Pesquisas e Tendências no Uso de Corantes Alimentares Prof. Paulo Cesar Stringheta Departamento de Tecnologia de Alimentos Universidade Federal de Viçosa - MG “Nada é mais difícil de realizar, mais perigoso de conduzir, ou mais incerto quanto ao êxito, do que uma nova ordem das coisas, pois a inovação tem como inimigos todos os que prosperaram sob as condições antigas e, como tímidos aliados, os que podem se dar bem nas novas condições.” Maquiavel Ponto de Vista • Coisas novas • Palestra não é uma aula • Palestra é – Convencimento – Disseminação de idéias – Conseguir adeptos • ALIMENTOS: Por Que Colorir? HISTÓRICO – 1396 -coloração da manteiga; – 1500 a.C.- Cúrcuma, páprica e açafrão; – Século XIX • Sulfito de cobre, arsenito de cobre e chumbo; – 1850 - 1°corante sintético: Malva; – 1906 - 1ª legislação sobre uso de corante; – 1930 - 1ª padronização da simbologia de uso de corante FD&C, D&C, D&C-Ext – 1970 - 1ª proibição de corante “Amaranto.” COR Os sentidos do ser humano captam cerca de 87% de suas percepções pelo olho, 9% pelo ouvido e as 4% restantes pelo olfato, paladar e tato. A aceitação de um produto alimentício pelo consumidor está diretamente relacionada com o atributo cor. Apesar da alimentação ser necessária para sobrevivência, não se pode negar que é também fonte de prazer e satisfação . Linguagem das Cores Amarelo: Mais alegre das cores. Relacionada ao sol. Irradia muita luz. Laranja: Cor de grande brilho. Luminosidade do amarelo e a excitação do vermelho. Desperta euforia e sensações agradáveis. Vermelho: Cor forte. Grande poder de atração. Ativa a circulação e a pressão. Violeta: Cor fria e negativa. Em alimento está muitas vezes associada a mau sabor. Azul: Atmosférica. Sensação de tranqüilidade. Pureza. Repugnância quando associada ao alimento. Verde: Relacionada ao frescor. Esperança. Natureza. Harmonia entre sol e o céu. Preto, Branco, Cinza: Peso. Leveza, claridade. Espectro dos Naturais VERDE (clorofila) Amarelo esverdeado/verde amarelado (cúrcuma/xantofila/clorofila) AMARELO “gema de ovo” (urucum/b-caroteno/cúrcuma) Laranja avermelhado (urucum/carmim/carmim + urucum) Laranja (urucum/b-caroteno) VERMELHO (carmim/beterraba/antocianina) Marrom (caramelo) AZUL ?? PRETO (carbo vegetabilis/caramelo/”blends”) Lilás/azul (antocianina) Importância da Cor no Alimento • Percepção – Seleção de plantas/alimento – Julgamento da qualidade • Motivação – A cor pode aumentar ou reduzir o desejo/apetite • Emoção – Plantas/alimentos coloridos são atrativos – geram prazer • Aceitação – Cores agradáveis e características favorecem a escolha e a decisão • Comparamos/escolhemos pela cor Porque usar Corantes em Alimentos • Reforçar a cor existente – Iogurte, massas, geléias, etc. • Padronizar a cor de um produto durante a produção – Sucos, sorvetes, polpas de frutas, ovos • Repor perdas ocorridas no processamento – Cereja • Conferir cor – Balas, gelatinas, refrigerantes, bebidas alcoólicas (campari), etc. Interrelação entre a cor outras características sensoriais. Efeito da cor sobre o limiar de percepção do gosto. DOCE ÁCIDO AMARGO SALGADO Fonte: CLYDESDALE (1993) A cor como um fator de escolha A cor é o primeiro quesito de qualidade do produto. Sugestões visuais permitem a identificação do alimento e por experiências anteriores evocam antecipadamente sensações orais. Aspectos que podem limitar o uso de corantes em alimentos • pH do alimento; • Solubilidade do corante; • Qualidade microbiológica do corante e do alimento; • Composição do alimento; • Condições de processamento; • Embalagem; • Estocagem do alimento. Usos e Aplicações de Corantes Naturais • Aditivos alimentares • Colorir papel • Têxteis • Cosméticos/perfumaria • Fármacos Principais Corantes Naturais • Antocianinas – Berinjela, morango, • uva, açaí, maçã, repolho roxo, flores, capim gordura • • Carotenóides – Cenoura, pimentão • vermelho, tomate, urucum • • Betalaínas – Beterraba, buganville • • Curcumina – Açafrão Carmim – Cochonilha – Dactylopius coccus Costa Bixina – Urucum (norbixina) (pó de urucum) Clorofila – Frutos/folhas Licopeno – Tomate, goiaba, mamão, melancia Monascus – Fungos do gênero Monascus CORANTES NATURAIS - Fatores que afetam sua estabilidade FATORES pH CORANTES Antocianina 2,0 a 4,0: Estável LUZ TEMPERATURA Instável Estável até 70ºC Bixina/Norbixina 3,0 a 12,0: Estável Instável Estável até 100ºC Betalaína 4,0 a 7,0: Estável Instável Instável Carmim 3,0 a 7,0: Estável Estável Estável Cúrcuma 2,0 a 7,0: Estável Instável Estável Cores e Sabores Abacaxi, Carambola Limão Maracujá, Manga Laranja, Tangerina Pêssego Morango, Acelora Cereja Uva Antocianinas Flavonóide amplamente distribuído na natureza, capaz de absorver fortemente no visível laranja, vermelho, púrpura e azul. Quimicamente pode ser definida como glicosídeos de antociaidinas. Dependendo do grau de acidez ou alcalinidade, as antocianinas adotam diferentes estruturas químicas em meio aquoso. São sensíveis a fatores como luz, oxigênio, metais, sulfito. A sua estabilidade é fortemente dependente do pH do meio. Fontes comerciais utilizadas atualmente: uva e repolho roxo. Antocianinas 1 Base quinoidal: cor azul; 2 Cátium flavilium: cor vermelha; 3 carbinol: incolor; 4 chalcona: incolor Urucum Carotenóide amarelo-alaranjado obtido da semente do urucuzeiro. O urucum fornece pigmento hidrossolúvel e lipossolúvel dependendo do solvente de extração. A reação mais significativamente sofrida é a oxidação. Empregado tradicionalmente em produtos lácteos. Estruturas químicas dos pigmentos do urucum Semente de urucum (Bixa orelleana) Betalaínas Betalaínas se assemelham em aparência e comportamento às antocianinas. As betalaínas são encontadas principalmente em uma ordem de vegetais, Centrospermeae, à qual pertence a beterrada (Beta vulgaris) e de onde são facilmente extraídas com água. Das 70 betalaínas conhecidas, 50 são pigmentos vermelhos chamados betacianinas e 20 são pigmentos amarelos denominados betaxantinas. Cor: vermelha em 3<pH<7, violeta em pH<3 e azul em pH>7. Estabilidade semelhante a das antocianinas (pH dependente) sendo mais sensível ao calor. 