Краситель антоциановый из растительного сырья

 

Изобретение относится к пищевой промышленности. Антоциановый краситель из растительного сырья содержит следующие компоненты, мас.%: гликозиды цианидина 0,1-8,6, гликозиды пионидина 0,08-6,45, гликозиды пеларгонидина 0,05-4,3, органические вещества и минеральные соли остальное. Гликозиды пеларгонидина: гликозиды пеонидина : гликозиды цианидина должны соотноситься как 1 : 1,5 : 2 соответственно. Относительная оптическая плотность красителя максимальна при воздействии на него светом с длиной волны 505 - 515 нм. Краситель при воздействии среды pH от 2,0 до 7,0 сохраняет естественный красный цвет. Краситель сохраняет 80 - 100% своей естественной цветовой плотности при всех обработках, а именно замораживании, кипячении, облучении прямым солнечным светом в интервале pH от 2 до 4. Изобретение позволяет получить краситель, обладающий широкой цветовой гаммой, высокой термо- и фотоустойчивостью. 3 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к пищевой, косметической и фармацевтической и текстильной промышленности и может быть использовано при производстве алкогольных и безалкогольных напитков, кондитерских изделий, кисломолочных продуктов, при окрашивании облаток таблеток, при окрашивании детского белья, игрушек и т.д.

Известны антоциановые красители, полученные из плодов шелковицы, винограда, черной смородины, черноплодной рябины, шток-розы, из клеточных тканей морковных культур [1, 2, 3].

Недостатком этих красителей является низкое содержание красящих веществ, низкая термо- и фотоустойчивость, ограниченный спектр цветовой гаммы. В то же время сырьем для получения антоциановых красителей являются, как следует из приведенных выше данных, чаще всего ягоды или получаемые из них выжимки, т.е. сезонное, быстро портящееся сырье, что делает процесс производства красителей многоэтапным и сложным в техническом плане и дорогостоящим в финансовом.

Наиболее близким к предлагаемому, принятым за прототип, является натуральный пищевой краситель, получаемый из лепестков шток-розы [4]. Этот краситель представляет собой экстракт, выделенный из антоциансодержащего сырья, состоящий из следующих компонентов: гликозиды цианидина, пионидина, дельфинидина, петунидина и (или) мальвидина.

Недостатком данного красителя является низкая устойчивость при хранении его как в чистом виде, так и в изделиях, в которых он используется, кроме того, указанный краситель обладает ограниченной цветовой гаммой оттенков, что сужает область его применения.

Задачей данного изобретения является получение натурального антоцианового красного красителя, обладающего широкой цветовой гаммой, высокой термо- и фотоустойчивостью, производство которого можно осуществлять в любом необходимом количестве, независимо от времени года, сезонности и любых других факторов.

Поставленная задача решалась за счет того, что в состав натурального красителя, содержащего гликозиды цианидина, гликозиды пионидина, органические вещества и минеральные соли, дополнительно введены гликозиды пеларгонидина при следующих соотношениях компонентов, мас. %: Гликозиды цианидина - 0,1 - 8,6 Гликозиды пионидина - 0,08 - 6,45 Гликозиды пеларгонидина - 0,05 - 4,3 Органические вещества и минеральные соли - Остальное Наличие в растворе красителя, наряду с гликозидом цианидина и пионидина, гликозидов пелергонидина привело к расширению спектра цветовой гаммы заявляемого красителя, так как известно, что цианидин обладает малиновым цветом, пионидин соответственно розовым, лиловым, а пеларгонидин - алым. Объединение этих трех антоцианов в заявляемом красителе позволяет получить краситель с наиболее богатой гаммой оттенков красного цвета. В то же время соотношение антоцианов: гликозиды пелагонидина: гликозиды пионидина: гликозиды цианидина в готовом продукте должно соответствовать 1: 1,5: 2, что позволяет получить краситель с рядом ценных в физическом отношении свойств, а именно заявляемый краситель сохраняет красный цвет при pH среды не более 7, термостоек, фотостабилен и сохраняет свои свойства в течение двух лет, при этом его относительная оптическая плотность максимальна при воздействии на него светом с длиной волны 505-515 нм.

Краситель, получаемый при следующем соотношении компонентов, представляет собой прозрачную густую жидкость темно-красного цвета, полностью растворимую в воде и водных растворах этилового спирта, с запахом, свойственным запаху исходного сырья, кислым вкусом. Массовая доля сухих веществ не менее 20, массовая доля красящих веществ не менее 40 г/л. Заявляемый краситель представляет собой экстракт, выделенный из антоциансодержащего растительного сырья. Разнообразие цветовой гаммы обеспечивается наличием различных типов антоцианов, их различного количества и их соотношения между собой. Хроматографическими методами было подтверждено наличие в красителе трех основных антоциановых соединений, а именно цианидин (малиновый цвет), пионидин (розовый, лиловый цвет) и пеларгонидин (алый цвет). В растворе красителя были определены также органические вещества и минеральные соли.

