Barwniki spożywcze

Barwniki spożywcze
Polecane artykuły

Barwniki spożywcze to grupa najbardziej kontrowersyjnych dodatków do żywności, jakie są obecnie stosowane. Ich dwoisty charakter wynika z faktu, że są najbardziej efektowne marketingowo i najmniej potrzebne pod względem technologicznym. Nie poprawiają smaku, zapachu, jak również nie przedłużają daty ważności. W większości przypadków nie wnoszą nawet żadnych nowych substancji odżywczych.

Kryteria klasyfikacji barwników

Związki te klasyfikuje się według różnych kryteriów, jak:

  • pochodzenie,
  • rozpuszczalność,
  • barwa.

Ze względu na pochodzenie wyróżnia się barwniki:

  • naturalne,
  • identyczne z naturalnymi,
  • syntetyczne organiczne oraz
  • nieorganiczne substancje barwiące.

Cele stosowania barwników

Główne cele stosowania barwników w żywności to:

  • odtworzenie pierwotnej barwy środków spożywczych utraconej w wyniku ich przetwarzania,
  • nadanie barwy środkom spożywczym zazwyczaj naturalnie bezbarwnym lub sezonowo bezbarwnym,
  • podkreślenie aromatu (smaku) środka spożywczego związanego z konkretną barwą i uczynienie go łatwiejszym do rozpoznania [E. Szłyk i in. 2013, s. 67].

Barwniki naturalne

Barwniki naturalne mogą być pochodzenia roślinnego, zwierzęcego i mineralnego. Znajdujące zastosowanie w przetwórstwie żywności naturalne barwniki uzyskuje się głównie przez ekstrakcję materiału roślinnego (korzenie, rozłogi, liście, kwiaty i owoce roślin). Ekstrakty są następnie koncentrowane i barwniki izolowane różnymi metodami. Przypisuje się im duże znaczenie w technologii żywności, mając na uwadze brak większych zastrzeżeń zdrowotnych w porównaniu z barwnikami syntetycznymi. Niestety, są one zazwyczaj od nich mniej stabilne i droższe. Pewnym rozwiązaniem jest opracowanie syntezy ich analogów, które są identyczne z substancjami naturalnymi [A. Rutkowski i in. 1993, s. 189-190].

Przykłady barwników naturalnych

  • Chlorofil otrzymywany z zielonych części roślin (np. lucerny, pokrzywy), jest bardzo nietrwały. Rozpuszcza się w tłuszczach. Można go dodawać w celu utrwalenia barwy produktu (np. groszku) oraz stosować do barwienia słodyczy i napojów. Trwalszym barwnikiem jest kompleks miedziowy chlorofilu, otrzymany przez podstawienie w chlorofilu jonów magnezu jonami miedzi.
  • Karotenoidy umożliwiają uzyskanie barwy od żółtej przez pomarańczową do czerwonej. Są rozpuszczalne w tłuszczach. Ze wszystkich naturalnych barwników są najbardziej odporne na temperaturę, światło i zmianę odczynu środowiska. Stosuje się je w postaci ekstraktorów olejowych, alkoholowych lub w postaci emulsji do barwienia produktów mleczarskich, margaryny, sosów, makaronów, pieczywa cukierniczego i napojów. Do tej grupy barwników należą:
    • karoten (prowitamina A) otrzymywany najczęściej z marchwi, stosowany do barwienia i jednocześnie witaminizowania,
    • annato (zawiera barwnik biksynę) wydobywane z nasion tropikalnego drzewa Bixa Orellana,
    • ekstrakt z papryki (zawiera barwniki: kapsantynę, kapsorubinę i karoten), o intensywnej barwie i ostrym smaku; służy do barwienia i jako składnik przypraw,
    • kurkuma (zawiera barwnik kurkuminę), wydobywana z kłącza rośliny Curcuma longa, ma silny aromat i ściągający smak; stosowana jest jako dodatek do koncentratów zup i jako składnik przyprawy curry.
  • Antocyjany są to czerwone barwniki wyekstrahowane z owoców lub warzyw (np. winogron, porzeczek, aronii, czerwonej kapusty). Nie rozpuszczają się w tłuszczu, tylko w wodzie. Są bardzo czułe na zmianę pH. Intensywne czerwone zabarwienie mają tylko w środowisku kwaśnym (pH poniżej 3,5). Wykorzystywane są do barwienia napojów, deserów i niektórych przetworów owocowych.
  • Betanina (czerwień buraczana) jest barwnikiem otrzymywanym z korzenia buraka ćwikłowego. Jest rozpuszczalna w wodzie. Daje purpurowo czerwone zabarwienie w środowisku lekko kwaśnym (pH 3.5 – 5). Bywa stosowana do barwienia napojów, deserów itp.
  • Koszenila (karmin) jest czerwonym, dość trwałym barwnikiem otrzymywanym z wysuszonych żeńskich owadów (Dactilopius coccus) żyjących na meksykańskich kaktusach. Koszenila jest rozpuszczalna w wodzie, Stosuje się ją w przemyśle cukierniczym oraz do barwienia napojów.
  • Karmel otrzymywany jest przez długotrwałe ogrzewanie węglowodanów (np. glukozy, sacharozy) w obecności katalizatorów. W zależności od zastosowanej metody uzyskuje się syropowatą ciecz lub stałą substancję o zabarwieniu od brązowego do prawie czarnego. Karmel ma gorzki smak, zapach przypalonego cukru i dużą siłę barwienia. Stosowany jest powszechnie do barwienia napojów alkoholowych i wyrobów cukierniczych, a także wielu innych produktów, jak sosy, pasztety [J.Chuchlowa 1996, s. 158-160].

