I COLORANTII COLORANTI

La storia dei coloranti

715 BC viene istituito il mestiere del tintore di lana a Roma

331 BC Alessandro il grande conquista la capitale della Persia (Susa) e trova abiti colorati in porpora di 190 anni prima. Facevano parte del tesoro reale valutati l’equivalente di $6 milioni

236 BC un papiro egizio descrive i coloritori come persone con puzza di pesce, occhi tumefatti e mani instancabili

2° e 3° secolo AD in tombe romane vengono trovati dei tessuti lavorati con indigo invece del porpora del periodo imperiale

3° Secolo Stockholm Papyrus, papiro ritrovato in una tomba riporta la più antica ricetta conosciuta per l’imitazione del porpora. È di origine greca

2600 A.C. primi scritti sull’uso dei coloranti in Cina

400 AD Murex (il mollusco da cui deriva il colore porpora) va in via di estinzione a causa della esagerata raccolta. Una libra di vestito così colorato valeva l’equivalente di $20,000.

700's in un manoscritto cinese viene menzionato la tecnica di colorazione con il sistema di protezione con cera (batik)

1507 Francia, Olanda e Germania iniziano a coltivare a livello industriale piante coloranti

1519 Pizarro e Cortez trovano cotone in America del Sud e Centrale . Scoprono che gli indiani conoscevano perfettamente come colorare i tessuti. Inizia l’esportazione della cocciniglia dal Messico e dal Perù verso la Spagna.

1745 L’Indigo viene coltivato in Inghilterra

1774 viene commercializzato il Blue di Prussia (inventato nel 1704), formato da ferrocianuro di potassio e sale ferrico.

1788 la colorazione in giallo della seta viene fatta con acido Picrico

1856 William Henry Perkin scopre per caso il primo colorante sintetico la “Malveina" (anilina, fucsia) cercando di sintetizzare la chinolina per la cura della malaria.

1858-59 Verguin scopre il Magenta (fucsina)

1863 Lightfoot sitetizza il nero anilina, prodotto per ossidazione dell’anilina su fibre di cotone.

1868 Graebe, Liebermann e Perkin producono l’alizarina (isolando l’idrocarburo principale della radice della robbia, l’antracene). Era la prima volta che un colorante vegetale veniva sostituto da un identico sintetico.

1875-76 Caro e Witt sintetizzano la Chrysoidine, primo membro della classe degli azo coloranti.

1878 von Baeyer sintetizza l’indigo sintetico.

1880 Thomas e Holliday, sintetizzano il primo colorante azoico che si forma sul tessuto. Il Vacanceine rosso si forma per trattamento del tessuto con naftolo e successiva immersione in diazo amine.

1922 la AATCC (American Assoc. of Textile Chemists and Colorists) forma un comitato responsabile dello studio tecnologico e salutistico.

1939 in Italia nasce l’ACNA (Azienda Colori Nazionali e Affini).

Gli eschimesi hanno coniato sette termini diversi per indicare il bianco

Tre tinte di base dette primarie: magenta (rosa molto carico), giallo e ciano (azzurro che tende al turchese)

Colori

significati simbolici diversi

nomi dati alle tinte variano da una cultura all’altra

Non esiste in ogni lingua una traduzione di giallo, rosso, blu e verde.

Le tribù della savana africana, non distinguono tra verde e azzurro.

Alcune popolazioni della Nuova Guinea non hanno nomi per i colori ed usano solo le espressioni chiaro e scuro.

1913 Rudolf Steiner, filosofo austriaco, fondò l’antroposofia, che ha come aspetto centrale proprio l’importanza del colore.

Secondo tale filosofo infatti, le culle dei neonati dovrebbero essere protette da un drappo colorato per "nutrire" il bambino con la tonalità a lui più necessaria visto che il colore è un "alimento" fondamentale nell’infanzia.

Nelle scuole steineriane i bambini, dipingendo con le dita e con grossi pennelli, fanno dei veri e propri bagni nel colore come fonte di salute e di energia.

ANTROPOSOFIA(scienza dello spirito)

La cromoterapia usa i colori come medicine e sostiene che le vibrazioni dei colori possono guarire disturbi fisici ed emotivi.

In Francia il Ministero per l’Educazione ha promosso una ricerca per scoprire quali tonalità stimolano l’apprendimento.

In Giappone una fabbrica di automobili ha dipinto le pareti dei bagni di rosso, che crea disagio, per limitare le pause dei suoi dipendenti.

I cinesi scelgono arredi rossi per i loro ristoranti: sembra che mettano appetito. Alcune sfumature di giallo danno nausea e sono proibite sugli aerei.

CROMOTERAPIA

In latino "rubens" (rosso) è sinonimo di colorato. È il primo colore dell’arcobaleno che i neonati imparano a riconoscere, il primo a cui tutti i popoli hanno dato un nome. Appariscente, intenso, stimolante

ROSSO

La luce rosse è quella con un intervallo di lunghezze d’onda più ampio e per tale motivo le sue vibrazioni possono avere un effetto stimolante.

Le onde elettromagnetiche del blu sono più corte di quelle rosse e gialle , diciamo più "delicate" e per questo si ritiene che abbiano un effetto calmante, secondo alcuni studi una luce blu è addirittura in grado di rallentare il battito cardiaco.

