7 colorantes alimentarios a base de plantas naturales

With the development of science and technology and the progress of society, people are paying more and more attention to food safety issues. The majority of consumers are increasingly concerned about the harm of Pigmentos sintéticos contained in food, which has led to an increasing focus on natural pigments that are highly safe and have certain physiological functions. The development and application of natural plant pigments has become a common concern among scientific and technological workers in various industries. People are trying to obtain natural pigments from various plant resources and explore their physiological activities to alleviate and solve various problems caused by synthetic pigments. This article provides a brief overview of seven plant pigments currently under research, with the hope of providing theoretical guidance for researchers working with natural plant pigments.

1 7 colorantes alimentarios naturales a base de plantas

I. pigmentos de patatas

La papa (Solanum tuberosum L.), también conocida como ñame, patata o huevo de ñame, es un cultivo de sombra de noche de alto rendimiento que es rico en nutrientes, fácil de digerir y absorber, altamente adaptable, y se puede utilizar tanto para alimentos como para cocinar. Es uno de los world's top ten nutritious Foods [1]. La papa de belleza negra tiene una piel y carne negruzpúrpura. Es una nueva variedad de papa criado a través de la hibridación. Según la valoración de expertos, esta variedad no sólo es rica en nutrientes y alta en calcio y potasio, sino que también contiene nutrientes como antocianinas. El consumo a largo plazo tiene diversos efectos, como la pérdida de peso y la belleza, la alimentación del estómago, el fortalecimiento del bazo y la promoción de la micción, desintoxicante y antiinflamatorio, la disminución de azúcar en la sangre y lípidos en la sangre, etc. Cao Hong et al. [2] utilizaron una solución de etanol clorhídrico al 1,1% como solvente de extracción para los pigmentos en la papa "Black Beauty". Los mejores resultados de extracción se obtuvieron bajo las condiciones de una relación líquido-líquido de 1:40, un tiempo de extracción de 1 h, y una temperatura de extracción de 50 °C. Las condiciones óptimas del proceso de extracción son: temperatura 50 °C, tiempo de extracción 1 h, relación líquido-sólido 1:40, y concentración de ácido clorhídrico 1,1%.

Posteriormente, Cao Hong et al. [3] estudiaron la estabilidad del pigmento de papa "belleza negra". Los resultados mostraron que el pigmento es estable en condiciones ácidas; La luz y las altas temperaturas aceleran la degradación del pigmento; Dentro del rango de adición experimental, los iones metálicos K+, Ca2+, Al3+ no tuvieron efecto sobre el pigmento, mientras que Na+, Mg2+, Cu2+ tuvieron un efecto de aumento de color sobre el pigmento, y Fe3+ tuvo un efecto perjudicial, cambiando el color de la solución del pigmento; Los aditivos como la sacarosa, el ácido cítrico y el benzoato de sodio no tuvieron efecto sobre el pigmento; H2O2 y Na2SO3 tuvieron un efecto significativo en la estabilidad del pigmento.

Li Caixia et al. [4] used a 0.1% HCl-ethanol solution to extract the “Black Beauty” potato pigment under constant temperature and shaking conditions, and used spectrophotometry to determine the change in absorbance at the maximum absorption wavelength of the pigment under different environments. The results showed that the pigment is a water-soluble anthocyanin pigment, and the pH value has a significant effect on the stability of the “Black Beauty” potato pigment. The pigment is more stable under acidic conditions; the metal ion Al3+ has a color-enhancing effect on the pigment, while Na+, K+, Ca2+, Mg2+, and Zn2+ have basically no effect on the stability of the pigment, while Cu2+ and Fe3+ have a significant adverse effect on the stability of the pigment; the pigment is highly resistant to radiation, but not to natural light or high heat, and has very poor oxidation resistance; sucrose, VC and β-cyclodextrin at low mass fractions have little effect on the stability of the pigment; citric acid at a certain mass fraction has a color-enhancing effect, while potassium sorbate has a certain effect on the stability of the pigment.

