Estudio sobre los colorantes alimentarios naturales y sintéticos

Lunculturunde luncomida tradicional China evalúa la comida desde los tres aspectos de color, aroma y sabor. La gente prefiere los alimentos que se ven bien, y no se sentiríanatraídos poun tomate negro, pepino rojo o alimentos celmal color. En lasúltimasdécadas, los alimentos producidos industrialmente se han convertido en una parte importante de la dieta. Toneladasde colores artificiales y naturales se consumen todos los díasen todo el mundo [1]. Los pigmentos sintéticos tienen las ventajas de ser ligeros y estables al calor, tener un alto valor de color y ser fáciles de mezclar, y por lo tanto se han utilizado celéxito para colorear alimentos, medicina y cosméticos. Con el enfoque en la alimentación saludable, hay una creciente preferencia por los pigmentos naturales, lo que está llevando a un mercado más amplio para ellos.

Aunque las personas pueden obtener pigmentos de varios colores de miles de plantas, los pigmentos naturales se ven afectados por la variedad de la planta de la que se deriva el pigmento, las condiciones de cultivo, el lugar de origen y el rendimiento. Por lo tanto, cada vez más investigación se dedica al descubrimiento de nuevas fuentes de pigmentos para reemplazar a los pigmentos sintéticos, por ejemplo, el cultivo de tejidos o la ingeniería genética [2]. Desde la i conferencia internacional de colores alimentarios celebrada en España hace más de diez años, la atención se ha centrado en el uso de la biotecnología para producir pigmentos naturales. La tercera internacionalColor de los alimentosLa conferencia, celebrada en Tarbes, Francia, del 14 al 17 de junio de 2004, discutió el uso de la biotecnología para producirColorantes y colorantes colorantes[3]. Del 20 al 24 de junio de 2010 se celebró en Budapest, Hungría, la 6 ª conferencia internacional sobre colores alimentarios, centrada en los tres aspectos de la química, la biología y la tecnología de los colorantes alimentarios [1]. Además del cultivo de tejidos, las otras dos biotecnologías que se pueden utilizar para la producción de pigmentos son la fermentación microbiana y el cultivo de microalgas. Este artículo presenta los avances en la producción e investigación de pigmentos utilizando estas tres biotecnologías.

1 fermentación microbiana para pigmento prodLa unción

La producción microbiana de pigmentos es bastante común en la naturaleza. Por ejemplo, carotenoides, melanina, flav, quinonas y muchos más pigmentos especiales, tales como pigmentos de arroz de levadura roja, violaceína, ficocianina y añil. Senembargo, aún queda un largo camino por recorrer desde la etapa de pruebas de laboratorio hasta la producción comercial a gran escala [4-5]. Hace mucho tiempo, los chinos usaban el arroz de levadura roja en la naturaleza para hacer comida deliciosa - tofu ferment- que se ha transmitido hasta el día de hoy. El pigmento rojo producido por el arroz de levadura roja no solo mejora el sabor de los alimentos y tiñe los productos del pescado, sino que también tiene ciertos beneficios para la salud. Los países de Europa y los Estados Unidos han restringido el uso del pigmento de arroz de levadura roja en los alimentos debido a la posible presencia de citrinina durante el proceso de producción.

1.1 fermentación del arroz de levadura roja para producir pigmento

El género Monascus produce una mezcla compleja de pigmentos formados a partir de tres categorías. Los tres colores son naranja, rojo y amarillo, y son metabolisecundarios del arroz de levadura roja. Dos compuestos precursores de policetida son sus compuestos precursores. Estos metabolisecundarios tienen una estructura del esqueleto de azaphilona. Los pigmentos naranja incluyen monascorubreny rubropunctatina, que contienen un anillo de lactona.Los pigmentos rojos incluyen monascorubramina y rubropintamina, que son análogos de los pigmentos de naranja que contienen nitrógeno. Los pigmentos amarillos incluyen monasina y ankaflaven(ver figura 1) [6]. De estos pigmentos, los pigmentos rojos (monascorubramina y rubropintamina) son los más demandados, especialmente como sustituto colordel nitrito en los productos cárnicos [7].

