CCF20081011012

Chemia Żywności - własność Katedra Analizy i Oceny Jakości Żywności AR w Krakowie - 2008/2009

BARWNIKI W ŻYWNOŚCI

Barwniki - oprócz substancji smakowych i zapachowych - należą do substancji dodatkowych nadających określone cechy organoleptyczne produktom spożywczym. Dodawanie barwników do żywności ma na celu nadanie nowej barwy produktom nie posiadającym barwy, lub których barwa jest nieatrakcyjna czy też niezgodna z oczekiwaniami konsumenta. Barwienie pozwala utrzymać charakterystyczne cech produktu umożliwiające jego identyfikację oraz przywrócić barwę naturalną produktom owocowo-warzywnym, których barwa uległa niekorzystnej zmianie w czasie przetwarzania na skutek rozkładu naturalnych barwników.

Do barwienia żywności stosuje się barwniki naturalne i sztuczne.

Do barwników naturalnych zalicza się związki organiczne pochodzenia naturalnego pochłaniające światło w zakresie promieniowania 400-700 nm. 1'akie barwniki, w zależności od ich struktury, można podzielić na kilka grup:

-    barwniki izoprenoidowe - karotenoidy

-    barwniki porfirynowe - chlorofile oraz mioglobina i hemoglobina

-    barwniki benzopianowe (flawonoidy)- antocyjany, flawony i taniny

-    barwniki betalainowe - betacyjany i betaksantyny

-    barwniki chinoidowe - koszenila, karmin

-    barwniki powstałe z substancji naturalnych - melanoidy, karmele,

-    inne barwniki naturalne - koszenila, ryboflawina, kurkuma i inne.

Barwniki naturalne są przemysłowo izolowane z zagęszczonych ekstraktów wodnych, alkoholowych, acetonowych lub olejowych uzyskiwanych z surowców jadalnych. Pod wpływem temperatury, światła, jonów metali i utleniaczy niektóre barwniki tracą swe właściwości barwiące. Mają małą siłę barwiącą (wyj. betalainy), co wynika z obecności substancji towarzyszących (cukry, sole) i zależną od odczynu środowiska.

Barwniki izoprenowe- karotenoidy

Karotenoidy są związkami polienowymi w których wiązania podwójne występują w układzie sprzężonym, w naturalnych barwnikach najczęściej w konfiguracji all trans. Karotenoidy są związkami barwnymi i to one (obok flawonoidów) nadają barwę owocom, a także (po zaniku chlorofilu) - jesiennym liściom. Cząsteczka barwnika musi zawierać najmniej 7 wiązań podwójnych wiązań aby pojawiła się barwa żółta a w miarę wzrostu liczny wiązań podwójnych przesuwa się ona w kierunku czerwieni.

Obecnie jest znanych około 400 barwników karotenoidowych naturalnych. Dzieli się je na dwie grupy:

karoteny - karotenoidy nie zawierające tlenu,

- ksantofile - karotenoidy zawierające w cząsteczce tlen w postaci grup

hydroksylowych, epoksydowych, karbonylowych lub karboksylowych, oraz produkty

degradacji oksydatywnej łańcucha węglowego o ile zostanie zachowany centralny fragment

cząsteczki.

Karoteny mieć strukturę otwartą (likopen czyli yy-karoten), mogą mieć zawierać fragmenty monocykliczne (y-karoten) lub dicykliczne (a-karoten, P-karoten).

Barwniki karotenoidowe są syntetyzowane tylko przez rośliny (rocznie ok 10⁸ ton), lecz zwierzęta mogąje wchłaniać z pożywienia i gromadzić.

Do użytku wyłącznie przez studentów WTŻ AR w Krakowie na zajęciach z Chemii Żywności - 17/23

Karoten naturalny jest otrzymywany w procesie ekstrakcji jadalnych warzyw. Zawartość karotenoidów w produktach żywnościowych jest na ogół mała, rzadko przekracza 0,1% suchej masy. Z warzyw szczególnie bogatych w karotenoidy można wymienić: jarmuż, czerwoną paprykę, szpinak, pomidory i marchew. U zwierząt nadają barwę piórom ptaków, pancerzom krabów i mięsu łososia. Produkty przemiany karotenoidów w organizmach zwierzęcych są prowitaminami A. Barwniki karotenoidowe są raczej trwałe. Są odporne na działanie temperatury, zmiany pH środowiska, natomiast nie są odporne na światło. Degradacja karotenoidów jest związana z podatnością na utlenianie o charakterze rodnikowym - również tlenem atmosferycznym - co nie tylko zmniejsza intensywność barwy, ale również obniża ich aktywność biologiczną prowitaminy A.

W produktach spożywczych mogą być stosowane barwniki karotenoidowe otrzymane z produktów naturalnych jak też 4 otrzymane na drodze syntezy chemicznych jako identyczne z naturalnymi lub zbliżonych do naturalnych.

Barwniki porfirynowe

Chlorofil jest najbardziej rozpowszechnionym barwnikiem roślinnym. Jest on barwnikiem porfirynowym, czyli związkiem w którym podstawowy szkielet cząsteczki stanowi układ czterech pierścieni pirolowych połączonych przez grupy metinowe. W centrum cząsteczki chlorofilu występuje atom magnezu, połączony wiązaniami kowalencyjnymi i koordynacyjnymi z czterema atomami azotu pierścieni pirolowych. Wśród znanych barwników chlorofilowych, różniących się podstawnikami przy pierścieniach pirolowych, tylko dwa występują u roślin wyższych: chlorofil a - niebieskozielony, w którym przy C₃ występuje grupa metylowa, chlorofil b - żółtozielony, z grupą formy Iową przy C₃.

Do użytku wyłącznic przez studentów WTŻ AR w Krakowie na zajęciach z Chemii Żywności - 18/23