Envie de colorant alimentaire naturel ? L'amarante livre, selon une étude

9 janvier 2023

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par Lauren Quinn, Université de l'Illinois à Urbana-Champaign

Les colorants alimentaires artificiels ont été associés à de multiples problèmes de santé, notamment l'hyperactivité chez les enfants, les allergies et certains cancers. La science n'est pas établie et la Food and Drug Administration affirme que les additifs colorants sont sûrs, mais les consommateurs réclament néanmoins des alternatives naturelles.

Des recherches récentes de l'Université de l'Illinois montrent que les plantes d'amarante sont une bonne source de pigments rouges appelés bétalaïnes, qui pourraient être utilisés dans une plus grande variété d'applications alimentaires que d'autres pigments dérivés de plantes. L'étude, publiée dans Frontiers in Plant Science, a quantifié la teneur en bétalaïne de 48 variétés d'amarante, fournissant à l'industrie alimentaire de multiples candidats prometteurs pour le développement futur de produits.

"Notre article sert d'enquête mondiale sur l'amarante végétale pour déterminer la diversité de la teinte, de la concentration et de la structure chimique des composés de couleur rouge magenta. Il fournit également une méthodologie pour une quantification précise et à haut débit des couleurs. Ces informations constituent une base solide pour des travaux supplémentaires pour étudier la mise à l'échelle commerciale et les performances de la couleur dans les applications alimentaires », déclare l'auteur principal Jay Howard, qui a terminé l'étude en tant qu'étudiant à la maîtrise au Collège des sciences de l'agriculture, de la consommation et de l'environnement (ACES) de l'U of I. Howard est maintenant gestionnaire d'applications chez Kalsec Inc.

Les chercheurs ont sélectionné quatre douzaines de variétés d'amarante du National Plant Germplasm System de l'USDA, représentant un spectre complet de coloration du feuillage allant du bordeaux foncé au vert citron. Ils ont fait pousser les plantes dans une serre et ont extrait les pigments des tissus des tiges et des feuilles en utilisant une méthode simple à l'eau, conformément aux directives de la FDA. Ensuite, ils ont introduit les extraits dans du matériel de laboratoire pour découvrir quels pigments de bétalaïne étaient les plus répandus.

"Nous avons développé un profil chimique pour chaque extrait, en examinant le rapport des pigments dominants. Certains des composants mineurs, qui sont co-extraits dans la méthode à l'eau, peuvent contribuer à la couleur et à la stabilité des principaux pigments. Ces propriétés sont très intéressant pour les entreprises alimentaires, car vous pourriez obtenir une couleur rose ou rouge très vive, mais si elle s'estompe au brun après une journée, cela ne sert à rien.Nous avons constaté que, pour certaines de nos plantes, les extraits étaient stables pendant des jours, voire des semaines Nous prévoyons de poursuivre avec d'autres recherches à ce sujet », déclare le co-auteur de l'étude Chance Riggins, professeur adjoint de recherche au Département des sciences des cultures de l'ACES.

La plupart des entreprises alimentaires s'approvisionnent actuellement en bétalaïnes en tant que coproduit de la production de betteraves rouges, mais Riggins affirme que les pigments dérivés de la betterave présentent certains inconvénients.

"Les betteraves sont rebutantes pour certaines personnes. Ces composés à saveur terreuse sont souvent transférés dans un extrait de bétalaïne de base. Ainsi, les entreprises alimentaires sont vraiment ouvertes aux colorants alimentaires naturels provenant de sources alternatives et le font d'une manière qui pourrait étendre les applications pour différents aliments. produits », dit-il.

Les chercheurs ont effectué un test de goût et de couleur de base en mélangeant une concoction de type Kool-Aid avec leurs extraits d'amarante. "Certains rappelaient légèrement les betteraves, mais la plupart du temps, nous ne pouvions rien sentir ni goûter", explique Riggins.

Pour quelques variétés d'amarante de l'étude, les extraits de bétalaïne sont apparus plus bleus que les rouges vifs des betteraves. Avec des recherches plus poussées, la couleur unique pourrait combler une lacune dans le portefeuille disponible de colorants naturels.

Un autre plus ? Les amarantes sont réputées pour leur robustesse et peuvent pousser dans des conditions moins que vierges. Les bétalaïnes, ainsi que les anthocyanes et d'autres pigments, permettent aux amarantes de gérer le stress environnemental, agissant comme antioxydants et réparant les dommages cellulaires dus à la sécheresse, à la chaleur ou à une exposition solaire intense. Mais les chercheurs ne s'attendent pas à ce que des plantations d'amarante commencent à apparaître sur les bords de routes envahis par les mauvaises herbes à travers les États-Unis, du moins pas uniquement pour la production de bétalaïne.

"Je ne pense pas que l'amarante sera jamais une culture strictement cultivée pour la pigmentation ; il n'y a pas beaucoup de cultures comme celle-là. Mais l'amarante est déjà approuvée par la FDA pour un usage alimentaire, et selon ces directives, elle pourrait être approuvée comme produit naturel. colorant alimentaire », explique Riggins. « L'amarante est principalement cultivée commercialement pour les graines, souvent pour des applications sans gluten, mais il y a beaucoup de biomasse gaspillée lors de la récolte des graines. Nos données suggèrent que le pigment pourrait être un produit à valeur ajoutée sur toute la ligne.

Howard ajoute : « Le passage des ingrédients synthétiques nécessite une boîte à outils diversifiée d'options naturelles afin que l'industrie alimentaire puisse faire correspondre la teinte et la stabilité des couleurs synthétiques à un coût d'utilisation efficace. L'amarante est une culture passionnante qui répond à chacun de ces points : c'est une culture évolutive, résistante et riche en antioxydants avec des rendements de biomasse impressionnants. Contrairement aux betteraves rouges, la seule source commerciale actuelle de bétalaïnes, l'amarante végétale fournit également des chlorophylles vertes et des caroténoïdes jaunes qui fournissent des teintes supplémentaires. Ces sous-produits ajoutés permettent de réduire les coûts et une plus grande durabilité."

L'étude prolonge un thème de recherche de longue date au Collège d'ACES qui étudie les composés alimentaires naturels en tant que colorants et promoteurs de santé. Par exemple, en tant qu'étudiant de premier cycle, Howard s'est impliqué dans le projet de maïs violet pour identifier de riches sources de pigments anthocyanes dans les variétés de maïs violet et bleu. Les professeurs des collèges, en particulier ceux du Département des sciences de l'alimentation et de la nutrition humaine et de la Division des sciences de la nutrition, recherchent également activement des composés bioactifs pour la santé humaine.

Plus d'information: Jay E. Howard et al, Amarante en tant que source de colorant alimentaire naturel : Enquête sur le matériel génétique et optimisation des méthodes d'extraction des pigments de bétalaïne, Frontiers in Plant Science (2022). DOI : 10.3389/fpls.2022.932440

Informations sur la revue :Frontières en phytologie

Fourni par l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign