levnedsmiddelfarvestoffer
Levnedsmiddelfarvestoffer er pigmenter, der er naturligt forekommende i fødeemner, og farvestoffer, som er udvundet af planter og dyr eller syntetisk fremstillet, evt. som naturidentiske forbindelser, og som anvendes til at stabilisere eller ændre levnedsmidlers farve.
Levnedsmidler vurderes på "skjulte" kvalitetsparametre, fx næringsværdi og fravær af giftige indholdsstoffer og skadelige bakterier, og på de "synlige" kvalitetsparametre form, farve, smag og lugt. Mennesket har ved fødevalg i naturen måttet lære at omsætte form, farve, smag og lugt sikkert til fødeemnets skjulte kvalitet. Røde og gule frugter er i modsætning til grønne blevet fundet egnede til at fortæres, fordi — ved vi i dag — de indeholder let omsættelige kulhydrater, når de er modne. Bitter smag knyttet til giftstoffer i planter har tilsvarende indlært nødvendigt fravalg.
I dag, hvor fødeemnerne præsenteres forsvarligt indpakket i selvbetjeningsbutikkers frost- og kølemontrer, bliver farven den vigtigste synlige kvalitetsparameter for valg mellem de enkelte levnedsmidler. Muligheden for at lugte og smage er blevet mindre i detailhandlen, og forbrugeren har måttet lære at "købe med øjnene". Indsigt og kontrol med levnedsmidlers farve og farvestabilitet har hermed fået stigende betydning under forsyningen af industrisamfund med levnedsmidler. To strategier har kunnet vælges: Levnedsmidler kan tilsættes fremmede, evt. syntetisk fremstillede farvestoffer for at give en bestemt farve, eller farvestabilitet har ud fra viden om den kemiske omdannelse af levnedsmidlers naturlige pigmenter kunnet forbedres ved optimal forarbejdning, lagring og emballering af de enkelte produkter.
Tilsætning af fremmede farvestoffer synes overordnet at få faldende betydning og at vedrøre specielle produkter som slik, læskedrikke, desserter, kager, enkelte oste og forarbejdede kødprodukter, men ikke basislevnedsmidler som mælk, fisk, kød, brød, frugt og grøntsager.
Tilsatte farver kan være syntetiske stoffer, der ikke findes i naturen, men som er vurderet at være harmløse, fx patentblåt, der anvendes til kontrastfarvning af fetaost. Tilsatte farver kan også være naturligt forekommende som annatto, et carotenoidholdigt frøekstrakt, der anvendes som gul farve til bl.a. mayonnaise, eller som karminer, ekstrakt af cochenillelus (se cochenille), der anvendes som rød farve til salami og spiritus, fx campari. Ekstrakter af andre levnedsmidler anvendes også som levnedsmiddelfarvestof; rødbedefarve, et oprenset udtræk af rødbeder, der indeholder de røde betaniner, anvendes til salater og saucer; drueskalfarve, et udtræk af røde druer, der indeholder de blå og røde antocyaniner, anvendes til frugtsaft og desserter. Omdannelse af naturlige farvestoffer benyttes også; således tilsættes kobbersalte til syltede agurker for at stabilisere klorofylets grønne farve gennem substitution af magnesium med kobber. Farve opnås også ved efterligning af tilberedningsprocesser som sukkerbrankning, der fremmes ved tilsætning af ammoniak ved fremstilling af ammonieret karamel, der er farvegivende i coladrikke, sirup og whisky, og som anvendes som kulør til brun sovs.
Tilsætning af farvestoffer til levnedsmidler er lovgivningsmæssigt reguleret (se E-numre), og madsminke er hyppigt genstand for debat, især i forbindelse med international harmonisering som i EU-regi.
Tilsætningen af farve til dyrs foder anvendes for at justere enkelte animalske levnedsmidlers farve. Æggeblommers gule farve kan således indstilles ved tilsætning af carotenoidet lutein til foderet, så æg produceret under stordriftsforhold får farve som æg fra høns, der har et naturligt fødevalg, og uden årstidsvariation. Foder til laks opdrættet i havbrug tilsættes tilsvarende rejeaffald eller det syntetisk fremstillede, men naturidentiske carotenoid astaxanthin for at sikre opdrætslaks den røde "laksefarve", som i naturen skyldes astaxanthin, der dannes i fytoplankton og opkoncentreres i rejer og laks gennem fødekæden.
Også anvendelse af farvestoffer i foder er lovgivningsmæssigt reguleret, og fx er anvendelse af det nærtbeslægtede canthaxanthin til havbrugsfoder bortfaldet, da dette carotenoid, der også har været anvendt i "solbruningspiller" til mennesker, har vist sig at ophobes i øjnene selv efter ringe indtag gennem føden.
Bevarelse af levnedsmidlers egne farver under forarbejdning og ved lagring bygger i stigende grad på forståelse af de naturlige pigmenters funktioner i dyr og planter og på fysiologiske ændringer i levnedsmidlerne efter slagtning (post mortem) eller efter høst (post harvest). Pigmenter kan være metalholdige som myoglobiner, der indeholder jern og giver kød den karakteristiske røde farve, og som klorofyl, der indeholder magnesium og gør plantedele grønne, eller de kan være metalfrie som antocyaniner, flavonoider og carotenoider, der alle er vidt udbredt i planteriget.
I den levende muskel bindes ilt (oxygen) til jern(II) i hæmoproteinet myoglobin, der er musklens iltdepot. Oxymyoglobin (MbFe(II)O2) er kirsebærrødt; ved fraspaltning af ilt dannes det violette myoglobin (MbFe(II)), der kan iagttages i vakuumpakket kød. Brunfarvning af kød ved opbevaring skyldes, at oxymyoglobin oxideres til jern(III)forbindelsen metmyoglobin MbFe(III). De tre former indgår i køds farvecyklus; "blooming", omdannelse af MbFe(II) til MbFe(II)O2, kan iagttages, når luft får adgang til vakuumpakket oksekød, eller når oksekød overskæres. Den brune farve i kød, der først anes mellem køds violette indre og kirsebærrøde ydre, hvor MbFe(II) og MbFe(II)O2 findes i ens mængde, skyldes oxidation til MbFe(III), og ved lagring breder denne misfarvning sig mod køds overflade, efterhånden som musklens reducerende cofaktorer opbruges. Den oxidative misfarvning initierer harskning af kød. Farvestabilitet af fersk kød kan sikres ved øget vitamin E-forsyning under dyrenes opdræt og ved at beskytte frosset kød mod lys.
I nitritsaltet kød som skinke og bacon omdannes myoglobin til det lyserøde nitrosylmyoglobin, hvor nitrogenoxid er bundet til jern(II). Nitrosylmyoglobin har antioxidativ virkning i saltede kødprodukter, idet nitrogenoxid, der selv er et frit radikal, kan reagere med frie radikaler involveret i harskningsprocessen, der dermed bremses. Nitrosylmyoglobin kan også inaktivere mikrobielt dannet hydrogenperoxid. Ascorbinsyre tilsat kød under saltning kan som reduktor gendanne nitrosylmyoglobin fra oxidationsprodukterne nitrit eller nitrat og metmyoglobin dannet ved nitrosylmyoglobins reaktion som antioxidant; saltede kødprodukters lyserøde farve viser beskyttelse mod harskning. Lys sammen med luftens ilt ødelægger nitrosylmyoglobin gennem fotooxidation og ophæver saltede kødprodukters oxidationsbeskyttelse; det ses som grå- eller brunfarvning.
Den grønne farve i grøntsager skyldes klorofyl og kan nedbrydes af enzymer i plantevævet. For at bevare den grønne farve under forarbejdning af grøntsager er det nødvendigt at inaktivere disse enzymer ved at anvende høj temperatur i kort tid, HTST, ved blanchering eller kogning forud for frysning eller konservering. Klorofyl er del af planters fotosynteseapparat, hvor det omdanner lysets energi til kemisk energi. I planteolier, der er grønne af klorofyl udtrukket af kloroplasterne, kan klorofyl virke som fotosensibilisator og danne det aggressive singlet oxygen, der får olien til at harskne. I planter og i vegetabilske levnedsmidler deaktiverer carotenoider i kloroplasterne singlet oxygen og beskytter mod lysinduceret kvalitetsforringelse.
Carotenoider er ligesom flavonoider og antocyaniner plantepigmenter med antioxidativ virkning. Carotenoider som gulerødders rødgule betacaroten og tomaters røde lycopen beskytter planten og levnedsmidlet mod lys, men kan også deaktivere frie radikaler involveret i oxidativ nedbrydning af næringsstoffer. Carotenoider tillægges i dag sundhedsfremmende virkning; lutein i spinat og zeaxanthin i majs synes således at yde beskyttelse mod udvikling af grå stær, dvs. aldersbetinget oxidativ beskadigelse af øjenlinsens protein. Lycopen er i undersøgelser af sammenhæng mellem kostindtag og sygdomsudvikling fundet at forebygge visse former for kræft.
Grøntsagers, frugters og bærs farver giver således vigtige signaler for fødevalget. Det gælder også for antocyaniners røde og blå farver. Dødeligheden af hjerte-kar-sygdomme, der skyldes oxidative forandringer, er i Frankrig væsentlig lavere end i lande med samme indhold af mættet fedt i kosten. Denne epidemiologiske observation, også kaldt "det franske paradoks", har været forklaret ud fra et højt indtag af antocyaniner med antioxidativ effekt gennem et dagligt forbrug af rødvin. Flavonoider er ligesom antocyaniner polyfenoler, flavonoidet quercetin giver løg farve, myricetin findes i solbær, og der er stigende opmærksomhed om disse og andre farveplantestoffers betydning som en sundhedsfremmende del af kosten. Det gælder også for te, hvor indholdet af polyfenoler udgør op til 35 % af tørstoffet, i grøn te især som catechin og gallocatechin, i "fermenteret" sort te som polymerisationsprodukter heraf.