Determinarea Continutului in Coloranti Alimentari

UNIVERSITATEA PETROL-GAZE PLOIESTI FACULTATEA DE TEHNOLOGIA PETROLULUI SI PETROCHIMIE CONTROLUL CALITATII PRODUSELOR SI A FACTORILOR DE MEDIU

DETERMINAREA CONTINUTULUI IN COLORANTI ALIMENTARI

Coordonator: Lector dr. Ing. Horia Popovici

Masterand:

Timişoara 2010 1

CUPRINS 1. COLORANTI ALIMENTARI..............................................................................3 1.1. NOTIUNI DESPRE CULOARE........................................................................3 1.2. COLORANTII.................................................................................................. 3 1.3. NECESITATEA FOLOSIRII COLORANTILOR.............................................4 1.4 CONDITII PE CARE TREBUIE LE INDEPLINEASCA UN COLORANT...4 1.5. CLASIFICAREA COLORANTILOR................................................................5 1.5.1. COLORANTI NATURALI ............................................................................5 1.5.2. COLORANTI SINTETICI………………………………………………….11 2.. DETERMINAREA COLORANTILOR NATURALI SI SINTETICI ...............15 2.1. COLORANTI ADMISI IN INDUSTRIA ALIMENTARA…………………..29 3. BIBLIOGRAFIE………………………………………………………………...42

2

1. Coloranti alimentari. 1.1. Notiuni despre culoare. Culoarea este o insusire a calitatii senzoriale a unui produs alimentar care, alaturi de forma, marime, structura si aspectul general al produsului, sunt determinate in receptia vizuala. Din punct de vedere fizic, culoarea este o caracteristica a luminii, masurabila in termini de intensitate (energie radianta) si lungime de unda. Perceptia culorii ete limitata de sursa de lumina, organismul uman neputand sa perceapa culoarea in absenta unei surse de lumina care emite energia radianta in domeniul de spectru vizbil. Inspectia vizuala a alimentelor poate fi adesea insuficient de corecta, daca sursa de lumina nu emite suficienta energie radianta la lungimile de unda critice. Culoarea oricarui obiect, respective aliment, va putea fi definita prin masurarea cantitatii de lumina reflectata de la suprafata obiectului, la fiecare lungime de unda din domeniul vizibil (330-770 mµ). Aceste masuratori pot fi facute cu ajutorul unui spectrofotometru, din 5 in 5 mµ.

1.2. Colorantii. Colorantii sunt combinatii organice, naturale sau sintetice, ele insele colorate, dar care au si proprietatea de a colora. Pentru ca o combinatie chimica organica colorata sa fie si materie coloranta, ea trebuie sa indeplineasca anumite conditii de solubilitate, de stabilitate la lumina, sau la alti agenti fizici, de aderenta. O substanta apare colorata cand, in lumina pe care o reflecta sau o transmite, lipsesc radiatii de anumite lungimi de unda si, ca urmare, spectrele respective prezinta benzi de absorbtie. Acestea se datoreaza prezentei in molecula a unor grupe de atomi, numite cromofori, fiecarui cromofor corespunzandu-i una sau mai multe benzi in spectrul vizibil sau ultraviolet. Pozitia benzilor de absobtie ale unui anumit cromofor este influentata de existenta in molecula a altor cromofori si, prin urmare, nuanta culorii unui material colorat depinde de structura chimica a substantei. Nuanta culorii poate fi modificata prin introducerea in molecula a diferitilor radicali, chiar daca nu absorb in spectrul vizibil. Principalele grupe cromofore sunt: grupa nitrozo (-NO), grupa nitro (-NO2), grupa azo (-N=N-), grupa tiocetonica (=C=S), grupa cetonica (=C=O) si dubla legatura (>C=C<). Ultimile doua grupe trebuie sa existe in numar mai mare intr-o molecula, pentru ca sa apara culoarea. Pentru ca o substanta colorata sa fie si materie coloranta, ea trebuie sa contina in molecula si alte grupe numite auxocrome, care produc o inchidere si o intensificare foarte mare a culorii. Principalele grupe auxocrome sunt: grupele amino, grupele hidroxilfenolice, precum si derivatii lor alchilati (aminele secundare si tertiare si eterii fenolici).

3

1.3. Necesitatea folosirii colorantilor. Necesitatea folosirii colorantilor rezulta din directiva 94/36 EC din 30 iunie 1994 a “European Parliament and Council Directive”, care specifica faptul ca in categoria colorantilor intra acele substante ce se introduce in produsele alimentare pentru a restabili culoarea produsului alimentar care a fost afectata prin prelucrare, depozitare, ambalare si distributie sau care se introduce in produsele alimentare, pentru ca cel care consuma produsul alimentar sa identifice mai bine aroma produsului, respective, pentru a colora un produs lipsit de culoare.

1.4.Conditii pe care trebuie sa le indeplineasca un colorant ideal. Un colorant ideal trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii: - san u fie toxic si sa nu fie cancerogenic la diferite niveluri de utilizare; sa nu contina impuritati toxice; - pentru a putea fi folosit, colorantul trebuie sa aiba dispersabilitate si/sau solubilitate adaptate la incorporarea sa in faza apoasa si/sau in faza lipidica din produsul alimentar; - sa nu imprime gust si miros particular produsului alimentar in care se introduce; - sa fie stabil la lumina atunci cand este introdus in produs si se gaseste sub forma solubilizata sau dispersata, laph cuprins intre 2 si 8; - san u fie afectat de temperaturile la care se face tratamentul termic (pateurizare, fierbere, sterilizare); - sa fie stabil in timpul depozitarii produsului alimentar in care s-a introdus; - sa nu reactioneze cu urmele de metale si nici cu agentii oxidanti sau reducatori; - caracteristicile sa fie identice de la un lot la altul; - sa poate fi pus in evidenta in produsul alimentar prin tehnici analitice adecvate; - sa fie disponibil si relative economic sub aspectul pretului; - sa fie aprobat prin legislatia sanitara in vigoare.

4

1.5. Clasificarea colorantilor. Clasificarea colorantilor se poate face dupa criterii: - natura lor, in care caz pot fi: naturali si sintetici; - proprietatile lor tinctoriale,, in care caz pot fi: galbeni, oranj, rosii, albastri, verzi, bruni, negri si cu nuante diverse. Pentru industria alimentara, trebuie sa se aiba in vedere si clasificarea facuta de Comitetul Mixt de Experti FAO/OMS, care a examinat colorantii din punct de vedere al specificatiilor chimice si dupa rezultatele evaluarii toxicologice. Avand in vedere specificatiile chimice, colorantii au fost impartiti in patru categorii: I, II, III, IV, categoria I fiind cea pentru care Comitetul de experti FAO/OMS a fixat norme de identitate si puritate.

1.5.1.Coloranti naturali. In conformitate cu datele existente in literatura de specialitate, sub denumirea de coloranti naturali se inteleg acele substante colorate care se gasesc in mod natural in produsele comestibile, din care se obtin prin extractie, repectiv se obtin prin sinteza chimica (carotenoidele, clorofilele, antocianele, riboflavina, betainele, etc).Sunt incluse in categoria colorantilor alimentari si preparatele obtinute din materii prime alimentare si alte surse naturale prin metode fizice si/sau chimice de extractie. Nu sunt considerate coloranti produsele alimentare uscate sau concentrate si aromatizantii incorporati in produsele alimentare pentru a conferi acestora valoarea nutritive precum si gust si miros, desi au si un effect secundar de colorare ( paprika, saffron, acidul tumeric). Colorantii de caramel sunt consideranti coloranti alimentari naturali, desi nu sunt prezenti in mod natural in produse comestibile. Ei sunt obtinuti prin actiunea controlata a caldurii asupra glucidelor nutritive: zaharoza, dextroza, zahar invertit, sirop de glucoza. Rosu de cosenila rezultat prin maruntirea fina a insectei Coccus cacti in stare uscata este, de asemenea, clasat drept colorant natural. 1.5.1.1.Proprietăţile tehnologic-funcţionale ale coloranţilor naturali: La folosire trebuie să se aibă în vedere următoarele aspecte: A. Solubilitatea , mai precis dacă sunt solubili în apă, soluţii alcoolice sau solvenţi nepolari, pentru alegerea corectă în funcţie de destinaţie. De exemplu, carotenoidele sunt solubile doar în medii nepolare. În plus, solubilitatea lor este lentă, cu atât mai lentă cu cât puritatea lor este mai mare. Pentru a mări solubilitatea şi puterea colorantă, microcristalele se dispersează în ulei încălzit la 40-50°C. Stabilizarea suspensiei uleioase se face prin adaos de acizi graşi saturaţi. Pentru colorarea mediilor apoase, se obţin preparate hidrodispersabile sub formă de pudră sau suspensie coloidală. 5

Tehnica aplicată este următoarea: carotenoidul se dizolvă într-un solvent miscibil cu apa, apoi această soluţie se toarnă în apă care conţine un coloid hidrofil iar solventul se evaporă. B. Puterea coloranta: depinde de capacitatea de fixare a colorantului pe suport, care poate fi amidon, celuloză, proteină sau un produs complex, cum este făina. C. Stabilitatea la pH: pH-ul influenţează solubilitatea, tenta culorii şi stabilitatea. D. Stabilitatea termica: unii coloranţi naturali necesită utilizarea unor antioxidanţi, aşa cum este cazul carotenilor, deoarece creşterea temperaturii accelerează procesele de oxidare. Coloranţii naturali utilizaţi în industria alimentară aparţin uneia din urmatoărele clase : antociane şi betaciane, carotenoide, clorofile, flavine, chalcone, antrachinone, flavone. Antocianii. Sub aceasta denumire sunt mentionate toate substantele care se gasesc in flori, frunze sau fructe si care au culoarea rosie, vioeleta, albastra. Antocianele sunt flavonoide cu 15 atomi de carbon, constituite din doua cicluri benzenice legate intre ele printr-un element C3 (C6-C3-C6). Structura de baza este reprezentata de cationul tetrahidroxiflavilium substituit cu grupuri hidroxil, metilice sau metoxilice. Aceste forme agliconice sunt denumite antocianidine, care se obtin prin hidroliza antocianilor ( zaharurile din structura antocianilor sunt glucoza, galactoza, ramnoza). Cele sase tipuri de antocianidine sunt pelargonidina, cianidina, peonidina, delfinidina, petunidina, malvidina. Structura cationului 4, 3, 5 ,7 tetrahidroxiflavilium.

