COLORANTI NATURALI COLORANTI ALIMENTARI
MASTER CHIMIE ALIMENTARA AN I 2010
Coloranţii sunt substanţe organice naturale sau sintetice colorate, care absorb lumina in domeniul vizibil al spectrului si au proprietatea de a colora corpurile pe care sunt aplicate(fibre textile, piele, hârtie, etc.), rezista in timp la lumina, spălare, frecare. Culoarea substanţelor se datorează prezentei in molecula a unor grupe de atomi, numite grupe cromofore sau cromofori, care absorb selective diferite radiaţii ale luminii, fiecărui cromofor corespunzându-i una sau mai multe benzi de absorbţie in spectrul vizibil. Poziţia benzilor de absorbţie ale fiecărui cromofor este influenţata de existenta in molecula a altor cromofori, nuanţa culorii unei substanţe colorate depinzând de întreaga structura chimica a substanţei. Cele mai importante grupe cromofore sunt: a) grupa nitrozo -N=O b)grupa nitro -NO2 c)grupa azo -N=Nd)grupa cetonica -C=O e)dubla legătura >C=C< Substanţele care conţin in molecula lor unul sau mai mulţi Cromofori si se numesc cromogene si sunt colorate. Pentru ca o substanţa sa devină si mai colorata, trebuie sa contina in molecula, pe lângă cromofori, si alte grupe, numite auxocrome. Principalele grupe auxocrome sunt: a)grupa amino -NH2 b)grupa hidroxil fenolica ( si derivaţii ei alchilati) Grupele auxocrome, pe lângă faptul ca imprima substanţei proprietatea de a colora, produc o închidere si o intensificare a culorii. COLORANTI ORGANICI NATURALI Primii coloranti organici utilizati au fost cei de origine vegetalã si în micã parte cei de origine animalã. • Coloranti de origine vegetalã: ROIBA : obţinutã din rãdãcinile plantelor din familia rubiaceelor.
INDIGOUL: extras din plante care fac parte din familia Indigofera.
ALBASTRUL: extras din lemnul de bacan
COLORANTI ALIMENTARI Culoarea este o însuşire a calităţii senzoriale a unui produs alimentar, percepută vizual. Coloranţii sunt combinaţii organice, naturale sau de sinteză, ele însele colorate şi care au proprietatea de a colora. Coloranţii de suprafaţă sunt metale sau oxizi ori săruri de aur, argint etc Cei naturali sunt fabricati din surse naturale. Exemple de aditivi naturali : lecitina, derivate din soia, porumb si fructe colorate, sfecla rosie. Aditivii artificiali sunt adesea folositi cand un aditiv natural nu poate fi gasit sau este mai economic si fie utilizat cel artificial. Culoarea este o însuşire a calităţii senzoriale a unui produs alimentar, percepută vizual. Prin culoare se intelege interactiunea colorant-substrat de colorat, in urma careia substratului i se confera culoare. Prin aceasta interactiune colorantul se fixeaza de substrat.
Conditii pe care trebuie sa le indeplineasca un colorant să nu fie toxic şi să nu fie cancerigen la diferite niveluri de utilizare; să nu conţină impurităţi toxice; să aibă solubilitate adaptata la încorporarea sa în faza apoasă şi/sau în faza lipidică din produsul alimentar; să nu imprime gust şi miros particular produsului alimentar în care se introduce; să fie stabil la lumină atunci când este introdus în produs; să nu fie afectat de temperaturile la care se face tratamentul termic (pasteurizare, fierbere, sterilizare); să fie stabil în timpul depozitării produsului alimentar în care s-a introdus; să nu reacţioneze cu urmele de metale şi nici cu agenţii oxidanţi sau reducători; să poată fi pus în evidenţă în produsul alimentar prin tehnici analitice adecvate;
să fie disponibil şi relativ economic sub aspectul preţului; să fie aprobat prin legislaţia sanitară în vigoare;
Clasificarea colorantilor
Colorantii se clasifica tinand cont de doua criterii după natura lor: naturali sintetici după proprietăţile tinctoriale: galbeni oranj roşii albaştri verzi bruni negri, cu nuanţe diverse
Metode de obtinere
Prin extractie: o din pielita strugurilor si tescovina, sfecla rosie si varza rosie, afine, coacăze negre, vişine, cireşe, mure, zmeura (antociani) o din ardei rosu(capsantina) o din tomate (licopina) o Prin macinarea copului uscat al insectei femelă Dactylopius coccus/ Coccus cacti(rosu cosenila).
Clasificarea colorantilor naturali
antociani betaciani carotenoide coloranţi porfirinici(clorofila şi pigmenţii sângelui) coloranţi chalconici (curcumina) coloranţi antrachinonici (roşu de coşenilă) coloranţi flavinici (riboflavin-5’-fosfat monosodic) alţi coloranţi (caramel)
1.Antocianii(E163) Antocianinele şi antocianidinele reprezintă o grupă largă de coloranţi naturali Pigmenti naturali care apar în multe flori, frunze sau fructe şi au culoare roşie, violetă sau albastră Sunt solubili în apă, dau săruri solubile cu acizii şi îşi schimbă culoarea în funcţie de reacţia mediului Antocianinele întotdeuna conţin o grupare carbohidrat. Antocianii sunt: E163a cianidina : roşu E163b delfinidina : albastru E163c malvidina : mov E164d pelargonidina : oranj E164e peonidina : roşu-brun E165f petunidina : roşu închis Au structura de baza:
R1
R2
R3
R4
R5
R6
Aurantinidin -H
-OH
-H
-OH
-OH
-OH -OH
Cyanidin Delphinidin
-OH -OH
-OH -OH
-H -OH
-OH -OH
-OH -OH
-H -H
-OH -OH
Europinidin
OCH3
-OH
-H
-OH
OCH3
-H
-OH
Petunidin
-OH
-OH
OCH3 -OH
-OH
-H
-OH
Rosinidin
OCH3 -OH
-H
-OH
-OH
-H
-OH
-H
-OH
-OH
-H
-OH
Pelargonidin -H
-OH
R7
Sursele industriale sunt: pieliţa strugurilor şi tescovina, varza roşie şi sfecla roşie afinele, coacăzele negre, cireşele, vişinele, zmeura. Doza maxima zilnică pentru E163 este de 2.5 mg/kg corp. Efecte secundare: Nu se cunosc.
Restricţii dietetice: Nici una, toţi compuşii pot fi consumaţi de către toate grupările religioase, vegani şi vegetarieni.
Utilizari: Se folosesc la colorarea băuturilor alcoolice şi nealcoolice, a sucurilor de fructe şi a îngheţatei (limitat din cauza pH-ului).
2.Betacianii Betanina (E162)
Sunt pigmenţi de culoare roşie, formaţi în proporţie de 75-95% din betanină (E162). Din această categorie face parte colorantul roşu de sfeclă.
Obţinuta prin extragerea cu apă acidulată (pH = 5) a tăiţeilor de sfeclă roşie, extractul fiind apoi concentrat şi uscat prin pulverizare. Este un colorant instabil în timpul procesului de fabricare şi poate da un gust neplăcut. Doza maximă zilnică pentru E162 (Rosu sfecla, betanina) este nelimitată. Efecte secundare: momentan nu se cunosc efecte secundare pentru E162.
Restricţii dietetice: nici una, E162 poate fi consumat de catre toate gruparile religioase, vegani si vegetarieni. Se utilizează la fabricarea băuturilor nealcoolice, a produselor de patiserie şi panificaţie, a deserturilor pe bază de gelatină, budincilor, supelor, în carnea tocată (în amestec cu derivate proteice). Se recomandă să fie evitat în alimentaţia copiilor.
3.Carotenoidele
Familia carotenoidelor cuprinde peste 600 de compusi naturali întâlniţi în fructe şi legume, mulţi din ei antioxidanţi.
Sunt coloranţi naturali, galbeni, portocalii sau roşii, răspândiţi atât în mediul vegetal cât şi în cel animal. Culoarea se datorează numărului mare de legături duble conjugate. Au în jur de 40 atomi de carbon.
3.1. alfa, beta şi gama carotenul (E160a)
Derivaţi din plante, în special din morcovi, frunzele verzi ale legumelor, tomate, de unde se extrag cu ajutorul hexanului; In organism converg la vitamina A. Se folosesc pentru colorarea untului, a margarinei, în prăjituri cu cafea, băuturi dulci şi preparate din lapte Sunt inofensivi. ß-caroten (E160a)
Are formula:
Colorant natural izolat din morcovi. Colorant alimentar, insolubil în apă ale cărui nuanţe variază de la galben la oranj, depinzând de solventul utilizat pentru extracţie. Doza zilnică oficială: Pâna la 5 mg/kg corp Efecte secundare: Nu se cunosc încă efecte secundare. Concentraţii mai mari duc la o culaore galbenă a pielii. Restricţii dietetice: Nici una, E160a poate fi consumat de către toate grupările religioase Utilizări în industria alimentară: margarina, unt, brânzeturi, înghetata, macaroane, chipsuri, uleiuri vegetale, dressinguri,creme, sucuri de fructe,bomboane.
