Le pH est le commutateur de couleur primaire
La stabilité de la couleur des anthocyanes en fonction du pH est contrôlée par les équilibres acido-basique et d'hydratation.Dans des conditions fortement acides, le cation flavylium est favorisé et la couleur est généralement rouge.À mesure que le pH augmente, les anthocyanes se déplacent vers des bases quinoïdales, des formes hémicétales ou carbinols incolores et des structures chalcones.C'est pourquoi un même pigment peut apparaître rouge dans une boisson acide, violet dans une matrice moins acide et faible ou brunâtre lorsque le pH et les conditions de stockage sont défavorables.
Dans les aliments, le pH n’est pas seulement un nombre mesuré au moment de la libération.Il est affecté par les ingrédients tampons, les acides de fruits, les protéines, les minéraux, la fermentation, la carbonatation, le traitement thermique et le stockage.Les systèmes anthocyaniques doivent donc être évalués au pH réel du produit et à des tolérances de pH réalistes.Une couleur acceptable à pH 3,0 peut échouer à pH 3,5 si la source de pigment n'est pas suffisamment stable.
Formes moléculaires
Le cation flavylium donne une couleur rouge intense et est favorisé en dessous d'un pH d'environ 2 à 3, en fonction de la structure et de la matrice des anthocyanes.À pH légèrement acide, les réactions d'hydratation génèrent des formes hémicétales incolores et l'ouverture du cycle peut générer des chalcones jaunâtres.Les bases quinoïdales peuvent produire des nuances bleuâtres ou violettes à un pH plus élevé, mais elles peuvent être moins stables à moins d'être protégées par une acylation, une copigmentation ou des interactions matricielles.Ces équilibres expliquent pourquoi la dérive du pH crée à la fois un changement de teinte et une perte d'intensité.
La structure anthocyanique modifie la réponse du pH.Les pigments acylés et glycosylés présentent souvent une expression et une stabilité des couleurs améliorées.Les extraits de chou rouge, de carotte noire et de patate douce violette peuvent se comporter différemment des extraits de baies en raison de différences structurelles et des copigments associés.La source de pigment doit être sélectionnée pour la plage de pH cible plutôt que choisie uniquement en fonction de la teinte initiale.
Effets de matrice alimentaire
La matrice alimentaire peut modifier sa stabilité apparente.Les protéines peuvent se lier aux polyphénols et créer un trouble ou une précipitation.Les minéraux peuvent se complexer avec les anthocyanes et changer de teinte.L'acide ascorbique, les sulfites, l'oxygène et les enzymes peuvent accélérer la dégradation.Les sucres et les systèmes à haute teneur en solides peuvent réduire la mobilité de l'eau et ralentir certaines réactions, tandis que la chaleur et la lumière peuvent en accélérer d'autres.Un test de stabilité du pH dans l'eau est utile pour le dépistage mais ne remplace pas le test sur le produit fini.
La carbonatation peut également influencer la couleur perçue, car le dioxyde de carbone dissous modifie l'acidité et les bulles affectent l'apparence optique.Dans les boissons gazeuses, la couleur doit être vérifiée après carbonatation et après équilibrage des gaz, et pas seulement dans le sirop ou la base plate.
La mise en mémoire tampon est souvent sous-estimée.Un développeur de boissons peut régler le pH avec de l'acide citrique, mais l'ajout de minéraux, de concentrés de jus, d'édulcorants ou de protéines peut modifier la capacité tampon finale.Pendant le stockage, le pH peut également dériver dans les produits fermentés ou microbiologiquement actifs.Le plan de contrôle de la couleur doit inclure la mesure du pH après le mélange, après le traitement thermique, après la carbonatation si utilisée et pendant la durée de conservation.
