رنگ های طبیعی در نانوایی در مقابل. نوشیدنی ها: چگونه PH، گرما و ماندگاری قوانین را تغییر می دهد

همان رنگ طبیعی می تواند در یک نوشیدنی پر جنب و جوش و در یک نوار پخته ناامید کننده به نظر برسد. این یک مشکل تامین کننده نیست - شیمی است. رنگدانه های گیاهی به محیطی که در آن فرموله می شوند پاسخ می دهند و ماتریس های نانوایی و نوشیدنی در انتهای مخالف این طیف قرار دارند. نوشیدنی ها معمولا اسیدی هستند و یک بار تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند. محصولات نانوایی تقریباً خنثی هستند و به سختی پخته می شوند. این راهنما توضیح می‌دهد که چگونه pH، گرما، نور و ماندگاری بر رنگ‌های گیاهی مبتنی بر آنتوسیانین و سایر رنگ‌های گیاهی و اهرم‌های فرمولاسیونی که آنها را ثابت نگه می‌دارد - برای تیم‌های تحقیق و توسعه و تدارکاتی که به رنگ قابل پیش‌بینی نیاز دارند نوشته شده است.

 

 

 

قبل از مقایسه مواد تشکیل دهنده، محیطی که رنگ در آن زندگی می کند را مقایسه کنید:

عامل ماتریس	نوشیدنی ها (آب میوه/آبمیوه/RTD)	نانوایی (میله، کیک، کلوچه، فیلینگ)
pH معمولی	اسیدی (pH 2.5-4.5)	تقریباً خنثی (pH 6-7.5)
قرار گرفتن در معرض گرما	پاستوریزاسیون/پر گرم، کوتاه	پخت، طولانی و خشک
قرار گرفتن در معرض نور	اغلب بسته بندی شفاف	معمولا بسته بندی مات
فعالیت آب	بالا	متوسط ​​به پایین
تماس فلزی	قوطی، درب	سینی، تجهیزات اختلاط

آنتوسیانین ها - رنگدانه های موجود درube, سیب زمینی شیرین بنفش، سنجد و شاه توت - نشان می دهد که چرا این تفاوت ها اهمیت دارند. در محلول آبی، آنتوسیانین ها در چندین اشکال ساختاری وجود دارند که تعادل آنها به pH بستگی دارد: زیر PH 2 کاتیون فلاویلیوم قرمز غالب است، بین pH 3 و 6 اشکال همی استال بی رنگ غالب است، و در pH بالاتر، پایه های کوینوئیدی بنفش و آبی ظاهر می شوند [2]. پایداری در pH 2-3 قوی ترین است و در شرایط خنثی و قلیایی به شدت کاهش می یابد [2]. بنابراین یک نوشیدنی با pH 3.2 یک خانه نسبتاً دوستانه برای رنگ آنتوسیانین است. خمیر شیرینی با pH 7 نیست.

 

 

خانواده رنگدانه	منابع (نمونه)	محدوده رنگ	رفتار عمومی
آنتوسیانین ها	اوبه (Dioscorea alata)، سیب زمینی شیرین بنفش، سنجد، شاه توت، انگور	قرمز-بنفش-آبی	قوی در اسید؛ حساس به pH خنثی، گرما، نور و برخی فلزات [1، 2]
کاروتنوئیدها	گل همیشه بهار/لوتئین، بتاکاروتن، لیکوپن، عصاره پاپریکا	زرد-نارنجی-قرمز	نسبتاً پایدار در pH، محلول در روغن؛ اکسیداسیون آهسته تحت نور و اکسیژن در طول ذخیره سازی
Betalains	چغندر	قرمز-بنفش	محلول در آب؛ حساس به حرارت اما نسبتاً تحمل pH در طیف گسترده ای
کورکومینوئیدها	زردچوبه	زرد	زرد حساس به pH؛ حساس به نور

این پروفایل‌ها راهنمایی کلی هستند، نه جایگزینی برای آزمایش‌ها: عملکرد واقعی به تمرکز، ماتریس و پردازش بستگی دارد. الگویی که باید به خاطر داشت این است که رنگ‌های آنتوسیانین به محیط‌های اسیدی پاداش می‌دهند، در حالی که کار مقاوم در برابر حرارت یا مقاوم به pH در نانوایی معمولاً از خانواده رنگدانه‌های متفاوت یا محافظت از خود آنتوسیانین ناشی می‌شود [2].