La fermentación deArroz de arroz de levadura rojaGeneralmente se realiza en un medio sólido. Debido al bajo rendimiento de la inoculación en un medio sólido, más y más investigación se ha centrado en la producción de pigmentos de arroz de levadura roja utilizando métodos de fermentación líquida y fermentación sumergida. Zhouet Al.[6]utilizaron el análisis de la superficie de respuesta para seleccionar las condiciones óptimas de cultivo para la producción de pigmentos amarillos, obteniendo un rendimiento de 88,14 od en el sistema de matraz agity un rendimiento de 92,45 od en el sistema de ferment5l. Mukherjee[7]utilizó la fermentación sumergida para cultivar arroz de levadura roja para producir pigmentos, encontró un nuevo pigmento con las siguientes características estructurales (ver figura 2): -(1-hidroxietil)-3-(2-hidroxipropilo) -6a-metil-9,9a-dihidrofuro [2,3-h] isoquinolin6,8 (2H,6aH) -diona, con una masa molecular relativa de 375. Tiene muchas similitudes con la rubropuntamina yla monascorubramina, pero los sustitude hidroxialcano en C-3 y C-9 son diferentes. Con el fende aumentar la producción de pigmento de arroz de levadura roja, Liu:et Al.[8]inmovilizaron arroz de levadura roja en un complejo de polielectrolito (PEC) recubiercon sulfato de celulsódica y clorde poli (dimetildialilamonio clor). Esta forma microencapsulproporcionó buenas condiciones para la inmovilización del micelio. El rendimiento del arroz de levadura roja cultivado en esta forma microencapsulada es tres veces mayor que el de la forma ordinaria, y su rendimiento de pigmento es también dos veces mayor que el de la forma ordinaria.

1.2 fermentación producción de carotenoides

Se sabe que existen más de 600 carotenoides en la naturaleza.carotenoidesSon terpenoides con una estructura de doble enlace polimérico conjugado, que determina las características de absorción de luz de los carotenoides, exhibicolores del rojo al amarillo [9-11]. Los carotenoides se utilizan como aditivos alimentarios no sólo por sus características de color, sino también porque son sustancias funcionales. En el cuerpo, son precursores para la síntesis de vitamina A y son importantes para la visión humana, previniendo la ceguera nocturna y el ojo seco. Además, los carotenoides tienen algunas propiedades antioxidantes. Todo esto ha contribuido al uso generalizado de los carotenoides como aditivos alimentarios.

Los carotenoides se dividen en sintéticos yCarotenoides naturales. Comparados entre sí, tienen la misma estructura molecular y propiedades químicas y físicas, pero tienen diferentes efectos biológicos. El sintético − -caroteno casi consiste enteramente del isómero all-trans, mientras que el producto naturalcontiene una cantidad significativa del isómero cis. En el cuerpo, la interacción de los diferentes isómeros en el producto natural es una garantía importante de su función biológica. El betacaroteno de ciertos microorganismos (como Dunaliella salina) puede contener hasta un 30% de isómeros cis [12]. Los carotenoides naturales tienen un rango más amplio de valor alimenticio, médico y comerciAl.Los carotennaturales se pueden obtener de manera eficiente mediante la fermentación de basidiomicetos, como los microorganismos del género Rhodotorula, Torulopsis y Rhodotorula.

Aksuet Al.[13]usaron Rhodotorulamucilaginosa como cepa productora de carotenoiy optimilas fuentes de carbono y nitrógeno, los aditivos y la cantidad de adición de melaza en el medio, resultando en un rendimiento de carotenoides de 35,0 mg/g de peso de la célula seca. Liu Bing et Al.[14] usaron levadura roja como cepa de producción para estudiar los efectos de cinco factores de crecimiento sobre el crecimiento de células de levadura roja y el contenido de carotenoides. Los resultados mostraron que el aceite de cacahuete y la riboflavtuvieron un efecto mayor en el aumento de biomasa que el jugo de tomate. La producción comercial de caroteno producido por el género Dunaliella se ha realizado en Australia, Israel y Estados Unidos, mientras que la producción a pequeña escala se ha realizado en Chile, México, irán y Taiwán, China, entre otras regiones, también lo han producido a pequeña escala [15]. Iriani [15]aisló carotenoides de levaduras en el ecosistema brasileño. Estos pigmentos fueron identificados principalmente como cirrusina y − -carotenproducidos por las levaduras Rhodotorula glutinis, Rhodotorula mucilaginosa y Rhodotorula toruloides.

