Barwniki stosowane w przemyśle spożywczym

Na etykiecie widnieją jako litera „E” wraz z odpowiednią cyfrą – od 100 do 199. Wyznacznikiem bezpieczeństwa każdej z nich jest ADI, czyli Acceptable Daily Intake, mówiący nam o ilości substancji, która na obecny stan wiedzy, nie wyrządza szkody w organizmie. W praktyce ciężko jest ustalić, czy dana dawka dopuszczalna prawnie jest dla każdego bezpieczna. Nie jesteśmy w stanie ocenić, jak dużo produktów zawierających konkretną substancję spożyje każda osoba w ciągu swojego życia. Istotną sprawą jest więc wzbudzanie świadomości konsumenckiej.

Barwniki naturalne

Tę grupę dodatków spożywczych otrzymuje się w wyniku ekstrakcji surowców roślinnych (rzadziej zwierzęcych) lub biotechnologicznie. Są to głównie trzy typy związków: organiczne (ekstrakty), nieorganiczne (pigmenty) oraz powstające w wyniku czynności technologicznych (karmel). Zapotrzebowanie na tego typu barwniki jest bardzo duże, jednak ich zasoby i koszty produkcji są stosunkowo wysokie, w porównaniu do barwników syntetycznych.

Kurkumina (E100) pochodzenia roślinnego pozyskiwana jest głównie z kłączy ostryżu długiego (Curcuma domestica), inaczej zwanego kurkumą. Stanowi ok. 7,5% jego suchej masy. W postaci żółto-pomarańczowego proszku zabarwia żywność na swój kolor. Zależność odcienia pomiędzy żółtym a pomarańczowym spowodowana jest jej wrażliwością na odczyn środowiska – w kwaśnym jest jaśniejsza, natomiast w zasadowym czerwono-brunatna. Ten naturalny barwnik, w stężeniu określonym normą, nie stanowi zagrożenia, co więcej – posiada właściwości przeciwutleniające, przeciwzapalne i antynowotworowe. Często możemy go znaleźć w takich produktach jak: musztardy, wyroby piekarnicze i cukiernicze, sery oraz napoje gazowane.

Rys. 1. Wzór strukturalny kurkuminy

Ryboflawina (E101) posiada barwę podobną do kurkuminy i nadaje żywności odcienie żółto-pomarańczowe. Znana również pod nazwą witamina B2 występuje i odgrywa ważną rolę w organizmie człowieka – jest koenzymem wpływającym na wiele przemian metabolicznych komórek. Niedobór tej witaminy może skutkować zaburzeniami funkcjonowania układu nerwowego oraz powstawaniem stanów zapalnych błon śluzowych. Najczęściej uzyskiwana jest w wyniku biosyntezy z udziałem grzybów Eremothecium ashbyii i Ashby gossypii. Zazwyczaj stosuje się ją podczas produkcji m.in. płatków śniadaniowych, suplementów diety oraz serków topionych.

Rys. 2. Ryboflawina w postaci proszku

Koszenila (E120, kwas karminowy) jest jedynym przykładem powszechnie stosowanego barwnika pochodzenia zwierzęcego, pozyskiwanym z wysuszonych i zmielonych pancerzyków Dactylopius coccus, czyli owadów z gatunku pluskwiaków. Ze względu na swoją ciemnoczerwoną barwę używana jest w produkcji koncentratów obiadowych, mrożonych deserów i ogórków konserwowych. Niestety jej stosowanie nie jest do końca bezpieczne, ponieważ mogą wówczas wystąpić reakcje alergiczne, a nawet wstrząs anafilaktyczny.

Chlorofil (E140) to barwnik lipidowy występujący w dwóch formach – przyjmujący barwę niebiesko-zieloną chlorofil a oraz chlorofil b koloru zielono-żółtego. Nie wykazują one negatywnych oddziaływań na organizm ludzki, a co więcej – posiadają właściwości bakteriostatyczne i antyoksydacyjne. Otrzymywane są w procesie ekstrakcji roślin, takich jak: lucerna, trawa czy pokrzywa. Stosowane są w roli barwników m.in. w makaronach, lodach, groszku konserwowym oraz aromatyzowanych olejach roślinnych.

Rys. 3. Maksima absorpcyjne chlorofili na tle widma światła białego

Antocyjany (E163) z grupy flawonoidów występują w szerokiej gamie roślin (szczególnie duże ilości w łodygach, owocach i nasionach). Ekstrahowane są m.in. z bakłażana, borówek, czarnego bzu czy żurawiny. Odpowiadają za barwniki od czerwonych do niebieskich, w zależności od pH. Ich spożycie nie powoduje negatywnych skutków dla człowieka. Posiadają wielokierunkową bioaktywność – właściwości antyoksydacyjne, przeciwzapalne, antynowotworowe, a także są uważane za czynnik opóźniający rozwój choroby wieńcowej. Często możemy je odnaleźć w jogurtach, galaretkach, winie i marmoladach.

