ПРИМЕНЕНИЕ БИОКРАСОК
В МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Основано на материале статьи Applications of bio-colour in dairy industry, The Pharma Innovation Journal, 2019
Красящие вещества, которые естественным образом встречаются в пищевых растениях, были источником традиционных красителей. Однако они также могут быть получены из микроорганизмов и животных, но лишь немногие из них доступны в достаточных количествах для коммерческого использования в качестве пищевых красителей. Хотя биокрасители структурно очень разнообразны и происходят из различных источников, наиболее важными являются три из них: #POPOVER1#тетрапирролы#/POPOVER#, #POPOVER2#тетратерпеноиды#/POPOVER# и #POPOVER3#флавоноиды#/POPOVER#. Ниже рассматриваются основные пигменты и их потенциальные природные источники.
Каротиноиды
Это растворимые в #POPOVER4#липидах#/POPOVER# желто-оранжево-красные пигменты, содержащиеся во всех высших растениях и некоторых животных. Животные не могут синтезировать каротиноиды, поэтому их присутствие обусловлено поступлением с пищей. Наиболее важными каротиноидами являются каротины, включая (альфа-каротин, бета-каротин, #POPOVER5#бета-криптоксантин#/POPOVER#, #POPOVER6#лютеин#/POPOVER# и #POPOVER7#ликопин#/POPOVER#) и #POPOVER8#ксантофиллы#/POPOVER#, включая #POPOVER9#виолаксантин#/POPOVER#, #POPOVER10#неоксантин#/POPOVER#, #POPOVER11#зеаксантин#/POPOVER# и #POPOVER12#кантксантин#/POPOVER#.
ß-каротин
Они растворимы в масле, имеют оранжево-желтый цвет, но могут быть превращены в вододиспергируемую эмульсию. Морковь является хорошим источником #POPOVER13#ß-каротина#/POPOVER#. Но большинство ß-каротина для коммерческого использования в настоящее время получают из водорослей, апельсина, абрикоса, манго и персика, а перец внес значительный вклад в повышение концентрации ß-криптоксантина и ß-каротина в продуктах питания. Помимо использования в качестве красителей, каротины также применяются в пищевых целях в качестве #POPOVER14#провитаминов#/POPOVER# А, как в маргарине, где они также придают цвет, или в качестве диетических добавок.
Ликопин
Он содержится в растениях, содержащих каротин, обычно в очень низкой (иногда не обнаруживаемой) концентрации. #POPOVER15#Ликопин#/POPOVER# - дорогой пигмент и очень подвержен окислительной деградации, но очень стабилен в широком диапазоне температур и pH, поэтому используется в качестве обычного пищевого красителя. Он доступен в жидкой форме или в виде диспергируемого в холодной воде порошка. Хотя ликопин в большом количестве содержится в помидорах, он также был обнаружен примерно в 70 видах растений, включая красный перец, перец Капия, лук, шиповник, #POPOVER16#тис#/POPOVER#, ноготки и арбуз, которые также содержат ликопин в низкой концентрации. Кроме того, сок красной капусты и моркови давно является компонентом томатных смесей, что указывает на то, что и то, и другое содержит заметное количество ликопина. Оранжево-желтый цвет тисового дерева, обусловлен родоксантином из ксантофиллов, а рубиксантин дает желтый цвет собачьей розе (Rosa canina).
Лютеин
Цветы ноготков (Tageteserecta) являются самым богатым природным источником лютеина. Лютеин содержится в основном в этерифицированном виде с насыщенными жирными кислотами, такими как #POPOVER17#лауриновая#/POPOVER#, #POPOVER18#миристиновая#/POPOVER#, #POPOVER19#пальмитиновая#/POPOVER# и #POPOVER20#стеариновая#/POPOVER# кислоты. Лютеин является более желтовато-зеленый, чем каротины масличной пальмы. Лютеин также содержится в цуккини, зеленых овощах, таких как капуста, петрушка, шпинат и т.д., и некоторых фруктах.