1,7 diazo-heptamelina Estrutura química da betanina Curcumina A curcumina é o principal corante presente nos rizomas da planta cúrcuma (Curcuma longa). A cúrcuma é cultivada em vários países tropicais incluindo a Índia, China, Paquistão, Peru e Haiti. O rizoma é comercializado desidratado na forma de pó e é genericamente chamado de cúrcuma. Três extratos são obtidos a partir da cúrcuma: óleo essencial, óleo resina e curcumina. Cor: amarelo limão em meio ácido e laranja em meio básico. Aplicações. Carmim O termo carmim é usado mundialmente para descrever complexos formados a partir do alumínio e o ácido carmínico. O ácido carminico é extraído a partir dos corpos dessecados de insetos fêmeas da espécie Dactylopius coccus costa (Coccus cacti L). O ácido carmínico é solúvel em água e a sua coloração é dependende do pH do meio ( laranja em pH<5, vermelho em 5<pH<7 e azul em pH>7). O carmim apresenta maior intensidade de coloração que o ácido carmínico e sua cor é independente do pH do meio. Estabilidade e aplicações. Estrutura química do ácido carminico Clorofila Plantas com folhagem de cor verde são fontes de clorofilas. A clorofila é obtida por extração do vegetal seco e moído. É solúvel em óleo, mas também são comercializadas formas dispersíveis em água. O extrato contém as clorofilas "a" e "b" associadas aos carotenóides. A clorofila é empregada em produtos de confeitaria, sopas,molhos, iogurtes, pickles, bebidas não alcoólicas, geléias de menta, sorvetes. Páprica A capsantina e a capsorubina são os principais pigmentos das pimentas vermelhas Capsicum annum. Obtido a partir das pimentas secas e moídas. Comercializados sob o nome de extrato de páprica. Solúvel em óleo e aroma adocicado. Também disponível sob a forma de dispersão em água. A cor varia do vermelho ao alaranjado dependendo da concentração. Empregado em molhos (ketchup, misturas para sopas desidratadas), salsichas, produtos derivados de carne, condimentos e queijos. CAROTENOIDES • β -caroteno: frutas e hortaliças amarelas e vegetais verdes folhosos • Zeaxantina e luteína: couve e espinafre • Licopeno: tomate • α-caroteno: cenoura • Solúvel em óleo e em água sob a forma de dispersão. • Aplicações: refrigerantes, biscoitos, molhos, geléias, pós instantâneos para bebidas alcoólicas, balas, sorvetes e outros produtos Estruturas dos Carotenóides Conhecimento dos consumidores sobre o uso de corantes em alimentos industrializados 100 entrevistados 91 já ouviram falar em corantes para uso em alimentos industrializados 75 sabem a finalidade do uso de corantes em alimentos industrializados 88% associaram ao atributo cor 83% sabem da existência de corantes naturais e artificiais para colorir alimentos industrializados 100% preferem consumir alimentos coloridos com corantes naturais 95% estão dispostas a pagar mais por um produto colorido com corante natural 12% associaram ao atributo sabor e também a conservantes Tipo de corante utilizado. Categoria Tipo de corante (%) Naturai Artificiais Caramel Dióxido s o titânio N° de produto s Fora da norma Laticínios 78,0 18,0 4,0 45 Biscoitos 64,0 11,0 22,0 64 Sucos naturais 80,0 20,0 15 Sorvetes 71,0 23,0 21 Balas e similares 15,0 70,0 3,0 10,0 Refresco em pó 96,0 4,0 96,0 Refrigerantes 61,0 49,0 2,0 59 48 49 Setores da indústria Embutidos cárneos Bebidas Molhos e sopas Alimentos à base de cereal Balas, chicletes e sorvetes Biscoito e panificação Laticínios 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Número de resposta por setor Corante natural Corante artificial Ambos Tipo de corante usado em cada setor alimentício da amostra. Corantes que as indústrias declararam usar em seus produtos • • • • • • • • Urucum Carmim Cúrcuma Páprica Beta-caroteno Clorofila Antocianina Caramelo • • • • • • • • Dióxido de titânio Vermelho 40 Bordeaux S Tartrazina Amarelo crepúsculo Eritrosina Azul brilhante Ponceau 4R Alimentos saudáveis 48% Alimentos orgânicos 21% Alimentos sem processamento 31% Associação feita pelos consumidores à palavra “natural” quando relacionada a um alimento. 