1.2 pigmento de maíz púrpura

El maíz morado es una especie de maíz perteneciente a la familia de las poáceas. El pigmento de maíz púrpura es un tipo de antocianina que se extrae de granos de maíz púrpura. Los pigmentos de antocianina son un tipo de pigmento natural soluble en agua que se encuentra ampliamente en las plantas. Tienen muchas funciones fisiológicas, tales como eliminar radicales libres, resistir a la oxid, y resistir a la peroxidlipí. También son conocidos por ser altamente eficaces, bajos en toxicidad y altamente biodisponibles. Son un recurso natural comestipigpigcon valor medicinal. Zhang Yajun et al. [5] utilizaron una prueba de un solo factor para determinar inicialmente el rango de influencia de los cuatro factores de concentración de etanol, concentración de ácido cítrico, relación líquido-material y temperatura de extracción en la extracción del pigmento núcleo de maíz púrpura. Sobre esta base, se realizó un ensayo ortogonal para determinar las condiciones óptimas de extracción del pigmento de maíz.

Los resultados mostraron que entre los cuatro factores, la relación líquimaterial tuvo la mayor influencia en la extracción del pigmento, seguida por la temperatura de extracción, la concentración de etanol y la concentración de ácido cítrico. Las condiciones óptimas de extracción son: concentración de etanol 60%, concentración de ácido cítrico 0,8%, relación líquido-sólido 1:10 y temperatura de extracción 80°C. En términos de estabilidad del pigmento, Zhang Yajun et al. [6] determinaron el pico máximo de absorción del pigmento de antocianina de maíz púrpura por colorimetría y analizaron las propiedades físicas y químicas del pigmento. Los resultados mostraron que el pico máximo de absorción del pigmento de antocianina de maíz púrpura fue de 526 nm; El pigmento de maíz morado fue estable a sal, sacarosa, glucosa, vitamina C, ácido cítrico, ácido acético y Cu2+, Mg2+, Ca2 +, K +, Al3 + son estables; El pigmento de maíz púrpura es sensible a la luz y oxidantes (H2O2) y agentes reduc(Na2SO3). Con respecto a la investigación antioxidante, se ha informado en la literatura que este pigmento tiene una fuerte capacidad antioxidante in vitro, y su capacidad para eliminar los radicales libres (DPPH· y ·OH, O2·) es significativamente mejor que la del ácido ascórbico de control positivo. El extracto crudo pigmentante a 0,04 mg/mL tiene una tasa de eliminación de DPPH· OH del 89,88% y una tasa de eliminación de OH del 84,87%; A 0,035 mg/mL, la tasa de absorción de O2· es de 85,82% [7].

1.3 pigmento de Lycium ruthenicum

Lycium ruthenicum Murr. (Black Fruit wolfberry) es una planta perenne de arbuarbusilvestre endémica de la región árinoroeste de China. Pertenece a la familia Solanaceae y al género Lycium (Lycium L.). La medicina tibetlo llama "Pangma". La fruta madura se usa en medicina. El pigmento en su fruto es un tipo de pigmento de antocianina que es rico en nutrientes y tiene la función de ser utilizado tanto como medicina y alimento. Tiene un gran valor de desarrollo de mercado [8]. Zhang Yuande et al. [9] utilizaron un método asistido por microondas con el contenido de pigmento como indicador. Los efectos de cinco factores en la extracción de pigmentos de antocianina de níspero se investigaron usando experimentos de un solo factor y ortogon: solvente de extracción, potencia de radiación, tiempo de extracción, relación material-líquido y tiempo de remojo. Los resultados mostraron que los efectos de cada factor sobre el contenido de antocianina del níspero de fruta negra fueron los siguientes: Concentración de etanol > Potencia de radiación > Tiempo de extracción > El tiempo de remo; Las condiciones de extracción optimizadas para antocianina de melón de fruta negra fueron: disolvente de extracción etanol 75%, potencia de radiación 70 W, tiempo de extracción 20 min, relación líquido-material 1:50, tiempo de remo20 h. Bajo estas condiciones, la tasa de extracción del pigmento de antocianina fue de 15.32%, y el contenido total de antocianina fue de 936.27 mg/100 g. Además, Chen et al. [10] usaron espectrofotometría ultravioleta visible para determinar el contenido de proantocianidina en pigmentos de baya de fruta negra y el resultado fue que el contenido de proantocianidina en los pigmentos de baya de fruta negra fue de 22 g/100 g.

