Cómo extraer color rojo Natural?

En los últimos años, el incidente de Sudán rojo en lunindustria alimentaria ha sido expuesto con frecuencia, haciendo que la gente particularmente desconfía de la seguridad de los colorantes de alimentos, e incluso evitan el Color colorrojo. Por lo tanto, aunque varios tintes rojos sintéticos son brillantes en color, tienen poder de coloración fuerte, son altamente estables, y son relativamente estables en naturaleza, están desaparegradualmente del uso extenso como people's búsqueda de"Comida verde"Aumenta. Por el contrario, aunqueColor rojo rojo NaturalTiene color pobre, es altamente seguro, y algunos también tienen cierto valor nutricional o efectos farmacológicos, y poco a poco está siendo valorado en el desarrollo de la industria alimentaria moderna [1].

De hecho, la investigación sobre el colorrojo natural comenzó relativamente temprano en el extranjero, pero comenzó relativamente tarde en China, y ha habido relativamente pocos informes. Hasta la fecha, los materiales de pigmento naturales que se han estudiado incluyen capsantina, licopen, pigrojo de gardenia, pigrojo de rosa, pigrojo de rábano, pigrojo escarlata, pigrojo de monascus [2], pigrojo de uva y pigrojo de té, entre otros. Al mismo tiempo, el desarrollo de nuevasvariedades de colorrojo natural y la mejora del proceso de extracción paraColor rojo rojo NaturalSe han convertido en temas muy urgentes en la industria de los colorantes.

1 desarrollos recientes en la investigación del color rojo Natural

1.1 capsantina

En la actualidad, la investigación sobre la capsantina en el país y en el extranjero es relativamente maduro. La capsantina es un pigmento carotenosoluble en grasa (la fórmula estructural se muestra en la figura 1), es un líquido oleoso viscorojo oscuro con aroma de chiles, soluble en la mayoría de los aceites no volátiles, parcialmente soluble en disolventes orgánicos como etanol, acetona, hexano, grasa y aceite vegetal, insoluble en agua y glicerina, estable a la luz visible, pero fácilmente decolorbajo luz ultravioleta [3].

Paprika rojo es un pigmento natural de alta calidad con color brillante, luz, calor, ácido y alcalina resistencia, resistencia a la oxid, la función de teñido y función nutricional y de atención de la salud. No tiene efectos secundarios tóxicos y actualmente es el mejor y más vendido pigmento rojo a nivel internacional. Se utiliza principalmente en alimentos, bebidas, piensos, productos para la salud y cosméticos [3].

Las principales zonas productoras de pimentón rojo son España, Europa Central, Estados Unidos, Asia (India) y África. Por lo general se hace a partir de pimentón utilizando métodos físicos de extracción y refin. Los componentes principales del pimiento rojo y el contenido de pimentón rojo varían con el lugar de origen, y el proceso de extracción del pimrojo correspondiente también varía en consecuencia. Los principales métodos de extracción del pigmento rojo de paprika son el método del solvente de aceite comesti(método soluble en aceite), el método del solvente orgánico (como el éter de petróleo), el método de extracción de fluido supercrítico de CO2, y el método de extracción por solvente ultrasónico.

El método del aceite solvente implica la inmersión de la cáscara de pimiento rojo o polvo de Chile seco en aceite comesti(aceite de soja, aceite de semilla de algodón, aceite de colza, etc.) a temperatura ambiente para disolver la capsantina en el aceite comesti, y luego extraer la capsantina del aceite a través de un cierto proceso. Las desventajas de este método son una baja tasa de extracción, dificultad para separar el aceite del pigmento y dificultad para obtener un producto con un alto valor de color.

La extracción supercrítica de CO2 fluido tiene un buen efecto de separación, un alto rendimiento (68,3%, superior a los valores reportados en la literatura para otros métodos de extracción), y la ventaja de un alto valor de croma, haciéndolo más adecuado para la extracción de rojo pimentón. Por lo tanto, la investigación es actualmente activa tanto a nivel nacional como en el extranjero. Además, investigadores extranjeros como Cserhati et al. [4-5] también informaron sobre el uso de un método de matriz de diodo y placa de color de manga de alta fluidez para separar y purilos pigmentos rojos de paprika, con un rendimiento de 80,67 a 97,21%.

