НАТУРАЛЬНЫЕ (ПРИРОДНЫЕ) КРАСИТЕЛИ
Натуральные (природные) красители — естественные компоненты пищевых продуктов или биологических объектов, неупотребляемых обычно в качестве продуктов питания или составной их части.
Натуральные красители обычно выделяют из природных источников в виде смеси соединений, различных по своей химической природе, состав которой зависит от источника и технологии получения, в связи с чем обеспечить его постоянство обычно бывает трудно. Среди натуральных красителей можно выделить каротиноиды, антоцианы, флавоноиды, хлорофиллы и их медные комплексы и др. Они, как правило, не обладают токсичностью, но для многих из них установлены допустимые суточные дозы (ДСД). Некоторые натуральные пищевые красители или их смеси и композиции обладают биологической активностью, являются вкусовыми и ароматическими веществами, повышают пищевую ценность окрашиваемого продукта.
Сырьем для получения натуральных пищевых красителей служат различные части дикорастущих и культурных растений, отходы их переработки на винодельческих, сокодобывающих и консервных заводах. Кроме того, некоторые из них получают химическим или микробиологическим синтезом.
Способы выделения натуральных пищевых красителей различны и зависят от вида использованного сырья, свойств основного извлекаемого пигмента, характера сопутствующих веществ. Чаще всего их получают из природного сырья в виде соков и экстрактов, извлекая пигменты соответствующим растворителем. Для экстракции водорастворимых пигментов (антоцианов) используют воду или этанол Липофильные пигменты (хлорофиллы, каротиноиды) выделяют с помощью неполярных растворителей, растительных масел. Содержание красящих веществ в исходном сырье часто низкое (1—4 %), поэтому используются специальные приемы для их очистки и концентрации. Природные красители, в том числе и модифицированные,
чувствительны к действию кислорода воздуха (например, каротинои-ды), кислот и щелочей (например, антоцианы), температуры, могут подвергаться микробиологической порче. Полный перечень натуральных красителей, разрешенных в России, приведен в табл. 2.1.
Таблица 2.1 Натуральные краиггели, разрешенные к применению в Российской Федерации
| Е-номер | Название красителя | |
| основное | синоним | |
| E100(i-іі) | Куркумины | Краситель из Curcuma longa L. |
| E100(i) | Куркумин | |
| El00(ii) | Турмерик | Порошок корневища куркумы |
| E10l(ii) | Натриевая соль рибофлавина | — |
| E103 | Алканин | Алканет |
| E120 | Кармины | Кошениль |
| E140 | Хлорофилл | |
| E141(i-ii) | Медные комплексы хлорофиллов и хлорофиллина | |
| E141(i) | Медный комплекс хлорофилла | |
| E141(ii) | Медного комплекса хлорофиллина натриевая и калиевая соли | |
| E150(a, b, c, d) | Сахарный колер | |
| E150a | Сахарный колер I простой | |
| E150b | Сахарный колер II | |
| E150c | Сахарный колер III | |
| E150d | Сахарный колер IV | |
| E160(a-f) | Каротины | |
| E160a(i) | β-Каротин синтетический | |
| E160a(ii) | Экстракты натуральных каротиноидов | |
| E160b | Экстракты аннато | Биксин, норбиксин |
| E160c | Маслосмолы паприки | Капсантин, капсарубин |
| E160d | Ликопин | |
| E161(a-g) | Каротиноиды | |
| E161a | Флавоксантин | |
| E161b | Лютеин | |
| E16lc | Криптоксантин | |
| E161d | Рубиксантин | |
| E16le | Виолоксантин | |
| E16lf | Родоксантин | |
| El61g | Кантаксантин | |
| E162 | Красный свекольный | Бетанин |
| E163 | Антоцианы | |
| E163(i) | Антоцианы | |
| E163(ii) | Экстракт из кожуры винограда | Энокраситель |
| E163(iіі) | Экстракт из черной смородины | |
| EI81 | Танины пищевые | |
| — | Красный рисовый |
Каротиноиды.Углеводороды изопреноидного ряда С40Н5б (каротины) и их кислородсодержащие производные — растительные красно-желтые пигменты, обеспечивающие окраску ряда овощей, фруктов,
жиров, яичного желтка и других продуктов. Они нерастворимы в воде и хорошо растворимы в жирах и органических растворителях Состав каротиноидов определяется характером сырьевого источника, из которого он выделяется экстракцией. Примером их является р-ка-ротин (название этого каротиноида происходит от латинского слова carata — морковь).
β-Каротин (Е160)
β-Каротин (El60ai) получают синтетическим (в том числе микробиологическим) путем или выделяют из природных источников, в том числе из криля, в смеси с другими каротиноидами (El60aii — экстрактов натуральных каротиноидов) в виде водо- или жирорастворимых форм, β -Каротин не только краситель, но и провитамин А, антиоксидант, эффективное профилактическое средство против онкологических и сердечно-сосудистых заболевании, защищает от воздействия радиации. β-Каротин (Е160а) применяется для окрашивания и витаминизации маргарина, майонезов, кондитерских, хлебобулочных изделий, безалкогольных напитков.
