The Processing Status of Natural Coloring in China (en inglés)

En los últimos años, China'sla industria de los colorantes naturales se ha desarrollado rápidamente, y el desarrollo de los colorantes naturales se ha convertido en una de las tendencias de desarrollo en industrias como los pigmentos y la medicina.China's producción de pigmentos naturalesAumenta de año en año. En la actualidad, hay 65 tipos de pigmentos utilizados en los alimentos en China, incluyendo 48 tipos de pigmentos de plantas. Los pigmentos naturales representan el 90% de los pigmentos producidos cada año [2]. China's paprika rojo, gardenia amarillo, arroz de levadura roja y otros pigmentos ya han alcanzado una producción a gran escala y han entrado en el mercado internacional [3].

Sin embargo, debido a las desventajas de los pigmentos naturales, como la mala estabilidad y coloración débil, así como el nivel de procesamiento hacia atrás, China todavía está en un estado donde los pigmentos sintéticos y la coloración natural coexisten y se desarrollan al mismo tiempo. Al mismo tiempo, China's industria de pigmentos se enfrenta a una situación grave con frecuentes brotes de problemas de calidad de pigmentos, y hay una gran brecha entre las necesidades de la industria#39;s desarrollo. Mejorar la calidad y el nivel de procesamiento de los colorantes naturales es una cuestión urgente que debe ser abordada. Este trabajo analiza los problemas en el procesamiento de colorantes naturales en China, discute y propone medidas para mejorar el nivel de procesamiento de colorantes naturales en China.

1 problemas con la coloración natural durante el procesamiento

La mayoría de los colorantes naturales son altamente segurosY algunos también tienen las ventajas de la coloración natural y la actividad fisiológica, haciendo que los colorantes naturales sean más aceptables y la corriente principal del consumo de la industria del pigmento. Sin embargo, debido a las desventajas de la mala estabilidad y coloración débil, junto con la tecnología de procesamiento tradicional y la tecnología de retroceso, equipo de procesamiento simple y otras razones, todavía hay muchos problemas en elColoración naturalIndustria de procesamiento, que limita el rápido desarrollo de procesamiento de colorantes naturales.

1.1 tecnología de procesamiento anticu

El proceso tradicional de procesamiento de colorantes naturales incluye principalmente trituración, extracción, separación y purificación, concentración y secado. Después de años de desarrollo, la tecnología de procesamiento de colorantes naturales ha hecho un progreso considerable, y los procesos de extracción como la extracción de fluido supercrítico y la extracción por microondas, así como los procesos de separación como la cromatode columna y la separación de membrana, han surgido, promoviendo el desarrollo del procesamiento de colorantes naturales. Sin embargo, debido al limitado alcance de aplicación de los nuevos procesos, no pueden sustituir por completo a los procesos tradicionales. Además, la coloración natural en sí misma tiene defectos, y todavía hay algunos problemas con el procesamiento de coloración natural. Por ejemplo, los procesos tradicionales no pueden resolver eficazmente problemas tales como la baja pureza, estabilidad pobre, y la baja tasa de extracción del colornatural. Algunos pigmentos no pueden evitar problemas como la transferencia de color, que reduce en gran medida el valor añadido y el contenido tecnológico de los productos pigmentados y limita el desarrollo y la utilización de la coloración natural en una dirección diversificada [4]. China ha introducido y desarrollado muchas tecnologías avanzadas de procesamiento, pero debido a los altos costos y la tecnología imperfecta, su ámbito de aplicación es limitado, por lo que es difícil satisfacer la demanda de los consumidores y la restricción del desarrollo del procesamiento de colorantes naturales en China. La tabla adjunta enumera las ventajas y desventajas de varios procesos comunes de extracción y separación de colorantes naturales.

La mayoría de las empresas de procesamiento de colorantes naturales en China todavía utilizan técnicas de secado tradicionales, y la tecnología de secado por microondas aún no se ha generalizado. Las técnicas de secado tradicionales tienen una baja eficiencia de procesamiento, y la extracción y separación de los colorantes naturales se enfatiza demasiado durante el procesamiento, mientras que la reutilización de los recursos se descuida, lo que resulta en un enorme desperdide recursos. Una gran cantidad de aguas residuales se vierten durante el tratamiento, y el tratamiento de las aguas residuales no se ha resuelto de forma eficaz, lo que no sólo aumenta el consumo de energía y reduce el valor añadido de los productos, sino que también causa una grave contaminación medioambiental.

También hay riesgos de seguridad en la extracción y separación de colorantes naturales. En la actualidad, la coloración natural todavía se extrae utilizando disolventes orgánicos como hexano, solución de metany acetona. Algunas empresas incluso utilizan disolventes tóxicos como el benceno. La seguridad de estos disolventes y sus residuos en procesos posteriores tendrá un cierto impacto en la seguridad de los colorantes naturales. Además, la seguridad de los pigmentos naturales extraídos de microorganismos aún no se ha verificado. Por ejemplo, aunque el extracto de arroz de levadura roja tiene un excelente rendimiento del producto, su seguridad sigue siendo un obstáculo importante para su desarrollo.

1.2 equipos de procesamiento anticuados

La mayor parte de China's Coloración naturalLas empresas de procesamiento son actualmente pequeñas empresas municipales con baja capacidad de procesamiento, equipo de procesamiento simple, alto consumo de energía, capacidades técnicas débiles y poca resistencia al riesgo. Esto se traduce en una baja calidad del producto, un alto consumo de materias primas, altos precios y bajo valor añadido. Además, las empresas transformadoras no han estandario serializado sus productos. Con la excepción de algunos productos individuales, no hay productos estandari, lo que dificulta la entrada en el mercado internacional. Por ejemplo, el equipo de procesamiento requerido para la extraci ã ³ n por solvente es muy simple, pero el colornatural extraído tiene mala calidad y baja pureza, lo que afecta el alcance de aplicaci ã ³ n del producto. La extracción de fluido supercrítico tiene las ventajas de una fuerte capacidad de procesamiento, alta eficiencia y protección del medio ambiente, pero su equipo de procesamiento tiene los problemas de operación compleja y costosa y altos costos de operación, por lo que su ámbito de aplicación es relativamente estrecho. Por lo tanto, aunque la coloración natural tiene un futuro brillante, su equipo de procesamiento no ha mantenido el ritmo, lo que limita el rápido desarrollo del procesamiento de coloración natural.

1. 3 procesos irregulares

Hay muchas irregularidades en el procesamiento delIndustria de colorantes. Las empresas no toman medidas eficaces para controlar la calidad de los colorantes naturales durante el procesamiento. Sin embargo, el colornatural tiene una composición compleja, algunos de los cuales pueden ser tóxicos, y la estructura química de algunos puede cambiar durante la extracción. Además, puede estar contaminado durante el procesamiento. Por lo tanto, se deben realizar pruebas toxicológicas sobre colorantes naturales durante el procesamiento [5]. Sólo después de que se determina que su calidad cumple con las normas puede ser procesado, y el proceso de procesamiento debe ser estrictamente controlado para evitar la contaminación secundaria. Existen muchos problemas en el procesamiento de colorantes naturales, lo que restringe su desarrollo y requiere mayor estand.

2 nuevos desarrollos en el procesamiento de colorantes naturales

En los últimos años, China's industria de pigmentos se ha desarrollado rápidamente, y el país ha propuesto una política de desarrollo de "natural, nutritiva y multifuncional" para la industria de pigmentos. El colornatural tiene un alto valor nutricional y cierta actividad biológica. Estas ventajas determinan que el colornatural inevitablemente reemplazal colorsintético y se convertirá en la corriente principal de consumo. En GB 2760-2011"Normas de uso de aditivos alimentarios"Ya hay más de 40 tipos de colorantes naturales permitidos para su uso en China. Después de años de competencia y ajuste estructural, China#La industria de colorantes ha comenzado a operar a gran escala, con una producción relativamente concentrada y una competitividad significativamente mejorada. Una serie de empresas nacionales de procesamiento de colorantes naturales han surgido rápidamente, y un número de empresas bien conocidas han aparecido [6].

La tecnología de procesamiento de colorantes naturales ha avanzado considerablemente y el ámbito de aplicación de las nuevas tecnologías de procesamiento se está ampliando gradualmente. Por ejemplo, los procesos de extracción como la extracción enzimy de microondas, así como los procesos de separación como la separación de membrana y la cromatode columna, se han aplicado a la coloración natural, lo que ha ahorrado recursos y mejorado la eficiencia de procesamiento. La extracción por microondas tiene las ventajas de un calentamiento uniforme, conservación de energía y reducción de emisiones, protección del medio ambiente y bajo coste [7], y puede mejorar el rendimiento de pigmentos naturales y la pureza de los extractos. La extracción por microondas supera las deficiencias de la extracción supercrítica y la extracción por solvente, cumple con los requisitos ambientales, reduce los costos de operación y tiene buenas perspectivas de desarrollo. Wang Weihua [8] et al. encontraron que el uso de la extracción de licopenpor microondas puede lograr una tasa de extracción de 95% en condiciones óptimas de proceso, lo que reduce considerablemente el tiempo de extracción. Li o [9] y otros utilizaron microondas para extraer el pigmento amarillo de crisantemos silvestres. En comparación con el método del solvente, la tasa de extracción aumentó de 88,6% a 91,1%, y el tiempo de extracción se redujo de 12h a 450s, mejorando considerablemente la eficiencia de extracción.

La aplicación de la extracción enzimtambién ha promovido el desarrollo del procesamiento de colorantes naturales. La extracción enzimno daña componentes vegetales y puede aumentar la tasa de extracción de principios activos. Por ejemplo, Yu Qing [10] y otros desarrollaron un método para extraer el pigmento de las hojas del árbol perenne chino mediante la adición de celulasa y pectinasa, lo que aumentó la tasa de extracción en un 13,2% en comparación con el método tradicional.

Los procesos de separación como la separación de membrana y la cromatode columna también han promovido el desarrollo de la coloración natural. La separación a membrana es un proceso simple y altamente efectivo que puede ser utilizado para separar pigmentos tales como pigmentos de cacao y pigmentos de arroz de levadura roja. Puede eliminar más del 90% de las sustancias macromoleculares como la pectina, y puede lograr el 100% de retención de pigmentos a temperatura ambiente. Las resinas de adsormacroporosas tienen un buen efecto de adsory purificación del colornatural. El efecto de adsory filtrado de las resinas de adsormacroporosas puede usarse para lograr el propósito de separar sustancias.

El proceso de purificación paraColoración naturalTambién se está desarrollando rápidamente. La introducción de tecnología avanzada de separación y purificación para puriel colornatural puede mejorar su rendimiento y ampliar su ámbito de uso. En la actualidad, las principales tecnologías de purificación utilizadas para la coloración natural son: purificación de ultrafiltración, purificación de resina de adsor, cromatode gel, y otras tecnologías. Con la llegada de tecnologías avanzadas como la biotecnología y la tecnología de resonancia magnética nuclear, China debe aplicar estas tecnologías avanzadas para el proceso de refinde coloración natural, mejorando así en gran medida la eficiencia de procesamiento de coloración natural y el aumento de la tasa de utilización global y el valor añadido del producto.

La baja estabilidad y la débil fuerza de coloración siempre han sido factores importantes que limitan el desarrollo de la coloración natural en un mercado más amplio. En los últimos años, China ha llevado a cabo varias exploraciones para resolver el problema de la mala estabilidad de los pigmentos naturales, y ha logrado resultados notables. Por ejemplo, el uso de la tecnología de microencapsulación puede mejorar la estabilidad del colornatural; El uso de la biotecnología puede cambiar el tono de la coloración natural para mejorar su estabilidad, solubilidad y poder colorante; Se pueden controlar las condiciones de procesamiento apropiadas, como evitar el calentamiento a alta temperatura y estabilizar el valor de pH óptimo del pigmento; En 2011, el Instituto de tecnología de Harbin desarrolló un sistema de separación y purificación de colorantes naturales y una tecnología de estabilización para pigmentos de antocianina, resolvió los problemas técnicos de baja tasa de extracción, baja estabilidad y pureza deficiente en el procesamiento de colorantes naturales en el pasado, y promovió el desarrollo del procesamiento de colorantes naturales. Sin embargo, el problema de la mala estabilidad de la mayoría de los colorantes naturales sigue siendo difícil de resolver. China tiene que seguir aumentando la inversión, la investigación y la exploración de nuevas tecnologías para resolver los problemas técnicos de la mala estabilidad de los colorantes naturales.

