Aufgrund des schnellen Wachstums der Clean Label Bewegung wurde der Begriff der natürlichen Farbe durch die “Verordnung (EG) Nr. 1333/2008” definiert, die die detaillierten Vorschriften für die Verwendung von Lebensmittelzusatzstoffen erläutert. Diese Verordnung wurde 2010 aktualisiert (Verordnung 257/2010 der Kommission) und legte ein Programm zur Neubewertung zugelassener Naturfarben fest. Natürliche Farbstoffe sind Zubereitungen, die aus einer Vielzahl von Quellen wie Gemüse, Obst, Pflanzen, Mineralien und anderen essbaren natürlichen Quellen durch physikalische und/oder chemische Extraktion gewonnen werden, was zu einer selektiven Extraktion der Pigmente im Verhältnis zu den nahrhaften oder aromatischen Bestandteilen führt. Die natürlichen Farbstoffe lassen sich in Farbstoffe (Farbe, die in einem Medium löslich ist) und Pigmente (fein gemahlene Farbpartikel, die in einem Medium suspendiert sind) unterteilen.

BonuPrint® (BP) ist eine feine, homogene, flüssige Pigmentdispersion für feste orale Darreichungsformen, die die Möglichkeit bietet, Logos, Markennamen oder Barcodes auf orale Darreichungsformen zu drucken. Natürliche Pigmente können eine wichtige Rolle spielen, um die Verfügbarkeit des BP in verschiedenen nutrazeutischen Bereichen zu erhöhen. Daher kann die Entwicklung eines BP mit Clean-Label-zugelassenen natürlichen Pigmenten, die eine ähnliche Eigenschaft wie der Standard BP aufweisen, das Anwendungsspektrum erweitern.

Druckfarben wie BP bestehen aus Flüssigphase und Festphase. Die flüssige Phase wird als Vehikelsystem verwendet, um Feststoffanteile zu transportieren, die Viskosität und Trocknungszeit der Farbe einzustellen, während die feste Phase ein Polymer ist, das für die Filmbildung verantwortlich ist, ein Abdeckmittel, das für genügend Deckkraft sorgt, und Farbpigmente, um verschiedene Farben zu erzeugen. Abhängig von der verwendeten Flüssigphase können sie in wasserbasierte und lösungsmittelbasierte Tinten unterteilt werden. Im Allgemeinen sind die wasserbasierten Tinten eine Mischung aus hauptsächlich Wasser und einer geringen Menge Alkohol als Trägersystem, während die lösungsmittelbasierten Tinten eine Mischung aus Alkoholen als Trägersystem sind. Die beiden Arten von Tinten haben ähnliche Anwendungen, aber der Hauptunterschied besteht in der einfacheren Handhabung und Reinigung von wasserbasierten Tinten.

Laden Sie die vollständige wissenschaftliche Studie (Poster) hier herunter:
BIOGRUND_BonuPrint®, a natural printing ink for the food and nutraceutical industries

Zwei Beispiele für natürliche Farb- und Inhaltsstoffe, welche gleichzeitig ein Vitamin sind:

Riboflavin (Lactoflavin, Vitamin G) ist ein natürlicher Farbstoff und Vitamin B2.
Betacarotin ist ein Wirkstoff aus der Gruppe der Carotinoide und ein natürlicher Farb- und Inhaltsstoff von vielen Früchten und Gemüsen, beispielsweise Spinat, Mandeln und Karotten. Dies kann im Darm zu Vitamin A (Axerophtol, Retino) umgewandelt werden.

Vitamine – Definition: Vitamine, sogenannte organische Verbindungen, benötigt der Körper des Menschen nicht als Energieträger, sondern für lebenswichtige Funktionen die der Stoffwechsel nicht genügend synthetisieren kann. Sie werden mit der Nahrung aufgenommen.

Natürliche Farbstoffe – Definition: Die natürlichen Farbstoffe sind pflanzlichen oder tierischen Ursprungs. Pflanzliche Beispiele sind: Chlorophyll, Indigo, Blauholz, Safran, Curcuma, Alizarin und Krapp. Tierische Beispiele sind: Cochenille, Purpur und Hämoglobin, der rote Blutfarbstoff.


 

Synthetische Farbstoffe sind industriell künstlich hergestellte Farbstoffe. Der größte Teil dessen ist von der Industrie neu entwickelt worden. Aber auch verschiedene natürliche Farbstoffe werden nun aus Kostengründen industriell hergestellt. Bei chemischer Betrachtung lassen sich synthetische Farbstoffe in grundsätzlich 3 Gruppen unterteilen: Azofarbstoffe, die Triphenylmethanfarbstoffe und die Anthrachinonfarbstoffe.