Из пигментов этой группы следует также отметить ликопин (El60d), желто-оранжевый краситель экстракт аннато (Е160b), водный экстракт из наружных оболочек семян Bixa orellana L., содержащий в качестве основного красящего вещества пигмент биксин (метиловый эфир пигмента норбиксина) С25Н30О4, он разрешен для окрашивания маргарина, ароматизированных сыров, сухих завтраков из зерна. Он обладает антиспастическим и гипотоническим свойствами. Максимальный уровень этих пигментов 10—50 мг/кг в зависимости от вида продукта.
Ликопин (E160d)
К этой же группе красителей относятся каротиноиды паприки (Е160с) — экстракты из красного перца Capsicum annuum L. Они обладают характерным острым вкусом и имеют цвет от желтого до оранжевого. Основным пигментом этой группы является каротиноид антаксантин С40Н56О3.Они применяются при изготовлении копченостей, кулинарных изделий, соусов и сыров. К этой же группе относятся β -апокаротиновый альдегид (Е160е) и метиловые или этиловые эфиры (β -апо-8'-каротиновой кислоты (El60f), имеющие следующее строение:
Большую группу (Е161) составляют производные каротинов: флавоксантин (Е161а), лютеин (Е161b), криптоксантин (Е161с), рубиксантин (Е16d), виолоксантин (Е161е), родоксантин (E161f), кантаксантин (E161g).
Астаксантан
Для окраски пищевых продуктов (маргарина, сливочного масла, майонеза, рыбных изделий, искусственной икры и некоторых других
продуктов) применяют каротиноиды, выделенные из моркови (α, β, γ-каротины), плодов шиповника, перца, а также продукты, полученные микробиологическим или синтетическим путем. Каротиноиды устойчивы к изменению рН среды, к веществам, обладающим восстановительными свойствами, но при нагревании (выше 100°С) или под действием солнечного света легко окисляются. Наибольшее значение имеют β-каротин, экстракты натуральных каротинов и ан-нато.
Хлорофиллы. Магнийзамещенные производные порфирина — природные питменты, придающие зеленую окраску многим растениям, овощам и плодам (салат, зеленые лук и перец, укроп и т. д.).
Хлорофилл состоит из сине-зеленого хлорофилла а и желто-зеленого хлорофилла b, находящихся в соотношении 3:1. Для извлечения хлорофилла используют петролейный эфир со спиртом. Применение их в качестве красителя (Е140) в пищевой промышленности сдерживается их нестойкостью: при повышенной температуре в кислых средах зеленый цвет переходит в оливковый, затем в грязно-желто-бурый вследствие образования феофитина. Большое практическое значение могут иметь медные комплексы хлорофилла (Е141i), которые получают промыванием хлорофилла в растворе соли меди (медный хлорофилл сине-зеленого цвета), содержащем, как правило, медь в качестве центрального атома и имеющем интенсивную окраску, а также натриевые и калиевые соли медного комплекса хлорофиллина (Е14lii) —продукты частичного гидролиза хлорофилла. Хлорофилл и его производные с медью растворимы в масле, хлорофиллины и его медные комплексы — в воде. Для окраски продуктов питания используют зеленые пигменты, выделенные из капусты, ботвы моркови, крапивы и т. д.
ХИНОНОВЫЕ КРАСИТЕЛИ
Антрахиноновые красители содержат в качестве основной хромофорной группы гидроксиантрахинон, обладающий стабильной окраской:
Гидроксиантрахинон
К природным пигментам этой группы относятся ализарин, кармин, алканин, кермес. Рассмотрим применяемые и разрешенные в России пигменты этой группы.
Кармин.Красный краситель (Е120), производное тетраоксиантра-хинона.
Карминовая кислота(Е120)
Кармины (основной компонент — карминовая кислота) представляют собой комплексные соли карминовой кислоты с ионами металлов. Кармины получают экстракцией из кошенили — высушенных и растертых насекомых — червецов вида Dactylopius coccos (costa), обитающих на кактусах, которые произрастают в Южной Америке и Африке. Наиболее богаты кармином самки кошенили, содержащие до 3 % красителя. Карминовая кислота растворима в горячей воде, умеренно — в этаноле. Краситель стабилен к нагреванию, действию кислорода воздуха и свету. Он применяется в кондитерской, безалкогольной, ликероводочной промышленности. В последнее время кармин в больших количествах получают синтетическим путем. ДСД 5 мг/кг.
Алканин (алканет). Красно-бордовый краситель (Е103), производное 1,4-нафтохинона.
Алканин (Е103)
Известен как краситель еще с древних времен. Получают из корней растения Alkanna tinria, растущего на юге и в центральной части Европы. Он не нашел широкого применения для окраски жиров, так как обладает недостаточной стабильностью и нехарактерной красно-бордовой окраской.
