Η αναζήτηση για χρωστικές τροφίμων μεγαλύτερης διάρκειας με βατόμουρα Κάνει ένα σημαντικό άλμα προς τα εμπρός χάρη στην εργασία που αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο της Σεβίλλης. Μια ερευνητική ομάδα έχει σχεδιάσει μια στρατηγική ικανή να ενισχύσει σημαντικά τη σταθερότητα του χαρακτηριστικού μπλε και κοκκινωπού χρώματος αυτού του φρούτου, ενός από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα κατά την αναζήτηση φυσικών εναλλακτικών λύσεων αντί των συνθετικών προσθέτων.
Αυτές οι νέες χρωστικές ουσίες, που λαμβάνονται από ανθοκυανίνες από φλούδα βατόμουρουΑντέχουν καλύτερα στις διακυμάνσεις θερμότητας, φωτός και pH που είναι τυπικές των βιομηχανικών διεργασιών. Σύμφωνα με αποτελέσματα που δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Food Research International, η σύνθεση καταφέρνει να διατηρήσει περισσότερο από 40% της αρχικής περιεκτικότητας σε ανθοκυανίνες υπό αντίξοες συνθήκες, ένα ιδιαίτερα σημαντικό εύρημα για τις ισπανικές και ευρωπαϊκές βιομηχανίες τροφίμων.
Νέες φυσικές χρωστικές ουσίες που προέρχονται από τη φλούδα των μύρτιλων
Ο πυρήνας αυτής της γραμμής εργασίας επικεντρώνεται στον μετασχηματισμό ενός αγροτοβιομηχανικά απόβλητα όπως η φλούδα από μύρτιλλα σε ένα συστατικό υψηλής προστιθέμενης αξίας. Αντί να απορρίπτονται αυτά τα μέρη του φρούτου, χρησιμοποιούνται ως πρώτη ύλη για την εξαγωγή των χρωστικών ουσιών που ευθύνονται για τους μπλε και κοκκινωπούς τόνους τους, δηλαδή τις ανθοκυανίνες.
Αυτή η προσέγγιση ευθυγραμμίζεται με τις ευρωπαϊκές στρατηγικές για κυκλική οικονομία και χρήση υποπροϊόντων τροφίμωνόπου τα απόβλητα της αγροδιατροφικής βιομηχανίας ενθαρρύνονται να μετατραπούν σε νέα λειτουργικά συστατικά. Σε αυτήν την περίπτωση, οι φλούδες των μύρτιλων μετατρέπονται από απόβλητα σε βάσεις για μια φυσική χρωστική ουσία με βελτιωμένη τεχνολογική απόδοση.
Η έρευνα υπογραμμίζει ότι οι ανθοκυανίνες είναι ιδιαίτερα ελκυστικές ως εναλλακτική λύση σε σχέση με συνθετικές χρωστικές σε ποτά, γαλακτοκομικά προϊόντα, αρτοσκευάσματα ή ακόμα και καλλυντικάΩστόσο, μέχρι τώρα η χρήση τους περιοριζόταν από την ευθραυστότητά τους υπό τις συνθήκες επεξεργασίας και αποθήκευσης, γεγονός που τα έκανε να χάσουν το έντονο χρώμα τους αρκετά γρήγορα.
Η ομάδα του Πανεπιστημίου της Σεβίλλης έκανε ένα βήμα μπροστά σε αυτό το θέμα, σχεδιάζοντας μια χρωστική ουσία που διατηρεί την ένταση του χρώματος για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα και ενσωματώνεται πιο εύκολα. υγρές μήτρες όπως τα ισοτονικά ποτά, τα οποία είναι πολύ συνηθισμένα στην ευρωπαϊκή αγορά.
Γιατί οι φυσικές χρωστικές χρειάζονται μεγαλύτερη σταθερότητα
Τα τελευταία χρόνια, η βιομηχανία τροφίμων στην Ισπανία και στην υπόλοιπη Ευρώπη έχει εντείνει τις προσπάθειές της για αντικαταστήστε τις τεχνητές χρωστικές με φυσικές χρωστικέςειδικά εκείνα που συνεισφέρουν σε κόκκινους, μοβ και μπλε τόνους. Οι καταναλωτές δείχνουν μεγαλύτερη ευαισθησία στις καθαρές ετικέτες και στα πρόσθετα φυτικής προέλευσης, γεγονός που έχει φέρει τις ανθοκυανίνες στο προσκήνιο.
Το πρόβλημα είναι ότι αυτά τα μόρια, που υπάρχουν σε κόκκινα φρούτα όπως τα μύρτιλλα, τα σταφύλια ή τα βατόμουρα, είναι εξαιρετικά ευαίσθητο στη θερμότητα, το φως και τις αλλαγές του pHΑυτό έχει ως αποτέλεσμα την ταχεία απώλεια χρώματος, ειδικά όταν το προϊόν υποβάλλεται σε παστερίωση, παρατεταμένη αποθήκευση ή έκθεση στον φωτισμό στα ράφια λιανικής πώλησης.
