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) Lilás/azul (antocianina) AZUL ?? PRETO (carbo vegetabilis/caramelo/”blends”)

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. Fonte: CLYDESDALE (1993)        SALGADO AMARGO ÁCIDO DOCE

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 Carmim Cochonilha – Dactylopius coccus Costa Bixina Urucum (norbixina) (pó de urucum) Clorofila Frutos/folhas Licopeno Tomate, goiaba, mamão, melancia Monascus Fungos do gênero Monascus Antocianinas Berinjela, morango, uva, açaí, maçã, repolho roxo, flores, capim gordura Carotenóides Cenoura, pimentão vermelho, tomate, urucum Betalaínas Beterraba, buganville Curcumina Açafrão

CORANTES NATURAIS - Fatores que afetam sua estabilidade Estável Instável 2,0 a 7,0: Estável Cúrcuma 3,0 a 7,0: Estável Carmim 4,0 a 7,0: Estável Betalaína Estável até 100ºC 3,0 a 12,0: Estável Bixina/Norbixina Estável até 70ºC 2,0 a 4,0: Estável Antocianina TEMPERATURA LUZ pH FATORES CORANTES

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

Estruturas químicas dos pigmentos do 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)

Estrutura química da betanina 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.

Estrutura química do ácido carminico 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

Tipo de corante utilizado. Categoria Tipo de corante (%) N° de produtos Naturais Artificiais Caramelo Dióxido titânio 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 2,0 59 Refresco em pó 96,0 48 Refrigerantes 61,0 49,0 49 Gelatina 8,0 92,0 36 Isotônico 9,0 67,0 24,0

Tipo de corante usado em cada setor alimentício da amostra.   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

Associação feita pelos consumidores à palavra “natural” quando relacionada a um alimento.  

  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 Mortality Cholesterol Plasma per 104 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)

Consumo de vinho diário per capita Mortalidade por insuficiência cardíaca 1000 homens 12 Finlândia 10 Estados Unidos Nova Zelândia Austrália Escócia 8 Canadá Inglaterra Irlanda Noruega 6 Holanda Dinamarca Bélgica Suécia Austria 4 Alemãnha Itália Suiça 2 França 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Consumo de vinho diário per capita (Renaud and de Logeril, 1992)

Grupos Colesterol total % de variação Médias de colesterol (± erro–padrão) de soro de ratos machos Wistar e suas respectivas percentagens de variação Grupos Colesterol total % de variação Ração (R) 84,90 ± 4,66 - R + Triton (T) 262,83 ± 18,91 - R + T + Biochanina A 121,30 ± 7,10 d -53,85* R + T + Kaempherol 116,22 ± 7,59 d -55,78* R + T + Naringina 122,65 ± 5,46 d -53,33* R + T + Antocianina 150,01 ± 3,45 c -42,93* R + T + Carmim 166,78 ± 4,46 c -36,54* R + T + Monascus 197,03 ± 11,37 b -25,04* R + T + Biochanina A + Antocianina 92,38 ± 5,91 e -64,85* R + T + Biochanina A + Carmim 105,46 ± 7,26 e -59,88* R + T + Biochanina A + Monascus 86,84 ± 8,38 e -66,96* R + T + Kaempherol + Antocianina 84,72 ± 5,11e -67,77* R + T + Kaempherol + Carmim 95,79 ± 5,29e -63,55* R + T + Kaempherol + Monascus 83,70 ± 5,70 e -68,15* R + T + Naringina + Antocianina 98,72 ± 3,00 e -62,44* R + T + Naringina + Carmim 96,96 ± 4,47 e -63,11* R + T + Naringina + Monascus 87,52 ± 3,68 e -66,70* Letras - Scott-Knott (P>0,05) * diferente do controle (ração + Triton) Dunnet (P<0,05)

