voor natuurlijke kleurstoffen in drie levensmiddelenmodellen
Inhoudsopgave 3 Samenvatting 4 Bepaling van de minimale houdbaarheid 5 Materiaal en methoden 6 Resultaten 8 Conclusies 9 Colofon 2
Samenvatting Een groot deel van de levensmiddelenindustrie in Groot-Brittannië stapt van kunstmatige kleuren over naar natuurlijke alternatieven. Natuurlijke kleurstoffen zijn echter minder stabiel en duurder. De ontbrekende stabiliteit kan een probleem zijn als natuurlijke kleurstoffen worden toegevoegd aan levensmiddelen met een lange minimale houdbaarheid. 3 Normale langetermijntests kosten veel tijd. 2 Voor de bepaling van versnelde tests die uitsluitsel geven over de stabiliteit van natuurlijke kleurstoffen (anthocyaan, lycopeen, chlorofyl en cuchlorofylline) werden de individuele kleurstoffen in drie verschillende levensmiddelmodellen (harde karamel, snoep op gelatinebasis en dranken op fruitbasis) onderzocht. Monsters werden in een constante klimaatkast bij 20 C, 30 C en 40 C opgeslagen, blootgesteld aan licht met hoge intensiteit (4.000 lux met uv bij 1,4 W/m2) opgeslagen. Kleurverliezen werden als veranderingen in hue (ΔH) afhankelijk van de verschillende tijdsintervallen (7 maanden bij 20 C en 8 weken bij 30 C en 40 C) gemeten. 1 De resultaten toonden aan dat de snelheid van de kleurwijziging afhankelijk is van het betreffende levensmiddelenmodel en het type kleurstof. Bovendien toonden de resultaten dat het door hogere temperaturen in combinatie met licht mogelijk was om monsters in kortere tijdsintervallen op kleurwijzigingen te testen. 1 3
Bepaling van de minimale houdbaarheid Voor de bepaling van de minimale houdbaarheid van een product wordt het product opgeslagen onder typische condities waaraan het in de regel blootgesteld is. Daarbij worden de veranderingen (chemisch, microbiologische en natuurkundige) zolang in bepaalde tijdsintervallen gemeten totdat het product voor de klant niet meer acceptabel is. Levensmiddelproducenten staan altijd onder druk om nieuwe producten in kortere tijdsintervallen in te voeren en hebben vaak niet voldoende tijd om de minimale houdbaarheid in realtime te testen. Versnelde houdbaarheidstests (ASLT*) vormen een indirecte methode voor de meting en inschatting van de stabiliteit van een product door opslag onder gecontroleerde condities die de afbouw versnellen waaraan het product onder normale opslagcondities blootstaat. Naast de voorspelling van de product- en kleurstofstabiliteit bieden versnelde houdbaarheidstests oplossingen voor een reeks doeleinden waaronder de bepaling van de productveiligheid bij onjuiste opslagcondities, de correctie van fouten in de aanvangsfase van de productontwikkeling en de beoordeling van de deugdelijkheid van de productverpakking. 3 *ASLT: Accelerated shelf-life testing. Afbeelding 1: constante klimaatkast (BINDER KBF 720) met deur gemonteerde verlichtingseenheid, bij Leatherhead Food Research ingezet voor de kleurstabiliteitstests. 3 4
Materiaal en methoden Materiaal en methoden BINDER KBF 720 met aan de deur gemonteerde verlichtingseenheid2 anthocyaan (E163) chlorofyl (E140) cu-chlorofylline (E141) lycopeen (E160d) harde karamel 1 snoep op gelatinebasis 1 dranken op fruitbasis 1 HunterLab ColourQuest XE. 1 Testcondities Realtime-opslag Condities voor versnelde tests Temperatuur 20 C 30 C 40 C Test met licht Daglichtlampen VIS 4.000 lux UV 1,7 W/m2 VIS 4.000 lux Test zonder licht Donker Donker Donker Testperiode Tot 7 maanden 8 weken 8 weken Interval voor kleurmeting Maandelijks Wekelijks Wekelijks Tabel 1: De testcondities in de KBF 720. 3 5
Resultaten In deze bijdrage worden alleen de resultaten van de anthocyaan-kleurstabiliteitstests voor dranken op fruitbasis voorgesteld. Alle informatie vindt u in de hieronder vermelde literatuur. Afbeelding 2: De kleuren van dranken op fruitbasis met anthocyaan na opslag. 1 Afbeelding 2 geeft de kleur van dranken op fruitbasis weer nadat ze waren blootgesteld aan temperaturen van 30 C en 40 C. Het verbleken van het anthocyaanrood was bij de in het licht opgeslagen monsters duidelijker te herkennen dan bij monsters die in het donker werden opgeslagen. 1 De rode kleur van de monsters die vijf weken bij 40 C in licht werden opgeslagen verbleekte sneller dan bij monsters die acht weken bij 30 C in licht werden opgeslagen. De wijzigingen in hue bij monsters die bij hogere temperaturen (30 C en 40 C) werden opgeslagen en tussen de opslag in licht en in donker zijn in afbeelding 3 weergegeven. 1 6
Resultaten Afbeelding 3: effecten van temperatuur en licht op dranken op fruitbasis die anthocyaan bevatten. 1 Afbeelding 3 toont bovendien dat de wijziging in hue (ΔH) toeneemt met de stijging van de opslagtemperatuur. De ΔH voor de dranken op fruitbasis was hoger dan de waarde die bij harde karamel en snoep op gelatinebasis werd geconstateerd vooral bij de monsters die werden die blootgesteld aan licht. Volgens verwachting was de waarde voor ΔH voor de in het donker opgeslagen monsters lager vergeleken met de monsters die in licht bij 30 C en 40 C werden opgeslagen. Een uitzondering vormden monsters bij 20 C die is slechts in gering mate veranderden. 1 De relatieve kleurveranderingswaarden voor dranken op fruitbasis die anthocyaan bevatten zijn aangegeven in tabel 2. Monsters die in het donker bij 30 C en 40 C werden opgeslagen waren 1 tot 4 sneller vergeleken met monsters die bij 20 C in licht werden opgeslagen. De versnelling voor monsters die in het licht bij 30 C en 40 C opgeslagen waren, was veel groter en wel het 11-voudige resp. het 26-voudige. Dat toont aan dat licht nadeligere effecten heeft uit dranken op fruitbasis met anthocyaan dan temperatuur. 1 Versnellingswaarde Dranken op fruitbasis met anthocyaan 30 C donker 40 C donker 30 met licht 1 4 11 26 40 C met licht Tabel 2: Relatieve kleurveranderingswaarden (dranken op fruitbasis met anthocyaan) vergeleken met 20 C in licht. 1 7
Conclusies Voor dranken op fruitbasis konden de kleurstabiliteitstests voor systemen met anthocyaan bij een temperatuur van 30 C met licht worden uitgevoerd omdat de kleur 11 keer sneller wijzigde dan bij een realtime-opslag bij 20 C. 1 De kleurverandering (weergegeven in ΔH) toonde aan dat vaste stoffen (harde karamel en snoep op gelatinebasis) in tendens langzamer veranderen dan vloeistofsystemen (dranken op fruitbasis). Er wordt van uitgegaan dat de anthocyaanmoleculen in vaste stoffen vaster verbonden zijn dan de moleculen in vloeistoffen en de moleculen zich daarom niet vrij kunnen bewegen, wat tot een geringere kleurverandering leidt. 1 Anthocyaan bleek het meest stabiel te zijn in harde karamellen, gevolgd door snoep op gelatinebasis en de dranken op fruitbasis, omdat de waarden voor ΔH <10, <20 resp. <30 bedroegen nadat monsters waren blootgesteld aan temperaturen van 30 C en 40 C en het licht met hoge intensiteit. 1 In het algemeen werd voor harde karamel, snoep op zullen dienen en dranken op fruitbasis die anthocyaan en chlorofyl bevatten een goede correlatie vastgesteld tussen de daadwerkelijke en de voorspelde gegevens. Voor producten die in het licht werden opgeslagen was de correlatie tussen de daadwerkelijke en de voorspelde resultaten beter dan voor de producten die in het donker werden opgeslagen. 1 De studie toont aan dat de constante klimaatkast KBF 720 goed geschikt is voor versnelde houdbaarheidstests. 2 Uitvoerige informatie over de KBF-serie vindt u onder www.binder-world.com. 8
Colofon Auteur Ina Kanngiesser, BINDER GmbH, Im Mittleren Ösch 5, 78532 Tuttlingen, Duitsland Bron 1. Teoh A., Subramaniam P.: Forum Project Report No. 952, Stability of Natural Colours in Model Food Systems, October 2011, Leatherhead Food Research. 2. http://www.binder-world.com. 3. Teoh A.: Predicting the stability of natural colours in food products, A review, AgroFOOD Industry hi-tech, September/October 2010, Vol. 21 (5), 20-23. Bedrijfsprofiel Over BINDER GmbH: BINDER is de grootste specialist ter wereld voor simulatiekasten voor wetenschappelijke en industriële laboratoria. Met de technische oplossingen levert de onderneming een belangrijke bijdrage aan de verbetering van de gezondheid en veiligheid van de mensheid. Het productprogramma is zowel geschikt voor routinetoepassingen als voor uiterst specifieke werkzaamheden in onderzoek en ontwikkeling, productie en kwaliteitsborging. Met momenteel ca. 400 medewerkers wereldwijd en een exportpercentage van 80 % behaalde BINDER in 2015 een omzet van meer dan 60 mln. euro. 9
Contact Contact BINDER GmbH Im Mittleren Ösch 5 78532 Tuttlingen Tel: +49(0)74 62-20 05-0 info@binder-world.com www.binder-word.com