Аннатто
Желто-оранжевый цвет используется уже более двух столетий в основном для окрашивания молочных продуктов, особенно сыра, и получается из внешнего слоя семян тропического дерева #POPOVER21#Бикса орельяна#/POPOVER#. Основным красящим веществом являются каротиноиды, биксин и норбиксин. На оттенок цвета влияют pH и растворимость; чем больше растворимость в масле, тем ярче цвет. Существуют водорастворимые, маслорастворимые и масло/водно-диспергируемые формы аннато. Норбиксин используется для окрашивания сыра (например, чеддера), поскольку он связывается с белками. Его также можно использовать для окрашивания напитков с нейтральным pH, например, ароматизированных молочных напитков, но не с низким pH из-за выпадения осадка, и он имеет немного более красноватый цвет, чем β-каротин. Поскольку он выпадает в осадок при низком pH, он также доступен в виде эмульсии.
Использование Аннатто в пищевой промышленности
В настоящее время аннатто используется для придания
желтого или оранжевого цвета многим промышленным и полупромышленным продуктам питания. В Европейском Союзе он обозначается номером E160b. Аннатто является традиционным красителем для сыра Глостер с 16 века. Летом высокое содержание каротина в траве придавало молоку оранжевый оттенок, который переходил в сыр. Этот оранжевый оттенок стал считаться показателем лучшего сыра, что подтолкнуло производителей некачественного сыра использовать аннато для его воспроизведения. Затем обычай добавлять аннато распространился на другие регионы Великобритании, на такие сыры, как Чеширский и Красный Лестер, а также на цветной чеддер, производимый в Шотландии. Многие виды чеддера производятся как в белом, так и в красном (оранжевом) виде, причем последний пользуется большей популярностью, несмотря на то, что единственным отличием между ними является наличие аннато в качестве красителя. Эта практика распространилась на многие современные плавленые сыры.
Приправы и красители аннато безопасны для большинства людей при использовании в пищевых продуктах, но они могут вызывать аллергические реакции у людей с повышенной чувствительностью. В одном исследовании 1978 года, в котором участвовал 61 пациент, страдающий хронической крапивницей или ангионевротическим отеком, у 56 пациентов экстракт аннато вызывал аллергическую реакцию во время #POPOVER22#элиминационной диеты#/POPOVER#. Проба проводилась с дозой, эквивалентной количеству, содержащемуся в 25 граммах (0,88 унции) сливочного масла. Двадцать шесть процентов пациентов отреагировали на этот цвет через четыре часа после приема, хуже, чем синтетические красители, такие как тартразин (11%), желтый солнечный закат FCF (17%), красный очаровательный 17 (16%), понсо 4R (15%), эритрозин (12%) и бриллиантовый синий FCF (14%).
Флавоноиды
Флавоноиды - это разнообразная группа полифенольных соединений, которые обуславливают желтый цвет плодоовощной продукции. Они широко распространены в растительном царстве, и в растительных источниках было обнаружено более 4000 структурно уникальных флавоноидов. Они делятся на шесть различных основных классов (флавонолы, флаваноны, флавоны, изофлавоны, флавонолы и антоцианидины) на основе различий в структуре молекулярной основы. Флавонолы могут выцветать при сильном свете, а флавоны остаются более постоянными, но имеют более бледный цвет. Ведущими представителями флавоновых пигментов являются апигенин, каемпферол, кверцетин, мирицетин, лютеолин, трицин, изорамнетин. К второстепенным флавоноидам относятся халоны - кореопсидозид и мареозид, найденные в семействе маргариток, аурон-сульфурозид в фустике, семействе маргариток, генистеин в семействе гороховых, осаджин и помиферин в Маклюра оранжевая.
Кверцетин
Наиболее богатыми источниками кверцетина являются: яблоки, лук, растения семейства крестоцветных, фактически основным источником кверцетина является кверцитрон, выделенный из внутренней коры дуба, но он также присутствует в конских каштанах, луковой шкурке, чае и сумахе.
Лютеолин
Одно из принципиальных соединений желтого красителя, который дает наиболее яркий и светостойкий цвет. #POPOVER23#Резеду желтенькую#/POPOVER# выращивали для получения #POPOVER24#лютеолина#/POPOVER# в Северной Европе. Его основное применение - окрашивание золотой тесьмы. Многолетнее растение #POPOVER25#Серпуха Красильная#/POPOVER#, также является растением, дающим желтый краситель, благодаря содержанию в листьях экдистероидов, лютеолина и лютеолин-7-O глюкозида.
