i

Aktuální číslo:

2019/4

Téma měsíce:

Krajina

Barviva v potravinách: Proč nám to s nimi chutná

 |  5. 2. 2019
 |  Téma: Barvy

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

Poznámky

1) Pozn. red.: Temnoplodec třešňolistý (Aronia × prunifolia) je mnohem známější pod lidovými názvy arónie nebo také černý jeřáb. Opravdu je pravým jeřábům (rodu Sorbus) poněkud příbuzný, neboť také patří do čeledi růžovitých (Rosacaeae).

2) Pozn. red.: Mrkev obecná (Daucus carota ssp. sativus) existuje – podobně jako jiné druhy zeleniny – v nepřeberném množství odrůd. Můžeme je rozdělit do dvou velkých skupin – na východní mrkve a západní mrkve. Východní mrkev (jak je označována v Evropě a Americe) byla vyšlechtěna v Persii, někdy v 10. století nebo možná i dříve. Dnes existují různé kultivary východní mrkve, které mají žlutou, červenou, fialovou nebo i černou barvu způsobenou antokyany, a velmi často také větvený kořen. Oranžovou západní mrkev vyšlechtili Holanďané někdy v 17. století. Existuje pěkná legenda o tom, že se mrkev stala v Holandsku nesmírně populární právě pro své oranžové zbarvení symbolizující vládnoucí oranžsko-nasavskou dynastii. Důkazy však pro to nejsou. Barvu kořenům těchto odrůd dávají karotenoidy.

TÉMA MĚSÍCE: Barvy
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Chemie

O autorech

František Kaštánek

Martina Matějková

Olga Šolcová

Další články k tématu

Barvy nesou nemoc

Lidské hrátky s psími geny přinášejí u psů žádané barevné kombinace, ale i handicapy. Co je zajímavé, líbivé, nemusí být zdraví prospěšné....

(Ne)barevné vidění hlubokomořských rybuzamčeno

Je velmi obtížné vžít se do světa hlubokomořské ryby. Žijete ve zdánlivě nekonečném trojrozměrném oceánu, kam neproniká téměř žádné světlo a kde...

Patálie s modrou

Podle dohody barva, podle dohody sladké, podle dohody kyselé, ve skutečnosti jsou jen atomy a prázdno.

Duhová anabáze: Cesta barev do fyziky a psychiky

Co se stane, když se do stejného problému zakousne vynikající vědec a excelentní básník? Newton i Goethe, oba na svém písečku absolutní špičky,...

Když je modrá zelená: k antropologii barevuzamčeno

Zatímco většina lidí na světě běžně vidí celé barevné spektrum, jazyky se v rozlišení základních pojmů pro barvy různí. Stejné barvě také mohou...

Příběh modrého humrauzamčeno

Humr americký má převážně poměrně nevýraznou, zelenohnědou barvu. Lovci humrů na severovýchodním americkém pobřeží ale velmi dobře vědí, že občas...

Večerní modránkyuzamčeno

Na Zemi se psal 19. květen 2005 a na Marsu se blížil závěr 489. solu od přistání sondy Spirit, když její kamera Pancam zachytila romantické...

Uchováme písemné dědictví pro budoucí generace?uzamčeno

Inkousty i tiskařské barvy, používané v minulosti i dnes, jsou značně nestabilní. Přesto je nanejvýš žádoucí historické i současné dokumenty...

Doporučujeme

První obraz horizontu

První obraz horizontu

Michal Bursa  |  18. 4. 2019
Snímek černé díry v galaxii M87 obletěl svět druhou dubnovou středu. Obrázku oranžového prstence se v komentářích na sociálních sítích začalo...
Pocit, že se opakují hloupé chyby stále dokolečka...

Pocit, že se opakují hloupé chyby stále dokolečka...

Znáte to – útrpná procházka po suburbii města, snaha dostat se do volné krajiny dlouho nevychází, sériové řadovky se dál a dál kroutí nesmyslnými...
Přehlížená proměna zemědělství

Přehlížená proměna zemědělství

Jakub Hruška  |  1. 4. 2019
Při debatách o naší krajině se často zmiňuje problém její struktury ve smyslu úbytku krajinných prvků – mezí, polních cest, malých vodotečí či...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné