Piattaforma Tecnico Informativa B2B
Ci trovi al 351 – 3779980
oppure se lo preferisci, mandaci una email
a info@allinfood.it o con
Gli antociani sono dei pigmenti solubili in acqua naturalmente presenti in molti vegetali, ai quali conferiscono tonalità e colori vivaci dal rosso, rosa, viola e blu. Appartengono alla classe dei polifenoli, specificatamente nel sottogruppo dei flavonoidi. Tra i flavonoidi sono l’unico gruppo che conferisce colore ai vegetali (tutti gli altri flavonoidi sono privi di colore). Gli antociani sono stati ampiamente studiati dal punto di vista chimico, biochimico e botanico, ma negli ultimi decenni, l’interesse generale per loro è ulteriormente aumentato. Oltre al loro ruolo di coloranti vegetali (sono gli unici flavonoidi che hanno colore), hanno indubbie proprietà benefiche per la salute umana. È stato dimostrato che un consumo regolare di vegetali ricchi di antociani e di altri polifenoli può ridurre il rischio di alcune malattie croniche a causa delle loro proprietà antiossidanti.
Gli antociani si trovano disciolti nella linfa vacuolare dei tessuti epidermici di fiori e frutta, e sono responsabili dei colori della maggior parte dei petali, della frutta e della verdura, e di alcune varietà di cereali come il riso nero. A loro si devono i colori dal rosa-arancio al rosso, dal viola fino al blu, dei frutti di bosco, come il ribes nero e i mirtilli, delle bacche di sambuco, dell’uva rossa, delle fragole, delle ciliegie, delle mele rosse, ma anche degli ortaggi come la lattuga rossa, il cavolo rosso, la cipolla o le melanzane. Insieme ai carotenoidi, sono responsabili del colore delle foglie in autunno. L’elenco delle fonti naturali in cui troviamo gli antociani è molto lungo, ma in linea generale, possono essere presenti in qualsiasi pianta superiore e localizzati in ogni sua parte (steli, foglie e radici), anche se per lo più sono visibili nei petali dei loro fiori e nei loro frutti, dove il contenuto totale di antociani segnalato varia da pochi milligrammi a più di 1000 mg per 100 g;
i livelli più elevati sono presenti in alcune bacche, come ribes nero, mirtilli e sambuco, ma anche nelle radici di ortaggi come le patate viola, le carote nere, il radish e nelle foglie di cavolo rosso. Nel mais viola e nella patata dolce viola (Ipomoea batatas) raggiungono contenuti fino a 1400 mg / 100 g. Gli antociani sono comuni nelle piante superiori, ma sono assenti nelle alghe (gli organismi acquatici non sintetizzano antociani), mentre gli si trova anche se limitatamente in alcuni cereali e legumi (fagioli, lenticchie).
In natura, ci sono solo tre eccezioni dove il colore rosso non deriva dagli antociani:
⊃ i pomodori rossi, che devono il loro colore al licopene (carotenoidi),
⊃ i peperoni rossi che lo devono per lo più alla capsantina (paprika, che è un carotenoide) e,
⊃ le barbabietole rosse, dove il loro caratteristico colore rosso è dato dalla “betanina” (betalaine).
Attualmente sono state descritte le strutture complete di oltre 700 antociani presenti in natura mentre altre 200 sono state provvisoriamente identificate, ma il numero di composti segnalati è in continuo aumento, e comprende nuove famiglie di pigmenti correlati agli antociani, come i piranano antociani.
La composizione qualitativa e quantitativa degli antociani nei prodotti trasformati a differenza di quella delle fonti vegetali intatte non è mai stata approfonditamente indagata, un eccezione, la fa il vino rosso, dove in merito esiste molta letteratura.
Gli antociani possiedono diverse funzioni, e hanno ruoli importanti nella pianta. I principali sono :
⊃ funzione colorante e attrattiva per l’impollinazione
⊃ funzione antiossidante e fotoprotettiva del vegetale
⊃ ruolo in alcuni meccanismi di difesa del vegetale
⊃ altre funzioni ecologiche (fenomeno di simbiosi).
