Estudio sobre la coloración azul Natural

El azul es uno de los tres colores primarios y se utiliza en industrias como la alimentación y el teñido. No hay escasez de pigmentos azules en la naturaleza, pero la mayoría de los pigmentos azules utilizados actualmente en el procesamiento de alimentos son sintéticos. El color azul Natural que satisface plenamente las necesidades de la industria alimentaria es raro.

Los colorantes se dividen en dos categorías principales: naturales y sintéticos. Los colorantes naturales pueden obtenerse de recursos naturales como animales, plantas y microorganismos. Los colorantes extraídos de las plantas se derivan generalmente de la corteza, raíces, rizomas, hojas, flores y frutos. Los colorantes naturales comunes incluyen antocianinas, betalalinas,clorofilaCurcumina, Carmine,Li;;;;;;;;;;;;;;;;;Y carotenoides. Los pigmentos sintéticos se obtienen a través de síntesis química. Casi han reemplazado a los pigmentos naturales debido a sus ventajas de alto rendimiento, buena durabilidad, bajo precio, fuerte poder colory diversos colores. Sin embargo, los estudios han demostrado que los pigmentos sintéticos contienen sustancias como arsénico, plomo, mercurio y cloruro, todos los cuales son tóxicos en diversos grados [1]. Además, debido a incidentes frecuentes como el del "Sudán rojo", la gente ha ido tomando conciencia de los problemas de salud y ambientales causados por los pigmentos sintéticos. En comparación con los pigmentos sintéticos, los pigmentos naturales, que son en su mayoría derivados de plantas, son estables en la naturaleza, tienen baja toxicidad, ningún riesgo carcinogénico, y al mismo tiempo tienen buena biocompatibilidad y biodegradabilidad. Por lo tanto, los pigmentos naturales han vuelto una vez más al ojo público y se han convertido en la principal fuerza de coloración de alimentos en la nueva era.

Coloración azul Natural

Coloración azul NaturalTiene un valor de aplicación extremadamente alto y ahora se utiliza ampliamente en muchos campos como medicina, cosmética, impresión y tintura, y alimentación. Sin embargo, de hecho, entre los pigmentos naturales comunes, las fuentes naturales de pigmentos azules son muy limitadas, lo que hace que los consumidores etiqueten los alimentos azules relacionados como "azul artificial" cuando los ven, pensando que pueden tener riesgos potenciales para la salud [2]. Además, el color a menudo tiene un efecto visual y psicológico correspondiente en los consumidores. En el pasado, los investigadores compararon el consumo de papas amarillas y azules para verificar el impacto psicológico y las elecciones de consumo de los alimentos azules en los consumidores. Los resultados mostraron que sólo el 28% de los consumidores eligieron las patatas azules, simplemente porque tenían curiosidad por el nuevo producto. Sin embargo, este fenómeno ha desaparecido en gran medida en los últimos años, y los helados azules, pasteles azules y dulces azules que son populares entre los niños se pueden encontrar por todas partes en el mercado. El azul clásico también ha sido nombrado el color tendencia 2020 por Pantone, the world's institución de investigación de color más autorizada.

Coloralimentario azul Natural

comúnColoración azul NaturalIncluyen el derivado de ciclohexeno azul, azul de algas, azul índigo, verde de ostra y antocianina [3]. En China's uso actual de aditivos alimentarios estándar GB2760-2011, los únicos colorantes azules naturales permitidos para su uso son azul gardenia, azul de algas y azul índigo.

Ciclohexeno éter terpeno derivado azul pigmento ciclohexeno éter terpenderivado azul pigmento azul tiene un largo historial de seguridad. Comparado con el pigmento azul de algas y la antocianina, el pigmento azul de ciclohexeno éter terpenderivado es más estable al calor, la luz y los cambios de pH. Los precursores de este tipo de pigmento azul se encuentran en plantas de Rubiaceae, como China's gardenia and the American plant Genipa. Gardenia es una planta perenne de la familia Rubiaceae que es ampliamente cultivada en China. Su fruto pequeño, anaranjado, ovalmide 1,25-2,5 cm de largo [4]. La Gardenin es uno de los principales glucósieneéter cíclicos que se encuentran en la fruta gardenia y se puede utilizar como un agente natural de coloración amarilla. Después de ser extraído de material vegetal, gardenia Blue es hidrolizado por − -glucosidasa para liberar genipina y glucosa. Cuando genipin reacciona con aminas primarias comoaminoácidosForma gardenia Blue. Cuando genipin reacciona con diferentes aminoácidos en una reacción de condens, forma diferentes gardenia blues. Gardenia azul se utiliza principalmente para colorear caramelos duros, bebidas,Zumde frutasEtc., y la dosis es 0-1,5 g/kg. Además, debido a que gardenia Blue tiene una buena solubilidad y un fuerte poder color, y los iones metálicos comunes, ácidos y álcalis tienen poco efecto en su color, también es ampliamente utilizado en medicina, cosméticos y biomateriales.

