I COLORANTI La storia dei coloranti 2600 A

I COLORANTI

La storia dei coloranti 2600 A. C. primi scritti sull’uso dei coloranti in Cina 715 BC viene istituito il mestiere del tintore di lana a Roma 331 BC Alessandro il grande conquista la capitale della Persia (Susa) e trova abiti colorati in porpora di 190 anni prima. Facevano parte del tesoro reale valutati l’equivalente di $6 milioni 236 BC un papiro egizio descrive i coloritori come persone con puzza di pesce, occhi tumefatti e mani instancabili 2° e 3° secolo AD in tombe romane vengono trovati dei tessuti lavorati con indigo invece del porpora del periodo imperiale 3° Secolo Stockholm Papyrus, papiro ritrovato in una tomba riporta la più antica ricetta conosciuta per l’imitazione del porpora. È di origine greca

400 AD Murex (il mollusco da cui deriva il colore porpora) va in via di estinzione a causa della esagerata raccolta. Una libra di vestito così colorato valeva l’equivalente di $20, 000. 700's in un manoscritto cinese viene menzionato la tecnica di colorazione con il sistema di protezione con cera (batik) 1507 Francia, Olanda e Germania iniziano a coltivare a livello industriale piante coloranti 1519 Pizarro e Cortez trovano cotone in America del Sud e Centrale. Scoprono che gli indiani conoscevano perfettamente come colorare i tessuti. Inizia l’esportazione della cocciniglia dal Messico e dal Perù verso la Spagna. 1745 L’Indigo viene coltivato in Inghilterra

1774 viene commercializzato il Blue di Prussia (inventato nel 1704), formato da ferrocianuro di potassio e sale ferrico. 1788 la colorazione in giallo della seta viene fatta con acido Picrico 1856 William Henry Perkin scopre per caso il primo colorante sintetico la “Malveina" (anilina, fucsia) cercando di sintetizzare la chinolina per la cura della malaria. 1858 -59 Verguin scopre il Magenta (fucsina) 1863 Lightfoot sitetizza il nero anilina, prodotto per ossidazione dell’anilina su fibre di cotone. 1868 Graebe, Liebermann e Perkin producono l’alizarina (isolando l’idrocarburo principale della radice della robbia, l’antracene). Era la prima volta che un colorante vegetale veniva sostituto da un identico sintetico.

1875 -76 Caro e Witt sintetizzano la Chrysoidine, primo membro della classe degli azo coloranti. 1878 von Baeyer sintetizza l’indigo sintetico. 1880 Thomas e Holliday, sintetizzano il primo colorante azoico che si forma sul tessuto. Il Vacanceine rosso si forma per trattamento del tessuto con naftolo e successiva immersione in diazo amine. 1922 la AATCC (American Assoc. of Textile Chemists and Colorists) forma un comitato responsabile dello studio tecnologico e salutistico. 1939 in Italia nasce l’ACNA (Azienda Colori Nazionali e Affini).

significati simbolici diversi Colori nomi dati alle tinte variano da una cultura all’altra Non esiste in ogni lingua una traduzione di giallo, rosso, blu e verde. Le tribù della savana africana, non distinguono tra verde e azzurro. Alcune popolazioni della Nuova Guinea non hanno nomi per i colori ed usano solo le espressioni chiaro e scuro. Gli eschimesi hanno coniato sette termini diversi per indicare il bianco Tre tinte di base dette primarie: magenta (rosa molto carico), giallo e ciano (azzurro che tende al turchese)

ANTROPOSOFIA (scienza dello spirito) 1913 Rudolf Steiner, filosofo austriaco, fondò l’antroposofia, che ha come aspetto centrale proprio l’importanza del colore. Secondo tale filosofo infatti, le culle dei neonati dovrebbero essere protette da un drappo colorato per "nutrire" il bambino con la tonalità a lui più necessaria visto che il colore è un "alimento" fondamentale nell’infanzia. Nelle scuole steineriane i bambini, dipingendo con le dita e con grossi pennelli, fanno dei veri e propri bagni nel colore come fonte di salute e di energia.

CROMOTERAPIA La cromoterapia usa i colori come medicine e sostiene che le vibrazioni dei colori possono guarire disturbi fisici ed emotivi. In Francia il Ministero per l’Educazione ha promosso una ricerca per scoprire quali tonalità stimolano l’apprendimento. In Giappone una fabbrica di automobili ha dipinto le pareti dei bagni di rosso, che crea disagio, per limitare le pause dei suoi dipendenti. I cinesi scelgono arredi rossi per i loro ristoranti: sembra che mettano appetito. Alcune sfumature di giallo danno nausea e sono proibite sugli aerei.

ROSSO In latino "rubens" (rosso) è sinonimo di colorato. È il primo colore dell’arcobaleno che i neonati imparano a riconoscere, il primo a cui tutti i popoli hanno dato un nome. Appariscente, intenso, stimolante La luce rosse è quella con un intervallo di lunghezze d’onda più ampio e per tale motivo le sue vibrazioni possono avere un effetto stimolante.