Антоцианин
Гликозиды антоцианидинов и встречаются в растениях чаще, чем родительские антоцианидины, относятся к фенольным веществам, широко распространенным в овощах, обуславливая сине-фиолетово-красно-оранжевую окраску цветов и плодов. До настоящего времени в природе было идентифицировано более 540 антоциановых пигментов, причем большая часть структурных вариаций происходит за счет гликозидных замещений в 3 и 5 положениях и возможного ацилирования остатков сахара органическими кислотами. Наиболее распространенными антоцианидинами являются цианидин (красно-фиолетовый), дельфинидин (сине-фиолетовый), мальвидин (темно-фиолетовый), пеонидин (красный), петунидин (фиолетовый) и пеларгонидин (оранжево-красный), причем распределение этого пигмента в садовых растениях неравномерно. Некоторые плоды содержат один тип антоциана (например, цианидин в яблоке, вишне), некоторые - два основных типа (цианидин и пеонидин в вишне и клюкве), а некоторые - несколько антоцианов, дающих разнообразие цветов, например, красный, фиолетовый, желтый и синий, как в винограде, малине или клубнике. #POPOVER26#Антоцианы#/POPOVER# используются для окрашивания ряда продуктов, не относящихся к напиткам, включая желатиновые десерты, фруктовые начинки и некоторые кондитерские изделия. Экстракт виноградной кожуры (эноцианина) также придает напиткам красновато-фиолетовый цвет.
Антрацены
Антрацены содержат несколько хорошо известных красителей. #POPOVER27#Антрахиноны#/POPOVER# - самая большая группа хинонов, наиболее известная благодаря их использованию в качестве протравных красителей. Однако их значение, как и большинства других природных красителей, уменьшилось с развитием синтетической красильной промышленности. Они встречаются во многих различных растениях и обычно присутствуют в виде гликозидов в молодых растениях. Путь биосинтеза антрахинонов неясен. Они могут быть получены из #POPOVER28#шикимовой кислоты#/POPOVER#, #POPOVER29#мевалоновой кислоты#/POPOVER# или поликетидов. Различные антрахиноны - ализарин, мунгистин, пурпурин из семейства мадер; эмодин из персидских ягод, кермеса и лака и Наптохиноны, например, юглон (грецкий орех) и алканин; гиперицин (зверобой). Для антрахиноновых красителей требуются протравы (ионы металлов, соединенные с окрашиваемой тканью), что усложняет процесс крашения. Другими растениями, дающими антрахиноновые красные красители, являются мадера, включая мадеру индийскую и мадеру нага. Виды Galium, особенно Galiumtinctorium, Galiummullugo (леспедеца большая или мадер), Galiumverum (леспедеца желтая) и Galiumaperine (гусиная трава или клевер), уступают в качестве красителя ализарину, получаемому из мадеры. Некоторые другие виды - Anchusatinctoria, Lithispermum spp. Carthamustinctoria. Индийская шелковица (Morindacitrifolia), широко известная как нони, также является потенциальным источником антрахинонов и флавоноидов.
Бетацианины (беталаины)
#POPOVER30#Беталаины#/POPOVER# получают из экстракта красной свеклы (Beta vulgaris), которые в основном используются в качестве пищевых красителей. Эти красные красители и родственная им группа бетаксантинов (желтые) первоначально считались флавоноидами, но теперь установлено, что они отличаются от флавоноидов, поскольку содержат азот и не изменяют цвет обратимо, как антоцианы, при изменении pH. Бетанин является основным компонентом (95%) пигментов в экстракте и обладает хорошим вкусом. Экстракт корня свеклы содержит красные, желтые и голубовато-красные пигменты в зависимости от содержания бетанина, который стабилен при более высоком диапазоне pH, чем экстракт краснокочанной капусты. Он находит широкое применение в различных пищевых продуктах - от напитков до конфет и от молочных продуктов до продуктов животноводства. По-видимому, они присутствуют только в нескольких растениях семейства Chenopodiacae, кроме красной свеклы (Beta vulgaris). Биксинкан также можно получить из семян синдури (Bixaorella Linn.), который придает продуктам оранжево-желтый цвет. Некоторые растения семейства портулаковых и гусиных лапок также дают значительное количество бетацианинов. Верхний уровень его использования в пищевых продуктах не ограничен.
