Натуральные и синтетические пищевые красители

История развития химии красителей, цель их добавления в продукты питания. Характеристика пищевых красителей: синтетических (искусственных органических соединений), натуральных и идентичных им, требования, предъявляемые к ним, способы применения.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Из истории красителей

2. Пищевые красители: различие характеристик и сходство требований

2.1 Синтетические красители

2.2 Натуральные красители

2.3 Уникальное подобие

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


ВВЕДЕНИЕ

Самой главной качественной характеристикой продуктов питания, оцениваемой потребителями, являются их органолептические показатели – вкус, цвет и аромат. Причём цвет – это самый первый качественный показатель, на который потребитель обращает своё внимание при выборе товара. Отличительная особенность красителя – способность пропитывать окрашиваемый материал, пищу и давать цвет по всему его объёму.

Пищевые красители использовали еще в древние времена для улучшения внешнего вида пищевых продуктов. Пищевые красители подразделяются на съедобные красители, стабилизаторы цвета, поверхностные красители и красители для несъедобных оболочек.

Красители добавляют к пищевым продуктам с целью:

· восстановления природной окраски, утраченной в процессе обработки и/или хранения;

· повышения интенсивности природной окраски в целях усиления внешней привлекательности продукта;

· окрашивания бесцветных продуктов, например, безалкогольных напитков, мороженного, кондитерских изделий для придания привлекательного вида и цветового разнообразия.

В данной работе мы плотнее познакомимся с натуральными и синтетическими пищевыми красителями.


1. Из истории красителей

Использование природных красителей было известно еще за 3000 лет до н.э. Красители везли в Грецию из Индии, где их добывали из растения рода Indigofera (индиго). В Европе и в России индиго получали из растений вида Isatis tinctoria. Яркий и прочный цвет тканей, окрашенных индиго, придавал этому красителю большую ценность.

Один из древнейших красителей – пурпур, который еще в X в. до н.э. финикийцы получали из улиток-багрянок (murex brandalis). Для получения одного грамма пурпура нужно было обработать 10 000 улиток! Пурпур в течение нескольких веков был самым ценным из всех красителей.

Толчком к развитию химии красителей послужило открытие Н.Н. Зининым в 1842 г. реакции восстановления ароматических нитросоединений:

C6 H5 NO2 + 6H C6 H5 NH2 + 2H2 O.

Ученый таким способом получил анилин и некоторые другие аминопроизводные ароматических соединений, что в дальнейшем послужило основой создания новой отрасли химической промышленности – анилинокрасочной. Первый синтетический краситель был получен в 1855 г. польским химиком, профессором Варшавского университета Я. Натансоном, работавшим в то время в России. При нагревании анилина с дихлорэтаном он получил ярко-красный краситель, названный фуксином.

В 1856 г. английский химик У.Г. Перкин, пытаясь синтезировать хинин, выделил из темного осадка, образовавшегося при взаимодействии анилина с дихроматом калия, пурпурную краску (мовеин).

В 1868 г. К. Гребе и К.Т. Либерман синтезировали ализарин из антрацена через бромирование антрахинона и сплавление бромида с поташем. Прежде ализарин получали из корней марены.

Затем были синтезированы эозин и другие фталеиновые красители (А. Байер и Г. Каро). В наши дни насчитывается более 15 000 красителей самых различных оттенков, принадлежащих к разным классам соединений.


2. Пищевые красители: различие характеристик и сходство требований

Высококачественные пищевые продукты гармонично сочетают форму, вкус, аромат и окраску. Высокий уровень качества любого из этих параметров позволяет изделию быть полноценным, соответствовать своему названию и пользоваться спросом. Однако именно цветовая гамма в значительной мере предопределяет привлекательность и разнообразие ассортимента продуктов питания.

Потребителям, заботящимся о своем здоровье, известно, что для сохранения, улучшения и придания продуктам определенного цвета и внешнего вида производители используют синтетические, натуральные и идентичные натуральным пищевые красители.

Но не все знают, что большинство из предлагаемых в настоящее время на рынке красителей имеют искусственное происхождение. Однако с развитием исследований в области токсикологии явно наметилась тенденция к ограничению их использования в пищевых целях почти во всех странах мира. В свою очередь, безвредность большинства натуральных красящих веществ, как правило, не вызывает сомнений, так как адаптация человеческого организма к природным пищевым компонентам происходила в ходе эволюции. При этом, для многих из них все же установлены предельно допустимые концентрации.

В целом, к пищевым красителям предъявляют следующие основные требования:

- безвредность в применяемых дозах, в том числе отсутствие концерогенности, мутагенности, ярко выраженной биологической активности;

- прочность окраски (устойчивость к действию света, окислителей и восстановителей, изменениям кислотно-щелочной среды, повышению температур);

- высокая степень окрашивания при низких концентрациях красителя;

- способность растворяться в воде или жирах, а также равномерно распределяться в массе пищевых продуктов;

- не допускается маскировать с помощью красителей изменение цвета продукта, вызванное его порчей, нарушением технологических режимов или использованием недоброкачественного сырья.

Итак, пищевые красители бывают натуральными (природными) и синтетическими (это органические соединения, в природе не встречающиеся, то есть искусственные).

Однако и натуральные красители иногда подвергают химической модификации для улучшения технологических и потребительских свойств. В отличие от натуральных, синтетические красители не обладают биологической активностью, не содержат витаминов и вкусовых веществ. И к ним претензий больше всего. К примеру, британские специалисты считают их употребление весьма опасным, особенно для детей, и призывают к полному запрещению искусственных пищевых красителей. Российские же специалисты уже определили особо вредные красители. И теперь в длинном их списке – от Е100 до Е199 – есть запрещенные в нашей стране, а также вещества со следующей формулировкой: «не имеющие разрешения к применению в пищевой промышленности в Российской Федерации».

2.1 Синтетические красители

Наиболее распространенные синтетические (химические) пищевые красители представляют собой водорастворимые органические соединения, не встречающиеся в природе и не идентифицированные до настоящего времени в натуральных пищевых продуктах.

Основными представителями синтетических красящих веществ, отражающих монохроматические излучения красного, оранжевого и желтого цветов, являются Кармуазин, Понсо, Эритрозин, Тартразин. Их существенным достоинством является высокая красящая способность, которая позволяет получать окраску пищевых продуктов необходимой интенсивности с помощью малого количества красителей. Они обладают стандартной силой окрашивания, высокой устойчивостью к свету, окислителям и восстановителям, изменениям уровня pH. Синтетические красители термостабильны, поэтому окрашиваемый ими продукт можно подвергать всем необходимым технологическим операциям, в том числе пастеризации, стерилизации, охлаждению и замораживанию.

Химические красители не имеют пищевого значения и в лучшем случае являются биологически инертными для человеческого организма, а в худшем – оказываются высоко активными и небезвредными. В этой связи применение данного вида красителей допустимо лишь в тех случаях, если они даже при длительном использовании не угрожают жизни человека.

На сегодняшний день в пищевой промышленности разрешено использование около 20 синтетических красителей. Почти все они используются в мировой пищевой промышленности уже десятки лет.

Стабильность и интенсивность окраски синтетическими красителями зависят также жирности, степени «взбитости» продукта, содержания спирта и редуцирующих сахаров, использования мезофильных кисломолочных заквасок, микробиологических показателей. Поставляются такие красители как правило в виде мелкодисперсных порошков, гранул и алюминиевых лаков. Дозировки: от 0,001 до 0,25 г на 1 кг продукта.

Приведем примеры и краткую характеристику некоторых синтетических красителей.

Тартразин

Цвет водного раствора – желтый.

Области применения: кондитерские изделия, алкогольные и безалкогольные напитки, драже, мороженое, макароны, молочные изделия, сыры, соусы и кетчупы, пюре, джемы, лекарства, моющие средства.

Понсо 4R

Цвет водного раствора: красный.

Области применения: алкогольные и безалкогольные напитки, пудинги, десерты, фруктовые консервы, рыбо- и мясопродукты, кондитерские изделия, мороженое, макароны, молочные изделия, колбасные изделия и фаршевые полуфабрикаты, соусы и кетчупы, косметика, фармацевтика, моющие средства.

Хинолиновый желтый

Цвет водного раствора: лимонно-желтый.

Области применения: кондитерские и хлебобулочные изделия; алкогольные и безалкогольные напитки; мороженое; макароны; драже; молочные, мясные и рыбные продукты; сыры; соусы и кетчупы; пюре, джемы; косметика; фармацевтика; моющие и чистящие средства.

Кармуазин (азорубин)

Цвет водного раствора: малиново-красный.

Области применения: колбасные и кондитерские изделия, фаршевые полуфабрикаты, соусы и кетчупы, десерты, алкогольные и безалкогольные напитки, мороженое, макароны, пудинги, консервы, молочные изделия, для окрашивания лекарственных и косметических средств

Черный блестящий

Цвет водного раствора: сине-фиолетовый.