Syntetyczne barwniki organiczne

Syntetyczne barwniki organiczne są to barwniki o bardzo różnej strukturze: mono-, di- i triazowe, triarylometanowe, ksantenowe, chinolinowe i indygoidowe. Formy tych związków rozpuszczalne w wodzie najczęściej otrzymuje się przez wprowadzenie do cząsteczki barwnika grup sulfonowych lub karboksylowych. Strącenie tych barwników w postaci soli, najczęściej glinowych, umożliwia otrzymywanie barwnych pigmentów, nierozpuszczalnych w wodzie. Są to tzw. laki [J.Wilska-Jeszka 2007, s. 169].

Zaletą barwników syntetycznych w porównaniu z barwnikami naturalnymi jest to, że mają one standardową moc barwienia, są czystszymi, jednorodnymi związkami chemicznymi, mają większą trwałość i odporność na warunki środowiska, a ich formy handlowe (proszki, pasty, roztwory) ułatwiają stosowanie w produkcji żywności. Nie bez znaczenia jest fakt, że są one tańsze od naturalnych. Jednak ostrożność w używaniu produktów syntezy chemicznej w przetwórstwie żywności powoduje ograniczenie ich stosowania do najniezbędniejszych potrzeb, i to tylko związków o jednoznacznie udowodnionej nieszkodliwości dla zdrowia.

Przykłady syntetycznych barwników organicznych

  • Tartrazyna (E 102),
  • Żółcień chinolinowa (E 104),
  • Żółcień pomarańczowa (E 110),
  • Azorubina (E 122),
  • Amarant (E 123),
  • Czerwień koszenilowa (E 124),
  • Erytrozyna (E 127),
  • Czerwień 2G (E 128),
  • Błękit patentowy (E 131),
  • Indygotyna (E 132),
  • Błękit brylantowy (E 133),
  • Zieleń S (E 142),
  • Zieleń trwała (E 143),
  • Czerń brylantowa (E 151),
  • Brąz FK (E 154),
  • Brąz HT (E 155),
  • Fiolet metylowy (fiolet krystaliczny) [A.Rutkowski 1993, s. 205 – 213].

Syntetyczne barwniki nieorganiczne

Barwniki nieorganiczne odgrywają stosunkowo niewielką rolę w barwieniu żywności. Najczęściej wykorzystuje się atrakcyjne właściwości kolorystyczne metali, przy czym stosuje się je głównie do barwienia powierzchniowego.

Przykłady syntetycznych barwników nieorganicznych

  • Węglan wapnia (E 170a),
  • Dwutlenek tytanu (E 171),
  • Tlenki żelaza (E 172),
  • Aluminium (E 173),
  • Srebro (E 174),
  • Złoto (E 175) [Rutkowski A. i in. 1993, s. 205-213].

W Polsce wolno stosować tylko trzy barwniki pochodzenia mineralnego, i to w ściśle określonych przypadkach, a mianowicie:

  • listki złota do wódek w celu nadania charakterystycznego połysku,
  • dwutlenek tytanu (biel tytanowa) do powierzchniowego barwienia drażetek i pierników,
  • tlenki żelaza wyłącznie do barwienia osłonek wędliniarskich [J.Chuchlowa 1996, s. 160].

Bibliografia

  • Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 22 listopada 2010 r. w sprawie dozwolonych substancji dodatkowych. Dz. U. z 2010 r. Nr 232, poz. 1525
  • Chuchlowa J., Materiały pomocnicze i dodatki do żywności, Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1996
  • Rutkowski A. i in., Dodatki do żywności funkcjonalnej, Wydawnictwo Agro & Food Technology, Katowice 1993
  • Szłyk E. i in., Ćwiczenia laboratoryjne z analizy żywności, Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, Toruń 2013
  • Wilska-Jeszka J. praca zbiorowa pod red. Sikorskiego Z.E., Chemia żywności. Składniki żywności, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne WNT, Warszawa 2007

Autor: Dominika Rybińska