Application of anthocyanins as indicators for alkalimetric titration

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Along with synthetic substances, various naturally-occurring pigments can response to pH variations in solutions by changing their colour. Such substances include, for example, anthocyanins. In this study, the possibility of applying a set of anthocyanins obtained from berry extracts as a potential acid-base indicator. This indicator can be a good alternative to the widely-used phenolphthalein test. Aqueous and alcoholic extracts derived from the fruit of ashberry, sea-buckthorn, lingonberry, blueberry, currant, blackberry, cranberry, rose hip, cherry and hawthorn plants were studied. The presence of anthocyanins in the test samples was confirmed by chemical and physicochemical methods of analysis, including qualitative tests, ascending thin-layer chromatography and direct spectrophotometry. Quantification of anthocyanins was carried out by pH-differential spectrophotometry. Compared to alcoholic extracts, aqueous berry extracts were found to contain anthocyanins in far lesser amounts. In order to compare the pH indicator potential of phenolphthalein and the studied set of anthocyanins, the content of ascorbic acid in the test samples was assessed by direct alkalimetry. A control experiment was performed using a 5% ascorbic acid solution for injection. The pH value of aqueous and alcoholic solutions of all berry extracts was determined by an instrumental procedure. The pH of the extracts ranged from 2.95 to 5.04. The content of the total amount of anthocyanins in aqueous and alcoholic extracts of blackberries, cranberries, black currants, blueberries and lingonberries in terms of cyanidin-3-glucoside was determined both quantitatively and qualitatively. A good agreement was achieved between the results of alkalimetric titration performed using phenolphthalein and the set of anthocyanins extracted from blackcurrant berries with 95% ethanol.