1.3 fermentación de la producción de melanina

La melanina es un tipo de heteropolímero polifenócon una amplia gama de colores y aplicaciones. Se encuentra ampliamente en animales, plantas y microorganismos. Las propiedades físicas y químicas de la melanina les dan muchos efectos biológicos, incluyendo propiedades antioxidantes, actividad anticancerosa, actividad antivenosa, antiviral, hepatoprotectora y antirradiación, etc., y son ampliamente utilizados en alimentos, medicina y cosméticos y otros campos [16]. Gu Minzhou [17] y otros aislaron una cepa de Streptomyces antibióticus MV5002, una cepa alta productora de melan, del suelo en el campus de la universidad Normal de Sichuan. Después de múltiples optimizaciones del cultivo, el rendimiento alcanzó 3.45 g/L.ShripadN.Surwase[18]y otros aislaron una cepa negra de alto rendimiento del campus de la universidad de Shivaji en la India. La inferdel árbol filogenético sugirió que era una nueva bacteria, Brevundimouas Sp.SGJ. Después de la optimización por el análisis de la superficie de respuesta y la adición intermitente de la lisina precurde melanina, su rendimiento aumentó del inicial 0,401 g/L a 6,811 g/L. Ke Guanchun [19] y otros aislaron una cepa con alto rendimiento de melanina extracelular de 321 cepas de bacterias aisladas de muestras de suelo en los suburde Chengdu. La cepa fue identificada como Streptomyces y con un rendimiento de alrededor de 0.70 g/L. Con el desarrollo y la aplicación de la ingeniería genética, los genes efectivos pueden ser transferidos a cepas de investigación más maduras como Escherichiacoli y Bacillus thuringiensis a través de bacterias de ingeniería recombinante, que pueden facilitar y producir eficientemente melanina.

Yali Huang[20]y otros extrajeron ADN de microorganismos en sedimentos del mar profundo en el mar del sur de China y lo clonaron en un plásmido fucsia, produciendo 39.600 clones y un sitio de inserción de 24-45 kb. Transferido a E. coli, produjo un pigmento de color marrón rojizo, que fue identificado como un tipo de melanina. La melanina puede absorber la luz ultravioleta del sol y proteger el cuerpo humano y los microorganismos. Ruan Lifang et al. [21] clonaron el gen productor de melanina (gen Mel) de Pseudomonas maltophilia en el vector pHT3101, y transfiel plásmido pHTAM recombinconstruido en la cepa del receptor Bacillus thuringiensis BMB171 para obtener la cepa recombinrsa. Después de la optimización de las condiciones, el rendimiento de melanina alcanzó los 65 g/L, lo cual está estrechamente relacionado con el valor de pH y la concentración del sustren el ambiente.

La melanina producida por bacterias modificadas también tiene efectos biológicos. Li Xiaoyan et al. [22] utilizaron el efecto de extinción de la melanina en la intensidad de fluorescde los productos de hidroxildel ácido benzoico para comparar el efecto de eliminación de la melanina producida por la cepa pHTAM recombindel Bacillus thuringiensis con el de la melanina estándar en los radicales hidroxilo. Los resultados mostraron que la bacteria recombinante tenía la capacidad de producir melanina para eliminar radicales libres, que era comparable a Sigma's que los productos comerciales nacionales extraídos de organismos vivos. Ning Hua [23] estudió el efecto fotoprotector de la melanina producida por la bacteria genéticamente modificada Escherichia coli (E. coli)/P WSY en macromoléculas. Los resultados mostraron que la melanina producida por esta bacteria diseñada puede reducir significativamente el daño ultravioleta a las moléculas lineales de ADN.

Ahora se sabe que una variedad de bacterias, hongos y algunos actinomictos, como Bacillus cereus, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas maltophilia, Pseudomonas stutzeri, Nocardia Nova, Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus fumigatus, Pleurotus ostreatus, Auricularia auricula-judae, Cordyceps sinensis, Streptomyces, etc, tienen la capacidad de producir melanina. Dado que las condiciones de cultivo de algunas bacterias productoras de melanina no son fáciles de controlar, cada vez más investigación se centra en la construcción de bacterias recombinantes de ingeniería. Los genes que controlan la producción de melanina se introducen en Escherichia coli y Bacillus thuringiensis para facilitar el cultivo a gran escala y mejorar así el rendimiento y la calidad de la melanina. La producción de melanina por bacterias diseñadas se ha convertido en una nueva tendencia.

1.4 quinonas y otros pigmentos

Los pigmentos de quinona no sólo son buenos colorantes, sino que también tienen un valor medicinal muy importante, como anti-inflamatorio, anti-tumoral, anti-mutagénico y antibacteriano. Los compuestos de quinona son un componente importante de la medicina tradicional China. Lou Zhihua [24] y otros obtuvieron pigmentos de antraquinona por fermentación del hongo Phellinus linteus, con un rendimiento total de 1,72 mg/L. Hu Mingming [25] y otros examinaron una cepa de Phellinus linteus asexual del Phellinus linteus Stipe salvaje, y después de optimizar las condiciones de cultivo, el rendimiento del pigmento alcanzó 2.795 g/L.

Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología y la exploración de la naturaleza, la gente ha descubierto algunas bacterias desconocidas productoras de pigmentos. Li Houjen[26] y otros recogieron una cepa de la bacteria marina Pseudononas sp. de la bahía de Daya, y aislaron dos pigmentos rojos, pseudonrojas ay dimetilseudónonas rojas B, de esta bacteria. Tienen fuertes propiedades antimicrobiy citotóxicas. Como un color primario importante, la ficobiliina se puede mezclar con rojo y amarillo en diferentes proporciones para producir una variedad de colores. Wen Lu [27] y otros aislaron una cepa de bacteria marina Pseudononas sp. de la superficie del agua de mar en el mar del sur de China. La fracción soluble en grasa del medio líquido modificado se utilizó para aislar una ficobiliina con propiedades anticancerosas, Blue-1. Chen Minchun [28] y otros optimilas condiciones de cultivo de la astaxantina productora cepa CHU-R para obtener un alto rendimiento astaxantina.

Desde el descubrimiento de los microorganismos en el siglo XVII, muchos microorganismos benéficos han sido efectivamente utilizados, como el uso de microorganismos para producir antibióticos, quinonas, alcaloides, péptidos, antraquinonas, y medicamentos alimentarios. Los metabolitos secundarios producidos por los microorganismos pueden ser ampliamente utilizados en los campos de la alimentación, la medicina, la agricultura y la petroquímica. La producción de metabolisecundarios seguros y estables - pigmentos - a través de microorganismos no sólo amplía las fuentes de pigmentos naturales, pero también el rendimiento y la calidad de los pigmentos obtenidos de esta manera son relativamente estables, que es muy popular entre los consumidores y productores.

2 cultivos de tejido

El cultivo de tejidos vegetales se basa en la teoría de la totipotencia de las células vegetales. Los tejidos y células de las plantas se aíslan y cultivan en condiciones de cultivo adecuadas para crecer, prolifero regenerarse y convertirse en plantas completas. Se utiliza para cultivo de anteras y haplo, cultivo de plántulas libres de virus, establecimiento de sistemas rápidos de propagación, producción de metabolisecundarios y preservación de células in vitro [29]. La formación de tejido calloso a través del cultivo de tejidos y la búsqueda de condiciones adecuadas para estimular la producción de metabolisecundarios son una forma eficaz de aumentar la producción de pigmentos naturales.

2.1 cultivo de tejidos de gardenia y producción de pigmento amarillo

Gardenia jasminoides es una especie de arbusto perenne perteneciente a la familia Rubiaceae. Su fruto es una hierba medicinal China común y es rico en pigmento amarillo, cuyo principal componente es la crocina. Gardenia.Pigmento amarilloTiene un color brillante, poder colorfuerte, buena estabilidad y buena solubilidad en agua. Tiene ciertos efectos antibacterianos y farmacológicos y es un buen pigmento alimentario que se utiliza ampliamente en la producción de alimentos. Gardenia crece lentamente, tomando tres años para dar fruto, y su rendimiento y calidad son fácilmente afectados por las condiciones de crecimiento y el medio ambiente. La extracción del pigamarillo gardenia de la fruta gardenia ya no puede satisfacer las necesidades de la producción industrial. El uso de la tecnología de cultivo de tejidos de células vegetales para producir el pigmento amarillo gardenia no sólo resuelve el problema de la escasez de recursos, sino que también no está limitado por las condiciones naturales como la región y la estación, y tiene un ciclo de producción relativamente corto. El estudio del tejido de gardenia yel cultivo celular para la producción del pigmento amarillo gardenia es de gran importancia teórica y práctica [30].