3.2. annato,bixina şi norbixina (E160b)
Se obţin din seminţele fructelor Bixa orellana. Prin procedee mecanice, folosind uleiuri vegetale se obţine Annato care este liposolubil. Bixina se poate extrage folosind unul din solvenţii: acetona, metanol sau hexanol. Norbixina se obţine folosind soluţii de alcali. Sunt folosite în produse lactate, ciocolată, cereale, creme, condimente, snacks-uri, dulciuri, unt, brânză, salate asortate, plăcinte, preparate din peşte afumat, Doza zilnică oficială: Până la max. 2,5 mg/kg corp pentru annatto, şi 0,065 mg/kg corp pentru bixină. Efecte secundare: Annatto produce alergii şi eczeme. Componentul din amestec ce cauzează efectele secundare nu este deocamdată bine cunoscut. Restricţii dietetice: Nici una, E160b poate fi consumat de către toate grupările religioase, vegani şi vegetarieni.
3.3. capsantina şi capsorubina (E160c)
Sunt coloranţi cu culoare roşie sau portocalie, extraşi din ardei roşii (Capsicum annum), utilizati în egală măsură ca aromatizant. Sunt folosiţi la specialităţile din pui sau din brânză. Doza zilnică oficială: Nu a fost încă determinată, se experimentează. Efecte secundare: Până acum nici unul cunoscut. Restricţii dietetice: Nici una, E160c poate fi consumat de către toate grupările religioase, vegani şi vegetarieni.
3.4. licopenul (E160d)
Colorant alimentar roşu închis. Colorant natural, prezent în multe plante şi fructe galbene şi roşii. Pentru uz comercial este izolat din tomate.
Este greu solubil în alcool etilic dar solubil în uleiuri şi grăsimi. Se utilizeaza la colorarea bauturilor racoritoare, a bauturilor alcoolice, ketchup, dulciuri, bomboane Doza zilnică oficială: Nu a fost încă determinată, se experimentează. Efecte secundare: Nu se cunosc. Restricţii dietetice: Nici una, E160d poate fi consumat de către toate grupările religioase, vegani şi vegetarieni.
3.5. 8-beta-apo-caroten (E160e)
Colorant portocaliu-roşiatic, natural solubil numai în ulei, se găseşte în mandarine şi portocale, dar se preferă obţinerea pe cale sintetică. Este folosit în preparatele din brânză. Doza zilnică oficială: Până la max. 2,5 mg/kg corp. Efecte secundare: Nu se cunosc efecte secundare Concentraţii mai mari generează apariţia unei coloraţii galbene a pielii. Restricţii dietetice: Nici una.
3.6. Esterul etilic al acidului 8-beta-apo-carotenic (E160f)
Este un colorant galben – portocaliu, obţinut pe cale sintetică, care este puţin solubil în apă. Doza zilnică oficială: Max. 5 mg/kg corp. Efecte secundare: Nu se cunosc încă Restricţii dietetice: Nici una, E160f poate fi consumat de către toate grupările religioase, vegani şi vegetarieni.
4. Coloranţi porfirinici Clorofila (E140)
Colorant natural verde, Prezent în toate plantele şi în alge. Are în structură un atom de magneziu legat de două nuclee pirolice, şi două grupări carboxilice esterificate. Obţinerea în stare pură este dificilă Uzual se obţine din urzici sau spanac prin extracţie cu ajutorul acetonei, etanolului, metilcetonei şi a diclormetanului. Se foloseşte în uleiuri, ceară, gumă de mestecat, supe instant, dulciuri. Doza zilnică oficială: Nu a fost încă determinată. Efecte secundare: Nu se cunosc încă efecte secundare. Restricţii dietetice: Nici una, E140 poate fi consumat de către toate grupările religioase, vegani şi vegetarieni.
5. Coloranţi chalconici Curcumina(E100)
1,7-bis-(4-hidroxi-3-metoxifenil)-1,6-heptadien-3,5-diona
Este un colorant galben – portocaliu, obţinut din radacina de Curcuma longa (sofranul indian), insolubil în apă, dar solubil în alcool etilic şi acid acetic. Se poate obţine şi sintetic. Se foloseşte sub formă de polisorbat de curcumină sau pudră de curcumină dizolvată în alcool. Doza zilnică oficială: Până la max. 1 mg/kg corp pentru curcumină, şi 0,3 mg/kg corp pentru turmeric. Efecte secundare: In doze mici este inofensiv, dar in doze mari nu se recomandă persoanelor cu probleme biliare sau hepatice. Restricţii dietetice: Nici una Se utilizeaza în murături, muştar, brânză, margarină, dulciuri şi produse derivate din peşte, preparatelor din carne ,gemuri, marmelade
6. Coloranţi antrachinonici Roşu de coşenilă (E120)
Carminul de cochenilla este un colorant natural rosu care se obţine prin extracţia apoasă a corpului uscat al insectei femelă Dactylopius coccus Costa. Principiul de colorare se datoreaza acidului carminic, sub forma unui chelat hidratat de aluminiu, de culoare roşie. La pH 4,8 este galben, iar la pH 6,2 este violet. Doza zilnică oficială: Pâna la max. 5 mg/kg corp. Efecte secundare: Nu se cunosc încă efecte secundare în concentraţiile utilizate în alimente. Provoaca alergia daca este utilizata în produse cosmetice. Restricţii dietetice: Deoarece este extras din insecte, E 120 nu poate fi consumat de către vegani, vegetarieni şi nici de unele grupări religioase. Se utilizează la fabricarea preparatelor din carne, peşte, pentru colorarea membranelor, la colorarea cerealelor pentru micul dejun.