Actualmente paprika rojoes el mundo#39;s pigmento natural más vendido, y es el producto más popular, en escaso suministro. Los Estados Unidos necesitan 4.000 toneladas de pigmentos naturales al año, de los cuales el pimentón rojo es de unas 1.000 toneladas; Japón necesita unas 500 toneladas de pimrojo al año; Canadá, Australia, Singapur y Europa occidental también tienen una gran demanda [3]; Por lo tanto, vale la pena la producción en masa.

Al mismo tiempo, actualmente no hay muchos productos desarrollados en China para el procesamiento profundo y acabado de chiles, y el valor agregado de los productos no es alto, lo que resulta en una subutilización de los recursos e incluso un cierto grado de desperdi. Si los pigmentos solubles en grasa pueden convertirse en pigmentos solubles en agua, si se pueden seguir desarrollando las tecnologías de tratamiento químico y de emulsificación y si, al mismo tiempo, se pueden mejorar las técnicas de eliminación de la pungencia y las técnicas de refinado para separar los monómeros pigmentantes, será beneficioso mejorar el contenido tecnológico de los productos de chili pimiento en estado profundo y aumentar la competitividad de los productos en los mercados nacionales y extranjeros; Producir importantes beneficios económicos y sociales.

1,2 licopen

El licopeno es un carotenoúnico senuna estructura cíclica (su fórmula estructural se muestra en la figura 2) es un cristal rojo oscuro con un punto de fusión de 174°C, insoluble en agua, ligeramente soluble en metany etanol, soluble en éter, éter de petróleo, hexano, acetona y fácilmente soluble en disolventes orgánicos como cloroform, disulfurde de carbono y benceno. Es fácilmente oxidado y descompuesto cuando se expone a la luz, oxígeno, ácidos, álcalis y agentes activos, y la descomposición se acelera con temperaturas más altas. El licopeno es un polvo rojo o líquido rojo y su líquido oleoso más delgado es de color naranja amarillento [6].

Li;;;;;;;;;;;;;;;;;Tiene una fuerte actividad antioxidante y diversas actividades fisiológicas. Su actividad de oxígeno singlete es el doble de la del betacaroteno. También tiene el efecto de inhibir la proliferación celular y la difusión, y tiene un cierto efecto preventivo y inhibitorio en varios cánceres. También puede prevenir eficazmente la oxiddel colesterol de lipoproteínas de baja densidad, reduciendo así la aterosclerosis y la cardiopatía coron[7].

El licopenes también un coloralimentario con una amplia gama de colores. Ha sido aprobado como un coloralimentario amarillo/rojo en Europa y Japón, y por lo tanto es un colorde alimentos que promueve la salud que se utiliza cada vez más en los campos de la fortificación nutricional y coloralimentario.

La investigación sobre los métodos de preparación del licopeno y los procesos de extracción es activa tanto a nivel nacional como internacional. Actualmente existen cinco métodos principales: extracción, alta presión, reacción enzimática, extracción supercrítica y síntesis química. El método más común es la extracción, que utiliza la solubilidad del licopenen diferentes disolventes para extraer el licopencon un solvente orgánico lipofílico. Aunque la investigación sobre el método de alta presión en la industria alimentaria todavía está en sus inicios, la tecnología de alta presión tiene ventajas sin precedentes en términos de esteriliy conservación y la trituración de células microbianas. Algunos estudios han demostrado que una presión de 200 MPa y un tiempo de presurización de 15 min son adecuados para la extracción de licopeno; Aumentar el número de ciclos de presurización puede mejorar enormemente la eficiencia de extracción [8].

En Japón, una patente describe un método para extraer licopenutilizando la piel de tomate#39;s propia reacción enzimática. Bajo condiciones ligeramente alcalinas (pH= 7,5 a 9), se permite que la pectinasa y la celulen la cáscara del tomate reaccion, descomponiendo la pectina y la celul, causando que el complejo proteínico del licopense disuelde las células. El pigpigresultante es el licopenque se dispersa en agua [8].