En la década de 1990, Zhong Qingping [30] y otros optimilas condiciones para la formación de tejido de gardenia callus y la producción de pigmento amarillo gardenia. Los resultados mostraron que los medios básicos B5 y MG-5 eran propipara el crecimiento del tejido de callo. La adición de 0 a 1.5 mg/L de ácido indoleacético (IAA) y de 0 a 0.25 mg/L de cinetina (KT) al medio promovió el crecimiento de callos y la producción de pigmento amarillo. Este estudio fue uno de los primeros en China. Con el avance de la tecnología de cultivo de tejidos, ha habido un número creciente de estudios sobre la producción de metabolisecundarios en gardenia y otros cultivos de tejidos vegetales.

Meng Zhiqing [31] utilizó diferentes partes de gardenia roja, como puntas de tal, segmentos de taly hojas jóvenes, como explantes, y llevó a cabo experimentos de cultivo en tres tipos de medio: MS, 1/2 MSy 1/4 MS.Los resultados mostraron que la adición de 2,0 mg/L 2,4-d al medio MS era la mejor condición para inducir el tejido calloa partir de las puntas de talde de gardenia roja. Pan Qingping [32] y otros llevaron a cabo un estudio preliminar sobre la inducdel tejido de los callos de Gardenia. Se encontró que la combinación hormonal de NAA y 6-BA era la más adecuada para inducir el tejido del callo. Sin embargo, no se produjeron metabolisecundarios, como gardenoside, como se detectó por HPLC. YoshihikoNawa [33]y otros utilizaron las semillas de Gardenia jasminoides fresca como explutilizando LS (Linsmaier-Skoog) + 1.0 mg/L IAA + 0.1 mg/L KTcomo medio para el subcultivo, e incuben en la oscuridad durante 32 generaciones (aproximadamente 4 años), obtuvieron callos con colores amarillo oscuro y naranja.

Aunque el método de cultivo del tejido de semillas de gardenia no se ve afectado por condiciones naturales como el clima y la estación, toma mucho tiempo para obtener la sustancia objetivo, y la operación requiere una gran cantidad de mano de obra y recursos materiales. Cómo mejorar la formación del tejido de gardenia callus y la tasa de síntesis del pigmento amarillo gardenia cambiando las condiciones de cultivo, añadiendo precursores o inductores, etc., es el punto de avance para la futura producción industrialde gardenia Yellow pigpigpigpigpigpigpigpigpigtissue culture.

2.2 cultivo de tejido de consuelda

Las plantas de la familia Boraginaceae, como las de los géneros Euphorbia, Echinops, Euphorbia y Euphorbia, pueden producir Euphorbia factor y sus derivados. Shikonin es un pigmento rojo de la clase de naphthol que tiene efectos antibacterianos, antifún, antialérgicos, antiinflamatorios, antiedemat, antitumorales y cicatride heridas [34]. Gonget al. [35]creen que la shikonina induce Apoptosis apoptosisen las células de cáncer de hígado a través de las vías ROS (especies reactivas del oxígeno)/Akt (proteína cinasa) y RIP1 (proteína que interactúa con el receptor)/NF-κB, y puede ser un medicamento potencial para el tratamiento del cáncer de hígado. Chen Zhilu et al. [36] encontraron que la shikonina extradel pasto púrpura puede inhibieficazmente la proliferación de células HL-60 de pacientes con leucemia promielocíaguda e inducir apoptosis. Shikonin puede ser utilizado como un ingrediente eficaz contra la leucemia. Shikonin es también un buen potenciador del color y se utiliza ampliamente en alimentos, cosméticos y productos farmacéuticos.

