کاروتنوئیدها در مواد غذایی :

عصاره های غنی از کاروتنوئیدها را میتوان برای اهداف رنگ کردن و همچنین مصرف غذایی به عنوان ترکیبات فعال بیولوژیکی مورد استفاده قرار داد.

در دهه گذشته تمایل به استفاده از رنگهای طبیعی در صنعت غذا و نوشیدنی ها بیشتر از رنگهای مصنوعی گسترش یافته است.

رنگهای گیاهی طبیعی دامنه ای از رنگ زرد تا نارنجی ، قرمز و سبز تا قهوه ای و رنگ سیاه را در بر می گیرند که در بعضی موارد با مواد اولیه مختلف یا از ترکیب آنها میتوان به رنگهای متفاوتی دست یافت.

اصلاحات ژنتیکی و اصلاح نژاد می تواند مقادیر کاروتنوئیدها را در گیاهان افزایش دهد که این امر منجر به تولید غذاهایی می شود که از نظر کاروتنوئید غنی هستند و میتوان از آنها به طور مستقیم به عنوان مواد مغذی و یا به عنوان منبع اولیه استخراج رنگ زرد یا قرمز طبیعی استفاده کرد.

فرایند کردن، بخشی مهم از زنجیره غذایی به شمار میرود که مزه، طعم و ظاهر بسیاری از انواع فراورده های غذایی را که در فروشگاه ها یافت می شود تحت تأثیر قرار می دهد.

علاوه براین، فرایند کردن سبزی ها و میوه ها به عنوان راهکاری برای آزاد کردن کاروتنوئیدها از مخلوطهای غذایی آنها شمرده می شود که دستیابی بیولوژیکی این ترکیبات را افزایش می دهد.

از سوی دیگر، فرایند کردن میتواند باعث انهدام ترکیبات مغذی نظیر کاروتنوئیدها شود.

نکته :

کاروتنوئیدها به دلیل حضور چندین پیوند مزدوج (کونژوگه)، در برابر تأثیر حرارتهای بالا، pH پایین، حضور نور و اکسیژن فعال بسیار حساسی بوده و منهدم می شوند.

انهدام منجر به احیای کاروتنوئیدهای فعال و یا تبدیل آنها به ایزومرهای سیس می شود که ترکیباتی با رنگها و خصوصیات متفاوت ایجاد می کند. معمولا ایزومرهای سیس از نظر ترمودینامیکی نسبت به اشکال ترانس، پایداری کمتری دارند.

مواد غذایی مختلف تحت شرایط متفاوت فرایند و نگهداری که ترکیبی از درجه حرارت ها و زمان های مختلف است قرار می گیرند. هنوز روش مشخصی برای محاسبه میزان باقی ماندن کاروتنوئیدها در مواد غذایی گزارش نشده است.

علاوه براین، ترکیبات داخلی مواد غذایی نقش حساسی دارند که این امر به دلیل ساختمان کاروتنوئیدها و غلظت آن ها، حضور و غلظت آنزیمها، آنتی اکسیدان ها و پرواکسیدان ها و تأثیر آنها بر میزان انهدام کاروتنوئیدها میباشد.

کاروتنوئیدها پایداری ضعیفی در محیط های طبیعی غذایی دارند، اما این رنگدانه ها به هنگام ایجاد برش در سلول ها ناپایداری بیشتری دارند و حتی در حلال های آلی بیشترین ناپایداری را دارند.

منابع غذایی عمده کاروتنوئیدها :

در سال های اخیر پیشرفتهای چشمگیر در تکنولوژی نظیر میکروانکپسولاسیون به رشد فزاینده استفاده از رنگهای گیاهی طبیعی انجامیده است.

مقررات و اطلاعات سازمان کشاورزی آمریکا، ۲۱۵ کاروتنوئید غذایی را پوشش میدهد که شامل آلفا کاروتن، بتاکاروتن، لیکوین، بتاکریپتو گزانتین، لوتئین همراه زئاگزانتین و همچنین زناگزانتین به تنهایی در اغلب مواد غذایی میباشد.

در مواد غذایی مقادیر مختلف کاروتنوئیدها گزارش شده است. عوامل تأثیرگذار بر میزان کاروتنوئیدها در میوه ها و سبزی ها، رقم و تنوع ژنتیکی، محل رشد، شرایط رشد (خاک، آب و هوا) و میزان رسیدگی آنها است.