Sursele industriale de antociane sunt urmatoarele: - pielita strugurilor si tescovina; - varza rosie si sfecla rosie; - afinele, coacazele negre, ciresele, visinile, zmeura. Betaciane. Din categoria betacianelor face parte colorantul roşu de sfeclă. Pentru acest colorant nu există încă disponibile date referitoare la metabolismul acestui colorant natural. Testele pe termen lung şi de reproducere sunt încă incomplete. Lipsesc studiile de embriotoxicitate şi teratogenitate. Colorantul este însă un component normal al unor produse alimentare şi din acestă cauză FAO/OMS a considerat că nu este necesar să se fixeze o doză zilnică admisibilă. 6

Formula structurala a betaninei.

Colorantul roşu de sfeclă este utilizat în: - băuturi nealcoolice - produse de patiserie şi panificaţie - deserturi pe bază de gelatină, budinci supe, amestecuri pulbere. - este sensibil la căldură şi la pH. Totuşi, se poate folosi pentru colorarea cărnii tocate în amestec cu derivate proteice texturate, destinate obţinerii de hamburgeri, chiftele, perişoare, deoarece virarea culorii de la roşu la brun este, în aceste cazuri, dorită. Carotenoide. Carotenoidele reprezintă un grup de coloranţi naturali, galbeni, portocalii sau roşii, răspândiţi în regnul vegetal şi animal. Aspecte biochimice şi toxicologice ale folosirii β-carotinei. La om, circa 30-90% din carotenul ingerat este excretat prin fecale. Ingerarea concomitentă a grăsimilor nu înbunătăţeşte absorbţia β-carotinei. La ingerarea de doze mari se activitatea vitaminică A a fracţiunii absorbite. Β-carotina solubilizată în ulei este mai bine absorbită de către organism şi anume 10-41 % la adulţi şi 50-80 % la copii. În tractusul gastro- intestinal este necesară prezenţa vitaminei E pentru împiedicarea distrugerii enzimatice a β-carotinei şi a acizilor biliari pentru absorbţia β-carotinei. O anumită cantitate de β-carotină este transformată în vitamina A, în ficat, plămâni, musculatură şi ser sangvin, depoziatrea vitaminei A având loc în ficat. Testele de toxicitate pe termen scurt efectuate pe şobolani şi câini în doze mai mici de 1000 mg / Kilocorp şi zi timp de 100 zile nu au aratat vreun efect toxic. Testele pe termen lung pe 4 generaţii de şobolani cu doze de până la 1000 mg în dietă nu au scos în evidenţă nici un efect toxic la nici o generaţie. 7

La om doza zilnică admisibilă fără rezerve este de 0-2,5 mg/Kilocorp, respectiv 2,55 mg/ Kilocorp cu oarecare rezervă. Formula structurala a β- carotenului.

β-Carotina se utilizează pentru colorarea untului margarinei brânzeturilor îngheţatei cartofilor prajiţi, sucurilor de fructe etc. - insolubilă în apă şi în alcool etilic dar uşor solubilă în uleiuri vegetale - este sensibilă în mediu acid sau alcalin - uşor oxidabilă sub acţiunea oxigenului şi a căldurii - se poate extrage din materii prime vegetale dar frecvent se obţine prin sinteză, sub forma unor cristale de culoare roşie. - utilizări în industria alimentară: colorarea margarinei, untului, brânzeturilor, îngheţatei, macaroanelor, chipsurilor, uleiurilor vegetale, dressingurilor, ouălor praf, înălbitorilor pentru cafea, checurilor, cremelor, deserturilor pe bază de gelatină, puddingurilor, bomboanelor, sucurilor de fructe. -pentru utilizarea în sisteme apoase, se foloseşte sub formă de granule dispersabile în apă, cu un conţinut de 2,4 – 10% ß-caroten. Annatto. Se obţine prin extracţie din pericarpul fructului plantei Bixa orelana L şi anume: ─ extract Anatto în ulei conţine minimum 0,2% din totalul carotenoidelor bixină; ─ extract Annatto în apa care conţine în principal norbixina, produsul de hidroliza al bixinei subformă de săruri de Na sau K. Din punct de vedere al purităţii extractele Annatto nu trebuie să conţină mai mult de 30mg/Kg diclormetan, clorură de metil sau tricloretilenă, maximum 30mg/Kg acetonă, maximum 50mg/Kg propan-2-ol, maximum 50mg/Kg alcool metilic. Evaluarea toxicologică a extractului de Annatto. Colorantul nu are acţiune mutagenă, fapt demonstrat prin utilizarea colorantului în concentraţie de 0,5g/100 ml în culturi de Escherichia coli. Testele de toxicitate pe termen scurt efectuate pe şoarici, şobolani, cîini arată că acest colorant nu are efecte negative nici la niveluri de 10-15 %. Toţi coloranţii din clasa carotenoidelor sunt trecuţi de FAO/OMS în categoria aditivilor alimentari din categoria de toxicitate A, deci în categoria de toxicitate maximă. Clorofila Această substanţă reprezintă pigmentul verde al plantelor care este format din clorofilă a şi b în raport de 3/1. În industria alimentară, clorofila se utilizează sub formă de complex 8

clorofilă-cupru solubil în uleiuri vegetale sau sub forma sărurilor de Na şi K ale complexului clorofilă –cupru care sunt solubile în apă. Formula structurala a clorofilei

Aspecte biochimice şi toxicologice ale folosirii complexului clorofilă-cupru şi sărurilor de Na şi K ale complexului clorofilă-cupru. Efectele toxice ale pigmenţilor menţionaţi se datoresc cuprului ionizabil prezent în complex. Astfel sarea de Na şi K a complexului clorofilă-cupru (care conţine 4% Cu total şi 0,25% Cu ionic), aflată în proporţie de 0,1% şi 1% în dieta şobolanilor, apare în plasma sangvină sub formă de ioni de cupru şi clorofilă. În fecale, clorofila ajunge sub formă de complex de calciu. Nu s-a constatat o acumulare de cupru în ficat, rinichi, splină, la şobolani, la niveluri de pigment de 0,1 şi 1% în dietă. La om doza zilnică admisă temporar este de 0-15 mg/kilocorp. Carminul sau coşenila. Acest colorant se găseşte în pulberea obţinută prin sfărîmarea insectei femele, uscate, denumită Dactylopius coccus Costa, care trăieşte pe specia de cactus Nepalea coccinellifera. Condiţiile de puritate pentru preparatele comerciale sunt următoarele: conţinut de acid carminic, minimum 42%; pierderi de masă prin uscare la 105 0C, maximum 20%; cenuşă, maximum 15%, arsen, maximum 3 mg/kg, plumb, maximum 10 mg/kg, metale grele, maximum 20mg/kg. Formulele acidului carminic: - a).structura chimica a acidului carminic - b).formula structurala a complexului acidului carminic cu aluminiu 9

Colorantul sângelui. Hemoglobina, prezentă în eritrocite, este alcătuită din hem, un pigment de culoare roşie, şi partea proteică, globina. - În industria alimentară se poate utiliza sânge integral stabilizat sau concentrat eritrocitar (uscat), pentru colorarea preparatelor din carne simulată sau cu adaos substanţial de derivate proteice din soia, cazeină, amidon etc. - Colorantul sângelui nu este inclus în lista aditivilor alimentari aprobaţi de UE dar este un produs natural. Coloranţii chalconici: Curcuma - este o pulbere obţinută prin măcinarea rizomilor plantei Curcuma longa, care conţine un pigment galben numit curcumina, cu gust perticular, aromat. - este utilizată pentru colorarea margarinei, a emulsiilor de grăsime, gemurilor, jeleurilor, marmeladelor, preparatelor din carne etc. Coloranţi antrachinonici: Roşul (carminul) de coşenilă (cochenilla) - obţinut prin extracţia apoasă a copului uscat al insectei femelă Dactylopius coccus/Coccus cacti. - principiul colorant al coşenilei este acidul carminic (10% din corpul uscat al insectei). - acidul carminic este solubil în apă şi alcool. Culoarea variază cu pH-ul, astfel: • la pH = 4,8 – galben • la pH = 6,2 – violet 10

- se utilizează la fabricarea preparatelor din carne, peşte, pentru colorarea membranelor, la colorarea cerealelor pentru micul dejun. Coloranţi flavinici: Riboflavin 5’-fosfatul monosodic - are culoare galben-orange şi gust uşor amar. - este solubil în apă şi insolubil în alcool. - este utilizat în băuturi nealcoolice, carbonatate, pentru colorarea membranelor, în special a cojii unor tipuri de brânzeturi fermentate (Emmental, Schweizer), pentru colorarea vegetalelor conservate în oţet, saramura, ulei. Formula structurala a riboflavian-5-fosfatului de sodiu.

