 3-galaktozid, (7) cijanidin 3-arabinozid i (8)

peonidin 3-galaktozid (8).

4.2. Uticaj temperature na sadržaj ukupnih antocijana u komercijalnim sokovima od jagode i

borovnice

Sadržaj ukupnih antocijana, određen HPLC metodom kao suma svih pojedinačnih

identifikovanih i kvantifikovanih antocijana, je veći u soku od jagode nego u soku od borovnice.

Sa porastom temperature i vremena zagrevanja uzoraka sadržaj antocijana se smanjuje i u soku

od jagode i u soku od borovnice (tabela 4.).

Tabela 4.Uticaj temperature i vremena zagrevanja na stabilnost ukupnih antocijana u

komercijalnim sokovima od jagode i borovnice

t, oC 0 h 1h 2h 3h 4h

Sok od jagode 75 133,68 121,55 113,23 104,86 97,22

85 133,68 114,30 99,15 84,16 71,41

95 133,68 107,15 84,42 61,22 51,57

Sok od

borovnice

75 119,93 110,39 101,08 91,09 83,98

85 119,93 105,24 89,94 76,37 65,42

95 119,93 100,36 78,97 60,28 47,97

31

Promena sadržaja ukupnih antocijana tokom zagrevanja soka od jagode i borovnice je

data i grafički, gde se uočava da linearni trend opadanja koncentracije antocijana postoji do 3.

satazagrevanja (slike 13. i 14.). Do tog perioda u soku od jagode zagrevanom na 75, 85 i 95ºC se

degradiralo 21,6 %, 37,1 % i 54,2 %, a u soku od borovnice 24,1 %, 36,3 % i 49,7 % ukupnih

antocijana, respektivno. Na osnovu dobijenih podataka može se zaključiti da su promene

sadržaja antocijana u sokovima približne.Mercali i sar. (2013) su nakon 3 sata zagrevanja na

75ºC uočili smanjenje sadržaja za 43%, dok su za isto vreme na 90ºC dobili smanjenje za čak

80%. Sadilova i sar. (2007) je odredio početni sadržaj antocijana u soku bobica zove 149 mg/L,

a nakon 4 sata zagrevanja na 95ºC sadržaj je pao na 46 mg/L (76,3% smanjenje sadržaja). Dakle,

komercijalni sokovi manje podležu procesu termičke degradacije jer oni sadrže i određene

stabilizatore, kao što su benzoeva kiselina, limunska kiselina, različite regulatore pH vrednosti.

Matriks soka takođe ima uticaja na stabilnost antocijana.

Eiro i Heinonen (2002) su pokazali da fenolne kiseline imaju zaštitni i stabilizacioni

efekat na antocijane. Kafena kiselina i rutin sprečavaju promenu boje soka od crvene narandže

(Maccarone i sar., 1985), dok sinapinska kiselina doprinosi boji soka od jagode, a ferulna i

sinapinska pojačavaju intenzitet boje soka od maline (Rein i Heinonen, 2004). Ovaj efekat je

pripisan kopigmentaciji antocijana sa novim jedinjenjima koja se sintetišu u ovim smešama ili su

u njima prisutne. Generalno, kopigmentacijom antocijana stvaraju se jedinjenja koja su

intenzivnije boje i koja su stabilnija od samih antocijana.

0h 1h 2h 3h 4h

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105

110

115

120

125

130

135

140

ko

nce

ntr

acija

mg

/L

75 0C

85 0C

95 0C

Slika 13.Promena sadržaja ukupnih antocijana u soku od jagode tokom vremena na

različitim temperaturama

32

0h 1h 2h 3h 4h

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105

110

115

120

125

ko

nce

ntr

acija

mg

/L 75

0C

85 0C

95 0C

Slika14 .Promena sadržaja ukupnih antocijana u soku od borovnice tokom vremena na

različitim temperaturama

Temperatura zagrevanja utičena stepen degradacije antocijana u sokovima, pri čemu je

degradacija brža na 95oC nego na 85oC i na temperaturi od 75oC. Brzina reakcije degradacije,

data kao zavisnost ln(c/co)od vremena zagrevanja (slika 15. i 16.) sledi reakciju prvog reda. Da je

termička degradacija antocijana reakcija prvog reda potvrdili su i drugi autori (Hillmann i sar.,