7. Coloranţi flavinici Riboflavina (E101)
Colorant galben sau galben-portocaliu Este prezent în mod natural în ficat, rinichi, produse vegetale, ouă şi lapte; In industria alimentară se preferă obţinerea prin modificarea genetică a lui Bacillus subtilis. Datorita solubilitatii scazute pentru colorarea produse-lor lichide se utilizeaza riboflavin5’-fosfatul de sodiu. Doza zilnică oficială: Până la max. 0,5 mg/kg corp. Efecte secundare: Nu se cunosc încă efecte secundare în concentraţiile utilizate în alimente. Restricţii dietetice: Nici o restricţie, E101 poate fi consumat de către toate grupările religioase, Se utilizeaza în produse ca: derivate din brânză, margarină, produse lactate îmbogăţite cu vitamine, alimente pentru copii, cereale pentru micul dejun, sosuri, sucuri din fructe şi suplimente de vitamine.
8. Caramel (E150)
Se prezintă sub formă lichidă sau solidă, de culoare brun-închis, solubil în apă. Se obţine prin acţiunea controlată a căldurii asupra zaharurilor, în prezenţa unor agenţi promotori de caramelizare: carbonat de Na (clasa I, culoare brună), sulfit de sodiu (clasa II, culoare galben-oranj), NH3 (clasa III, culoare brună), sulfit de amoniu (clasa IV, culoare brun-gri). Pentru obţinerea unor nuanţe de caramel diferite, se practică diluarea cu apă. Efecte secundare: Efectele secundare manifestate în cazul utilizării E150c şi E150d, au fost probleme intestinale. Utilizările celor 4 clase de coloranţi caramel : Clasa I, E150a, Caramel alcalin : extracte de cafea
Clasa II, E150b, Alcali-sulfit caramel : lichior, rom, cognac, aperitive pe bază de vin Clasa III, E150c, Caramel amoniu : sosuri, bere, oţet Clasa IV, E150d, Caramel sulfit-amoniu : produse de patiserie, snack-suri, băuturi carbonatate. Efecte secundare: Efectele secundare manifestate în cazul utilizării E150c şi E150d, au fost probleme intestinale Doza zilnică: Până la 200 mg/kg corp pentru E150c şi E150d Nu există ADI pentru E150a şi/sau E150b. Restricţii dietetice: Nici una, E150 poate fi consumat de către toate grupările religioase, vegani şi vegetarieni.
BIBLIOGRAFIE 1. http://en.wikipedia.org/wiki/Food_coloring 2.http://books.google.ro/books? id=x8zJBQuc8h4C&printsec=frontcover&dq=food+colorants&source=bl&ots=9vAZzX LYWj&sig=H9Z7BeDXAp8KIh3A-mU4o8QwNk&hl=ro&ei=iVgDTKGILobJcZqJ3aoK&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=2& ved=0CB8Q6AEwAQ#v=onepage&q&f=false 3. http://www.alibaba.com/catalogs/cid/81906/Food_Colorants.html 4. http://www.answers.com/topic/food-coloring 5.http://books.google.ro/books? id=aSIzfQ93PlAC&printsec=frontcover&dq=food+colorants&source=bl&ots=Z5Pudct0I&sig=4ogUZ_G8AF0jpN9nbjJLTrGa64&hl=ro&ei=iVgDTKGILobJcZqJ3aoK&sa=X&oi=book_result&ct=result&res num=7&ved=0CDsQ6AEwBg#v=onepage&q&f=false 6. http://www.crcnetbase.com/doi/abs/10.1201/9781420031713.ch1 7. http://www.crcnetbase.com/doi/abs/10.1201/9781420031713.ch2 8. http://www.crcnetbase.com/doi/abs/10.1201/9781420031713.ch3 9. http://www.crcnetbase.com/doi/abs/10.1201/9781420031713.ch4 10. http://www.ddwilliamson.com/. 11. http://chestofbooks.com/reference/Henley-s-20th-Century-Formulas-RecipesProcesses-Vol2/Food-Colorants.html 12. http://www.ad-astra.ro/research/view_publication.php?lang=ro&publication_id=5382
