CC BY
82
6. Монастырский, О.А. Состояние и проблемы производства зерна в России и в мире и загрязнение его токсиногенными грибами и микотоксинами / О.А. Монастырский // Состояние и перспективы сохранения и защиты запасов зерна, семян, зернопродуктов и комбикормов. - Адлер, 2008. - С.28—31.
УДК 634.1(571.51) Н.Н. Типсина
АНТОЦИАНЫ В МЕЛКОПЛОДНЫХ ЯБЛОКАХ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ
В статье рассматривается важная роль пищевых красителей в продуктах питания, которые придают изделиям эстетический вид, а также повышают биологическую ценность и органолептическую. Приведены некоторые результаты исследований по содержанию красящих веществ в мелкоплодных яблоках. Предложены технологические схемы получения пищевого красителя из мелкоплодных яблок Сибири.
Ключевые слова: антоцианы, мелкоплодные яблоки, пищевые красители, биологическая ценность.
N.N. Tipsina ANTHOCIANS IN THE SMALL-FRUIT APPLES OF THE KRASNOYARSK REGION
The important role of food dye-stuff in the products which give favorable aesthetical form to the food , and also increase biological value and organoleptic indices is examined in the articles. Some results of the research of the coloring substance content in the small-fruit apples are given. The technological schemes of receiving the food dye-stuff from the small-fruit apples of Siberia are proposed.
Key words: anthocians, small-fruit apples,food coloring substance, biological value.
Применение красящих веществ для пищи и пищевых продуктов имеет большую историю: в той или иной форме красители издавна использовались человеком. Известно, что египтяне окрашивали сладости и вино еще за 400 лет до Рождества Христова; в глубокой древности люди применяли для окраски пищи цветы, корни, листья, плоды растений. Позднее стали использовать такие интенсивно окрашенные продукты, как шафран, куркума, сок петрушки, сушеная черника, свекла, сандаловое дерево, индиго, орлеан (аннато), морковь, а также экстракты из них. Кроме того, применяли и минеральные красящие вещества, например, ультрамарин.
В Средние века интерес к красителям для пищевых продуктов проявили врачи. Однако позже, когда окраской стали заниматься ремесленники, главным образом, кондитеры, медицинские рекомендации часто не учитывались. Вид и качество добавляемого красителя определялись только необходимостью получения желаемой окраски продукта и его стоимостью. В результате использовали и ядовитые красители (свинцовый сурик, киноварь, хромовокислый свинец и др.). Лишь в конце XIX в., после того как была изучена токсичность этих соединений и описано множество случаев острых отравлений, в ряде стран мира их применение было запрещено.
Дефицит красителей природного происхождения, дороговизна их производства способствовали тому, что все шире стали использовать синтетические красящие вещества.
К концу XVIII в. пищевое производство уже располагало значительным числом синтетических красителей. Их обычно добавляли в продукт, чтобы скрыть его низкое качество. Поскольку законодательства о красителях не существовало, не было достаточных сведений о вреде для здоровья некоторых токсичных соединений, то и контроль их применения отсутствовал. В настоящее время в большинстве стран существуют утвержденные перечни разрешенных к употреблению синтетических красителей [1-2].
На сегодня во всем мире испытывается потребность в высококачественных, безопасных для человека красителях, что обусловлено значительной индустриализацией сферы общественного питания, развитием пищевой промышленности, а также широким использованием этих веществ при производстве лекарственных препаратов, продуктов детского и диетического питания.
Пищевые красители, применяемые для окрашивания продуктов, используются практически всеми пищевыми предприятиями, среди которых лидирующее место имеют предприятия кондитерской промышленности.
О необходимости и целесообразности применения пищевых красителей издавна ведутся дискус -сии. С точки зрения гигиены питания, наверное, было бы лучше отказаться от использования этих веществ, однако при современной технологии производства, включающей термическую обработку пищевых продуктов (кипячение, уваривание, стерилизация и др.), очень часто в процессе производства они изменяют свою первоначальную окраску и приобретают непривлекательный или даже неэстетичный вид. То же происходит при консервировании с некоторыми видами продуктов, у которых красящее вещество недостаточно стабильно. Так, при консервировании некоторых ягод (клубника, вишня и др.) наблюдается их потемнение или, наоборот, посветление. В большинстве случаев это связано с превращением хлорофилла в феофитин, или с метаморфозой цвета антоцианового пигмента вследствие изменения величины рН, или с образованием комплексов с некоторыми металлами (например, с медью или оловом).