1.4 pigmento rojo de amaranto

El amaranto rojo (Alternanthera bettzickiana L.) es una hierba perenne de la familia Amaranthaceae. Sus taly hojas son de color rojo violáceo y rico en antocianinas. El amaranto rojo es atractivo en su color brillante y atractivo. Tiene las ventajas de ser altamente adaptable, ampliamente distribuida, altamente productiva y alta en pigmentos de antocianina. Liu Deliang [11] encontró que las condiciones óptimas de extracción para el pigmento amaranto rojo son: una solución acuosa de ácido clorhídrico con una fracción de volumen del 2% como agente extractivo, una temperatura de extracción de 30 °C, un tiempo de extracción de 1,5 h, y una relación líquido-sólido de 1:20. Los aditivos alimentarios comunes no tienen un efecto significativo sobre el pigmento, mientras que la sal tiene un cierto efecto de aumento de color. El oxidante H2 O2 y el agente reducnahso3 causan que el pigmento se degrade, y con el aumento de la concentración de H2 O2 y NaHSO3, la tasa de degradación del pigrojo amaranto se acelera. Los iones metálicos, Mg2+, Cu2+, Zn2+, Ca2+, K+ y Na+ no tienen un efecto significativo en el pigmento rojo amaranto, mientras que el Ba2+ tiene un efecto de aumento de color en el pigmento, y Al3+ puede causar que el pigmento se desvanezca.

1.5 pigmento de dragón

Dragon fruit (Hylocereus undatus L.) is the fruit of an annual succulent plant in the family Cactaceae (aeataeeae) of the genus Hylocereus (Hylocereus undatus). It is also known as red dragon fruit or honey fruit. It is cultivated in Hainan, Yunnan, Guangdong, Guangxi and other places in China. Dragon fruit is rich in nutrients and has unique functions. It contains plant albumin, which is rare in general plants, as well as abundant cellulose and water-soluble dietary fiber. It is also rich in a large amount of betaine pigments. The color of the skin and flesh ranges from rose red to purple red, making it a good raw material for extracting natural pigments [12]. Liang Binxia et al. [13] studied the effects of the type of extraction solution, liquid-to-material ratio, extraction time, extraction temperature and pH on pigment extraction, and determined the optimal process conditions: freeze-storage of the pitaya peel, extraction solution of deionized water, liquid-to-material ratio of 5:1, extraction time of 30 min, extraction temperature of 50 °C, The pH of the extract was 6. The results showed that a 75% ethanol solution gave the best results. The maximum absorption wavelength of the dragon fruit peel pigment was 536 nm. The pigment was stable under acidic conditions but not light stable.

1.6 pigmento de frambuesa roja

Las frambuesas rojas, también conocidas como frambuesas, son plantas de la familia Rosaceae. Sus frutos maduros son ricos en pigmentos rojos y son una buena fuente de pigmentos naturales. Los pigmentos rojos en las frambuesas rojas están presentes en forma de antocianinas, que pueden prevenir la peroxiden el cuerpo [15].