Куркумин
#POPOVER31#Куркумин#/POPOVER# - ярко-желтый краситель, который также можно
получить из измельченного порошка корневищ растения куркума. В куркуме содержится 3-5% летучих масел и 2,5-6% желтых пигментов, куркуминоидов, среди которых преобладает куркумин. Растворимость соединения куркумы зависит от среды переработки. Живица куркумы растворима в воде, но масляный экстракт можно добавлять в продукты на основе жира, а при высоком pH экстракт становится оранжевым. Ограничений по использованию нет, если уровень соответствует надлежащей производственной практике. Индиго синий лучше всего получают из высушенных листьев индиго, которые содержат глюкозид индикан или изатан B или индиготин. Он растворим в воде и гидролизуется до индоксила в процессе крашения. При окислении, обычно под воздействием воздуха, индоксил превращается в индиготин (или индиго синий), который нерастворим в воде, эфире и спирте. Известно, что индиго синий также присутствует в небольшом количестве растений, таких как Вайда красильная (Isatistinctoria), японская узловатая трава, обыкновенная узловатая трава.
Живица паприки
Также известен как экстракт паприки и живица паприки. Это маслорастворимый экстракт из плодов перца стручкового или перца кайенского, который в основном используется в качестве красителя и/или ароматизатора в пищевых продуктах. Он состоит из растительного масла (часто в диапазоне от 97% до 98%), #POPOVER32#капсаицина#/POPOVER#, основного ароматического соединения, придающего жгучесть в более высоких концентрациях, а также капсантина и капсорубина, основных красящих соединений (наряду с другими каротиноидами). Она намного мягче, чем живица капсикума, и часто вообще не содержит капсаицина. Экстракция проводится методом перколяции с использованием различных растворителей, в основном гексана, который удаляется перед использованием. Затем добавляется растительное масло для обеспечения однородного цвета. Продукты, окрашенные живицей паприки, включают сыр, апельсиновый сок, смеси специй, соусы, сладости и эмульгированное переработанное мясо. В кормах для домашней птицы она используется для придания насыщенного цвета яичным желткам. В США живица паприки включена в список цветовых добавок, "освобожденных от сертификации".
Хлорофилл
Зеленый пигмент, используемый всеми высшими растениями в
процессе фотосинтеза. Название происходит от греческих слов "зеленый" и "лист" (сравните с ксантофиллом). #POPOVER33#Хлорофилл#/POPOVER# представляет собой циклический тетрапиррол с координированным магнием в центре. В растениях существует две формы хлорофилла (a и b), которые отличаются только замещением тетрапиррольного кольца. Полученная таким образом живица обычно содержит 10-20% хлорофилла и некоторые каротиноиды (в основном лютеин и ß-каротин), которые совместно экстрагируются органическими растворителями, образуя желто-коричневый пигмент (феофитин). Он используется в варенье, желе, конфетах, мороженом и в некоторых других продуктах, но хлорофилл находит ограниченное применение в качестве красителя из-за лабильности координированного магния и связанного с этим изменения цвета. Хлорофилл добывают из съедобных растений, крапивы, травы или люцерны, помета шелкопряда и листьев шелковицы.
Кулинарное использование
Хлорофилл зарегистрирован как пищевая добавка (краситель), его номер Е140. Повара используют хлорофилл для окрашивания в зеленый цвет различных продуктов питания и напитков, таких как макароны и абсент. Хлорофилл не растворяется в воде, поэтому для получения нужного раствора его сначала смешивают с небольшим количеством растительного масла.
Цвет является важным атрибутом молочных продуктов, который вносит свой вклад в оценку их качества. Потребители становятся все более осведомленными об ингредиентах, входящих в состав продуктов питания, и поэтому они требуют, чтобы продукты были как можно более "натуральными".