Особенно  чувствительными разновидностями хроматографии являются называемые тонкослойная и газовая хроматографии, которые находят все бол широкое применение в биохимии, биоорганической химии и пищевой химии.

     Газовая хроматография в настоящее время — наиболее точный и быстрый метод анализа липидов. ^[13]

     Методы  извлечения каротиноидов. Традиционные методы извлечения каротиноидов из природных объектов состоят в гомогенизировании биомассы при охлаждении (процесс проводят обычно в присутствии антиоксидантов в темноте), извлечении пигментов полярными растворителями, например ацетоном или метанолом. Далее каротиноиды переводят в неполярные растворители — гексан или петролейный эфир. Индивидуальные пигменты получают путем хроматографирования в тонком слое адсорбента (силикагель, алюминий). При использовании последнего сорбента разделение каротиноидов целесообразнее проводить в системе растворителей, содержащей различное количество гексана и ацетона. При разделении ксантофиллов перед тонкослойной хроматографией на силикагеле проводят предварительный щелочной метанолиз. Если каротиноиды связаны с белками, то для их извлечения используют детергенты, например тритон Х-100 (2 %) или додецилсульфат натрия (1%).

     Первоначальную  информацию о строении выделенного каротиноида дает исследование спектров поглощения пигмента в видимой области. Эти данные наряду с принятыми химическими методами исследования каротиноидов (озонолиз, восстановление NaBH₄ и др.) позволяют составить представление о возможной структуре пигмента. Далее определяют сравнительную полярность изучаемого пигмента в разных хроматографических системах.

     Масс-спектрометрия. Масс-спектрометрия используется для установления молекулярной массы каротиноида и особенностей строения. Информацию о наличии определенных функциональных групп в пигменте могут дать ИК- и ЯМР-спектры. Стереохимия каротиноида является конечным этапом его изучения. Наиболее полные данные о стереохимии каротиноида можно получить, используя спектры кругового дихроизма и низкотемпературные спектры поглощения (при температуре жидкого азота). Окончательное заключение о строении изучаемого каротиноида дают рентгеноструктурный анализ и тотальный синтез полиена. Следует отметить, что все перечисленные выше анализы могут быть проведены с небольшим количеством образца (около 10 — 20 мг), что в значительной степени содействовало развитию в последние годы химии каротиноидов. ^{[9, 23]}

     1.5 Использование каротиноидов

 

     Уже в течение многих лет каротиноиды широко применяются в сельском хозяйстве, медицине и пищевой промышленности. Их присутствие во многих природных продуктах делает их идеально пригодными для этой цели.

     Каротиноиды получают с помощью химического синтеза и путем выделения из природных источников — растений и микроорганизмов. Химическим путем получают β-каротин, витамин А, β-апо-8-каротиналь, этиловый эфир β-апо-8-каротиновой кислоты, кантоксантин и ряд других каротиноидов, синтез которых осуществляется в заводских масштабах. Традиционными источниками получения каротиноидов служат также некоторые растения - морковь, тыква, трава, шиповник, облепиха и др.  Наряду с этим все шире в тех же целях используют мицелиальные грибы и дрожжи. Как продуценты каротиноидов представляют также интерес бактерии и водоросли. ^[20]

     β-Каротин  используют главным образом в  пищевой промышленности, а также  при изготовлении лекарств и косметических  средств. β-Каротин и ликопин применяют как пигментные вещества и красители при изготовлении таких пищевых продуктов, как колбасы и ветчинные изделия, сливочное масло. Как краситель используют также β-апо-8-каротиналь, придающий оранжевую окраску многим кондитерским изделиям, сырам и овощным пастам. ^[18]