Sun Xiyun et al.[16] utilizaron la frambuesa roja como materia prima para extraer pigmentos naturales. Puripurificada utilizando un método de resina macroporosa. Después de la purificación, la muestra fue separada usando cromatode papel. Los componentes fueron identificados preliminarmente usando espectroscopia UV-Vis y cromatode papel. Los resultados mostraron que la resina de adsormacroporosa HPD-700 es adecuada para la purificación de pigmentos rojos de frambuesa. El efecto de adsores mejor cuando el pH del extracto crudo es 2. Usando 60% de etanol como eluente, el volumen de elución fue de 4 BV, la velocidad de flujo fue de 0.6 mL/min, y la elución se llevó a cabo con 60% de etanol como eluente. El efecto elución fue mejor; Cuatro componentes fueron separados por cromatode papel, y la identificación preliminar fue cornflower-3-glucoside, cornflower-3-ruóside, cornflower-3-sophoroside, y cornflower-3-glucose-ruósido, respectivamente. Wang Feng et al. [17] utilizaron un método ultrasónico para estudiar la extracción y la estabilidad de los pigmentos en la fruta de frambuesa roja. Los resultados mostraron que la máxima longitud de onda de absorción de los pigmentos rojos de frambuesa fue 510 nm, y las condiciones óptimas de extracción fueron: una solución de etanol con una fracción volumétrico de 50%, una relación líquido-material de 1:10, una temperatura de extracción de 40 °C, un tiempo de extracción de 30 min, extraído dos veces; El pH tiene un efecto significativo en el color del pigmento rojo frambuesa. Es estable a temperaturas por debajo de 50 ℃ y en la oscuridad. El pigmento de frambuesa roja tiene una cierta capacidad antioxidante. La sacarosa no tiene un efecto significativo sobre el pigmento. La VC tiene un efecto degradante sobre el pigmento. Los iones Fe3+ tienen un efecto protector sobre el pigmento de frambuesa roja, estabilisu estructura.

1.7 pigmento de arándano

Blueberries are plants of the genus Vaccinium in the family Ericaceae. Their fruits are berries that are blue in color, making them one of the rare blue foods. Blueberries have delicate flesh and a delicious sweet and sour taste. They not only contain nutrients such as vitamin C, but are also rich in natural blue pigments. The main component of blue pigments is anthocyanins, which are a type of antioxidant that protects the human body from free radical damage and greatly enhances immunity [18]. Yang Xuefei et al. [19] optimized the ultrasonic extraction process of blueberry pigment based on single factor experiments and used the central composite design method, and analyzed the stability of the pigment. The results showed that the optimal conditions for the ultrasonic extraction of blueberry pigment were 45% ethanol volume fraction, material-to-liquid ratio (g/mL) 1:13, ultrasonic temperature 55°C, pH 4.5, ultrasonic power 450 W, ultrasonic time 50 min. Under these conditions, the extraction rate of blueberry pigment was 274.36 U/g. Blueberry pigment is heat-resistant and has high stability under conditions of metal ions such as K+, Na+, Mg2+ and food additives such as potassium sorbate, but is unstable under conditions of Zn2+, Fe2+, Fe3+, Ca2+ and alkaline environments. Wang Guyuan et al. [20] determined the optimal extraction conditions for blueberry pigments using ethanol extraction through orthogonal experiments: 70% ethanol solution as the extracting agent, extraction temperature of 30 °C, extraction time of 2 h, and liquid-to-material ratio of 1:10.

2 conclusión

Los pigmentos naturales de plantas provienen de plantas y son mucho más seguros que los pigmentos sintéticos, y por lo tanto tienen más ventajas que los pigmentos sintéticos. Sin embargo, los pigmentos vegetales naturales son generalmente productos del metabolismo secundario de las plantas, y su composición es compleja, por lo que es difícil aislarlos, purificarlos e identificarlos por completo. Por otra parte, hay muchos tipos de pigmentos vegetales, y son complejos en la naturaleza. Para un solo pigmento vegetal, tiene una fuerte especificidad en la aplicación y tiene ciertas limitaciones en el ámbito de aplicación. Por lo tanto, comprender la estructura y propiedades de los componentes de los pigmentos naturales, así como su funcionalidad y seguridad, y ampliar el alcance de la aplicación de los pigmentos naturales de plantas es la principal tarea que enfrentan los investigadores científicos.

referencias

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[4] Li Caixia, Yang Xiaolong, Li Qiong. Estudio sobre la estabilidad del pigmento negro de papa de belleza [J]. Food Science, 2010, 31(9): 89-94.

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