7 colorantes naturales de plantas

1 introducción

Los colorantes alimentarios mejoran el color de los alimentos y son un componente importante de los aditivos alimentarios.Colorpara alimentosSe divide en dos tipos: sintético y natural. Con el desarrollo de la tecnología, se ha descubierto que muchas variedades de colorantes sintéticos tienen toxicidad crónica grave y carcinogeni, causando preocupación generalizada del consumidor. Sin embargo, la investigación nacional y extranjera ha encontrado que los pigmentos naturales no sólo son altamente seguros y tienen un tono suave, pero algunos también tienen ciertas actividades fisiológicas y se consideranColoralimentario funcional natural. Por lo tanto, el desarrollo y utilización de pigmentos naturales se ha convertido en un tema de investigación en esta etapa. Este artículo principalmente proporciona una breve descripción de los siete pigmentos vegetales que han sido más estudiados, con el objetivo de proporcionar apoyo teórico para los investigadores que participan en la investigación relacionada.

2 Research overview of Seven plant pigments (en inglés)

2,1 pigmento rojo morera

Las moras se conocen comúnmente comoMoreras y moremorerasDá, morera o morera. Es el fruto maduro agregado de Morus alba L., una planta en el género morera de la familia morera. Las moras son de color rojo violáceo o negro violáceo (algunas también son blancas), con una textura grasa, elástica y un sabor ligeramente agridulce [1]. El pigmento rojo morera se extrae del fruto natural morera y es una especie de pigmento de antocianina [2]. Las antocianinas existen en forma de glicósidos, es decir, antocianinas, en su estado natural. Las antocianinas tienen una estructura típica del esqueleto de carbono C6 - C3 - C6 y por lo tanto se consideran un tipo de flavonoide. Puede reducir el contenido graso del suero y del hígado, y tiene efectos anti-mutagénicos y anti-tumorales [3]. El pigmento de morera muestra cierta inestabilidad en el tratamiento de calentamiento y ultrasonido en diferentes concentraciones de ácido clorhídrico, ácido cítrico, ácido tartárico y ácido ascórbico, pero el grado de inestabilidad varía con el tipo y la concentración de ácido, y el cambio es complejo. Comparativamente hablando, el pigmento en la solución de ácido ascórbico es más inestable al calentamiento y al tratamiento ultrasónico, mientras que el pigmento en la solución de ácido clores es relativamente estable al tratamiento térmico; El pigmento en la solución de ácido cítrico es relativamente estable al tratamiento ultrasónico [4].

Li Xinlei et al. [5] determinaron las condiciones óptimas para la extracción de pigmentos de Mora a través de estudios monofactoriales y ensayos ortogonales: 80% de etanol, una relación material-líquido de 1:3 (g/mL), una temperatura de extracción de 30°C y un tiempo de extracción de 0,25 h. El orden de influencia de cada factor fue: relación material-líquido > Concentración de etanol > Tiempo de extracción > Temperatura de extracción. Xiao Gengsheng et al. [6] estudiaron los cambios dinámicos de los principales pigmentos durante la maduración de mulberries, utilizando cromatolíquida de alto rendimiento (HPLC) para detectar los principales componentes de las antocianinas durante el proceso de maduración de mulberries, que incluyen principalmente cianidin-3-o-glucósido (C3G), cianidin-3-o-rucósido (C3R) y pelargonidin-3-o-glucósido (Pg3G). 3 los cambios en los tres componentes son los siguientes: C3G y C3R son los dos componentes principales de antocianinas en las moreras a lo largo del período de maduración, y C3G tiende a aumentar gradualmente, mientras que C3R primero aumenta y luego disminuye ligeramente, para luego aumentar rápidamente en la etapa posterior. Pg3G no se detecta al principio de la maduración y crecimiento de las moreras, y luego primero aumenta y luego disminuye, y luego aumenta rápidamente en las etapas posteriores. En producción, las características del contenido de los principales pigmentos en la morera y la acumulación de compuestos de antocianinas pueden ser utilizadas como uno de los factores de referencia para determinar el momento adecuado para la cosecha de la morera.

2.2 pigmentos de piel de uva

Los pigmentos de la piel de la uva son pigmentos naturales de antocianinaQue son seguros, no tóxicos y contienen ciertos nutrientes. Tienen el efecto de anti-oxidy eliminar los radicales libres, y tienen ciertos beneficios medicinales y de salud. También pueden usarse como colorantes en alimentos y cosméticos [7]. Algunos reportes de la literatura indican que las mejores condiciones de proceso para la extracción de pigmentos naturales de las pieles de uvas Kyoho se obtuvieron mediante una prueba ortogonal: etanol anhidro como agente extrante, 5.00 g de materia prima, 35 mL de agente extrante, un pH de extracción de 3, una temperatura de extracción de 80°C y un tiempo de extracción de 1 h. El orden de influencia de cada factor es: tiempo de extracción > Cantidad de agente de extracción > PH de extracción > Temperatura de extracción [8].

Wang Chunrong et al. [9] discutieron las condiciones de extracción de los pigmentos de las pieles de las uvas Kyoho. Los resultados mostraron que 70% de etanol + 0.5% de ácido cítrico (relación volumen 5:1) fue el más eficiente paraExtracción de la piel de la uvaSeguido de 80% de etanol + 0,5% de ácido cítrico (5:1). 5% de ácido cítrico (5:1); Usando etanol 70% + 0,5% de ácido cítrico (5:1) como solución de extracción, la masa de cáscara de la uva a la solución de extracción es 1:10 (g/mL), la temperatura óptima es 65°C, el tiempo de extracción óptimo es 90 min, el pH óptimo para la extracción es 2.0. Los estudios sobre la estabilidad de los pigmentos de la piel de la uva han demostrado que la acidez tiene un efecto significativo sobre la estabilidad de los pigmentos y un efecto importante de aumento del color sobre los pigmentos; Las bajas temperaturas son propicias para el almacenamiento de pigmentos; La exposición prolongada a la luz solar degradará gradualmente los pigmentos; El ion metálico Fe3+ tiene un efecto significativo sobre la estabilidad del pigmento; El aditivo H2O2 tiene un efecto significativo sobre la estabilidad del pigmento; La solución acuosa de vitamina C, la solución acuosa de sacarosa y el benzoato de sodio tienen un pequeño efecto sobre la estabilidad del pigmento [10]. Li Yanmei et al. [11] estudiaron la actividad antioxidante de los pigmentos de la piel de la uva con aroma de rosa y encontraron que los pigmentos de la piel de la uva con aroma de rosa tienen un fuerte poder reducy pueden eliminar eficazmente los radicales hidroxilo; También tienen un buen efecto inhibitorio sobre la peroxidlipíespontánea en hígados de ratón.

Pigmento de piel de tangerina 2.3

El pigmento de piel de mandarina es un tipo de pigmento natural que es ampliamente utilizado. Se encuentra principalmente en la cáscara de plantas como mandar, mandar, pomelos, citrones, narandulces, limas, kumquats y gardenias. Es rico en sustancias activas como el pigmento de la piel de mandarina, flavonode la piel de mandarina, y polisacáridos de la piel de mandarina. Tiene un importante desarrollo y valor de utilización como aAgente colorante de alimentos[12]. La investigación sobre el método de extracción de los pigmentos de la piel de la mandarina ha demostrado que el método de extracción por ultrasonidos es el más indicado para la extracción de los pigmentos de la piel de la mandarina en la producción industrial. Las condiciones óptimas del proceso son: frecuencia ultrasónica 40 kHz, concentración de etanol 6 5%, relación líquido-sólido 1:10, temperatura de extracción 60°C, tiempo de extracción 30 min, tiempos de extracción 2 veces, y el rendimiento del pigmento de piel de mandarina bajo estas condiciones es de 6,03% [13]. Geng Jingzhang [14] cree que las condiciones óptimas del proceso para la extracción de pigmentos de piel de mandarina son: una frecuencia ultrasónica de frecuencia media (47,6 KHz), un disolvente de extracción de 55% de etanol, un tiempo de extracción de 15 min, una temperatura de extracción de 60°C, y una relación material-líquido de 1:15. También ha habido muchos informes sobre la actividad de los pigmentos de piel de naranja.