همچنین دستکاری های ژنتیکی می توانند برای تغییر کاروتنوئیدها به سوی کاروتنوئید مورد نظر و تولید غذاهای تراریخته مورد استفاده قرار گرفته و مواد غذایی حاوی کاروتنوئید بالا تولید شوند.

برای تغییر کاروتنوئید گوجه فرنگی لاین های تراریخته حاوی ژنهای کاروتنوئید باکتریایی که میتوانند آنزیم فیتوئن دساتور ازرا رمز دار کنند برای تبدیل فیتوئن به لیکوپن مورد استفاده قرار گرفته اند و به این طریق مقدار کاروتنوئید تا سه برابر افزایش یافته است.

از آنجا که ایزومرهای سیس خصوصیات بیولوژیکی و فیزیکوشیمیایی متفاوتی از کاروتنوئیدهای ترانس نشان میدهند، همیشه در دسترس اند . برگهای سبز و انواع هویج، مهمترین منابع بتاکاروتن در رژیم غذایی هستند زیرا در سراسر جهان و در تمام ایام سال در دسترس میباشند.

نکته :

برخی برگهای طبیعی در کشورهای حاره ای نظیر برزیل و هند یافت می شوند که مقادیر بسیار بالاتری بتاکاروتن نسبت به سبزیهای تجاری معمول دارند.

نتایج مشابهی نیز برای برخی سبزیهای لیفی برداشت شده در کنیا مشاهده شده است. از سوی دیگر سبزیجات طبیعی چینی مقادیر کمتری بتاکاروتن نشان می دهند که از ۴ تا ۲۳ میکروگرم در گرم میباشد که این مقادیر کمتر از آن چیزی است که در سبزی های لیفی یافت می شود.

میزان بالای ایزومرهای سیس در سبزی های سبز قبل از فرایند شدن احتمالا به خاطر توانایی کلروفیل موجود در این سبزی ها است که به عنوان سازنده بتاکاروتن از طریق ایزومریزاسیون در اثر نور عمل می کنند.

در بین ۱۹ رقم هویج، میزان بتاکاروتن از ۴۶ تا ۱۰۳ میکروگرم در گرم و مقدار آلفا کاروتن از ۲۲ تا ۴۹ میکروگرم در گرم متغیر است.

لوتئین در عمل یک رنگ زرد گرم ارائه می دهد اما در مواد غذایی در سطح وسیعی کاربرد ندارد. این رنگ فوایدی بیشتر از زردچوبه دارد، برای مثال در مواقعی که در نوشابه سازی و شیرینی سازی نیاز به رنگ پایدار در برابر نور می باشد مفید است.

کاروتنوئیدها علاوه بر استفاده به عنوان رنگ، خواص تغذیه ای مناسبی دارند و از این رو به عنوان مواد اولیه فعال و مؤثر در فراورده های سلامتی زا برای انسان مورد استفاده قرار می گیرند.

کاربرد کاروتنوئیدها به عنوان رنگهای طبیعی :

کاروتنوئیدها در طبیعت به صورت گسترده موجودند و رنگهای متنوعی از زرد، نارنجی و قرمز را ارائه میدهند. اغلب میوه ها و سبزیها حاوی مخلوطی از کاروتنوئیدها میباشند و بیش از ۶۰۰ نوع مختلف آنها تشخیص داده شده است.

علاوه بر آناتو و پاپریکا که رنگهای غذایی عمده ای بوده و در صنعت غذا و نوشیدنی به طور مخلوط استفاده می شوند، بتاکاروتن و لوتئین نیز مصرف زیادی دارند.

غنی ترین منبع طبیعی مخلوط کاروتنوئیدها میوه درخت نخل روغنی (E.quineensis) است که به طور ویژه در مالزی و اندونزی رشد می کند.

درخت نخلی روغنی حاوی مخلوطی از بتا و آلفاکاروتن به همراه مقادیر ناچیزی گاما کاروتن و لیکوپن است.

میوه ها در ابتدا به روغن خام فرایند شده و سپس در مراحل اضافی شامل تقطیر و خالص سازی توسط HPLC و استانداردسازی به یک سوسپانسیون روغنی که از فراورده های محلول در آب و محلول در روغن تشکیل شده است تبدیل میشود که در قدرتهای رنگی مختلف تولید می شود.

فراورده های محلول در روغن در عمل یک رنگ زرد تازه با سایه زرد رنگ می دهند، در حالی که امولسیونهای محلول در آب می توانند رنگ زرد تا زرد متمایل به نارنجی را تأمین نمایند.