BLU

Lattuga, piselli e kiwi, come tutti i cibi verdi, sono alimenti antistress e ci trasmettono le proprietà rilassanti di tale colore.

VERDE

Il cristallino dell’occhio mette a fuoco la luce di questa tonalità più facilmente delle altre, senza alcuna fatica.

Spesso basta una passeggiata nel bosco o nei prati per sentirsi più calmi.

In Oriente è il colore del sole, della fertilità e della regalità. Nel Giappone imperiale poteva indossarlo solo chi apparteneva alla famiglia reale.

GIALLO

Secondo i cromoterapeuti il colore giallo regala energia, forza e vitalità perchè le sue vibrazioni sono le più simili per intensità e frequenza a quelle dei raggi solari e, forse proprio per questa carica di cui è portatore, il giallo è stato spesso usato come colore di guerra. I Masai si preparavano alla battaglia dipingendo il proprio corpo e gli scudi di ocra. Molte tribù degli indiani d’America si cerchiavano gli occhi di giallo intenso

Sostanze prive di valore nutritivo o impiegate a scopo non nutritivo, che si aggiungono in qualsiasi fase della lavorazione alla massa o alla superficie degli alimenti per conservare nel tempo le caratteristiche chimiche, fisiche o fisico-chimiche, per evitarne l’alterazione spontanea o per impartire ad essi oppure per esaltarne favorevolmente particolari caratteristiche di aspetto, di sapore, di odore o di consistenza..

Additivi chimici (D.M. 31-3-1965)

Conservativi

Stabilizzanti

Emulsionanti

Coloranti Coloranti

Esaltatori di sapidità

Sostanze aromatizzanti

Alimenti per lieviti

Agenti di rivestimento

Agenti antischiumogeni

AcidificantiSali di fusione

Polveri lievitantiAntiagglomeranti

EdulcorantiAgenti di trattamento delle

farineVari (ipoclorito di sodio, acido metartarico,

cloruro di calcio)

Additivi volontari (secondo la classificazione dell’UE)

Additivo alimentare

Qualsiasi sostanza che normalmente non si consuma come alimento, in quanto tale, e non è utilizzata come ingrediente tipico degli alimenti, che indipendentemente dal fatto di avere un valore nutritivo, che aggiunta intenzionalmente ai prodotti alimentari per un fine tecnologico, nelle fasi di produzione, trattamento, imballaggio, trasporto o immagazzinamento degli alimenti, si possa ragionevolmente presumere diventi, essa stessa o i suoi derivati, un componente di tali alimenti, direttamente o indirettamente.

(D.M. 06-11-1992)

L’uso dei coloranti è disciplinato dalla Direttiva comunitaria 94/36/EC del 30 Giugno 1994, mentre la 95/45/EC e successive modifiche (99/75/EC e 2001/50/EC) definiscono i criteri di purezza riguardanti i coloranti per gli alimenti

esigenze di mercato

Incrementano l’interesse

Aumentano la vendita

consumatore memoria del prodotto naturale

Prodotto confezionato

USO NEGLI ALIMENTI

Il FBN (Food and Board) stabilisce i motivi per cui i coloranti possono essere aggiunti agli alimenti:

ridare il colore originaleassicurare uniformità di colore intensificare il colore proteggere dai raggi solariconferire un aspetto invitante ai cibi che sarebbero

poco appetibiliaiutare a conservare l’identità e le caratteristiche che

permettono il riconoscimento dei prodotti fornire un’indicazione visiva della qualità

Alimenti a cui è consentito addizionare coloranti

Prodotti dolciariBurro e formaggi

MargarinaBevande gassate

Alcuni vini specialiConfetture e marmellate

Mostarda tipica bologneseSurrogati del cioccolato

Gelati

Alimenti a cui non è consentito addizionare coloranti

AcquaSaleZuccheroMieleLattePanePastaCarne, Pesce

Olio

Caffè

Cioccolato

Torrone

Aceto

Succhi di frutta e verdura

Gelati di torrone, limone, panna e uovo

I cibi presentano un colore in base alla loro capacità di riflettere od emettere differenti quantità di energia a lunghezze d’onda capaci di stimolare la retina nell’occhio.

Radio Microwave Far IR IRNearIR VIS UV Vacuum UV X-Ray Y-Ray

770 nm 380 nm 180 nm

50cm 400m 25m

Spettro elettromagnetico

La Percezione del COLORE

Caratteristiche dell’osservatore

L’occhio umano è in grado di distinguere circa diecimila colori uno accanto all’altro, ma non riesce ad identificarne a memoria più di trecento.

Il gatto e la civetta vedono la banda di luce dell’infrarosso

Le api vedono anche le tonalità dell’ultravioletto.

Le valutazioni visive di un prodotto perché siano di aiuto per le industrie devono essere precise e riproducibili.

Condizioni standard per la valutazione dei colori

Illuminazione naturale o artificiale

Commission Internationale de L’ Eclairage (C.I.E.)

