رنگ های خوراکی طبیعی و مصنوعی

حتما برای شما هم این سوال پیش آمده است که نوشیدنی ها و یا غذاهای با رنگ های عجیب و غریب چگونه به وجود آمده اند؟ اغلب این مواد غذایی به دلیل رنگی که دارند سبب جذابیت بیشتر برای افراد به خصوص کودکان می شوند. این مواد را می توان به صورت طبیعی و مصنوعی تهیه نمود. با ما همراه باشید تا با انواع رنگ ها خوراکی (طبیعی و مصنوعی) ،خصوصیات، فواید و مضرات آن ها بیشتر آشنا شوید.

رنگ غذا چیست؟

این مواد رنگدانه ها یا مواد افزودنی ای هستند که برای بهبود و جذابیت بیشتر غذاهای فراوری شده مورد استفاده قرار می گیرند. این ترکیبات به دو دسته ی طبیعی و مصنوعی تقسیم می شوند. نوع طبیعی این مواد از مواد غذایی طبیعی مانند گیاهان، رنگدانه های معدنی و آلی و… به دست می آید.

این مواد به ترکیباتی مانند سیب زمینی، سوسیس، مواد غذایی پخته شده، دسر ها، ژلاتین، نوشیدنی های گاز دار و… اضافه می گردد. در بعضی از مواقع این مواد افزودنی همچنین به عنوان مواد رنگ کننده در مواد آرایشی ، داروها و محصولاتی مانند خمیر دندان و دهانشویه نیز استفاده می شوند

آمریکا در سال 1906 قانونی تصویب کرد که خلوص و سلامت این مواد رنگی را زیر نظر داشته باشد. در سال 1938 ، سازمان غذا و داروی ایالت متحده ی آمریکا FDA به مواد غذایی مجاز، شماره های خاصی را اختصاص داد که طبق این شماره ها دسته رنگ غذایی مورد نظر نیز مشخص گردید.
به عنوان مثال رنگ آمرانت به صورت FD&C Red No. 2 نشان داده شد.

 

 

رنگ های غذایی طبیعی؟

از این مواد به صورت طبیعی قرن ها برای رنگ آمیزی مواد غذایی استفاده شده است. برخی از رایج ترین آنها کاروتنوئیدها ، کلروفیل ، آنتوسیانین و زردچوبه می باشند.

• کاروتنوئید ها

کاروتنوئید ها دارای رنگ قرمز ، زرد یا نارنجی هستند. معروفترین ماده در این دسته بتاکاراتن می باشد که شکل آن را در زیر می توانید مشاهده نمایید:

طبق شکل بالا این ماده از دو حلقه با شش اتم کربن تشکیل شده است که توسط یک زنجیره ی کربنی به یکدیگر متصل می باشند.  این ماده سبب رنگ نارنجی به وجود آمده در کدو تنبل، هویج و سیب زمینی های شیرین است. از آنجا که بتاکاروتن در چربی محلول است ، برای رنگ آمیزی محصولات لبنی ای که به طور معمول دارای چربی بالایی هستند ، انتخاب بسیار خوبی به شمار می رود. بنابراین بتاکاروتن اغلب به مارگارین و پنیر اضافه می شود. اگر بیش از حد غذاهای حاوی بتاکاروتن مصرف کنید ، ممکن است پوست شما نارنجی شود اما خطری برای سلامتی شما به وجود نمی آورد.

• کلروفیل

کلروفیل یکی دیگر از رنگدانه های طبیعی است که در همه ی گیاهانی که به رنگ سبز هستند یافت می گردد. این مولکول نور خورشید را جذب می کند و از انرژی آن برای به وجود آوردن کربوهیدرات ها از دی اکسید کربن و آب استفاده می کند. این فرآیند که با نام فتوسنتز شناخته می شود اساس زندگی گیاهان و به طور کلی زمین است. در محصولات غذایی که طعم نعنا دارند و یا نیاز به ایجاد رنگ سبز هست، مثل آبنبات ها، بستنی و… از کلروفیل به عنوان رنگدانه استفاده می گردد.

• آنتوسیانین

یکی از رنگدانه های به وجود آورنده ی رنگ های آبی و بنفش به طور طبیعی آنتوسیانین ها می باشند. انگور، بلوبری، کرنبری، کلم قرمز و… از جمله گیاهانی هستند که به دلیل داشتن این رنگدانه ی آلی دارای رنگ بنفش می باشند.