1.5.2. Coloranti sintetici (de sinteza). Colorantii sintetici sau artificiali sunt coloranti care nu exista ca atare in natura sau sunt prezenti in produse necomestibile, respective se obtin prin sinteza chimica ( de exemplu antocianii extrasi din florile de hibiscus nu sunt considerati coloranti naturali, ci sunt considerati coloranti sintetici). Colorantii de sinteza prezinta in cele mai multe cazuri un nucleu aromatic sau legaturi conjugate in care electronii sunt susceptibili de a fi excitati de anumite radiatii ale spectrului vizibil. Solubilitatea lor in apa este datorata prezentei unei grupari acide (-SO3H sau –COOH), in care caz colorantii sunt anionici, sau unei grupari aminate (-NH2 sau NHCH3, N(CH3)2), in care caz colorantii sunt cationici. Colorantii utilizati in industria alimentara apartin urmatoarelor cinci grupe prezentate in cele ce urmeaza. 1.Grupa colorantilor azoici (-N=N). In aceasta grupa intra colorantii care au drept grupari cromofore una sau mai multe grupari azoice (monoazo, diazo, triazo, poliazo). Culoarea lor este diferita: de la rosu la violet trecand prin oranj, galben si bleu. Ele pot fi, de asemenea, negri sau bruni. Cei mai importanti pentru industria alimentara sunt; - tartrazina

11

- galben oranj S (galben FCF)- băuturi alcoolice şi nealcoolice, produse zaharoase

- azorubina

- ponceau 4R- cârnaţi uscaţi, gemuri, jeleuri, marmelade şi alte produse din fructe

- rosu allura AC

- negru brilliant BN 12

- brun HT

2.Grupa colorantilor triarilmetanului. Din aceasta grupa de coloranti fac parte - albastrul patent

- verdele brilliant

13

Acesti coloranti se caracterizeaza prin prezenta unui atom de carbon central de care se leaga trei nuclee aromatice purtatoare de grupari hihroxilice, amine si amine substituite. Colorantii din aceasta grupa sunt, in general, verzi sau albastre. 3.Grupa colorantilor xantenici. Din aceasta grupa fac parte - Eritrozina care este autorizata pentru folosire ca aditiv.

Formula structurala a colorantului eritrozina :R=Na sau K 4. Coloranti din grupa quinoleinei. La acest grup de coloranti, gruparea cromoforica este quinoftalona care confera tenta oranj.Din acest grup de coloranti, pentru industria alimentara este autorizat galbenul de quinoleina.

5. Coloranti din grupa indigoului. In aceasta grupa de coloranti intra indigotina care are culoarea albastra.

Utilizări în industria alimentară: - produse de panificaţie - cereale, în special expandate - snacks-uri - îngheţată - produse zaharoase, în special bomboane. 14

6. Coloranti folositi pentru colorare la suprafata. Pentru colorarea de suprafata a unor produse alimentare se utilizeaza carbonatul de calciu, dioxidul de titan, oxizi si hidroxizi de fier, aluminiu, argint, aur, litolrubina BK. Si la acesti coloranti se impun unele conditii de puritate si anume: arsen, maximum 5mg/kg; plumb, maximum 20 mg/kg; zinc, maximum 50 mg/kg. Pentru dioxidul de titan se mai impune ca nivelul de antimoniu sa fie maximum 100 mg/kg, cel de bariu 5 mg/kg. 7. Coloranti de tip „lac’. Lacurile sunt pigmenti insolubili in apa, obtinuti prin precipitarea colorantilor hidrosolubili, intr-o sare de aluminiu (AlCl3) si pe un substrat de alumina hidratata. Aceste lacuri colorante se pot utiliza la colorarea urmatoarelor produse; - produse ce contin materii grase: dressing-uri pentru salate, checuri, snack-uri; - cristale de zahar; - supe, bauturi, deserturi, condimente; - materiale de ambalare.

2. Determinarea colorantilor naturali si sintetici in produsele alimentare. Culoarea alimentelor reprezintă o caracteristică importantă din punct de vedere tehnologic, comercial şi nutritiv, jucând un rol important în aprecierea calităţii produselor alimentare. Ea depinde de conţinutul pigmenţilor (clorofilă, caroteni, antociane, polifenoli), conţinutul de coloranţi naturali şi sintetici. În industria alimentară sunt utilizaţi atât coloranţi naturali, cât şi sintetici. Utilizarea coloranţilor sintetici în industria alimentară este reglementată de normele sanitare ale organizaţiei Codex Alimentarius. Ei nu trebuie sa fie toxici, şi să nu constituie un risc pentru sănătate. A.Scopul lucrării: Identificarea coloranţilor naturali şi sintetici în produsele alimentare. 1. Principiul metodei: Metoda se bazează pe proprietăţile proteinelor a fibrelor de lână de a absorbi coloranţii sintetici, pe când cei naturali nu sunt absorbiţi. 2. Materiale şi reactive: o produse alimentare ( sucuri, băuturi alte produse colorate); o acid clorhidric (HCl, d20 = 1,19, diluat 1: 9 v/v o soluţie de K2SO4, 10%; o soluţie de NaOH, 5%; o soluţie de NH4OH, 5%; 15

o fibre de lână special preparate pentru analiză Degresarea fibrelor de lână Fibrele de lână naturală se degresează cu eter (temperatura de 40 -60 o C) în aparatul Soxlet . Trebuie de efectuat 25-30 de sifonări. Lâna se usucă, apoi timp de câteva minute se tratează termic în soluţie de NaON. După aceea lâna se spală atent cu apă şi o uscăm din nou la aer. Nu se recomandă de atins cu mâna fibrele de lână. 3. Modul de lucru: Pregătirea probei pentru analiză 3.1. Pentru analiză se iau 30-40 cm3 de produs şi se determină valoarea pH la ionometrul ЭВ- 76. În caz dacă produsul este concentrat, atunci pentru analiză se iau numai 10-15 cm3 şi se diluează cu apă distilată până la volumul de 30-40 cm3. 3.2. Dacă valoarea pH –ul soluţiei a fost mai mic decât 6-7, proba se neutralizează cu amoniac (5%) până la valoarea pH-ului 7,0. Neutralizarea se efectuează în felul următor. În soluţie se introduc electrozii ionomerului . Cu ajutorul unei biurete se adaugă soluţia NH4OH până când pH-ul atinge valoarea 6,7-7,0. Soluţia se agită permanent. 3.3. După neutralizare în soluţie se introduc 5 ml de K 2SO4 . Paharul cu soluţie se încălzeşte până la fierbere în baia de apă. În soluţie se introduce o porţiune de fibre de lână degresate în prealabil. Se lasă în repaus 5 minute. 3.4. Peste 5 minute fibrele se extrag din soluţie şi se spală bine cu apă rece. . Se analizează culoarea fibrelor. Prezenţa coloranţilor sintetici este indicată prin colorarea lânii. 3.5.Soluţia din care au fost extrase fibrele de lână se acidulează cu 3-4 picături de HCl, până la pH-ul 3,0-5,0. În soluţie se introduce altă porţiune de fibre. Se lasă în repaus 10 minute. 3.6. După 10 minute, lâna se extrage, se spală şi se examinează culoarea ei. Se fac concluzii asupra colorării lânii în mediul acid. Prezenţa coloranţilor sintetici în produsele alimentare este indicată de colorarea lânii. Coloranţii bazici se fixează mai bine pe fibrele de lână în mediu neutru sau slab alcalin. Coloranţii acizi se fixează în medii acide, însă pot fi fixaţi slab şi în medii neutre. Dacă coloranţii sunt naturali, atunci lâna rămâne necolorată. 4.Interpretarea rezultatelor În baza datelor experimentale se fac concluzii referitor la natura coloranţilor. B. Scopul lucrării: Determinarea gradului de esterificare a substantelor pectice. Substanţele pectice sunt heteropoliglucidele polimerice alcătuite din resturile moleculelor a acidului D- galacturonic: unite între ele cu legături 1,4-glicozidice: COOH