Riscaldamento sino ad incandescenza

Eccitazione atomica o molecolare

Caratteristiche spettrali funzione della T°C raggiunta

NeonXenon

fluorescenza

Sorgenti luminose

Oggetto Distribuzione luminosa

Distribuzione della luce dominante

Attributi cromatici (visti dalla distribuzione luminosa primaria )

Distribuzione luminosa secondaria

Attributi geometrici (visti dalla distribuzione luminosa secondaria)

Opaco non metallico plastico

Riflessione diffusa

Lucentezza tinta e saturazione

Riflessione speculare

RiflessioneLucentezzaSplendoreLuminositàUniformità in superficieImmagine riflesse distinguibile

Opaco metallico

Riflessione speculare

Riflessione e aromaticità

Riflessione diffusa

Riflessione opaca

traslucido Trasmissione diffusa

Traslucenza e aromaticità

Riflessione speculare riflessione diffusa

Riflessione luminosa Lucentezza

trasparente

Trasmissione regolare

Chiarezza e aromaticità Riflessione speculare trasmissione diffusa

Lucentezza Trasmissione opaca

Caratteristiche dell’oggetto illuminato

Strumentazione

Analisi fisiche: Spettrofotometro

Goniofotometro

Analisi psico-fisiche: Spettrofotometro colorimetrico

Colorimetro tristimoloRiflettometroOpacimetro

Struttura chimica dei coloranti

Cromoforo (Witt 1876) responsabile del colore

Auxocromo aumenta il potere colorante del cromoforo (non assorbe a >220nm, ma molto nell’UV lontano)

Sono gruppi come =N-; =O; =S; =NH; -NH2; -OH; -SO3H; che

possedendo doppietti elettronici liberi partecipano al fenomeno della risonanza allungando il sistema coniugato.

Teoria additiva e sottrattiva

Gli oggetti appaiono colorati perché la loro struttura molecolare fa si che alcune lunghezze d’onda vengano assorbite ed altre no

due elettroni di un legame quanto di luce

spin opposto ()

siano paralleli ()

(transizione chiamata

MOLECOLA

Radiazione assorbita

nm Colorazione osservata

Violetto 400-430 Giallo-verdastro

Blu 430-490 Giallo-arancio

Blu-verde 490-510 Rosso

Verde 510-530 Porpora

Giallo-verde 530-560 Violetto

Giallo 560-590 Blu

Arancio 590-610 Blu-verdastro

Rosso 610-730 Blu-verde

Quando legami singoli si alternano a legami doppi, questi si definiscono coniugati, gli elettroni vengono detti delocalizzati e l’energia richiesta per una transizione è più bassa (la lunghezza d’onda aumenta)

La maggior parte delle molecole colorate, hanno doppi legami coniugati.

HC CH[ ]n

n = 1 incoloren = 2 giallo chiaron = 3 verden = 4 giallo cromon = 5 arancion = 6 violetto

La lunghezza d’onda alla quale la sostanza assorbe la maggior parte della radiazione viene definita come max.

Classificazione

Color Index

FDA coloranti per uso alimentare farmaceutico e cosmetico:Esenti da certificazioneCon certificazione

CI, 75.000 a 75.999

alimenti, farmaci, cosmetici (FD C)farmaci, cosmetici (D C)farmaci, cosmetici uso est. (D C)

Classificazione

In base all’uso1) coloranti per la colorazione della massa e della superficie;2) coloranti per la colorazione limitata alla superficie.

I coloranti sono classificati nell’ambito della CEE con la lettera E dal numero 100 al 180.

C.E.E

35 coloranti, ma 18 sono senz’altro i più utilizzati. Sono coloranti inorganici, organici naturali o sintetici,

Dal 100 al 163 sono coloranti organici naturali e sinteticiDal 170 al 180 sono coloranti minerali

gli estratti e i succhi di vegetali e di frutta (carota, sambuco, sandalo, fragola, ciliegia, mirtillo, limone, prezzemolo ecc.) in grado di conferire ai sistemi alimentari contemporaneamente colore ed aroma.

Non sono considerati coloranti:

i pigmenti usati per colorare le parti esterne non commestibili di prodotti alimentari (come i rivestimenti degli insaccati e dei formaggi).

Colore C.E.E. Nome Tipo

Giallo E 100 Curcumina Naturale

E 101 Lattoflavina Naturale

E 102 Tartrazina Sintetico

E 104 Giallo chinolina Sintetico

E 105 Giallo solido Sintetico

Arancio E 110 Giallo arancio S Sintetico

E 111 Arancio CGN Sintetico

Rosso E 120 Cocciniglia Naturale

E 121 Orceina Naturale

E 122 Azorubina Sintetico

E 123 Amaranto Sintetico

E 124 Rosso cocciniglia A Sintetico

E 127 Eritrosina Sintetico

Colore C.E.E. Nome Tipo

Blu E 130 Blu antrachinone Sintetico

E 131 Blu patent V Sintetico

E 132 Indigotina Sintetico

Verde E 140 Clorofille Naturale

E 141 Complessi rameici delle clorofille

Naturale

E 142 Verde acido brillante Sintetico

Bruno E 150 Caramello Naturale

Nero E 151 Nero brillante BN Sintetico

E 153 Carbone medicinale Naturale

Colore

Colore C.E.E. Nome Tipo

Sfumature varie E 160 Carotenoidi Naturale

E 161 Xantofille Naturale

E 162 Rosso di barbabietole Naturale

E 163 antociani Naturale

Sfumature varie E 170 Carbonato di calcio Minerale

E 171 Biossido di titanio Minerale

E 172 Ossidi di ferro Minerale

E 173 Alluminio Minerale

E 174 Argento Minerale

E 175 Oro Minerale

E 180 Pigmento rosso Minerale

Con decreto del 1/1/78 sono stati vietati l' E123, E125, E126, E130, E152. Restano quindi in vigore circa una quindicina di coloranti di sintesi per la gamma che va dal giallo, arancio, rosso, verde, blu e nero.