Области применения: кондитерские изделия, алкогольные и безалкогольные напитки, мороженое, макароны, молочные изделия, колбасные изделия и фаршевые полуфабрикаты, соусы и кетчупы, пюре, джемы, косметика, моющие средства.

Синий блестящий

Цвет водного раствора: синий.

Области применения: кондитерские изделия, алкогольные и безалкогольные напитки, макароны, десерты, мороженое, молочные изделия, колбасные изделия и фаршевые полуфабрикаты, соусы и кетчупы, пюре, джемы, драже, фармацевтика, косметические и моющие средства.

Индигокармин

Цвет водного раствора: синий.

Области применения: кондитерские изделия, алкогольные и безалкогольные напитки, мороженое, макароны, молочные изделия, колбасные изделия и фаршевые полуфабрикаты, соусы и кетчупы, пюре, джемы, десерты, фармацевтика, косметика.

Желтый «Солнечный закат»

Цвет водного раствора: оранжевый.

Области применения: алкогольные и безалкогольные напитки; кондитерские изделия, мороженое, рыбопродукты, креветки, макароны, молочные изделия, сыры, соусы и кетчупы, пюре, джемы.

Красный очаровательный

Цвет водного раствора: красный.

Области применения: кондитерские изделия, бисквиты, сухие смеси, фруктовые наполнители и т.д.

Шоколадный НТ

Цвет водного раствора: красно-коричневый.

Способы применения:

1. Нужное количество сухого красителя отвешивают и растворяют в небольшом количестве воды, молочной смеси и т.д. (желательно подогретых) перед внесением в продукт.

2. Предварительно готовят 1-2%-ные растворы красителей, затем необходимое количество вносят в продукт.

2.2. Натуральные красители

Натуральные (естественные) красители начали использоваться очень давно без проведения каких-либо исследований, в том числе токсикологических. В большинстве своем они имеют растительное происхождение и представляют собой смесь каротиноидов, антоцианов, флавоноидов, хлорофилла и других натуральных компонентов. Все они могут применяться для окрашивания пищевых продуктов.

Натуральные пищевые красители, выделяемые из растительных источников, могут быть классифицированы по основным классам молекул-пигментов. С точки зрения возможности использования растительных красящих веществ в цветообразовании пищевых продуктов, наибольшее распространение получили вещества, относящиеся к беталаинам, каротиноидам и антоцианам.

Беталаины – это единственные из большой группы алкалоидов окрашенные соединения. Беталаиновые пигменты накапливаются в различных органах растения – цветках, корнях, стеблях, листьях. Широко известными представителями бетацианинов являются бетанин из столовой свеклы и амарантин, выделенный из растения Amarantus. Незначительное содержание в бетаниновом свекольном красителе воды исключает возможность развития микроорганизмов, поэтому он не требует консервантов при длительном хранении. А в момент соединения с водой продукт полностью восстанавливает первоначальные качества натурального сока свеклы, включая цвет.

В последнее время обсуждается вопрос о возможности применения Амаранта для получения пищевых красителей. Следует отметить, что природный пигмент, выделяемый из растения амарант, не имеет ничего общего с синтетическим красителем, имеющим то же название. Использование красителя Амарант (Е123) в России было запрещено в начале 70-х годов, однако в странах Евросоюза он разрешен к применению в малых дозах в винных аперитивах, спиртных напитках и рыбной икре.

Каротиноидные желтые и оранжевые пигменты широко распространены в природе. Они присутствуют во фруктах, овощах, цветах и являются сопутствующими соединениями хлорофилла. Состав пигментов определяется природой сырьевых источников.

Каротиноиды относятся к органическим соединениям, растворимым только в органических растворителях. Группа каротиноидов включает около 70 растительных пигментов. Наиболее важный из них – бета-каротин. Он содержится в моркови, от латинского названия которой (carota) получила свое наименование вся эта группа пигментов.

К группе каротиноидов относится Паприка (Е160с) – натуральный краситель, экстрагированный из красного сладкого перца, произрастающего в Европе и Северной Америке.

Паприка-экстракт – жирорастворимый (или водорастворимый) пигмент с характерным сладким пряным ароматом. Наряду с бета-каротином он содержит и другие полезные каротиноиды, а также жирные ненасыщенные кислоты. В зависимости от содержания пигмента, Паприка имеет оттенки от красного до оранжевого.