OH

O

OH

O

O

OH

O OH

COOH

COOCH3

O

OH OH

16

n

În macromolecula pectinei numărul grupărilor carboxilice (-COOH) şi a celor carboxilice metoxiate (-COOOCH 3) este variabilă. În funcţie de conţinutul grupărilor –COOH şi -COOOCH3 pectinele se împart în două grupe: • pectina slab esterificată (metoxilată) - conţinutul grupărilor carboxilice (-COOH) este mai mare de 44% din numărul total de grupări carboxil şi (-COOOCH3). • pectina puternic esterificată, conţine mai mult de 44% de grupări metoxilate (COOOCH3).din numărul total al grupărilor carboxil. Raportul dintre conţinutul grupărilor carboxilice şi carboxilice metoxilate (-COOH /-COOOCH3) determină proprietăţile fizico-chimice ale pectinei: capacitatea de gelificare, absorbţia metalelor grele etc. Scopul lucrării: determinarea gradului de esterificare, metoxilare a substanţelor pectice

1. Principiul metodei: Gradul de esterificare a pectinei (%) se stabileşte prin raportul volumului de NaOH, care se utilizează pentru determinarea grupărilor –COOH şi –COOCH 3. Determinarea grupărilor –COOH se efectuează prin titrarea soluţiei de pectină cu NaOH în prezenţa indicatorului Hinton. COONa

COOH

O

O

+

+

NaOH

H2O

Grupările –COOH se determină în primul rând –COOH prin procesul de saponificare a pectine: COOCH3

COONa O

O

+

NaOH

+ CH3OH

Numărul grupărilor –COONa, care s-au format în procesul de saponificare se determină prin a doua titrare a soluţiei de pectină cu NaOH. 2. Materiale şi reactivi Vase conice Erhenmezer de 300 cm3 -2; baghete de sticlă -2; biuretă cu volum de 50 cm3-2, pipetă gradată 100 cm3 -1; pahar Berzelius de 100 cm3, hidroxid de sodiu (NaOH), 0,1 mol/dm3; acid clorhidric (HCl), 0,1 mol/dm3, indicator Hinton, pectină praf rafinată, alcool etilic 96%. 3. Modul de lucru Determinarea grupărilor carboxilice în pectină 17

3.1. La balanţa analitică se cântăresc două probe de pectină rafinată a câte 0,3…0,5 g. Probele se trec cantitativ în vase conice de 300 cm3. Pentru a preveni formarea granulelor de pectină, proba se umectează cu câteva picături de alcool etilic de 96%. 3.2. În fiecare vas cu proba de pectină se adaugă câte 100 cm 3 apă distilată. Conţinutul se agită şi se lasă în repaus 30 minute. 3.3. După repaus vasele se încălzesc până la temperatura de 40-60 o C şi agităm soluţia până la dizolvarea completă de pectine. 3.4. În soluţie se introduc câte 6 picături de indicator Hinton. Soluţiile de pectină se titrează cu NaOH (0,1 mol/l) până la apariţia culorii roze, care este stabilă cel puţin 30 secunde. Conţinutul grupărilor carboxilice in moleculele pectinei se calculează din relaţia: Kc =

V1 G

x 0,45

(1)

unde Kc este cantitatea grupărilor carboxilice, %; V1 – volumul soluţiei NaOH folosite pentru titrare, cm3; G – masa probei de pectină luată pentru analiză, g; 0,45 – cantitatea de grupări –COOH (1,0 cm3 de NaOH corespunde 0,0045 g de grupări –COOH a pectinei prin titrare ). Determinarea grupărilor carboxilice metoxilate 3.5. În soluţia de pectină care a fost utilizată pentru determinarea grupărilor carboxilice libere, se introduc câte 50 ml NaOH 0,1 mol/l. casele conice se astupă cu dopuri. Mostrele se lasă în repaus 60 minute la temperatura camerei, pentru săpunificarea grupărilor carboxilice metoxilate. 3.6. După aceea în soluţia de pectină se adaugă din biuretă câte 50 ml de HCl 0,1 mol/l. Soluţiile se agită. Apoi titrăm cu NaOH 0,1 mol/l pentru a neutraliza excesul de HCl. 3.7. Volumul de soluţie NaOH, care a fost utilizat la a doua titrare (V 2), corespunde cantităţii grupărilor esterificate (Ke) în proba analizată de pectină şi se calculează astfel: Ke =

V2 G

x0,45

unde Ke - conţinutul grupărilor esterificate sau metoxilate, %; V2 – volumul de soluţie NaOH 0,1 mol/l utilizat pentru a doua titrare, ml ; G – masa probei de pectină, g. 3.8. Conţinutul total al grupărilor carboxilice libere şi esterificate în pectina cercetată se determină cu ajutorul formulei : Kt = Kc + Ke (3) unde Kt este conţinutul total al grupărilor carboxilice, %. Gradul de metoxilare al pectinei se calculează astfel: 18

Ke

Me = K x 100

(4)

t

unde Me – gradul de metoxilare al pectinei, % 3.9 Gradul de esterificare al pectinei

se

stabileşte

din

relaţia :

V2

E= V +V x100 (5) 1 2 unde E - gradul de esterificare al pectine, % V1 - volumul soluţiei de NaOH 0,1 mol/l utilizat la V2 - volumul soluţiei de NaOH 0,1 mol/l utilizat la 4.Interpretarea rezultatelor

prima titrare,ml; a doua titrare,ml;

Din datele obţinute se determină media aritmetică a gradului de esterificare al pectinei. Se fac concluzii referitor la gradul de esterificare a substanţelor pectice. C. Cromatografia de lichide de înaltă performanţă înlocuieşte vechile metode cromatografice de analiză a coloranţilor alimentari (cromatografia în strat subţire, cromatografia pe hârtie) furnizând rezultate precise, reproductibile şi rapide. 1. Stabilirea naturii colorantului şi extracţia sa din proba de analizat Se aplica o metodǎ de testare calitativă a produselor alimentare pentru a putea determina natura colorantului introdus în procesul de fabricaţie. Metoda permite stabilirea naturii colorantului folosit şi anume: natural sau sintetic. Dacă colorantul este sintetic, acesta este extras rapid din probă într-un amestec apămetanol 7/3. Se observă vizual o colorare intensă a amestecului de extracţie, situaţie care nu apare în cazul în care colorantul este natural. Dacă în urma acestei testări calitative, se constată prezenţa în probă a unui colorant sintetic, se trece la extracţia acestuia în vederea dozării lui cantitative. 2. Determinarea coloranţilor alimentari sintetici Este o metodă HPLC de determinare a unor coloranţi alimentari sintetici, şi anume: tartrazină, ponceau 4 R, allura red şi galben de chinolină . Se încerca mai întâi separarea coloranţilor sintetici menţionaţi utilizând o coloană cromatografică Pecosphere C18, 5 μm, 150 x 4,6 mm (BrownLee), o fază mobilă constituitǎ dintr-un amestec acetat de amoniu:metanol (7:3, v/v) şi un debit al fazei mobile de 0,7 mL/min. Detecţia coloranţilor alimentari sintetici separaţi se efectueaza spectrofotometric, cu ajutorul detectorului diode array al sistemului HPLC. Coloranţii ponceau 4 R şi galbenul de chinolină au timpii de retenţie foarte apropiaţi şi nu se separǎ. Cu toate că cei doi coloranţi nu se pot separa cromatografic, ei pot fi totuşi determinaţi prin efectuarea de mǎsurǎtori de absorbanţǎ la lungimea de undă de 507 nm pentru determinarea ponceau 4 R (galbenul de chinolină nu absoarbe la această lungime de undă) şi la 413 nm pentru galben de chinolină. De asemenea, în cazul analizei unor probe reale, în vederea identificării compusului separat, este recomandată compararea spectrelor de absorbţie ale compuşilor separaţi (cu timpii de retenţie în jurul valorii de 3 min) cu spectrul fiecăruia din cei doi coloranţi (ponceau 4 R şi galben de chinolină). 19

Se foloseste o coloană cromatografică cu aceleaşi caracteristici generale, dar produsă de altă firmă (Supelco),si se obţin picuri cromatografice bine separate pentru coloranţii alimentari sintetici ponceau 4 R şi galben de chinolină. Parametrii metodei cromatografice utilizate sunt prezentaţi în tabelul următor: coloana faza mobila Debit Temperatura coloanei detector Volum de injectie

Coloana cu faza inversa supelcosil C 18 5µm, 150x4.6 mm Acetat de amoniu 0.1M: metanol : 7:3 (v/v) 0.7 ml/min 37°C UV Vis tip Diode Array 10µl

În figurile 1 şi 2 sunt prezentate cromatogramele ce se obţin pentru tartrazină şi galbenul de chinolină folosind cea de a doua coloană cromatografică (Supelcosil), precum şi spectrele de absorbţie corespunzǎtoare acestora, spectre trasate cu detectorul diode array al aparatului HPLC. Spre deosebire de cromatogramele obţinute pentru ponceau 4R, allura red şi tartrazină, în care s-a obţinut câte un pic cromatografic bine definit corespunzător fiecăruia din coloranţii menţionaţi, pentru colorantul galben de chinolină cromatograma este constituită din cinci picuri cromatografice. Colorantul sintetic galben de chinolină se prezintă sub forma unui amestec de săruri de sodiu ale unor acizi di şi trisulfonici. Numărul şi poziţia grupărilor sulfonice pe nucleul benzenic, explică comportamentul cromatografic diferit al componentelorgalbenului de chinolină.

