Химики расшифровали структуру распространенных пищевых добавок
Ученые из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН исследовали строение ряда пищевых добавок в твердом состоянии, что позволило оценить безопасность их использования при повышенных температурах и на свету. Выяснилось, что кристаллы сорбата калия (Е202), сорбата кальция (Е203) и сорбата натрия (Е201) устойчивы к нагреванию и УФ-облучению, а, следовательно, безопасны как консервирующие агенты и пригодны для длительного хранения.
Соли сорбиновой кислоты (сорбаты) широко применяются в пищевой промышленности в качестве консервантов. Их добавляют в сыр, колбасу, вино, фабричные салаты, консервированные овощи и соки, чтобы подавить рост грибков, защитить от плесени и брожения.
Несмотря на активное использование сорбатов, их фундаментальные свойства до сих пор были изучены недостаточно. В частности, отсутствовали сведения о кристаллической структуре этих веществ, а также об их устойчивости к ультрафиолету и нагреванию, что напрямую влияет на качество и сохранность консервируемых продуктов в нестабильных условиях.
Химикам из ИОНХ РАН удалось получить кристаллы пищевых добавок и с помощью рентгеновских методов охарактеризовать их кристаллическую структуру, а затем связать их поведение при облучении ультрафиолетом и нагревании со строением кристалла.
«Известно, что консервант сорбат калия при небольшом нагревании (160°С) претерпевает некое превращение с поглощением тепла, однако подробности не изучались. Ввиду наличия в соединении реакционноспособных двойных связей есть риск, что процесс связан с химической реакцией, продукты которой могут иметь непредсказуемое влияние на здоровье человека», — прокомментировала один из авторов статьи, младший научный сотрудник Лаборатории кристаллохимии и рентгеноструктурного анализа ИОНХ РАН Паулина Калле.
Ученые установили с помощью рентгеновских и термических методов природу температурного фазового перехода сорбата калия. Оказалось, что превращение связано с разрывом взаимодействия калия и двойной связи кислоты, а значит является просто структурной перестройкой (не химическим превращением) и не представляет опасности при использовании сорбата калия в качестве консерванта в пище или косметике. Сорбаты натрия и кальция, благодаря своим структурным особенностям также проявили устойчивость к ультрафиолету, то есть они могут довольно долгое время храниться на свету.
При нагревании кристаллов сорбата калия обнаружилось еще одно оптическое свойство, которое может быть использовано в высокоточной электронике.
«Интересно, что фазовый переход сопровождается резким увеличением толщины кристаллов и, следовательно, изменением их оптических свойств, например, изменяется интерференционная окраска. Это может привести к неожиданным новым применениям сорбата калия в качестве элементов переключателей или устройств памяти», — отметила ученый.
В дальнейшем авторы планируют создать материал на основе тонких поликристаллических пленок сорбата калия и исследовать его термические свойства для потенциального применения в термочувствительных элементах и компьютерной памяти.