К желтым пигментам импортного производства относятся красители из семян орлеанового дерева – экстракт аннато (Е160в) и из корня растения куркумы (турмерик). Водорастворимая форма красителя Аннато хорошо показала себя при окрашивании натуральной оболочки для колбасных изделий, деликатесов, полуфабрикатов из мяса птицы, а также йогуртов и фруктовых кефиров. Оболочка и изделия приобретают приятный золотисто-желтый оттенок, что значительно улучшает потребительские свойства продуктов. Куркума, также относящаяся к каротиноидам, – многолетнее травянистое растение семейства имбирных, произрастающее в Азии, Африке, Северной Австралии. Высушенные корни куркумы служат сырьем для получения натурального желтого красителя. Куркумин не растворяется в воде и используется в пищевой промышленности в виде спиртового раствора. Водо- и жирорастворимые формы куркумина рекомендуется использовать для придания привлекательного цвета мясным и молочным продуктам.


2.3 Уникальное подобие

Идентичные натуральным красители более устойчивы к действию тепла и света. Однако они могут содержать загрязнители, требующие токсикологической оценки, подобно проводимой с синтетическими красителями.

В последнее время наметилась тенденция к получению доброкачественных пищевых красителей путем выделения их из продуктов жизнедеятельности биосистем, где продуцентами пищевых пигментов выступают микро-водоросли, дрожжи, бактерии. Так, например, продуктом жизнедеятельности грибов является красный ферментированный рис. Его получают при ферментации грибами вида Monascus полированного риса. Грибы, развиваясь на поверхности влажного риса, выделяют пигмент красного цвета. После окончания периода ферментации грибы сушат до гранул или порошка.

Полученный красный пигмент устойчив к свету, высоким температурам, окислению ионов металла и изменению pH. Данный краситель имеет очень широкий спектр применения, в том числе при изготовлении продуктов из мяса, птицы, рыбы.

Сырьём для натуральных пищевых красителей также могут быть ягоды, цветы, листья, корнеплоды и т д., в том числе, в виде отходов переработки растительного сырья на консервных и винодельческих заводах.

Содержание красящих веществ в растительном сырье зависит от климатических условий произрастания и времени сбора, но, в любом случае, оно относительно невелико (обычно, несколько процентов или доли процента).

Количество других химических соединений – сахаристых, пектиновых, белковых веществ, органических кислот, минеральных солей и т д. – может превышать содержание красящих в несколько раз.

Эти вещества не представляют опасности для здоровья, а часто даже полезны для человека, но своим присутствием они снижают интенсивность окрашивания готового продукта.

При производстве препаратов натуральных пищевых красителей от побочных веществ, в той или иной степени, избавляются.

Современные технологии позволяют получать препараты натуральных пищевых красителей с заданными свойствами и стандартным содержанием основного красящего вещества.

Очевидно, что сокращение числа синтетических красителей может быть достигнуто в результате замещения их натуральными – безвредными во всех отношениях. К тому же, естественные пищевые красители содержат в своем составе, кроме красящих пигментов, другие биологически активные компоненты: витамины, органические кислоты, гликозиды, ароматические вещества. Поэтому направление расширения ассортимента пищевых красителей, имеющих естественное происхождение, не включающих в себя канцерогенов и токсичных веществ, особенно актуально в настоящее время.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Цвет пищевого продукта имеет для потребителя огромное значение: это не только показатель свежести и качества продукта, но и необходимая характеристика его узнаваемости. За цвет продукта ответственны присутствующие в нём красители. Они могут содержаться в нём естественным образом (свёкла, морковь, яичный желток и т.д.) или могут быть добавлены в процессе переработки. Красители восстанавливают природную окраску, утраченную в процессе обработки и хранения; повышают интенсивность природной окраски; окрашивают бесцветные продукты, например безалкогольные напитки, придавая им привлекательный вид и цветовое разнообразие. Красители делят на органические и неорганические; на жиро-, водорастворимые и пигменты (нерастворимые ни в воде, ни в жире). Красителями не считаются окрашенные пищевые продукты (томатный и другие соки, шпинат, молотые сухие свёкла, морковь и т.п.).


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аникина Е. Съедобный цвет: польза или вред? // Продуктовый рынок. – 2009. – №26.

2. Кто и как придумал синтетические красители [Электронный ресурс]: http://www.senav.net/2008/07/05/kto_i_kak_pridumal_sinteticheskie_krasiteli.html

3. Пища, идентичная натуральной // Эковестник [Электронный ресурс]: http://ecolog.ucoz.ru/publ/4-1-0-133

4. Пищевые добавки, красители и консерванты [Электронный ресурс]: http://www.fictionbook.ru/author/bez_avtora/pisheviye_dobavki_krasiteli_i_konservantiy/

5. Пищевые красители [Электронный ресурс]: http://www.giord.ru/0705210501588.php#2