La natura chimica degli antociani è stata stabilita all’inizio del 20°secolo attraverso le opere pionieristiche di Richard Willstätter (Nobel in Chimica nel 1915) e Muriel Wheldale Onslow, con studi iniziali per lo più focalizzati sulla comprensione del loro ruolo nella colorazione dei fiori. Gli antociani hanno la struttura tipica dei flavonoidi, con C6C3C6 come scheletro di base, e sono derivati del 2-fenilbenzopirilo.
Gli antociani, come la maggior parte degli altri flavonoidi, sono dei glicosidi, e sono formati da una molecole chiamata AGLICONE legata ad una o più unità glucidiche (zuccheri). Negli antociani la molecola di aglicone che corrisponde al loro cromorofo è chiamata ANTOCIANIDINA.
In altre parole, gli antociani o antocianine sono la forma glicosilata delle antocianidine, quindi le antocianidine sono antocianine prive di molecole di zucchero.
Antocianina = aglicone (antocianidina) + glicone (zucchero)
La moltitudine degli antociani (antocianine) esistenti in natura, dipende :
⊃ dal tipo di Antocianidina di base presente;
⊃ dal numero, dal tipo e dalla posizione delle molecole di zucchero legate all’antocianidina (glicosilazione);
⊃ dalla combinazione di questi zuccheri con gli acidi organici (acilazione);
⊃ dalla presenza di legami con altri composti (copigmentazione)
Sono circa 30 le antocianidine, finora identificate in modo inequivocabile, anche se solo 6 tra queste, sono state ritrovate nel 90% degli antociani, e sono:
cianidina,
delfinidina,
pelargonidina,
petunidina,
peonidina,
malvidina.
Le antocianidine presentano diverse tonalità di colore, dal un rosso-arancio della pelargonina alla tonalità più blu-viola della delfinidina. Sono state individuate oltre 500 antocianine in natura, di queste:
⊃ il 30% deriva dalla cianidina;
⊃ il 22% dalla delfinidina;
⊃ il 18% dalla pelargonidina
⊃ il 20% dalle peodidina, malvidina e petunidina
Il colore degli antociani è determinato dal numero di gruppi ossidrilici, dal loro grado di metilazione, dalla natura, dal numero e dalla posizione degli zuccheri legati all’antocianidina, dalla natura e dal numero di acidi legati allo zucchero, nonché dall’ambiente fisico-chimico in cui questi antociani sono presenti. Ad esempio, il colore cambia da rosa a blu all’aumentare del numero di idrossili e viceversa all’aumentare del numero di metili. La stessa antocianina può avere colori diversi a seconda del pH o della concentrazione della soluzione, ma anche in base alla presenza di copigmenti. Un co-pigmento non è generalmente colorato, ma può aumentare l’intensità del colore di una soluzione di antociani.
Abbiamo detto che gli antociani (antocianine) sono antocianidine legate ad una o più molecole di zuccheri e che il numero, il tipo e la posizione in cui questi zuccheri si legano all’antocianidina determinano le differenze tra gli antociani, vediamo come:
Numero di zuccheri e posizione_Negli antociani la maggior parte delle antocianidine legano una molecola di zucchero principalmente in posizione C3 come 3-monoglicosidi, ma può esistere anche una glicosilazione aggiuntiva (diglicosidi) che avviene a C5 (con le possibili forme 3-diglicoside, 3,5-diglicosidi e 3-diglicoside-5-monoglicoside); Sono state osservate anche glicosilazioni in posizione C7, C3’ e C5’e più raramente a C4’.
I diglicosidi risultano più stabili dei monoglicosidi.
Tipo di zucchero_ tra i monosaccaridi, il più comune è il glucosio (90%) seguito dal galattosio xilosio, ramnosio, arabinosio e fruttosio. Tra i disaccaridi, si possono trovare il rutinosio, il sambubiosio, il soforosio ecc.
