Barviva v potravinách: Proč nám to s nimi chutná

Lidé vnímají okolní svět svými smysly. Mezi nimi je nejdůležitější zrak. Ten nám přináší až osmdesát procent vjemů a díky němu vnímáme svět kolem sebe v barvách. Barva nás osloví první, až potom získáváme další informace, jako je tvar či velikost. A platí to i pro potraviny. Krása barev nás ovlivňuje, kdykoliv usedneme k jídlu či jdeme nakupovat.

Barevnost jednoznačně ovlivňuje naši chuť a touhu konzumovat předložené potraviny, ale také pomáhá nastartovat v těle biochemické procesy nezbytné k jejich využití. Od mládí jsme zvyklí, že každá potravina má typickou barvu; mrkev je oranžová, jahoda červená, salát zelený a žlutější těstoviny či knedlíky nám také více chutnají. Naše smysly očekávají u potravin nejen tradiční vzhled a chuť, ale i barvu. Šedý či tmavě zelený jogurt by nás asi nelákal, byť by měl stejné složení jako bílý, nechutnaly by nám ani modré knedlíky. Barva potraviny v naší mysli zkrátka ovlivňuje i její chuť.

Senzorické analýzy se stejně koncentrovanými, ale různě zbarvenými roztoky cukru při experimentech ukázaly, že roztok cukru obarvený načerveno se zdál být sladší než roztok s barvivem žlutým.

Přesto se v poslední době na trhu objevují šlechtitelské novinky jako fialový květák či fialové brambory, informace o jejich tržním úspěchu nejsou známy.

Barvilo se již ve starověku

Barviva přidávaná do potravin znal již starověk, podobně jako konzervanty či další aditiva. Cíl byl prostý: prodloužit trvanlivost a zlepšit senzorické vlastnosti,­ včetně vzhledu. Úplně stejné důvody přetrvávají doposud.

U potravin je v současnosti snaha využívat pokud možno přírodní barviva, jejichž zdroji jsou kurkuma, šafrán, špenát, mrkev, aronie¹⁾ nebo sépie; a stále se hledají nová. V minulosti však docházelo i k přehmatům. Například v 19. století se k barvení koláčů a pečiva používal žlutooranžový chroman olovnatý, který je ale jedovatý, karcinogenní a může způsobovat neplodnost. Ještě horší bylo používání kyseliny pikrové k obarvení těstovin. Tato kyselina, používaná běžně do zápalek, je nejen toxická, ale dokonce i výbušná. Záznamy, zda některé těstoviny obarvené kyselinou pikrovou opravdu vybouchly, se nedochovaly.

Tajemná éčka – přirozená barviva

Potraviny, zejména ovoce a zelenina, jsou přirozeně zbarveny hlavně čtyřmi skupinami pigmentů; zelenými chlorofyly, žlutými, oranžovými a červenými karotenoidy, červenými, modrými a nachovými antokyaniny a červeným betaninem. Ukazuje se, že tyto látky, viditelné v určitých vlnových délkách, nejen zbarvují ovoce a zeleninu, ale mají též některé vlastnosti významně ovlivňující zdravotní stav člověka.

Chlorofyl (E140) je pigment, který dává rostlinám zelenou barvu, protože absorbuje dvě složky světelného spektra, červenou a modrou. Účastní se jako nepostradatelná sloučenina procesu fotosyntézy, jedinečného souboru chemických reakcí, při nichž vznikají z vody a vzdušného oxidu uhličitého za účinku slunečního záření základní organické složky rostlin, tedy cukry, následně škroby, celulóza, lipidy a další. Chlorofyl pro barvení potravin se získává jednoduše z listů rostlin (např. špenátu) extrakcí acetonem nebo pro životní prostředí přátelštějším dimetylsulfoxidem. Používá se k barvení všech typů potravin od pomazánek, nápojů až po sladkosti a také při barvení či tisku obrázků na jedlý papír.

Karotenoidy (E160, E161 a mnoho dalších – viz tabulku dole) jsou základními složkami všech fotosyntetických organismů a mají jedinečné fotoprotektivní a antioxidační vlastnosti. Karotenoidů je zhruba 700 různých druhů, přičemž přes padesát se jich běžně vyskytuje v moderní stravě. Přibližně desetina z přijatých karotenoidů (zejména alfa-, beta- a gamakarotenů) se v těle přemění na vitamin A. Vyskytují se nejen v rostlinách, jako je mrkev, meruňky, meloun, rajčata apod., ale i v řasách, sinicích a v některých houbách.

Karotenoidy mohou syntetizovat i některé nefotosyntetizující bakterie. Nejznámější takový karotenoid, astaxanthin, se průmyslově získává z řasy Haematococcus pluvialis a používá se pro dobarvení masa pstruhů, krevet a lososů.

Kultivace této sladkovodní zelené řasy probíhá ve dvou fázích. První je zelená fáze zaměřená na produkci biomasy a množení řasy. Na ni navazuje červená fáze, během níž se hromadí astaxanthin v řasách, což způsobuje jejich krásně červené zbarvení. Astaxanthin díky své jedinečné struktuře funguje jako účinný antioxidant, zabraňuje předčasnému stárnutí buněk a jejich poškození. Z těchto důvodů i díky podpůrným studiím patří například v USA k velmi žádaným doplňkům stravy.

Karotenoidy se používají k barvení všech typů potravin, od sýrů, jogurtů až po limonády a samozřejmě cukrovinky.

Anthokyany (E162) ze skupiny flavonoidů představují další skupinu přírodních a přirozených barviv. Mají nachové až modré zabarvení a jsou přítomné v tkáních hlavně vyšších rostlin, jako je bez černý, borůvky, černý rybíz, jahody, červené zelí, ale i květy pomněnek. Chemicky jsou to glykosidy a jejich necukerná část je antokyanidin. Většinou jsou rozpustné ve vodě a jejich barva je závislá na pH roztoku. Zásadité roztoky jsou modré, neutrální fialové a kyselé červené. Jsou blahodárné pro tělo, protože mají antioxidační a antibakteriální vlastnosti, snižují tlak i hladinu cholesterolu a chrání i regenerují játra,­ na čemž se shoduje většina vědeckých studií.

Antokyany se používají na barvení zmrzlin a dalších sladkostí, limonád a nápojů či mléčných výrobků. I tato barviva se nacházejí nejen v rostlinách, ale i v sinicích (například Spirulina platensis obsahuje fykocyanin), odkud se získávají pro potravinářský průmysl.

Betanin (E162) je červené glykosidové barvivo, které se přirozeně nachází v červené řepě nebo v pitaye (což jsou jedlé plody některých kaktusů). Betaniny obecně fungují jako antioxidanty, mají protizánětlivé vlastnosti a existují studie, které potvrzují, že zpomalují tvorbu nádorových buněk a mají synergický efekt při chemoterapii. Aby výše zmíněné účinky zůstaly zachovány, nesmí se červená řepa kombinovat s rostlinami obsahujícími antokyany (např. s červeným zelím, višněmi, borůvkami i brusinkami a také s červenými jablky i východní mrkví²⁾). Klasickou západní oranžovou mrkev či žlutá a zelená jablka, obsahující karotenoidy, lze kombinovat bez problémů.

Je vidět, že příroda má jasno: neexistuje ovoce nebo zelenina, která by současně obsahovala betakyanin a antokyanin.

Betanin se používá k barvení nápojů, mléčných a masných výrobků, naložené zeleniny, bonbónů i zmrzlin a mnoha dalších potravin.

Plusy a mínusy přírodních barviv

V současné době se u přírodních barviv zdůrazňují jejich příznivé zdravotní vlastnosti a spíše se upozaďují jejich vlastnosti barevné. Oproti syntetickým barvivům (schváleným pro potravinářské účely) jsou však přírodní barviva méně trvanlivá a méně stabilní. Snadno oxidují na světle i při zahřátí. Tento problém lze řešit zapouzdřením (enkapsulací) nebo lépe nanoenkapsulací. Technologický postup tohoto procesu musí být šetrný, aby neovlivnil jejich jedinečné, zejména antioxidační vlastnosti, a přitom zvýšil jejich stabilitu a trvanlivost.

Mezi povolená potravinářská barviva patří mimo výše zmíněných i amoniakový či sulfitový karamel získaný z uhlovodíků nebo karmínové antrachinonové barvivo nazývané košenila, které je připravováno z červců, hmyzu žijícího v tropických a subtropických krajinách (Ekvádoru, Peru, v Evropě na Kanárských ostrovech) živících se na opunciích. Samozřejmě kvůli svému původu není toto barvivo vhodné pro vegetariány.

K povoleným potravinářským barvivům paří i oranžový kurkumin z oddenku kurkumy (Curcuma longa), respektive žlutý riboflavin, které vytvářejí mikroorganismy během fermentace ribózy. Možná budou  mikrohouby či vláknité plísně (např. Ascomycetes) potenciálními producenty červených, ale i modrozelených barviv..

Přírodní versus umělé

V  současné době je možno používat jen povolená barviva, mezi něž patří jak barviva přírodní, přírodně identická, tak i syntetická. Všechna schválená barviva jsou zdraví neškodná, nicméně některá mají určité limity pro své použití (například použití zlata či stříbra je možné jen pro dekoraci cukrovinek). Tato barviva patří spolu s dalšími aditivy mezi tzv. éčka a jsou označována čísly E100 až E180 (viz tabulku dole).

Více o aditivech zde: Není éčko jako éčko. 

Syntetická barviva dnes nejsou příliš populární, společnost si žádá přírodní alternativy,­ ale málokdo si uvědomuje, že barviva přírodního původu jsou ve srovnání se syntetickými mnohem dražší. Kvůli své nižší stabilitě se také mohou snáz vzájemně ovlivňovat s dalšími látkami v potravinách. Mají omezenou možnost skladování a také neumožňují vytvářet tak jemné odstíny barev (které se v přírodě buď nevyskytují, nebo jen vzácně), a proto by jejich cena byla závratná.

