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La curcuma longa L., è conosciuta in India fin dai tempi antichi, ma è originaria del sud-est asiatico. Attualmente le sue coltivazioni sono distribuite in tutta la cintura tropicale, in quanto richiedono un clima caldo (20-30°) e umido. L’India produce circa l’80% del raccolto mondiale di curcuma, seguita da Myanmar, Vietnam, Cambogia, Nigeria, Etiopia e Indonesia
La curcuma è una pianta perenne che cresce fino a circa un metro (tre piedi) di altezza. È una coltura annuale e il suo periodo di semina è da metà aprile a giugno che corrisponde anche all’inizio della stagione dei monsoni in India. Durante la stagione di crescita, il rizoma madre piantato direttamente nel terreno, si ingrandisce e produce diversi rizomi secondari, lunghi, cilindrici, chiamati dita. Il rizoma madre è quello che ha il più alto contenuto di curcuminoidi circa il 7-9%.
Il raccolto è pronto in circa 9-10 mesi. La curcuma si raccoglie da metà gennaio a metà aprile. Al raccolto, una porzione viene selezionata e conservata per la semina successiva, mentre una parte viene lavorata.
I rizomi di curcuma appena raccolti devono essere subito lavorati per ridurre il decadimento dei principi contenuti. I rizomi prima di essere essicati vengono cotti in acqua bollente così da lacerare il loro periderma ed inattivare enzimi endogeni che influenzerebbero il colore e il sapore. La disidratazione avviene al sole o con essicatori ad aria calda. La polvere di curcuma (spezia) viene considerata anche come un integratore alimentare ed è riconosciuta come sicura (GRAS) dalla FDA. Per la sua % di curcuminoidi è la materia prima dell’additivo colorante Curcumina E100 mentre per la presenza dei composti aromatici (terrosi) Turmerone (60%), ar-Turmerone e Zingiberene (25%), anche una materia prima aromatica.
I rizomi di curcuma appena raccolti devono essere subito lavorati per ridurre il decadimento dei principi contenuti. I rizomi prima di essere essicati vengono cotti in acqua bollente così da lacerare il loro periderma ed inattivare enzimi endogeni che influenzerebbero il colore e il sapore. La disidratazione avviene al sole o con essicatori ad aria calda. La polvere di curcuma (spezia) viene considerata anche come un integratore alimentare ed è riconosciuta come sicura (GRAS) dalla FDA. Per la sua % di curcuminoidi è la materia prima dell’additivo colorante Curcumina E100 mentre per la presenza dei composti aromatici (terrosi) Turmerone (60%), ar-Turmerone e Zingiberene (25%), anche una materia prima aromatica.
Acqua 8-13%
Carboidrati 49-69% (amidi)
Proteine 6-11%
Fibre 3-6%
Ceneri 4-9%
Lipidi 5-9%
Oli volatili 2-6%
Acqua
Carboidrati
Proteine
Fibre
Ceneri
Lipidi
Oli volatili
8-13%
49-69% principalmente amidi,
6-11%
3-6%
4-9%
5-9%
2-6%
Nella frazione lipidica si trovano i pigmenti curcuminoidi, curcumina, demetossi curcumina e bis-demetossicurcumina. Dalla curcuma in polvere viene estratta tramite solventi organici approvati, l’oleoresina di curcuma. La trasformazione dei rizomi in polvere e la produzione di oleoresine viene di solito effettuata nei paesi produttori della materia prima.
Dalla curcuma essiccata si ottengono tutti i derivati:
SPEZIA, OLEORESINA e COLORANTE E100
L’oleoresina di Curcuma è una materia prima aromatica, si presenta come un prodotto resinoso altamente viscoso di colore giallo-bruno. Si ottiene per estrazione con solventi ammessi. I curcuminoidi e le sostanze aromatiche volatili, contenuti nella curcuma essiccata, vengono estratte efficacemente dai solventi polari (come l’etanolo) mentre un ulteriore purificazione che estrae lipidi e sostanze amare, si ottiene con i solventi non polari (come l’esano). I solventi di estrazione, vengono poi eliminati quasi completamente.
La variabilità delle oleoresine dipende dalla composizione della curcuma in polvere, ma anche dal tipo di solvente e dal metodo estrattivo. Le oleoresine contengono di solito il 10-12% dei componenti totali della polvere.
curcumina (I)
desmetossicurcumina (II)
bis-desmetossicurcumina (III)
Ar-Turmerone
Turmerone
Curlone
42-81 % pigmento
7-32 % pigmento
1-34 % pigmento
30-40 %
9-25 %
18-25 %
Nelle oleoresine le quantità di curcuminoidi individuali, varia considerevolmente, ma normalmente la quantità di curcumina I è maggiore dei suoi derivati, anche se esistono oleoresine nelle quali le due possono arrivare fino al 50%. Dall’oleoresina, con ulteriori fasi di lavorazione, si eliminano gli oli volatili per ottenere un prodotto molto meno aromatico (dearomatizzato), la CURCUMINA, l’additivo colorante classificato in Europa come E.100
L’oleoresina di curcuma viene ulteriormente purificata, cioè separata dalle sostanze aromatiche tramite «cristallizzazione».Il prodotto è costituito essenzialmente solo dal principio colorante curcumina, e i suoi due derivati desmetossi in proporzioni variabili. Nella curcumina E100 il contenuto di pigmento non deve essere inferiore al 90 %, mentre sono ammesse solo piccole quantità di oli e resine (α-turmerone, β-turmerone, curlone, zingiberene, ecc.) presenti nell’oleoresina di curcuma.