Investigadores japoneses han llevado a cabo investigaciones en profundidad sobre el mecanismo de producción y la aplicabilidad del pigmento azul gardenia, resuelto el problema de la sombra oscura del pigmento azul gardenia, y desarrollado el pigmento azul gardenia con una excelente estabilidad y color brillante. En la década de 1980, la investigación sobre el pigmento azul gardenia comenzó en China. Los investigadores utilizaron un método de dos pasos que separaba la fermentación microbiana y las reacciones de fermentación enzimpara preparar el pigmento azul gardenia con un color brillante.

Algunos investigadores también han utilizado resinas de adsormacroporosa y resinas de intercambio iónico para separar y puriel pigmento azul gardenia, produciendo pigmento azul gardenia con alta pureza y excelente valor de color. Se han hecho grandes progresos en el estudio del pigmento gardenia Blue.

Basado en investigaciones previas de otros académicos, el author's equipo utilizó una nueva cepa de la bacteria Leifsonia (Leifsonia sp. ZF2019) en la fermentación microbiana para preparar de forma innovadora el pigmento azul gardenia a partir de líquido de residuos amarillo gardenia con color brillante y buena estabilidad. Además, un altamente activo − -glucosidasa también fue examinado a partir de esta cepa, que puede ser utilizado para catalizar la producción dirigida de pigmento azul gardenia con un excelente rendimiento y estabilidad. Sin embargo, ha habido relativamente poca investigación sobre la actividad biológica del pigmento gardenia Blue. Solo unos pocos estudios han indicado que tiene buenas propiedades antioxidantes, por lo que se necesita más investigación y exploración.

Genipap es una planta nativa de América que también pertenece a la familia Rubiaceae [5]. El fruto es de forma oval, 5-8 cm de largo, y comesti. Debido a su carne jugosa y sabor agridulce, los frutos maduros de genipap se utilizan principalmente para la producción de zum, mermeladas y licores. Cuando la genipina se extrae de los frutos de genipap, la madurez del fruto debe ser monitore, ya que la genipina sólo está presente en grandes cantidades en los frutos inmaduros. Cuando se corta una baya de enebro inmadura y se expone al aire, su carne se vuelve gradualmente azul. Esto se debe a que el pineno reacciona con un aminoácido presente naturalmente en la carne de la baya de enebro para producir un pigmento azul cuando se expone al oxígeno. En comparación con las bayas inmaduras, las bayas maduras tienen un 90% menos de pineno.

Phycocyanin

Ficocianina es un agente colorazul derivado de algas eucarióticas como algas rojas, criptófitas y cianobacteri. Se deriva principalmente del dinoflagelado Phycocyanobacterium phycocyanum, comúnmente conocido como espirulina. El nombre comercial para su biomasa seca es espirulina. La ficocianina se considera un agente colorante de alimentos más versátil, y se utiliza principalmente en jalea y dulces suaves. Sin embargo, debido a que la ficocianina es esencialmente una proteína, su estabilidad está limitada por muchos factores, por lo que se utiliza principalmente en alimentos azucarados con un ph neutro o ligeramente ácido.

