CC BY
205
УДК 664:547.97 Е.А. Струпан, Н.Н. Типсина, О.А. Струпан
ПИЩЕВЫЕ КРАСИТЕЛИ ИЗ ДИКОРАСТУЩЕГО ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
В статье изучалось использование дикорастущего лекарственного сырья для получения пищевых красителей.
Внешний вид и цвет пищевых продуктов наряду с вкусовыми свойствами являются основными показателями их качества. Поэтому окрашивание пищевых продуктов - кондитерских, ликероводочных изделий, безалкогольных напитков, фруктово-ягодных напитков, пищевых концентратов, муссов, киселей и т.д. - широко распространено и предусмотрено соответствующей нормативно-технической документацией. Для сохранения, улучшения и придания определенного внешнего вида, цвета продуктам питания применяют пищевые красители [1, 2].
Красители бывают естественные и синтетические. Роль естественных красителей выполняют входящие в рецептуру изделий и полуфабрикатов различные вкусовые добавки, имеющие интенсивную окраску (кофе, какао, жженка из сахара). Издавна для окрашивания пищевых продуктов применяли натуральные растительные пигменты. Однако бурное развитие органической химии обусловило широкую возможность синтеза искусственных красящих веществ, применение которых вследствие их высокой красящей способности и сравнительно низкой стоимости почти приостановило на какой-то период исследования по получению и применению натуральных растительных красителей. Индустриализация пищевого производства в значительной мере способствовала замене натуральных растительных красителей синтетическими. Основными требованиями, предъявляемыми к пищевым красителям, являются их нетоксичность и безвредность для организма человека. К сожалению, в используемых для окрашивания продуктов питания синтетических красителях обнаруживаются вредные для здоровья человека вещества. В литературе неоднократно отмечалось вредное действие на организм человека некоторых синтетических красителей. Таким, например, оказался синтетический краситель нафтол желтый, применявшийся в свое время для окрашивания кондитерских изделий и запрещенный Министерством здравоохранения и социального развития в 1968 г.
Полной ясности в отношении применения синтетических красителей в пищевой промышленности пока нет. Даже те из них, которые сами по себе физиологически инертны, могут содержать вредные побочные продукты синтеза, тем более что основное красящее соединение составляет чаще всего только 80%. Не достаточно изучены конечные превращения этих красителей в окрашенных ими продуктах питания и в организме человека.
В различных странах мира нашли применение синтетические пищевые красители свыше 160 наименований. Восьмой сессией Объединенного комитета экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам (Женева) они классифицированы на пять групп. Лишь три красителя, отнесенные к группе А, признаны безопасными. Это красный краситель амарант, желтые - тартразин и желтый Э, остальные синтетические красители были распределены по группам с учетом степени токсикологической их изученности. Двенадцать красителей признаны, безусловно, вредными (группа Е), добавлять их в продукты питания запрещено.
В 1996 г. на Международном симпозиуме в Риме, посвященном канцерогенности пищи, также было отмечено, что многие синтетические красители, используемые для окрашивания пищевых продуктов, вредны для здоровья человека. Подозрения были высказаны и в отношении красного синтетического красителя амаранта, который широко использовался в пищевой промышленности и, особенно в производстве кондитерских изделий многих стран мира.
Проведенными в нашей стране исследованиями также были доказаны канцерогенные свойства амаранта. В 1978 г. амарант был запрещен для использования в пищевой промышленности. В настоящее время высказываются опасения в отношении безвредности и других синтетических красителей, применение которых требует детального исследования.
Таким образом, развитие исследований в области токсикологии синтетических красителей и выявление среди них вредных или потенциально опасных для человеческого организма позволяет сделать вывод о необходимости ограничения их использования. Тем более что синтетические красители не имеют пищевой ценности и являются типичными представителями посторонних добавок в продукты питания.
Ниже представлена характеристика основных красителей, используемых в пищевой промышленности.
Тартразин. Порошкообразный, желтый краситель представляет собой натриевую соль синтетического продукта, изготовленного из фенилгидразин-р-сульфоновой кислоты. Тартразин хорошо растворим в воде, слабо в спирте, не растворим в жирах. Водные растворы устойчиво сохраняют цвет и могут вводиться в
массы, нагретые до 200°С. Рекомендуется пользоваться 5%-м раствором. Растворы тартразина необходимо изготавливать по мере надобности, так как они могут храниться не больше трех дней.