20

Figura 1. Cromatograma pentru colorantul tartrazină şi spectrul de absorbţie corespunzător acestuia Dacă se compară alura spectrelor de absorbţie corespunzătoare picurilor cromatografice ce se obţin la separarea componentelor galbenului de chinolină (figura 1), se observă că forma acestora este asemănătoare. Acest lucru se poate explica prin faptul cǎ este prezentǎ aceeaşi grupare cromoforǎ în toate componentele amestecului, dar numărul şi poziţia grupărilor sulfonice din molecula acestora determină un comportament cromatografic diferit pentru fiecare component. În figura 3 este prezentată cromatograma ce se obţine pentru amestecul format din cei patru coloranţi alimentari sintetici analizaţi: ponceau 4R, allura red, tartrazină, galben de chinolină. Studiind cromatograma prezentată în figura 3 se observă cǎ se obţin picuri cromatografice bine definite pentru tartrazină, ponceau 4R şi allura red.

21

Figura 2. Cromatograma pentru colorantul galben de chinolină şi spectrele de absorbţie corespunzătoare diferitelor componente ale acestuia În cazul colorantului sintetic galben de chinolină, se obţine un singur pic cromatografic mai mic, care corespunde picului cel mai proeminent din cromatograma obţinută pentru proba etalon a acestuia. Acest lucru se poate explica prin faptul că determinările se efectueaza la 450 nm, unde absorbanţa corespunzătoare acestui colorant este mică. Picurile corespunzătoare celorlalte forme sub care se găseşte colorantul, fie nu sunt puse în evidenţǎ, fiind foarte mici, fie se suprapun peste picul tartrazinei (picul cu timpul de retenţie 2,08 min, figura 1), sau al ponceau 4R (picul cu timpul de retenţie 3,19 min, figura 2). Din acest motiv se consideră că aceasta metoda deşi permite identificarea celor patru coloranţi în amestec nu este adecvată pentru determinarea lor cantitativă (atunci când sunt prezenţi toţi patru într-un amestec). Pot fi însă efectuate determinări cantitative pentru următoarele amestecuri de coloranţi: tartrazină, ponceau 4R şi allura red sau galben de chinolină şi allura red. De cele mai multe ori, acest lucru este suficient deoarece într-un produs alimentar se introduc un număr redus de coloranţi, de cele mai multe ori unul singur.

22

Figura 3. Cromatograma amestecului format din cei patru coloranţi sintetici analizaţi. 3. Analiza unor probe reale În figura 4, se prezintă un exemplu de analiză calitativă a unui colorant sintetic dintr-o probă de cabanos. Se prezintă cromatogramele (figura 5 a şi 5 b) şi spectrele de absorbţie (figura 5 c) ale unui standard de colorant sintetic şi ale colorantului din proba de cabanos. PRINCIPIUL METODEI: este cel prezentat la punctele 1 si 2. MATERIALE NECESARE:  Proba (extras rapid din cabanos într-un amestec apă-metanol 7/3);  sistem HPLC cu coloană cromatografică Pecosphere C18;  sistem HPLC cu coloană cromatografică Supelcosil;  spectrofotometru cu detector diode array;

23

MOD DE LUCRU:  din rezervoarele conţinând unul sau mai mulţi solvenţi pompa (sau pompele), alimentează coloana cu eluent (de regula un amestec de doi sau mai mulţi solvenţi);  in imediata vecinătate a coloanei se introduce proba(extras rapid din probă într-un amestec apă-metanol 7/3), automat, prin intermediul unui ventil cu by pass;  in coloana aflata într-o etuva termostat, are loc separarea propriu-zisa;  Efluentul coloanei intra într-un detector de unde componentul, daca este separat complet, poate fi colectat si izolat, cu ajutorul unui colector de fracţiuni;  Semnalul este înregistrat fie cu un înregistrator (detector), fie direct în memoria unui calculator. CONCLUZII: S-a identificat prin metoda HPLC într-un preparat de carne (cabanos) prezenţa colorantului sintetic ponceau 4R comparând valorile timpilor de retenţie pentru un standard care conţine ponceau 4R şi pentru colorantul extras din proba de analiza. S-a confirmat prezenţa colorantului ponceau 4R în proba analizatǎ prin compararea spectrelor înregistrate pentru compuşii corespunzători cele două picuri şi anume: al colorantului ponceau 4R şi al colorantului din proba analizată. Spectrele înregistrate sunt foarte asemǎnatoare, ceea ce confirmă prezenţa colorantului Ponceau 4R în preparatul de carne analizat Este importantǎ determinarea coloranţilor sintetici din preparate de carne, chiar la concentraţii foarte mici, deoarece în ţara noastră este interzisă folosirea acestei clase de compuşi în carne şi preparate din carne.

24

25

Figura 5. Cromatogramele şi spectrele de absorbţie pentru colorantul dintr-o probă de cabanos şi pentru un standard de colorant sintetic (Ponceau 4R) unde: a) cromatograma obţinută pentru standardul de Ponceau 4R; b) cromatograma obţinută pentru colorantul din proba decabanos; c) spectrul de absorbţie al standardului de Ponceau 4R, precum şi al colorantului din proba de cabanos. 4.Scurt rezumat al lucrarii S-a prezentat o modalitate de stabilire a naturii colorantului folosit într-un produs alimentar, colorant care poate fi natural sau sintetic; urmeaza o metodă HPLC aplicabilǎ pentru analiza unor coloranţi alimentari sintetici din carne şi preparate din carne. Metoda elaborată permite identificarea a patru coloranţi alimentari din preparate de carne, prezenţi în amestec: tartrazină, ponceau 4R, galben de chinolină şi allura red. Determinări cantitative se pot efectua pentru amestecuri constituite din următorii coloranţi alimentari: tartrazină, ponceau 4R şi allura red, sau galben de chinolină şi allura red. Aceasta datorită faptului că, galbenul de chinolină este constituit dintr-un amestec de cinci compuşi, picurile cromatografice ale acestora putându-se suprapune peste picurile celorlalţi coloranţi eventual prezenţi în proba de analizat. Deşi legislaţia din ţara noastră nu permite utilizarea coloranţilor alimentari sintetici în carne şi preparate din carne, a fost pusă în evidenţă cu ajutorul metodei de analiză elaborate, prezenţa unui colorant sintetic (ponceau 4R) într-un preparat de carne (cabanos). Metoda studiată poate fi aplicată cu succes şi la analiza altor tipuri de probe, cum ar fi băuturile răcoritoare. D.Folosirea colorantilor naturali si sintetici in industria bauturilor. Culoarea este o însuşire a calităţii senzoriale a unui produs alimentar care, alături deformă, mărime, structură şi aspectul general al acestuia, contribuie la percepţia vizuală a consumatorului. Este bine-cunoscut faptul că aspectul unui produs alimentar sau al unei băuturi depinde în mare măsură de faptul că acesta este sau nu colorat. Culoarea unei băuturi este un parametru greu de evidenţiat în profunzime, dar foarte important în clasificarea şi stabilirea calităţii acesteia. Pentru a satisface preferinţa consumatorului pentru băuturi colorate, se recurge adesea la adaosuri de coloranţi sintetici şi/sau naturali, care pot fi interzişi sau nu de lege. Posibilitatea de detectare a coloranţilor utilizaţi la prepararea băuturilor nealcoolice (concentrate, răcoritoare, energizante) şi alcoolice (lichioruri, whisky, băuturi preparate din vin – vermut, coniac etc.) este foarte importantă pentru controlul calităţii acestor produse. Coloranţii alimentari incluşi în lista E-urilor (E 100 – E 182) sunt intens folosiţi în industria producerii băuturilor. Caracterizarea culorii băuturilor face subiectul a numeroase cercetări în domeniu. Apariţia pe piaţă a unei game variate de băuturi colorate artificial, ridică însă problema colorării artificiale şi impune un control riguros al calităţii şi cantităţii coloranţilor folosiţi. Ca urmare, cercetări specifice de actualitate pentru determinarea coloranţilor prezenţi în băuturi sunt absolut necesare. 26