بر خلاف بتاکاروتن ، آنتوسیانین ها در آب محلول می باشند ، و می توان از آنها برای رنگ آمیزی محصولات بر پایه ی آب استفاده کرد. نوشابه های رنگی، ژله ها ،  چیپس های ذرت آبی Blue corn chips. اغلب با آنتوسیانین رنگ می شوند.

بیش از 500 نوع آنتوسیانین مختلف تنها از گیاهان به دست می آید. همه ی این مواد بر پایه ی یون فلوویوم می باشند. شکل آن را در زیر می توانید مشاهده نمایید:

این یون حاوی سه حلقه شش کربن و همچنین گروه های هیدروکسیل می باشد. به دلیل وجود همین گروه ها مولکول قطبی به شمار می آید (دارای بارهای جزئی منفی و جزئی مثبت) .R1 و R2 به عنوان گروه عاملی و R3 مولکول شکر می باشد.

• ترمیک (زردچوبه)

یکی دیگر از افزودنی های غذایی طبیعی که احتمالاً مصرف کرده اید زردچوبه است. این ماده برای زرد نمودن ترکیباتی مانند خردل مورد استفاده قرار می گیرد. زردچوبه از ساقه ی زیرزمینی گیاهی که در هند رشد می کند به دست می آید و معمولاً به عنوان ادویه در غذاهای هندی مورد استفاده قرار می گیرد. در ایالات متحده آمریکا بسیاری از شرکت های مواد غذایی برای رنگ آمیزی محصولات خود از زردچوبه و یا سایر ادویه های طبیعی استفاده می کنند.

جالب است بدانید زردچوبه یک شناساگر اسید و باز نیز می باشد، به طوری که اگر یک قطره باز به خردل اضافه کنید به دلیل وجود زردچوبه در آن قرمز رنگ می شود.

• کارمین

بهتر است دفه ی بعدی که از نوشیدنی هایی با طعم تمشک استفاده کردید و یا ماست توت فرنگی مصرف نمودید به لیبل درج شده بر پشت محصول دقت کنید. اغلب این محصولات حاوی رنگدانه ای به نام cochineal هستند که از جوشاندن نوعی سوسک با همین نام به دست می آید

سال ها پیش در مکزیک از این رنگدانه برای قرمز نمودن پارچه ها و الیاف استفاده می گردید.

اگر حدود 70000 از این حشرات را له نمایید می توانید یک پوند رنگ قرمز به نام اسید کارمینیک  ( C22H20O13) استخراج کنید. مصرف این ماده بی خطر است بنابراین این رنگدانه توانسته است در سال های اخیر جای خود را در میان محصولات غذایی که نیاز به رنگ قرمز دارند باز نماید. با این وجود ، فکر خوردن این حشرات برای بعضی از افراد همچنان ناخوشایند می باشد.

یکی از کمپانی های مشهوری که از این ماده برای به وجود آوردن رنگ قرمز در محصولاتی با طعم توت فرنگی استفاده می نمود استارباکس است. این کمپانی در سال های اخیر به دلیل اعتراض برخی مشتریان ، دیگر از این ماده به عنوان رنگدانه استفاده نمی نماید.

ساختار شیمیایی کارمینیک اسید به صورت زیر می باشد:

برای اینکه بدانید آیا ماده ی غذایی ای که مصرف می کنید حاوی این ماده است یا خیر، بهتر است به لیبل درج شده بر پشت محصول دقت نمایید و به دنبال نام هایی از قبیل کارمین ، اسید کارمینیک ، کوشینال cochineal یا Natural Red 4بگردید.

با این که این مواد به طور معمول بی خطر تلقی می شوند ، اما در بعضی موارد نادر افراد می توانند یک واکنش آلرژیک شدید نسبت به آنها داشته باشند و موجب شوک آنافیلاکتیک و مرگ گردند.

پس با وجود این همه رنگدانه ی طبیعی ، دلیل استفاده از نوع مصنوعی این ترکیبات چیست؟

 رنگدانه های طبیعی به دلیل فرایند استخراجشان روندی پیچیده دارند و موجب افزایش هزینه ها می گردند. مهم ترین دلیل استفاده از نوع مصنوعی این ترکیبات کاهش هزینه ها می باشد.

