2.2.7 Caroteno, páprica e luteína

Caroteno, páprica e luteína estão quimicamente relacionados e são chamados de carotenóides. Estes são uma gama de aproximadamente 600 pigmentos amplamente distribuídos na natureza e dão um espectro de cor laranja a amarelo.14 Embora extraídos de diferentes fontes, as suas propriedades, métodos de aplicação e tecnologias de formulação necessárias são semelhantes e faz sentido tratá-los em conjunto neste capítulo.

Caroteno está disponível como uma mistura de isómeros de caroteno, predominantemente β e α, a partir do óleo de palma, onde é removido como uma das fases finais da fabricação do óleo de palma como uma etapa de descoloração. Extractos da maior parte do β-caroteno estão disponíveis a partir de algas halo-tolerantes (Dunaliella salina) ou de fontes fúngicas (Blakeslea trispora). Em ambos os casos, os extractos contêm mais de 95% de β-caroteno. Estas fontes naturais estão disponíveis normalmente a 20-30% de caroteno suspenso num óleo vegetal. O β-caroteno, que é produzido a partir de petroquímicos de base para ser quimicamente idêntico ao encontrado na natureza, também está disponível na forma cristalina de alta pureza. As tonalidades destes extractos à base de óleo são muito semelhantes e a escolha é muitas vezes determinada pela economia, mas embora todas as fontes acima sejam permitidas como cores na Europa, a actual legislação dos EUA exige que o nível de β-caroteno seja superior a 95%, o que impede a utilização de carotenos mistos como cores. Muitos carotenóides têm uma actividade pró-vitamina A, o que significa que podem ser convertidos em vitamina A uma vez ingeridos. Os factores de conversão para cada um variam mas o β-caroteno é mais eficazmente convertido em retinol ou vitamina A.

Paprika é extraído da pimenta vermelha doce, Capsicum annum L., que é tipicamente cultivada na Índia. Tal como no caroteno, a paprica é inicialmente produzida como um produto à base de óleo, denominado oleorresina. A oleorresina de páprica contém uma série de pigmentos, sendo o mais importante a capsorubina de pigmento vermelho. A molécula de especiarias capsanthin co-extracta com a capsorubina que, a menos que o seu nível seja controlado, pode levar a uma transferência de sabor na aplicação final. Ao abrigo da legislação da UE,3 o extracto de paprica não deve ser inferior a 7%, uma vez que os carotenóides, dos quais pelo menos 30% devem ser capsanthin/capsorubin. Adicionalmente, para distingui-lo dos materiais para uso como especiarias ou sabores, o nível de capsanthin deve ser inferior a 250 ppm.

Luteína de Tagetes erecta L. é um extracto purificado obtido a partir de oleorresina de calêndula, que é extraída das pétalas de flores de calêndula com solventes orgânicos. O pigmento de luteína é co-extraído com outros carotenóides relacionados e existe na forma esterificada. A luteína tem um papel importante na preservação da saúde dos olhos e na prevenção de condições degenerativas como a degeneração macular relacionada com a idade.

Os carotenóides pimentão, caroteno e luteína dão uma gama de tonalidades semelhantes, sendo o pimentão o mais alaranjado, sendo o caroteno um amarelo tropical, e a luteína um amarelo ovo. Como pigmento solúvel em óleo, a paprica é mais comumente usada em misturas de especiarias, molhos e carnes processadas emulsionadas. O caroteno na sua forma solúvel em óleo encontrou uso em massa na margarina onde é simplesmente adicionado à fase oleosa do processo de produção. De fato, sem a adição de margarina carotenada pareceria branca.

Para expandir a gama de aplicações em que os carotenóides podem ser usados, foram desenvolvidas formulações solúveis em água usando tecnologias de emulsão e dispersão. Os tipos mais comuns de formulações solúveis em água são emulsões onde o carotenóide contendo óleo torna-se uma fase descontínua dentro de uma fase aquosa contínua. Muitas vezes são adicionados anti-oxidantes à fase de óleo antes da emulsificação para aumentar a estabilidade da cor. Dependendo da aplicação, serão necessários emulsificantes específicos para minimizar as interações dos ingredientes ou para lidar com questões específicas como acidez.

Por uma escolha cuidadosa dos emulsificantes e condições de processamento, podem ser formadas emulsões que são claras na aplicação final. Para conseguir isto, são necessárias gotas estáveis de óleo com diâmetro inferior a 90 nm, que é o comprimento de onda da luz. Uma abordagem alternativa é dispersar os cristais micronizados de carotenóides dentro de um portador inerte como o glicerol. O tamanho típico dos cristais em tais formulações é 0,2-0,4 μm. Tipicamente a tonalidade das formulações baseadas em dispersões de carotenóides é mais alaranjada do que a dos seus equivalentes de emulsão. Comercialmente, as formas de emulsão são as mais populares. As formas hidrossolúveis/dispersíveis também estão disponíveis secas em suportes inertes.

Paprika, luteína e carotenos são aplicados a uma gama diversificada de aplicações hidrossolúveis, sendo a escolha final muitas vezes a tonalidade de cor necessária. O páprica tende a ser usado nas aplicações mais saborosas, como molhos, marinadas, misturas de especiarias e revestimentos, mas também é comumente encontrado em aplicações de confeitaria. A aplicação mais significativa comercialmente para o caroteno é em bebidas de todos os tipos, desde o alambique ao carbonato, diluído ao sabor, até ao pronto a beber. Se a bebida for alaranjada é muito provavelmente colorida com caroteno.

Carotenóides não mudam significativamente a tonalidade com o pH, mas a acidez pode ter uma influência na funcionalidade dos emulsionantes adicionados para tornar a solubilidade da água levando à quebra da emulsão e à libertação de gotículas de óleo no alimento. Os desafios de estabilidade dos carotenóides tendem a estar em torno da retenção da cor do pigmento ou de problemas de formulação. Os carotenóides decompõem-se por oxidação e isto pode ser mitigado pela inclusão de anti-oxidantes na formulação do corante ou na aplicação do alimento. A vitamina C adicionada a um máximo de 400 ppm irá proporcionar um aumento na estabilidade. A exposição ao calor e à luz irá acelerar a oxidação e a perda de cor associada. Mudanças de processo e escolhas de embalagem podem ajudar mas subtilezas como fonte de luz (por exemplo, luz solar natural em oposição à luz solar artificial) também podem ter influência, sendo a luz solar direta muito mais destrutiva para um carotenóide que a iluminação do supermercado.

A presença de baixos níveis de metais pró-oxidantes também pode ter influência. Existem exemplos de receitas de bebidas padrão sendo transferidas entre fábricas de engarrafamento que sofrem uma dramática perda de cor causada por uma mudança no fornecimento de água e os níveis associados de metais pró-oxidantes como o cobre, ferro e manganês. Estes problemas podem ser resolvidos por uma combinação de antioxidantes adicionais como o ácido ascórbico e a inclusão de um agente sequestrante de metais como o ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) ou o ácido cítrico.

As questões de formulação como a quebra da emulsão podem levar à libertação de depósitos de carotenóides oleosos num sistema alimentar mais classicamente visto como um anel de pescoço de caroteno em uma bebida β. Tais problemas são normalmente resolvidos entendendo se é um problema de processamento ou uma interação de ingredientes que causou o problema e tomando a ação apropriada, como mudar a ordem de adição de ingredientes ou não pré-misturar a cor carotenóide em sua forma concentrada com outros ingredientes, como o sistema de sabor.