Sin embargo, el método de extracción supercrítica [9-10] es más adecuado para la extracción de licopeno. Debido a que el método de extracción supercrítica tiene muchas ventajas, tales como un proceso simple, bajo consumo de energía, agente de extracción barato, no tóxico y fácilmente reciclable, y puede ser procesado a baja temperatura, es adecuado para la extracción de ingredientes sensibles al calor como el licopeno. Por lo tanto, en los últimos años, ha habido una tendencia a utilizar el método de extracción supercrítica en lugar del método de extracción convencional.

El licopentambién se puede obtener por síntesis química. Los principales métodos se pueden dividir en dos tipos de acuerdo con las reacciones químicas básicas involucradas: la síntesis de Wittig y la síntesis de aldehido-sulfona. También se pueden dividir según el número de átomos de carbono enlazados: 2C15 + C10, C20 + C20, 2C10 + C20, etc. En la actualidad, los principales fabricantes de licopenproducidos por procesos sintéticos son Roche y Bash [6].

En resumen, hay muchas maneras de obtener licopeno. Dado que el licopentambién tiene valor nutricional, es necesario continuar fortalecila investigación en esta área para reducir costos y mejorar la eficiencia.

1.3 color rojo morera

El pigmento rojo de la morera se extrae de las moreras (su fórmula estructural se muestra en la figura 3) es un tipo de pigmento de antocianina, que es un coloralimentario natural seguro y no tóxico que se encuentra ampliamente en las plantas.

El pigmento rojo de morera es fácilmente soluble en agua, etanol y metan, pero insoluble en acetona y éter de petróleo. Es un pigmento soluble en agua y un pigmento polar.

El pigmento rojo morera es sensible a ácidos, álcalis, luz, oxidantes, agentes reduc, aditivos alimentarios e iones metálicos. Esto está estrechamente relacionado con su estructura molecular, pero tiene una buena resistencia al calor. Por ejemplo, el pigmento rojo morera es sensible al SO2, lo que puede hacer que se desvance [11].

Estudios sobre el extracto de pigmento rojo Mora también han encontrado que el extracto contiene 17 aminoácidos, 7 de los cuales son aminoácidos esenciales, y una variedad de oligoelementos, tales como hierro, zinc, cobre, cromo, molibdeno, calcio, níquel, potasio, magnesio y fósforo, especialmente zinc. Por lo tanto, el pigmento rojo morera es rico en valor nutricional [11]. China incluyó el pigmento rojo morera en la norma nacional de higiene para el uso de aditivos alimentarios (GB 2760-1996) en 1989.

Actualmente, los principales métodos para extraer el pigmento rojo morera son el método de maceración y el método de resina.

El proceso principal del método de extracción es el siguiente: se pesan las moras frescas, maduras, purpur-negras, se aplase, se añade un agente de extracción [(95% de etanol: 0,1% HCl = 1:1): material = 10:1], se mezcla bien, se extrae a 75°C durante 2 h, se enfría, se filtra, se seca al vacío el filtrado, y se obtiene el pigmento rojo de morera acabado.

El método de extracción, ya sea que el agente extrsea etanol o una combinación de etanol y ácido clorhídrico, produce un pigmento con un alto contenido de impurezas (azúcares, proteínas, etc.) después de la concentración. El valor del color es bajo (generalmente menos de 4.0), y es a menudo en forma de un extracto, que es difícil de convertir en un polvo. La vida útil es corta [11].

En el método de la resina, la capa superior del sobrennatante después de la centrifues adsorpor una resina macropor, y luego eluted con etanol ácido. Después de la concentración y secado, se obtiene el pigmento en polvo. El pigmento en polvo se puede preparar fácilmente mediante la purificación con resina, y el valor de color se mejora significativamente, por lo general superior a 100, que es de 25 a 30 veces más alto que antes de la purificación. Las impurezas de pigmento después de la purificación también se reducen en gran medida, y las propiedades son más estables. Por lo tanto, el método de resina es una buena opción.

1.4 Balsam rojo

El bálsamrojo es la flor de Ceris chinensis (Bge), una planta legumin. El bálsamrojo es un tipo de compuesto de antocianina con buena resistencia al ácido y álcali. Es estable en soluciones ácidas y aparece de color rojo brillante. También es térmicamente estable y tiene una fuerte resistencia a la luz. Es muy baja en toxicidad y es casi no tóxico.

Los principales métodos de extracción y purificación para el bálsamrojo de los redbuds son la extracción por solvente, la sinergia tensoactiva de microondas, la extracción supercrítica de CO2 y la separación de membrana. Por ejemplo, en el método de extracción por solvente, se toma una cantidad adecuada de muestra de redbud y se añade un 95% de etanol de calidad alimentaria. Es conveniente sumergir la muestra, y después de 40 h, se puede obtener un extracto de pigmento rojo oscuro. El etanol evaporpuede ser reciclado y utilizado como extractante [12].

También se puede utilizar un método sinérgico de microondas y surfacactivo [13]. La aplicación de la tecnología de extracción asistida por microondas, junto con la ayuda de surfac, tiene el efecto de reducir la tensión interfacial entre las fases sólida y líquida, aumentando la eficiencia de lixiviación del pigmento y la tasa de extracción, y extraer conjuntamente el pigmento rojo de la yema roja. Este método reduce la contaminación del pigmento por disolventes orgánicos y tiene las ventajas de ser rápido y tener una alta tasa de extracción.

Los métodos de extracción de CO2 supercríticos y de separación por membrana, aunque tienen las ventajas de un bajo consumo de energía, extractantes baratos, no tóxicos y fáciles de reciclar, aún no se han aplicado a la producción industrial y aún no se han mejorado y desarrollado.

Bauhinia variegata se distribuye en la mayor parte del país, y su temporada de flordura de 7 a 8 meses, desde mediados de octubre a mayo del año siguiente. Según el "diccionario de medicina tradicional China", Bauhinia variegata tiene el efecto de eliminar el calor y enfrila sangre, disiel viento y desintoxic, y puede ser utilizado para tratar el reumatismo, dolor muscular y de huesos, y las llagas nas[12]. Por lo tanto, el fortalecimiento de su investigación puede tener múltiples beneficios.

1.5 pigmentos de Rhodiola Rosea

Rhodiola RoseaEs una planta distribuida en zonas de gran altitud como Jilin, Xinjiang y Tíbet en China, así como en Asia oriental, Asia Central, Siberia y América del norte. Estudios preliminares han demostrado que el pigmento de rodiola es relativamente estable en el rango de pH de 2 a 6, es inestable a la luz, y tiene funciones obvicomo la resistencia a la hipoxia, el frío, la fatiga y la radiación de microondas. También puede aumentar la tasa de trabajo, retrasar el envejecimiento y prevenir enfermedades relacionadas con la edad. Por lo tanto, es de gran importancia en la medicina military la medicina deportiva [14].

En la actualidad, la extracción del pigmento rojo de Rhodiola rosea se lleva a cabo principalmente por el método de extracción de etanol, que consiste en añadir un extractante como el etanol o el ácido cítrico a la Rhodiola rosea pretratada, calentando, agit, remo, filtrado, y repilos pasos anteriores para obtener el pigmento [14]. Debido a que la soluã ³ n de extrdebe ser constantemente reemplazdurante el proceso de remo, el consumo de disolvente es relativamente alto. Si se utiliza un aparato Soxhlet, y se utiliza etanol al 95% como disolvente, el pigmento de rodiola también se puede obtener por reflujo, destilación al vacío y otras etapas [14]. Dado que este es un método continuo de extracci ã ³ n con disolvente, la concentrã ³ n de la soluci ã ³ n de extracci ã ³ n aumenta continuamente, y la cantidad de agente de extraci ã ³ n utilizada es peque ã ± a. Por lo tanto, el método de extracción de Soxhlet es propicio para mejorar la eficiencia, la reducción de costos, y es más adecuado para la producción industrial continua.