2011; Kirca i Cemeroglu, 2003)

33

0h 1h 2h 3h 4h

-1.0

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0.0ln

c/c

0

75 0C

85 0C

95 0C

Slika 15.Degradacija ukupnih antocijana u soku od jagode tokom zagrevanja na

različitim temperaturama.

0h 1h 2h 3h 4h

-1.0

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

ln c

/c0

75 0C

85 0C

95 0C

Slika 16.Degradacija ukupnih antocijana u soku od borovnice tokom zagrevanja na

različitim temperaturama.

34

Konstanta brzine reakcije prvog reda (𝑘) i vreme poluraspada (𝑡1 2⁄ ) su izračunati prema

sledećim jednačinama (Mercali i sar., 2013; Kirca i sar., 2003)

𝑐𝑡 = 𝑐𝑜 ∙ 𝑒𝑥𝑝(−𝑘 ∙ 𝑡) 1

𝑡1 2⁄ = −𝑙𝑛(0,5)

𝑘=

0,693

𝑘 2

gde je𝑐𝑜 početna koncentracija antocijana, a𝑐𝑡 koncentracija na odgovarajućoj temperaturi i

nakon određenog vremena zagrevanja.

Kinetički parametri reakcije degradacije ukupnih antocijana tokom zagrevanja soka od

jagode i soka od borovnice dati su u tabeli 5.

Tabela 5.Uticaj temperature zagrevanja na vrednost konstante brzine (k) i vremena poluraspada

(𝑡1 2⁄ ) degradacije ukupnih antocijana u sokovima od jagode i borovnice

temperatura , oC k, min-1 t1/2, min

Sok od jagode 75 1,23 · 10-3 563,41

85 2,55 · 10-3 271,76

95 4,66 · 10-3 148,71

Sok od borovnice 75 1,60 · 10-3 433,12

85 2,67 · 10-3 259,55

95 4,25 · 10-3 163,06

Konstanta brzine razgradnje je za uzorke sokova najmanja na najnižoj temperaturi

zagrevanja (75 ºC), što zajedno sa vrednostima vremena poluraspada (na istoj temperaturi)

ukazuje da se razgradnja antocijana intenzivira na povišenim temperaturama. Dobijeni rezultati

su u skladu sa literarnim podacima. Konstante brzine reakcija termičke degradacije antocijana u

pulpi acerole na temperaturama 75, 80, 85 i 90oC iznose 5,9 · 10-3, 8,4 · 10-3, 12,2 · 10-3 i 17,1 ·

10-3min-1 (Mercali i sar, 2013).Konstante brzine i vremena poluraspada reakcija termičke

degradacije antocijana u sokovima od grožđa na temperaturama 70, 80 i 90oC iznose u intervalu

od 0,54 · 10-3 do 4,70 · 10-3min-1, odnosno od 147,6 do 1271,4 min (Hillmann i sar., 2011).

35

4.3. Uticaj temperature zagrevanja na sadržaj pojedinačnih antocijana u komercijalnim

sokovima od jagode i borovnice

Komercijalni sok od jagode

Rezultati sadržaja tri antocijana, derivata cijanidina i dva derivata pelargonidina, u

uzorku komercijalnog soka od jagode pri različitim temperaturama zagrevanja, dati su u tabeli 6.

Na osnovu dobijenih rezultata može se videti da sadržaj pojedinačnih antocijana opada sa

vremenom zagrevanja na različitim temperaturama.

