7 colorantes alimentarios a base de plantas naturales

Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología y el progreso de la sociedad, la gente está prestando cada vez más atención a las cuestiones de seguridad alimentaria. La mayoría de los consumidores están cada vez más preocupados por el daño de los pigmentos sintéticos contenidos en los alimentos, lo que ha llevado a un creciente enfoque en los pigmentos naturales que son altamente seguros y tienen ciertas funciones fisiológicas. El desarrollo y aplicación de pigmentos vegetales naturales se ha convertido en una preocupación común entre los trabajadores científicos y tecnológicos en diversas industrias. La gente está tratando de obtener pigmentos naturales de diversos recursos de plantas y explorar sus actividades fisiológicas para aliviar y resolver diversos problemas causados por los pigmentos sintéticos. Este artículo ofrece un breve resumen de siete pigmentos vegetales actualmente en investigación, con la esperanza de proporcionar una guía teórica para los investigadores que trabajan con ellosPigmentos naturales de plantas.

1 7 colorantes alimentarios naturales a base de plantas

I. pigmentos de patatas

Papa (Solanum tuberosum L.)También conocido como ñame, papa 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] usaron una solución de hcl-etanol al 0,1% para extraer el pigmento de papa "Black Beauty" bajo condiciones de agitación y temperatura constantes, y usaron espectrofotometría para determinar el cambio en la absorbancia en la máxima longitud de onda de absorción del pigen bajo diferentes ambientes. Los resultados mostraron que el pigmento es un pigmento de antocianina soluble en agua, y el valor de pH tiene un efecto significativo en la estabilidad del pigmento de papa "Black Beauty". El pigmento es más estable en condiciones ácidas; El ion metálico Al3+ tiene un efecto de aumento de color sobre el pigmento, mientras que Na+, K+, Ca2+, Mg2+, y Zn2+ tienen básicamente ningún efecto sobre la estabilidad del pigmento, mientras que Cu2+ y Fe3+ tienen un efecto adverso significativo sobre la estabilidad del pigmento; El pigmento es altamente resistente a la radiación, pero no a la luz natural o al calor alto, y tiene muy poca resistencia a la oxid; La sacarosa, la VC y la ciclodextrina en fracciones de masa bajas tienen poco efecto sobre la estabilidad del pigmento; El ácido cítrico en una cierta fracción de masa tiene un efecto de aumento de color, mientras que el sorbato de potasio tiene un cierto efecto sobre la estabilidad del pigmento.

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

(Hylocereus undatus L.)Hylocereus undatus es una especie fanerógama perteneciente a la familia Cactaceae (aeataeeae). También se conoce como fruta del dragón rojo o fruta de miel. Se cultiva en Hainan, Yunnan, Guangdong, Guangxi y otros lugares de China. La fruta del dragón es rica en nutrientes y tiene funciones únicas. Contiene albúmina vegetal, que es raro en las plantas en general, así como abundante celuly fibra dietsoluble en agua. También es rico en una gran cantidad de pigmentos de betaína. El color de la piel y la carne va del rojo rosado al rojo morado, por lo que es una buena materia prima para la extracción de pigmentos naturales [12]. Liang Binxia et al. [13] estudiaron los efectos del tipo de solución de extracción, relación líquido-material, tiempo de extracción, temperatura de extracción y pH sobre la extracción del pigment, y determinaron las condiciones óptimas del proceso: congelación-almacenamiento de la cáscara de pitaya, solución de extracción de agua desionizada, relación líqui-material de 5:1, tiempo de extracción de 30 min, temperatura de extracción de 50 °C, el pH del extracto fue 6. Los resultados mostraron que una solución de etanol al 75% daba los mejores resultados. La longitud de onda de absorción máxima de laCáscara de fruta de dragónEl pigmento era de 536 nm. El pigmento era estable bajo condiciones ácidas pero no estable a la luz.

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] usadoDe la framrojaFruto como materia prima para la extracción de 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

Los arándanos son plantas del género VacciniumEn la familia Ericaceae. Sus frutos son bayas de color azul, por lo que es uno de los raros alimentos azules. Los arándanos tienen una carne delicada y un delicioso sabor dulce y ácido. No sólo contienen nutrientes como la vitamina C, sino que también son ricos en pigmentos azules naturales. El principal componente de los pigmentos azules son las antocianinas, que son un tipo de antioxidante que protege el cuerpo humano del daño de los radicales libres y mejora en gran medida la inmunidad [18]. Yang Xuefei et al. [19] optimiel proceso de extracción ultrasónica del pigmento de arándano con base en experimentos de un solo factor y utilizó el método de diseño compuesto central, y analizó la estabilidad del pigmento. Los resultados mostraron que las condiciones óptimas para la extracción ultrasónica del pigmento de arándelo fueron 45% de fracción volde etanol, relación material-líquido (g/mL) 1:13, temperatura ultrasónica 55°C, pH 4.5, potencia ultrasónica 450 W, tiempo ultrasónico 50 min. Bajo estas condiciones, la tasa de extracción del pigmento de arándelo fue 274.36 U/g. El pigmento de arándano es resistente al calor y tiene una alta estabilidad bajo condiciones de iones metálicos como K+, Na+, Mg2+ y aditivos alimentarios como el sorbato de potasio, pero es inestable bajo condiciones de Zn2+, Fe2+, Fe3+, Ca2+ y entornos alcalinos. Wang Guyuan et al. [20] determinaron las condiciones óptimas de extracción para pigmentos de arándano mediante la extracción de etanol mediante experimentos ortogonales: solución de etanol al 70% como agente extr, temperatura de extracción de 30 °C, tiempo de extracción de 2 h y relación líquido-material de 1:10.

2 conclusión

Los pigmentos naturales de plantas provienen de plantas y son mucho más seguros que los pigmentos sintéticosY por lo tanto tienen más ventajas que los pigmentos sintéticos. Sin embargo,Pigmentos naturales de plantasGeneralmente son 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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