BLU Le onde elettromagnetiche del blu sono più corte di quelle rosse e gialle , diciamo più "delicate" e per questo si ritiene che abbiano un effetto calmante, secondo alcuni studi una luce blu è addirittura in grado di rallentare il battito cardiaco.

VERDE Spesso basta una passeggiata nel bosco o nei prati per sentirsi più calmi. Lattuga, piselli e kiwi, come tutti i cibi verdi, sono alimenti antistress e ci trasmettono le proprietà rilassanti di tale colore. Il cristallino dell’occhio mette a fuoco la luce di questa tonalità più facilmente delle altre, senza alcuna fatica.

GIALLO In Oriente è il colore del sole, della fertilità e della regalità. Nel Giappone imperiale poteva indossarlo solo chi apparteneva alla famiglia reale. Secondo i cromoterapeuti il colore giallo regala energia, forza e vitalità perchè le sue vibrazioni sono le più simili per intensità e frequenza a quelle dei raggi solari e, forse proprio per questa carica di cui è portatore, il giallo è stato spesso usato come colore di guerra. I Masai si preparavano alla battaglia dipingendo il proprio corpo e gli scudi di ocra. Molte tribù degli indiani d’America si cerchiavano gli occhi di giallo intenso

Additivi chimici (D. M. 31 -3 -1965) Sostanze prive di valore nutritivo o impiegate a scopo non nutritivo, che si aggiungono in qualsiasi fase della lavorazione alla massa o alla superficie degli alimenti per conservare nel tempo le caratteristiche chimiche, fisiche o fisico-chimiche, per evitarne l’alterazione spontanea o per impartire ad essi oppure per esaltarne favorevolmente particolari caratteristiche di aspetto, di sapore, di odore o di consistenza. .

Additivi volontari (secondo la classificazione dell’UE) Conservativi Stabilizzanti Emulsionanti Coloranti Esaltatori di sapidità Sostanze aromatizzanti Alimenti per lieviti Agenti di rivestimento Agenti antischiumogeni Acidificanti Sali di fusione Polveri lievitanti Antiagglomeranti Edulcoranti Agenti di trattamento delle farine Vari (ipoclorito di sodio, acido metartarico, cloruro di calcio)

Additivo alimentare (D. M. 06 -11 -1992) Qualsiasi sostanza che normalmente non si consuma come alimento, in quanto tale, e non è utilizzata come ingrediente tipico degli alimenti, che indipendentemente dal fatto di avere un valore nutritivo, che aggiunta intenzionalmente ai prodotti alimentari per un fine tecnologico, nelle fasi di produzione, trattamento, imballaggio, trasporto o immagazzinamento degli alimenti, si possa ragionevolmente presumere diventi, essa stessa o i suoi derivati, un componente di tali alimenti, direttamente o indirettamente.

L’uso dei coloranti è disciplinato dalla Direttiva comunitaria 94/36/EC del 30 Giugno 1994, mentre la 95/45/EC e successive modifiche (99/75/EC e 2001/50/EC) definiscono i criteri di purezza riguardanti i coloranti per gli alimenti

USO NEGLI ALIMENTI Incrementano l’interesse esigenze di mercato Aumentano la vendita consumatore Prodotto confezionato memoria del prodotto naturale

Il FBN (Food and Board) stabilisce i motivi per cui i coloranti possono essere aggiunti agli alimenti: z ridare il colore originale z assicurare uniformità di colore z intensificare il colore z proteggere dai raggi solari z conferire un aspetto invitante ai cibi che sarebbero poco appetibili z aiutare a conservare l’identità e le caratteristiche permettono il riconoscimento dei prodotti z fornire un’indicazione visiva della qualità

Alimenti a cui è consentito addizionare coloranti Prodotti dolciari Burro e formaggi Margarina Bevande gassate Alcuni vini speciali Confetture e marmellate Mostarda tipica bolognese Surrogati del cioccolato Gelati

Alimenti a cui non è consentito addizionare coloranti Acqua Sale Zucchero Miele Latte Pane Pasta Carne, Pesce Olio Caffè Cioccolato Torrone Aceto Succhi di frutta e verdura Gelati di torrone, limone, panna e uovo

La Percezione del COLORE I cibi presentano un colore in base alla loro capacità di riflettere od emettere differenti quantità di energia a lunghezze d’onda capaci di stimolare la retina nell’occhio. 50 cm 400 mm 10 A 25 mm Radio Microwave Far IR IR 770 nm Spettro elettromagnetico 1 A Near VIS UV Vacuum UV X-Ray Y-Ray IR 380 nm 180 nm

Caratteristiche dell’osservatore L’occhio umano è in grado di distinguere circa diecimila colori uno accanto all’altro, ma non riesce ad identificarne a memoria più di trecento. Il gatto e la civetta vedono la banda di luce dell’infrarosso Le api vedono anche le tonalità dell’ultravioletto. Le valutazioni visive di un prodotto perché siano di aiuto per le industrie devono essere precise e riproducibili.

Condizioni standard per la valutazione dei colori Illuminazione naturale o artificiale Commission Internationale de L’ Eclairage (C. I. E. )

Sorgenti luminose Riscaldamento sino ad incandescenza Eccitazione atomica o molecolare Caratteristiche spettrali funzione della T°C raggiunta Neon Xenon fluorescenza

Caratteristiche dell’oggetto illuminato Oggetto Distribuzione luminosa Distribuzione della luce dominante Attributi cromatici (visti dalla distribuzione luminosa primaria ) Distribuzione luminosa secondaria Attributi geometrici (visti dalla distribuzione luminosa secondaria) Opaco non metallico plastico Riflessione diffusa Lucentezza tinta e saturazione Riflessione speculare Riflessione Lucentezza Splendore Luminosità Uniformità in superficie Immagine riflesse distinguibile Opaco metallico Riflessione speculare Riflessione e aromaticità Riflessione diffusa Riflessione opaca traslucido Trasmissione diffusa Traslucenza e aromaticità Riflessione speculare riflessione diffusa Riflessione luminosa Lucentezza trasparente Trasmissione regolare Chiarezza e aromaticità Riflessione speculare trasmissione diffusa Lucentezza Trasmissione opaca

Strumentazione Analisi fisiche: Spettrofotometro Goniofotometro Analisi psico-fisiche: Spettrofotometro colorimetrico Colorimetro tristimolo Riflettometro Opacimetro

Struttura chimica dei coloranti Cromoforo (Witt 1876) responsabile del colore Auxocromo aumenta il potere colorante del cromoforo (non assorbe a l>220 nm, ma molto nell’UV lontano) Sono gruppi come =N-; =O; =S; =NH; -NH 2; -OH; -SO 3 H; che possedendo doppietti elettronici liberi partecipano al fenomeno della risonanza allungando il sistema coniugato.

Teoria additiva e sottrattiva Gli oggetti appaiono colorati perché la loro struttura molecolare fa si che alcune lunghezze d’onda vengano assorbite ed altre no MOLECOLA Radiazione assorbita lnm Colorazione osservata Violetto 400 -430 Giallo-verdastro Blu 430 -490 Giallo-arancio Blu-verde 490 -510 Rosso Verde 510 -530 Porpora Giallo-verde 530 -560 Violetto Giallo 560 -590 Blu Arancio 590 -610 Blu-verdastro Rosso 610 -730 Blu-verde due elettroni di un legame p spin opposto ( ) quanto di luce siano paralleli ( ) (transizione chiamata p p*)

Quando legami singoli si alternano a legami doppi, questi si definiscono coniugati, gli elettroni vengono detti delocalizzati e l’energia richiesta per una transizione è più bassa (la lunghezza d’onda aumenta) [ ]n n = 1 incolore n = 2 giallo chiaro n = 3 verde n = 4 giallo cromo n = 5 arancio n = 6 violetto La maggior parte delle molecole colorate, hanno doppi legami coniugati. La lunghezza d’onda alla quale la sostanza assorbe la maggior parte della radiazione viene definita come lmax.

Classificazione Color Index CI, 75. 000 a 75. 999 FDA coloranti per uso alimentare farmaceutico e cosmetico: Esenti da certificazione alimenti, farmaci, cosmetici (FD C) Con certificazione farmaci, cosmetici (D C) farmaci, cosmetici uso est. (D C)

Classificazione C. E. E 35 coloranti, ma 18 sono senz’altro i più utilizzati. Sono coloranti inorganici, organici naturali o sintetici, I coloranti sono classificati nell’ambito della CEE con la lettera E dal numero 100 al 180. Dal 100 al 163 sono coloranti organici naturali e sintetici Dal 170 al 180 sono coloranti minerali In base all’uso 1) coloranti per la colorazione della massa e della superficie; 2) coloranti per la colorazione limitata alla superficie.

Non sono considerati coloranti: gli estratti e i succhi di vegetali e di frutta (carota, sambuco, sandalo, fragola, ciliegia, mirtillo, limone, prezzemolo ecc. ) in grado di conferire ai sistemi alimentari contemporaneamente colore ed aroma. i pigmenti usati per colorare le parti esterne non commestibili di prodotti alimentari (come i rivestimenti degli insaccati e dei formaggi).

Colore C. E. E. Nome Tipo Giallo E 100 Curcumina Naturale E 101 Lattoflavina Naturale E 102 Tartrazina Sintetico E 104 Giallo chinolina Sintetico E 105 Giallo solido Sintetico E 110 Giallo arancio S Sintetico E 111 Arancio CGN Sintetico E 120 Cocciniglia Naturale E 121 Orceina Naturale E 122 Azorubina Sintetico E 123 Amaranto Sintetico E 124 Rosso cocciniglia A Sintetico E 127 Eritrosina Sintetico Arancio Rosso

Colore C. E. E. Nome Tipo Blu E 130 Blu antrachinone Sintetico E 131 Blu patent V Sintetico E 132 Indigotina. Colore E 140 Clorofille Sintetico Verde Naturale E 141 Complessi rameici delle clorofille Naturale E 142 Verde acido brillante Sintetico Bruno E 150 Caramello Naturale Nero E 151 Nero brillante BN Sintetico E 153 Carbone medicinale Naturale

Colore C. E. E. Nome Tipo Sfumature varie E 160 Carotenoidi Naturale E 161 Xantofille Naturale E 162 Rosso di barbabietole Naturale E 163 antociani Naturale E 170 Carbonato di calcio Minerale E 171 Biossido di titanio Minerale E 172 Ossidi di ferro Minerale E 173 Alluminio Minerale E 174 Argento Minerale E 175 Oro Minerale E 180 Pigmento rosso Minerale Sfumature varie Con decreto del 1/1/78 sono stati vietati l' E 123, E 125, E 126, E 130, E 152. Restano quindi in vigore circa una quindicina di coloranti di sintesi per la gamma che va dal giallo, arancio, rosso, verde, blu e nero.

Classificazione Natura chimica: Organici Inorganici Gruppo cromoforo: Struttura chimica Solubilità: Liposolubili Clorofilla, caroteni Idrosolubili Antociani, flavonoidi, betacianine, betaxantine Altri Curcumina, riboflavina, etc. Origine: Naturali Sintetici

I coloranti naturali Da sinistra estratto di barbina rossa (E 162), clorofilla complesso rameico (E 141), paprica(E 160 c), estratto di spinaci (E 140), sambuco (E 163).

Coloranti naturali nei tessuti animali e vegetali e coloranti sintetici Composti dell’eme (mioglobina ed emoglobina; 1953 Kendrew) Struttura terziaria il 90% del colore è dovuto alla mioglobina

Mioglobina Globina: Proteina costituita da una singola catena polipeptidica di 152 aminoacidi Eme: gruppo cromoforo Anello porfirinico + Fe

Mioglobina pigmento formazione mioglobina Stato del Fe colore Fe 2+ Rosso/porpora ossimioglobina ossigenazione Fe 2+ Rosso brillante metamioglobina ossidazione Fe 3+ marrone NOmioglobina Combinazione con NO Fe 3+ Rosso brillante fucsia solfomioglobina Effetto di H 2 S Fe 3+ verde colemioglobina H 2 O 2 Fe 2+ o Fe 3+ verde Globina Calore, Fe 2+ mioemocromogeno denaturazione Rosso smorto

Clorofilla Colore verde (E 140) delle foglie dei vegetali e dei frutti non maturi, tale colore si manifesta perché la molecola è in grado di assorbire le radiazioni rosse e violette complementari del verde Chl a R=CH 3 (3) Chl b R=CHO (1)

A B C Figura 21. Struttura della porfina (a, b) e della forbina (c)

Estrazione e deterioramento per idrolisi alcalina delle clorofille si ottengono le clorofilline Per l’estrazione possono essere usati i seguenti solventi: metil chetone, acetone, diossido di carbonio, diclorometano, propan 2 olo, etanolo, metanolo ed esano. Clorofillase (esterase) rottura del fitolo con formazione di clorofillidi e feofirbidi solubili in acqua

Processi tecnologici di manipolazione dei vegetali (scottatura prima del congelamento, cottura, etc. ) due categorie di derivati della clorofilla. I composti che conservano il magnesio sono verdi Quelli senza il magnesio sono verde-marrone (il magnesio viene sostituito da due atomi di H dando feofitina a e b, pirofeofitine). La clorofilla b è molto più stabile al calore della clorofilla a, questo pare sia dovuto all’effetto elettrone attrattore del gruppo formilico in C-3. La stabilità della clorofilla alla temperatura è anche p. H dipendente; a p. H basico è molto più stabile che a p. H acido. La diminuzione di clorofilla durante i processi tecnologici può raggiungere anche l’ 80 -100%.

Accorgimenti tecnologici per poter il colore verde vi sono: Neutralizzazione degli acidi (aggiunta di ossido di calcio, carbonato di magnesio e di sodio, etc. ), Sterilizzazione con metodiche HTST, Conversione della clorofilla in clorofillide più stabile, Creazione di derivati metallici nei quali il magnesio e sostituito con altri metalli che danno complessi più stabili (rame; E 141).

Derivazione e uso Si può ottenere dagli spinaci Spinacea oleracea L. (Chenopodiaceae). dall’ortica Urtica dioica L. e dall’erba medica La clorofilla è liposolubile e viene usata per colorare pasta, dolci e prodotti caseari e, dato che ha anche proprietà deodoranti, è usata dall'industria cosmetica per saponi e profumi.

Coloranti carotenoidi e derivati Presenti in molte specie di foglie, fiori e frutti sono contenuti nei cromoplasti, sciolti in goccioline di grasso o come cristalli. Nei vegetali sono contenuti anche nei cloroplasti, dove sono mascherati dal verde della clorofilla. Si trovano anche negli animali, ma vengono biosintetizzati solo da alcuni lieviti (appartenenti stessa famiglia) come Rhodoturola, Cryptococcus, Sporobolomyces. Fungono da pigmenti secondari nella cattura dei raggi solari Si conoscono più di 560 strutture carotenoidiche senza contare gli isomeri geometrici.

Coloranti carotenoidi e derivati Si distinguono caroteni (idrocarburi) e xantofille (presentano anche ossigeno). Sono formati da 8 unità isopreniche. I caroteni (E 160) sono contenuti nelle carote (Daucus carota L. ), nei pomodori (Lycopersicon esculentum Mill. ), nelle arance (Citrus sinensis (L. ) Osbeck), nella camomilla (Chamomilla recutita (L. ) Rauschert), nella calendula (Calendula officinalis L. ), nello zafferano (Croccus sativus), nel peperone (Capsicum) nel mango, nei cachi, sono responsabili del tenue colore del latte e del burro. Nelle foglie è presente insieme alla clorofilla da cui è in genere mascherato. Le xantofille (E 161) sono presenti nell'uvaspina (Ribes uva-crispa L. ), nel mandarino (Citrus aurantium L. f. deliciosa (Ten. ) M. Hiroe), nei petali delle rose e delle viole del pensiero (Viola tricolor L. ), nel granturco (Mais Zea)

Carotene a b La molecola del carotene può assorbire la luce blu e quindi appare di colore arancione. Allo stato puro si presenta in cristalli rosso rubino, ma quando è diluita ha la caratteristica colorazione giallo-arancio. È solubile nei grassi, ma non nell’acqua e ciò spiega la sua presenza in natura È precursore della vitamina A

Licopene Il licopene è una molecola di carotene con i due anelli terminali aperti ed è responsabile del colore dei pomodori. Quando il pomodoro matura la clorofilla che dà il colore verde al frutto acerbo si decompone e non maschera più il colore del licopene. Il colore delle albicocche è dovuto al licopene e al carotene. Tra tutti i carotenoidi conosciuti, il Licopene possiede la più elevata capacità antiossidante conosciuta. Si ottiene dal pomodoro e dall’olio di palma

La crocetina è una versione più corta della molecola del licopene con ciascuna estremità ossidata ad acido carbossilico (-COOH), quando diesterificata con il gentobiosio forma la crocina responsabile del colore giallo dello zafferano.

La bixina, analoga alla crocetina, da cui differisce solo per un piccolo prolungamento della catena e per la conversione di un gruppo carbossilico nel suo estere metilico (-COOCH 3), è responsabile del colore rosso dell’annatto, un colorante estratto del rivestimento esterno dei semi di Bixia orellana, usato per colorare alcuni tipi di formaggi (leicester), gelati, o in piatti di carne. Costituisce l’ 80% dei pigmenti presenti.

OH HO La zeaxantina fa parte della famiglia delle xantofille versioni leggermente ossidate del carotene, contenenti cioè atomi di ossigeno. La zeaxantina è presente soprattutto nel peperone rosso e nel grano, è responsabile insieme al carotene, del colore del granoturco, queste due molecole insieme contribuiscono anche al colore del mango. La zeaxantina contribuisce anche al colore del tuorlo dell’uovo e del succo di arancia.

OH HO La luteina è il principale carotenoide contenuto nell’area centrale della retina, detta macula. Può agire come un filtro che protegge la macula dalla luce solare. I soggetti che si nutrono di cibi ricchi di luteina sembrano avere una minore incidenza di degenerazione maculare. E’ una sostanza che si trova negli spinaci, nell’insalata, nei porri, e nei piselli.

L’astaxantina è una molecola di carotene in cui sono presenti quattro atomi di ossigeno. La loro presenza fa variare la quantità di energia necessaria a spostare i suoi elettroni e pertanto la molecola presenta un colore diverse rispetto al carotene. L’astaxantina è rosa ed è responsabile del colore del salmone. Si trova anche nel carapace dei crostacei (gamberetto, aragosta) dove si manifesta però solo dopo la bollitura; negli animali vivi il colore è infatti mascherato perché la molecola è legata a una proteina e appare di colore nerastro. Si ottiene da una microalga l’Haematococcus pluvialis

La cantaxantina, responsabile del colore del fenicottero americano è una molecola di astaxantina che ha perso i suoi due gruppi -OH. Il colore dei fenicotteri è dovuto alla loro dieta a base di gamberetti; in cattività, se non nutriti con tale alimento, perdono il colore rosa. Si ottiene dai funghi OH O HO La capsantina, viene utilizzata negli alimenti per i pesci d’acquario per la loro colorazione La capsantina è il colorante tipico del peperoncino rosso Capsicum annuum. È responsabile anche del sapore piccante.

z Estrazione con acqua o con olio, dopo macerazione. z Estrazione con solventi, come il cloruro di metilene, la trielina. z Sono commercializzati in soluzione acquosa, in dispersione oleaginosa o come polvere. z Sono liposolubili (colorazione di formaggi, sostanze grasse). z L’estrazione va fatta in assenza di luce a temperatura bassa e in atmosfera controllata

Flavonoidi Responsabili di molti dei colori brillanti del mondo della primavera C C 6 C 3 C 6 Flavanoni e Flavani La maggior parte di questi composti si trova in combinazione con una molecola di zucchero (componente glucidico).

