The Character and Types of Natural Food Coloring (en inglés)

El coloralimenticio Natural es un producto obtenido de la extracción y refinde materias primas naturales (principalmente vegetales). Es un aditivo alimentario natural utilizado para colorear alimentos. Los colorantes alimentarios se pueden dividir en pigmentos naturales y pigmentos sintéticos de acuerdo con su origen y naturaleza. En China, 65 pigmentos han sido aprobados para su uso en la industria alimentaria, incluyendo 48 pigmentos vegetales. En la actualidad, los pigmentos naturales representan el 90% de los colorantes alimentarios producidos en China cada año; De estos, el 20% son pigmentos naturales extraídos de plantas y por fermentación microbiana, siendo el resto pigmentos de caramelo. En el extranjero, especialmente en los países desarrollados como Europa y los Estados Unidos, muchos nuevos pigmentos naturales han sido desarrollados para su uso en la industria de procesamiento de alimentos [1]. Los colorantes naturales de alimentos se han convertido en la corriente principal del desarrollo futuro. En los últimos años, con el desarrollo de la sociedad y la economía y la mejora de los estándares dietéticos, la industria de alimentos y bebidas tiene requisitos cada vez más altos para los colorantes alimentarios. Por lo tanto, la estabilidad y las propiedades de procesamiento de los colorantes alimentarios son cada vez más importantes. También se están desarrollando nuevos agentes colorantes a través del desarrollo y uso de nuevas tecnologías y procesos para satisfacer las necesidades de la industria de procesamiento de alimentos.

1 características del coloralimenticio natural

La mayoría de los colores naturales provienen de tejidos comestibles de plantas y animales. En comparación con los colores sintéticos,Colores naturalesTienen las características de efectos secundarios bajos y alta seguridad. Algunos colores naturales también tienen beneficios nutricionales y de salud. Debido a que los colores naturales pueden retener el color del producto natural y algunos pueden añadir un aroma agradable a la comida, son más populares entre los consumidores.

Los pigmentos vegetales pueden añadir color y son similares a los colores naturalesQue es una belleza natural. Sin embargo, los pigmentos vegetales están presentes en pequeñas cantidades en las plantas y son difíciles de aislar y puri. En la mayoría de los casos, el costo de producción de los pigmentos naturales es mucho más alto que el de los pigmentos sintéticos, y se ve muy afectado por el tipo de planta, su lugar de origen y la estación de crecimiento. Hay muchos tipos de pigmentos vegetales y sus propiedades son complejas. Algunos pigmentos también pueden producir olores peculiares o desagradables en presencia de sustancias coexistentes. En comparación con los pigmentos sintéticos, la mayoría de los pigmentos de plantas tienen una fuerza de coloración relativamente débil, no son fáciles de teñir uniformemente, y no son tan brillantes y vivos como los pigmentos sintéticos. También son más sensibles a la luz, el calor, el oxígeno, los iones metálicos y los cambios en el valor de pH, y tienen una estabilidad más pobre. En uso, algunos pigmentos de plantas necesitan ser añadicon estabilizadores de pigmentos y antioxidantes para mejorar la vida útil del producto. Para un pigmento vegetal, debido a sus propias propiedades físicas y químicas, tiene una fuerte especificidad y un rango reducido de aplicaciones. Por lo tanto, la amplitud de aplicación de los pigmentos es de gran preocupación cuando se investigan y desarrollan pigmentos naturales.

2. Maneras de producir colorantes alimentarios naturales

Los principales métodos de producciónColornatural de alimentosLa extracción, síntesis y producción directa utilizando biotecnología. Actualmente, el método de extracción directa se utiliza principalmente para producir pigmentos naturales. El método sintético se limita actualmente a pigmentos individuales como el caroten, que tienen una composición química estable y una estructura molecular relativamente simple. La mayoría de los pigmentos naturales son difíciles de sintetizar químicamente debido a sus complejas estructuras moleculares y sus inestables propiedades fisicoquímicas. Por lo tanto, la gente está trabajando duro para encontrar nuevos recursos naturales de pigmentos en minerales, microorganismos, y especialmente en animales y plantas.