Autenticitatea băuturilor şi securitatea chimică a acestora sunt parametri deosebit de importanţi care pot fi confirmaţi prin rezultatele analizelor efectuate şi care fac posibilă delimitarea băuturilor originale de cele falsificate. În stadiul actual, problema autenticităţii, acalităţii şi a siguranţei chimice a băuturilor de pe piaţa românească este stringentă deoarece sistemul de control existent se manifestă doar în cazul apariţiei unor sesizări ale consumatorului, este subdimensionat şi rezolvă doar o paletă restrânsă din problemele ridicate de consumator. Numărul laboratoarelor de control al calităţii produselor alimentare este mic şi nu posedă metode moderne de lucru standardizate. Importanţa comercială considerabilă a băuturilor, împreună cu regulile stricte de control al calităţii necesită dezvoltarea unor metode adecvate şi sigure pentru determinarea coloranţilor alimentari continuţi. Metodele de analiză fizico-chimică a coloranţilor alimentari din băuturi au menirea de a interveni în mecanismul de control al conformităţii etichetă-compoziţie, contribuind astfel la diminuarea abuzurilor producătorilor. Pentru că în produsele alimentare coloranţii sintetici se folosesc în cantităţi extrem de mici, care nu determină un gust sesizabil, iar preţul de cost este deosebit de avantajos pentru producători, tentaţia utilizării lor pentru a imita produsele naturale poate fi foarte mare. Identificarea utilizării coloranţilor alimentari în scopul ilustrat mai sus reprezintă un alt obiectiv care justifică elaborarea metodelor de analiză fizicochimică a coloranţilor alimentari din băuturi. Este prezentat un studiu de literatură de specialitate privind metodele utilizate pentru analiza calitativă şi cantitativă a coloranţilor naturali şi de sinteză. Există o gamă largă de metode de analiză, destructive şi nedestructive utilizate pentru analiza băuturilor: metode spectrofoto-metrice: UV-Vis, spectroscopie IR (FTIR, NIR), metode cromatografice: GC, GCMS, HPLC, HPTLC, TLC, HPLC-MS, metode electrochimice, electroforeza capilară, spectrometrie de masă etc. Metodele de analiză a coloranţilor alimentari fie că sunt metode electrochimice, fie că sunt metode spectrofotometrice sau metode cromatografice, ele trebuie să întrunească anumite criterii de performanţă, criterii care se referă la limita de detecţie şi de determinare; la interferenţă şi nu în ultimul rând la siguranţa rezultatului dat şi a costurilor legate de analiză. În baza datelor din literatură, se observă ca tehnicile cromatografice de analiză sunt foarte permisive din punct de vedere al varietăţii compuşilor care pot fi analizaţi. Astfel datorită performanţelor obţinute, tehnicile cromatografice s-au consacrat ca tehnici uzuale de analiză a coloranţilor alimentari. Au fost selectaţi coloranţii naturali şi de sinteză cei mai frecvent utilizaţi pentru colorarea artificială a băuturilor. În urma analizei critice a datelor de specialitate s-au selectat metodele moderne de analiză a acestor coloranţi care pot fi folosiţi chiar şi la falsificarea băuturilor. Au fost efectuate cercetări de laborator preliminare privind determinarea unor coloranţi sintetici (tartrazine, sunset yellow, carmoisine, quinoline yellow, carmine, Ponceau 4R, Burnt Sugar, Caramel Brown, Dark Chocolate, Brilliant Black, brilliant Blue) şi a coloranţilor naturali (antociani, bcaroten, Enocolor - extract natural din coajă de strugure), utilizând metode spectroscopice (FTIR, UV-Vis), metode cromatografice (HPLC - High Performance Liquid Chromatography şi TLC - Thin Layer Chromatography). A fost realizată o bază de date privind spectrele IR şi UV-Vis pentru 14 coloranţi comerciali de provenienţă naturală sau 27

sintetică (Tartrazină, Sunset Yellow, Carmoisină, Ponceau 4R, Brilliant Black BN min 80%, Quinoline Yellow min 70%, Brilliant Blue FCF min 85%, Caramel Brown Shade 91%, Dark Chocolate Shade 81%, Burnt Sugar P-WS, Caramel L-WS, Enocianină 0,6% LWS, b- Caroten 5% L-WS, Carmin 20% P-WS) care pot fi utile în analiza calitativă la identificarea şi confirmarea prezenţei unor coloranţi. Rezultatele obţinute arată că spectroscopia optică poate fi utilizată cu succes pentru identificarea componentelor produselor comercializate ca şi coloranţi dar, având în vedere sensibilitatea la adaosurile prezente în unii produşi, rezultatele obţinute prin această metodă de analiză trebuie corelate cu cele obţinute prin alte metode de investigare. Menţionăm că spectrele UV-Vis sunt utile pentru stabilirea lungimii de undă optimă pentru detecţia HPLC. Analiza prin HPLC este o metodă de analiză performantă şi rapidă. Datorită rezoluţiei, sensibilităţii şi preciziei aceasta a devenit în ultimii ani metoda preferată de mulţi analişti, în special atunci când este necesară analiza compuşilor nevolatili. Au fost realizate cercetări preliminare, obţinându-se o bună separare prin HPLC a şase coloranţi de sinteză: tartrazină, sunset yellow, carmoizină, ponceau 4R, brilliant blue şi brilliant black. Pentru studiul coloranţilor naturali, au analizate HPLC extracte naturale din coajă de struguri roşii (antociani) şi sfeclă roşie (betaina) în comparaţie cu colorantul comercial Enocolor. A fost adaptată o metodă HPLC pentru determinarea a patru coloranţi alimentari sintetici: tartrazină, ponceau 4R, allura red şi galben de chinolină realizate de partenerul 3 ISP. O metodă HPLC de determinare simultană a unor coloranţi naturali din extracte de morcov, pătrunjel, ardei roşu, pastă de roşii este prezentată de partenerul 1 INCDTIM. Metodele HPLC prezentate sunt potrivite pentru studiul coloranţilor naturali şi sintetici din diferite probe de băuturi nealcoolice şi alcoolice.Au fost puse bazele unei metode TLC de separare a 7 coloranţi de sinteză (carmoisină, tartrazină, sunset yellow, quinoline yellow, ponceau 4R, b-caroten, brilliant blue) utilizaţi frecvent la colorarea băuturilor nealcoolice şi alcoolice. Metoda TLC realizată este simplă, reproductibilă, rapidă şi nu necesită o cantitate mare de probă de analizat. Au fost efectuate cercetări privind identificarea coloranţilor naturali, antociani şi caroteni utilizând metoda spectrometriei de masă. Membrii echipei de cercetare a partenerului 2 USAMV au efectuat documentarea ştiinţifică privind modalitatea de constituire a unor loturi experimentale de şobolani: efectivul numeric, conditiile de viaţă necesare, precum şi elementele de mediu ambiant optime desfăşurării unor experimente care implică material biologic. Au fost făcute studii asupra tehnicilor de laborator care urmează a fi efectuate asupra loturilor experimentale: inoculări la animale, prelevări de probe, examene histologice şi teste biochimice. A fost realizat un studiu bibliografic cu scopul evidenţierii cunoştinţelor în domeniul efectelor exercitate de coloranţii alimentari asupra organismelor vii, cu referire la animalele de laborator. Acest studiu a fost necesar pentru a putea elabora un protocol experimental care să respecte normele din domeniu, privind desfăşurarea unor experienţe pe animale, protecţia acestora, metodele utilizabile, efectele scontate, tehnicile de laborator aplicabil obiectivelor proiectului. 28

2.1. Coloranti admisi pentru folosire in industria alimentara. Coloranţii admişi pentru folosire în industria alimentară, conform directivei 94/36 EC, sunt przentaţi în tabelul 2,5, iar în tabelul 2,6 se prezintă produsele alimentare în care nu pot fi folositi coloranti, cu exceptia produselor specificate in tabelele 2,7, 2,8 si 2,9. In tabelul 2,7 se prezinta alimentele in care sunt permisi anumiti coloranti, iar in tabelul 2,8 colorantii care sunt permisi pentru anumite produse alimentare.In tabelul 2,8 sunt prezenti colorantii care pot fi folositi in alte produse alimentare mentionate in tabelele 2,6 si 2,7 si anume pot fi folositi in produsele alimentare mentionate tot in tabelul 2,9. Dozele zilnice admisibile pentru unii coloranti naturali si de sinteza sunt mentionate in tabelul 2,10. In contextul reglementarilor europene, sunt de precizat urmatoarele: - anumite produse alimentare nu trebuie sa contina coloranti ca aditivi(tabelul 2.6); - anumite alimente pot contine numai coloranti ( tabelul 2.7); - anumiti coloranti sunt permisi numai in anumite produse alimentare ( tabelele 2.8 si 2.9); - anumiti coloranti nu au nivel maxim de utilizare specificat (NMN), dar se recomanda ca acestia sa fie folositi la un nivel care sa corespunda scopului produs; - colorantii pentru marcarea carnurilor sunt E-155;E-133;E129 si amestecul de E-133 si E-129; - pentru colorarea oualor in coaja sunt admisi colorantii mentionati in tabelul 2.5; - dintre colorantii mentionati, in tabelul 2.5, colorantii E-127; E-128; E-154; E160b; E-161g; E-173 si E-180 nu pot fi livrati direct la consumatori; - in lista colorantilor prezentati nu sunt incluse substantele naturale care sunt folosite la fabricarea produselor alimentare pentru proprietatile lor aromatice, de colorare cum ar fi boiaua de ardei dulce, oleorezina de paprika, sofranul, lemnul de santal, sangele integral si concentratul eritrocitar; - pentru “diluarea” sau dizolvarea colorantilor se folosesc substantele prezentate in tabelul 2.11.