88% Porcentagem de resposta 90% 80% 65% 70% 61% 60% 43% 50% 30% 40% 23% 30% 20% 10% 0% Prazo de validade Preço Aparência Apelo saudável Marca Embalagem Respostas Fatores que influenciam muito no momento da compra de um produto na opinião dos consumidores. Corantes Naturais: Alegações Funcionais / Saúde Controle do colesterol – Antocianinas, bixina Controle de triglicérides – Antocianinas, bixina Antioxidante: Carotenóides, antocianinas Distúrbios cardiovasculares: podem reduzir os distúrbios Mortality From Coronary Heart I Age standardized male, 35-64 years Plasma Mortality per 104 Cholesterol Plasma (mg/dL) Japan 33 - Toulouse (Fr) 78 224 France (Gen) 102 216 Stanford (USA) 182 209 United Kingdom 380 240 (Renaud and de Logeril, 1992) Mortalidade 12 por insuficiência Finlândia 10 cardíaca por 1000 homens 8 6 Estados Unidos Nova Zelândia Austrália Escócia Canadá Inglaterra Irlanda Noruega Holanda Dinamarca Bélgica Suécia 4 Austria Alemãnha Itália Suiça França 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Consumo de vinho diário per capita (Renaud and de Logeril, 1992) Médias de colesterol (± erro–padrão) de soro de ratos machos Wistar e suas respectivas percentagens de variação Grupos Ração (R) R + Triton (T) R + T + Biochanina A R + T + Kaempherol R + T + Naringina R + T + Antocianina R + T + Carmim R + T + Monascus R + T + Biochanina A + Antocianina R + T + Biochanina A + Carmim R + T + Biochanina A + Monascus R + T + Kaempherol + Antocianina R + T + Kaempherol + Carmim R + T + Kaempherol + Monascus R + T + Naringina + Antocianina R + T + Naringina + Carmim R + T + Naringina + Monascus Letras - Scott-Knott (P>0,05) * diferente do controle (ração + Triton) Dunnet (P<0,05) Colesterol total 84,90 262,83 121,30 116,22 122,65 150,01 166,78 197,03 92,38 105,46 86,84 84,72 95,79 83,70 98,72 96,96 87,52 ± 4,66 ± 18,91 ± 7,10 d ± 7,59 d ± 5,46 d ± 3,45 c ± 4,46 c ± 11,37 b ± 5,91 e ± 7,26 e ± 8,38 e ± 5,11e ± 5,29e ± 5,70 e ± 3,00 e ± 4,47 e ± 3,68 e % de variação -53,85* -55,78* -53,33* -42,93* -36,54* -25,04* -64,85* -59,88* -66,96* -67,77* -63,55* -68,15* -62,44* -63,11* -66,70* Médias de triacilgliceróis (± erro–padrão) de soro de ratos machos Wistar e suas respectivas percentagens de variação Grupos Ração (R) R + Triton (T) R + T + Biochanina A R + T + Kaempherol R + T + Naringina R + T + Antocianina R + T + Carmim R + T + Monascus R + T + Biochanina A + Antocianina R + T + Biochanina A + Carmim R + T + Biochanina A + Monascus R + T + Kaempherol + Antocianina R + T + Kaempherol + Carmim R + T + Kaempherol + Monascus R + T + Naringina + Antocianina R + T + Naringina + Carmim R + T + Naringina + Monascus Letras - Scott-Knott (P>0,05) * diferente do controle (ração + Triton) Dunnet (P<0,05) Triacilgliceróis 92,24 311,53 162,33 132,28 135,52 195,89 181,88 198,23 74,46 96,79 90,68 81,22 105,02 104,97 92,82 105,33 114,25 ±13,26 ± 3,05 ± 6,82 c ± 3,30 d ± 3,43 d ± 4,87 b ± 5,18 b ± 5,75 b ± 4,18 e ± 2,73 e ± 6,63 e ± 3,02 e ± 4,94 e ± 5,72 e ± 11,16 e ± 5,15 e ± 20,73 d % de variação -47,89* -57,54* -56,50* -37,12* -41,62* -36,37* -76,10* -68,93* -70,89* -73,93* -66,23* -66,31* -70,21* -66,19* -63,33* DMS Dunnet = 38,56mg / dL Médias de colesterol total (± erro–padrão) de soro de ratos machos Wistar e suas respectivas percentagens de variação Grupos Dieta D + ácido cólico (AC) + colesterol (C) D + AC + C + Biochanina D + AC + C + Kaempherol D + AC + C + Naringina D + AC + C + Antocianina D + AC + C + Monascus D + AC + C + Biochanina + Monascus D + AC + C + Kaempherol + Antocianina D + AC + C + Naringina + Antocianina D + AC + C + Naringina + Monascus Colesterol total 58,50 99,59 64,38 59,23 54,09 68,76 59,50 60,54 62,76 65,42 58,31 ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± 2,36 2,92 2,37 ab 2,26 ab 2,52 b 2,82 a 2,31 ab 2,93 ab 1,77 ab 1,48 ab 1,79 ab Letras – Student – Newman- Keuls (P>0,05) * diferente do controle (dieta + Ác. Cólico + Colesterol) Dunnet (P<0,05) % de variação -35,35* -40,53* -45,69* -30,96* -40,26* -39,21* -36,98* -34,31* -41,45* DMS Dunnet = 10,90mg / dL Médias de triacilgliceróis (± erro–padrão) de soro de ratos machos Wistar e suas respectivas percentagens de variação Grupos Dieta D + ácido cólico (AC) + colesterol (C) D + AC + C + Biochanina D + AC + C + Kaempherol D + AC + C + Naringina D + AC + C + Antocianina D + AC + C + Monascus D + AC + C + Biochanina + Monascus D + AC + C + Kaempherol + Antocianina D + AC + C + Naringina + Antocianina D + AC + C + Naringina + Monascus Triacilgliceróis 58,06 103,04 56,31 55,75 54,80 72,20 56,03 66,90 62,56 59,66 55,55 ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± 2,91 7,64 5,02 a 4,03 a 4,28 a 4,17 a 4,72 a 5,45 a 3,81 a 6,24 a 1,81 a Letras – Student – Newman- Keuls (P>0,05) * diferente do controle (dieta + Ác. Cólico + Colesterol) Dunnet (P<0,05) % de variação -45,35* -45,89* -46,82* -29,93* -45,62* -35,07* -39,29* -42,10* -46,09* DMS Dunnet = 18,83mg / dL Valores médios de triacilglicerol, em mg/dL, de coelhos machos submetidos a diferentes dietas com repolho roxo e uva roxa e avaliados aos 15 e 30 dias. Temp o (dias) Grup os n Dietas Triacilglice rol (mg/dL) Repolho roxo % variação (RCAC) Repolho roxo Triacilglice rol (mg/dL) Uva roxa % variação (RCAC) Uva roxa 0 G1 G2 G3 G4 G5 6 6 6 6 6 Ração (R) R + Colesterol + ácido cólico (RCAC) RCAC + 50 mg de antocianina RCAC + 100 mg de antocianina RCAC + 150 mg de antocianina 196,84 311,58 270,10 419,45 161,57 - 13,31 + 34,62* - 48,14* 155,51 151,40 153,38 188,27 115,52 + 1,31 + 24,35 - 23,70 15 G1 G2 G3 G4 G5 6 6 6 6 6 Ração (R) R + Colesterol + ácido cólico (RCAC) RCAC + 50 mg de antocianina RCAC + 100 mg de antocianina RCAC + 150 mg de antocianina 132,13 97,69 81,92 73,32 86,20 - 16,14 - 24,95 - 11,76 93,65 164,75 158,78 108,70 108,96 - 3,62 - 34,02* - 33,86* 30 G1 G2 G3 G4 G5 6 6 6 6 6 Ração (R) R + Colesterol + ácido cólico (RCAC) RCAC + 50 mg de antocianina RCAC + 100 mg de antocianina RCAC + 150 mg de antocianina 94,87 90,83 61,33 60,02 59,25 -32,48 -33,92 -34,77 84,98 99,43 89,69 72,18 84,77 - 9,79 - 27,41 - 14,74 Valores médios de colesterol total, em mg/dL, de coelhos machos submetidos a diferentes dietas com repolho roxo e uva roxa e avaliados aos 15 e 30 dias. Tempo (dias) Grup os n Dietas Colesterol total (mg/dL) Repolho roxo % variação (RCAC) Repolho roxo Colesterol total (mg/dL) Uva roxa % variação (RCAC) Uva roxa 0 G1 G2 G3 G4 G5 6 6 6 6 6 Ração (R) R + Colesterol + ácido cólico (RCAC) RCAC + 50 mg de antocianina RCAC + 100 mg de antocianina RCAC + 150 mg de antocianina 114,06 137,02 125,30 124,83 143,41 - 8.55 - 8,90 + 4,66 125,12 140,64 172,44 115,77 101,26 + 22,61 - 17,68 - 28,00 15 G1 G2 G3 G4 G5 6 6 6 6 6 Ração (R) R + Colesterol + ácido cólico (RCAC) RCAC + 50 mg de antocianina RCAC + 100 mg de antocianina RCAC + 150 mg de antocianina 117,52 444,07 264,76 274,75 268,14 - 40,38* -38,13* - 39,62* 115,45 520,77 396,22 163,92 286,06 -23,92 - 68,52* - 45,07* 30 G1 G2 G3 G4 G5 6 6 6 6 6 Ração (R) R + Colesterol + ácido cólico (RCAC) RCAC + 50 mg de antocianina RCAC + 100 mg de antocianina RCAC + 150 mg de antocianina 111,85 689,52 322,80 524,88 416,30 - 53,18* - 23,88* -39,62* 93,92 1040,12 422,02 555,25 252,97 - - - - 59,42* - 46,62* - 75,68* Formação de complexo AntocianinaDNA FONTE: SARMA & SHARMA, 1999. Mecanismo proposto para interação cianidina-DNA que leva a formação do complexo de copigmentação cianidina-DNA. Recomendações Comer colorido faz bem e é agradável. Preferir sempre produtos alimentícios coloridos com corantes naturais. Alimentos com cores fortes/brilhantes têm concentrações de sintéticos. muito grandes Prospectos Atuais e Futuros Necessidade do uso de corantes. Substituição dos corantes sintéticos pelos naturais. Tendência do consumo de produtos naturais. Propriedades nutracêuticas de alguns corantes naturais. Universidade Federal de Viçosa Laboratório de Corantes Naturais Pesquisas em Execução Estudos de Pigmentos Naturais no Metabolismo Sanguíneo e, na Atividade Hepatoprotetora; Eficiência dos Corantes Naturais na Manutenção de Níveis Saudáveis de Colesterol em Humanos; Ação Antioxidante de Antocianinas de Produtos (casca, semente, suco, vinho) de Uva Roxa e Branca, produzidas no RS; Identificáção da Estrutura Química e Estabilidade dos Pigmentos Extraídos de Frutos de Bertalha; Caracterização de Antocianinas de Açaí e Metodologia de Obtenção de Extratos Antociânicos; Pesquisas em Execução (continuação) Substituições de Corantes Sintéticos por Naturais em Bebidas Isotônicas; Desenvolvimento de Formulações de Isotônicos; Utilização Refrescos; de Corantes Naturais em Misturas para Desenvolvimento de Novos Métodos para a Produção de Corantes Naturais Microencapsulados; Desenvolvimento de Metodologia Alternativa Extração de Pigmentos de Sementes de Urucum; para a Diagnóstico de Corantes Naturais - Produção, Usos e Aplicações; Estudos de Técnicas de Copigmentação de Antocianinas. “Meu pai me disse certa vez, que há dois tipos de pessoas: as que fazem o trabalho e as que recebem o crédito por ele. E me disse para tentar ficar no primeiro grupo, onde é menor a concorrência.” Indira Gandhi “Cada cor produz um efeito específico sobre o homem, a sua presença tanto • revelando “Cada cor produz um sua efeitoretina específico na quanto na alma.” sobre o homem, revelando a sua presença tanto na sua retina quanto na alma.” Grato pela atenção!!! Perguntas?