La producción de shikoninse puede aumentar a través del cultivo de tejidos, lo que permite la producción comercial de shikonin. La producción de shikonin por cultivo de tejidos se remonta a la década de 1960. En 1983, la producción comercial de shikonin por cultivo de tejidos se hizo posible [37]. Yan Haiyan [38] usó un método de cultivo de dos etapas para estudiar los efectos de diferentes medios de cultivo, tipos hormon, concentraciones y composiciones de nutrientes sobre el crecimiento del tejido de callo y la formación de alisol a partir de consuelda. Los resultados mostraron que las condiciones del medio de cultivo adecuado para el crecimiento vegetdel tejido calloso y la formación de alisol fueron diferentes. La combinación de medio modificado B5 con 1.0 mg/L 6-BA y 0.1 mg/L IAA es adecuada para el primero, mientras que el contenido de shikonin en el medio con CuSO4 es 3 veces la concentración de M9. El uso de Agrobacterium rhizogenes para invadir plantas e inducir la producción de raíces puede aumentar el rendimiento y reducir la adición de hormonas.

Baraneket al. [39]usaron tres cepas de Agrobacterium rhizogenes ATCC15834, lba9402 y NCIB8196 para transformar la consuelda. Después de ser cultivadas en medio M9 por 32 días, los tres tipos de raíces peludas produjeron mayores rendimientos de derivados de consuel, entre ellos, la cantidad de acetil shikonin e isobutyryl shikonin aumentó 4,7 veces en comparación con la planta inoculcon raíz. Ashok [34]utilizó por primera vez la cepa de tipo silvestre A4 de Agrobacterium rhizogenes para mediar la inducción de la producción de shikonin en consuelsuave, optimilas condiciones de cultivo. Después de 50 días de cultivo, el contenido de shikonin alcanzó 0.85 mg/g de peso fresco.

En 1983, la compañía japonesa Mitsui Petrochemical Company utilizó consuelde cultivada por primera vez para producir comfreyin. Hasta la fecha, la investigación de cultivos celulares se ha llevado a cabo en casi 1.000 especies de plantas en todo el mundo. Por ejemplo, la nicotina se produce en el cultivo de tejidos de células del tabaco, el paclitaxel en el cultivo de tejo y las antocianinas en el cultivo de Roselle. Comfreyin, ginsenosidos, y paclitaxel ya se han producido industrialmente.

La extracción de pigmentos de las semillas, rizomas o hojas de plantas es sin duda una de las fuentes más básicas dePigmentos naturales. Sin embargo, los pigmentos naturales extraídos de esta manera no sólo son susceptibles a las influencias ambientales y estacionales, sino también son caros de producir, lo que no es propicio para su uso generalizado. El método de cultivo de tejidos de células vegetales puede evitar la influencia del medio ambiente y la temporada en la producción de pigmentos, al tiempo que reduce los costos sustanciales de recolección de materia prima y transporte durante el proceso de producción. El uso del cultivo de tejidos vegetales para lograr la producción industrial a gran escala de pigmentos objetivo también tiene múltiples puntos de control clave que requieren avances tecnológicos, tales como la optimización de las condiciones, los largos ciclos de producción, y las dificultades en la ampliación de la fermentación.

3 pigmentos producidos por microalgas

Microalgas son un tipo de planta no vascular que sintemuchos metabolivaliosos a través de la fotosíntesis, tales como ácidos grasos insaturados, proteínas, microorganismos, pigmentos, etc, que puede ser ampliamente utilizado en los alimentos, la medicina, textiles, y otros campos. Los pigmentos producidos por el metabolismo de las algas marinas se dividen en tres categorías: rojo, verde y marrón, que son producidos por las algas pertenecientes a las familias de Rhodophyta, chlorophy, y Phaeophyta, respectivamente.clorofilaLos carotenoides y las ficobiliproteínas son los tres pigmentos clásicos producidos por las algas marinas [40]. Como se ha demostrado la actividad biológica y las propiedades antioxidantes de los pigmentos sintetizpor microalgas, se espera que estos pigmentos tengan una gama más amplia de aplicaciones en los campos de la alimentación, la medicina y los textiles. Hay muchos tipos de carotenoides derivados de microalgas (tabla 1) [41].