29

Tabelul 2.5. Lista colorantilor permisi conform directivei 94/36 EC Numar EC 1 E-100 E-101 E-102 E-104 E-110 E-120 E-122 E-123 E-124 E-127 E-128 E-129 E-131 E-132 E-133 E-140 E-141

E-142 E-150a E-150b E-150c E-150d E-151 E-153 E-154 E-155 E-160 a E-160 b E-160 c

Colorantul 2 Curcumina Riboflavina Riboflavina 5| fosfatul Tartrazina Galben quinolina Galben FCF ( galben oranj S) Cichineal, acid carmic, carmine Azorubina, carmoizina Amaranth Ponceau 4R, cochineal Red A Eritrozina Rosu 2G Rosu AC Albastru patent V Indigotina, indigo carmin Albastru briliant FCF Clorofile si clorofiline Clorofile Clorofiline Complexe cu cupru ale clorofilelor si clorofilinelor Complexe cu cupru ale clorofilelor Complexe cu cupru ale clorofilinelor Verde S Caramel Caramel sulfit- caustic Caramel amoniac Caramel sulfit-amoniac Negru briliant BN, negru PN Carbune vegetal Brun FK Brun HT Caroteni: amestec de caroteni β- caroteni Annatto, bixina, norbixina Extract paprika, capsantina, capsorubina 30

Numarul indexului de culoare 3 75300 19140 47005 15985 75470 14720 16185 16255 45430 18050 16035 42051 73015 42090 75810 75815 75815

44090

28440

75130 40800 75120

E- 160 d E-160e E-160 f E-161 b E-161 g E-162 E-163

Licopen Β-Apo- 8-carotenal Esterul etilic al acidului β-apo-carotenoic Luteina Cantaxantina Rosu sfecla, betanina Antociani

E-170 E-171 E-172

Carbonat de calciu Dioxid de titan Oxizi si hidroxizi de fier

E-173 E-174 E- 175 E-180

Aluminiu Argint Aur Litolrubina BK

40820 40825

Preparati prin metode fizice din fructe si bvegetale 77220 77891 77491 77492 77499

Tabelul 2.6 Produse alimentare in care nu pot fi folositi coloranti, cu exceptia celor specificate in tabelele 2.7, 2.8 si 2.9 Produse alimentare neprelucrate Apa in ambalaj de sticle sau plastic Lapte, lapte pe jumatate smantanit, lapte smantanit, pasteurizat sau sterilizat( inclusive lapte sterilizat UHT) nearomatizat Lapte cu ciocolata Lapte fermentat nearomatizat Lapte conservat, conform directivei 76/118 EEC Unt de vaca nearomatizat Smantana si smantana pulbere nearomatizate Ulei si grasimi vegetale sau animale Oua si produse din oua conform directivei 89/437/EEC Faina si alte produse macinate, amidonuri Paine si produse similare Paste Zahar, inclusiv mono si dizaharide Pasta de tomate, tomate in conserva Sosuri pe baza de tomate Sucuri de fructe si nectaruru de fructe mentionate in directiva 75/726/EEC precum si sucuri vegetale Fructe si legume (inclusiv cartofi) si ciuperci in conserve, uscate, fructe procesate, vegetale 31

Gem extra, jeleu extra Peste, moluste, crustacee, pasare si preparate din acestea Produse dib cacao si ciocolata Cafea prajita, ceai, cicoare, extracte de ceai si cafea, infuzii de ceai, plante, fructe , cereale Sare , substituienti de sare si amestecuri de condimente Vin si alte produse definite prin reglementarea EEC nr. 822/87 Otet de vin Alimente pentru sugari si copii mentionate in directiva 89/398/EEC inclusiv alimente pentru sugari si copii care nu sunt in stare buna de sanatate Miere de albine Malt si produse de malt Branza maturata si nematurata (nearomatizata) Unt din lapte de oaie si capra Tabelul 2.7 Alimentele in care sunt permisi anumiti coloranti prevazuti in tabelul 2.5. Produsul alimentar 1

Colorantul permis 2 E- 150 Caramel E - 150b Caramel sulfit caustic Paine de malt E - 150 c Caramel amoniac E - 150d Caramel sulfitamoniac E -150 a Caramel E -150b Caramel sulfitBere caustic Cidru E -150c Caramel amoniac E -150 d Caramel sulfitamoniac Unt E -160 a Caroteni E- 160 a Caroteni Margarina, emulsii de E -100 Curcumina grasime si grasimi libere de E-160 b Annatto, bixina, apa norbixina - E-140 Clorofile si clorofiline E -141 Complexe ci cupru Branza Derby ale clorofilelor si clorofilinelor Branzeturi maturate, orange, galbene- pestrite, procesate

E-160 a Carateni E -160 c Extract de paprika 32

Nivel maxim admis 3 NMN

NMN

NMN NMN NMN 10 mg/ kg NMN

NMN

nearomatizate Branza rosie Leicester Branza Minolette Branza Morbier Branza rosie marmorata

Otet (dar nu de vin)

Bautura pe baza de vinaromatizate (exceptie bitter soda) si vinuri aromatizate conform reglementarilor EEC nr. 1601/91

Americano

E-160b Annatto, bixina,norbixina E-160b Annatto, bixina,norbixina E-160b Annatto, bixina,norbixina E -153 Carbune vegetal E-120 Cochineal, acid carmic, carmine E-150 a Caramel E-150 b Caramel sulfiticcaustic E-150c Caramel amoniac

1.5 mg/kg 50 mg/kg 35 mg/kg NMN 125 mg/kg

NMN

E-150 d Caramel sulfit -amoniac E-150 a Caramel E-150 b Caramel sulfiticNMN caustic E-150c Caramel amoniac E-150 d Caramel sulfit -amoniac E – 163 Antociani E – 150a Caramel E - 150b Caramel sulfiticcaustic E – 150c Caramel amoniac E – 150d Caramel sulfit NMN amoniac E – 163 Antociani E – 124 Ponceau 4R E – 100 Curcumina 100 mg / L E – 101 (I) Riboflavina Individual sau in combinatie (II) Riboflavin – 5’ – fosfat E – 102 Tartrazina E – 104 Galben quinoleina E – 120 Cochineal, acid carminic, carmine E – 122 Azorubine, carmoisine 33

E – 123 Amaranth E - 150a Caramel E – 150b Caramel sulfit caustic NMN E – 150c Caramel amoniac E – 150d Caramel sulfit amoniac E – 100 Curcumina E – 101 (I) Riboflavina (II) Riboflavin – 5’ – fosfat Bitter- soda, vin bitter, E – 102 Tartrazina mentionate in reglementarea E – 104 Galben quinoleina EEC nr. 150/91 E – 10a Galben FCF orange – galben S 100 mg / L E – 120 Cochineal, acid Individual sau in combinatie carminic, carmine E – 122 Azorubine, carmoizina E – 123 Amaranth E – 124 Ponceau 4R, Cochineal red A E – 129 Rosu AC E - 150a Caramel E – 150b Caramel sulfit Vinuri licoroase si vinuri caustic licoroase de calitate, produse NMN E – 150c Caramel amoniac in regiuni specifice E – 150d Caramel sulfit amoniac Vegetale in otet, in E – 101 (I) Riboflavina NMN saramura, sau in ulei (II) Riboflavin 5’ (exclusiv masline) fosfat E -140 Clorifila, clorofilina E – 150a Caramel E – 150b Caramel sulfit caustic E – 150c Caramel amoniac E – 150d Caramel sulfit – amoniac E – 141 Complexe Cu – clorofile si clorofiline E – 160 Caroteni 34

Cereale pentru breakfast extrudate, expandate si/sau aromatizate cu fructe

Gemuri, jeleuri, marmelade si alte produse din fructe, incluzand si produsele slab calorice, mentionate in directiva 79/695 EEC

(I) Amestec de caroteni (II) β – Caroteni E – 163 Antociani E – 150c Caramel amoniac NMN E – 160a Caroteni NMN E – 160b Annatto, bixina, norbixina 25 mg / kg E – 160c Extract de paprika, capsantina, capsorubina NMN E – 100 Curcumina E – 140 Clorofile si clorofiline E – 141 Complexe Cu – clorofile – clorofiline E – 150a Caramel E – 150b Caramel sulfit caustic E – 150c Caramel amoniac E – 150d Caramel sulfit – NMN amoniac E – 160a Caroteni: (I) amestec de caroteni (II) β – Caroteni E – 160c Extract de paprika, capsantina, capsorubina E – 162 Rosu de sfecla, betanina E – 163 Antocianine E – 104 Galben de quinoleina E – 110 Galben stralucitor E – 120 Cochineal, acid carminic, carmine 100 mg / kg E – 124 Ponceau 4R, Individual sau in combinatie cochineal E – 142 Verde S E – 160d Licopen E – 161b Luteina E – 100 Curcumina 20 mg / kg E – 120 Cochineal, acid 100 mg / kg carminic, carmine E – 150a Caramel NMN 35

Carnati, pateuri, peste

Luncheon meat Carnati pentru breakfast cu un continut minim de 6% cereale

Hamburger cu minimum 4% cereale

Carnati Chorizo

Sobrasada

Pasturmas (pentru colorare membrane)

Granule de cartofi uscati si paiete Mazare de gradina in conserve

E – 150b Caramel sulfit caustic E – 150c Caramel amoniac E – 150d Caramel sulfit – amoniac E – 160a Caroteni E – 160c Extract de paprika, capsantina, capsorubina E – 162 Rosu de sfecla, betanina E – 129 Allura Red (Rosu AC) E – 129 Allura Red (Rosu AC) E – 120 Cochineal, acid carminic, carmine E – 150a Caramel E – 150b Caramel sulfit caustic E – 150c Caramel amoniac E – 150d Caramel sulfit – amoniac E – 120 Cochineal, acid carminic, carmine E – 124 Ponceau 4R, cochineal Red A E – 110 Galben stralucitor FCF E – 124 Ponceau 4R, cochineal Red A E – 100 Curcumina E – 101 Riboflavina: (I) riboflavina (II) riboflavin 5’ fosfat E – 120 Cochineal, acid carminic, carmine E – 100 Curcumina E – 102 Tartrazina E – 133 Albastru brillant 36

