Университет Миссури разрабатывает природный пигмент из фиолетовой кукурузы: 75% ключевых цветовых соединений устойчивы к высоким температурам

Репортаж от Wedoany，Исследователи Университета Миссури (University of Missouri, Mizzou) превращают сорт фиолетовой кукурузы, традиционно выращиваемой в Южной Америке, в натуральную альтернативу искусственным пищевым красителям. По словам учёных Колледжа сельского хозяйства, продовольствия и природных ресурсов (College of Agriculture, Food and Natural Resources), яркий цвет этой кукурузы обусловлен антоцианами (anthocyanins) — классом природных пигментов, которые также придают цвет чернике, краснокочанной капусте и винограду. В отличие от искусственных красителей, получаемых из нефти и используемых исключительно для улучшения внешнего вида, антоцианы богаты антиоксидантами и, как известно, обладают свойствами, уменьшающими воспаление и способствующими здоровью сердечно-сосудистой системы.

В кукурузе эти пигменты сконцентрированы в перикарпии (pericarp) — тонком наружном слое зерна. Профессор Колледжа сельского хозяйства, продовольствия и природных ресурсов и Инженерного колледжа Павел Сомават (Pavel Somavat) поясняет, что этот слой обычно и застревает в зубах: «В фиолетовой кукурузе наш самый ценный компонент находится именно здесь».

Для производителей продуктов питания замена синтетических красителей, таких как Красный № 40 (Red No. 40) и Красный № 3 (Red No. 3), всегда была долгосрочной задачей. Сомават отмечает, что большинство природных пигментов хрупки и часто разрушаются при воздействии тепла, света или кислорода. Пищевые ингредиенты должны выдерживать технологические температуры до 250 градусов по Фаренгейту и оставаться стабильными на полках магазинов в течение недель или даже месяцев, что становится серьёзным препятствием для применения природных пигментов в пищевой промышленности.

Команда Университета Миссури провела испытания для решения этой проблемы. Исследователи подвергли пигменты фиолетовой кукурузы воздействию высоких температур, обычно используемых в пищевой переработке. После одного часа воздействия около 75% ключевых цветовых соединений остались неповреждёнными. Когда команда обернула пигменты пищевыми защитными материалами, сохранность некоторых соединений повысилась почти до 97%. Этот процесс позволяет получать порошок, стабильный при комнатной температуре, что облегчает хранение и транспортировку пигмента фиолетовой кукурузы.

Исследователи также протестировали этот фиолетовый пигмент в напитках. Напитки обычно имеют кислую среду, подвергаются воздействию света и требуют длительного хранения — все эти условия быстро разрушают компоненты растительного происхождения. Сомават сообщает, что пигмент фиолетовой кукурузы продемонстрировал хорошую устойчивость как в кислых, так и в щелочных средах, что делает его пригодным для соков, ароматизированной воды и спортивных напитков: «Даже после семи недель хранения в холодильнике потеря цвета была минимальной». Такая долговечность в сочетании с потенциальной пользой для здоровья делает пигмент фиолетовой кукурузы перспективным вариантом для компаний, стремящихся к более чистому составу продукции, позволяя потребителям заменять искусственные красители натуральными ингредиентами.

Что касается расширения производства, за последние пять лет команда работала над адаптацией фиолетовой кукурузы к условиям выращивания в Кукурузном поясе (Corn Belt). Исследователи сотрудничают с генетиком Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США (Agricultural Research Service, USDA) Шерри Флинт-Гарсией (Sherry Flint-García) для разработки гибридных сортов, сочетающих тёмную окраску и высокую урожайность. Флинт-Гарсия поясняет, что некоторые из наиболее ярко окрашенных сортов плохо растут в местных условиях, поэтому их скрещивают с типами кукурузы, уже адаптированными к таким регионам, как Миссури, чтобы фермеры могли выращивать фиолетовую кукурузу и получать выгоду от её полезных свойств.

Исследование под названием «Кинетика термической деградации и деградации при хранении натуральных красных красителей на основе антоцианов кукурузы в модельной системе напитка и их желудочно-кишечное поведение» (оригинальное название: Cinética de degradación térmica y durante el almacenamiento de colorantes rojos naturales a base de antocianinas de maíz en un sistema modelo de bebida y su comportamiento gastrointestinal), опубликовано в журнале NPJ Science of Food. Соавторами выступили Ахмад Али (Ahmad Ali), Равиндер Кумар (Ravinder Kumar), Сумит Сингх Шеоран (Sumit Singh Sheoran), Фанфан Ли (Fangfang Li), Жоцзе Чжан (Ruojie Zhang), Мэнши Линь (Mengshi Lin) и Кайся Вань (Caixia Wan) из Университета Миссури. Проект финансировался в рамках Инициативы по сельскохозяйственным и продовольственным исследованиям (Agriculture and Food Research Initiative, AFRI) Национального института продовольствия и сельского хозяйства Министерства сельского хозяйства США (National Institute of Food and Agriculture, USDA).