Tabela 6.Sadržaj pojedinačnih antocijana u soku od jagode tokom zagrevanja na

različitim temperaturama

t, oC 0 h 1 h 2h 3h 4h

Cijanidin-3-glukozid 75 67,49 59,03 53,80 48,81 44,05

85 67,49 55,10 46,03 37,52 30,08

95 67,49 51,03 37,88 24,18 19,92

Pelargonidin-3-

glukozid

75 62,47 58,96 56,03 52,83 50,07

85 62,47 55,88 51,10 44,02 39,05

95 62,47 53,02 43,88 35,02 30,05

Pelargonidin-3-

rutinozid

75 3,72 3,56 3,40 3,22 3,10

85 3,72 3,32 3,02 2,62 2,28

95 3,72 3,10 2,26 2,02 1,60

Temperatura zagrevanja utičena stepen degradacije pojedinačnih antocijana u soku od

jagode, pri čemu je degradacija brža na 95oC nego na 85oC i na temperaturi od 75oC. Brzine

reakcije degradacije, datih kao zavisnost ln(c/co)od vremena zagrevanja sledi reakciju prvog

reda. Konstante brzine reakcije prvog reda (𝑘) i vremena poluraspada (𝑡1 2⁄ )za svaki pojedinačni

antocijanin su izračunati prema jednačinama 1 i 2, a rezultati prikazani u tabeli 7.

36

Tabela 7.Uticaj temperature zagrevanja na vrednost konstante brzine (k) i vremena poluraspada

(𝑡1 2⁄ ) degradacije pojedinačnih antocijana u soku od jagode

temperatura , oC k, min-1 t1/2, min

Cijanidin-3-glukozid 75 1,58 · 10-3 442,61

85 3,20 · 10-3 216,56

95 6,22 · 10-3 111,41

Pelargonidin-3-glukozid 75 0,92 · 10-3 753,26

85 1,98 · 10-3 350,00

95 3,45 · 10-3 200,87

Pelargonidin-3-rutinozid 75 0,84 · 10-3 825,00

85 1,97 · 10-3 351,77

95 3,57 · 10-3 194,11

Najnestabilniji od svih antocijana prisutnih u komercijalnom soku od jagode je cijanidin-

3-glukozid, a od dva glikozida pelargonidina nestabilniji je pelargonidin 3-glukozid.

Za dva najzastupljenija antocijana, cijanidin 3-glukozida i pelargonidin 3-

glukozida,energija aktivacije je izračunata iz nagiba prave ln 𝑘 = 𝑓(1 𝑇⁄ ), prema jednačini:

𝐸𝑎 = −𝑡𝑔𝛼 ∙ 𝑅 3

gde je𝑅univerzalna gasna konstanta (8,314 J/Kmol). Pri tome smo odredili da energije aktivacije

za cijanidin 3- glukozida i pelargonidin 3- glukozida iznose 75,99 i 73,27 kJmol-1.Visoka

vrednost energije aktivacije ukazuje da temperatura ima veliki uticaj na degradaciju antocijana.

Zbog toga je potrebno voditi računa o temperaturi tokom čuvanja i zagrevanja voća. Dobijeni

rezultati su u skladu sa literarnim podacima (Hillmann i sar., 2011; Summen i sar.,2014).

Generalno, temperatura i vreme trajanja zagrevanja imaju veliki uticaj na stabilnost polifenola.

Ostali termodinamički parametri, promena entalpije (∆𝐻∗), promena entropije (∆𝑆∗) i

promena slobodne energije (∆𝐺∗) aktiviranog kompleksa izračunati su primenom sledećih

jednačina:

∆𝐻∗ = 𝐸𝑎 − 𝑛𝑅𝑇 4

gde je 𝑛 - molekularnost

odnosno,

∆𝐻∗ = 𝐸𝑎 − 𝑅𝑇za reakcije u rastvorima

37

∆𝑆∗ = 19,14(log 𝑘 − log 𝑇 − 10,3178 + ∆𝐻∗ 19,14 𝑇⁄ ) 5

∆𝐺∗ = ∆𝐻∗ − 𝑇∆𝑆∗ 6

Vrednosti izračunatih termodinamičkih parametara aktiviranog stanja procesa degradacije

cijanidin 3- glukozida i pelargonidin 3- glukozida u soku od jagode, primenom jednačina 3 – 6

prikazane su u tabeli 8.

Tabela 8. Termodinamički parametri aktiviranog kompleksa reakcije degradacije cijanidin 3-

glukozida i pelargonidin 3- glukozida u soku od jagode

temperatura , oC ∆𝐻∗ ∆𝑆∗ ∆𝐺∗

Cijanidin 3-glukozid 75 73,10 -89,70 104,32

85 73,01 -90,18 105,29

95 72,93 -90,64 106,28

Pelargonidin 3- glukozid

75 70,38 -102,09 105,91

85 70,29 -101,76 106,72

95 70,21 -102,93 108,09

Komercijalni sok od borovnice

Rezultati određivanja promene sadržaja osam antocijana, tri derivata delfinidina, tri

derivata cijanidina kao i derivata peonidina i petunidina, u uzorku komercijalnog soka od

borovnice pri različitim tempertaturama zagrevanja, dati su u tabeli 9. Na osnovu dobijenih

rezultata može se videti da sadržaj pojedinačnih antocijana opada sa vremenom zagrevanja na

različitim temperaturama.

38

Tabela 9.Sadržaj pojedinačnih antocijana u soku od borovnice tokom zagrevanja na

različitim temperaturama

t, oC 0h 1h 2h 3h 4h

delfinidin 3-arabinozid

75 53,87 49,05 44,36 39,15 36,08

85 53,87 45,86 37,02 30,05 23,86

95 53,87 42,98 30,63 20,05 13,15

delfinidin 3-galakozid

75 11,15 10,20 9,28 8,30 7,60

85 11,15 9,80 8,45 7,02 6,48

95 11,15 9,30 7,32 5,40 4,48

delfinidin 3-glukozid

75 7,13 6,50 5,78 5,10 4,60

85 7,13 6,10 5,12 4,08 3,38

95 7,13 5,72 4,38 3,02 2,62

cijanidin 3-galaktozid

75 10,32 9,58 8,88 8,20 7,52

85 10,32 9,32 8,40 7,40 6,54

95 10,32 9,08 7,42 6,62 5,68

cijanidin 3-arabinozid

75 6,91 6,48 5,92 5,50 5,10

85 6,91 6,20 5,52 4,88 4,22

95 6,91 5,98 5,06 4,12 3,30

cijainidin 3-glukozid

75 9,45 8,70 8,03 7,28 6,58

85 9,45 8,48 7,52 6,52 5,72

95 9,45 8,25 7,08 5,90 4 ,93

peonidin 3-galaktozid

75 10,12 9,52 9,03 8,38 7,82

85 10,12 9,30 8,51 7,72 7,10

95 10,12 9,10 8,03 7,05 6,33

petunidin 3-galakozid

75 10,98 10,36 9,80 9,18 8,68

85 10,98 10,18 9,40 8,70 8,12

95 10,98 9,95 9,05 8,12 7,48

Brzina reakcija degradacije pojedinačnih antocijana, datih kao zavisnost ln(c/co)od

vremena zagrevanja sledi reakciju prvog reda. Konstante brzine reakcije prvog reda (𝑘) i vreme

poluraspada (𝑡1 2⁄ ) su izračunati prema jednačinama 1 i 2 za svaki pojedinačni antocijanin, a

rezultati prikazani u tabeli 10.

39

Tabela 10.Uticaj temperature zagrevanja na vrednost konstante brzine (k) i vremena