Coloranti antocianici Una delle classi principali di flavani è costituita dalle antocianidine. In combinazione con le molecole glucidiche come il glucosio, le antocianidine diventano antocianine (dal greco: anthos kyanos, fiore blu). 2° HO 7 8 + 1 O R 1 3° 1° 2 6° 6 5 4 OR 4 3 OR 3 OH 4° 5° R 2 Catione flavinio R 1 e R 2 = H, OCH 3; R 3 =glicoside; R 4 = H o glicoside Le antocianine sono responsabili di molti dei colori rossi, porpora e blu che si trovano in natura, ma non del rosso delle barbabietole e della buganvillee che è dovuto ad altri tipi di composti chiamati betacianine.

Gli antociani sono molto sensibili alle variazioni di p. H: si presentano di colore rosso in soluzione fortemente acida, violetto in soluzione debolmente acida, blu verde in soluzione debolmente basica giallo in soluzione fortemente basica. La presenza dell’ossigeno e l’aumento della temperatura sono fattori di instabilità.

+ Antocianidine pelargonidina, cianidina, delfinidina, peonidina, petunidina, malvidina Presentano sempre un residuo glicosidico (glucosio, ramnosio, galattosio e arabinosio) in posizione 3, talvolta in posizione 5 raramente in posizione 7 La pelargonidina è la più semplice delle antocianidine ed è responsabile del rosso del geranio domestico e contribuisce al colore delle fragole e dei lamponi maturi. È l’unica assente nell’uva.

+ La cianidina fornisce il colore viola; è responsabile del colore delle more mature e contribuisce ai colori dei ribes neri, dei lamponi, delle fragole, delle bucce di mele e delle ciliegie. Il suo colore in soluzione acida è rosso, ma in soluzione alcalina è viola. I colori notevolmente diversi del fiordaliso e del papavero hanno in effetti la stessa origine. Nel fiordaliso la linfa è alcalina e la molecola di cianidina è blu, nel papavero la linfa è acida e la molecola di cianidina diventa rossa. Il cavolo rosso mantiene il suo colore, dovuto alla cianidina, se viene cotto in ambiente acido. I fiori a volte modificano l’acidità della loro linfa e cambiano colore dopo l’impollinazione per attirare meno l’attenzione degli insetti.

Le altre antocianidine Delfinidina Responsabile del colore delle viole (verbena), uva spina Peonidina

Le altre antocianidine Petunidina Malvidina Enocianina: Gli antociani presenti nell’uva costituiti prevalentemente da malvidina 3 -glucoside vengono estratti per lavaggi delle bucce non fermentate con acqua tamponata a p. H 2. 0

Estrazione e uso Si possono estrarre con acqua trattata al solfito, acqua acidificata, diossido di carbonio, metanolo o etanolo da ceppi naturali di frutti e verdure commestibili miscela di antocianine + componenti glucosidici dell’uva idrolisi dei glucosidi separazione con tecnica cromatografica per la colorazione di vini rossi, bevande, marmellate. Gli antociani usati nell’alimentazione devono essere ottenuti solo da frutti e ortaggi commestibili come: fragole, more, ciliegie, cavoli rossi, cipolla rossa, melanzane, uva e succo.

Tannini Composti fenolici con strutture complesse che si trovano comunemente nei vegetali. Due tipi idrolizzabili Gallotannini ellagitannini Estratti dal legno delle botti condensati Proantocianidine Leucoantocianidine Estratti da bucce vinaccioli e raspi

Tannini Sono patrimonio naturale dell'uva, in cui svolgono la funzione di proteggere la pianta da fitofagi e agenti patogeni. La funzione principale dei tannini è legata al colore Altra funzione è quella conservante, influiscono molto sull'invecchiamento del vino, ma anche sulla sua durata. Sono associate molte caratteristiche sensoriali dei vini rossi: le sensazioni di astringenza e di amaro

Fonti di Tannini idrolizzabili Gallotannini: Quercus infectoria, Rhus semilalata, coriaria, typhinus, Caesalpina spinosa Ellagitannini: noci di Terminalia chebula, corteccia di Quercus sp. , guscio dei frutti di Caesalpina coriaria

Flavonoli La molecola della quercetina è un flavonoide, ma appartiene al gruppo dei flavanoni anziché a quello dei flavani di cui fanno parte le antocianidine e alla classe dei flavonoli (l’ossigeno supplementare sull’anello centrale fa la differenza). E' gialla, è responsabile del colore della Quercia tinctoria e si trova anche in molto foglie, ma il suo colore viene mascherato dalla clorofilla finché questa non si decompone in autunno.