astaxantina(3,3 '-dihidroxi -β, − -caroten4,4' -diona) es un carotende tipo ceto que no es una fuente de A.su fórmula molecular es C40H52O4 y su estructura se muestra en la figura 3. La astaxantina es un cristal rosa aciforme con un lustr, punto de fusión 216 °C, insoluble en agua, soluble en disolventes orgánicos como disulfurde de carbono, acetona, benceno y cloroform[42]. Astaxantina tiene fuertes propiedades antioxidantes, es un fotoprotector eficaz, puede prevenir la aterosclerosis y enfermedades relacionadas, tiene ciertas propiedades contra el cáncer, puede mejorar la función del cuerpo's mantener la salud de los ojos y el sistema nervioso central, y puede ser utilizado en una variedad de piensos animales. Comparado con pigmentos sintéticos de la misma concentración, astaxantina, como un pigmento natural del alimento, tiene mucho más alto poder colory potencia biológica [43].

Astaxantina NaturalSe deriva principalmente de microalgas, bacterias, hongos y residuos procesados de crustáceos. Haematococcuspluvialis puede acumular una gran cantidad de astaxantina. Además, las algas verdes como Chlorella, Scenedesmus, Dunaliella y Nannochloropsis también se acumulan más o menos astaxantina en condiciones ambientales adversas. La levadura roja, la levadura roja oscura y la levadura roja pegajosa también pueden producir astaxantina. DongQinglin [42] mezcló los cultivos de Haematococcus pluvialis y Rhodopseudomonas palustris para aprovechar el efecto sinérgico de los dos para aumentar la biomasa de las algas rojas y la producción de astaxantina. Cai Ying [44] usó ultravioleta (UV), metanesulfonato de etilo (EMS), ácido nitrilotriacético (NTG), etc. como mutágenos para detectar cepas mutantes con alta producción de astaxantina. Es más probable que Haematococcus pluvialis produzca astaxantina en condiciones de crecimiento adversas (por ejemplo, altas temperaturas, sequedad, luz fuerte, alta salinidad, etc.).

Esra [45]y otros investigaron la acumulación de astaxantina producida porHaematococcus pluvialisEn cuatro tipos de medio de cultivo y dos intensidades de luz. Los resultados mostraron que la astaxantina se acumuló más rápidamente en un medio de cultivo con agua destilenriqucon CO2. Estas simples condiciones de cultivo son propipara la producción industrial a gran escala, mientras que el uso de dos fuentes de luz no tuvo efecto sobre la acumulación de astaxantina.

Tomo- hisa[46]y otros estudiaron los efectos de la luz de diodo azul intermitente y la luz continua en el crecimiento de la acumulación de Haematococcus pluvialis y astaxantina. Los resultados mostraron que las fotos con luz intermitente acumularon concentraciones más altas de astaxantina que la luz continua. La concentración de astaxantina acumulada fue mayor bajo las condiciones de agua destilcon agregado de CO2 y luz de diodo azul intermitente. Las condiciones de cultivo son simples y de ahorro de energía, adecuado para la producción industrial. Las ficobiliproteínas son también un pigmento natural producido por el metabolismo de las algas. Las ficobiliproteínas producidas por el metabolismo de las algas fueron descubiertas ya en el siglo pasado. Ahora, más investigación se está haciendo sobre cómo extraer ficobiliproteínas de algas, así que won't entrar en detalle aquí.

Microalgas pueden producir metabolisecundarios a través de la ruta fotosintética. En comparación con el primero, añadir menos hormonas y fuentes de carbono durante el cultivo de microalgas puede ahorrar energía para la producción industrial a gran escala.

Aunque los pigmentos sintéticos tienen altos rendimientos, son estables en la naturaleza y tienen un color brillante, sus posibles problemas de seguridad se están desvangradualmente fuera del mercado de aditivos alimentarios, y los pigmentos naturales se han convertido en el nuevo favorito de la industria alimentaria. En la actualidad, las principales empresas de todo el mundo están haciendo todo lo posible para competir por una parte del mercado de colorantes naturales. Japón ha dominado durante mucho tiempo la producción de pigmento de arroz de levadura roja, mientras que Europa y los Estados Unidos son también actores fuertes en la producción de pigmentos de algas y carotenoides. La producción dePigmentos naturales en ChinaSe basa más en la extracción de las propias plantas. Aunque la producción es relativamente alta, es susceptible a la influencia de factores inciertos en el medio ambiente natural, lo que inevitablemente resulta en mayores costos económicos.

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