Физики спектроскопически исследовали манговые и апельсиновые соки из Эфиопии

Индийские и эфиопские ученые провели спектроскопическое исследование манговых и апельсиновых соков из фруктов, выращенных в Эфиопии. Спектры помогли разобраться в том, как меняется химический состав соков под влиянием термической обработки и долгосрочного хранения при комнатной температуре. Так, авторы узнали, что полиметоксифлавоны и кумарин в манговом соке не выдерживают этих процедур в отличие от каротиноидов, а витамины в апельсиновом соке довольно быстро разрушаются с нагревом. Исследование опубликовано в Scientific Reports.

Пищевые продукты требуют особого контроля качества, поскольку отклонения от стандартов могут иметь негативные последствия для здоровья потребителя. В промышленном производстве упакованной еды как правило сохраняется высокая воспроизводимость, а у технологов есть множество инструментов, чтобы ее поддерживать.

Однако совершенно иначе обстоит дело с продукцией домашнего производства, которую изготавливают и продают мелкие предприниматели или люди, вообще не ведущие бизнес. Зачастую срок хранения такой продукции гораздо меньше, чем у промышленно выпускаемых аналогов, а ее характеристики испытывают сильную вариацию. В этой ситуации большую пользу приносят быстрые и недеструктивные методы диагностики, основанные на оптической спектроскопии. Она позволяет проводить химический и структурный количественный анализ и делать на основании этого выводы о качестве и вкусовых свойствах пищи.

Написанное выше в полной мере относится к производству фруктовых соков, характерного для жарких районов. Соки также активно исследуются спектроскопическими методами. Вместе с тем, соки относятся к тем типам продуктов, чьи вкусовые качества зависят от множества факторов, включающих широту созревания и способы сбора фруктов, климат, почвы и многое другое. Лучше всего исследованы спектры соков, произведенных в развитых странах, например, в Италии или Испании, однако данных по развивающимся странам довольно мало.

Кришнарадж Рамасвами (Krishnaraj Ramaswamy) из Университета Дамби Долло и его коллеги из Индии и Эфиопии решили восполнить этот пробел. В качестве объекта для спектроскопического исследования они выбрали апельсиновые и манговые соки, плоды для которых были выращены в городе Назрет (другое название города Адама) в Эфиопии.

Авторы очищали фрукты, которые они хранили в холодильнике при температуре шесть градусов, и делали из них соки с помощью бытовой соковыжималки. После центрифугирования соков в течение 15 минут со скоростью 360 оборотов в минуту при температуре 22 градуса исследователи разделили их на две части. С соков из первой части они сняли спектры абсорбции и флуоресценции, после чего отложили их на десятидневное хранение при температуре 22 градуса. Соки из второй части авторы подвергали десятиминутному нагреву при температурах 40, 60 и 80 градусов. Это позволило им выяснить, как на спектральные свойства соков влияют температурная обработка и длительное хранение.

В первую очередь ученые сравнили спектры поглощения видимого диапазона соков манго и апельсина. В обоих случаях спектры почти монотонно убывали с ростом длины волны, однако в некоторых участках обладали слабо выраженными полосами и пиками поглощения, соответствующим тем или иным химическим соединениям. Для проведения флуоресцентной спектроскопии исследователи возбуждали соки излучением на длине волны 350 нанометров. Примечательно, что манговые образцы переизлучали свет преимущественно в видимом диапазоне, в то время как эмиссия апельсиновых соков происходила в ближнем ультрафиолете.

Анализ спектров и сравнение с литературными данными позволили авторам сделать некоторые выводы о влиянии хранения и нагрева на химический состав соков. Например, они выяснили, что краткосрочная термическая обработка в большей степени, нежели долгосрочное хранение при комнатной температуре приводит к разрушению некоторых химических соединений, например, полиметоксифлавонов и кумарина, в то время как каротиноиды оказались более устойчивы.

Точно также авторы выяснили, что витамины в апельсиновом соке довольно быстро разрушаются с нагревом, хотя выдерживают комнатное хранение. В целом апельсиновый сок оказался сильнее подвержен разрушительному действию высоких температур, нежели манговый. Ученые дополнили свои результаты исследованием квантовых выходов флуоресценции соков, а также измерением их pH. Последнее показало, что апельсиновый сок оставался кислее мангового после любых режимов обработки.

Спектроскопия помогает изучать не только соки, выжатые из фруктов, но и сами фрукты. Мы уже рассказывали, как таким образом измеряли красноту мякоти яблок, не разрезая их.

Марат Хамадеев