Altri flavonoli sono incolori e sono presenti nelle foglie per prevenire i danni dovuti all’assorbimento dei raggi ultravioletti. In autunno, quando la clorofilla si decompone, questi flavonoli incolori vengono privati dell’atomo di ossigeno attaccato all’anello centrale e si convertono in antocianidine che hanno colori brillanti. Questa trasformazione chimica che consiste solo nella perdita di un atomo di ossigeno è responsabile della nostra percezione del colore dell’autunno.

Vitamina K e chinoni Il gruppo cromoforo è dato dal sistema coniugato del para e orto chinone: benzo, nafto, antra. 1, 2 -benzochinone, rosso 1, 2 -naftochinone, giallo-rosso alizarina rosso-arancio 1, 4 -benzochinone, giallo 1, 4 -naftochinone, giallo

Vitamina K 1 Tutti i chinoni sono colorati e sono presenti nelle piante come pigmenti, alcuni di essi hanno attività biologica, come la vitamina K (nafta) antiemorragica. Sono i responsabili del colore scuro che compare sulla superficie dei vegetali tagliati (mele, banane, patate etc. ) Questo imbrunimento enzimatico dovuto all’ossidazione irreversibile mediata da enzimi (fenolasi e polifenolossidasi quali la laccasi e la catecolasi).

Acido carminico Vari tipi di carminio e l’acido carminico Usato in molti aperitivi Fonti: estratti acquosi, alcolici-acquosi o alcolici dei corpi essiccati dell’insetto di sesso femminile Dactylopius coccus Costa (cocciniglia) che vive su vari tipi di cactus La sostanza colorante è l’acido carminico estratto da 1 Kg di colorante con una soluzione acquosa di allume e 30 g di potassa 1 ettaro di terreno a cactus produce 300 Kg di cocciniglia equivalenti a 2 Kg di colorante

Kermes è uno dei coloranti conosciuti più antico. Viene menzionato anche nella Bibbia con il nome di Coccus scarlato. L’acido laccaico o acido xantokermesico, Quattro composti diversi denominati con le lettere A, B, C e D

Flavine Le flavine di colore giallo contengono nella loro molecola un nucleo a 3 anelli esatomici detto isoallosazinico e rappresentano il gruppo prostetico (cromoforo) delle flavoproteine, Partecipano ai processi di ossidoriduzione nelle cellule animali e vegetali. Si trovano nei lieviti, nel latte, nelle carni e nelle frattaglie. Anche le MAO sono un gruppo di flavoproteine localizzate sulla superficie dei mitocondri di molti tessuti di mammiferi, soprattutto nervoso, fegato, rene, polmone, vasi, cuore, mucosa intestinale

Riboflavina (E 101) La riboflavina, o lattoflavina, o vit. B 2, è il colorante (giallo) naturale del latte contenente il nucleo isoallosazinico, ma è presente anche in molti ortaggi verdi, in particolare cavolo e pomodoro; usata anche come nutriente associata ad altre vitamine del gruppo B. (per colorare biscotti, dolci)

Melanine Pigmenti bruni diffusi nel regno animale (eumelanine, feomelanine) e vegetale (allomelanine, non contengono N). Nei vegetali si trovano nei funghi, nei semi, nell’humus, Negli animali sono contenuti in particolari cellule, dette melanociti, appartenenti alla pelle, ai capelli, alle penne ed anche all’inchiostro di seppia. Le melanine, come tutti i derivati indolici, hanno una funzione protettiva bloccando la formazione di radicali liberi e costituiscono una difesa della pelle nei confronti dei raggi solari.

Betaina Il rosso bietola si ottiene dalle radici di ceppi naturali di barbabietole rosse (Beta vulgaris L. var. rubra) per spremitura delle barbabietole frantumate o mediante estrazione con acqua delle radici trinciate successivo arricchimento nel principio attivo. Il colorante è costituito da differenti pigmenti idrosolubili tutti appartenenti alla classe delle betalaine. Il colorante principale è costituito da betaciani (rossi) di cui la betaina costituisce il 7595%. Possono essere presenti anche piccole quantità di betaxantina (gialla) e di prodotto di degradazione delle betalaine (di colore bruno chiaro).

Curcumina (E 100) La curcumina è un colorante giallo-arancio (curry) estratto dai rizomi macinati di ceppi naturali della Curcuma Longa L. . Per ottenere l’estratto purificato di curcuminasi si purifica l’estratto per cristallizazione. Il prodotto è costituito fondamentalmente da curcumine e dai loro derivati metossilati. Solventi utilizzabili per l’estrazione sono: etile acetato, acetone, diossido di carbonio, diclorometano, n-butanolo, esano. Non si ha notizia di fenomeni negativi connessi alla sua assunzione alle dosi richieste dalla buona tecnica. Usato per colorare mostarde, dadi, minestre preconfezionate.