3 contrammedidas para el desarrollo de procesamiento de colorantes naturales

3.1 establecer un concepto de procesamiento moderno

tradicionalTratamiento de colorantes naturalesPone demasiado énfasis en la calidad de los colorantes naturales e ignora la reutilización de los recursos, lo que resulta en una baja tasa de utilización global de subproductos y bajo valor añadido. Esto ya no está en línea con los requisitos modernos de procesamiento de colorantes naturales, y un concepto de procesamiento moderno debe ser establecido. El concepto moderno de transformación exige que, al tiempo que se garantiza la calidad de la coloración natural, se aumente la tasa de utilización global de los subproductos y se alcancen cero emisiones durante la transformación, con el fin de conservar los recursos y aumentar el valor añadido del producto. En línea con el concepto de una economía circular, debemos establecer un sentido de eficiencia, la protección del medio ambiente y la conservación de la energía, desarrollar activamente un modelo de procesamiento moderno con bajo consumo, bajas emisiones y alta eficiencia, fortalecer la conservación de la energía y la protección del medio ambiente, reducir el consumo de recursos, reducir las emisiones de residuos, mejorar la utilización integral de los recursos de colorantes naturales, y aumentar el valor añadido del producto [11]. Debemos construir un sistema moderno de procesamiento de colorantes naturales que sea seguro, respetuoso con el medio ambiente, eficiente, de bajo consumo y alto valor agregado, y promover el desarrollo del procesamiento de colorantes naturales en China.

3.2 mejora de la tecnología de procesamiento

Mejorar las técnicas de procesamiento tradicionales con tecnología de procesamiento avanzada es uno de los puntos calientes en la investigación de colorantes naturales. El uso de técnicas como la tecnología de enzimas y la resonancia magnética nuclear para mejorar los procesos tradicionales ha resuelto las deficiencias de la coloración natural, tales como la estabilidad y la intensidad del color, mejoró el nivel general de procesamiento de pigmentos naturales, logró cero emisiones en el proceso de procesamiento, aumentó el valor añadido del producto, y promovió el rápido desarrollo del procesamiento de coloración natural. Por ejemplo, el uso de la tecnología de enzimas en el procesamiento puede reducir el uso de productos químicos que son perjudiciales para la salud, ahorrar inversión en equipos, reducir las emisiones de contaminantes, y es respetuoso con el medio ambiente, cumpliendo los requisitos de ser "verde, eficiente y seguro". Otro ejemplo es el uso de la descomposición catalítica de enzimas para eliminar impurezas a través de reacciones enzim, que tiene el efecto de refincoloración natural. Por ejemplo, la extracción de clorofila de capullos de gusano de seda puede utilizar un método de refinenzimpara eliminar olores desagradables y obtener clorofila de alta calidad [12].

La extracción por microondas supera las deficiencias de la extracción por solvente y los métodos de extracción supercrítica, reduce los costes operativos, ahorra recursos, cumple los requisitos de alta eficiencia, protección del medio ambiente y conservación de la energía, y muestra buenas perspectivas de desarrollo y un gran potencial de aplicación. Algunas personas utilizaron el procesamiento por microondas para tratar las cáscaras de pomelo y encontraron que la eficiencia de la extracción por microondas de la coloración natural es de aproximadamente 30 veces la de los métodos de procesamiento tradicionales, y tiene una mayor pureza y consume menos energía. Es propicio para la producción industrial y hace pleno uso de la moderna tecnología de microondas para promover el rápido desarrollo de la industria de procesamiento de colorantes naturales.

Establecer un mecanismo de manejo científico durante el procesamiento de colorantes naturales para estandariel procesamiento de pigmentos naturales y mejorar la calidad del producto. La implementación de métodos de gestión HACCP durante el procesamiento puede maximizar la seguridad de los productos de coloración natural, lograr estándares unificados desde la adquisición de materias primas para el procesamiento, ventas, embalaje y otros enlaces, y establecer parámetros de proceso factibles para estandariel proceso de procesamiento, de modo que cumpla con los estándares de las fábricas de alimentos industriales y promover la producción estandaride pigmentos naturales [13].

3. 3 mejorar el nivel del equipo de procesamiento

Sobre la base de hacer pleno uso de la tecnología de procesamiento y los procesos modernos, el nivel de los equipos de procesamiento también se debe mejorar al mismo tiempo, con el fin de aumentar la competitividad global de la industria de colorantes naturales. Actualización y desarrollo continuo de equipos de procesamiento necesarios para todo el proceso, incluyendo trituración, extracción, separación y purificación, concentración y secado, para mejorar la capacidad de procesamiento y eficiencia de pigmentos naturales. A través de la introducción y la innovación, la investigación y el desarrollo de equipos de procesamiento que sean compatibles con la tecnología avanzada de procesamiento, mientras que la investigación y el desarrollo de equipos de procesamiento de ahorro de energía, eficiente y respetuoso con el medio ambiente, la conservación de los recursos, la protección del medio ambiente y el aumento del valor añadido de los productos de pigmentos naturales. Mediante la mejora del nivel de equipo de procesamiento de colorantes naturales, se promoverá el sonido y el desarrollo rápido de procesamiento de colorantes naturales.