Natura chimica:Organici Inorganici

Solubilità: LiposolubiliClorofilla, caroteniIdrosolubiliAntociani, flavonoidi, betacianine, betaxantineAltriCurcumina, riboflavina, etc.

Classificazione

Origine:NaturaliSintetici

Gruppo cromoforo:Struttura chimica

Da sinistra estratto di barbina rossa (E 162), clorofilla complesso rameico (E 141), paprica(E 160c), estratto di spinaci (E 140), sambuco (E 163).

I coloranti naturali

Coloranti naturali nei tessuti animali e vegetali e coloranti sintetici

Composti dell’eme (mioglobina ed emoglobina; 1953 Kendrew)

il 90% del colore è dovuto alla mioglobina

Struttura terziaria

NNH

N HN

1

2 34

5

67

8

A B

CD

I II

IIIIV

Globina: Proteina costituita da una singola catena polipeptidica di 152 aminoacidi

Mioglobina

Eme:gruppo cromoforo

Anello porfirinico + Fe

Mioglobina

pigmento formazione Stato del Fe

colore

mioglobina Fe2+ Rosso/porpora

ossimioglobina ossigenazione

Fe2+ Rosso brillante

metamioglobina ossidazione Fe3+ marrone

NOmioglobina Combinazione con NO

Fe3+ Rosso brillante fucsia

solfomioglobina Effetto di H2S

Fe3+ verde

colemioglobina H2O2 Fe2+ o

Fe3+

verde

Globina mioemocromogeno

Calore, denaturazione

Fe2+ Rosso smorto

Clorofilla

Colore verde (E 140) delle foglie dei vegetali e dei frutti non maturi, tale colore si manifesta perché la molecola è in grado di assorbire le radiazioni rosse e violette complementari del verde

8

7 6

5

4

32

1NN

N N

Mg

O

CH3

CH3

CH3

H

H

HH

H

H

CH2CH3

CO2CH3

CH2

CH2

CO2

RCHC

H

H

CH3 CH3

Chl a R=CH3 (3)Chl b R=CHO (1)

NNH

N HN

1

2 34

5

67

8

A B

CD

I II

IIIIV

D C

BA8

76

54

3

2

1 NH

HN

9

10

11

12

1314

1516

17

18

19

20

IV III

III

8

7 6

5

432

1

NNH

N HN

V

910

Figura 21. Struttura della porfina (a, b) e della forbina (c)

A B C

per idrolisi alcalina delle clorofille si ottengono le clorofilline

Per l’estrazione possono essere usati i seguenti solventi: metiletil chetone, acetone, diossido di carbonio, diclorometano, propan 2-olo, etanolo, metanolo ed esano.

Estrazione e deterioramento

Clorofillase (esterase) rottura del fitolo con formazione di clorofillidi e feofirbidi solubili in acqua

Processi tecnologici di manipolazione dei vegetali (scottatura prima del congelamento, cottura, etc.) due categorie di derivati della clorofilla. I composti che conservano il magnesio sono verdi Quelli senza il magnesio sono verde-marrone (il magnesio viene sostituito da due atomi di H dando feofitina a e b, pirofeofitine).

La clorofilla b è molto più stabile al calore della clorofilla a, questo pare sia dovuto all’effetto elettrone attrattore del gruppo formilico in C-3.

La stabilità della clorofilla alla temperatura è anche pH dipendente; a pH basico è molto più stabile che a pH acido.

La diminuzione di clorofilla durante i processi tecnologici può raggiungere anche l’80-100%.

Accorgimenti tecnologici per poter il colore verde vi sono:

Neutralizzazione degli acidi (aggiunta di ossido di calcio, carbonato di magnesio e di sodio, etc.),

Sterilizzazione con metodiche HTST,

Conversione della clorofilla in clorofillide più stabile,

Creazione di derivati metallici nei quali il magnesio e sostituito con altri metalli che danno complessi più stabili (rame; E141).

Si può ottenere dagli spinaciSpinacea oleracea L. (Chenopodiaceae).dall’ortica Urtica dioica L. e dall’erba medica

La clorofilla è liposolubile e viene usata per colorare pasta, dolci e prodotti caseari e, dato che ha anche proprietà deodoranti, è usata dall'industria cosmetica per saponi e profumi.

Derivazione e uso

Coloranti carotenoidi e derivati

Presenti in molte specie di foglie, fiori e frutti sono contenuti nei cromoplasti, sciolti in goccioline di grasso o come cristalli.

Nei vegetali sono contenuti anche nei cloroplasti, dove sono mascherati dal verde della clorofilla.

Si conoscono più di 560 strutture carotenoidiche senza contare gli isomeri geometrici.

Si trovano anche negli animali, ma vengono biosintetizzati solo da alcuni lieviti (appartenenti stessa famiglia) come Rhodoturola, Cryptococcus, Sporobolomyces.

Fungono da pigmenti secondari nella cattura dei raggi solari

Coloranti carotenoidi e derivati

Si distinguono caroteni (idrocarburi) e xantofille (presentano anche ossigeno). Sono formati da 8 unità isopreniche.

I caroteni (E 160) sono contenuti nelle carote (Daucus carota L.), nei pomodori (Lycopersicon esculentum Mill.), nelle arance (Citrus sinensis (L.) Osbeck), nella camomilla (Chamomilla recutita (L.) Rauschert), nella calendula (Calendula officinalis L.), nello zafferano (Croccus sativus), nel peperone (Capsicum) nel mango, nei cachi, sono responsabili del tenue colore del latte e del burro. Nelle foglie è presente insieme alla clorofilla da cui è in genere mascherato.

Le xantofille (E 161) sono presenti nell'uvaspina (Ribes uva-crispa L.), nel mandarino (Citrus aurantium L. f. deliciosa (Ten.) M. Hiroe), nei petali delle rose e delle viole del pensiero (Viola tricolor L.), nel granturco (Mais Zea)

La molecola del carotene può assorbire la luce blu e quindi appare di colore arancione. Allo stato puro si presenta in cristalli rosso rubino, ma quando è diluita ha la caratteristica colorazione giallo-arancio.È solubile nei grassi, ma non nell’acqua e ciò spiega la sua presenza in natura È precursore della vitamina A

Carotene

Il licopene è una molecola di carotene con i due anelli terminali aperti ed è responsabile del colore dei pomodori. Quando il pomodoro matura la clorofilla che dà il colore verde al frutto acerbo si decompone e non maschera più il colore del licopene.Il colore delle albicocche è dovuto al licopene e al carotene.

Licopene

Tra tutti i carotenoidi conosciuti, il Licopene possiede la più elevata capacità anti-ossidante conosciuta.

Si ottiene dal pomodoro e dall’olio di palma

La crocetina è una versione più corta della molecola del licopene con ciascuna estremità ossidata ad acido carbossilico (-COOH), quando di-esterificata con il gentobiosio forma la crocina responsabile del colore giallo dello zafferano.

La bixina, analoga alla crocetina, da cui differisce solo per un piccolo prolungamento della catena e per la conversione di un gruppo carbossilico nel suo estere metilico (-COOCH3), è responsabile del colore rosso dell’annatto, un

colorante estratto del rivestimento esterno dei semi di Bixia orellana, usato per colorare alcuni tipi di formaggi (leicester), gelati, o in piatti di carne. Costituisce l’80% dei pigmenti presenti.

La zeaxantina fa parte della famiglia delle xantofille versioni leggermente ossidate del carotene, contenenti cioè atomi di ossigeno. La zeaxantina è presente soprattutto nel peperone rosso e nel grano, è responsabile insieme al carotene, del colore del granoturco, queste due molecole insieme contribuiscono anche al colore del mango. La zeaxantina contribuisce anche al colore del tuorlo dell’uovo e del succo di arancia.

OH

HO

La luteina è il principale carotenoide contenuto nell’area centrale della retina, detta macula. Può agire come un filtro che protegge la macula dalla luce solare. I soggetti che si nutrono di cibi ricchi di luteina sembrano avere una minore incidenza di degenerazione maculare.

E’ una sostanza che si trova negli spinaci, nell’insalata, nei porri, e nei piselli.

OH

HO

L’astaxantina è una molecola di carotene in cui sono presenti quattro atomi di ossigeno. La loro presenza fa variare la quantità di energia necessaria a spostare i suoi elettroni e pertanto la molecola presenta un colore diverse rispetto al carotene. L’astaxantina è rosa ed è responsabile del colore del salmone. Si trova anche nel carapace dei crostacei (gamberetto, aragosta) dove si manifesta però solo dopo la bollitura; negli animali vivi il colore è infatti mascherato perché la molecola è legata a una proteina e appare di colore nerastro.

Si ottiene da una microalga l’Haematococcus pluvialis

La cantaxantina, responsabile del colore del fenicottero americano è una molecola di astaxantina che ha perso i suoi due gruppi -OH. Il colore dei fenicotteri è dovuto alla loro dieta a base di gamberetti; in cattività, se non nutriti con tale alimento, perdono il colore rosa.

Si ottiene dai funghi

HO

O

OH

La capsantina, viene utilizzata negli alimenti per i pesci d’acquario per la loro colorazione La capsantina è il colorante tipico del peperoncino rosso Capsicum annuum. È responsabile anche del sapore piccante.

Estrazione con acqua o con olio, dopo macerazione.

Estrazione con solventi, come il cloruro di metilene, la trielina.

Sono commercializzati in soluzione acquosa, in dispersione oleaginosa o come polvere.

Sono liposolubili (colorazione di formaggi, sostanze grasse).

