Analisi strumentali dei principali costituenti dei prodotti alimentari

Coloranti naturali e coloranti artificiali

100 Curcumina

E 102 Tartarazina

E 101 Riboflavina

E 104 Giallo di chinolina

E 120 Cocciniglia

E 110 Giallo arancio SE

E 140 Clorofille

E 122 Azorubina

E 141 Complessi rameici di clorofille e

E 123 Amarantoclorofilline

E 160 a Carotenoidi

E 124 Rosso cocciniglia A

E 160 b Annatto

E 127 Eritrosina

E 160 d Licopina

E 131 Blu patentato V

E 160 e Beta-apo-8’-carotenale

E 132 Indigotina

E 160 f Estere etilico di E 160 e

E 133 Blu brillante FCF

E 161 b Luteina

E 142 Verde acido brillante S

E 161 g Cantaxantina

E 150 a, b, c, d Caramello

E 162 Rosso di barbabietola

E 151 Nero brillante BN

E 163 antociani

E 153 Carbone vegetale

E 171 Biossido di titanio

E 172 Ossidi e idrossidi di ferro

I coloranti sintetici (prodotti in laboratorio) presentano il vantaggio di essere più stabili e meno costosi, ma lasciano più dubbi sulla loro innocuità.

Nella famiglia del caramello sono inclusi i coloranti sintetizzati in laboratorio sottoponendo i carboidrati a

reazioni chimiche con diversi composti. Da studi tossicologici è emerso che il caramello preparato con questo metodo può causare la diminuzione dei leucociti circolanti nel sangue, l'effetto sembra causato da un composto secondario che si forma durante il processo industriale.

Il caramello è uno dei coloranti di cui si prevede in futuro un uso crescente, si usa infatti nelle bevande alcoliche per impartire colorazioni con varie sfumature (dal rosso al marrone).

Rispetto agli additivi di sintesi, quelli naturali sono meno stabili nel tempo per azione della luce, del calore o di fenomeni ossidativi, ma offrono indubbi vantaggi per assenza di tossicità.

In qualche caso, hanno anche effetti benefici come i carotenoidi, che sono precursori della vitamina A, o le antocianine e la curcumina, che hanno proprietà antiossidanti.

Affinché una sostanza si comporti da colorante è necessario che abbia:

• Un cromoforo, costituito da un gruppo di atomi

• Un auxocromo (aiutante del colore), che permette la formazione di Sali in modo che la sostanza possa meglio interagire con il materiale da colorare; in genere è un gruppo idrossilico o amminico. Accettano o donano elettroni
• Gruppi auxocromi:
  • -SO H solfonico
  • 3-NH amminico
  • 2=NH amminico
  • -OH ossidrile

energia nel visibile. L'origine dei coloranti naturali

I pigmenti più usati del mondo vegetale sono:

• Clorofille (parti verdi in genere delle piante)
• Carotenoidi (colori giallo-arancio, es: carotene)
• Antocianine (colori violetti, es: uva)

Metodi di estrazione dei coloranti vegetali dalla loro matrice

Il principio colorante viene ottenuto tramite un'estrazione acquosa. Dove ciò non è possibile vengono impiegati diversi solventi organici attraverso più fasi di estrazione e purificazione.

In genere si opera effettuando estrazioni successive con solventi a diversa polarità.

In alternativa, se il colore è solubile in CO supercritica, è possibile impiegarla direttamente sul macinato vegetale della parte che contiene il pigmento (seme, foglia o legno), ottenendo i migliori estratti, molto concentrati e di elevata purezza.

Infine, il principio colorante viene concentrati per:

• Evaporazione sottovuoto

Filtrazione di un principio gli impianti più moderni fanno uso di sistemi a membrane (ultrafiltrazione ed osmosi inversa). Eventualmente si può effettuare la cristallizzazione del composto purificato.

Requisiti di purezza specifici per le sostanze coloranti per uso alimentare (Direttiva 95/45/CE e successiva modifica):

etilacetato, acetone, propano-2-olo, metanolo, etanolo, esano

E 162 Spremitura delle barbabietole frantumate o estrazione con acqua delle radici trinciate

E 163 Acqua trattata al solfito, acqua acidificata, diossido di carbonio, metanolo o etanolo

VERDE

Il verde è dovuto alla clorofilla (E140), si ottiene dagli spinaci (Spinacea oleracea L.) e dall'ortica (Urtica dioica L.). La clorofilla si altera facilmente alla luce e al calore, mentre i complessi rameici clorofillina (E141), nei quali il magnesio della molecola è sostituito dal rame, sono più stabili (in presenza di rame la clorofilla magnesica può essere convertita a clorofilla rameica più stabile, mediante scambio di Mg con Cu).