I saccaridi legati alle antocianidine possono essere esterificati con acidi organici alifatici e aromatici. Tra i primi, sono stati individuati gli acidi acetico, malonico, succinico, ossalico, tartarico e malico, mentre tra i secondi sono stati trovati acidi cumarico, caffeico, ferulico e p-idrossibenzoico. Gli antociani acilati sono generalmente più resistenti rispetto alle controparti non acilate, e si dimostrano più stabili ai cambiamenti del pH, ma anche alla luce e al calore. Sia l’acilazione aromatica che quella alifatica migliorano la stabilità, ma nel primo caso si produce anche uno spostamento di tonalità verso il blu non osservabile per l’acilazione alifatica. Più del 65% degli antociani riportati in letteratura sono composti acilati. Gli si trova soprattutto negli ortaggi come la carota nera, il red radish e il cavolo rosso, ma anche in tutte le uve delle specie Vitis vinifera. I fiori di diverse specie contengono antociani poliacilati, ancora più complessi e stabili.
Gli antociani a seconda che siano nel loro ambiente naturale ossia nella linfa dei vacuoli cellulari intatti, oppure estratti e disciolti in soluzioni acquose si comportano in modo molto differente. Nel loro ambiente naturale, esistono meccanismi di stabilizzazione (complessi tra antocianine, con flavoni e con ioni metallici) che proteggono il colore antocianico dalla degradazione e dai cambiamenti dipendenti dal pH. Invece, quando l’antociano viene estratto, sia come colorante E.163, sia come colouring food, o comunque quando il vegetale viene trasformato in succo, il suo ambiente circostante cambia e l’antociano perde tutte le sue protezioni naturali; la sua struttura chimica subisce delle modifiche a seconda del pH della soluzione nel quale viene disciolto, con conseguente cambio di colore. Le tonalità che mostrano gli antociani isolati in soluzione acquosa, passano gradualmente da rosso a rosso-viola, a viola, a blu e poi a verde fino al giallo man mano che il pH aumenta da pH 1 a 4, 6, 8, 12, a 13 rispettivamente.
Negli antociani isolati a cambiare con il pH non è solo la tonalità del colore, ma è anche la sua intensità che risulta essere al suo massimo potenziale solo a pH 1,0 mentre diminuisce rapidamente con l’aumentare del pH. (approfondimento)
Dal punto di vista applicativo, questa caratteristica degli antociani, spesso è un fattore limitante, in quanto possono essere utilizzati al loro maggior potenziale solo in prodotti acidi in cui il pH è uguale o inferiore a 4.
A causa della loro differenza, la stabilità degli antociani è variabile a seconda della loro specifica struttura, dal loro grado di idrossilazione o dal tipo di metilazione della sua antocianidina di base, ma anche dal loro tipo di glicosilazione e dalla presenza di acilazione, che ne determina la loro complessità. Dai molteplici studi sulla degradazione degli antociani, l’unica cosa certa che è emersa: è che definire dei parametri generali per tutta la varietà degli antociani è praticamente impossibile, perchè non dipende solo dalle caratteristiche strutturali dei singoli, ma anche dalle caratteristiche del sistema alimentare in cui si trovano, dove il valore di pH rimane uno dei parametri più importanti.
Ci sono molti studi sugli effetti dei più importanti fattori coinvolti nella degradazione degli antociani, come la temperatura, luce, pH, S02, metallo, zucchero e ossigeno sia in sistemi modello che negli estratti alimentari, e i risultati hanno dimostrato che la stabilità degli antociani, è sempre fortemente dipendente dalla complessità e dall’acilazione dell’antociano. Per esempio, in condizioni pH fortemente acido, gli antociani semplici mostrano una stabilità simile a quella di antociani più complessi, ma a pH 8, mentre l’antociano più semplice si degrada, quello più complesso può subire solo un cambiamento di tonalità, tendendo al blu. In senso generale, gli antociani che contengono gruppi acilici aromatici, ma anche gli antociani più complessi mostrano stabilità in generale più elevate rispetto agli antociani non acilati o meno complessi. Per esempio, le famiglie Brassicaceae (cavolo rosso, ravanello), Apiaceae (carota nera), Solanaceae (patata viola) e Convolvulaceae (patata dolce viola) sono particolarmente ricche di antociani acilati (acilazione aromatica), caratteristica strutturale che li rende più stabili rispetto a quelli non acilati. In natura gli antociani presenti negli ortaggi in genere sono più complessi rispetto a quelli contenuti nei frutti; infatti il 77% degli ortaggi presenta pigmenti con uno o più gruppi acilici e generalmente questi gruppi sono aromatici; al contrario il 77% dei frutti contiene antociani senza gruppi acilici o con solo uno al massimo due monosaccaridi e solo il 23% contiene antociani acilati, ma solo l’11% ha gruppi acilici aromatici.
