ADITIVUL E140 CLOROFILA
Profesor indrumator:
Studenta:
Oroianu Mircea
Burlica Elena 1
Aditivii au fost folositi in prepararea si pastrarea alimentelor din cele mai vechi timpuri. Insa, in ultimul secol, odata cu dezvoltarea fara precedent a industriei alimentare ei au capatat un rol primordial in procesarea alimentelor. Dupa rolul tehnologic, aditivii au fost impartiti in mai multe grupe : coloranti, conservanti, antioxidanti, indulcitori artificiali, emulsificatori etc. Printre coloranti regasim si clorofila sau E140, un colorant natural verde, prezent in toate plantele si in alge, varianta comerciala extragandu-se din urzici, iarba si lucerna. Denumirea provine de la cuvintele grecesti chloros = verde si phyllon = frunze. Pentru descrierea structurii sale chimice, dr. Richard Willstatter a primit, in anul 1915, premiul Nobel. Cand, 15 ani mai tarziu, un alt cercetator, dr. Hans Fishert a fost recompensat tot cu premiul Nobel pentru cercetarile privind compozitia chimica a hemoglobinei, descoperirea structurii aproape identice a celor doua substante a provocat uimire. In timp ce hemoglobina contine un ion de fier, clorofila, cu o structura similara, contine un ion de magneziu. Metoda uzuala de obtinere a clorofilei din frunzele verzi( spanac, urzici, iarba, alge) se bazeaza pe extractia colorantului cu ajutorul apei, la 100oC. O alta metoda consta in coagularea la 60-70oC a sucului obtinut prin presarea plantei, separarea proteinelor prin filtrare, dupa care se face extragerea colorantului cu un solvent, ca de exemplu acetona, etanol, eter de petrol, metiletilcetona. E140 face parte din categoria « E-uri inofensive », doza maxima admisibila este nelimitata, consumul frecvent nefiind insa recomandat. De asemenea nu exista restrictii, E140 putand fi consumat de catre toate gruparile religioase, vegani si vegetarieni. Clorofilinele naturale nu sunt toxice si, de aceea, clorofilinei nu i-a fost atribuit nici un efect secundar, de la inceputurile utilizarii acesteia pe scara larga de catre oameni, adica de peste 50 de ani atestati. Administrata oral, clorofilina poate cauza colorarea in galben sau negru a limbii si in verde a urinei sau fecalelor. Au fost raportate cazuri de diaree legate de utilizarea orala a clorofilinei, dar foarte rare. Aceste suplimentele alimentare cu continut de clorofiline nu au fost testate la gravide sau femeile care alapteaza, de aceea se
2
recomanda evitarea utilizarii acestora de catre categoriile mentionate. Pentru ca cercetatorii nu cunosc cantitatea exacta de clorofila ce intra in circuitul sanguin sau daca intra vreo cantitate, in produsele naturiste moderne sunt folosite clorofilinele. Acestea sunt sarurile de sodiu si/sau de cupru derivate de la clorofila. In cursul sintezei clorofilinelor, atomul de magneziu din centrul clorofilei este inlocuit cu atomul de cupru. In comparatie cu clorofila naturala (liposolubila), clorofilina este solubila in apa si circula de-a lungul intregului organism, datorita inlocuirii magneziului din centru cu atomul de cupru, care, asemenea fierului, este un transportor al oxigenului. De fapt, moleculele de clorofilina sunt aproape identice cu moleculele de hemoglobina din sangele nostru. Doza pentru complexele Cu-clorofila si Cu-clorofiline este de 15mg/kg corp. Structură chimică
Se observă cele 4 cicluri pirolice, legate între ele prin punţi metilenice:Magneziul leagă coordinativ 2 atomi de N datorită electronilor neparticipanţi.
Fitolul (R) este un alcool superior nesaturat care esterifică una din cele 2 grupări carboxyl.
