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Coloranti alimentari naturali al posto di quelli artificali ? La scienza dice che è possibile

Composti primari che conferiscono colore negli alimenti naturali

Antociani, betalaine, carotenoidi e clorofille sono sostanze chimiche presenti nelle piante con qualità coloranti. Le tonalità degli antociani vanno dal blu al rosso, mentre le betalaine possono essere rosso-viola, giallo-arancio o rosa. I carotenoidi variano di colore dal rosso al giallo e sono molto suscettibili alla distruzione da parte dell’ossigeno, della luce, del calore, degli acidi e degli enzimi. Il 90% degli antociani presenti nelle piante sono cianidina, delfinidina, pelargonidina, peonidina, malvidina e petunidina. Li contengono frutti di bosco, patate dolci rosse e mais viola. Tuttavia, la temperatura, la luce, gli ioni metallici, il pH, l’ossigeno, i co-pigmenti e gli enzimi limitano la loro stabilità. Le betalaine sono pigmenti idrosolubili contenenti azoto nelle betacianine e betaxantine, che presentano tonalità rosa-violetto e giallo-arancio.

Possono essere trovati nei fiori, nei frutti, nelle radici e nelle foglie. Barbabietole rosse, amaranto, frutto del drago e frutti di cactus sono le fonti culinarie più comuni di betalaine. I carotenoidi sono pigmenti lipofili, di colore rosso-giallastro presenti nei frutti, nei semi, nei fiori e nelle radici. Hanno proprietà antiossidanti e di attrazione del colore e funzionano come precursori degli ormoni vegetali. Circa 50 pigmenti carotenoidi distinti sono stati identificati in alimenti popolari per l’uomo come pomodori, frutti Gac e cachi. Le clorofille sono coloranti verdi naturali presenti in diversi frutti e verdure verdi, tra cui erba medica, spinaci, ortiche ed erba. Diversi processi possono degradare questi pigmenti, producendo uno spostamento di colore dalle tonalità verdi al marrone, in particolare la sostituzione degli ioni magnesio con due ioni idrogeno.

In una recente revisione pubblicata sulla rivista Foods, ricercatori in Spagna e Portogallo hanno esaminato i dati esistenti sul potenziale degli alimenti naturali come agenti coloranti. I coloranti alimentari artificiali sintetici e naturali sono comunemente utilizzati negli articoli per bambini grazie alla loro elevata intensità, stabilità, consistenza e rapporto costo-efficacia. Il loro utilizzo, tuttavia, è stato controverso, con studi che dimostrano un rapido miglioramento del comportamento del disturbo da deficit di attenzione e iperattività (ADHD) nei bambini iperattivi e un aumento della prevalenza dell’ADHD nella popolazione generale dei bambini, come risultato dell’uso di coloranti alimentari artificiali e additivi come conservanti di benzoato di sodio.

Fonti alimentari naturali come potenziali sostituti dei coloranti alimentari sintetici

Gli estratti vegetali, come antociani, carotenoidi e clorofille, sono stati autorizzati per l’uso come coloranti dalla Food and Drug Administration (FDA) e dall’Autorità europea per la sicurezza alimentare (EFSA). Tuttavia, alcuni coloranti naturali sono limitati a prodotti specifici, come gli estratti di piselli burrosi, che hanno un uso limitato in succhi, bevande, dolci e gelati negli Stati Uniti. I coloranti alimentari rossi naturali possono essere prodotti utilizzando gli antociani per sostituire i colori rossi artificiali che presentano diverse sfumature di rosso. L’antocianina (E-163), un colorante alimentare derivato da carote viola, uva, ravanello e cavolo rosso, è autorizzato nell’Unione Europea. Questo pigmento si trova anche nelle brattee di banana, cipolla rossa, cavolo rosso, carota viola o nera e bacche.

Esaminando il contenuto di antociani dei mirtilli, i ricercatori hanno scoperto che la stabilità degli antociani aumentava al 76% dopo un mese di conservazione in seguito alla microincapsulazione con gomma di xantano e amido carbossimetilico. Hanno scoperto le condizioni ottimali per estrarre gli antociani utilizzando l’estrazione assistita da anidride carbonica supercritica, con un conseguente recupero del materiale del 92%. I ricercatori hanno anche testato dal 30 al 50% di maltodestrina come agente di incapsulamento per estrarre l’antocianina dai mirtilli; hanno raggiunto parametri di colore di L*: 54 e 53, a*: 37 e 38 e b*: 1,40 e 2,90, dove L* indica luminosità, a* è la coordinata rosso (+)/verde (-) e b * è la coordinata giallo (+)/blu (−), secondo il modello di colore CIELAB.

Anche gli estratti di mora (Rubus fruticosus) sono stati ampiamente esaminati. I ricercatori hanno migliorato la durata di conservazione e la stabilità del colore degli estratti di more essiccati a spruzzo aggiungendo acido ferulico e rutina, con un aumento dell’emivita da 151 giorni a 158 giorni e 193 giorni, rispettivamente. Morus nigra L. (gelso nero) è un’altra varietà di mora ad alto contenuto di antociani, principalmente cianidina-3-O-glucoside e suoi derivati. I frutti dell’aronia (Aronia melanocarpa) hanno un alto contenuto di antociani, la maggior parte dei quali è costituita da cianidina glucoside (98%). I ricercatori hanno prodotto estratti rosso-viola arricchiti con antociani dalle foglie di Rhoeo spathacea (Swartz) Stearn.

Nell’Unione Europea e negli Stati Uniti, i coloranti blu artificiali come il blu brillante FCF e l’indaco carminio/indigotina possono essere utilizzati come coloranti alimentari.  I coloranti alimentari blu naturali includono gli antociani presenti nei fiori e nei frutti blu come i petali di pisello farfalla e i fiori di Centaurea cyanus L.. I carotenoidi provenienti da varie fonti naturali possono essere impiegati anche come coloranti alimentari, aumentando la qualità e la sicurezza degli alimenti, nonché la tranquillità dei consumatori.

  • A cura del Dr, Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

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Pubblicazioni scientifiche

Vega EN, Ciudad-Mulero M et alFoods 2023; 12:4102.

Barciela P et al. Food Chem Toxicol. 2023; 178:113935.

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
Dott. Gianfrancesco Cormaci
Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998, specialista in Biochimica Clinica dal 2002, ha conseguito dottorato in Neurobiologia nel 2006. Ex-ricercatore, ha trascorso 5 anni negli USA alle dipendenze dell' NIH/NIDA e poi della Johns Hopkins University. Guardia medica presso la casa di Cura Sant'Agata a Catania. In libera professione, si occupa di Medicina Preventiva personalizzata e intolleranze alimentari. Detentore di un brevetto per la fabbricazione di sfarinati gluten-free a partire da regolare farina di grano. Responsabile della sezione R&D della CoFood s.r.l. per la ricerca e sviluppo di nuovi prodotti alimentari, inclusi quelli a fini medici speciali.

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