 

 

در نوشیدنی‌های اسیدی، رنگ‌های مبتنی بر آنتوسیانین در خانه وجود دارند. به عنوان مثال، عصاره سنجد، رنگ های قرمز تیره مایل به بنفش را در فرمت های محلول در آب به خوبی برای آب میوه ها، نوشیدنی های کاربردی و اسموتی ها ارائه می دهد. اما سه حالت شکست هنوز نشان داده می شود:

پر کردن گرم و پاستوریزاسیون.دمای بالا تجزیه آنتوسیانین را تسریع می کند [1، 2]. با دوز کردن رنگ در اواخر فرآیند یا انتخاب درجه ای با رفتار گرمایی مستند، کاهش را کاهش دهید.

نور.PET و شیشه شفاف، رنگ را در طول عمر مفید در معرض اشعه ماوراء بنفش / نور مرئی قرار می دهند. تجزیه آنتوسیانین تحت نور به خوبی مستند شده است [2]. بسته بندی مسدود کننده نور قابل اطمینان ترین محافظت است.

یون های فلزی و ترکیبات مشترکآهن، مس و قلع باعث تخریب می شوند و اسید اسکوربیک اثر پیچیده و وابسته به غلظت بر آنتوسیانین ها دارد [1، 2]. شلاتورها یا تنظیمات دستور فرمولاسیون کمک می کند. با آزمایشات تسریع شده تأیید کنید.

برای نوشیدنی‌هایی که مسیر نوری کوتاهی دارند، انتظارات ماندگاری باید با تامین‌کننده تنظیم شود: رفتار مستند رنگ را در محدوده pH و بسته‌بندی خود بخواهید نه اینکه فرض کنید با تجربه محصول قبلی مطابقت دارد.

 

 

PH تقریباً خنثی و پخت طولانی و داغ دو عاملی را که آنتوسیانین ها کمترین تحمل را دارند ترکیب می کنند [2]. یک نوار بنفش یا مافین ساخته شده با پودر Ube ممکن است در طول پخت به سمت قهوه ای تغییر کند یا محو شود، و نتیجه می تواند بین پروفیل های فر متفاوت باشد. این یک نقص در پودر نیست - این ترکیب شیمیایی رنگدانه در آن ماتریس است.

گزینه هایی که در عمل کار می کنند:

• محیط را اصلاح کنید.پر کردن یا خمیرهای اسیدی کمی بیشتر (در جایی که محصول اجازه می دهد) آنتوسیانین ها را به سمت اشکال رنگی پایدار برمی گرداند.
• با رنگدانه های مقاوم تر در برابر فرآیند جفت شود.رنگ‌های مبتنی بر کاروتنوئید زرد-نارنجی (گل همیشه بهار/لوتئین، بتاکاروتن، قرمزهای پاپریکا) معمولاً با pH خنثی بهتر مقابله می‌کنند. آنها محدودیت های خاص خود را دارند، از جمله حلالیت روغن و حساسیت به نور در نگهداری طولانی.
• هدف رنگی متفاوت را بپذیرید.یک محصول نانوایی با طعم آب می‌تواند بنفش پخته و کمی خاموش را ارائه دهد که با داستان برند مطابقت دارد - هدف را بر روی نتیجه پخته تنظیم کنید، نه رنگ پودر خام.
• از یک قالب مهندسی شده برای کار استفاده کنید.عصاره های استاندارد و قالب های کپسوله شده یا سیستم تحویل به طور خاص برای بهبود بقای رنگدانه در پردازش [2] وجود دارد - سوالی که ارزش پرسیدن از تامین کننده شما را دارد.