. Formulă
Clorofila a C55H72O5N4
Clorofila b C55H70O6N4
Clorofila c1 C35H30O5N4 3
Clorofila c2 C35H28O5N4
Clorofila d C54H70O6N4M
moleculară Mg Radicalul -CH=CH2 de la C3 Radicalul -CH3 C7 Radicalul -CH2CH3 C8 Radicalul CH2CH2CO C17 O-Fitil Legătura Simplă C17-C18 Răspîndire Universal
Mg
Mg
Mg
g
-CH=CH2
-CH=CH2
-CH=CH2
-CHO
-CHO
-CH3
-CH3
-CH3
-CH2CH3
-CH2CH3
-CH=CH2
-CH2CH3
-
-
-
-
CH2CH2CO
CH=CHCO
CH=CHCO
CH2CH2COO
O-Fitil
OH
OH
-Fitil
Simplă
Dublă
Dublă
Sinplă
Diferite
Diferite
specii de
specii de
alge
alge
Majoritatea plantelor
Cianobacterii
Clorofilele sunt un grup de pigmenti strans inruditi, care se gasesc in mecanismele capabile de fotosinteza. In natura, numarul de clorofile este redus; au fost izolate clorofilele a, b, c1, c2, d, protoclorofila, bacterioclorofila si clorofilele chlorobium. Clorofila a (Chl a) este cea mai abundenta si larg raspandita; ea este prezenta in toate plantele care produc oxigen prin fotosinteza si nu este surprinzator faptul ca, dintre toate clorofilele este cea mai des studiata. Extractia, separarea si purificarea clorofilelor din surse naturale au fost descrise de Strain si Svec (1966). Din punct de vedere structural, clorofilele sunt tetrapiroli ciclici, apartinand prin urmare familiei porfirinelor. Formula structurala a Chl a (Fig. 11) se caracterizeaza prin urmatoarele: -
macrociclul clorofilei este o porfirina, in care o dubla legatura dintr-un ciclu pirolic a fost redusa;
-
clorofila nu contine hem, deoarece ionul metalic coordinat este Mg(II), care se afla cu 0,3-0,5 Å deasupra planului celor 4 atomi de azot;
4
-
exista asemanari cu porfirinele, care constau in faptul ca natura si pozitia catenelor laterale sunt in cea mai mare parte identice;
-
deosebirile de porfirine constau in sistemul de legaturi π si prezenta inelului aliciclic V, acesta din urma contine o grupare carbonil cetonica la C9 si o grupare carbometoxi (O=C-O-CH3) si un H la Cl; aceasta caracteristica structurala califica un compus drept clorofila;
-
in molecula este prezenta gruparea fitil (C20H39) care serveste pentru legarea clorofilei la membranele celulei.
Configuratiile absolute ale CHL a si b au fost stabilite in 1968 de Fleming si Brockmann.
Proprietatile coordinative ale magneziului in clorofila Toate clorofilele active in fotosinteza sunt compusi chelati ai magneziului.In timp ce porfirinele sunt combinatii complexe ale ionilor metalelor tranzitionale, clorofilele contin un ion al unui metal reprezentativ, Mg(II). Ionul Mg(II) din Chl poate fi usor inlocuit cu doi ioni de hidrogen la tratare cu acizi slabi, sau cu ionii de Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) si Zn(II). Specia de Zn(II) reproduce comportarea clorofilei pana la o anumita limita; particularitatile coordinative ale Mg(II) din Chl sunt totusi, un factor crucial in comportarea clorofilei si nici un alt metal care poate fi inserat in clorofila nu poate reproduce proprietatile coordinative ale Mg(II). Formula structurala prezentata in Figura atribuie Mg(II) numarul de coordinatie 4; in cei mai multi compusi coordinativi Mg(II) prezinta acest numar de coordinatie, cu stereochimie tetraedrica. Din datele structurale ale clorofilei reiese posibilitatea numarului de coordinatie 5; acest lucru nu a fost acceptat pana in 1968, cand s-au explicat proprietatile spectrale neobisnuite ale clorofilei.