از جمله دلایل دیگر استفاده از نوع مصنوعی این مواد طول عمر آن ها است. رنگهای مصنوعی ماندگارتر از رنگهای طبیعی می باشند. در طبیعت نیز رنگ های مورد استفاده در مواد غذایی محدود می باشد اما محدودیتی در تنوع رنگ هایی که می توانند به صورت مصنوعی در آزمایشگاه تولید شوند وجود ندارد.

با توجه به اینکه هزاران رنگدانه ی  مختلف وجود دارد که می توانند موجب رنگآمیزی محصولات غذایی شوند، حتما تعجب خواهید کرد اگر بدانید، سازمان غذا و دارو آمریکا FDA  تنها سلامت هفت رنگ غذایی مصنوعی را برای استفاده گسترده در مواد غذایی تأیید کرده است و استفاده از آن ها را سرطانزا نمی داند.

در جدول زیر می توانید نام این هفت ماده را مشاهده نمایید:

(Red No. 3 (Erythrosine: قرمز گیلاسی، که معمولا در آبنبات ها، بستنی های یخی و کیک ها مورد استفاده قرار می گیرد

(Red No. 40 (Allura Red: قرمز تیره، که در نوشیدنی های ورزشی ، آب نبات ، چاشنی ها و غلات مورد استفاده قرار می گیرد.

(Yellow No. 5 (Tartrazine: زرد لیمویی، که در آب نبات ، نوشابه ، چیپس ، ذرت بو داده و غلات استفاده می شود

(Yellow No. 6 (Sunset Yellow: نارنجی-زرد، که در آب نبات ، سس ها ، کالاهای پخته شده و میوه های خشک استفاده می شود.

(Blue No. 1 (Brilliant Blue: سبز آبی، در بستنی ، نخود فرنگی کنسرو شده ، سوپ های بسته بندی شده ، بستنی  ها و دسر مورد استفاده قرار می گیرد

(Blue No. 2 (Indigo Carmine: آبی رویال، در آب نبات ، بستنی ، غلات و میان وعده ها استفاده می شود.

سه ماده ی Red 40, Yellow 5 and Yellow 6 جز معروفترین رنگ های خوراکی در آمریکا به شمار می روند و حدود 90 % از کل مواد غذایی رنگی این کشور را تشکیل می دهند.

بعضی از این مواد در آمریکا استفاده می شوند و توسط سازمان غذا و داروی این کشور مورد تایید قرار گرفته اند اما در اروپا استفاده از این ترکیبات ممنوع است مانند Green No. 3

رنگ های غذایی مصنوعی:

به طور کلی مصرف این مواد به صورت مصنوعی در مواد غذایی نسبت به 50 ساله گذشته چیزی حدود 500% افزایش یافته است!!!! در این بین کودکان بیشترین مصرف کنندگان این ترکیبات به شمار می روند. درنتیجه حساسیت های بیشتری بر روی استفاده از این مواد در حال گسترش است.

در گذشته این رنگ ها به وسیله ی تار زغال سنگ به وجود می آمدند اما امروزه رنگهای مصنوعی اغلب از نفت و یا نفت خام تهیه می شوند. با این وجود محصول نهایی به دست آمده با دقت آزمایش می شود تا اطمینان خاطر حاصل گردد که هیچ اثری از ماده ی اولیه (نفت خام) وجود نداشته باشد. یکی از رنگ هایی که پایه نفتی ندارد اما به صورت مصنوعی ساخته می شود ، آبی شماره ی 2 یا همان نیلیکوتین است (نمونه ی مصنوعی ، گیاه ایندیگو) از این ترکیب برای رنگ آمیزی شلوار جین آبی استفاده می شود.

این مواد از پروپیلن گلیکول ( به عنوان حلال)، آب و پلی پارابن (به عنوان نگهدارنده) ساخته می شوند

مشخصات:

رنگ های غذا باید به خوبی در آب حل شوند. مولکول های این مواد معمولاً مواد جامد یونی هستند و حاوی یونهای مثبت و منفی می باشندکه توسط پیوندهای یونی در کنار هم قرار می گیرند. هنگامی که یکی از این مواد جامد در آب حل شود ، این یون ها در محلول آزاد می شوند و با مولکول های قطبی آب همراه می گردند .