P.S. Ovviamente stiamo ancora parlando dei requisiti di purezza della materia prima concentrata che viene utilizzata per fare le forme commerciali presenti sul mercato.
I pigmenti curcuminoidi sono solubili in solventi organici polari come acetone, etanolo, etere etilico, etilene cloruro, acido acetico glaciale, isopropanolo, metanolo, metilene cloruro, glicole propilenico e oli trigliceridi. Al contrario, sono quasi insolubili in acqua (pH 1-7) e in solventi organici non polari come il benzene, l’esano e il pentano. Nell’etere o nell’etanolo presentano una leggera fluorescenza verde. I pigmenti sono solubili in solventi alcalini acquosi al di sopra del pH 7; anche se, in queste condizioni il colore passa dal giallo al rosso fino al marrone-rosso. Come vedremo per rendere la curcumina applicabile nella maggior parte degli alimenti acquosi, si usano formulazioni “commerciali” con emulsionanti, polisorbato 80 e glicole propilenico. Le stesse formulazioni vengono sprayizzate per ottenere le versioni in polvere idrosolubili. Un altro approccio per solubilizzare o disperdere la curcuma in ambienti acquosi consiste nel legare i pigmenti a polisaccaridi o proteine solubili.
In condizioni di ALTA attività idrica, i pigmenti di curcumina hanno una scarsissima stabilità alla LUCE. La curcumina, se esposta alla luce, può svanire entro poche ore. Inoltre, Il colore e la stabilità dei curcuminoidi è influenzata da diversi fattori, come :
⊃ pH,
⊃ temperatura,
⊃ ossidanti chimici,
⊃ ioni metallici,
⊃ enzimi,
⊃ solventi.
I solventi influenzano molto la stabilità della curcumina, e in generale, la stabilità è molto maggiore nei solventi organici mentre diminuisce con l’aumento del tenore di acqua. La curcumina sciolta in etanolo è molto più stabile alla luce rispetto a quando viene emulsionata in una soluzione acquosa.
La causa maggiore di fotodegradazione della curcumina purificata sembra sia da imputare più che altro a radiazioni UV (280-350nm) e visibili (>400 nm), sia in preparazioni liquide che in polvere. Le lunghezze d’onda da 280 a 450nm innescano una sorta di auto-ossidazione e di altri meccanismi non ancora del tutto definiti, che sono indipendenti dalla presenza di ossigeno. L’esposizione a queste lunghezza d’onda, provoca la perdita di due atomi di idrogeno e la formazione di un composto di ciclizzazione giallo considerato il principale prodotto di degradazione dei curcuminoidi. Prevenire l’esposizione alla luce, specialmente a lunghezze d’onda inferiori a 500nm sembra essere la migliore protezione per evitare la fotodegradazione.
Sul mercato si trova una curcumina light stable, formata da un complesso di curcumina con polisaccaridi ramificati o ciclici idrosolubili, o proteine dispersibili in acqua.
I curcuminoidi sono gialli da pH 3 a pH 7 in soluzioni acquose, passano al rosso bruno a rosso intenso a pH superiori a 8. A pH alcalini > di 8 la velocità di degradazione della curcumina è molto maggiore rispetto alle soluzioni acide. Mentre in condizioni normali la degradazione di ciascun curcuminoide è paragonabile, a pH alcalino la differenza è notevole. La bis-demetossicurcumina è la più resistente. La microincapsulazione di curcuminoidi insieme ad un tampone acido, impedisce la perdita di colore in alimenti alcalini.
I curcuminoidi sono considerati relativamente stabili alla temperatura, rispetto alla stabilità che hanno alla luce, anche se durante la cottura possono verificarsi grandi perdite di colore, fino al 90% nella curcuma spezia e del 20 al 45% nei curcuminoidi estratti, quando sottoposti a bollitura per 15 o 30 minuti. Gli ioni di alluminio, sembrano inibire completamente la decomposizione termica, ma in soluzioni acidificate.
Sono diversi gli ossidanti chimici che causano la decomposizione della curcumina. I nitriti, presenti in alcuni alimenti trasformati decompongono rapidamente i curcuminoidi emulsionati. I tassi di decomposizione sono lineari in funzione della concentrazione di nitriti. Invece, con l’esposizione all’ipoclorito di sodio (NaClO) anche solo in ppm, la degradazione è immediata. Questo rappresenta un problema, per l’ipoclorito residuo presente nell’acqua del lavaggio con Amuchina di prodotti o attrezzature, che risulterebbe molto dannoso per la stabilità dei curcuminoidi.
La curcumina è un polifenolo solubile in olio ed è disponibile sotto forma di oleoresina di curcuma o cristalli di curcuma. Può essere formulato per essere dispersibile in acqua ed è disponibile come colore minimamente lavorato o come additivo colorante.
La curcumina come colore è un’alternativa al cartamo e ai carotenoidi come la carota arancione e la luteina.
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