Proprietati fizice Clorofila folosita ca aditiv alimentar este o substanta solida, ceroasa, de culoare variabila de la verde-masliniu la verde-inchis, in functie de continutul de magneziu 5
coordinat. Este solubila in ulei vegetal, alcool si in solventi organici, dar insolubila in apa. In structura sa contine doua grupe carboxil, dintre care una este esterificata cu metanol, iar a doua cu fitol. Clorofilinele prezinta o mare solubilitate in apa, in glicerina si in alcool. Clorofila de Cu se prezinta sub forma de pudra de culoare verde-inchis spre albastru-negru si este solubila in uleiuri vegetale. Metode de dozare Identificarea clorofilei se face spectrometric, iar absorbtia maxima in cloroform este la lungimea de unde de 409 nm. Cromatografia in strat subtire Aplicam o solutie 1 la 20 proba in cloroform pe o banda de lungimea de 2 cm pe un taler de Siliciu 60 TLC. Dupa uscare vom developa talerul dupa o mixtura ce contine 50% hexan, 45% cloroform si 5% etanol, pana cand solventul urca pana la o diferenta de 15 cm fata de urma initiala. Permitem solventului sa se evapore si apoi examinam vizual cele 2 urme separate si identificam componentele care ne intereseaza dupa valorile de Rt si culori. Valorile si culorile aproximative ale urmelor sunt urmatoarele : Clorofila A : 0.50, albastru/verzui Clorofila B : 0.63, galben/verzui Metoda de incercare Luam aproximativ 100 mg de proba si o dizolvam in dietil eter aducand pana la 100 ml. Diluam apoi 2 ml din aceasta solutie pana la 25 ml tot cu dietil eter. Concentratia probei nu ar trebui sa dea absorbanta la 660.4 nm pentru ca asta ar demonstra ca este in exces. Masuram absorbanta unei solutii de 1 cm proba in dietil eter la 660.4 nm si 642.0 nm, (acestea fiind absorbantele maxime in dietil eter pentru : clorofila A, clorofila B, feofitina A si feofitina B.Solutiei diluate ramasa adaugam un cristal de acid oxalic si dupa
6
descompunere si amestecare remasuram absorbanta la aceeasi lungime de unda, inainte si dupa adaugarea acidului oxalic. Calculam concentratia componentelor individuale in micromoli per litru din urmatoarele ecuatii : Clorofila A= 17.7 delta A(660.4nm)+ 7.15 delta A(642.0nm) Clorofila B=19.4 delta A(642.0nm)- 2.92 delta A(660.4nm) Apoi le convertim in procente uitlizand urmatoarele ecuatii:
Determinarea substantelor colorante din grasimi. Mod de lucru Se topeste proba analizata, se dizolva la cald in alcool absolute. Solutia se raceste cu gheata si se filtreaza. Filtratul, in prezenta colorantilor adaugati grasimii, apare colorat galben sau rosietic. Avand in vedere faptul ca clorofila contine in centrul moleculei ionul de Mg, o vom identifica pe cale analitica prin urmatoarele reactii: 1. Reactia cu hidroxizii alcalini unde Mg2+ precipita Mg(OH)2 alb gelatinos Mg2+ + 2NaOH → Mg(OH)2 +2Na+ Mg(OH)2 este usor solubil in acizii tari si in saruri de NH4 cu hidroliza acida, cum ar fi : NH4Cl, NH4NO3 2. Fosfatul disodic in prezenta de NH3 si NH4Cl precipita cantitativ fosfatul de Mg si NH4, precipitat alb cristalin
7
Mg2+ +Na2HPO4 +NH4OH→ Mg(NH4)PO4 +2Na++H2O 3. Hexahidroxistibiotul de potasiu cu cationul de Mg da un precipitat cristalin incolor.
Utilizarea clorofilei Acest aditiv se utilizeaza pentru restabilirea culorii initiale ale a conservelor din fructe si legume verzi, care a suferit degradari la procesare sau depozitare. De asemenea, colorantii se utilizeaza si pentru colorarea unor produse lipsite de culoare.
In medicina populara, clorofila este recunoscuta pentru calitatile sale terapeutice si recomandata de mii de ani, in caz de respiratie urat mirositoare, a unui miros corporal neplacut, pentru anihilarea mirosului fecalelor/urinei, pentru detoxifierea, si chiar pentru dezinfectarea ranilor. Astazi, recomandarea clorofilei este mult mai diversificata, si in prezent efectuandu-se numeroase cercetari legate de aceasta. Ca si aliment sau supliment alimentar, este recomandat mai ales pentru detoxifierea organismului si datorita proprietatilor sale alcalinizante deosebite. In plus, clorofila are si un puternic efect antioxidant, care limiteaza proceselor oxidative din organism si astfel, protejeaza celulele si tesuturile organismului. Datorita acestor efecte, clorofila este un supliment alimentar eficient in orice dieta alcalinizanta, chiar si in cazul acelor persoane care nu obisnuiesc sa consume cantitati mari de alimente alcalinizante (de ex. legume). Este foarte potrivita in cazul curelor de detoxifiere din ce in ce mai des recomandate, dar poate fi consumata si datorita celorlalte efecte benefice pe care le exercita. Se recomanda predilect ca stimulent; de asemenea, ajuta digestia si este un deodorant intern deosebit.
8
Bibliografie : 1. www.google.ro 2. www.wikipedia.com 3. www.sciecedirect.com 4. www.codexalimentarius.org 5. Aditivi alimentari, necesitate si risc, Autor : Elena Oranescu, Editura AGIR, Bucuresti 2008 6.
Suportul de curs chimie analitica
9