Gli antociani sono notoriamente suscettibili al trattamento termico (con fenomeni di sbiadimento o imbrunimento del colore), soprattutto in presenza di ossigeno. La degradazione termica degli antociani, sia negli estratti che nei sistemi alimentari, in tutti gli studi eseguiti, ha una cinetica di reazione di primo ordine. La stabilità diminuisce con l’aumentare della temperature. Anche in questo caso la stabilità è condizionata dalla struttura dell’antociano e dal pH del Sistema alimentare. Alcuni esempi: la stabilità alla temperatura degli estratti di antociani da patate viola si è dimostrata più alta rispetto ai concentrati commerciali di carote nere e dagli antociani derivati dalla buccia dell’uva (enocianine). La stabilità degli estratti di cavolo rosso nelle bevande analcoliche (pH 3,5) sottoposti a calore e luce è superiore alla stabilità degli antociani derivati dalla buccia dell’uva (enocianina), ma anche da quelli derivati dal di ribes nero e dalle bacche di sambuco. I coloranti del cavolo rosso che contengono una quantità significativa di antociano mono- e di-acilato sono particolarmente stabili. In ogni modo la stabilità al calore in condizioni acide, in processi come la bollitura, di marmellate è risultata buona in senso generale per quasi tutti gli antociani.
In generale, l’esposizione alla luce accelera la degradazione degli antociani mediante un meccanismo foto-ossidativo indipendentemente dal pH del mezzo, mentre un contemporaneo aumento della temperatura porta alla degradazione degli antociani favorendo l’apertura dell’anello eterociclico. Gli antociani sostituiti C-5 sono più suscettibili alla luce, mentre l’acilazione della parte zuccherina aumenta anche la stabilità alla luce.
In generale, la conservazione di alimenti contenenti antociani in condizioni aerobiche rivela maggiori perdite di pigmento e colore rispetto a condizioni quasi anaerobiche, dove i processi ossidativi sono prevenuti. Inoltre, la presenza di ossigeno deve essere considerata insieme all’applicazione di vari regimi tempo-temperatura nella valutazione delle potenziali perdite di pigmento perché le alte temperature hanno dimostrato di essere particolarmente dannose per gli antociani in condizioni aerobiche. L’ossigeno ossida facilmente gli antociani e l’effetto si rafforza quando gli agenti ossidanti sono accompagnati dall’acido ascorbico. Inoltre gli antociani a base di cianidina, delfinidina e petunidina, avendo maggiori proprietà ossidanti, sono quelli che presentano maggiore suscettibilità all’ossidazione.
L’anidride solforosa reagisce con gli antociani soprattutto quelli più semplice, per formare un prodotto incolore. In prodotti che contengono anidride solforosa sarebbe opportuno preferire antociani più complessi o con acilazione in posizione C-4, come le vitisine, che mostrano un’elevata stabilità e resistenza alla perdita di colore indotta dall’effetto di S02 e ad alti valori di pH (>4). Con l’utilizzo di antociani semplici di natura monomerica è preferibile usare conservanti come sodio benzoato e potassio sorbato.
Naturalmente presente o incorporato negli alimenti come additivo, induce la degradazione degli antociani in presenza di ossigeno, portandoli allo sbiancamento attraverso un meccanismo che è stato legato all’auto-ossidazione dell’acido ascorbico e che può comportare la scissione ossidativa dell’anello del pirilio. Gli antociani con due molecole di glucosio (diglicosidi) sbiadiscono più lentamente di quelli con una singola molecola di glucosio.
