نگهدارنده آنتوسیانین
با توجه به روند رو به رشد تقاضا برای مواد غذایی ارگانیک و طبیعی، تمایل صنایع غذایی نیز به استفاده از نگهدارنده‌های طبیعی افزایش یافته است. برخی از ترکیبات از قبیل ویتامین‌ها، پلی فنول‌ها و کاروتنوئیدها حتی می‌توانند اثرات محافظتی مشابهی با BHT و BHA نشان دهند.
نگهدارنده‌ها
نگهدارنده‌ها می‌توانند مواد طبیعی یا مصنوعی باشند و به سه گروه ضد میکروبی، آنتی اکسیدان‌ها و عوامل ضد قهوه‌ای تقسیم می‌شوند. ضد میکروبی‌ها برای کنترل و جلوگیری از فساد طبیعی توسط میکروارگانیسم ها کاربرد دارند. آنتی اکسیدان‌ها به عنوان نگهدارنده برای محدود کردن یا به تاخیر انداختن فساد بیولوژیکی و شیمیایی مواد غذایی به کار می‌روند. کارکرد آنتی اکسیدان‌ها، جلوگیری از اکسیداسیون خودکار رنگدانه‌ها، طعم دهنده‌ها، لیپیدها و ویتامین‌ها است. عوامل ضد قهوه‌ای شدن برای جلوگیری از قهوه‌ای شدن مواد غذایی استفاده می‌شوند، که ممکن است در هر زمانی در حین جابجایی، پردازش و نگهداری رخ دهد.
آنتوسیانین
بیش از 700 نوع آنتوسیانین با 30 ساختار هسته مختلف شناسایی شده است. آنتوسیانین‌ها نگهدارنده‌های طبیعی آنتی اکسیدانی هستند و به دلیل خواص بیولوژیکی منحصر به فرد خود به طور گسترده در صنایع غذایی استفاده می‌شوند. آنتوسیانین‌ها رنگدانه‌های رنگی محلول در آب متعلق به گروه فنلی هستند. کالکون‌های آنتوسیانین، اکسیدان‌های کارآمدی در از بین بردن رادیکال های آزاد هستند و در صنعت غذایی به عنوان نگهدارنده کاربرد دارند. آنتوسیانین‌ها ترکیبات زیست فعال متعلق به کلاس فلاونوئیدها هستند. آنها در شیره سلولی گل‌ها، میوه‌ها، ساقه، برگ‌ها و ریشه یافت می‌شوند و مسئول رنگ قرمز، بنفش یا آبی میوه‌ها و گل‌ها هستند.
ساختار شیمیایی آنتوسیانین
آنتوسیانین‌ها مشتقات گلیکوزیله کاتیون‌های فلاویلیوم دارای متوکسیل یا هیدروکسیل مختلف روی حلقه‌ها هستند. ساختار حلقه بتا گلیکوزیله آنتوسیانین به فعالیت آنتی اکسیدانی بالا کمک می‌کند. ساختارهای شیمیایی مختلف آنتوسیانین‌ها از موقعیت و تعداد گروه‌های هیدروکسیل روی مولکول، درجه متیلاسیون، ماهیت و تعداد قطعات قند متصل به آگلیکون و موقعیت اتصال ناشی می‌شود. آنتوسیانین‌ها اغلب گلیکوزیدها و آسیل گلیکوزیدهای آنتوسیانیدین هستند. آنتوسیانیدین‌ها، شکل آگلیکون آنتوسیانین‌ها، از سه حلقه معطر تشکیل شده‌اند.
کاربرد آنتوسیانین در صنایع غذایی
در صنایع غذایی، آنتوسیانین‌ها به عنوان رنگدانه در شیرینی، آب نبات، نوشیدنی‌ها، ژله‌ها و دسرهای ژله‌ای و غیره استفاده می‌شود. آنتوسیانین می‌تواند در مکمل‌های غذایی برای جلوگیری از بیماری‌های عصبی به کار رود. علاوه بر این، تحقیقات اخیر گزارش کرده‌اند که آنتوسیانین‌ها دارای خواص آنتی اکسیدانی و ضد میکروبی مهمی هستند:
کاربرد آنتوسیانین در بسته‌بندی مواد غذایی
آنتوسیانین‌ها مواد حساس به pH هستند و ساختار مولکولی و رنگ آنها با تغییر pH تغییر می‌کند. تغییر رنگ آنتوسیانین‌ها به عنوان تابعی از تغییرات pH برای نظارت بر زمان واقعی فساد و تازگی مواد غذایی مفید است. عملکردهای فیزیولوژیکی آنتوسیانین‌ها به طور گسترده در زمینه بسته بندی مواد غذایی کاربرد دارد. فیلمهای بسته‌بندی غنی از آنتوسیانین پتانسیل بالایی برای عمل به عنوان عوامل آنتی‌باکتریایی و آنتی‌اکسیدانی نشان می‌دهند؛ این فیلم‌ها می‌توانند برای حفظ ارزش غذایی، طولانی‌تر کردن ماندگاری و حفظ کیفیت محصولات غذایی متعدد مورد استفاده قرار گیرند. علاوه بر این، فیلمهای بسته‌بندی رنگ‌سنجی هوشمند را می‌توان از طریق افزودن آنتوسیانین‌ها به پلی ساکاریدها، پروتئین‌ها و دیگر پلیمرهای زیستی تهیه کرد. این فیلمهای هوشمند، رنگ‌های متنوعی را در محیط‌های مختلف اسید و باز نشان می‌دهند.