Индиго кармин. Этот синтетический пищевой краситель представляет собой пасту синевато-черного цвета, раствор его в воде имеет чисто синий цвет. Прибавление к раствору едких щелочей до явно щелочной реакции меняет цвет раствора на зеленовато-желтый. Содержание сухого остатка в пасте должно быть не менее 35%, чистого красителя в сухом остатке - не более 0,5%. Мышьяка в сухом остатке должно содержаться не более 0,0014%, а меди не более 0,0025%.
Натуральные красящие вещества, как правило, принадлежат к числу естественных пищевых компонентов, употребляемых человеком. Безвредность большинства из них не вызывает сомнений, так как адаптация человеческого организма к естественным природным веществам совершалась в ходе эволюции.
Натуральные пищевые красители содержат в своем составе кроме красящих пигментов другие полезные биологически активные компоненты - витамины, гликозиды, органические кислоты, ароматические вещества, микроэлементы и др., поэтому использование их для окрашивания продуктов питания позволяет не только улучшить внешний вид, но и повысить пищевую ценность изделия.
Растительные красящие вещества - пигменты, разнообразные по составу и химической структуре. К ним относятся такие химические соединения, как:
антоцианы, придающие растениям красные, синие, пурпурные тона;
каратиноиды, ответственные за гамму цветов от интенсивно красного до ярко-желтого;
хлорофилл, окрашивающий изделия в зеленый цвет.
На содержание красящих веществ в конечном продукте влияют сопутствующие пигментам сахаристые, пектиновые, белковые вещества, органические кислоты, минеральные соли и другие [1, 3].
Источником для получения натуральных красителей служат обычно различные части растений. В результате исследований [1, 2] в нашей стране разработаны способы получения натуральных пищевых красителей из разнообразного растительного сырья. При дальнейшем рассмотрении материала будем ссылаться на разработки натуральных пищевых красителей, приведенные в [1].
Перед нами ставится задача получить зеленый натуральный пищевой краситель из тысячелистника обыкновенного, желтый из одуванчика лекарственного, бордовый из кровохлебки лекарственной, а также получить красный краситель.
Красящее вещество из тысячелистника обыкновенного (зеленого цвета)
Зеленый цвет экстракта обусловлен содержанием хлорофилла. Хлорофилл относится к группе натуральных растительных пигментов, растворимых в жирах. Он играет важную роль в процессе ассимиляции углекислого газа зелеными растениями на свету - в процессе фотосинтеза. Зеленое красящее вещество растений - хлорофилл, находится в хлоропластах вместе с желтыми красителями - каротином, ксантофиллом, эпоксиксантофилом. Красящее вещество зеленого цвета растений неоднородно и состоит из двух частей - сине-зеленого хлорофилла А и желто-зеленого хлорофилла р. В молекуле обоих соединений содержится магний, они имеют характер диэфиров.
Чистый хлорофилл в воде не растворим, но образует коллоидный раствор. В спирте и водноспиртовых смесях он дает истинные растворы. Для извлечения хлорофилла растительный материал обычно экстрагируют углеводородами с добавкой спирта, чистым спиртом или ацетоном. Следует отметить, что хлорофилл не устойчив в кислых средах, так как вследствие замены комплексно связанного магния на водород образует феофитин бурого цвета. Для повышения устойчивости хлорофилла осуществляют замену магния на медь. Так получают водорастворимый медный комплекс хлорофиллина - продукта частичного гидролиза хлорофилла. Хлорофилл не только сам придает растениям зеленую окраску, но часто маскирует присутствие других растительных пигментов. Получение натуральных зеленых красителей из растительного сырья основано, главным образом, на выделении из него хлорофиллового пигмента.
Способы получения натуральных пищевых красителей различны и зависят от вида перерабатываемого растительного сырья, его свойств и растворимости извлекаемого пигмента в том или ином растворителе.
В наших исследованиях использовали следующие методические подходы.
Исследование спиртовых экстрактов, полученных при экстракции этанолом при помощи качественных реакций. Если при добавлении небольших порций воды образовывается коагулянт зеленого цвета, то реакция позволяет предположить, что основную массу зеленого пигмента составляет хлорофилл [1, 5].
Определение, как реагирует экстракт тысячелистника на реакцию среды, путем добавления соляной кислоты или спиртовых растворов едкой щелочи.
В полученных спиртовых вытяжках определялось содержание экстрактивных веществ. Для этого определенную порцию сконцентрированного спиртового экстракта необходимо высушить и рассчитать в нем количество экстрактивных веществ.
При исчерпывающей экстракции тысячелистника диэтиловым эфиром получен также насыщенный экстракт изумрудно-зеленого цвета. Поэтому делали сравнительную характеристику этого экстракта и сконцентрированного спиртового экстракта на содержание экстрактивных веществ.
Можно также попытаться получить сконцентрированный экстракт путем выпаривания растворителя досуха и определить его растворимость в спирте и воде. Показатели полученных эктрактов представлены в таблицах 1-4.
Таблица 1
Спиртовой экстракт «Одуванчиковая поляна» Р 70.73.046
Показатель Фактическое значение НД на метод испытаний
Крепость, % 40,0 ГОСТ Р 51135-98
Мас. концентрации общего экстракта, г/100 см3 0,8 ГОСТ Р 51135-98
Мас. концентрации сахара, г/100 см3 2,4 ГОСТ Р 51135-98
Мас. концентрации кислот в пересчете на лимонную кислоту, г/100 см3 0,05 ГОСТ Р 51135-98
Таблица 2
Спиртовой экстракт «Аромат тысячелистника» Р 74.68.413
Показатель Фактическое значение НД на метод испытаний
Крепость, % 40,0 ГОСТ Р 51135-98
Мас. концентрации общего экстракта, г/100 см3 0,7 ГОСТ Р 51135-98
Мас. концентрации сахара, г/100 см3 1,8 ГОСТ Р 51135-98
Мас. концентрации кислот в пересчете на лимонную кислоту, г/100 см3 0,05 ГОСТ Р 51135-98
Таблица 3
Спиртовой экстракт «Волшебная кровохлебка» Р 76.760.23
Показатель Фактическое значение НД на метод испытаний
Крепость, % 40,0 ГОСТ Р 51135-98
Мас. концентрации общего экстракта, г/100 см3 0,9 ГОСТ Р 51135-98
Мас. концентрации сахара, г/100 см3 0,7 ГОСТ Р 51135-98
Мас. концентрации кислот в пересчете на лимонную кислоту, г/100 см3 0,04 ГОСТ Р 51135-98
Таблица 4
Спиртовой экстракт «Лопуховый рай» Р 97.16.712
Показатель Фактическое значение НД на метод испытаний
Крепость, % 40,0 ГОСТ Р 51135-98
Мас. концентрации общего экстракта, г/100 см3 0,8 ГОСТ Р 51135-98
Мас. концентрации сахара, г/100 см3 1,97 ГОСТ Р 51135-98
Мас. концентрации кислот в пересчете на лимонную кислоту, г/100 см3 0,05 ГОСТ Р 51135-98
Литература
1. Харламова, О.А. Натуральные пищевые красители / О.А. Харламова, Б.В. Кафка. - М., 1997.
2. Аникина, Е.В. Физико-химическая характеристика экстрактов из некоторых видов лекарственных растений как пищевых добавок / Е.В. Аникина // Растительные ресурсы. - Л.: Наука, 1996.
3. Государственная фармакопея СССР. Вып. 1. Т. 1ГФХ1 / Э.Я. Бобкова [и др.]. - М.: Медицина, 1987. - С. 333.
4. Коновалов, Д.А. Биологически активные вещества Achillea millefolium L. S. L./ Д.А. Коновалов, О.А. Коновалова, В.А. Челюбитько// Растительные ресурсы. - 1990. - № 4.
5. Киселева, А.В. Биологически активные вещества лекарственных растений Южной Сибири / А.В. Киселева, Т.А. Волхонская, В.Е. Киселев. - Новосибирск: Наука, 1991.