About the authors

S. M. Dryutskaya

Far Eastern State Medical University

Email: sveta07027@mail.ru

I. V. Tolstenok

Far Eastern State Medical University

Email: toiv@bk.ru

N. Yu. Yakusheva

Far Eastern State Medical University

Email: whiteout@mail.ru

References

  1. Псарева Д. Ю., Коношина С. Н. Особенности получения и применения натуральных красителей // Наука и образование: новое время. 2017. N 3. С. 754-756.
  2. Иванова Н. В. Применение растительных экстрактов в роли индикаторов комплексонометрии // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2009. N 6. C. 29-30.
  3. Дрюцкая С. М., Толстенок И. В., Шостак Д. В. Поиски растительных индикаторов для кислотно-основного титрования // Естественные и технические науки. 2022. N 5. С. 32-35.
  4. Полина С. А., Ефремов А. А. Состав антоцианов плодов черники обыкновенной, брусники обыкновенной и клюквы обыкновенной Красноярского края по данным ВЭЖХ // Химия растительного сырья. 2014. N 2. С. 103-110.
  5. Соломинова Л. В., Онина С. А., Козлова Г. Г. Извлечение и исследование антоцианов растительного сырья // Бюллетень науки и практики. 2019. N 4. С. 69-75. https://doi.org/10.33619/2414-2948/41/07.
  6. Саласина Я. Ю., Калиникин Д. А., Дейнека В. И., Дейнека Л. А. Некоторые закономерности экстракции антоцианов из растительных источников // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2020. Т. 10. N 4. С. 691-699. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-4-691-699.
  7. Kapasakalidis P. G., Rastall R. A., Gordon M. H. Extraction of polyphenols from processed black currant (Ribes nigrum L.) residues // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2006. Vol. 54, no. 11. P. 4016-4021. https://doi.org/10.1021/jf052999l.
  8. Куркин В. А., Рязанова Т. К. Новые подходы к стандартизации плодов черники обыкновенной // Химия растительного сырья. 2012. N 4. С. 167-173.
  9. Патент № 2768114, Российская Федерация, G01J 3/52. Способ экспрессного определения суммарного содержания антоцианов / Е. В. Аверьянова, М. Н. Школьникова; заявитель и патентообладатель Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова. Заявл. 12.08.2020; опубл. 23.03.2022. Бюл. № 9.
  10. Фролова Н. А., Резниченко И. Ю. Исследование химического состава плодово-ягодного сырья Дальневосточного региона как перспективного источника пищевых и биологически активных веществ // Вопросы питания. 2019. Т. 88. N 2. С. 83-90. https://doi.org/10.24411/0042-8833-2019-10021.
  11. Брежнева Т. А., Логвинова Е. Е., Сливкин А. И., Тарабрина В. Н. Спектральные характеристики антоциановых соединений плодов рябины черноплодной // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2013. N 2. С. 169-172.
  12. Колпаков А. К. Синтез и свойства фенолфталеина // Ratio et Natura. 2020. N 2. С. 53.
  13. Матназарова Д. И. Оценка биохимического состава ягод ежевики в связи с использованием в селекции // Вестник аграрной науки. 2020. N 5. С. 170-176. https://doi.org/10.17238/issn2587-666X.2020.5.170.
  14. Колдаев В. М. Оптические свойства антоциансодержащих извлечений из растительного сырья // Тихоокеанский медицинский журнал. 2018. N 2. С. 50-52. https://doi.org/10.17238/PmJ1609-1175.2018.2.50-52.
  15. Петрова С. Н., Кузнецова А. А. Состав плодов и листьев смородины черной Ribesnigrum (обзор) // Химия растительного сырья. 2014. N 4. С. 43-50.
  16. Basílio N., Pina F. Chemistry and photochemistry of anthocyanins and related compounds: a thermodynamic and kinetic approach // Molecules. 2016. Vol. 21, no. 11. P. 1502. https://doi.org/10.3390/molecules21111502.
  17. Vagiri M., Ekholm A., Andersson S. C., Johansson E., Rumpunen K. An optimized method for analysis of phenolic compounds in buds, leaves, and fruits of black currant (Ribes nigrum L.) // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2012. Vol. 60, no. 42. P. 10501−10510. https://doi.org/10.1021/jf303398х.
  18. Егорова О. С., Розина Л. И., Акбулатова Д. Р., Шилкин А. А., Свиридов Д. А., Апрелев А. В.. Анализ антоцианового комплекса красителей, полученных из вторичных ресурсов плодового виноделия // Пиво и напитки. 2021. N 4. С. 38-41. https://doi.org/10.52653/PIN.2021.4.4.010.
  19. Willemse C. M., Stander M. A., de Villiers A. Hydrophilic interaction chromatographic analysis of anthocyanins // Journal of Chromatography A. 2013. Vol. 1319. P. 127-140. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2013.10.045.
  20. Deineka V. I., Saenko I. I., Deineka L. A., Blinova I. P. Hydrophilic interaction chromatography as an alternative to reversed-phase HPLC in determining anthocyanins and betacyanins // Journal of Analytical Chemistry. 2016. Vol. 71, no. 3. P. 297-301. https://doi.org/10.1134/S1061934816030035.
  21. Deineka V. I., Deineka L. A., Makarevich S. L. Hydrophilic interaction chromatography on silica: group analysis of grape anthocyanins // Journal of Analytical Chemistry. 2018. Vol. 73, no. 2. P. 190-194. https://doi.org/10.1134/S106193481802003X.
  22. Дейнека В. И., Олейниц Е. Ю., Павлов А. А., Михеев А. Ю., Шелепова О. В., Волкова О. Д.. Определение антоцианов плодов некоторых растений рода Ribes методами обращенно-фазовой ВЭЖХ и гидрофильной хроматографии // Химия растительного сырья. 2020. N 1. С. 81-88. https://doi.org/10.14258/jcprm.2020016331.
  23. Виденева А. П. Исследование содержания аскорбиновой кислоты в яблоках по мере их хранения и при воздействии высоких и низких температур // E-SCIO. 2020. N 5. С. 473-479.
  24. Мищенко Е. О., Фандо Г. П. Исследование динамики содержания аскорбиновой кислоты (витамина С) в яблоках различных сортов в зависимости от сроков хранения и термической кулинарной обработки // Инновации в медицине и фармации. 2015. С. 894-899.
  25. Макарова Н. В., Зюзина А. В., Мирошкина Ю. И. Антиоксидантная активность цитрусовых плодов // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2010. N 1. С. 30-32.
  26. Мирзоев Г. С., Османов Т. Р., Самедов Э. А. Экспертиза показателей качества цитрусовых плодов (лимонов и мандаринов), реализуемых в торговой сети // Вестник науки и образования. 2016. N 7. С. 30-32.
  27. Bąkowska-Barczak A. M. Acylated anthocyanins as stable, natural food colorants - a review // Polish Journal of Food and Nutrition Sciences. 2005. Vol. 14/55, no. 2. P. 107-116. https://doi.org/10.1111/j.1745-4514.1987.tb00123.х.
  28. Макаревич A. M., Шутова А. Г., Спиридович E. B., Решетников B. H. Функции и свойства антоцианов растительного сырья // Труды Белорусского государственного университета. Серия: Физиологические, биохимические и молекулярные основы функционирования биосистем. 2009. Т. 4. N 2. С. 147-157.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».