Li Lingxu et al. [15] extraen pigmentos solusolubles en alcohol, pigsoluen en agua y pigsoluen en agua de las cáscaras de naranja, y utilizan el método de tasa de crecimiento micelial para determinar de manera preliminar la actividad antibacteriana de diferentes extractos solventes de cáscaras de naranja contra siete hongos patógenos como los hongos de la podreción de manzana. Los resultados mostraron que los pigmentos solusolubles en éter y los pigsolusolubles en alcohol y agua tenían diferentes grados de efectos inhibitsobre los siete hongos fitopatógenos. Wang Hongtao [16] determinó el efecto antibacteriano de los pigmentos de la cáscara de naranja en los microorganismos comunes y el efecto de los aditivos alimentarios de uso común y la luz en la estabilidad de los pigmentos a través de experimentos de un solo factor para explorar la antibacteriana y la estabilidad de los pigmentos de la cáscara de naranja. El estudio encontró que los pigmentos de cáscara de naranja tienen diferentes grados de efectos inhibitsobre las bacterias patógenas comunes, levaduras y mohos.

2.4 pigmento de la cáscara de castaño

El pigmento de la castaña es un pigmento marrón natural con buena solubilidad en agua, fuerte poder colory propiedades estables. Tiene un cierto grado de efectos antioxidantes y antibacterianos, y es actualmente uno de los pocos colorantes alimentarios naturales con propiedades estables. Tiene un alto valor de desarrollo. Zhang Yaping [17] established the extraction conditions for chestnut shell pigment by analyzing the factors affecting the extraction of chestnut shell brown pigment: the mass fraction of NaOH was 2%, the extraction temperature was 80°C, and the extraction time was 3 h. Zhou Guoyan et al. [18] extracted pigments from chestnut shells using ethanol and ultrasound methods, compared the two methods, and studied the antibacterial properties and applications of the pigments in chestnut shells. Los resultados mostraron que las ondas ultrasónicas tienen las ventajas de ahorrar tiempo, energía y una alta tasa de extracción. The optimal process parameters for the ultrasonic-assisted extraction method were 40% ethanol volume fraction, 200 W ultrasonic power and 8 min of action time. Los pigmentos de la concha de castaño tienen un efecto inhibitsobre Bacillus subtilis, Escherichia coli, Aspergillus niger y Penicillium. También tienen un cierto efecto conservante sobre el zumde manzana.

2.5 pigmento de arroz negro

El arroz negro es un tipo de arroz muy distintivo en China#39;s Rice seed resources (en inglés). Es rico en color natural, aroma, nutrición y propiedades terapéu. El arroz negro no sólo es rico en proteínas, 17 aminoácidos, grasas, vitaminas, minerales y 14 elementos como el Fe, Zn y Cu, sino que también contienePigmento de arroz negroQue tiene un importante valor medicinal. Numerosos estudios lo han demostradoEl pigmento de arroz negro es un pigmento de antocianina, un compuesto de polifenol vegetal, que tiene el efecto de reducir la incidencia de cardiopatía coron, mejorar la agudeza visual, y tiene actividad antioxidante y anticancerosa [19]. Wang Fengjie et al. [20] llevaron a cabo un estudio sistemático sobre la estabilidad del pigmento de arroz negro, que mostró que el pigmento de arroz negro es sensible a la luz directa y los oxidantes, pero no a las bajas temperaturas y agentes reductores. Los efectos de los iones metálicos Ca 2+, Cu 2+, Zn 2+, Mg 2+ y Na + sobre su estabilidad no son evidentes.

Wu Suping [21] utilizó arroz negro como materia prima y utilizó etanol como agente de extracción para extraer pigmentos de arroz negro, y estudió el proceso y sus condiciones de proceso. Los parámetros óptidel proceso de extracción se obtuvieron a través de experimentos monofactoriales y ortogonales: fracción volumétrica de etanol 50%, grado de molienda de malla 50, relación líquido-material 1:5, tiempo de extracción 30min, temperatura de extracción 80°C, pH de extracción =3. También se estudió la estabilidad del pigmento de arroz negro. Los resultados mostraron que el KMnO4 tenía un mayor efecto sobre el pigmento de arroz negro, mientras que el Vc y el ácido cítrico no tenían un efecto significativo. Los resultados de los cambios en el contenido de pigmentos y aminoácidos durante la germinación del arroz negro mostraron que el valor de color del extracto de pigmento de arroz negro se correlacionó positivamente con la temperatura; El lote de extracción y si la muestra fue desengrastambién tuvieron un efecto significativo en el valor de color del extracto [22]. Además, el pigmento de arroz negro tiene un cierto poder reduc, y tiene un fuerte efecto carroñador sobre los radicales hidroxilo y DPP H, así como un cierto grado de efecto inhibitsobre los aniones superóxido. Dentro del rango de concentración experimental, la máxima tasa de eliminación de radicales hidroxilo fue de 90.42%, y la máxima tasa de eliminación de radicales DPP H fue 84.68%, lo que indica que el pigmento de arroz negro tiene amplias perspectivas de aplicación como un pigmento natural con propiedades antioxidantes [23].

2.6 Mangosteen Shell pigment

El Mangosteen es un árbol perenne de la familia Clusiaceae. suLa fruta es nutritivaY tiene los efectos de aliviar la fiebre, disolla grasa, hidratar la piel y reducir el calor interno. La cáscara del fruto es rica en componentes de pigmento y puede ser utilizado como un pigmento natural. Zhang Bin et al. [24] investigó los efectos de la luz, de la temperatura, de los agentes redox, del pH y de los aditivos alimentarios en la estabilidad del pigmento de la cáscara del Mangosteen. Los resultados mostraron que la máxima longitud de onda de absorción del pigmento en la región de luz visible fue de 478 nm, y el etanol al 70% fue el mejor disolvente para la extracción. El pigmento es un pigmento soluble en alcohol adecuado para su uso en condiciones ácidas, neuy ligeramente alcalinas. Tiene una fuerte resistencia a la oxidy un cierto grado de resistencia al calor. Los iones metálicos Ca 2+, Cu 2+, Mg 2+ y Na + y los aditivos alimentarios tales como benzoate de sodio, ácido cítrico, Vc y los reactivos del clorde de sodio tienen poco efecto sobre la estabilidad del pigmento de la cáscara del Mangosteen. La luz ultravioleta, la luz solar exterior, el Fe3+, los agentes reduc, el bicarbonato de sodio y la glucosa tienen un cierto efecto reducde color sobre este pigmento.

Peng Wenshu et al. [25] estudió la estabilidad y la actividad antibacteriana del pigmento extraído de la cáscara de la fruta del Mangosteen bajo diversas condiciones. El pigpigpericardel del Mangosteen fue tratado con diversas temperaturas del pH y diversas concentraciones de iones metálicos, de oxidantes, de agentes reduc, y de conservantes comunes. Los resultados demostraron que el pigmento de la pericarde del Mangosteen era más estable en pH < 6; El efecto del realce del color fue realzado después de que la temperatura excedió 80 °C; Varios iones metálicos tuvieron poco efecto sobre ella; El pigmento del pericardel del Mangosteen fue oxidado y reducido fácilmente; Y altas concentraciones de conservantes tuvieron un mayor efecto sobre su estabilidad. Los experimentos bacteriostáticos demuestran que el extracto de la cáscara del Mangosteen tiene un efecto bacteriostático fuerte en moldes, bacterias y levaduras. El efecto de inhibición aumenta con el aumento de la concentración de la calidad del pigmento, y el efecto bacteriostático es del siguiente orden: Streptococcus viridans > Bacillus octopodis > Bacillus subtilis > Saccharomyces cerevisiae > Aspergillus niger > Shigella dysenteriae > Escherichia coli. Los resultados muestran que el pigmento tiene una buena estabilidad y actividad antibacteriana y puede ser utilizado comoPigmento vegetal natural presente en los alimentosBebidas, aditivos e industrias farmacéuticas.