Куркумины.Желтый природный краситель (E100i—ii). Получают из многолетних травянистых растений семейства имбирных — Curcuma longa L, произрастающих в Азии, Африке и Северной Австралии. Относится к группе халконовых и оксикетоновых красителей.
Одним из представителей этой группы является куркумин, формула которого представлена ниже.
Куркумин(El00i)
К этой группе относится также турмерик (E100ii) — порошок корневища куркумы.
Куркумин не растворяется в воде и используется в пищевой промышленности в виде спиртового раствора. Применяется в кондитерской, ликероводочной и пищеконцентратной промышленности. ДСД для куркумина 2,5 мг/кг, для турмерика 0,1 мг/кг.
АНТОЦИАНОВЫЕ КРАСИТЕЛИ
Антоциановые красители — широко распространенные водорастворимые красители, содержащие в качестве основного компонента антоцианы, относящиеся к группе флавоноидных соединений. Их основной недостаток — изменение окраски красителя с изменением рН среды. Антоцианы (Е163i) относятся к важной группе водорастворимых природных пищевых красителей.
Это фенольные соединения, являющиеся моно- и дигликозидами. При гидролизе они распадаются на углеводы (галактоза, глюкоза, рамноза и др.) и агликоны, представленные антоцианидами (пеларгонидин, цианидин, дельфинидин и др.). Характер окраски природных антоцианов зависит от многих факторов: строения, рН среды, образования комплексов с металлами, способности адсорбироваться на полисахаридах, температуры, света. Наиболее устойчивую красную окраску антоцианы имеют в кислой среде при рН 1,5—2; при рН 3,4—5 окраска становится красно-пурпурной или пурпурной. В щелочной среде происходит изменение окраски, при рН 6,7—8 она становится синей, сине-зеленой, а при рН 9 — зеленой, которая при повышении рН до 10 меняется на желтую. Окраска этих красителей меняется и при образовании комплексов с различными металлами: соли магния и кальция имеют синюю окраску, калия — красно-пурпурную. Увеличение метальных групп в молекуле антоцианов изменяет окраску в сторону красных оттенков. Представителями этой группы красителей являются собственно антоцианы (E163i): энокрасителъ и экстракт из черной смородины.
Энокраситель (Е163ii). Получают из выжимок темных сортов винограда в виде жидкости интенсивно-красного цвета. Представляет собой смесь окрашенных, различных по своему строению органических соединений, в первую очередь антоцианов и катехинов. Окраска продукта энокрасителем зависит от рН среды: в кислой среде — красная окраска, в нейтральных и слабощелочных средах энокраситель придает продукту синий оттенок. Поэтому при использовании энокрасителя в кондитерской промышленности одновременно применяют и органические кислоты для создания необходимого рН среды.
В последнее время в качестве желтых и розово-красных красителей начали использовать пигменты антоциановой природы, содержащиеся в соке черной смородины (Е163iii), черной бузины, кизила, красной смородины, клюквы, брусники, пигменты чая, содержащие антоцианы и катехины, а также краситель темно-вишневого цвета, выделенный из свеклы, — свекольный красный (Е162), имеющий вкус кисло-сладкого граната. Составной частью этого красителя является бетанин, чувствительный к температуре и свету.
Бетанин
Сахарный колер(caramol color E150). Это темноокрашенный продукт карамелизации (термического разложения) Сахаров, получаемый по различным технологиям. Его водные растворы представляют собой приятно пахнущую темно-коричневую жидкость. В зависимости от технологии получения различают: сахарный колер I (Е150а, простой, карамель I); сахарный колер II (Е150b, карамель II), полученный по щелочно-сульфитной технологии; сахарный колер III (Е150с, карамель III), полученный по аммиачной технологии; сахарный колер IV (E150d, карамель IV), полученный по аммиачно-сульфитной технологии. В результате карамелизации Сахаров образуется сложная смесь продуктов с характерной окраской. Директивами ЕС максимальный уровень не установлен. Применяется для окраски напитков, некоторых сортов хлеба, кондитерских изделий, желе и джемов, в кулинарии.
СИНТЕТИЧЕСКИЕ КРАСИТЕЛИ
Синтетическими или искусственными называются пищевые красители, полученные методами синтеза и не встречающиеся в природе.
Синтетические красители обладают значительными технологическими преимуществами по сравнению с большинством натуральных красителей, они дают яркие, легко воспроизводимые цвета и менее чувствительны к различным видам воздействия, которым подвергается материал в ходе технологического процесса. Синтетические пищевые красители представлены несколькими классами органических соединений: азокрасители (Тартразин — Е102; Желтый «солнечный закат» — E110; Кармуазин — Е122; Пунцовый 4R — Е124; Черный блестящий PN — Е151); триарилметановые красители (Синий патентованный V—E131; Синий блестящий FCF — E133; Зеленый S — Е142); хинолиновые (Желтый хинолиновый — Е104); индигоидные (Индигокармин — Е132) (табл. 2.2).
Таблица 2.2