L’estrazione va fatta in assenza di luce a temperatura bassa e in atmosfera controllata

La maggior parte di questi composti si trova in combinazione con una molecola di zucchero (componente glucidico).

Flavonoidi

Responsabili di molti dei colori brillanti del mondo della primavera

C C C

C6C3C6

Flavanoni e Flavani

Coloranti antocianici

Le antocianine sono responsabili di molti dei colori rossi, porpora e blu che si trovano in natura, ma non del rosso delle barbabietole e della buganvillee che è dovuto ad altri tipi di composti chiamati betacianine.

Una delle classi principali di flavani è costituita dalle antocianidine.

In combinazione con le molecole glucidiche come il glucosio, le antocianidine diventano antocianine (dal greco: anthos kyanos, fiore blu).

O

R1

R2

HO

OR4

OR3

OH+

12

345

6

78 1°

2°3°

4°

5°6°

Catione flavinio R1 e R2 = H, OH, OCH3; R3 =glicoside; R4 = H o glicoside

Gli antociani sono molto sensibili alle variazioni di pH:

si presentano di colore rosso in soluzione fortemente acida, violetto in soluzione debolmente acida, blu verde in soluzione debolmente basica giallo in soluzione fortemente basica.

La presenza dell’ossigeno e l’aumento della temperatura sono fattori di instabilità.

La pelargonidina è la più semplice delle antocianidine ed è responsabile del rosso del geranio domestico e contribuisce al colore delle fragole e dei lamponi maturi. È l’unica assente nell’uva.

O

OH

OH

OH

OH

+Antocianidine

pelargonidina, cianidina, delfinidina, peonidina, petunidina, malvidina

Presentano sempre un residuo glicosidico (glucosio, ramnosio, galattosio e arabinosio) in posizione 3, talvolta in posizione 5 raramente in posizione 7

La cianidina fornisce il colore viola; è responsabile del colore delle more mature e contribuisce ai colori dei ribes neri, dei lamponi, delle fragole, delle bucce di mele e delle ciliegie. Il suo colore in soluzione acida è rosso, ma in soluzione alcalina è viola.

I colori notevolmente diversi del fiordaliso e del papavero hanno in effetti la stessa origine. Nel fiordaliso la linfa è alcalina e la molecola di cianidina è blu, nel papavero la linfa è acida e la molecola di cianidina diventa rossa.

Il cavolo rosso mantiene il suo colore, dovuto alla cianidina, se viene cotto in ambiente acido. I fiori a volte modificano l’acidità della loro linfa e cambiano colore dopo l’impollinazione per attirare meno l’attenzione degli insetti.

O

OH

OH

OH

OH

OH +

O

OH

OH

OH

OH

OH

O

OH

OH

OH

OH

OCH3

Le altre antocianidineDelfinidina

Peonidina

Responsabile del colore delle viole (verbena), uva spina

O

OH

OH

OH

OH

OH

OCH3Petunidina

O

OH

OH

OH

OH

OCH3

OCH3

Malvidina

Le altre antocianidine

Enocianina:Gli antociani presenti nell’uva costituiti prevalentemente da malvidina 3-glucoside vengono estratti per lavaggi delle bucce non fermentate con acqua tamponata a pH 2.0

miscela di antocianine + componenti glucosidici dell’uva

idrolisi dei glucosidi

separazione con tecnica cromatografica

per la colorazione di vini rossi, bevande, marmellate.

Si possono estrarre con acqua trattata al solfito, acqua acidificata, diossido di carbonio, metanolo o etanolo da ceppi naturali di frutti e verdure commestibili

Gli antociani usati nell’alimentazione devono essere ottenuti solo da frutti e ortaggi commestibili come: fragole, more, ciliegie, cavoli rossi, cipolla rossa, melanzane, uva e succo.

Estrazione e uso

Tannini

Composti fenolici con strutture complesse che si trovano comunemente nei vegetali.

Due tipi

condensatiidrolizzabili

ProantocianidineLeucoantocianidine

Gallotanniniellagitannini

Estratti da bucce vinaccioli e raspiEstratti dal legno delle botti

Sono patrimonio naturale dell'uva, in cui svolgono la funzione di proteggere la pianta da fitofagi e agenti patogeni.

La funzione principale dei tannini è legata al colore

Altra funzione è quella conservante, influiscono molto sull'invecchiamento del vino, ma anche sulla sua durata.

Sono associate molte caratteristiche sensoriali dei vini rossi: le sensazioni di astringenza e di amaro

Tannini

Fonti di Tannini idrolizzabili

Gallotannini: Quercus infectoria, Rhus semilalata, coriaria, typhinus, Caesalpina spinosa

Ellagitannini: noci di Terminalia chebula, corteccia di Quercus sp., guscio dei frutti di Caesalpina coriaria

La molecola della quercetina è un flavonoide, ma appartiene al gruppo dei flavanoni anziché a quello dei flavani di cui fanno parte le antocianidine e alla classe dei flavonoli (l’ossigeno supplementare sull’anello centrale fa la differenza).

E' gialla, è responsabile del colore della Quercia tinctoria e si trova anche in molto foglie, ma il suo colore viene mascherato dalla clorofilla finché questa non si decompone in autunno.