Pigmento de camote púrpura 2.7

Pigmento de camote púrpura(PSPC) es un pigmento natural extraído de los tubérculos y hojas de las batatas moradas. Tiene un color brillante y natural, no es tóxico, no tiene un olor particular y tiene varias funciones nutricionales, farmacológicas y de preservación de la salud [26]. Se ha informado en la literatura que un mayor rendimiento de extracción se puede obtener utilizando una solución acuosa de ácido clorhídrico al 0,2% como disolvente de extracción, una relación líquido-sólido de 1:5, una temperatura de extracción de 50°C, y un tiempo de extracción de 2h. El extracto crudo se filtra y adsorutilizando la resina de adsormacroporosa PDA-100, y luego se resuelve en etanol al 70%. El eluente concentrado y seco se puede utilizar para obtener un producto en polvo del pigmento de batata púrpura con un alto valor de color de Em530 nm= 100 [27].

Luo Yuezhong [28] utilizó camote púrpura de producción nacional como materia prima para estudiar las condiciones de extracción de pigmentos con solventes tales como alcohoy soluciones de ácido orgánico. Se investigaron los efectos de factores como la concentración de la solución de extracción, la relación material-líquido, el número de extracciones y el tiempo de extracción. A través de experimentos de un solo factor y experimentos ortogon, se determinó que el proceso óptimo de extracción ultrasónica es el siguiente: pre-empapar la muestra de batata púrpura durante 4 h, utilizar ácido cítrico con una concentración de 10%, una relación material-líquido de 1:30, una potencia ultrasónica de 300 W, un tiempo de extracción de 25 min, y extraer 3 veces. El efecto de la extracción del pigmento dePatatas dulcesEs el mejor.

Xue Qiang et al. [29] informaron que las mejores condiciones de proceso fueron un pH de la solución de extracción de 3, un tiempo de extracción de 120 min, una temperatura de extracción de 60 °C, una relación material de 1:20, y un rendimiento de extracción de 17,3 mg/100 g. Los pigmentos de camote púrpura son relativamente estables a la temperatura, la luz y los iones metálicos. Con respecto a la actividad del pigmento de batata púrpura, Han Yongbin et al. [30,31] discutieron el mecanismo antibacteridePurple Sweet potato anthocyanins (en inglés)Desde una perspectiva molecular. En primer lugar, se estudió la tasa de migración del ADN de Escherichia coli y Staphylococcus aureus mediante experimentos de bloqueo de gel. En segundo lugar, el bromuro de etidio se utilizó como una sonda fluorescpara estudiar los cambios en los espectros ultravioleta y la intensidad de la fluorescentre los pigmentos de batata púrpura y los sistemas de ADN de Escherichia coli y Staphylococcus aureus. La investigación anterior explora los efectos y el modo de acción de los pigmentos de batata púrpura sobre el ADN bacteriano, lo que ayuda a entender el mecanismo antibacteriano de los pigmentos de batata púrpura a nivel molecular y revela la interrelación entre la estructura y la función de los pigmentos de batata púrpura.

3 conclusión

Pigmentos naturales derivados de plantasGeneralmente son metabolitos secundarios de plantas, con bajo contenido y baja estabilidad. Por lo tanto, la selección de pigmentos naturales adecuados, el desarrollo de nuevas variedades de pigmentos naturales con alta estabilidad, y la exploración de nuevas fuentes de pigmentos naturales se han convertido en cuestiones urgentes que los investigadores necesitan resolver. China tiene abundantes recursos vegetales. Es de gran importancia práctica desarrollar y utilizar activamente estos valiosos recursos vegetales y llevar a cabo una investigación a fondo sobre los métodos de extracción de pigmentos naturales y sus actividades relacionadas.

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