En los últimos años, con el desarrollo de la biotecnología, se ha abierto un nuevo campo para la producción de pigmentos naturales. En la actualidad, el uso de la tecnología de cultivo de célulasPigmentos alimentariosHa demostrado un gran potencial [2,3]. Los pigmentos naturales son generalmente metabolisecundarios de plantas y microorganismos, y su contenido en plantas y microorganismos es normalmente muy bajo. El uso de la ingeniería genética para crear plantas transgénicas y bacterias transgénicas de alta eficiencia que alterartificialmente las rutas metabólicas de plantas y microorganismos con el fin de aumentar los metabolisecundarios como los pigmentos es una nueva forma de aumentar la producción de pigmentos naturales utilizando la biotecnología. Muchos pigmentos naturales, como los carotenoides y los pigmentos de levadura roja, ahora pueden ser producidos en masa a través de la fermentación de microorganismos genéticamente modificados.

El coloralimentario Natural se extrae principalmente mediante extracción por solvente, un proceso que incluye etapas como pretratamiento, tritur, lixiviación, filtrado, concentración y secado de las materias primas. El disolvente utilizado depende de las propiedades físicas y químicas del pigmento y de la fuente del pigmento. Los disolventes comúnmente utilizados en la extracción natural de pigmentos incluyen disolventes orgánicos como acetona, etanol, alcanos y bencen, así como ácidos, soluciones alcalinas, grasas y aceites, dióxido de carbono y agua. En los últimos años, una nueva tecnología de extracción de fluido supercrítico ha sido desarrollada y aplicada a la extracción de pigmentos con resultados notables.

3 tipos de colorantes alimentarios naturales

Colornatural de alimentosSe divide en pigmentos vegetales, pigmentos animales, pigmicrobiy pigmentos minerales según su fuente de materias primas; De acuerdo con su estructura química, se dividen en antocianinas, carotenoides, clorofilas y hemoglobinas; De acuerdo con las diferentes tonde los pigmentos, se pueden dividir en serie rojipúrpura, serie amarillo-naranja y serie azul-verde. Este artículo se centra en la composición química y las principales propiedades de los pigmentos.

3.1 antocianinas de plantas

Antocian, también conocido comoantocianidin.Existen en forma de glicósidos, es decir, ésteres de azúcar, en las células de las plantas. Las diferentes antocianinas contenidas en los diferentes tejidos y órganos de las plantas, tales como tal, hojas y flores, les dan diferentes colores. La desventaja de las antocianinas de plantas es que su color es sensible a los cambios en el entorno ácibase ya los cambios en las condiciones de luz y calor. La ventaja es que son solubles en agua y relativamente estables a los cambios en las condiciones de luz y calor en condiciones ligeramente ácidas. Por ejemplo, añadir una cierta cantidad de ácido cítrico a la solución de antocianina puede mejorar su estabilidad. La naturaleza es rica en recursos vegetales, proporcionando amplias materias primas para la extracción de antocianinas. En particular, la extracción de pigmentos vegetales es principalmente una utilización amplia de productos agrícolas y secundarios, que son de bajo costo y bajo costo, tales como pigmentos de maíz, pigmentos de arroz rojo, pigmentos de cáscara de soja negro, caroteno, pigde piel de uva, pigpigde rosa, pigcítricos, etc. [4,5]. Los extractos de pigmento de las frutas no sólo tienen un aroma afrutado, sino que también contienen ciertos nutrientes. Se utilizan comúnmente como aditivos de sabor en bebidas y agentes colorantes en dulces y vino de frutas.

3.2 clorofila de plantas

La clorofila es un componente importante de los cloroplastde las plantas. Se encuentra ampliamente en plantas verdes y algas, y da a las plantas superiores y algas verdes su color verde. En la práctica clínica, la clorofila tiene el efecto de activar las células, promover la producción de sangre y reabastecer la sangre, y la lucha contra la infección. En años recientes, también se ha encontrado que inhiel crecimiento de células cancerosas. La clorofila es un compuesto de porfirina que se divide en clorofila a y clorofila b. Es insoluble en agua, pero soluble en disolventes orgánicos como alcohol, acetona y éter de petróleo.

clorofilaEs estable bajo condiciones alcalinas, pero bajo condiciones ácidas su Mg2+ es fácilmente reemplazado por iones de hidrógeno, perdiendo así su color verde [6,7]. Por lo tanto, para mantener verdes las verduras frescas, pueden ser congeladas o liofilizadas, o escaldadas en agua caliente de 60-75 °C, lo que puede retrasar o reducir la oxidy decoloración causada por las altas temperaturas. Dado que la clorofila es fácilmente descompuesta por la luz, se convierte en clorofilina de cobre o sodio en la mayoría de los casos para mantener su estabilidad. Entre los aditivos alimentarios, la serie de pigmentos azulververde-azulpertenece a este tipo de producto; Otros productos similares incluyen algin Blue y gardenia Blue. La clorofilina de cobre sal de sodio es soluble en agua, etanol y grasa, pero es inestable a la luz, calor y ácidos y también es caro. Sin embargo, es difícil reemplazarlo con otros pigmentos naturales debido a su color brillante.

3.3 carotenoides de plantas

Los carotenoides son una clase de sustancias coloreadas que se encuentran ampliamente en las plantas. Actualmente hay más de 600 tipos de carotenoides. Los diferentes carotenoides tienen diferentes estructuras moleculares. En términos generales, los carotenoides son polímeros de isopreno, que consisten químicamente en un esqueleto de carbono con ocho cadenas de isopreno y contienen enlaces dobles conjugados. Los carotenoides que se encuentran en los cloroplastde las plantas contienen dos pigmentos, a saber, caroteno y luteína. El primero es amarillo anaranjado yel último es amarillo. Hay tres isómeros principales del caroteno: α, β y γ. Los carotenoides son solubles en grasa pero no en agua. Fisicoquímicamente, son relativamente estables y sólo reaccionan débilmente a ácidos, bases y altas temperaturas. Sin embargo, son fácilmente descompuestos por la luz, oxidantes y enzimas. Los carotenoides se encuentran en abundancia en verduras verdes, frutas y verduras amarillas y aceite de palma.

entrecarotenoidesLos que pueden ser convertidos A retinol se llaman provitamina A, y el que tiene la mayor potencia biológica es el − -caroteno. El licopeno, que se encuentra en los tomates, sandías y guayguay, también es un carotenoide, pero no se puede convertir en vitamina A. debido a su fuerte actividad antioxidante, los carotenoides se utilizan a menudo como antioxidantes alimentarios en la industria alimentaria, ya que son 100 veces más eficaces que el VE. Los carotenoides pueden prevenir eficazmente la oxidde la lipoproteína de baja densidad, proteger la piel del daño ultravioleta, inhibir el crecimiento y la diseminación de las células cancerosas, y prevenir la aparición y el deterioro del cáncer de próstata. Un alto consumo de carotenoides también puede reducir la degeneración macular de la retina y las enfermedades de próstata relacionadas con la edad [8~10].

Además del caroteno y la luteína, los carotenoides también incluyen capsantina y gardenia Yellow. La capsantina es un pigmento soluble en grasa extraído de Chile que es de color naranja rojizo. Los pigmentos contenidos en los chiles, además de la capsantina, también incluyen ácido capsári, que se conoce colectivamente como capsantina en un sentido amplio. La capsantina tiene las ventajas de ser resistente al calor, al ácido y a la luz, y es adecuada para colorear alimentos como pasteles, margar, productos enlatados, bebidas y productos lácteos. Debido a que los chiles son especias con un fuerte sabor picante, los chiles necesitan ser condimentados durante la extracción de capsantina. Gardenia Yellow pigment es un pigmento extraído del fruto de la planta Gardenia jasminoides en la familia rubiaceae. Es fácilmente soluble en agua, insoluble en aceite, tiene poco efecto en el tono dependiendo del pH, es térmicamente estable, ligeramente menos estable a la luz, y bastante estable a los iones metálicos. Apenas se ve afectada por el aluminio, calcio, plomo, cobre, estaño, etc., pero se vuelve negra cuando se expone al hierro. El pigmento amarillo Gardenia es adecuado para su uso en pasteles, bebidas frías, dulces, productos lácteos, etc. Según estadísticas incompletas, hay cerca de 20 fábricas en Japón que producen pigmento amarillo gardenia, y la mayoría de las materias primas son importadas de China. China es rica en recursos de gardenia, y crece en grandes cantidades en las provincias al sur del río Yangtsé, por lo que vale la pena desarrollarla.

3,4 flavonoides

flavonoidesSe encuentran ampliamente en las plantas y tienen muchos derivados. Hasta ahora, se han descubierto miles de flavonoides. Los tipos de flavonoides contenidos en las plantas de diferentes órdenes, familias, géneros y especies son diferentes, y los tipos de flavonocontenidos en los diferentes tejidos y órganos de las plantas, como las flores y las raíces, también son diferentes. En general, los cereales,Verduras y verdurasLos frutos tienen un alto contenido de pigmentos flavonoides. Los flavonoides son compuestos fenólicos solusolubles en agua. En su estructura molecular, un enlace de tres carbon(C6 -C3 -C6) conecta dos anillos de benceno. Los flavonotienen actividades fisiológicas como la actividad antioxidante y la eliminación de radicales libres, y son eficaces en la prevención de enfermedades cardiovasculares y en la lucha contra bacterias, virus y alergias. Las isoflavonas, que también están contenidas en la soja, tienen un efecto positivo en el tratamiento y prevención de enfermedades relacionadas con niveles hormonbajos, como lípidos sanguíneos elevados, osteoporosis y síndrome menopáusico [11-13]. Algunos flavonopueden mejorar la capacidad antihormonal de las personas con altos niveles de estrógeno, y son eficaces en la prevención y el tratamiento de diversas enfermedades como el pulmón, el colon, la piel, el endometri, los senos, la próstata, otras enfermedades cardiovasculares y la leucemia, y pueden inhibir el crecimiento de las células cancerosas.

Arroz de arroz con levadura roja

Monascus Red es el nombre comercial del pigmento de levadura roja, un agente colornatural de alimentos secretado por el micelio Monascus. Es un metabolito secundario de Monascus. El Monascus fermentcon arroz glutinoso y no glutinoso puede producir una gran cantidad de pigmento de levadura roja. El arroz de levadura roja sin procesar se puede utilizar directamente para colorear alimentos. El pigmento Monascus es una sustancia compleja, cuyo color rojo es producido por una mezcla de seis componentes. Entre estos, monascorubrin y monascorubrin son de color púrpura rojizo, monascorubrin y monascorubrin son de color naranja rojizo, y monascorubrin y monascorubrin son de color amarillo. Comparado con otros pigmentos naturales, el pigmento de arroz de levadura roja tiene un fuerte poder colorante, especialmente un poder colormás fuerte en las proteínas. También es resistente a la luz y al calor, y tiene muchas otras ventajas como la resistencia a ácidos y álcalis, agentes redox y cambios en iones metálicos. En la actualidad, el pigmento de arroz de levadura roja es ampliamente utilizado en la coloración de la carne, productos acuáticos, alimentos fermentados, productos de soja y vino [14~16].