خاصیت مهم دیگر این مواد باقی ماندن رنگ آن ها در صورت انحلال پذیری کامل در آب است

این امر به دلیل جذب برخی طول موج های نور و عبور برخی دیگر توسط این مولکول های رنگی می باشد. در نتیجه موجب می گردد تا ما محصول را رنگی ببینیم.

اما چرا یون های نمک و شکر نمی توانند همچین خاصیتی از خود نشان دهند؟

برای جواب این سوال لازم است بدانید که جذب نور از طریق انتقال الکترون در یک مولکول ، اتم یا یون به سطح انرژی بالاتر انجام می پذیرد. برای انجام این کار ، مولکول های قند یا یون های موجود در نمک به مقدار زیادی انرژی نیاز دارند ، بنابراین آنها نور مرئی را نمی توانند جذب کنند و فقط طول موج های کوتاه تر (مانند انرژی فرابنفش) را جذب می نمایند و در نتیجه رنگی دیده نمی شوند.

در شکل زیر می توانید عبور نور سفید و چگونگی دیده شدن رنگ های آبی و قرمز را مشاهده نمایید:

طبق شکل بالا ماده به صورت مکمل رنگ جذب شده دیده می شود.

مولکول های رنگ غذا به طور معمول از زنجیره های طولانی حاوی پیوندهای تک و دوتایی تشکیل شده اند. همین امر اجازه می دهد تا الکترون های موجود در مولکول با انرژی نسبتاً کمی برانگیخته شود. انرژی لازم برای بازیابی الکترون از حالت برانگیخته به حالت پایه با انرژی نور مرئی مطابقت دارد ، به همین دلیل مولکول های رنگ غذا می توانند نور را از طیف مرئی جذب نمایند و در محیط به صورت رنگی دیده شوند.

آیا باید از مصرف این مواد خود داری کرد؟

دلایل منطقی ای دال بر سرطانزا بودن این مواد در دسترس نیست. اما این ترکیبات می توانند واکنش های آلرژیک شدیدی را به وجود آورند. اگر شما تجربه ی حساسیت به این دسته از مواد را ندارید، دلیلی برای حذف این ترکیبات از رژیم غذاییتان وجود ندارد.

مطالعات متعددی نشان داده اند كه رنگهای غذایی بیش فعالی را در كودكان مبتلا به ADHD و بدون ADHD افزایش می دهد. اگر فرزند شما دارای رفتار بیش فعالی یا رفتار های پرخاشگرانه است ، پیشنهاد می شود این رنگ های مصنوعی را از برنامه ی غذایی کودک خود حذف نمایید.

با این وجود ، شواهد کافی برای اجتناب همه ی افراد از این این مواد وجود ندارد. از بین بردن غذاهای فرآوری شده از رژیم غذایی و تمرکز روی غذاهای سالم باعث بهبود سلامت کلی افراد می شود و به میزان چشمگیری میزان مصرف رنگهای غذایی مصنوعی را کاهش می دهد.

در سال 1950 این مواد به دلیل استفاده ی بی رویه و به وجود آوردن برخی بیماری ها مجدداً مورد توجه فراوان قرار گرفتند. امروزه با مطالعات صورت پذیرفته احتمال بیماری زا بودن رنگ های مصنوعی همچنان موضوع بحث بر انگیزی می باشد این در حالی است که میزان سلامت و ایمن بودن استفاده از رنگ های طبیعی مورد تایید قرار گرفته است. همین امر موجب گردیده است تا امروزه مواد افزودنی رنگی غیر مجاز که قبلا مورد تایید قرار گرفته بودند به دلیل مضر شناخته شدن از لیست مواد افزودنی مورد تأیید حذف گردند. چندی از این مواد که در آمریکا ممنوع اعلام گشته اند به شرح زیر می باشند:

• FD&C نارنجی شماره 1
• FD&C قرمز شماره 32
• زردهایFD&C شماره 1 ، 2 ، 3 و 4
• FD&C بنفش شماره 1
• FD&C قرمز های شماره 2 و 4

منبع:

The Chemistry of Food Colorings. (n.d.). Retrieved from https://www.acs.org/content/acs/en/education/resources/highschool/chemmatters/past-issues/2015-2016/october-2015/food-colorings.html

Britan ica, T. E. of E. (n.d.). Food colouring. Retrieved from https://www.britannica.com/topic/food-coloring

Bell, B. (2017, January 7). Food Dyes: Harmless or Harmful? Retrieved from https://www.healthline.com/nutrition/food-dyes#section2