NMN NMN NMN 20 mg / kg 10 mg / kg NMN 25 mg / kg

25 mg / kg 100 mg / kg NMN NMN NMN NMN 200 mg / kg 250 mg / kg 135 mg / kg 200 mg / kg

NMN

NMN 100 mg / kg 20 mg / kg

Cereale pentru breakfast aromatizate cu fructe

E – 142 Verde S 10 mg / kg E – 120 Cochineal, acid carminic, carmine 200 mg / kg E – 162 Rosu de sfecla, Individual sau in combinatie betanina E – 163 Antociane

Tabelul 2.8

Colorantul E – 123 Amaranth E – 127 Eritrozina

E – 128 Rosu 2G E – 154 Brun FK E – 173 Aluminiu

E – 174 Argint Litholrubina BK E – 175 Aur E – 160b Annatto, Bixina, Norbixina

Produsul Vinuri aperitiv, bauturi alcoolice cu < 15% alcool in volume Peste rosu Cirese cocktail si cirese zaharisite Carnati pentru breakfast cu continut de minimum 4% cereale Hamburger cu minimum 4% vegetale sau cereale Kippers Invelisul extern al produselor de zahar pentru decorarea checurilor Invelis extern al produselor de bombonerie Decorarea ciocolatei Lichioruri Stratul exterior al branzei Strat exterior al produselor de bombonerie Decorarea ciocolatei Licheoruri Margarina, emulsii de grasime, grasimi libere de apa Decorare invelis Licheoruri, bauturi cu mai 37

Nivel maxim 30 mg / kg 30 mg / kg 200 mg / kg

20 mg / kg 20 mg / kg NMN

NMN NMN NMN

10 mg/kg 20 mg/kg

putin de 15% alcool in volume Branzeturi topite aromatizate Branzeturi galbene, orange si branzeturi topite nearomatizate Deserturi Snack- uri (extrudate si expandate) Peste afumat Branzeturi cu coaja comestibila sau cu membrana comestibila Branza rosie Leicester Branza Minolette Cereale pentru breakfast si/ sau aromatizate cu fructe

20 mg/kg 10 mg/kg 15 mg/kg 10 mg/kg 20 mg/kg 10 mg/kg 20 mg/kg 50 mg/kg 35 mg/kg 25 mg/kg Tabelul 2.9

Coloranti care pot fi folositi in alte produse alimentare decat cele mentionate in tabelele 2.6 si 2.7 si anume pot fi folositi in produsele mentionate in tabelul 2.9 Coloranti care pot fi folositi Coloranti care pot fi folositi singulat sau in singular combinatie E – 101 (I) Riboflavina (II) Riboflavin – 5 - fosfat E – 100 Curcumina E – 140 Clorofile si clorofiline E – 102 Tartrazina E – 141 Complexe Cu – clorofile si E - 104 Galben de quinoleina Cu- clorofiline E – 150a Caramel E – 110 Galben stralucitor FCF Oranj Galben S E – 150b Caramel sulfitic - caustic E – 120 Cochineal, acid carminic, carmine E – 150c Caramel amoniac E – 122 Azorubina, carmoisina E – 150d Caramel sulfit amoniac E – 153 Carbune vegetal E – 160a Caroteni E – 160c Extract de paprika, capsantina, capsorubina E – 162 Rosu de sfecla, betanina E – 170 Carbonat de calciu E – 171 Oxid de titan E – 172 Oxizi de fier si hidroxizi de

E – 124 Ponceau 4R, cochineal Red A E – 129 Allura Red AC E – 132 Indigotina, indigocarmina E – 133 Albastru brillant FCF E – 142 Verde S E – 151 Negru brillant BN, Negru PN E – 155 Brun BT E – 160d Licopen 38

fier

Produsul alimentar Bauturi nealcoolice aromatizate Fructe si vegetale confiate Semifabricate de fructe rosii Produse de cofetarie Decorare si invelisuri Produse de patiserie Gheata comestibila Branzeturi topite aromatizate Deserturi incluzand produse aromatizate pe baza de lapte Sosuri, saramuri Mustar Pasta de peste, pasta de crustacee Crustacee blansate Imitatie de salmon Surimi Peste rosu Peste afumat Snack – uri - extrudate / expandate - alte produse tip snack - uri Branzeturi cu coaja sau invelisul comestibil Suplimente nutritionale cu folosire sub aviz medical Lichide alimentare suplimentate Supe Analogi de carne si de peste din proteine vegetale Bauturi spirtoase (incluzand produse cu < 15% alcool in volume), cu exceptia celor din tabelele 2.6 si 2.7 Vinuri aromatizate, bauturi aromatizate pe baza de vin, produse cocteil aromatizate pe baza de vin (cu exceptia celor din tabelele 2.6 si

E – 160e β – Apo – 8’ - carotenal E – 160f Esterul etilic al acidului β – Apo – 8’ carotenoic E – 161b Luteina Nivelul maxim de colorant 100 mg/ L 200 mg/ kg 200 mg/ kg 300 mg/ kg 500 mg/ kg 200 mg/ kg 150 mg/ kg 100 mg/ kg 150 mg/ kg 500 mg/ kg 300 mg/ kg 100 mg/ kg 250 mg/ kg 500 mg/ kg 500 mg/ kg 300 mg/ kg 100 mg/ kg 200 mg/ kg 100 mg/ kg NMN 50 mg/ kg 100 mg/ kg 50 mg/ kg 100 mg/ kg 200 mg / L 200 mg / L

39

2.7) Vin din fructe, cidru

200 mg / L

Tabelul 2.10 Doza zilnica admisibila pentru unii coloranti naturali si de sinteza (mg / kg corp) Coloranti naturali

Coloranti sintetici

Numar CEE E – 100

Curcumina

0.1

E – 101

Riboflavina

0.5

Colorantul

DZA

E – 120

Cochineal, acid 5.0 carminic, carmina E – 140 Clorofile si Nespecificat clorofiline a E – 141 Complexe Cu – 15 clorofile si Cu clorofiline E – Caramel Nespecificat 150a E – Caramel sulfitic Nespecificat 150b caustic E – Caramel 200 150c amoniac E – Caramel sulfitic 200 150d amoniac E – 153 Carbune Nespecificat vegetal medicinal E – Caroteni 2-5 160a E – 161 Xantofile Nu s- a stabilit E – 162 Rosu de sfecla Nespecificat E – 163

Antociani

Numar CEE E 102 E 104 E 110

Colorantul

DZA

Tartrazina

7.5

Galben de quinoleina Galben Oranj S

10 2.5

E 122 E 123

- Azorubina

4.0

- Amarant

0.8

E 124 E 127 E 129 E 131 E 132

- Ponceau 4R

4.0

- Eritrozina

1.25

- Rosu AC

7.0

- Albastru patent V - Indigotina

15

E 142 E 151 E 154

- Verde brillant S - Negru brillant BN - Brun FK

Nu s- a stabilit 40

5.0 5.0 5.0 0.75

Tabelul 2.11 Substante folosite ca suporturi si diluanti pentru coloranti si alti aditivi Nr. CEE E – 322 E – 432 – 436, E - 470 E – 471 E – 472a E – 472c E – 472e E – 473 E - 475 E - 491

Aditivul

Nr. CEE Propilen glicolul ≤ 1 g / kg E - 492 produs Lecitine E - 493 Polisorbati 20, 40, 60, 65, 80 E – 494 Sarurile de magneziu ale acizilor grasi Mono si digliceride E – 495 Esterii acidului acetic cu mono E – 551 si digliceridele Esterii acidului citric cu mono E – 552 si digliceridele Esterii mono si diacetil tartric E – 554b cu mono si digliceridele Esterii sucrozei cu acizii grasi E – 458 Esterii poliglicerolului cu acizii E – 559 grasi Sorbitan monostearatul E – 901

41

Aditivul Sorbitan tristearatul Sorbitan monolauratul Sorbitan monooleat Sorbitan monopalmitat Silicon dioxidul Silicat de calciu Talc Bentonita Silicatul de aluminiu Ceara de albine

3.BIBLIOGRAFIE

1. 2. .

3. 4 5.

Banu C., Aditivi si ingrediente pentru industria alimentara. Editura Tehnica Bucureşti, 2000; Gergen I., Analiza produselor agroalimentare, Editura Eurostampa Bucureşti 2005; Institutul de Cercetari In Chimie “Raluca Ripan” Bratu M.C., Dăneţ A. F. „Synthetic food colorants analysis by PLC”Simpozion Interbalcanic, Bucureşti , iunie 2002. Bratu M.C „Noi metode şi aparat de analiză a unor substanţe toxice din probe complexe, Aplicatie practica Facultatea de Chimie , Bucuresti

42