 

 

از دست دادن رنگ تنها یک رویداد پردازش نیست. از طریق توزیع ادامه می یابد. تخریب آنتوسیانین توسط نور، اکسیژن، درجه حرارت بالا و باقیمانده آنزیم ها یا فلزات انجام می شود [1، 2]. برای محصولات با ماندگاری طولانی، این به این معنی است:

بسته بندی مات یا محافظ در برابر نور یک ویژگی ثبات رنگ است، نه جزییات طراحی.

مدیریت پر کردن اکسیژن و فضای سرپایی کاهش اکسیداتیو را کند می کند.

دمای ذخیره سازی در حین توزیع بر میزان محو شدن تأثیر می گذارد - زنجیر سرد از رنگ و همچنین طراوت محافظت می کند.

آزمایش‌های ماندگاری سریع (مثلاً محفظه‌های نور و دما) باید بخشی از پروتکل تأیید رنگ، همراه با آزمایش میکروبی و بافت باشد.

 

 

• PH نهایی محصول خود را بدانیدو انتخاب رنگ را در اطراف آن طراحی کنید - نه در اطراف ظاهر پودر خام.
• رنگ دوز دیر.رنگدانه ها را پس از مراحل با حرارت بالا هرجا که فرآیند اجازه می دهد، اضافه کنید.
• محیط را کنترل کنید: فلزات کلات، مدیریت عمدی اسید اسکوربیک، محدود کردن اکسیژن در پر.
• از نور محافظت کنیددر بسته بندی و ذخیره سازی
• فرمت های محافظت شده را در نظر بگیرید- سیستم های کوپیگمانتاسیون، کپسوله سازی یا تحویل می توانند به طور قابل ملاحظه ای پایداری رنگدانه را بهبود بخشند [2].
• با آزمایشات اعتبار سنجی کنید: آزمایش‌های pH، حرارتی و پایداری نور را روی ماتریس واقعی خود قبل از انجام یک برنامه رنگی اجرا کنید.

 

 

 

یک آزمایش منظم، یک حدس مطمئن را شکست می دهد. سه مرحله اکثر خرابی های رنگ را پوشش می دهد:

• اسکن pHرنگ کاندید را در بافرهایی که محدوده محصول مورد انتظار خود را در بر می گیرد (به عنوان مثال pH 3.0، 4.5، 6.0، و 7.0) پراکنده کنید، سپس هر کدام را با رنگ سنج و تغییر رنگ، تغییر شدت، و هرگونه بارش اندازه گیری کنید.
• چالش گرما.نمونه‌ها را در معرض مشخصات فرآیند واقعی خود قرار دهید - دمای پر شدن داغ، زمان پاستوریزاسیون یا چرخه کامل پخت - و رنگ را قبل و بعد از آن مقایسه کنید. دلتا را با اعداد ثبت کنید، نه در برداشت.
• تست نور تسریع شده و ذخیره سازینمونه های اولیه را در بسته بندی مورد نظر خود در شرایط نور و دمای مشخص، با یک کنترل تاریک ذخیره کنید و در فواصل زمانی ثابت (مثلاً 1، 2 و 4 هفته) اندازه گیری کنید تا منحنی محو شدن روی کاغذ باشد، نه در حافظه.

همان سه مرحله را با نمونه‌هایی از دو دسته مختلف اجرا کنید، و همزمان دو چیز را یاد خواهید گرفت: اینکه رنگدانه در ماتریس شما چگونه رفتار می‌کند و تامین‌کننده شما چقدر سازگار است - دو متغیری که تصمیم می‌گیرند که آیا یک برنامه رنگ طبیعی از نمونه به تولید مقیاس می‌شود یا خیر.

 

 

منبع رنگ باید از فرآیند شروع شود، نه رنگدانه. سه مسیر از نمونه کارها ما منطق را نشان می دهد:

درخواست شما	قالبی که ارزش ارزیابی دارد
آبمیوه ها، نوشیدنی های کاربردی، سیستم های محلول در آب	عصاره سنجد، آنتوسیانین بیشتر یا مساوی 25% (UV-VIS)، محلول در آب - دارای رنگدانه بالا در قالب اسیدی
اسموتی، ماست، فیلینگ، شیرینی	پودر Ube (بنفش کامل غذا، شامل طعم) یا پودر میوه شاه توت - رنگ را در pH نهایی خود تأیید کنید
خطوط نانوایی، لبنیات، یا فرآوری حرارتی	از ما در مورد جفت کردن منابع آنتوسیانین با رنگ‌های طبیعی مقاوم‌تر در برابر فرآیند (به عنوان مثال، رنگ‌های بر پایه گل همیشه بهار/لوتئین یا بتاکاروتن) و در مورد سطوح مشخصات سفارشی سؤال کنید.