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Σεβίλλης επισημαίνουν αυτή την έλλειψη αντοχής ως το κύριο εμπόδιο για την ευρεία χρήση των ανθοκυανινών ως κύρια χρωστική ουσία. Η πρόκληση έγκειται στο προστατεύουν τη χρωστική ουσία χωρίς να αλλοιώνουν τον φυσικό της χαρακτήραΔηλαδή, χωρίς να καταφύγουμε σε θεραπείες που αλλοιώνουν σημαντικά την προέλευση ή τη σύνθεσή του.
Από κανονιστικής άποψης, αυτό το είδος ανάπτυξης παρουσιάζει επίσης ενδιαφέρον για την ευρωπαϊκή αγορά, όπου η Οι κανονισμοί για τα πρόσθετα είναι αυστηροί Ιδιαίτερα εκτιμάται ότι οι χρωστικές ουσίες προέρχονται από σαφώς αναγνωρίσιμες φυσικές πηγές και με ασφαλείς τεχνολογικές διαδικασίες.
Η διπλή στρατηγική: συμχρωματισμός και μικροενθυλάκωση
Για να αυξήσει την αντοχή των χρωστικών τροφίμων με βάση το μύρτιλο, η ομάδα της Σεβίλλης συνδύασε δύο τεχνικές που λειτουργούν συμπληρωματικά: συν-χρωματισμός με φερουλικό οξύ και μικροενθυλάκωση με μαλτοδεξτρίνη.
La συν-χρωματισμός με φερουλικό οξύ Περιλαμβάνει την προσθήκη στο διάλυμα ανθοκυανίνης μιας αντιοξειδωτικής ένωσης που υπάρχει φυσικά σε διάφορα φυτά. Αυτό το οξύ δρα ως ένα είδος συνοδού της χρωστικής, προωθώντας μοριακές αλληλεπιδράσεις που ενισχύουν το χρώμα της και την καθιστούν λιγότερο ευάλωτη σε παράγοντες όπως το φως ή οι διακυμάνσεις του pH.
Παράλληλα, εφαρμόζονται τα εξής: μικροενθυλάκωση με μαλτοδεξτρίνηΣε αυτό το στάδιο χρησιμοποιείται το φερουλικό οξύ, ένας υδατάνθρακας που χρησιμοποιείται συνήθως σε σκευάσματα τροφίμων. Οι ανθοκυανίνες, οι οποίες έχουν ήδη χρωματιστεί με φερουλικό οξύ, επικαλύπτονται με ένα λεπτό στρώμα αυτού του σακχάρου, δημιουργώντας στερεά, σωματίδια που μοιάζουν με σκόνη. Αυτή η επικάλυψη λειτουργεί ως φυσική ασπίδα, προστατεύοντας τη χρωστική από τη θερμότητα, το οξυγόνο και την υγρασία.
Οι δοκιμές δείχνουν ότι η προσαρμογή της αναλογίας μαλτοδεξτρίνης προς φερουλικό οξύ είναι το κλειδί για την επίτευξη της σωστής ισορροπίας μεταξύ συγκέντρωση χρωστικής ουσίας, σταθερότητα και αντιοξειδωτική ικανότηταΜε τον βέλτιστο συνδυασμό, τα σωματίδια διατήρησαν περισσότερο από 40% των αρχικών ανθοκυανινών μετά από δοκιμές αντοχής, κάτι ασυνήθιστο σε φυσικές χρωστικές αυτού του τύπου.
Πώς λαμβάνονται οι νέες χρωστικές για μύρτιλλα
Η διαδικασία ξεκινά με το εκχύλιση ανθοκυανινών από φλούδα μύρτιλουΤο μέρος του φρούτου όπου βρίσκεται η υψηλότερη συγκέντρωση χρωστικών. Μόλις ληφθεί το αρχικό πλούσιο σε χρώμα διάλυμα, προστίθεται φερουλικό οξύ για να ενεργοποιηθεί η φάση συμχρωματισμού, στην οποία σχηματίζονται πιο σταθερά σύμπλοκα από χρωματικής άποψης.
Μετά από αυτό το αρχικό στάδιο, το μείγμα ανθοκυανινών και φερουλικού οξέος συνδυάζεται με μαλτοδεξτρίνη, η οποία δρα ως υλικό επικάλυψης κατά τη φάση μικροενθυλάκωσης. Το διάλυμα στη συνέχεια υποβάλλεται σε διαδικασία ξήρανσης με ψεκασμό, μια τεχνολογία που χρησιμοποιείται ευρέως στην ευρωπαϊκή βιομηχανία τροφίμων για τη μετατροπή υγρών σε σταθερές σκόνες.