poluraspada (𝑡1 2⁄ ) degradacije pojedinačnih antocijana u soku od jagode

temperatura , oC k, min-1 t1/2, min

Delfinidin 3-arabinozid 75 1,88 · 10-3 368,62

85 3,52 · 10-3 196,87

95 6,35 · 10-3 109,13

Delfinidin 3- galaktozid 75 1,72 · 10-3 402,90

85 2,78 · 10-3 249,28

95 5,43 · 10-3 127,62

Delfinidin 3-glukozid 75 2,02 · 10-3 343,07

85 3,35 · 10-3 206,86

95 5,32 · 10-3 130,26

Cijanidin 3-galaktozid 75 1,29 · 10-3 537,21

85 1,92 · 10-3 360,93

95 2,63 · 10-3 263,49

Cijanidin 3- arabinozid 75 1,36 · 10-3 509,56

85 1,99 · 10-3 348,24

95 3,10 · 10-3 223,54

Cijanidin 3- glukozid 75 1,48 · 10-3 468,24

85 2,19 · 10-3 316,44

95 2,79 · 10-3 248,38

Peonidin 3- galaktozid 75 1,06 · 10-3 653,77

85 1,55 · 10-3 447,10

95 2,13 · 10-3 325,35

Petunidin 3- galaktozid 75 1,01 · 10-3 684,44

85 1,31 · 10-3 529,01

95 1,69 · 10-3 410,06

Različiti antocijani u soku od borovnice takođe imaju različite kinetike termičke

degradacije. Ako uporedimo glukozide cijanidina i delfinidina videćemo da se delfinidin 3-

glukozid degradira znatno brže (t1/2=343,07 min, 75oC) od cijanidin 3-glukozida (t1/2= 468,24

min, 75oC).Fleschhut i sar. (2006) su pokazali da povećanje hidroksilnih grupa u B prstenu

rezultira smanjenje stabilnosti. Međutim, iako postoji razlika između delfinidina i cijanidina, oni

su ipak manje stabilni od petunidina i peonidina, što ukazuje da metilovanje hidroksilne grupe u

B prstenu povećava stabilnost antocijana (Hellstrom i sar., 2013).

40

Za dva najzastupljenija antocijana, delfinidin 3-arabinozid i delfinidin 3-

galactozid,energija aktivacije je izračunata iz nagiba prave𝑙𝑛𝑘 = 𝑓(1 𝑇⁄ ) i iznosila je 71,50 i

63,68 kJ mol-1, a ostali termodinamičkih parametara aktiviranog stanja procesa degradacije

primenom jednačina 3 – 6. Rezultati su prikazani u tabeli 11.

Tabela 11. Termodinamički parametri aktiviranog kompleksa reakcije degradacije delfinidin 3-

arabinozida i delfinidin 3- galaktozida u soku od borovnice

temperatura , oC ∆𝐻∗ ∆𝑆∗ ∆𝐺∗

Delfinidin 3-arabinozid 75 68,61 -108,90 106,51

85 68,52 -109,35 108,77

95 68,44 -109,73 108,82

Delfinidin 3- galaktoozid 75 60,79 -124,44 104,09

85 60,70 -125,72 105,71

95 60,62 -125,21 106,70

Procena termodinamičkih parametara može pružiti važne informacije o kinetici termičke

degradacije antocijana.Tabele 3.6 i 3.9.sadrže promene entalpije (∆𝐻∗), promene entropije (∆𝑆∗)

i promene slobodne energije (∆𝐺∗) aktiviranog kompleksa. Za ∆𝐺∗, koji pokazuje razliku

između aktiviranog stanja i reaktanata (Al-Zubaidy i Khalil, 2007), određene su vrednosti u

intervalu od 104,32 do 108,09 kJ mol-1 za najzastupljenije antocijane soka od jagode i u intervalu

104,09 do 108,82 kJ mol-1 za najzastupljenije antocijane soka od borovnice. Pozitivan znak znači

da proces degradacije antocijana nije spontan proces.

∆𝐻∗je mera energetske barijere koja se mora ukloniti da bi se reagujući molekuli

približili dovoljno blizu da formiraju prelazno stanje. ∆𝐻∗ vrednosti variraju u intervalu od 70,21

do 73,10 kJ mol-1 za najzastupljenije antocijane soka od jagode i u intervalu od 60,62 do 68,61 kJ

mol-1 za najzastupljenije antocijane soka od borovnice. Pozitivan znak upućuje na endotermno

stanje između aktiviranog kompleksa i reaktanata.

