Oxygen involvement in betanin degradation

Zusammenfassung

Die Aufnahme gelösten Sauerstoffs durch Betanin wurde gemessen, um die Rolle des Sauerstoffs beim Abbau eines Pigments besser zu verstehen. Messungen des gleichzeitigen Verschwindens von Betanin und Sauerstoff aus Lösungen weisen auf eine Reaktionskinetik 2. Ordnung. Die Sauerstoff-Aufnahme war pH-abhängig und nahm über und unter dem pH-Bereich, in dem Betanin am stabilsten ist (pH 4,0–6,0), zu. Durch zugefügte Cu(II)-Ionen stieg die Aufnahme ebenfalls an.

Der Einfluß von Cu(II)-, Fe(II)- und Fe(III)-Ionen auf die Abbaurate des Betanin wurde im Konzentrationsbereich 0,05 mm–1,0 mm geprüft. Bei gleicher Konzentration war die Wirkung von Cu(II) am stärksten und von Fe(III) am schwächsten. Ansteigende Gehalte von Cu(II)-Ionen führten zu einem rascheren Betanin-Abbau, bis etwa eine Konzentration von 0,1 mm erreicht war. In Gegenwart von Cu(II)-, Cu(I)- und Hg(II)-Ionen änderte sich die Farbe von Betaninlösungen spontan, was auf die Bildung von Metall-Pigment-Komplexen hindeutet. Diese Spektrumsveränderungen konnten durch Zugabe von Säuren oder von EDTA rückgängig gemacht werden.

Summary

The uptake of dissolved oxygen by betanin was measured to better understand the role of oxygen in the degradation of this pigment. Measurements of the simultaneous disappearance of betanin and oxygen from solution suggested over all second-order reactions kinetics. The uptake of oxygen was pH-dependent, with increased uptake occurring above and below the pH range in which betanin is most stable (pH 4.0–6.0). The addition of cupric ion increased the uptake.

Copper(II), iron(II), and iron(III) ions in the concentration range 0.05–1.0 mM were evaluated for their effects on the rate of betanin degradation. At a given concentration, cupric ions had the greatest influence and ferric ions the least. Increasing levels of cupric ions caused a rapid increase in the rate of betanin loss until a plateau in the rate was reached at a concentration of approximately 0.1 mM. In the presence of cupric, cuprous, and mercuric ions, the colour of betanin solutions instantly changed, suggesting the formation of metal-pigment complexes. These spectral changes could be reversed by acidification and/or the addition of EDTA.