Grupos Triacilgliceróis % de variação Médias de triacilgliceróis (± erro–padrão) de soro de ratos machos Wistar e suas respectivas percentagens de variação Grupos Triacilgliceróis % de variação Ração (R) 92,24 ± 13,26 - R + Triton (T) 311,53 ± 3,05 - R + T + Biochanina A 162,33 ± 6,82 c -47,89* R + T + Kaempherol 132,28 ± 3,30 d -57,54* R + T + Naringina 135,52 ± 3,43 d -56,50* R + T + Antocianina 195,89 ± 4,87 b -37,12* R + T + Carmim 181,88 ± 5,18 b -41,62* R + T + Monascus 198,23 ± 5,75 b -36,37* R + T + Biochanina A + Antocianina 74,46 ± 4,18 e -76,10* R + T + Biochanina A + Carmim 96,79 ± 2,73 e -68,93* R + T + Biochanina A + Monascus 90,68 ± 6,63 e -70,89* R + T + Kaempherol + Antocianina 81,22 ± 3,02 e -73,93* R + T + Kaempherol + Carmim 105,02 ± 4,94 e -66,23* R + T + Kaempherol + Monascus 104,97 ± 5,72 e -66,31* R + T + Naringina + Antocianina 92,82 ± 11,16 e -70,21* R + T + Naringina + Carmim 105,33 ± 5,15 e -66,19* R + T + Naringina + Monascus 114,25 ± 20,73 d -63,33* Letras - Scott-Knott (P>0,05) DMS Dunnet = 38,56mg / dL * diferente do controle (ração + Triton) Dunnet (P<0,05)

Grupos Colesterol total % de variação Médias de colesterol total (± erro–padrão) de soro de ratos machos Wistar e suas respectivas percentagens de variação Grupos Colesterol total % de variação Dieta 58,50 ± 2,36 - D + ácido cólico (AC) + colesterol (C) 99,59 ± 2,92 - D + AC + C + Biochanina 64,38 ± 2,37 ab -35,35* D + AC + C + Kaempherol 59,23 ± 2,26 ab -40,53* D + AC + C + Naringina 54,09 ± 2,52 b -45,69* D + AC + C + Antocianina 68,76 ± 2,82 a -30,96* D + AC + C + Monascus 59,50 ± 2,31 ab -40,26* D + AC + C + Biochanina + Monascus 60,54 ± 2,93 ab -39,21* D + AC + C + Kaempherol + Antocianina 62,76 ± 1,77 ab -36,98* D + AC + C + Naringina + Antocianina 65,42 ± 1,48 ab -34,31* D + AC + C + Naringina + Monascus 58,31 ± 1,79 ab -41,45* Letras – Student – Newman- Keuls (P>0,05) DMS Dunnet = 10,90mg / dL * diferente do controle (dieta + Ác. Cólico + Colesterol) Dunnet (P<0,05)

Grupos Triacilgliceróis % de variação Médias de triacilgliceróis (± erro–padrão) de soro de ratos machos Wistar e suas respectivas percentagens de variação Grupos Triacilgliceróis % de variação Dieta 58,06 ± 2,91 - D + ácido cólico (AC) + colesterol (C) 103,04 ± 7,64 - D + AC + C + Biochanina 56,31 ± 5,02 a -45,35* D + AC + C + Kaempherol 55,75 ± 4,03 a -45,89* D + AC + C + Naringina 54,80 ± 4,28 a -46,82* D + AC + C + Antocianina 72,20 ± 4,17 a -29,93* D + AC + C + Monascus 56,03 ± 4,72 a -45,62* D + AC + C + Biochanina + Monascus 66,90 ± 5,45 a -35,07* D + AC + C + Kaempherol + Antocianina 62,56 ± 3,81 a -39,29* D + AC + C + Naringina + Antocianina 59,66 ± 6,24 a -42,10* D + AC + C + Naringina + Monascus 55,55 ± 1,81 a -46,09* Letras – Student – Newman- Keuls (P>0,05) DMS Dunnet = 18,83mg / dL * diferente do controle (dieta + Ác. Cólico + Colesterol) Dunnet (P<0,05)

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. Tempo (dias) Grupos n Dietas Triacilglicerol (mg/dL) Repolho roxo % variação (RCAC) Uva roxa G1 G2 G3 G4 G5 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 15 132,13 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 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) Grupos n Dietas Colesterol total (mg/dL) Repolho roxo % variação (RCAC) Uva roxa G1 G2 G3 G4 G5 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 15 117,52 444,07 264,76 274,75 268,14 - 40,38* -38,13* - 39,62* 115,45 520,77 396,22 163,92 286,06 -23,92 - 68,52* - 45,07* 30 111,85 689,52 322,80 524,88 416,30 - 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 Antocianina-DNA   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 muito fortes/brilhantes têm grandes concentrações de sintéticos.

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 de Corantes Naturais em Misturas para Refrescos; Desenvolvimento de Novos Métodos para a Produção de Corantes Naturais Microencapsulados; Desenvolvimento de Metodologia Alternativa para a Extração de Pigmentos de Sementes de Urucum; 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, revelando a sua presença tanto na sua retina quanto na alma.” “Cada cor produz um efeito específico sobre o homem, revelando a sua presença tanto na sua retina quanto na alma.”

Grato pela atenção!!! Perguntas?