Conception de la fenêtre pH
La fenêtre de pH doit être définie à la fois par la couleur et par la sécurité du produit ou par les besoins sensoriels.Pour les boissons acides, la fenêtre peut être suffisamment étroite pour protéger la couleur rouge du flavylium.Pour les garnitures, les bonbons gélifiés ou les préparations à base de fruits, la cible peut équilibrer l'acidité, la gélification, la stabilité microbienne et la stabilité des pigments.Pour les produits presque neutres, les anthocyanes deviennent plus difficiles à utiliser à moins que la source de pigment ne soit hautement stabilisée ou protégée par encapsulation ou copigmentation.
Un bon essai de pH utilise plusieurs points de pH autour de la cible attendue.Il doit mesurer la couleur initiale, la couleur traitée thermiquement, la couleur après stockage, la dérive du pH, la turbidité et l'effet sensoriel.Les données doivent être tracées par teinte, saturation et luminosité, et pas seulement par des notes visuelles.Cela indique si le changement est une décoloration, un changement de teinte, un brunissement ou une précipitation.
L'essai de pH doit également inclure le véritable système acidulant et tampon.Les systèmes d'acide citrique, malique, lactique, phosphorique et acétique peuvent créer différents goûts et comportements tampons.Les minéraux, les protéines et les solides du jus peuvent résister à l’ajustement du pH ou interagir avec le pigment.Un modèle d'eau ajusté au même pH peut ne pas prédire une véritable formule.
Si le produit est traité à chaud, le pH doit être mesuré dans les mêmes conditions de température définies par la méthode de l'usine ou corrigé de manière cohérente.Le pH apparent peut changer avec la température et le pigment peut connaître un environnement de pH différent pendant le chauffage que lors de sa libération finale.
Options de stabilisation
La stabilisation peut inclure la sélection d'anthocyanes acylés, l'utilisation de copigments, la réduction de l'oxygène, la limitation de la lumière, l'évitement de niveaux d'acide ascorbique incompatibles, le contrôle des métaux, l'optimisation du traitement thermique et le choix d'emballages de protection.L'encapsulation peut être utile dans certains systèmes, mais elle doit libérer la couleur de manière appropriée et rester stable dans le produit.L’augmentation de la dose de couleur à elle seule résout rarement une inadéquation du pH car les voies de dégradation restent actives.
Les choix de stabilisation doivent être testés pour leur saveur et leur clarté.Certains copigments peuvent ajouter de l'amertume, de l'astringence ou du trouble.Certains systèmes d'encapsulation peuvent créer une opacité ou des sédiments.La meilleure solution est celle qui protège la couleur visible sans nuire à la promesse sensorielle du produit.
La stratégie la plus fiable consiste à concevoir l’aliment en fonction de la chimie du pH du pigment.Les anthocyanes sont de puissants colorants naturels lorsque la fenêtre de pH, la source et les conditions de traitement soutiennent la forme moléculaire qui donne la teinte souhaitée.
Utilisation appliquée de la stabilité de la couleur des anthocyanes par pH
La stabilité de la couleur des anthocyanes par pH nécessite une lentille technique plus étroite dans les couleurs et pigments naturels : chimie des pigments, pH, oxygène, lumière, ions métalliques, exposition à la chaleur et transmission de l'emballage.C’est ici que l’article passe de la désignation du sujet à l’explication quelle variable doit être contrôlée, pourquoi cette variable bouge et ce qui rendrait les preuves peu fiables.
Les travaux sur la durée de conservation doivent distinguer la voie de défaillance réelle de la condition de stress, afin que les études accélérées ne créent pas de défaut qui ne se produirait pas lors du stockage sur le marché.Pour la stabilité de la couleur des anthocyanes par pH, l’ensemble de preuves utiles ne constitue pas la liste de contrôle la plus longue possible.Il s'agit du plus petit groupe d'observations pouvant expliquer la décoloration, le brunissement, le changement de teinte, le pigment sédimenté ou l'inadéquation des nuances visibles par le consommateur : coordonnées de couleur, norme visuelle, dérive du pH, échantillon abusé par la lumière et photographie de stockage.Lorsqu’une de ces observations manque, la conclusion doit être rédigée de manière provisoire plutôt que définitive.