∆𝑆∗meri promenu uređenosti u sistemu. Negativne vrednosti entropije, koje su određene

u ovom radu, ukazuju da prelazno stanje ima manju slobodu kretanja u odnosu na reaktante

(Mercali i sar., 2013)

41

5. ZAKLJUČAK

1

U ovom radu je ispitana termička degradacija cijanidin 3-glukozida , pelargonidin 3-

glukozida i pelargonidin 3-rutinozida u komercijalnom soku od jagode, delfinidin 3-galaktozida,

delfinidin 3-glukozida, cijanidin 3-galaktozida, delfinidin 3-arabinozida, cijanidin 3-glukozida,

petunidin 3-galaktozida, cijanidin 3-arabinozida i peonidin 3-galaktozida u komercijalnom soku

od borovnice, kao i ukupnih antocijana u ispitivanim uzorcima komercijalnih sokova tokom

zagrevanja.

Dobijeni rezultati pokazuju da brzina degradacije prati kinetiku reakcija prvog reda.

Najstabilniji od ispitvanih antocijana je pelargonidin 3-rutinozid u soku od jagode, a

najnestabilniji delfinidin 3-glukozid u soku od borovnice. Energije aktivacije degradacije

najzastupljenijih antocijana u sokovima od jagode i borovnice tokom zagrevanja kretale su se od

63,68 kJ/mol do 75,99 kJ/mol. Zavisnost konstante brzine (𝑘) od energije aktivacije (𝐸𝑎) data je

Arenijusovom jednačinom.

Povećanjem temperature zagrevanja od 75ºC na 95ºC, konstanta brzine reakcije (𝑘) se

povećala za 3,7 do 4,2 puta za antocijane u soku od jagode i za 2,0 do 3,4 puta za antocijane u

soku od borovnice.

Dobijeni rezultati su takođe pokazali da je vreme poluraspada (𝑡1 2⁄ ) individualnih

antocijana tokom zagrevanja u intervalu od 343,07 do 825,00 min na 75ºC, od 196,87 do 529,01

min na 85ºC, a tokom zagrevanja od na 95ºC od 109,13do 410,06 min.

2

6. LITERATURA

3

Al-Zubaidy, M. M. I., Khalil, R. A. (2007). Kinetic and prediction studies of ascorbic acid

degradation in normal and concentrate local lemon juice during storage. Food Chemistry, 101(1),

254–259.

Baiamonte, I., Raffo, A., Nardo, N., Paoletti, F., Bonoli, M., Baruzzi, G., Faedi, W.

(2010).Anthocyanin content of strawberries (Fragaria ananassa) grown in either organic or

integrated production systems, ISHS Acta Horticulturae 873: Organic Fruit Conference

10.17660/ActaHortic.2010.873.34

Ćujić, N., Kundaković, T., Šavikin, K. (2013).Antocijani– hemijska analiza i biološka aktivnost,

Lek.Sirov., 33, 19-37.

Diaconeasa, Z., Leopold, L., Rugină, D., Ayvaz, H., Socaciu, C. (2015). Antiproliferative and

Antioxidant Properties of AnthocyaninRich Extracts from Blueberry and Blackcurrant Juice,

International Journal of Molecular Sciences, 16, 2352-2365; doi:10.3390/ijms16022352

Eiro, M.J., Heinonen, M. (2002). Anthocyanin color behavior and stability during storage: effect

on intermolecular copigmentation, Journal of Agricultural Food Chemistry, 50, 7461-7466.

Fleschhut, J., Kratzer, F., Rechkemmer, G., Kulling, S.E. (2006). Stability and biotransformation

of various dietary anthocyanins in vitro, European Journal of Nutrition, 45, 7–18.

Fundamentals of analytical chemistry; Skoog, West, Holler & Crouch, 2013

Hellstroma, J., Mattila, P., Karjalainen, R.(2013). Stability of anthocyanins in berry juices

stored at different temperatures, Journal of Food Composition and Analysis, 31, 12–19.

Hillmann, M., Burin, V.M., Bordignon-Luiz, M.T. (2011).Thermal degradation kinetics of

anthocyanins in grape juice and concentrate, International Journal of Food Science and

Technology, 46, 1997-2000.

Introduction to Modern Liquid Chromatography, Lloyd R. Snyder, Joseph J. Kirkland, John W.

Dolan, 2010.

Jakobek, J., Seruga, M., Medvidović-Kosanovic, M., Novak, I. (2007). Anthocyanin content and

antioxidant activity of various red fruit juices, Deutsche Lebensmitlel-Rundschau103. Jahrgang,

2, 59-64.

Kazazić, S. P. (2004).Antioksidacijska i antiradikalska aktivnost flavonoida, Arh.Hig.

RadaToksikol.,55, 279-290.

4

Kirca, A., Cemeroglu, B. (2003). Degradation kinetics of anthocyanins in blood orange juice and

concentrate, Food Chemistry, 81, 583-587.

Krstulovic, A. M., Brown, P. R. Reversed-phase high-performance liquid

chromatography: theory, practice, and biomedical applications; 1982

Lee, J., Rennaker, C., Wrolstad, R. E. (2008). Correlation of two anthocyanin quantification

metods: HPLC and spectrophotometric methods, Food Chemistry, 110, 782-786.

Lee, J., Durst, R. W., Wrolstad, R. E. (2002).Impact of Juice Processing on Blueberry

Anthocyanins and Polyphenolics:Comparison of Two Pretreatments,Journal of Food Science,

67, 1660-1667.

Maccarone, E., Maccarrone, A., Rapisarda, P. (1985). Stabilization of anthocyanins of blood

orange fruit juice, Journal of Food Sciences, 50, 901-904.

Mercali, G. D., Jaeschke, D. P., Tessaro, I. C., Marczak, L. D. F. (2013). Degradation kinetics of

anthocyanins in acerola pulp: Comparison between ohmic and conventional heat treatment, Food

Chemistry, 136 (2013) 853–857

Patras, A., Brunton, N.P., O,Donnell, c., Tiwari, B.K. (2010). Effect of thermal processing on

anthocyanin stability in food; mechanisms and kinetics of degradation, Trends in Food

Scienceand Technology, 21, 3-11.

Pravilnik o kvalitetu i uslovima upotrebe aditiva u namirnicama, Službeni glasnik RS, 5/2004

Rein, M.J., Heinonen, M. (2004). Stability and enhancement of berry juice color, Journal of

Agricultural Food Chemistry, 52, 3106-3114.

Robards K., Prenzler P.D., Tucke, G., Swatsitang P. andGlover W. (1999).Phenolic compounds

and their rolein oxidative processes in fruits,Food Chemistry, 66, 401–436.

Sadilova, E., Carle, R., Stintzing, F. C. (2007). Thermal degradation of anthocyanins and its

impact on color and in vitro antioxidant capacity.Molecular Nutrition and Food Research,

51(12), 1461–1471.

Summen, M.A., Erge, H.S. (2014). Thermal degradation kinetuks of bioactive compounds and

visual color in raspberry pulp, Journal of Food Processing and Preservation, 38, 551

5

Wrolstad, R. E. (2004): Anthocyanin Pigments- Bioactivity and Coloring Properties, Journal

ofFood Science, 69, 419-425.

Wu, X., Prior, R. L. (2005). Systematic identilication and characteriz of anthocyanins by

HPLC-ESlMS/MS in common foods in the UnitedStates: fruits and berries. Journal of

Agricultural Food Chemistry, 53, 2589-2599.

HPLC семинар, JASCO international Co., Ltd. 2013

http://narodni.net/mnogobrojna-ljekovita-svojstva-borovnice/

http://studenti.rs/skripte/poljoprivreda-sumarstvo/tehnologija-uzgoja-jagode/

http://www.pmf.ni.ac.rs/pmf/master/hemija/doc/2013-10-30-mm.pdf

http://www.pharmamedica.rs/ishrana/mocne-bobice/