Barwniki spożywcze

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].

Barwniki spożywcze — artykuły polecane

Klarowność — Polietylen — Pieczywo — Polipropylen — Preparaty enzymatyczne — Flotacja — Polistyren — Guma arabska — Poliwęglany — Kontrola wstępna

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. 2010 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. (2013), Ćwiczenia laboratoryjne z analizy żywności, Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, Toruń

Autor: Dominika Rybińska