Barwniki spożywcze

Barwniki spożywcze
Polecane artykuły
Klarowność Polietylen Pieczywo Polipropylen Preparaty enzymatyczne Flotacja Polistyren Guma arabska Poliwęglany

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.

TL;DR

Barwniki spożywcze są kontrowersyjnym dodatkiem do żywności, ponieważ są marketingowo efektowne, ale technologicznie niekonieczne. Dzielą się na naturalne, syntetyczne organiczne i nieorganiczne. Barwniki naturalne są mniej stabilne i droższe, ale mają mniejsze zastrzeżenia zdrowotne. Przykłady to chlorofil, karotenoidy, antocyjany, betanina, koszenila i karmel. Syntetyczne barwniki organiczne są tańsze i bardziej trwałe, ale ich stosowanie jest ograniczone ze względu na możliwe zagrożenia dla zdrowia. Przykłady to tartrazyna, żółcień chinolinowa, azorubina i erytrozyna. Barwniki nieorganiczne odgrywają mniejszą rolę i najczęściej używane są do barwienia powierzchniowego.

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

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

Autor: Dominika Rybińska