PhycocyaninHa recibido mucha atención e investigación en los últimos años, y tiene un alto valor nutricional y medicinal [6]. Sus diversas actividades biológicas, tales como la regulación inmune, anti-cáncer, anti-diabetes, anti-oxid, anti-inflamatorio, anti-viral, anti-hongos, anti-fibrosis, hipolipemiantes, quelación de metales, y los efectos protectores sobre el sistema reproductivo y diversos órganos, han sido ampliamente reportados. Además, los experimentos In vitro sobre ficocianina han demostrado que tiene un efecto similar a la eritropoyetina y puede estimular la formación de colonias de eritrocitos. Además, muchos estudios han apoyado aún más la opinión de que el aumento de espirulina biomasa y ficocianina puriserá beneficioso para la salud humana. Ficocianina también tiene propiedades fluorescúnicas. Los estudiosos chinos han encontrado que la ficocianina altamente purificada puede ser utilizada como trazador para la investigación biomédica y el diagnóstico, así como un trazador de metales pesados en los alimentos. Además, espirulina, una biomasa seca de cianobacteri, se puede utilizar como agente color, antioxidante, espesy agente de Unión al agua en cosméticos. Por lo tanto, se debe prestar más atención a la cianoficina ya los productos relacionados, y se deben desarrollar más variedades de productos para promover aún más el desarrollo de industrias relacionadas.

Pigmento azul índigo

El azul añil es uno de los pigmentos más antiguos conocidos por la humanidad. Es fácil de colorear y tiene un color único. Estudios han demostrado que el extracto de añil tiene buenas propiedades antioxidantes, analgésicas y antiinflamatorias [7]. China's uso de aditivos alimentarios la norma de higiene GB2760-2011 estipula que el añil puede usarse en una variedad de alimentos como frutas confitadas, zumde frutas y verduras, y frutas conservadas, con una adición admisible de 0-0,3 g/kg.

El azul añil Natural se deriva de la planta índigo, y su sustancia precures indol, que se oxipara producir un color azulververdoso. Con el uso extensivo del azul índigo en las industrias de alimentos, cosméticos y tintes, la demanda de azul índigo natural también ha aumentado año tras año, por lo que los métodos para sintetizar el azul índigo a través de medios respetucon el medio ambiente han recibido una atención creciente. El índigo Natural de plantas se prepara remojando plantas que contienen ácido indol en un tanque de fermentación, y luego oxioxiy condenándolos bajo la acción de enzimas secretadas por microorganismos para formar índigo insoluble en agua. Sin embargo, la disponibilidad de tales materias primas vegetales está sujeta a factores como la estación, el clima y el lugar de origen, por lo que la producción microbiana de pigmentos azules se está convirtiendo gradualmente en una fuente importante de añil natural.

En la actualidad, investigadores nacionales y extranjeros han utilizado una variedad de enzimas de síntesis de biotransformación para producir pigmentos azules índigo naturales. Los investigadores utilizaron la mutagenesis dirigida al sitio para evolucionar el citocromo P450BM-3 de Bacillus megaterium, obteniendo una enzima mutante con tres sitios de mutación, y encontraron que la enzima mutante podría catalizar la producción de índigo de indol. Además, los investigadores utilizaron el citocromo P450BM-3 como una enzima madre para obtener cepas mutantes altamente activas a través de la tecnología de evolución dirigida In vitro de reacción en cadena de la polimerasa propensa a errores. Estas cepas mutantes y derivados que catalizan derivados indopueden producir tintes índigo naturales. Por lo tanto, en el futuro es necesario un análisis más detallado del cribado de cepas para obtener bacterias manipuladas más activas que puedan utilizarse en la producción práctica.

antocianinas

La palabra antocianina se deriva de las palabras griegas "anthos" (flor) y "kyanos" (azul) y es un compuesto flavonoide que se encuentra en las plantas. Las antocianinas son el grupo más grande de colorantes soluen agua y, aparte de la clorofila, los colorantes más visibles a simple vista. Las antocianinas pueden producir una amplia gama de colores desde el púrpura rojizo hasta el azul oscuro. En general, en un ambiente ácido (pH < 2), aparecen de rojo oscuro a naranja; Cuando el pH es 2-4, aparecen principalmente de color azul [9]. Las antocianinas se encuentran en las raíces, hojas o pétalos de plantas de colores brillantes. En general, las antocianinas son abundantes en frutas, especialmente bayas como arándanos, cerezas, frambuesas, fres, grosella, etc.