Une conclusion utile pour la stabilité de la couleur des anthocyanes par pH est une limite d'action plutôt qu'un slogan.Lorsque le risque observé est une décoloration, un brunissement, un changement de teinte, un pigment sédimenté ou une inadéquation de teinte visible par le consommateur, l'action suivante doit être liée à la mesure qui a été déplacée en premier, puis confirmée sur un échantillon conservé ou préparé indépendamment avant que le changement ne soit verrouillé dans la spécification.
Stabilité de la couleur des anthocyanes par pH : validation de fin de vie
Stabilité de la couleur des anthocyanes par pHdoit être traité via le stockage en temps réel, le stockage accéléré, l’activité de l’eau, le pH, l’OTR, le WVTR, l’indice de peroxyde, la limite microbienne, le point final sensoriel et l’intégrité de l’emballage.Ces mots ne sont pas remplis ;ils définissent les preuves qui prouvent si le produit, le lot ou le processus se trouve toujours à l'intérieur de sa limite de contrôle prévue.
PourStabilité de la couleur des anthocyanes par pH, la limite de décision est l'approbation du code de date, l'ajustement de la formule, la mise à niveau de l'emballage, le changement de conservateur ou la restriction des conditions de stockage.L'examinateur doit retracer cette limite jusqu'au résultat au temps zéro, à l'extraction de stockage, à la vérification de l'emballage, au point final sensoriel, au filtre de détérioration, au marqueur d'oxydation et à la comparaison des échantillons conservés, puis enregistrer pourquoi ces données sont suffisantes pour ce produit et ce titre précis.
DansStabilité de la couleur des anthocyanes par pH, la déclaration de défaillance doit mentionner une croissance dangereuse, un rancissement, un effondrement de la texture, un gain d'humidité, une perte de couleur, une formation de gaz ou un rejet sensoriel pertinent pour le consommateur.Le dossier de suivi doit conserver le point d'échantillonnage, l'état de la méthode, l'identité du lot, l'âge de stockage et les mesures correctives afin qu'un autre examinateur puisse répéter la conclusion.
FAQ
À quel pH les anthocyanes sont-elles les plus rouges ?
Les anthocyanes sont généralement plus rouges dans des conditions fortement acides où la forme cationique flavylium est favorisée.
Les anthocyanes peuvent-elles être utilisées à pH neutre ?
Ils peuvent être difficiles à pH neutre car les formes de couleur deviennent moins stables ;la sélection de la source, la copigmentation, l'encapsulation et l'emballage deviennent plus importantes.
Sources
- Facteurs affectant la stabilité des anthocyanes et stratégies pour améliorer leur stabilité : une revueExamen en libre accès utilisé pour le pH, la température, la lumière, l'oxygène, les antioxydants, les métaux et les mécanismes de stabilisation.
- Anthocyanes : facteurs affectant leur stabilité et leur dégradationRevue en libre accès utilisée pour les formes pH, la lumière, les sulfites, l'oxygène, les enzymes et les facteurs de dégradation.
- Anthocyanidines et anthocyanes : pigments colorés comme ingrédients alimentairesRevue en libre accès utilisée pour la chimie des pigments, les formes de couleurs dépendantes du pH et les contraintes d'utilisation alimentaire.
- Un examen des connaissances actuelles sur la stabilité thermique des anthocyanes et des approches de leur stabilisation à la chaleurExamen en libre accès utilisé pour les mécanismes de dégradation thermique et les options de stabilisation thermique.
- Stabilité thermique des anthocyanes et approches de leur stabilisation à la chaleurVersion de revue en libre accès utilisée pour les approches de traitement thermique, de cinétique de dégradation et de stabilisation.
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