Такие процессы снижают органолептические свойства пищевых продуктов. Неудачно или неестественно окрашенная пища отрицательно влияет на психофизиологические механизмы организма, вызывая снижение аппетита и нарушение процесса пищеварения, в то время как естественно окрашенные продукты, наоборот, увеличивают выделение желудочного сока.
В последние годы повысилась культура населения в области питания, потребители выражают желание, чтобы продукты питания имели привлекательный вид и привычную естественную окраску.
Вместе с тем создание или сохранение естественной окраски кондитерских изделий является очень сложной задачей не только вследствие технологии их производства (некоторые процессы протекают при высоких температурах), но и в связи с тем, что кондитерские полуфабрикаты и изделия имеют различную кислотность в широком интервале рН. Все это важно учитывать при выработке каждого вида изделий и подборе соответствующего ему пищевого красителя. Особое внимание следует уделять гигиенической оценке красителя и его влиянию на пищевую ценность и качество изделий.
Современная пищевая промышленность широко использует интенсивные технологии получения, как традиционных, так и новых пищевых продуктов, влияющих на их окраску. Практически во всех странах при производстве кондитерских изделий, напитков, молочных и других продуктов питания применяют пищевые красители. Их разделяют на синтетические, идентичные натуральным и натуральные.
Синтетические пищевые красители могут быть органическими или неорганическими соединениями, которые не встречаются в природе. Синтетические красители не имеют никакой пищевой ценности. Они представляют собой азо- или нитросоединения, хиноны, хинолины, пиразолины и др.; не отличаются острой токсичностью, но многие из них являются канцерогенами, мутагенами или аллергенами. В связи с повышением гигиенических требований к пищевым продуктам возникает вопрос о нецелесообразности применения синтетических красителей [3].
Общепризнанно, что естественные красители могут быть репродуцированы химическим синтезом, но отмечается, что идентичные естественны, синтетические красители иногда содержат посторонние вещества, требующие токсикологической оценки [4].
К идентичным природным относятся красители, идентифицированные в пищевых продуктах, но полученные методом химического или биологического синтеза.
Природные пигменты обладают значительной физиологической, антиоксидантной, антимикробной активностью. Натуральными являются пищевые красители, которые выделяют из растительных или животных источников или имеют минеральное происхождение. Натуральные пищевые красители обычно выделяют из плодово-ягодного сырья, причем наибольшее распространение среди них имеют антоциановые красители, являющиеся природными водорастворимыми колорантами. Натуральные красители содержат помимо пигментов другие полезные биологически активные вещества: белки, гликозиды, витамины, микроэлементы и т.д.
По общему определению красителей, данному в директиве Европейского парламента и Европейского совета 91/36 ЕС от 30 июня 1994 г., пищевые красители - это синтетические вещества или природные соединения, которые придают цвет пищевому продукту или усиливают его.
Уже в 90-х гг. XIX в., т.е. к началу применения синтетических красителей для окрашивания пищевых продуктов, появились предостережения об опасности использования красителей и рекомендации ограничения их применения. К сожалению, в последующие годы проблеме безопасности искусственных красителей уделялось все меньше внимания. Лишь с 30-х гг. XX в. в печати начали появляться работы о токсичности данных соединений. Некоторые из них вызвали при избыточном их применении канцерогенное действие (например, су-
дан), влияя на кровь и лимфу, оказывая тем самым гематотоксическое действие (нафтол, пикриновая кислота), а кислотные красители подавляли ферментную активность организма человека.
В настоящее время во многих странах предъявляются строгие требования к производству красителей. Некоторые загрязнения, попадающие с красителем в готовый продукт, могут оказаться более токсичными, чем сам краситель. Следует иметь в виду, что почти все пищевые синтетические красители в процессе их изготовления соприкасаются с серной и азотной кислотами, которые могут содержать мышьяк. Загрязнение металлами возможно вследствие коррозии реакторов и других производственных установок. В пищевые красители могут также попадать органические соединения (непрореагировавшее сырье, промежуточные или побочные продукты синтеза).
По данным Всемирной организации здравоохранения, среднее поступление красителей с пищей составляет примерно 0,03 мг/кг массы тела в сутки (в пересчете на год это составляет примерно 700 мг красителя).
Экспертным комитетом ФАО/ВОЗ по искусственным пищевым добавкам в 1981-1998 гг. неоднократно проводилась авторитетная токсикологическая оценка пищевых красителей и на основании этих данных установлены экспертным комитетом величины предельного суточного поступления отдельных красителей с пищей и утверждены 43 красителя, каждому из которых присвоен код (индекс) Е; из них 17 являются синтетическими. Список красителей, разрешенных для применения в пищевой промышленности Российской Федерации, смотрите в табл. 1 [5].
Таблица 1
Список красителей, разрешенных для применения в пищевой промышленности РФ
Код Наименование красителя Код Наименование красителя
Е100 Куркумины Е160а B-каротины натуральные и синтетические
Е101 Рибофлавин Аннато экстракты
Е101а Е102 Рибофлавин-5-фосфат Тартразин Е160в Е160с Маслосмолы паприки
Е103 Алканет,Алканин E^Gd Ликопин
Е104 Желтый хинолиновый Желтый 2G Е160е В-Апокаротиновый альдегид В-Апо-8-
Е107 Желтый солнечный закат (солнечно- каротиновой кислоты, метиловый или эти-
Е110 закатный) FCF Кармины,Кошениль Азорубин,Кармуизин E^Gf ловый эфиры Флавоксантин
Е120 Понсо 4R, Пунцовый 4R, Кошениль крас- Лютеин
Е122 ный А Красный 2G Криптоксантин
Е124 Красный очаровательный АС Е161а Рубиксантин
(Аллюра ред АС) Е161в Виолоксантин
Е128 Е161с Родоксантин
Е129 E^1d Е161е Кантаксантин
Е1З1 Синий патентованный V E^1f Красный свекольный антоцианы:
(Патентованный голубой V) Индигокармин E161g антоцианы
Е132 Синий блестящий FCF Е162 Е163 экстракт из кожицы винограда,
Е140 Xлорофиллы и хлорофиллины (i) Энокраситель
Е141 Xлорофиллов и хлорофиллинов медные (ii) Экстракт из чер ной смородины Карбонаты кальция
Е142 Комплексы (iii) Диоксид титана
Е143 Зеленый S Оксиды железа
Е150а Зеленый прочный FCF E170 E171 Серебро
Е150в Колер простой E172 E174 Золото
Е150с Колер щелочно-сульфитный E175 E181 Танины пищевые
E150d Колер аммиачный E182 Орсейл, Орсин
Е151 Колер аммиачно-сульфитный Черный - Ультрамарин
Е152 блестящий РН - Красные для карамели 1, 2 Красный 3
Е153 Е155 Уголь Уголь древесный Коричневый НТ Красный рисовый
В России запрещено использование красителей цитрусового красного 2 (Е121) и амаранта (Е123); последний до 70-х гг. ХХ в. применяли для окрашивания сиропов, карамели, кремов в ярко-красные тона. Проведение исследований на животных показало канцерогенное действие амаранта и блокирование им одного из витаминов. Поэтому применение данного красителя в нашей стране было запрещено (однако в США и европейских странах использование амаранта разрешено).
>> —
и т - ~ж Л ■
19 в. 1913 1940 1956 1970 2000
□ Натуральные
□ Синтетические
Рис. 1. Динамика развития мирового производства натуральных и синтетических пищевых красителей
В связи с запрещением амаранта и из-за отсутствия санитарно-эпидемиологических заключений на красный для карамели 1, 2, красный 3, понсо 4R, азорубин и др. появилась потребность в безопасных красных пищевых красителях.
В настоящее время доля используемых натуральных пищевых красителей по отношению к синтетическим очень мала (рис.1), а так как в токсикологическом отношении синтетические красители небезупречны, то их применение в скором времени в России и за рубежом может быть ограничено. Поэтому проблема изыскания и изучения производства натуральных красителей на сегодня важный вопрос [1].
При выборе сырья следует принимать во внимание его доступность, содержание и свойства красителя, а также то, что природные красители должны обогащать пищевые продукты биологически активными соединениями, в частности, витаминами.
Россия богата природными источниками веществ, которые издавна используются для окрашивания кондитерских и других изделий. Натуральные пищевые красители обычно выделяют из плодово-ягодного сырья. Так, соки или мякоть малины, клубники, черноплодной рябины, ежевики, кизила, брусники, красной смородины, вишни придают изделиям красную окраску.