La clorofilla:

• È liposolubile e associata alla porzione lipidica delle cellule vegetali
• È costituita da un anello porfirinico al centro del quale vi è un atomo di Mg
• Viene estratta dagli spinaci e dall'ortica usando solventi

organici (esano) - Si altera facilmente alla luce e al calore

• Sciroppi
• Chewing-gum
• Caramelle
• Bibite
• Gelati
• Ghiaccioli

Nel caso in cui ci troviamo in sostanze acquose deve essere accoppiata a degli emulsionanti, per renderla stabile.

BLU E ROSSO

• ANTOCIANI - Bevande alcoliche o analcoliche
• Alcuni prodotti vinicoli
• Prodotti di pasticceria
• Gelati
• Confettura di frutta

Il rosso e il blu, e di conseguenza il viola, sono dati dalle antocianine (E163) presenti in moltissimi frutti: more (Rubus fruticosus L.), sambuco (Sambucus nigra L.), uva (Vitis vinifera L.), lamponi (Rubus ideaus L.), fragole (Fragaria vesca L.), mirtilli (Vaccinium myrtillus L.) e ciliegie (Prunus avium L.).

Sono idrosolubili e sono adatte per colorare bibite e marmellate.

Gli antociani sono presenti in molti frutti vegetali come lamponi, mirtilli, cavolo rosso, sambuco, ibisco, ma la fonte principale è la buccia dell'uva.

(enocianina). Sono glicosidi delle antocianidine, basate su uno scheletro base, costituito dal cationeflavilium, cui sono attaccati gruppi ossidrilici e metossilici. Gli agliconi sono stabilizzati dalla sostituzione con differenti zuccheri in diverse posizioni. Gli zuccheri sostituenti possono essere glucosio, galattosio, arabinosio, ramnosio.

Effetto del pH: L'intensità e la tonalità del colore delle antocianine risulta variabile in base al pH:

• pH acido - rosso
• pH basico - blu

Le variazioni di colore sono attribuibili a modifiche strutturali.

Effetto dell'SO2 e dell'H2O2:

Le antocianine addizionano la SO2 formando un complesso incolore. La reazione è reversibile a pH = 1. La perdita di colore non è desiderata in molti alimenti.

Il perossido di idrogeno H2O2, derivante ad esempio dall'ossidazione dell'acido ascorbico, può, in condizioni acide, decolorare le antocianine, rompendo l'anello al C-2.

C-3. Effetto degli ioni metallici:

Alcuni metalli, come Fe e Al, formano complessi con le antocianine: ciò può causare, nella frutta in scatola, evidente decolorazione.

Effetto del calore:

Le antocianine sono suscettibili ai processi termici, i quali provocano scolorimento e formazione di prodotti di degradazione e polimerizzazione.

Estrazione

Industrialmente le antocianine si estraggono dalla buccia dell'uva rossa, come sottoprodotto dell'industria enologica. L'estrazione avviene con acidi diluiti e il prodotto è un liquido contenente zuccheri, acidi, sali e pigmenti originariamente presenti nella buccia. Per essiccazione si ottiene una polvere idrosolubile relativamente ricca in questi pigmenti. L'estrazione avviene utilizzando acqua acidificata o alcol e talvolta in presenza di solfiti (che vengono poi rimossi). Gli estratti sono concentrati in forma liquida o essiccati in polvere. Nessuno di essi è la forma pura ma consiste in una

Varietà di strutture di antocianine con prodotti di degradazione polimerica. Gli estratti sono adatti a sistemi acquosi ma non per alimenti grassi o alimenti il cui pH > 4.

• BETANINE (da barbabietola) ‒ Yogurt
• Gelati
• Istant dessert
• Condimenti
• Salse
• Gelatine

Il colorante è costituito da differenti pigmenti, tutti appartenenti alla classe delle betaline (E162). È composto da betaciani (rossi) di cui la betanina costituisce il 75-95%. Possono anche essere presenti piccole quantità di betaxantina (gialla) e di prodotti di degradazione della betaline (di colore bruno chiaro).

Si ottiene dalla spremitura di radici di barbabietole rosse. Il liquido di spremitura o l'estratto contengono, oltre ai pigmenti colorati, zuccheri, Sali e/o proteine.

Gli estratti sono solubili in acqua e trovano impiego non solo in molti alimenti (come zuppe, gelati e prodotti caseari), ma anche in campo cosmetico. Sono stabili a pH = 4-7 e a basse temperature.

• COCCINIGLIA (da insetti) - Bevande analcoliche ed alcoliche
• Confetture
• Frutta candita
• Prodotti da forno
• Dessert
• Prodotti a base di pesce
• Surrogati della carne e del pesce

È una sostanza colorante ottenuta dai corpi essiccati di un insetto del Sud America (Coccus Cacti). Il pigmento consiste di un polidrossi antrachinone, conosciuto come acidocarminic.