Заявляемый краситель был испытан на токсичность в эксперименте на животных. Результаты испытаний показали, что краситель не содержит токсичных соединений и не изменяет общего состояния подопытных животных. Кроме того, заявляемый краситель является экстрактом растительного сырья, содержит биологически активные соединения, извлеченные из исходного сырья. Наличие биологически активных соединений повышает качество заявляемого красителя.

Пример 1 Из антоциансодержащей вегетативной массы кукурузы был получен краситель следующего состава, мас.%: Гликозиды цианидина - 4,4 Гликозиды пионидина - 3,3 Гликозиды пеларгонидина - 2,2
Флавонолы - 0,9
органические кислоты, в том числе лимонная к-та, яблочная к-та, фумаровая к-та, янтарная к-та и др. - 32
Пищевые волокна - 0,9
Полисахариды, в том числе
сахароза, фруктоза, маноза, рибоза и др. - 56,29
Витамины, минеральные соли - 0,01
Полученный краситель исследовали на устойчивость кислотности среды, к воздействию различных неблагоприятных факторов, таких как замораживание в течение 30 дней, кипячение в течение 3 часов, облучение прямым солнечным светом в течение 3 месяцев. При этом pH растворов красителя варьировали в интервале от 2,0 до 10,0. Кроме того, на спектрофотометре исследовали спектр поглощения видимой части спектра. Результаты проведенных исследований представлены в табл. 1. Как видно из представленных данных, заявляемый краситель обладает следующими свойствами:
- его относительная оптическая плотность максимальна при длине волны 515 нм;
- сохраняет свой естественный красный цвет при воздействии среды с pH от 2,0 до 7,0;
- устойчив к замораживанию, т.е. сохраняет 95% своей естественной цветовой плотности при замораживании в течение 30 дней;
- сохраняет 90% своей естественной цветовой плотности при кипячении в течение 3 часов;
- сохраняет 98% своей естественной цветовой плотности при экспонировании на прямом солнечном свете в течение 3 месяцев.

Пример 2
Из антоциансодержащей вегетативной массы кукурузы был получен краситель следующего состава, мас.%:
Гликозиды цианидина - 0,1
Гликозиды пионидина - 0,08
Гликозиды пеларгонидина - 0,05
Флавонолы - 0,9
Органические кислоты, в том числе лимонная к-та, яблочная к-та, фумаровая к-та, янтарная к-та и др. - 37,67
Пищевые волокна - 0,9
Полисахариды, в том числе сахароза, фруктоза, маноза, рибоза и др. - 60,29
Витамины, минеральные соли - 0,01
Полученный краситель исследовали на устойчивость кислотности среды, к воздействию различных неблагоприятных факторов, таких как замораживание в течение 30 дней, кипячение в течение 3 часов, облучение прямым солнечным светом в течение 3 месяцев. При этом pH растворов красителя варьировали в интервале от 2,0 до 10,0. Кроме того, на спектрофотометре исследовали спектр поглощения видимой части спектра. Результаты проведенных исследований представлены в табл. 1. Как видно из представленных данных, заявляемый краситель обладает следующими свойствами:
- его относительная оптическая плотность максимальна при длине волны 512 нм;
- сохраняет свой естественный красный цвет при воздействии среды с pH от 2,0 до 7,0;
- устойчив к замораживанию, т.е. сохраняет 80% своей естественной цветовой плотности при замораживании в течение 30 дней;
- сохраняет 80% своей естественной цветовой плотности при кипячении в течение 3 часов;
- сохраняет 80% своей естественной цветовой плотности при экспонировании на прямом солнечном свете в течение 3 месяцев.

Пример 3
Из антоциансодержащей вегетативной массы кукурузы был получен краситель следующего состава, мас.%:
Гликозиды цианидина - 8,6
Гликозиды пионидина - 6,45
Гликозиды пеларгонидина - 4,3
Флавонолы - 0,9
Органические кислоты, в том числе лимонная к-та, яблочная к-та, фумаровая к-та, янтарная к-та и др. - 27
Пищевые волокна - 0,9
Полисахариды, в том числе сахароза, фруктоза, маноза, рибоза и др. - 51,84
Витамины, минеральные соли - 0,01
Полученный краситель исследовали на устойчивость кислотности среды, к воздействию различных неблагоприятных факторов, таких как замораживание в течение 30 дней, кипячение в течение 3 часов, облучение прямым солнечным светом в течение 3 месяцев. При этом pH растворов красителя варьировали в интервале от 2,0 до 10,0. Кроме того, на спектрофотометре исследовали спектр поглощения видимой части спектра. Результаты проведенных исследований представлены в табл. 1. Как видно из представленных данных, заявляемый краситель обладает следующими свойствами:
- его относительная оптическая плотность максимальна при длине волны 513 нм;
- сохраняет свой естественный красный цвет при воздействии среды с pH от 2,0 до 7,0;
- устойчив к замораживанию, т.е. сохраняет 90% своей естественной цветовой плотности при замораживании в течение 30 дней;
- сохраняет 95% своей естественной цветовой плотности при кипячении в течение 3 часов;
- сохраняет 100% своей естественной цветовой плотности при экспонировании на прямом солнечном свете в течение 3 месяцев.