В качестве сырья для получения антоцианового красителя могут быть использованы мелкоплодные яблоки. Антоцианы - это красящие вещества растений, окрашивающие их в самые разнообразные цвета и оттенки от розового до черно-фиолетового.
В плодоводстве страны яблоня составляет 80% насаждений. Кроме основных районов, где издавна возделывается яблоня (Европейская часть России, Средняя Азия, Кавказ), она получила распространение на Урале, Дальнем Востоке и в Сибири. Вследствие этого есть необходимая сырьевая база для производства данного красителя [6-7].
Объектом исследований служили темноокрашенные сорта мелкоплодных яблок. Высоким содержанием антоцианов отличаются плоды сортов Фонарик, Добрыня, Замена, Байкал, Ранетка пурпуровая, Ранетка Ермолаева, Забайкальская. Содержание антоцианов в различных сортах мелкоплодных яблок представлено в табл. 2.
Химический состав и технологические свойства мелкоплодных яблок достаточно изучены. Колебания в содержании отдельных химических веществ в мелкоплодных яблоках, собираемых в различные годы, незначительны и изменяются в зависимости от ряда факторов, в том числе климатических и погодных условий.
Основной составной частью сухих веществ яблок являются сахара (10%), они также содержат клетчатку и пектиновые вещества.
B яблоках содержатся яблочная, лимонная, винная и другие кислоты; витамины ^ РР, каротин, В1, В2. B состав минеральных веществ яблок входят соединения кальция, калия, фосфора, магния, железа и других элементов. Из микроэлементов в яблоках найдены алюминий, медь, цинк и др.
Мелкоплодные яблоки следует рассматривать как важный источник P-активных веществ, которые кроме биологической активности играют роль стабилизатора витамина ^
Таблица 2
Содержание антоцианов в плодах мелкоплодных яблок
Наименование плода Содержание антоцианов, мг/100 г
Фонарик 12,68
Добрыня 29,31
Замена 14,94
Ранетка пурпуровая 23,98
Горноалтайская 8,65
Ранетка Ермолаева 32,22
Салют 13,92
Забайкальская 27,83
Байкал 16,71
Получение красителя из мелкоплодных яблок осуществлялось в лабораторных условиях. Переработка плодов осуществлялась по схеме: замочка плодов, мойка, сортировка, отжим сока, очистка сока, концентрирование сока. Данная схема (рис. 2) была опробована на Минусинской кондитерской фабрике.
Рис. 2. Схема получения красителя из мелкоплодных яблок
Сок плодов концентрируется под вакуумом примерно в 6 раз (поэтому содержание составляющих компонентов значительно выше) и представляет собой сиропообразную жидкость темно-красного цвета.
Испытание полученного красителя при производстве кондитерских изделий (зефир, пастила, мармелад,
карамель, драже), киселей, кремов для тортов и пирожных, безалкогольных напитков дали положительные
результаты.
Литература
1. Цыганова, ТБ. Пищевые красители для кондитерских изделий / ТБ. Цыганова, Л.^ Кузнецова, М.Ю. Сиданова. - СПб.: ГИОРД, 2002. - 130 с.
2. Харламова, О.А. Натуральные пищевые красители / О.А. Харламова, Б.В. Кафка. - М.: Пищевая пром-сть, 1979. - 191 с.
3. Исследование мутагенной активности пищевых красителей / А.В. Орещенко [и др.] // Пищевая пром-сть. - 1995. - № 7. - С. 8-9.
4. Красникова, Е.В. Получение пищевого красителя из краснокочанной капусты / Е.В. Красникова, В.И. Филиппов, М.И. Кремневская // Пищевые ингредиенты: сырье и добавки. - 2003. - № 1. - С. 58-59.
5. Смирнов, Е.В. Пищевые ароматизаторы и красители. Некоторые вопросы законодательства / Е.В. Смирнов, Г.Е. Шатров // Пищевые ингредиенты: сырье и добавки. - 2002. - №1. - С. 8-13.
6. Типсина, Н.Н. Мелкоплодные яблоки Сибири в кондитерских изделиях пищевой промышленности и массовом питании / Н.Н. Типсина. - Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 1997. - 103 с.
7. Филимонова, Е. Алтайский край. Плодоовощная консервная промышленность / Е. Филимонова // Пищевая пром-сть. - 2002. - №3.