V současnosti se hledají další přírodní alternativy barviv, jako je nachový violacein (nachové barvivo s různými odstíny, produkované bakteriemi, např. Chromobacterium) a červený pyranoantokyanin (obsažený v bobulích červeného vína). Violacein vykazuje různé biologické aktivity, zřejmě i protirakovinné, antibiotické, protizánětlivé (proti zlatému stafylokoku). Fermentační produkce tohoto barviva pomocí mikroorganismů není ani snadná, ani (zatím) příliš účinná.

Nadějně vypadá příprava nových barviv, která vycházejí z extraktů přírodních antokyaninů obsažených například v červeném víně, borůvkách, ostružinách či švestkách, kdy následným chemickým ošetřením lze vytvořit rozmanité deriváty přírodních antokyaninů využitelných jako barviva. Tímto způsobem byly syntetizovány deriváty antokyaninů s pestrou škálou barev, a to i s modrou včetně různých odstínů, které jsou vzácné a velmi žádané. V současnosti je známo 635 přírodních antokyaninů, takže k hledání jejich dalších barevných modifikací je značný výzkumný prostor.

Jednou z velkých výzev je získat zdroj dlouhodobě modré barvy přírodního původu, kterou by bylo možné vyrábět v průmyslově zajímavém měřítku. I když potravin modré barvy obecně není mnoho, modré výrobky, jako je zmrzlina a další cukrovinky, vyhledávají zvláště děti, což jsou velmi žádaní zákazníci.

Mezi nové zdroje modrého přírodního barviva patří mimo zmíněných antokyaninů i Genipa americana, tropické ovoce z čeledi Rubiaceae. Zdá se, že právě na subtropické a tropické rostliny bude v budoucnu zaměřen potravinářský výzkum cílený na nová přírodní barviva. V budoucnu se máme s ohledem na barevnost potravin opravdu na co těšit.

Seznam povolených potravinářských barviv

E-kód	aditivum		technologická funkce
E100	kurkumin		barvivo
E101	riboflavin (vitamin B2)		barvivo
E102	tartrazin (Cl potravinářská žluť 4)		barvivo – nevhodné pro děti
E104	chinolinová žluť		barvivo – nevhodné pro děti
E110	žluť SY (Cl potravinářská žluť 3)		barvivo – nevhodné pro děti
E120	košenila, kyselina karmínová, karmíny		barvivo
E122	azorubin		barvivo – nevhodné pro děti
E123	amarant (Cl potravinářská červeň 9)		barvivo – povoleno jen pro velmi úzký okruh potravin (destiláty, jikry)
E124	ponceau 4R (Cl potravinářská červeň 7, košenilová červeň A)		barvivo – nevhodné pro děti
E127	erythrosin (Cl potravinářská červeň 14)		barvivo – povoleno pouze k barvení koktejlových třešní a kompotovaných třešní srdcovek
E129	červeň allura AC (Cl potravinářská červeň 17)		barvivo – nevhodné pro děti
E131	patentní modř V (CI potravinářská modř V)		barvivo –  povoleno pouze k přibarvování zpracovaného červeného ovoce
E132	indigotin (Cl potravinářská modř 1, Indigokarmín)		barvivo
E133	brilantní modř FCF (Cl potravinářská modř 2)		barvivo
E140	chlorofyly a chlorofyliny		barvivo
E141	měďnaté komplexy chlorofylů a chlorofylinů		barvivo
E142	zeleň S		barvivo
E150	karamel		barvivo
E150a	karamel		barvivo
E150b	kaustický sulfitový karamel		barvivo
E150c	amoniakový karamel		barvivo
E150d	amoniak sulfitový karamel		barvivo
E151	čerň BN (lesklá čerň BN, brilantní čerň BN)		barvivo – nevhodné pro děti
E153	uhlík z rostlinné suroviny		barvivo
E155	hněď HT (CI potravinářská hněď 3)		barvivo – nevhodné pro děti
E160a	karoteny		barvivo
E160a(i)	směs karotenů		barvivo
E160a(ii)	beta-karoten		barvivo
E160b	annatto, bixin, norbixin		barvivo
E160c	paprikový extrakt, kapsanthin, kapsorubin		barvivo
E160d	lykopen		barvivo
E160e	beta-apo-8-karotenal		barvivo
E161b	lutein		barvivo
E161g	kanthaxanthin		barvivo – pouze jako barvivo v léčivých přípravcích nebo doplňcích stravy, jako přídatná látka pouze v štrasburských párečcích.
E162	betanin		barvivo
E163	anthokyany		barvivo
E170	uhličitany vápenaté		barvivo, stabilizátor, l. protispékavá
E171	oxid titaničitý		barvivo
E172	oxidy a hydroxidy železa		barvivo
E173	hliník (CI kovový pigment)		barvivo – pouze pro cukrářské dekorace
E174	stříbro		barvivo – pouze pro dekoraci cukrovinek, čokolád a likérů
E175	zlato		barvivo – pouze pro dekoraci cukrovinek, čokolád a likérů
E180	litholrubin BK		barvivo – pouze k obarvování jedlé kůry sýrů