Alcuni cationi, in particolare gli ioni metallici di e trivalenti, causano uno spostamento batocromico della lunghezza d’onda di massimo assorbimento. Questo si nota da una tonalità più bluastra del colore che può portare alla fine alla precipitazione del pigmento. Le superfici in ferro, acciaio dolce e rame devono essere evitate e i contenitori in banda stagnata devono essere laccati. La presenza di ioni metallici, può anche catalizzarel’ossidazione e la degradazione degli antociani.
per quanto riguarda la presenza di zuccheri, i dati riscontrabili in letteratura sono molto contraddittori. Una parte di antociani mostra una stabilità inferiore nei sistemi con aggiunta di zucchero fino al 20%, mentre ulteriori aumenti di concentrazione al 40% hanno avuto invece effetti positivi sulla stabilità dei pigmenti. In altri casi, la termostabilità dei pigmenti diminuiva linearmente con l’aumento della concentrazione di fruttosio, probabilmente a causa della formazione di furaldeidi. Per esempio la stabilità dell’enocianina, del sambuco e del ribes nero sono risultate più basse in tutti i sistemi dove era stato aggiunto il 10% di saccarosio, indipendentemente dai valori di pH tra 3 e 5, anche se questa aggiunta non ha peggiorato l’imbrunimento.
Alcuni estratti di uva reagiscono con le proteine (come la gelatina) e formano torbidità o addirittura un precipitato. Questa reazione sembra essere causata da composti fenolici non pigmentati presenti nell’estratto piuttosto che dagli antociani stessi, poiché i pigmenti purificati non mostrano questo fenomeno e sono compatibili con la gelatina.
Il trattamento enzimatico dei succhi di frutta può causare la perdita di antociano che può, in parte, essere dovuta alla presenza di glucosidasi nella frutta.
L’interesse per gli antociani come coloranti alimentari per sostituire i coloranti sintetici è aumentato notevolmente negli ultimi anni a causa di problemi di sicurezza e preoccupazioni dei consumatori. Tuttavia, le applicazioni degli antociani sono limitate. Sono generalmente inadatti per gli alimenti che non hanno un pH sufficientemente acido o che contengono solfiti, a causa dei cambiamenti di colore che subiscono. Inoltre essendo suscettibili alla degradazione dovuta al calore, non sono adatti per i prodotti sottoposti a temperature di lavorazione molto elevate, come gli estrusi e i prodotti da forno.
I prodotti tipici per l’aggiunta di antociani sono fondamentalmente a base acida, come : bevande analcoliche, yogurt, caramelle, sorbetti, ghiaccioli, dessert, topping, salse e semilavorati a base di frutta.
Gli antociani presentano i seguenti vantaggi:
⊃ sono consumati dall’uomo da generazioni senza mostrare apparenti effetti negativi sulla salute;
⊃ colorano specialmente nella regione rossa e viola;
⊃ sono solubili in acqua, il che semplifica il loro utilizzo nei sistemi alimentari acquosi.
A seconda del tipo di estrazione che subiscono (selettiva o non selettiva), sul mercato gli antociani li possiamo trovare sia come coloranti E.number, che come Colouring Foods. Per la legislazione europea gli antociani come coloranti E.number, rientrano nella classe comune di E163 indipendentemente dal loro vegetale di origine, in quanto sono considerati come un gruppo omogeneo di composti innocui. Li si trova sul mercato con il termine generico Antociano E163. Un’eccezione, ma solo a livello commerciale è l’ENOCIANINA, termine che viene usato esclusivamente per il colorante derivato dalle bucce dell’uva. Per quanto riguarda invece i Colouring Food, li si trova sotto forma di estratti o succhi concentrati di ribes nero, mirtillo, bacche di sambuco, carota nera, red radish, patata viola ecc.
Colori & Co.
Cos’è il colore
Materie Prime
Famiglie di Pigmento
Coloranti E.Number