Κατά την ξήρανση με ψεκασμό, το υγρό μείγμα ψεκάζεται σε πολύ λεπτά σταγονίδια μέσα σε ένα ρεύμα θερμού αέρα. Το νερό εξατμίζεται σχεδόν αμέσως, με αποτέλεσμα ένα ξηρή σκόνη που αποτελείται από μικροκάψουλεςΟι συν-χρωματισμένες ανθοκυανίνες παγιδεύονται στο εσωτερικό. Το αποτέλεσμα είναι ένα συστατικό σε σκόνη που είναι εύκολο να δοσολογηθεί και να ενσωματωθεί σε διαφορετικές συνθέσεις.
Αυτή η μορφή σκόνης προσφέρει υλικοτεχνικά και τεχνολογικά πλεονεκτήματα: βελτιώνει τη διάρκεια ζωής, διευκολύνει τη μεταφορά και την αποθήκευση και επιτρέπει για να ελέγχετε την ένταση του χρώματος με μεγαλύτερη ακρίβεια το οποίο προστίθεται στο τελικό ποτό ή τρόφιμο, κάτι σημαντικό για την τυποποίηση προϊόντων σε μεγάλες αγορές όπως η ευρωπαϊκή.
Αξιολόγηση χρωστικής: συμπεριφορά και ιδιότητες
Μόλις λήφθηκε η σκόνη χρωστικής, η ερευνητική ομάδα πραγματοποίησε λεπτομερή ανάλυση της φυσικοχημικές και λειτουργικές ιδιότητεςΑξιολογήθηκε η ποσότητα της χρωστικής που διατηρήθηκε μετά την επεξεργασία, καθώς και η εξέλιξη του χρώματος με την πάροδο του χρόνου, η αντοχή του σε διαφορετικές θερμοκρασίες και η αντιοξειδωτική του ικανότητα.
Για να ελέγξουν τη βιωσιμότητά της σε πραγματικές συνθήκες, οι επιστήμονες δοκίμασαν τη χρωστική σε ένα μοντέλο ποτού παρόμοιο με ισοτονικόΈνα προϊόν στο οποίο οι μπλε και κοκκινωπές αποχρώσεις είναι ιδιαίτερα ελκυστικές για τους καταναλωτές. Τα αποτελέσματα έδειξαν πιο έντονο και σταθερό χρωματισμό με την πάροδο του χρόνου, ακόμη και μετά την έκθεση του ποτού σε αλλαγές θερμοκρασίας.
Τα δεδομένα που ελήφθησαν επιβεβαιώνουν ότι ο συνδυασμός της συμχρωματοποίησης με φερουλικό οξύ και της επικάλυψης μικροενθυλάκωσης προσφέρει μία από τις μεγαλύτερες προστασίες κατά της υποβάθμισης του χρώματος έχουν περιγραφεί μέχρι σήμερα για τις ανθοκυανίνες των μύρτιλων. Η σταθερότητά τους στη θερμότητα, το φως και τη γήρανση ξεπερνά αυτή πολλών άλλων φυσικών χρωστικών που χρησιμοποιούνται σήμερα.
Εκτός από τη σταθερότητα χρώματος, ξεχώρισαν τα εξής: αντιοξειδωτική ικανότητα των σκευασμάτωνΑυτή είναι μια πτυχή που μπορεί να προσθέσει αξία στον σχεδιασμό λειτουργικών τροφίμων. Αν και η κύρια εστίαση της μελέτης είναι στο χρώμα, αυτή η αντιοξειδωτική δράση ενισχύει το ενδιαφέρον των ανθοκυανινών ως ένα ευέλικτο συστατικό.
Πιθανές εφαρμογές στις βιομηχανίες τροφίμων και καλλυντικών
Τα αποτελέσματα ανοίγουν τον δρόμο σε αυτά χρωστικές τροφίμων μεγαλύτερης διάρκειας με βατόμουρα Ενσωματώνονται σε μια ευρεία γκάμα προϊόντων. Μεταξύ των πιο άμεσων εφαρμογών είναι τα ισοτονικά ποτά και τα αναψυκτικά, όπου οι μπλε και οι μοβ αποχρώσεις είναι συνηθισμένες, αλλά και τα γαλακτοκομικά προϊόντα που έχουν υποστεί ζύμωση, τα γιαούρτια, τα επιδόρπια, τα παγωτά και τα αρτοσκευάσματα.