Rys. 4. Przykłady naturalnych źródeł antocyjan

Innymi przykładami barwników naturalnych, nieszkodliwych dla organizmów, są: karoteny (E160) i betanina (162). 

Barwniki syntetyczne

W przeciwieństwie do naturalnych, wytwarzane są w drodze syntezy chemicznej. Stosunkowo łatwe w użyciu, trwałe oraz tanie zamienniki roślinnych barwników niejednokrotnie przejawiają negatywne skutki w funkcjonowaniu organizmu, wywołują alergie oraz choroby. Ze względu na swoje działanie tylko nieliczne z nich są dopuszczane do użycia. Możemy je podzielić na pięć podstawowych grup  barwników: azowe, triarylometanowe, ksantenowe, chinolinowe i indygoidowe. Większość z nich jest niestety bardzo szkodliwa, np. barwniki azowe w organizmie ludzkim są poddawane przemianą, w wyniku których stają się rakotwórczymi związkami aminowymi. Chociaż wyeliminowano część niebezpieczeństwa, poprzez podniesienie ich rozpuszczalności w wodzie, a co za tym idzie – łatwiejszego wydalania, nadal te, rozpuszczalne w tłuszczach stanowią olbrzymi problem. Mają one bowiem tendencję do odkładania się m.in. w wątrobie i innych narządach wewnętrznych. Należy zaznaczyć, że dopuszczone do użytku barwniki o stosownych normach, spożywane rozważnie, nie są w stanie nam zaszkodzić. Najczęstsze skutki takich dodatków mogą wyczuć alergicy, gdyż to u nich zazwyczaj występuje nadwrażliwość.

Tartrazyna (E102), barwiąca produkt na żółto-pomarańczowo, została zdelegalizowana w niektórych krajach, ale na terenie Unii Europejskiej możemy ją znaleźć w napojach, płatkach kukurydzianych i chipsach. Powoduje reakcje alergiczne, jest źle tolerowana w organizmie i szczególną uwagę powinny zwrócić na nią osoby uczulone na aspirynę, gdyż najprawdopodobniej będą również reagować alergicznie na tartrazynę. 4-aminobifenyl, zawarty w barwniku, posiada potwierdzone działanie kancerogenne, szczególnie w kierunku układu moczowego i płciowego.

Rys. 5. Wzór strukturalny tartrazyny

Azorubina (E122) czerwona, której roztwory wodne mogą być niebiesko-czerwone, stosowana jest głównie w produkcji żywności wysoko przetworzonej. Używa się jej w napojach alkoholowych i bezalkoholowych, wędzonych mięsach i rybach, żywności puszkowanej, lodach oraz aromatach. Nie ma właściwości kancerogennych, jednak może powodować silne skutki uboczne (wysypki, duszności) oraz nasilać reakcje objawowe astmy i alergii na salicylany.

Rys. 6. Azorubina wykorzystywana jest do wzmocnienia kolorów lodów

Amarant (E123)  to czerwony barwnik, używany do barwienia m.in. galaretek, płatków śniadaniowych i kawioru, dozwolony też w celu dobarwiania alkoholi. Do skutków ubocznych jego stosowania zalicza się: niepłodność, choroby wątroby oraz nerek. Ze względu na swoją kancerogenność jest całkowicie zakazany w niektórych krajach.

Rys. 7. Amarantu używa się do barwienia jasnego kawioru

Indygotyna (E132) to barwnik odpowiedzialny za niebieskie zabarwienie słodyczy i napojów. Nie uznaje się jej za toksyczną ani rakotwórczą, jednak poprzez wiązanie się z białkami wywołuje silniejsze objawy alergiczne, w tym duszności, świąd oraz wysypki.

Rys. 8. Zabarwienie napojów spowodowane dodatkiem indygotyny

Czerń brylantowa (E151) to czarny barwnik stosowany podczas produkcji jogurtów, ciast w proszku, kawiorów, sosów. Jak reszta barwników azowych, jej działanie wywołuje silne alergie, a także uszkadza nerki.

Rys. 9. Czerń brylantowa nadaje produktom czarną barwę

Inne przykłady barwników syntetycznych to: żółcień pomarańczowa FCF (E110) i błękit brylantowy (E133).