Цвет. 625-740 нм и не только

Цвет. 625-740 нм и не только

Несмотря на повсеместное убеждение, что мы практически утратили значение обоняния как сенсорной системы по сравнению с другими млекопитающими, не все учёные разделяют эту точку зрения, и дискуссии о роли обоняния в жизни человека продолжаются. С другой стороны, все признают, что зрение является доминирующим каналом получения информации, в частности, цветовое зрение. И в еде зрение также играет существенную роль. Большая часть цветовой информации о продукте – это дело привычки. Фиолетовый картофель в Европе – странная экзотика, а в Андах – один из сотни возможных оттенков. Апельсины могут быть зелёными, но зрелыми, но нам сложно в это поверить, и в торговле часто применяют специальные меры, чтобы апельсин был гарантированно желто-оранжевым. Привычки привычками, но цвет – это ещё и сенсорное наслаждение, что само по себе достойный повод обсудить эту тему.

Так что я открываю тему цвета в еде и соответствующей химии. И начну с дальней части спектра – с красного, а также с розового цвета, который в широком смысле относится к неспектральным цветам.

Красный цвет – это томат и томатные продукты. Томаты, конечно, бывают не только красного цвета,  и полагают, что первые одомашненные томаты были вовсе даже желтые, но томат в широком смысле слова – это красный. За красный цвет томата отвечает ликопин из группы каротиноидов. Помимо томатов ликопин окрашивает арбуз, гуаву и розовый грейпфрут. Чемпионом по содержанию ликопина являются вяленые на солнце томаты, т.к. ликопин не разрушается при сушке и другой тепловой обработке и концентрируется в томатных продуктах. А из необработанных растений Момордика кохинхинская или гак (Momordica cochinchinensis) – масличная культура Юго-Восточной Азии, абсолютный лидер по содержанию ликопина.

ликопин

Как мы видели в прошлом посте про терпены (terpenes.html), каротиноиды принадлежат к классу тетратерпеноидов, они не летучие, а цепочка сопряженных двойных связей как раз позволяет им избирательно поглощать свет в зрительном диапазоне длин волн. Выделяют две большие группы каротиноидов – каротины и ксантофиллы. Роль их в растениях далеко не ограничивается созданием окраски, они участвуют в фотосинтезе, а также создают систему, защищающую хлорофилл от фотонного повреждения. Оттенки каротиноидов (а их обнаружено более 600) варьируют в диапазоне от бледно-жёлтого до красного. Отдельная роль каротиноидов в химии в еде состоит в том, что продукты их распада – это целые классы ароматических веществ. Это иононы, дамасконы и дамасценоны, например, бета-дамасценон (roseandwine.html)

Красный цвет – это чили-перец, в частности, паприка. По крайней мере, тот чили, который не желтый и оранжевый, хотя все эти цвета определяются одинаковой химией. Цвет чили также вызван красителями из группы каротиноидов. В частности, красными ксантофиллами – капсантином и капсорубином.

капсорубин

Красный цвет – это варёные раки. Живые – не красные, только после тепловой обработки они краснеют. И опять причина – каротиноиды, в данном случае астаксантин и кантаксантин. У живых ракообразных эти пигменты связаны с белками в комплексы, что приводит к сдвигу в спектре поглощения, и поэтому ракообразные имеют синие, голубые, зелёные оттенки панциря. При температурной обработке белки денатурируют, высвобождая пигменты, которым уже ничего не мешает окрашивать панцирь своими естественными  цветами - красным и желтым.  

Не у всех ракообразных астаксантин скрыт белками в живом организме. В частности, северная креветка (Pandalus borealis) и некоторые виды криля - розового цвета, а средиземноморские креветки Aristeus antennatus, называемые еще carabineros, тёмно-красные.

астаксантин

Розовый  и красный цвета – это лососевые. Можно, конечно, поспорить, что лосось имеет лососевый цвет, но мы всё равно включим его в эту группу.  Лосось получает свой цвет благодаря пищевому рациону, в диком виде – из криля, в фермерском виде – от красителя, добавляемого в корм. База та же самая – астаксантин и кантаксантин. В случае дикой популяции мясо лосося иногда не имеет розово-лососёвого цвета из-за отсутствия пигментов в натуральной еде рыб. А в случае фермерского лосося всё очень просто - человек научился управлять цветом и оттенком в совершенстве, добавляя искусственный краситель в корм. Любой оттенок на выбор, очень дёшево.

Красный цвет – это спелые ягоды, в частности, земляника. В землянике красного цвета (бывает и другого, но мы то привыкли к красной) за цвет отвечает другой класс соединений – антоцианы. Это очень широкая группа, отвечающая за красные, пурпурные, синие оттенки растений. Когда доберёмся до сине-фиолетовых цветов, рассмотрим её подробнее. В землянике преобладают пеларгодинин-2-глюкозид и цианидин-3-глюкозид.

Красный цвет – это свежее мясо. Не такой красный как у фруктов, да и химия совсем другая. В данном случае химия цвета – это побочный продукт важнейшего физиологического механизма. Механизм этот – это хранение и перенос кислорода, а химические вещества – миоглобин и гемоглобин. Простетическая (небелковая) часть миоглобина относится к группе тетрапирролов, которую мы рассмотрим подробнее отдельно, как ни странно – когда будем рассматривать зелёные цвета.

Красный цвет с переходом в пурпурный – это свёкла. А какие узоры красным, желтым и фиолетовым цветами рисуются на свекольной ботве и мангольде. С химической точки зрения – это целый класс красителей беталаинов (от латинского названия рода свеклы Beta), более точно, подкласс бетацианинов, другой подкласс – бетаксантинов обеспечивают жёлто-оранжевые цвета. В свёкле за красный цвет отвечает несколько беталаинов – бетанин, изобетанин и др. Также как и антоцианы, беталаины – гликозиды, однако они не родственны друг другу, путь биосинтеза у них разный и встречаются они в разных растительных семействах. Цвет этих пигментов зависит от pH среды, например, у бетанина в щелочных условиях цвет не красный, а жёлто-коричневый. Однако щелочные условия в еде наблюдаются редко, так что вряд ли мы встретимся с этим эффектом в жизни.

бетанин

Всего существует пять-шесть крупных классов веществ, определяющих цвет в еде (не считая механизмов структурной окраски, обусловленной рассеянием, а не поглощением), и мы в рамках рассмотрения красного цвета уже познакомились с четырьмя. Разнообразие химии в еде в лучших своих проявлениях.

В заключение красной темы представим кармин. Это вещество с ярко-красным цветом, имеющее непищевое происхождение, но иногда добавляемое в еду (йогурты, соки) как пищевой краситель. Именно этот краситель иногда вызывает истерики в прессе по поводу добавления измельчённых жуков в  еду.  Что ж, доля правды в этом есть. Краситель кармин (или кошениль) действительно получают из животных источников – из насекомых Dactylopius coccus и родственных видов. Всё дело в очистке. Если в результате выделения красителя из источника остается только одно химическое вещество (обычно это алюминиевая соль карминовой кислоты), то уже не важен источник – животный, растительный или синтезированный.