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 С₄₀Н_5б (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