3.6 pigmento de caramelo

El colorcaramelo es un pigmento soluble en agua derivado de la deshidraty condensde azúcares. Dependiendo del proceso de producción, el producto se divide en dos categorías: sal de amonio y sal no amonio. El caramelo de sal de amonio tiene las ventajas de un mejor color, estabilidad al ácido y álcali, resistencia al calor, resistencia a la luz, métodos de procesamiento simples, y una alta tasa de recuperación de rendimiento. El color caramelo es ampliamente utilizado en la coloración de una variedad de bebidas, aperi, e incluso productos tales como salsa de soja [17,18].

3.7 cúrcuma

Este es un pigmento extraído de los rizomas subterráneos de las plantas de la familia del jengibre,Curcuma. Su principal componente es la curcumina. Es insoluble en agua fría, soluble en etanol y propilenglicol, y fácilmente soluble en ácido acético glacial y lejía. Sus ventajas son alto valor de color, fuerte poder de coloración, estabilidad térmica y buena resistencia a la luz de su solución alcohólica. Es adecuado para su uso en dulces, pasteles, condimentos, etc. [19,20]. China tiene abundantes recursos de cúrcuma, que se producen principalmente en Sichuan, Fujian y otros lugares y deben ser desarrollados vigorosamente. Además, la serie de pigmentos amarillo-naranja también incluye el pigmento amarillo de paprika, el pigmento amarillo de cártamo, el pigmento amarillo de maíz, el pigmento amarillo nuclear, el pigmento naranja de annatto, el pigmento amarillo de rehmannia, el pigmento de cítricos, etc.

Otros 3,8

Además de los tipos de pigmentos descritos anteriormente, actualmente hay pigmentos en fase de investigación en China, y algunos pigmentos ya se producen en pequeñas cantidades, como el betalino extraído de los tubérculos de remolacha roja de la familia Chenopodiaceae; Shiso pigmento extraído de las hojas de shiso de la familia Lamiaceae; Pigmento de la col roja extraído de las hojas de la col púrpura; Pigmento de sorgo extraído del casco del sorgo de la familia Gramineae; Pigmento de arroz rojo extraído del arroz rojo; Pigmento de cacao hecho de las semillas maduras fermentadas y tostadas del árbol de cacao; Pigmento de calabaza roja extraído de las calabazas rojas; Y amaranto rojo pigmento extraído de amaranto rojo comido por la familia del amaranto, etc. [21~23].

4 perspectivas para el desarrollo de colorantes alimentarios naturales

As people's mejora la calidad de vida de las personas y crece su conciencia de la atención de la salud, la seguridad y el valor nutricional de los colorantes alimentarios son cada vez más importantes. En comparación con la coloración sintética,Coloración naturalTiene muchas ventajas, tales como menos efectos secundarios y mayor seguridad. Algunos colorantes naturales también tienen beneficios nutricionales y de salud, y los pigmentos naturales de plantas son de color natural. En China, tanto los recursos biológicos y no biológicos son abundantes, y los recursos vegetales se encuentran en todo el país. Muchas de estas plantas no sólo son hierbas medicinales tradicionales chinas, sino también materias primas de alta calidad para la extracción de diversos pigmentos como el rojo, amarillo y púrpura.

Además, la transformación profunda de productos agrícolas y secundarios también produce una amplia variedad de pigmentos. Por lo tanto, el desarrollo razonable y la utilización de China&#Los recursos naturales y los productos agrícolas y secundarios proporcionarán a la industria alimentaria pigmentos naturales que no sólo son altamente seguros, sino que también tienen cierto valor nutritivo. En los últimos años, con el progreso tecnológico y el proceso cada vez más perfecto de refinación y uso de pigmentos naturales, los pigmentos naturales han representado una proporción cada vez mayor de los pigmentos utilizados en la industria ligera, especialmente en la industria de procesamiento de alimentos. Es una tendencia inevitable que los aditivos alimentarios naturales utilizados en la industria alimentaria se sustituyan gradualmenteAditivos alimentarios sintéticosCon pigmentos naturales [24~26]. Por consiguiente,Aditivo para colorantes alimentariosLos pigmentos naturales tienen perspectivas de desarrollo muy amplias.

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