1,6 pigmento rojo rosa

La rosa es una flor común de la familia Rosaceae, con grandes flores de múltiples capas y un color profundo. El pigmento rojo rosado es un pigmento soluble en agua, pero también es soluble en alcohol. Tiene buena estabilidad bajo condiciones ácidas y es estable a la luz ultravioleta, pero no es resistente a la reducción. En el pasado, el pigde rosa era extraído y separado usando cromatode capa fina (TLC) [15], y la composición del pigfue analizada usando cromatolíquida de alto rendimiento (HPLC), con resultados notables.

Sin embargo, el método comúnmente utilizado sigue siendo el método de extracción [16], y el agente de extracción puede ser 65% de etanol (o 2% a 10% de solución de ácido cítrico). Aplalos los pétalos de rosa y extraerlos en un baño de agua a temperatura constante a 60°C durante 50 h. La solución de etanol es rojo rosa. Los pétalos de rosa se eliminpor filtración de succión, y el disolvente se evaporen en un evaporador rotativo para obtener un extracto de color rojo oscuro. El extracto rojo oscuro se disolvió en una pequeña cantidad de 65% de etanol, y luego se extracon éter de petróleo y cloroform, respectivamente, para eliminar sustancias liposolu, y se obtuvo una solución de pigmento rojo rosa.

Además de usarse para extraer pigmentos, las rosas también tienen las características de ser muy fragantes, produciendo un alto rendimiento de aceite, y ser comestibles. Las flores frescas se pueden utilizar para hacer vino rosado, los pétalos de rosa se pueden utilizar como especia para dulces, pasteles y frutas conservadas, las flores secas se pueden utilizar para hacer té, el aceite de rosa es una espevaliosa, y las rosas también se pueden utilizar en la medicina. Por lo tanto, el fortalecimiento de la investigación sobre la utilización integral de las rosas es valioso en muchos sentidos.

1.7 Astringin

En contraste, ha habido relativamente pocos informes sobre la investigación, el desarrollo y la utilización del pigmento rubia cordifolia en el país y en el extranjero. Investigaciones preliminares han encontrado que el pigmento rubia cordifolia es una antocianina, un pigmento soluble en alcohol con buena estabilidad térmica. Se disuelve bien en soluciones acuosas ácidas y disolventes orgánicos con alta polaridad, y tiene muy baja toxicidad.

El pigmento rojo Salvia no se extrae fácilmente directamente en agua, etanol, metany otros disolventes, pero es más fácil de extraer en medios ácidos [17]. Los experimentos han demostrado que, dados los factores de no toxicidad, bajo coste, alta tasa de extracción y facilidad de recuperación, el mejor disolvente de extracción es 0,1 mol/LHCl/solución de etanol al 65%. Después de la filtración y la concentración al vacío, se obtiene un pigmento rojo oscuro parecido a una pasta.

Salvia splendens ker-gawl es una planta herbácea perteneciente a la familia de las Lamiaceae. Es una planta anual que es ampliamente cultivada en China. Crece rápidamente, es fácil de manejar, produce flores abundantes, tiene un color brillante, y tiene un largo período de floración. Por lo tanto, es un recurso de color rojo Natural con el desarrollo y el valor de utilización.

1,8 pigmento rojo de rábano

El pigmento rojo rábano (fórmula estructural mostrada en la figura 4) es fácilmente soluble en solventes polaresTales como agua, metany etanol, pero no en disolventes no polares como acetona, hexano y acetato de etilo. Comparado con otros pigmentos rojos, el pigmento rojo rábano tiene una gama más amplia de colores rojos, y aparece de color rojo brillante a valores de pH de 1.0 a 6.0 [18], lo que le da una gama más amplia de aplicaciones.

El rojo rábano tiene una fuerte resistencia a la luz en medios ácidos, y su estabilidad a la luz es mejor que la del carmín. La estabilidad del rojo rábano disminuye con el aumento de la temperatura, a medida que aumenta la degradación de las antocianinas [18].

rojoSe extrae principalmente del rábano carrojo, que es rico en pigmentos. Por lo tanto, es un coloralimentario natural que es seguro, no tóxico, abundante en recursos, y tiene cierto valor nutricional y efectos farmacológicos.

La investigación sobre el pigmento rojo rábano en China es relativamente madura, y hay muchos métodos de extracción [19], como el método de extracción común utilizando 60% de etanol como solución de extracción, y la extracción con 0,5 mol/L de HCl solución acuosa a 50 ~ 30°C para 1 h. El pigmento rojo rábano también se puede extraer y puriutilizando una resina de adsormacroporosa. En primer lugar, la resina de intercambio iónico se utiliza para eliminar azúcares y ácidos orgánicos, de modo que el pigmento en el rábano se separa de sustancias no pigmentantes y el olor peculiar se elimina, mejorando así la calidad del pigmento natural. Esto es propicio para la promoción y aplicación de pigmentos naturales [19].

En resumen, como uno de los pigmentos naturales permitidos para su uso por el comité nacional de estándares de aditivos, el pigmento rojo rábano tiene un gran potencial de aplicación en los campos de la alimentación, cosméticos y medicina. Una parte importante de su producción y procesamiento es la separación y concentración del pigmento rojo rábano, lo que mejora la estabilidad y poder de tinde de este pigmento natural.

otros

Hay muchos tipos de colorrojo natural. Además de los pigmentos rojos más maduros mencionados anteriormente, también hay otros pigmentos rojos naturales, como el pigmento rojo de monascus, el pigmento rojo de camelia [20], el pigmento rojo de piel de nectarina, el pigmento rojo de uva [21], y el pigmento rojo de pomelo [22].

Por ejemplo, Wild et al. [23]usaron HPLC para aislar una nueva monascin a partir de levadura roja en polvo de arroz y utilizaron la espectrometría de masas para determinar su fórmula molecular como C15H12O4.

Saito et al. [24-25] extrajeron seis tipos de pelargonidina de las flores de cártamo. Naito et al. [26]también extrajeron pelargonidina de la batata.

Mientras tanto, los métodos de extracción de pigmentos rojos también se están actualizando constantemente. Por ejemplo, el método de extracción supercrítica de CO2 es ampliamente utilizado, y se ha utilizado en el extranjero para la micronización del pigmento rojo 60 [27-28]; Gao Yong et al. [29]también extrajeron y separcon éxito el pigmento de carbono del lago rojo usando este método. Además, hay separación de membrana, reacción enzimy otros métodos, que son continuamente favorecidos y valorados por los investigadores debido a sus ventajas de proceso simple, bajo consumo de energía, y extractante barato.

2 conclusión

En el mercado internacional, el consumo de colorrojo natural está creciendo a un ritmo del 10% anual, cubriendo más del 60% del mercado. Al mismo tiempo, con la expansión del mercado de alimentos funcionales y la interpenetración y el desarrollo de nuevas tecnologías de investigación, creo que los métodos de extracción de colorrojo natural serán más completos y perfectos, y la eficiencia también se mejorará mucho, con el fin de conocer mejor a las personas#39;s necesidades diarias. La mayoría de los colorantes rojos naturales son ricos en oligoelementos y tienen una alta actividad fisiológica y efectos farmacológicos. Por lo tanto, el desarrollo de productos de colorante rojo natural tiene amplias perspectivas de mercado y valor económico.

Además, aunque estamos interesados en encontrar y utilizar nuevos recursos, también deberíamos cambiar nuestra forma de pensar y aprovechar todo al máximo. Aprovechar al máximo y desarrollar las instalaciones existentes es de gran importancia para la industria alimentaria, farmacéutica y cosmética. Por ejemplo, la flor Bauhinia se utilizaba anteriormente sólo como especie verde, y sus flores se consideraban residuos. De hecho, se puede utilizar en lugar de la rosa de Sharon para extraer pigmento rojo, porque la rosa de Sharon es un cultivo cultivado, y su materia prima es cara y la producción es limitada. El uso de las flores de Bauhinia en lugar de la rosa de Sharon para extraer el pigmento rojo no sólo hace uso de los recursos de residuos, sino que también conserva la preciosa rosa de Sharon recursos.

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