  1. Azofarbstoffe:

Azofarbstoffe sind zahlenmäßig die größte Farbstoffklasse der synthetischen Farbstoffe. Sie sind charakterisierbar durch die allgemeine Formel R1-N=N-R2. Für Azofarbstoffe ist eine Azogruppe besonders typisch. Diese ist -N=N- und hat farbgebende chromophore Stickstoffdoppelbindungen.

Als Ausgangsstoffe werden Amine und im einfachsten Fall Anilin genutzt. Die Vielfalt der Azofarbstoffe wird begründet durch die einfach Substitution der Wasserstoffatome an Benzolringen, die dann die Azobindung auxochrom beeinflussen und eine exakte Einstellung der Farbnuancen erlauben.

Die Vertreter diese Farbstoffe sind oft lichtecht, farbstabil und können besonders kräftige Farben haben.

Die Southhampton-Studie bewies hier einen deutlichen Zusammenhang zwischen Azofarbstoffe und eintretender Hyperaktivität bei Kindern.

  1. Triphenylmethanfarbstoffe:

Die zweite Gruppe bilden die Triphenylmethanfarbstoffe. Sie haben einen Triphenylmethan-Grundkörper und deren Phenylringe tragen in para- oder ortho-Stellung mind. Einen aktivierten Substituenten wie beispielsweise die Aminio-Gruppen. Ein bekanntes Beispiel wäre hier: Kritsallviolett oder Phenolphthalein.

Phenolphthalein in der farblosen Leukoform wird durch Deprotonierung tiefrosa gefärbt. Sie werden sehr gern in Lebensmittelfarbe und in der Kosmetik eingesetzt.

  1. Anthrachinonfarbstoffe:

Es lässt sich mithilfe Hydroxy- und Amino-Gruppen als Substituenten fast jede beliebige Farbe erzeugen. Es gibt zwei Möglichkeiten zur Synthese von Anthrachinon. Als erstes die Oxidation oder zweitens die elektrophile Substitution mithilfe eines Katalysators.

Als besonders wasch- und lichtfester Anthrachinonfarbstoff bekennt sich das Indanthrenblau. Hieraus abzuleiten ist auch der Name Idanthren, welcher heute als Warenzeichen besonders hochwertiger Farbstoffe verwendet wird.


 

Wie der Name schon sagt, lassen sich natürliche Farbstoffe aus der Natur gewinnen (z.B. aus Tieren oder Pflanzen). Pflanzliche Farbstoffe sind z. B. Chlorophyll und Safran. Tierischen Ursprungs sind beispielsweise Cochenille und Purpur, sowie auch Hämoglobin, der rote Blutfarbstoff.

Färbende Lebensmittel sind natürliche Rohstoffe, die aufgrund ihrer färbenden Eigenschaft als Farbstoffe zum Einsatz kommen. Zu den färbenden Lebensmitteln zählen z.B. Rote Bete, Spinat, Hibiskus, Curcuma, Tomaten, Trauben, Paprika, Karotten usw.

Färbende Lebensmittel gelten als Zutat mit färbenden Eigenschaften und nicht als Farbstoff. Somit unterliegen sie keiner Höchstmengenbegrenzung. Sie werden beispielsweise eingesetzt in Eiscreme, Süßwaren, Fruchtzubereitungen und Milchprodukten.


 

In der EU verursachen Eisenoxide aktuell Gesprächsstoff. Frankreich und Belgien beispielsweise diskutieren, ob man auf den Einsatz von Eisenoxiden verzichten sollte, da sie Nanopartikel enthalten. Nanopartikel werden hier als gefährlich eingestuft. Es besteht der Verdacht, dass einzelne Partikel sich im menschlichen Körper festsetzen und sich nicht abbauen können.

Jedoch ist über die Wirkung von Nanoteilchen auf den Menschen und die Umwelt bisher sehr wenig bekannt. Es ist unklar, ob diese vom Mensch über Haut und Atemwege aufgenommen werden können, falls solche Nanopartikel unkontrolliert freigesetzt werden. Aus Gründen der Unsicherheit verbieten verschiedene Länder bereits die Verwendung von Eisenoxiden, während andere Länder sie selbst in Food-Produkten bedenkenlos erlauben.


 

Für Pigmente und Farbstoffe gelten verschiedene Obergrenzen in der Dosierung. Dabei unterscheiden diese sich sogar innerhalb der EU, den USA und den restlichen Ländern. Regulatorien sind also nicht harmonisiert, sondern von Pigment zu Pigment und von Land zu Land unterschiedlich. So gelten in Frankreich und Belgien oft andere als in der restlichen EU.

Die EU hat für synthetische Farbstoffe (z. B. Yellow 6, Blau 2 = Indigo Carmin) entsprechende Farbgrenzen festgelegt. Farbstoffe können mit Aluminiumhydroxid zu Pigmenten verlackt werden. Für Aluminium gibt es oft andere Grenzwerte als für das verwendete Pigment. Das daraus entstehende Pigment hat wiederrum andere Grenzen.