Wellgreen می‌تواند برگه‌های مشخصات، گواهی‌های تجزیه و تحلیل و نمونه‌هایی را از بیش از یک دسته ارائه کند تا آزمایش‌های شما از داده‌های دسته به دسته واقعی - نه یک نمونه خوش شانس - شروع شود.

درخواست نمونه و مدارک فنی: liu@wellgreenxa.com- یا از فرم درخواست موجود در این صفحه استفاده کنید. محصول، pH هدف و فرآیند خود را شرح دهید، و ما یک قالب اولیه را توصیه می کنیم.

 

 

چرا نوشیدنی بنفش من با گذشت زمان قهوه ای می شود؟رنگ آنتوسیانین از طریق نور، اکسیژن، آنزیم‌های باقی‌مانده و تجزیه فلزی در طول ذخیره‌سازی محو می‌شود [1، 2]. بسته بندی محافظ نور، پر شدن با اکسیژن کم و توزیع خنک، روند را به طور قابل اندازه گیری کند می کند.

چرا همان پودر بنفش در محصولات پخته شده روشن تر از نوشیدنی است؟pH تقریباً خنثی و گرمای طولانی مدت در طول پخت، آنتوسیانین ها را به سمت اشکال بی رنگ و تخریب شده سوق می دهد [2]. رنگدانه ضعیف تر نیست - محیط خشن تر است.

آیا رنگ های طبیعی می توانند به اندازه رنگ های مصنوعی پایدار باشند؟رنگ های مصنوعی برای پایداری شدید طراحی شده اند. رنگ های طبیعی از طریق فرمولاسیون و انتخاب بسته بندی به ثبات قابل قبولی دست می یابند. با پنجره pH مناسب، نظم فرآیند و حفاظت، بسیاری از محصولات به اهداف خود می رسند - اما کار طراحی مورد نیاز است.

آیا برای محافظت از رنگ باید ویتامین C اضافه کنم؟به صورت خودکار نیست. اسید اسکوربیک بسته به غلظت و شرایط می تواند از آنتوسیانین ها محافظت یا تجزیه کند [1، 2]. به جای اینکه فواید آنتی اکسیدانی را فرض کنید، فرمول خاص خود را آزمایش کنید.

چگونه یک رنگ طبیعی را برای خط خود ارزیابی کنم؟آزمایش‌های pH، گرما و تسریع پایداری نور را روی ماتریس واقعی خود اجرا کنید و نمونه‌های حداقل دو دسته تولیدی را مقایسه کنید (برای جزئیات مشخصات، به راهنمای اندازه‌گیری رنگ ما مراجعه کنید).

 

 

1. انارو، بی. Drețcanu، G. پاپ، TD; Stǎnilǎ، A.; Diaconeasa، Z. Anthocyanins: Factors Affecting The Stability and Degradation.آنتی اکسیدان ها (بازل)2021، 10(12)، 1967. DOI: 10.3390/antiox10121967. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8750456/
2. ژو، اچ. ژائو، جی. وانگ، ی. شی، ز. زی، ک. لیائو، ایکس. Tan, J. عوامل مؤثر بر پایداری آنتوسیانین ها و استراتژی هایی برای بهبود پایداری آنها: مروری.شیمی مواد غذایی: X2024, 24, 101883. DOI: 10.1016/j.fochx.2024.101883. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11497485/
3. سریویچای، اس. و همکاران پروفایل آنتوسیانین ها در یام های بنفش تایلندی (Dioscorea alata L.).مجله بین المللی علوم غذایی2020، 2020، 1594291. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7368940/