Пример 4
Из антоциансодержащего растительного сырья: лепестков шток-розы, ягод клюквы получен краситель следующего состава, мас.%:
Гликозиды цианидина - 8,6
Гликозиды пионидина - 0,08
Гликозиды пеларгонидина - 3,6
Флавонолы - 4,5
Органические кислоты, в том числе лимонная к-та, яблочная к-та, фумаровая к-та, янтарная к-та и др. - 25
Пищевые волокна - 0,5
Полисахариды, в том числе сахароза, фруктоза, маноза, рибоза и др. - 57,67
Витамины, минеральные соли - 0,05
Полученный краситель исследовали на устойчивость кислотности среды к воздействию различных неблагоприятных факторов, таких как замораживание в течение 30 дней, кипячение в течение 3 часов, облучение прямым солнечным светом в течение 3 месяцев. При этом pH растворов красителя варьировали в интервале от 2,0 до 4,0. Кроме того, на спектрофотометре исследовали спектр поглощения видимой части спектра. Результаты проведенных исследований представлены в табл. 1. Как видно из представленных данных, заявляемый краситель обладает следующими свойствами:
- его относительная оптическая плотность максимальна при длине волны 525 нм;
- сохраняет свой естественный красный цвет при воздействии среды с pH от 2,0 до 4,0;
- устойчив к замораживанию, т.е. сохраняет 40% своей естественной цветовой плотности при замораживании в течение 30 дней;
- сохраняет 35% своей естественной цветовой плотности при кипячении в течение 3 часов;
- сохраняет 50% своей естественной цветовой плотности при экспонировании на прямом солнечном свете в течение 3 месяцев.

Пример 5
Из антоциансодержащего растительного сырья: ягод винограда и клубники получен краситель следующего состава, мас.%:
Гликозиды цианидина - 0,1
Гликозиды пионидина - 0,05
Гликозиды пеларгонидина - 9,0
Флавонолы - 4,5
Органические кислоты, в том числе лимонная к-та, яблочная к-та, фумаровая к-та, янтарная к-та и др. - 38,5
Пищевые волокна - 0,4
Полисахариды, в том числе сахароза, фруктоза, маноза, рибоза и др. - 47,4
Витамины, минеральные соли - 0,05
Полученный краситель исследовали на устойчивость кислотности среды к воздействию различных неблагоприятных факторов, таких как замораживание в течение 30 дней, кипячение в течение 3 часов, облучение прямым солнечным светом в течение 3 месяцев. При этом pH растворов красителя варьировали в интервале от 2,0 до 5,0. Кроме того, на спектрофотометре исследовали спектр поглощения видимой части спектра. Результаты проведенных исследований представлены в табл. 1. Как видно из представленных данных, заявляемый краситель обладает следующими свойствами:
- его относительная оптическая плотность максимальна при длине волны 540 нм;
- сохраняет свой естественный красный цвет при воздействии среды с pH от 2,0 до 5,0;
- устойчив к замораживанию, т.е. сохраняет 30% своей естественной цветовой плотности при замораживании в течение 30 дней;
- сохраняет 25% своей естественной цветовой плотности при кипячении в течение 3 часов;
- сохраняет 60% своей естественной цветовой плотности при экспонировании на прямом солнечном свете в течение 3 месяцев.

Пример 6
Из антоциансодержащего растительного сырья: ягод клубники получен краситель следующего состава, мас.%:
Гликозиды цианидина - 0,15
Гликозиды пионидина - 0,1
Гликозиды пеларгонидина - 0,05
Флавонолы - 3
Органические кислоты, в том числе лимонная к-та, яблочная к-та, фумаровая к-та, янтарная к-та и др. - 25
Пищевые волокна - 0,32
Полисахариды, в том числе сахароза, фруктоза, маноза, рибоза и др. - 71,33
Витамины, минеральные соли - 0,05
Полученный краситель исследовали на устойчивость кислотности среды к воздействию различных неблагоприятных факторов, таких как замораживание в течение 30 дней, кипячение в течение 3 часов, облучение прямым солнечным светом в течение 3 месяцев. При этом pH растворов красителя варьировали в интервале от 2,0 до 6,0. Кроме того, на спектрофотометре исследовали спектр поглощения видимой части спектра. Результаты проведенных исследований представлены в табл. 1. Как видно из представленных данных, заявляемый краситель обладает следующими свойствами:
- его относительная оптическая плотность максимальна при длине волны 516 нм;
- сохраняет свой естественный красный цвет при воздействии среды с pH от 2,0 до 6,0;
- устойчив к замораживанию, т.е. сохраняет 90% своей естественной цветовой плотности при замораживании в течение 30 дней;
- сохраняет 50% своей естественной цветовой плотности при кипячении в течение 3 часов;
- сохраняет 60% своей естественной цветовой плотности при экспонировании на прямом солнечном свете в течение 3 месяцев.