Flavonoli

O

O

OH

OH

OH

Altri flavonoli sono incolori e sono presenti nelle foglie per prevenire i danni dovuti all’assorbimento dei raggi ultravioletti.

In autunno, quando la clorofilla si decompone, questi flavonoli incolori vengono privati dell’atomo di ossigeno attaccato all’anello centrale e si convertono in antocianidine che hanno colori brillanti.

Questa trasformazione chimica che consiste solo nella perdita di un atomo di ossigeno è responsabile della nostra percezione del colore dell’autunno.

Vitamina K e chinoni

Il gruppo cromoforo è dato dal sistema coniugato del para e orto chinone: benzo, nafto, antra.

OO

O

O

O

O

OO

O

O

OH

OH

1,2-naftochinone, giallo-rosso

1,2-benzochinone, rosso

1,4-naftochinone, giallo

1,4-benzochinone, giallo

alizarina rosso-arancio

3

O

CH3

CH2 CH C CH2

CH3

CH2 CH2 CH

CH3

CH2 H

O

Sono i responsabili del colore scuro che compare sulla superficie dei vegetali tagliati (mele, banane, patate etc.)

Questo imbrunimento enzimatico dovuto all’ossidazione irreversibile mediata da enzimi (fenolasi e polifenolossidasi quali la laccasi e la catecolasi).

Tutti i chinoni sono colorati e sono presenti nelle piante come pigmenti, alcuni di essi hanno attività biologica, come la vitamina K (nafta) antiemorragica.

Vitamina K1

Acido carminico

Usato in molti aperitivi

Fonti:estratti acquosi, alcolici-acquosi o alcolici dei corpi essiccati dell’insetto di sesso femminile Dactylopius coccus Costa (cocciniglia) che vive su vari tipi di cactus

Vari tipi di carminio e l’acido carminico

La sostanza colorante è l’acido carminico estratto da 1Kg di colorante con una soluzione acquosa di allume e 30g di potassa

1 ettaro di terreno a cactus produce 300Kg di cocciniglia equivalenti a 2 Kg di colorante

O

OH

CH3O

OH

OH

OH

OH

O

OOH

OH

OH

OH

Kermes è uno dei coloranti conosciuti più antico. Viene menzionato anche nella Bibbia con il nome di Coccus scarlato.

L’acido laccaico o acido xanto-kermesico, Quattro composti diversi denominati con le lettere A, B, C e D

Flavine

Le flavine di colore giallo contengono nella loro molecola un nucleo a 3 anelli esatomici detto isoallosazinico e rappresentano il gruppo prostetico (cromoforo) delle flavoproteine,

Partecipano ai processi di ossidoriduzione nelle cellule animali e vegetali.

Si trovano nei lieviti, nel latte, nelle carni e nelle frattaglie.

Anche le MAO sono un gruppo di flavoproteine localizzate sulla superficie dei mitocondri di molti tessuti di mammiferi, soprattutto nervoso, fegato, rene, polmone, vasi, cuore, mucosa intestinale

Riboflavina (E101)

La riboflavina, o lattoflavina, o vit. B2, è il colorante (giallo) naturale del latte contenente il nucleo isoallosazinico, ma è presente anche in molti ortaggi verdi, in particolare cavolo e pomodoro; usata anche come nutriente associata ad altre vitamine del gruppo B. (per colorare biscotti, dolci)

N

N

N

NH

O

O

CH3

CH3

CH2

nucleo isoallossazinico delle flavine

gruppo cromoforo

Melanine

Pigmenti bruni diffusi nel regno animale (eumelanine, feomelanine) e vegetale (allomelanine, non contengono N).

Nei vegetali si trovano nei funghi, nei semi, nell’humus,

Negli animali sono contenuti in particolari cellule, dette melanociti, appartenenti alla pelle, ai capelli, alle penne ed anche all’inchiostro di seppia.

Le melanine, come tutti i derivati indolici, hanno una funzione protettiva bloccando la formazione di radicali liberi e costituiscono una difesa della pelle nei confronti dei raggi solari.

Betaina

Il rosso bietola si ottiene dalle radici di ceppi naturali di barbabietole rosse (Beta vulgaris L. var. rubra) per spremitura delle barbabietole frantumate o mediante estrazione con acqua delle radici trinciate successivo arricchimento nel principio attivo. Il colorante è costituito da differenti pigmenti idrosolubili tutti appartenenti alla classe delle betalaine. Il colorante principale è costituito da betaciani (rossi) di cui la betaina costituisce il 75-95%. Possono essere presenti anche piccole quantità di betaxantina (gialla) e di prodotto di degradazione delle betalaine (di colore bruno chiaro).

Curcumina (E100)

La curcumina è un colorante giallo-arancio (curry) estratto dai rizomi macinati di ceppi naturali della Curcuma Longa L..

Per ottenere l’estratto purificato di curcuminasi si purifica l’estratto per cristallizazione. Il prodotto è costituito fondamentalmente da curcumine e dai loro derivati metossilati.

Non si ha notizia di fenomeni negativi connessi alla sua assunzione alle dosi richieste dalla buona tecnica.

Solventi utilizzabili per l’estrazione sono: etile acetato, acetone, diossido di carbonio, diclorometano, n-butanolo, etanolo, esano.

Usato per colorare mostarde, dadi, minestre preconfezionate.

Caramello

Il prodotto di colore bruno, è il costituente caratteristico del marsala e di altri vini o mosti sottoposti a vari trattamenti termici.

Viene usato per bevande analcoliche, birre, aceti (non in Italia), in pasticceria e come componente dei surrogati del caffè

Il caramello semplice viene preparato per riscaldamento controllato dei carboidrati (dolcificanti per alimenti dotati di potere nutritivo e disponibili in commercio, costituiti dai monomeri glucosio e fruttosio o da loro polimeri ovvero da sciroppi di glucosio, da saccarosio e/o da sciroppi di zucchero invertito e da destrosio).

Colori vegetali

Calendula officinalis

Parte utilizzata: petali Colore: gialloPigmento: luteina

Parte utilizzata: radici Colore: gialloPigmento: curcumina

Curcuma longa

Beta vulgaris

Parte utilizzata: radici Colore: rossoPigmento: betaina

Hibiscus sabdariffa

Karkadè: sepali

Parte utilizzata: Fiore e caliceColore: rossoPigmento: cianidina

Amaranthus Tricolor Parte utilizzata: foglieColore: rossoPigmento: Amarantina

Annato, Bixia Orellana

Parte utilizzata: semi Colore: rossoPigmento: bixina

Chelidonium majus

Parte utilizzata: pianta Colore: gialloPigmento:

Parte utilizzata: pianta Colore: gialloPigmento:scopnarina

Genista tintoria

Parte utilizzata: capolinoColore:gialloPigmento:

Anthemis tinctoria (camomilla gialla)

Matricaria recutita (camomilla)

Parte utilizzata: capolinoColore:bluPigmento: camazulene (si origina dalla matricina)

Rubia tinctorum

Parte utilizzata: radiciColore: rossoPigmento: alizarina

Isatis tinctoria

Parte utilizzata: foglieColore: bluPigmento:indigotina

Indigofera tinctoria

Parte utilizzata: foglieColore: bluPigmento:indigotina

Coloranti sintetici

Presentano il vantaggio di essere più stabili e meno costosi

problemi di tossicitàcoloranti azoici caratterizzati dal gruppo cromoforo azo

SI FORMANO dai sali di diazonio aromatici + fenoli e ammine aromatiche Tutti gli azo-composti sono colorati e trovano impiego nell'industria tessile e alimentare.

CONTENGONO il gruppo -N=N- (azo)

Metabolismo dei composti azoici

degradazioni ulteriori a livello microsomiale: riduzioni, N-alchilazioni, idrossilazioni, coniugazioni. (formazione di composti cancerogeni)

Tratto gastrointestinale

azione dei succhi digestivi e della flora intestinale

rottura del legame N=N (diazo) e formazione di ammine cicliche

assorbite dalla mucosa intestinale, vengono portate per via sanguigna al fegato

Sicurezza dei coloranti

Tema aperto.

Problema più diffuso sono le reazioni allergiche per ipersensibilità. Asma

Possibili effetti cancerogeni e mutageni

Sospetti sia sui coloranti sintetici che su quelli naturali

I coloranti azoici autorizzati, sono composti solfonati idrosolubili che vengono per questa ragione eliminati molto rapidamente

Rosso Scarlato

Sudan III

Coloranti sospesi

responsabili di tumori epatici

Coloranti esclusi per tossicità:

E 103 Crisoina E 105 Giallo solido E 111 Arancio GGN E 121 Orceina solforata/oricello, orceina E 125 Scarlatto GN E 126 Ponceau (Scarlatto 6R) E 130 Blu antrachinone E 152 Nero 7984 E 181 Sfumature diverse

D. M. 22-12-1967, D. M. 3-9-1976

Coloranti che hanno una DGA provvisoria

E 123 (Rosso amaranto)E 129 (Rosso allura Ac)E 155 (Bruno HT)E 127 (Eritrosina)E 102 (Tartrazina)E 132 (Indigotina)

Tartrazina (E102)

Usato in dolci, sciroppi, bibite, conserve, gelato allo zabbaione

È controindicato alle persone allergiche all’acido acetilsalicilico, sconsigliato nei prodotti per bambini

Manifestazione di attacchi d’asma, lacrimazione, eruzioni cutanee,offuscamento della vista,

Usata per adulterare lo zafferano

Giallo di chinolina (E104), caramelle bibite , liquori, gelati, leggermente tossico non permesso in Australia, sconsigliato negli alimenti per bambini

Amaranto (E123) ammesso solo per il succedaneo del caviale. Rosso porpora bandito negli stati uniti nel 1976. È accusato di essere mutageno. Si ritrova anche nelle gelatine e nei prodotti di pasticceria.

Litolrubina (E180) pigmento rosso usato solo per la crosta dei formaggi, vietato in Australia, controindicato nelle persone allergiche.

Eritrosina (E127) rosso usato nella frutta sciroppata, nelle caramelle, nei canditi, nelle gelatine di frutta. La FDA americana l’ha esclusa dagli alimenti perché contiene una concentrazione di iodio del 22%. Rischi per il tumore alla tiroide. E ipertiroidismo.