Antocianinas tienen una fuerte actividad antioxidante y también tienen una buena anti-inflamatoria, anti-cáncer y actividad antibacteriana. Además, los estudios han demostrado que las antocianinas también pueden prevenir la aparición de diabetes, obesidad y enfermedades cardiovasculares. Debido a estas propiedades, antocianinas como colorantes naturales se espera que se convierta en una alternativa aColorantes alimentarios sintéticosEn el sector de la alimentación, que ha suscitado un gran interés de la industria alimentaria y de los consumidores. Sin embargo, el color y la estabilidad de las antocianinas son fácilmente afectados por muchos factores, como la temperatura, luz, iones metálicos, oxidantes y agentes reduc. Por lo tanto, los investigadores necesitan tomar ciertas medidas para mejorar la estabilidad de las antocianinas en las matrices de los alimentos. Estudios previos han demostrado que las antocianinas en la col púrpura pueden complearse con iones de hierro para formar aPigmento azul estableQue proporciona una referencia para futuras investigaciones sobre la estabilidad de las antocianinas y el desarrollo de métodos para mejorar su estabilidad.

Verde dc la especie verde de la «verde ·

Ficocianina es un pigmentazulversintetizpor diatomeas marinasY es uno de los pocos pigmentos azules en el Reino animal. Ficocianina es soluble en agua y es azul en condiciones ácidas y verde en condiciones alcalinas. Los moretones son el principal factor que hace que se ponga azul [8]. El principal problema con el uso de microorganismos y algas para extraer colorantes a base de ficocianina es el alto costo de todo el proceso de extracción, lo que hace que sea difícil lograr una aplicación generalizada. Además, es necesario seguir investigando para determinar si el verde de ostra se puede utilizar en los alimentos y si afectará a la salud humana, dado que la estructura química del verde de ostra aún no está clara.

A medida que la sociedad se desarrolla, los consumidores están cada vez más dispuestos a elegir productos más saludables. En la industria alimentaria, los pigmentos naturales tienen muchos beneficios para la salud, y es inevitable que sustitugradualmente a los pigmentos sintéticos. Sin embargo, como se puede ver en la investigación sobre los diversosColoración azul NaturalDescrito anteriormente, la mayoría de los pigmentos azules naturales carecen de estabilidad. Además, la degradación de la coloración azul natural puede ocurrir en cada etapa, desde la extracción hasta el procesamiento de alimentos y el almacenamiento del producto final. La degradación del colorno no solo daña las propiedades sensoridel producto, sino que también afecta su valor de actividad biológica. Por lo tanto, la aplicación del color azul natural en los alimentos sigue siendo un reto, y los investigadores necesitan innovar continuamente los procesos de extracción y preparación para desarrollar un color azul natural más estable que pueda ser ampliamente utilizado en la industria alimentaria.

Referencia:

[1]Sava V M, Yang S M, Hong Hong Hong Hong Hong Hong Hong Hong Hong Hong Hong Hong Hong Hong M Y, et Al. Aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento aislamiento Caracterización de los pigmentos melánicos derivados del té y de los polifenoles del té. Food Chemistry, 2001, 2(8): 177-184.

[2]Spence C. ¿Qué es lo menos atractivo de la comida y la bebida azules? International revistaof cuisine and Food Science, 2018, 14: 1-8.

[3]Sigurdson G T, Tang P, Giusti M M. colorantes naturales: colorantes de alimentos de fuentes naturales. Annual Review of Food Science and Technology, 2017, 8: 261-280 (en inglés).

[4]Buchweitz M. Natural Solutions for Blue colors in Food. manual Sobre pigmentos naturales en alimentos y bebidas, 2016, 17: 355-384.

[5] ramos-de-la-peña, un modelo de temperatura de M. para la no uniformidad del impacto del proceso en la recuperación de genipina por procesamiento de alta presión. Food Chemistry, 2015, 187: 444-50.

[6]Eriksen, N T. Production Pigmento de ficocianina-a con aplicaciones en biología, biotecnología, alimentos y medicina. Applied Microbiology and Biotechnology, 2008, 80(1): 1-14.

[7]Gerometta E. A review of traditional uses, phytochemistry and farmacofarmacología de Género: Indigofera. Journal  Of Ethnopharmacology, 2020, 253: 112608.

[8]Newsome A G, Culver CA, van Breemen R B, Nature's Palette: the search for natural Blue colorants (en inglés). Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2014, 62(28): 6498-6511.

[9]Horbowicz, M. Anthocyanins of fruits and vegeable— their curren, analysis and role in Human Nutrition. Journal of Fruit and Ornamental Plant Research, 2008, 68(1): 5-22.