کاربرد آنتوسیانین به عنوان نگهدارنده زیستی
آنتوسیانین‌ها نسبت به گونه‌های فعال اکسیژن بسیار واکنش‌پذیر هستند. آنتی اکسیدان‌های رژیمی می‌توانند به مبارزه با اکسیژن فعال کمک کنند. پژوهشگری اخیراً یک رنگ خوراکی ضد باکتری بر پایه آنتوسیانین از گل‌های کلیتوریا ایجاد کرده است؛ این رنگ سنتز شده طیف گسترده‌ای از فعالیت ضد باکتریایی را نشان می‌دهد و می‌تواند رنگ را به مدت 21 روز در دمای منفی 20 تا مثبت 4 درجه سانتی‌گراد حفظ کند.
شیمی آنتوسیانین
غلی رغم همه کارکردها و ویژگی‌های در خور توجه رنگدانه‌های آنتوسیانین‌ها حلالیت کمی حلال‌های آلی دارند. در برابر عوامل خارجی مانند دمای بالا، نور و محیط‌های اسیدی و قلیایی بسیار آسیب‌پذیر هستند که خواص آنها کاربرد آنها را در ماتریس‌های غذایی محدود می‌کند. ناپایداری آنتوسیانین‌ها منجر به تجزیه آسان، کاهش فعالیت زیستی و محو شدن رنگ در طی فرآوری مواد غذایی می‌شود که باعث ضرر اقتصادی می‌شود.
بهبود پایداری آنتوسیانین‌ها
به طور معمول، آنتوسیانین‌ها در شرایط تاریک، خنک و بی هوازی پردازش و ذخیره می‌شوند تا کمتر تجزیه شوند. با این حال، حفظ آنتوسیانین در سراسر فرآیند پردازش پیچیده و نامطلوب مواد غذایی مانند پردازش حرارتی، آنزیمولیز و تخمیر بسیار چالش برانگیز خواهد بود. .فناوری اصلاح آنتوسیانین‌ها عمدتاً شامل اصلاح شیمیایی (اسیلاسیون شیمیایی، اسیلاسیون آنزیمی و تشکیل پیران آنتوسیانیدین)، رنگدانه مشترک و اصلاح فیزیکی (ریزپوشانی ) است. کپسوله سازی با کاهش تماس آنتوسیانین با عوامل محیطی باعث افزایش ماندگاری آنتوسیانین می‌شود. با اسیلاسیون آنتوسیانین‌ها، می‌توان پایداری و حلالیت در چربی آنها را بهبود بخشید. در واقع، اکثریت تمام آنتوسیانین‌های شناخته شده، آسیله شده‌اند.
ارزش بازار جهانی و تولید کنندگان معتبر آنتوسیانین
سیانیدین، مالویدین، دلفینیدین، پلارگونیدین، پتونیدین، پئونیدین از مشتقات رایج آنتوسیانین در بازارهای جهانی هستند. پیش بینی می شود که ارزش بازار جهانی آنتوسیانین از 444.3 میلیون دلار در سال 2023 به 518.5 میلیون دلار تا سال 2029 افزایش یابد. شرکت‌های زیر از عمده تامین کنندگان آنتوسیانین در جهان هستند:
- D. Williamson and Co. Inc.
- Hansen A/S
- Symrise A.G.
- CHR Hansen A/S
- Sensient Technologies Corp
- Synthite Industries
- FMC Corporation
- Naturex S.A.
- Archer Daniels Midlands Co
- GNT Group
- Kalsec Inc.
- Givaudan
- ADM
- AoSen Bio-Tech Industry
- JF Natural
