Каково защитное действие эритрита на витамин С в лимонадных напитках?

Витамин С во фруктовом соке является одним из важных питательных веществ, необходимых человеческому организму в повседневной жизни, но из-за своей нестабильности он легко поддается влиянию условий хранения, таких как температура, свет, внутренняя система фруктового сока PH и другие условия, что вызывает реакцию окисления и генерирует большое количество свободных радикалов, что приводит к окислительному распаду витамина С.

Эритрит, как новый вид натурального подсластителя, получивший распространение в последние годы, широко используется в производстве напитков и кондитерских изделий благодаря своей чистой сладости и отсутствию неприятного горького послевкусия, а также низкой калорийности, высокой переносимости, отсутствию колебаний уровня глюкозы в крови, вызванных метаболизмом в организме, и другим биологическим характеристикам.

В то же время исследователи обнаружили, что эритрит также может быть использован в качестве антиоксиданта, который способен эффективно удалять свободные радикалы и подавлять их образование. В настоящее время отечественные и зарубежные исследования эритрита в напитках в основном сосредоточены на его применении в качестве нового типа подсластителя, в данной статье на примере лимонного сока исследуется защитное действие эритрита на витамин С в лимонном соке в утреннее время.

Кинетика термической деструкции витамина С в лимонном соке
Кинетическое исследование термической деструкции

Экспериментальным путем были получены и подогнаны тенденции изменения содержания витамина С в напитках из лимонного сока с течением времени при различных температурах, а результаты подгонки представлены на рис. 1.
Из рис. 1 видно, что содержание витамина С постепенно снижалось с увеличением срока хранения напитка из лимонного сока, а скорость его распада ускорялась с повышением температуры. За 16 недель хранения в условиях окружающей среды 20, 30 и 40°C степень сохранности витамина С составила 60,82%, 31,98 и 8,48% соответственно.

Результаты расчетов показали, что разложение витамина С в напитках из лимонного сока при различных температурах моделируется сложной кинетической моделью реакции первого порядка, т.е:
Константа скорости разложения k витамина C при различных температурах была рассчитана по уравнению (1) на основе экспериментальных данных и проанализирована с помощью линейной регрессии, которая была получена путем одновременного взятия логарифма левой и правой частей уравнения Аррениуса:
Согласно приведенному выше уравнению (2), логарифмическая инк константы скорости первичной реакции витамина С была построена против обратной 1/T левой части температуры хранения, как показано на рис. 2, а энергия активации Ea и фактор A были получены из наклона и перехвата прямой линии, соответственно, и результаты приведены в таблице 2.
Обычно считается, что энергия активации Ea химической реакции составляет 40-400 кДж/моль, и чем меньше энергия активации Ea, тем легче протекает реакция. Когда Ea 400 кДж/моль, скорость реакции очень мала. Из таблицы 2 видно, что витамин С в напитке из лимонного сока легко разрушается в процессе хранения.

Влияние эритрита на содержание витамина С
Влияние эритрита на скорость распада витамина С

Влияние различных добавок эритрита на содержание витамина С в напитках из лимонного сока с течением времени было определено экспериментально при постоянной температуре и подогнано под тренд, результаты представлены на рисунках 3-5.

Результаты расчетов показали, что скорость деградации витамина С в напитке из лимонного сока с течением времени при указанных выше условиях соответствовала кинетической модели реакции первого порядка. Из рисунков 3 и 5 видно, что скорость разложения витамина С замедлялась с увеличением добавления эритрита при постоянной температуре, а показатели сохранения витамина С после 16 недель хранения были в разной степени увеличены по сравнению с контролем (без добавления).

Согласно приведенным выше экспериментальным данным, константы скорости разложения k и соответствующие им энергия активации Ea и палец вперед A витамина C в различных условиях были рассчитаны по уравнению (1) и уравнению (2), а результаты приведены в таблице 2.

Как показано в таблице 2, энергии активации реакции деградации витамина С в напитке из лимонного сока после добавления эритрита были выше, чем в образцах без добавления эритрита (65,68% кДж/моль), поэтому реакция деградации витамина С проходила с трудом по сравнению с контрольной группой, а энергии активации в основном имели тенденцию к увеличению с ростом концентрации добавленного эритрита.

Среди них, когда концентрация эритрита составляла 2%, энергия активации деградации витамина С достигала максимума 75,47 кДж/моль, что на 9,79 кДж/моль выше, чем в контроле; однако с увеличением концентрации эритрита энергия активации реакции практически не изменялась.

В заключение можно сказать, что добавление эритрита в напиток из лимонного сока действительно может в определенной степени защитить витамин С.