Caramello Il caramello semplice viene preparato per riscaldamento controllato dei carboidrati (dolcificanti per alimenti dotati di potere nutritivo e disponibili in commercio, costituiti dai monomeri glucosio e fruttosio o da loro polimeri ovvero da sciroppi di glucosio, da saccarosio e/o da sciroppi di zucchero invertito e da destrosio). Il prodotto di colore bruno, è il costituente caratteristico del marsala e di altri vini o mosti sottoposti a vari trattamenti termici. Viene usato per bevande analcoliche, birre, aceti (non in Italia), in pasticceria e componente dei surrogati del caffè

Colori vegetali Parte utilizzata: petali Colore: giallo Pigmento: luteina Calendula officinalis

Curcuma longa Parte utilizzata: radici Colore: giallo Pigmento: curcumina

Beta vulgaris Parte utilizzata: radici Colore: rosso Pigmento: betaina

Parte utilizzata: Fiore e calice Colore: rosso Pigmento: cianidina Karkadè: sepali Hibiscus sabdariffa

Amaranthus Tricolor Parte utilizzata: foglie Colore: rosso Pigmento: Amarantina

Annato, Bixia Orellana Parte utilizzata: semi Colore: rosso Pigmento: bixina

Chelidonium majus Parte utilizzata: pianta Colore: giallo Pigmento:

Genista tintoria Parte utilizzata: pianta Colore: giallo Pigmento: scopnarina

Anthemis tinctoria (camomilla gialla) Parte utilizzata: capolino Colore: giallo Pigmento:

Matricaria recutita (camomilla) Parte utilizzata: capolino Colore: blu Pigmento: camazulene (si origina dalla matricina)

Parte utilizzata: radici Colore: rosso Pigmento: alizarina Rubia tinctorum

Isatis tinctoria Parte utilizzata: foglie Colore: blu Pigmento: indigotina

Indigofera tinctoria Parte utilizzata: foglie Colore: blu Pigmento: indigotina

Coloranti sintetici Presentano il vantaggio di essere più stabili e meno costosi problemi di tossicità coloranti azoici caratterizzati dal gruppo cromoforo azo CONTENGONO Þ il gruppo -N=N- (azo) SI FORMANO Þ dai sali di diazonio aromatici + fenoli e ammine aromatiche Tutti gli azo-composti sono colorati e trovano impiego nell'industria tessile e alimentare.

Metabolismo dei composti azoici Tratto gastrointestinale azione dei succhi digestivi e della flora intestinale rottura del legame N=N (diazo) e formazione di ammine cicliche assorbite dalla mucosa intestinale, vengono portate per via sanguigna al fegato degradazioni ulteriori a livello microsomiale: riduzioni, N-alchilazioni, idrossilazioni, coniugazioni. (formazione di composti cancerogeni)

Sicurezza dei coloranti Tema aperto. Problema più diffuso sono le reazioni allergiche per ipersensibilità. Asma Possibili effetti cancerogeni e mutageni Sospetti sia sui coloranti sintetici che su quelli naturali I coloranti azoici autorizzati, sono composti solfonati idrosolubili che vengono per questa ragione eliminati molto rapidamente

Coloranti sospesi Rosso Scarlato responsabili di tumori epatici Sudan III

Coloranti esclusi per tossicità: z E 103 Crisoina z E 105 Giallo solido z E 111 Arancio GGN z E 121 Orceina solforata/oricello, orceina z E 125 Scarlatto GN z E 126 Ponceau (Scarlatto 6 R) z E 130 Blu antrachinone z E 152 Nero 7984 z E 181 Sfumature diverse D. M. 22 -12 -1967, D. M. 3 -9 -1976

Coloranti che hanno una DGA provvisoria z E 123 (Rosso amaranto) z E 129 (Rosso allura Ac) z E 155 (Bruno HT) z E 127 (Eritrosina) z E 102 (Tartrazina) z E 132 (Indigotina)

Tartrazina (E 102) Usato in dolci, sciroppi, bibite, conserve, gelato allo zabbaione È controindicato alle persone allergiche all’acido acetilsalicilico, sconsigliato nei prodotti per bambini Manifestazione di attacchi d’asma, lacrimazione, eruzioni cutanee, offuscamento della vista, Usata per adulterare lo zafferano

Giallo di chinolina (E 104), caramelle bibite , liquori, gelati, leggermente tossico non permesso in Australia, sconsigliato negli alimenti per bambini Amaranto (E 123) ammesso solo per il succedaneo del caviale. Rosso porpora bandito negli stati uniti nel 1976. È accusato di essere mutageno. Si ritrova anche nelle gelatine e nei prodotti di pasticceria.

Eritrosina (E 127) rosso usato nella frutta sciroppata, nelle caramelle, nei canditi, nelle gelatine di frutta. La FDA americana l’ha esclusa dagli alimenti perché contiene una concentrazione di iodio del 22%. Rischi per il tumore alla tiroide. E ipertiroidismo. Litolrubina (E 180) pigmento rosso usato solo per la crosta dei formaggi, vietato in Australia, controindicato nelle persone allergiche.