Δεδομένου ότι πρόκειται για φυσικές χρωστικές ουσίες που σταθεροποιούνται με τη χρήση τεχνολογικών τεχνικών αποδεκτών από τη βιομηχανία, υπάρχει επίσης περιθώριο για τη χρήση τους σε καλλυντικά και προϊόντα προσωπικής φροντίδαςόπου αναζητούνται χρωστικές φυτικής προέλευσης που προσφέρουν ελκυστικές και ομοιόμορφες αποχρώσεις με πιο φυσική τοποθέτηση.
Από την οπτική γωνία των Ευρωπαίων κατασκευαστών, αυτή η τεχνολογία μπορεί να τους βοηθήσει να προσαρμοστούν στις Τάσεις καταναλωτών που απαιτούν καθαρότερες ετικέτες και μείωση της χρήσης συνθετικών προσθέτων. Η ύπαρξη μιας σταθερής, φυτικής μπλε-κόκκινης χρωστικής που συνδέεται με ένα μοντέλο κυκλικής οικονομίας ταιριάζει με πολλές στρατηγικές βιωσιμότητας και υπεύθυνου μάρκετινγκ.
Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι θα χρειαστεί περαιτέρω εργασία για να προσαρμόστε τη σύνθεση σε διαφορετικούς τύπους μητρών τροφίμων, καθώς κάθε προϊόν έχει τις δικές του συνθήκες pH, περιεκτικότητας σε ζάχαρη, λιπαρών ή άλλων συστατικών που μπορούν να επηρεάσουν την τελική συμπεριφορά της χρωστικής ουσίας.
Από το εργαστήριο σε βιομηχανική κλίμακα
Παρόλο που οι δοκιμές έχουν πραγματοποιηθεί σε εργαστηριακό περιβάλλον με μοντέλα ποτών, ο στόχος της ομάδας από το Πανεπιστήμιο της Σεβίλλης είναι αυτή η διπλή στρατηγική μπορούν να μεταφερθούν σε βιομηχανικές διεργασίες μεγαλύτερου όγκουΓια να επιτευχθεί αυτό, θα είναι απαραίτητο να βελτιστοποιηθούν πτυχές όπως το κόστος παραγωγής, η επιλογή υλικών επικάλυψης και οι συγκεκριμένες παράμετροι ξήρανσης.
Οι ερευνητές εγείρουν επίσης το ενδεχόμενο δοκιμών άλλοι παράγοντες ενθυλάκωσης και διαφορετικά φυσικά επιχρίσματαΠροκειμένου να προσαρμοστεί η τεχνολογία στις ποικίλες ανάγκες των ευρωπαϊκών βιομηχανιών τροφίμων και καλλυντικών, η προσαρμογή του συνδυασμού υλικών θα επέτρεπε τη διαμόρφωση τόσο της έντασης του χρώματος όσο και της σταθερότητας που απαιτείται για κάθε προϊόν.
Στην πράξη, αυτή η γραμμή εργασίας θα μπορούσε να ενσωματωθεί σε εργοστάσια που χρησιμοποιούν ήδη εξοπλισμό ξήρανσης με ψεκασμό και έχουν υποπροϊόντα πλούσια σε ανθοκυανίνες, όχι μόνο από μύρτιλλα, αλλά και από σταφύλια ή βατόμουρα. Αυτό ανοίγει ένα ευρύ πεδίο για την ανάπτυξη σειρές φυσικών χρωστικών ουσιών με διαφορετικές αποχρώσεις, όλα αυτά βασίζονται στη χρήση φυτικών αποβλήτων.
Εάν η μετάβαση σε βιομηχανική κλίμακα αποδειχθεί βιώσιμη, η ευρωπαϊκή αγορά θα έχει Νέα συστατικά φυσικής προέλευσης, πιο σταθερά και ευθυγραμμισμένα με τους στόχους βιωσιμότητας περιλαμβάνονται σε στρατηγικές όπως η Ευρωπαϊκή Πράσινη Συμφωνία και οι πολιτικές μείωσης της σπατάλης τροφίμων.
Ο συνδυασμός της συμχρωματοποίησης με φερουλικό οξύ και της μικροενθυλάκωσης με μαλτοδεξτρίνη που εφαρμόζεται στις ανθοκυανίνες της φλούδας του μύρτιλου δημιουργεί μια φυσική χρωστική ουσία που Αντέχει καλύτερα στο πέρασμα του χρόνου και στις συνθήκες επεξεργασίας. από τις παραδοσιακές συνθέσεις. Αυτή η πρόοδος, που αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο της Σεβίλλης και δοκιμάστηκε σε ισοτονικά ποτά, ταιριάζει με τις αυξανόμενες απαιτήσεις της ευρωπαϊκής βιομηχανίας τροφίμων για πιο βιώσιμες, φυτικές χρωστικές ουσίες που λαμβάνονται μέσω μιας κυκλικής οικονομίας, εδραιώνοντας τα μύρτιλλα ως βασική πηγή για τις πιο ανθεκτικές χρωστικές τροφίμων.