CCF20081011013

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

OH niebieska zasada    jasnożółty chalkon

Betalainy

Iictalainy są zawarte w niewielkiej gamie roślin (główny barwnik buraka ćwikłowego) a ich obecność wyklucza występowanie antocyjanów. Do betalain zalicza się czerwono-fioletowe bctacyjaniny (np. betanina) i żółte betaksantyny (np. wulgaksantyna).

Cechą charakterystyczną betalain jest obecność układu trzech sprzężonych wiązań podwójnych zawierających atom azotu. Są one łatwiej rozpuszczalne w metanolu niż w wodzie, co jest jedną z cech odróżniających je od antocyjanów. Betacyjaniny charakteryzują się większą siłą barwiącą niż czerwone syntetyczne środki barwiące. Barwa betaniny (75-95% ogólnej zawartości betalain) w niewielkim stopniu zależy od pH, natomiast nie jest odporna na ogrzewanie, promieniowanie UV i przechowywanie. Największą trwałość maja w pH 4-6. Podczas ogrzewania następuje reakcja rozkładu barwnika (odwracalna) a po ochłodzeniu - regeneracja barwy. Betanina ma zdolność wychwytywania wolnych rodników większą aniżeli antocyjany, łatwiej przenika z pokarmu do krwioobiegu i nie jest metabolizowana.

Barwniki betalainowe sa stosowane przede wszystkim w przemyśle mleczarskim (jogurty, lody, desery), gdzie przy właściwym pH, temperaturze i braku światła są niezwykle stabilne. Stosuje się je także do wyrobów, gdzie temperatura produkcji nie przekracza 70°C (żelki, gumy),

l)o użytku wyłącznic przez studentów WTŻ AR w Krakowie na zajęciach z. Chemii Żywności - 21/23

lub też wykorzystywana jest brązowo-czerwona barwa powstała po utlenieniu termicznym imitująca boczek na snackach i prażynkach. Betaksantyny z uwagi na małą zawartość i małą stabilność nic znajdują przemysłowego zastosowania.

Barwniki powstałe z substancji naturalnych

Do spożywczych barwników naturalnych są też zaliczane związki barwne, które nie występują w świeżych produktach, lecz powstają na skutek przechowywania i procesów technologicznych, którym jest poddawana żywność. Są to przede wszystkim związki o charakterze polimerów: karmele i mclanoidy. Melanoidy - powstające w procesie nieenzymatycznego brunatnienia - są produktami reakcji Maillarda zwłaszcza pomiędzy cukrami redukującymi i pierwszo- i drugorzędowymi aminami (grupami aminowymi białek lub aminokwasów), podczas gdy karmele są efektem działania ciepła na cukry. Produkty reakcji nieenzymatycznego brunatnienia nadają specyficzny zapach i barwę (szarą, brunatną lub czarną) m.in. skórce pieczywa i palonej kawie.

Karmele wytwarzane przemysłowo są produktami obróbki termicznej sacharozy lub syropu skrobiowego. Aby przyspieszyć proces karmelizacji do reagentów są dodawane:

•    wodorotlenek sodu (karmel czerwonobrunatny E 150a),

•    tlenek siarki(IV) lub siarczany(IV) (brunatny karmel siarczynowy E 150b),

•    amoniak (brunatny karmel amoniakalny E 150c),

•    siarczan(IV) amonu (brunatny karmel amonikalno-siarczynowy E 150d).

Barwniki karmelowe są dobrze rozpuszczalne w wodzie i alkoholu. Są odporne na działanie

światła, temperatury i zmiany odczynu środowiska.

Niektóre z barwników żywności powstają na drodze enzymatycznego brunatnienia (bez dostarczania energii cieplnej). Podczas obróbki technologicznej (zwłaszcza rozdrabniania) następuje zniszczenie ścian komórkowych tworzących naturalne bariery oddzielające poszczególne grupy substancji biorących udział w procesach życiowych. Uwolnione zostają enzymy, które przy udziale tlenu (w tym atmosferycznego) zaczynają utlenianie m.in. związków fenolowych. Największy udział w tym ma oksydaza polifenolowa (PPO) katalizująca utlenianie monofenoli do ortodwufenoli i dalej do odpowiednich chinonów. Chinony będąc związkami reaktywnymi ulegają kondensacji tworząc ciemno zabarwione pigmenty powodujące m.in. brunatnienie jabłek i ziemniaków pozbawionych łupin, ciemnienie herbaty i niektórych przekrojonych grzybów. Aby przeciwdziałać przemianom enzymatycznym w procesie technologicznym stosuje się dodatek kwasu L-askorbinowego, który redukuje chinony do dwufenoli. Ponieważ jednak kwas i produkty jego degradacji same ulegają przemianom enzymatycznym soki przechowuje się w możliwie niskich temperaturach. Oprócz tego proces technologiczny prowadzi się w atmosferze modyfikowanej (beztlenowej) a PPO jest inaty wowana termicznie przez klasyczną pasteryzację jak też przez HTST. Ciemnienie enzymatyczne jest w przemyśle stosowane umyślnie w procesie tzw. „fermentacji” czarnej herbaty, aby nadać jej charakterystyczny ciemnobrunatny kolor.

Inne barwniki naturalne

Wśród barwników dopuszczonych jako środki barwiące do żywności jedynym środkiem pochodzenia przede wszystkim zwierzęcego jest koszenila, stanowiąca grupę barwników chinoidowych. Otrzymywana jest z przede wszystkim z niektórych owadów (stanowi do 20 % s.s.). Ma ona barwę czerwoną a w środowisku alkalicznym fioletową. Z solami glinu tworzy tzw. laki i jest odporna zarówno na działanie światła, jak też podwyższonej temperatury.

Właściwości barwiące i jednocześnie regulujące wykazuje ryboflawina (witamina Bj). Jest otrzymywana z surowców roślinnych i zwierzęcych. Jest odporna na na ogrzewanie, ale jest wrażliwa na działanie światła. Wraz z zanikiem barwy pomarańczowo-żółtej następuje zanik aktywności witaminowej.

Do użytku wyłącznic przez studentów WTŻ AR w Krakowie na zajęciach z Chemii Żywności - 22/23