Результаты, приведенные в табл. 1, свидетельствуют, что заявляемый краситель устойчив к неблагоприятным факторам, таким как замораживание, кипячение и облучение прямым солнечным светом. Наиболее оптимальны составы красителей по примерам 1-3.

1. Использование красителя в кондитерской промышленности
Для изучения возможности использования натурального красителя в кондитерской промышленности провели эксперименты по исследованию возможности применения красителя при производстве леденцовой карамели, помады, желейного мармелада и сливочного крема. Результаты этого эксперимента представлены в табл. 2.

Проведенные исследования показали, что краситель можно использовать при производстве таких кондитерских изделий, как карамель, помада, мармелад, сливочный крем, с целью придания изделиям приятной розовой окраски. Насыщенность окраски зависит от компонентного состава и соотношения антоцианов в красителе. Натуральный краситель можно рекомендовать к широкому использованию в кондитерской промышленности.

2. Использование красителя в производстве безалкогольных напитков
Результаты изучения возможностей использования натурального красителя при производстве безалкогольных напитков представлены в табл. 3.

Как показали результаты эксперимента, цвет безалкогольного напитка зависит от количества внесенного раствора красителя. Насыщенность окраски зависит от компонентного состава и соотношения антоцианов в красителе. Варьируя компонентным составом, можно изменять цвет готового напитка. Натуральный краситель можно рекомендовать к широкому использованию в безалкогольной промышленности.

3. Использование красителя в алкогольной промышленности
Была изучена возможность использования натурального красителя в алкогольной промышленности при производстве водок, винных напитков, ликеров, настоек. Результаты изучения возможностей использования натурального красителя при производстве алкогольных напитков представлены в табл. 4.

Как показали результаты эксперимента, цвет алкогольного напитка и его насыщенность окраски зависят от компонентного состава и соотношения антоцианов в красителе. Варьируя компонентным составом, можно изменять цвет готового напитка. Натуральный краситель можно рекомендовать к широкому использованию в алкогольной промышленности.

4. Использование красителя при производстве мороженого
Провели изучение возможностей использования красителя при приготовлении мороженого. Результаты экспериментов показали, что краситель может быть использован при производстве двух сортов мороженого ежевичного и черносмородинового. При производстве черносмородинового мороженого необходимо смешение красителя с основным компонентом (сливочный пломбир белый, без наполнителя) в соотношении 1:1 - цвет насыщенный розовый, теплых тонов, а при смешении в соотношении 1:20 - цвет сиреневый, розовый, холодных тонов, характерный для ежевичного мороженого.

Источники информации
1. Патентная заявка Великобритании N 8612587, 1986 г.

2. Патент РФ N 2057153, 1996 г.

3. Пищевые ингредиенты. Сырье и добавки N 1, 2000 г.

Формула изобретения

1. Антоциановый краситель из растительного сырья, содержащий гликозиды цианидина, гликозиды пионидина, органические вещества и минеральные соли, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гликозиды пеларгонидина при следующем соотношении компонентов красителя, мас.%:
Гликозиды цианидина - 0,1-8,6
Гликозиды пионидина - 0,08-6,45
Гликозиды пеларгонидина - 0,05-4,3
Органические вещества и минеральные соли - Остальное
2. Антоциановый краситель из растительного сырья по п.1, отличающийся тем, что содержание антоцианов в нем соответствует следующему соотношению, а именно гликозиды пеларгонидина : гликозиды пионидина : гликозиды цианидина должны соотноситься как 1 : 1,5 : 2 соответственно, а его относительная оптическая плотность максимальна при воздействии на него светом с длиной волны 505-515 нм.

3. Антоциановый краситель из растительного сырья по п.1 или 2, отличающийся тем, что он сохраняет при воздействии среды рН от 2,0 до 7,0 естественный красный цвет.

4. Антоциановый краситель из растительного сырья по п.1 или 2, отличающийся тем, что сохраняет 80-100% своей естественной цветовой плотности при всех обработках, а именно замораживании, кипячении, облучении прямым солнечным светом в интервале рН от 2 до 4.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4