     В пищевые жиры, особенно в сливочное масло и маргарин, добавляют β-Каротин, благодаря чему организм получает дополнительное количество необходимого для него витамина А, а масло - более привлекательный цвет. Масло нагревают до 30'С и добавляют вытяжку из моркови или β-каротин, который при такой температуре хорошо растворяется в масле. Водорастворимые или по крайней мере диспергируемые в воде производные β-каротина, кантаксантин и апокаротиноиды, применяются для окрашивания напитков и других пищевых продуктов. В Италии существует давняя традиция добавлять каротиноиды в макаронные изделия. β-Каротин и β-апо-8-каротиналь добавляют также в сыры и овощные пасты. Эти же каротиноиды используют для окраски яичного желтка (β-апо-8-каротиналь добавляют в пищевой рацион кур). ^[2]

     Часто каротиноиды-красители используют в сочетании с аскорбиновой кислотой, что обеспечивает большую стабильность пигментов. Для лучшей сохранности каротиноидов при использовании их в качестве красителей применяют также особые препаративные формы пигментов. Каротиноиды растворяют в маслах или готовят вододисперсные формы: в такой форме пигменты заключают в микрокапсулы (наиболее удобная форма сохранения каротиноидов). Велико значение каротиноидов, в частности ликопина, при изготовлении колбас и ветчинных изделий, где,они могут заменить нитрит натрия. Как краситель используют также β-апо-8-каротиналь, придающий оранжевую окраску леденцам, пищевым пастам, кексам и другим кондитерским изделиям. ^[15]

     В медицине каротиноиды используются главным образом для профилактики или лечения авитаминоза А. В этих случаях рекомендуется пищевой рацион, богатый каротиноидами, или специальные препараты. Вместе с тем, как недавно показано, при некоторых кожных заболеваниях, которые обостряются под действием солнечного излучения, каротиноиды играют защитную роль. В частности, большие дозы β-каротина значительно смягчают симптомы эритропоэтической Порфирии. Для этой болезни характерно нарушение метаболизма порфиринов, в результате чего они накапливаются в организме и начинают играть роль фотосенсибилизаторов. У таких больных под влиянием солнечного света появляется зуд, жжение и отечность. В настоящее время рассматривается также возможность использования каротиноидов. Кроме того, установлено, что каротиноиды оказывают терапевтический эффект на развитие рака кожи, индуцируемого УФ-излучением или диметилбензантраценном. ^[2]

 

      Заключение

 

     Каротиноиды представляют собой классический пример группы природных пигментов. Все  члены этой группы обладают очень близкой структурой, основанной на сопряженном полиеновом хромофоре, который и обуславливает их светопоглощающие свойства. Они дают возможность наблюдать четкую корреляцию между максимумом поглощения и длиной хромофора. Каротиноиды чрезвычайно широко распространены у живых организмов и принимают участие во всех фотофункциях, обычно связанных с природными пигментами.

     Использование каротиноидов в качестве пищевых  добавок, красителей и провитаминов А уже происходит в большиз  количествах и постоянно расширяется. Это связано с увеличением спроса на природные красители, которые часто предпочитают синтетическим красящим веществам, а также с налаженным промышленным производством каротиноидов. Если число каротиноидов, которые могут быть использованы, и особенно диапазон красок, который может быть получен, увеличаться, то применение каротиноидов станет еще более широким.

     Несомненный интерес представляют данные о том, что β-каротин оказывает терапевтический эффект на развитие рака кожи, индуцируемого УФ-излучением или диметилбензантраценом. Установлено, что и другой каротиноид — кантаксантин, а также полиен фитоин обладают антираковой активностью в отношении рака кожи, индуцированного УФ-излучением.

     Таким образом, изучение каротиноидов весьма перспективно и позволяет широко использовать эти соединения в промышленности, медицине и сельском хозяйстве.

 

     Список  использованных источников

 

     1. Карнаухов, В. Н. Биологические функции каротиноидов/ В. Н. Карнаухов. – М.: Наука, 1988. – 240 с.

     2. Бриттон Г. Биохимия природных пигментов: пер. с англ. / Г. Бриттон. – М.: Мир, 1986. – 422 с.

     3. Гудвин Т. Сравнительная биохимия каротиноидов: пер. с англ. Ф. В. Церевитина/ Т. Гудвин. – М.: Мир, 1974. – 541 с.

     4. Гудвин Т. Введение в биохимию растений: Пер. с англ. под ред. В.Л.Кретовича/ Т. Гудвин, Э. Мерсер. – М., 1986. – 630 с.

     5. Дмитровский  А. А.  Экспериментальная витаминология/ А. А. Дмитровский, Островская  Ю. М. - Минск.: Наука  и  техника,  1979. – 233 с.

     6. Душейко А. А.  Витамин А / А. А. Душейко. – Киев: Наукова Думка,  1988. – 512 с.

     7. Конъ И. Я.  Биохимические  механизмы действия витамина А / И. Я. Конь. - М.: Ин-т  питания  АМН  СССР,  1987. – 216 с.

     8. Коротилова А. И. Витамины / А. И. Коротилова, Е. П. Глушанков. – СПб.: 1976. – 273 с.

     9. Кретович В. Л. Биохимия растений: Учеб. – 2-е изд., перераб. и доп.; для биол. спец. ун-тов / В. Л. Кретович. – М.: Высш. шк., 1986. – 503 с.

     10. Метлицкий Л. В. Основы биохимии плодов и овощей / Л. В. Метлицкий.– М.: 1976. – 203 с.

     11. Овчаров К. Е. Витамины растений / К. Е. Овчаров.– М.: 1969. – 492 с.

     12. Кротов С. М. Популярная  медицинская  энциклопедия:  4-е  издание/ С. М. Кротов, А. Г. Шлепаков - Ульяновск.: “Книгочей”, 1997. – 165 с.

     13. Аркадьева З. А. Промышленная микробиология: Учеб.пособие для вузов по спец. «Микробиология» и «Биология» / З. А. Аркадьева, А. М. Безбородов, И. Н. Блохина [и др.]. – М.: Высш. шк., 1989. – 688 с.

     14. Савинов Б.Г. Каротин (провитамин А) и получение его препаратов. / Б. Г. Савинов. - Киев: Наукова Думка,  1978. – 264 с.

     15. Семенов В. Ф. Пигменты пищевых производств (меланоидины)/ В. Ф. Селеменов, О. Б. Руданов, Г. В. Славянская, Н. В. Дроздова. –М.: Дели принт, 2008. – 246 с.

     16. Сисакян Н.М. Биохимия  и физиология  витаминов/ Н. М. Сисакян. – М.: Колос, 1953. – 254 с.

     17. Скорикова Ю. Г. Полифенолы плодов и ягод и формирование цвета продуктов: учебник/ Ю. Г. Скорикова. – М.: Пищ. пром-ть. – 1973. – 230 с.

     18. Слепнева А.С. Товароведение плодоовощных, зерномучных, кондитерских и вкусовых товаров / А.С. Слепнева, А.Н. Кудяш, П.Ф.Пономарев. –2-е изд., переработанное. – М.: Экономика, 2007. –243 с.

     19. Стайлер Л.К.  Биохимия/ Л. К. Стайлер.– М.: Мир., 1985. – 476 с.

     20. Гончарова В. Н. Товароведение пищевых продуктов/ В. Н. Гончарова, Е. Я. Голощапова. - М.: Экономика, 1990 г. – 263 с.

     21. Третьяков Н.Н. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений/ Н. Н. Третьяков, Е. И. Кошкин, Н. М. Макрушин [и др.]. - М.: Колос, 2000. – 180 с.

     22. Химический состав и энергетическая ценность пищевых продуктов: справочник Мак Канса и Уиддоусона/ пер. с англ. под общ. ред. А.К.Батурина. – СПб.:  Профессия, 2006. – 416 с.

     23. Энциклопедический  словарь - М.: Большая советская энциклопедия, 1955. – 864с.

     24. Яковлева Н.Б. Химическая природа нужных для жизни витаминов/ Н. Б. Яковлева. - М.: Просвещение, 2006. – 120 с.