3. 4 fortalecer el desarrollo de la coloración natural con actividades fisiológicas especiales

China tiene abundantes recursos naturales de colorantes, y se han desarrollado los siguientes: curcumina, pigmentos de té, pigmentos de arroz de levadura roja, etc. Nuevo colornatural no sólo tiene ventajas excepcionales, pero también tiene muchas funciones fisiológicas, y es un recurso importante para el desarrollo dePigmentos funcionales en China. Por ejemplo, la curcumina tiene las funciones de buena fuerza de coloración, anti-oxid, anti-tumor, y la reducción de los lípidos de la sangre. Además, la curcumina tiene una variedad de funciones fisiológicas tales como anti-inflamatorio, anti-infeccioso, anticoagul, y la prevención de la formación de manchas de edad [14].

China es rica en recursos de té. El procesamiento del té produce una gran cantidad de hojas podadas, polvo de té e incluso té viejo grueso sin vender. Si éstos no se utilizan, resultará en un derroche enorme de recursos. Si se utilizan como materias primas para el procesamiento de pigmentos de té, se mejorará en gran medida la tasa de utilización de los recursos de té y se abrirá una nueva vía para la utilización integral del té. Los pigmentos del té son ricos en vitaminas, aminoácidos, alcaloides, flavono, compuestos esteroidey otras sustancias y tienen un alto valor nutricional. Los pigmentos del té no sólo tienen un buen color y estabilidad, sino que también tienen ciertas funciones de salud, como anti-oxid, antibacteri, antitumoral y regular el azúcar en la sangre y lípidos en la sangre. Son ampliamente utilizados en los campos de la alimentación y la medicina y la salud [15]. Sin embargo, elExtracción del pigmento del téEl proceso aún carece de técnicas efectivas de separación y purificación. La investigación actual sobre los pigmentos de té se centra principalmente en estudios exhausde diversas mezclas, y si hay un efecto sinérgico o antagónico entre los componentes aún está por explorar. Hay una necesidad de seguir desarrollando nuevos procesos para la extracción de pigmentos de té y promover el desarrollo y la investigación de pigmentos de té naturales.

El colornatural tiene un alto valor nutricionalY cierta actividad biológica, y la investigación y el desarrollo de colorantes naturales se ha convertido en una tendencia de desarrollo en la industria de los colorantes. En la actualidad, hay una fuerte demanda de colorantes naturales en China, y es un buen momento para desarrollar colorantes naturales emergentes. Acelerar la investigación y el desarrollo de nuevos colorantes naturales es propicio para el desarrollo de China's recursos naturales de coloración de alta calidad, aumentando la producción de coloración natural, y ayudando a conocer gente 's crecientes necesidades nutricionales y de salud, promoviendo el desarrollo de la industria de colorantes naturales.

4 conclusión

Con el desarrollo de people's respeto por la naturaleza, la búsqueda de la salud y el campo de la toxicología de alimentos, el desarrollo y aplicación de colorantes naturales se convertirá en la tendencia de desarrollo deChina's industria del pigmento. Debido a sus propias ventajas, tales como diversas variedades, abundantes materias primas, alta seguridad y una fuerte funcionalidad, coloración natural se está desarrollando muy rápidamente y tiene un enorme potencial de mercado. China tiene abundantes recursos de coloración natural, y el desarrollo de la coloración natural en China tiene un futuro brillante. China siempre se ha centrado en el desarrollo y la utilización de colorantes naturales. Sin embargo, el color natural tiene desventajas como una pobre estabilidad y un color débil, y el bajo nivel de procesamiento también ha limitado el rápido desarrollo del procesamiento de color natural. Teniendo en cuenta el estado actual de la transformación de los colorantes naturales, es necesario atenerse a los conceptos modernos de transformación, mejorar las técnicas tradicionales de transformación utilizando tecnologías avanzadas de transformación, actualizar y desarrollar nuevos equipos de transformación, acelerar la transformación de los colorantes naturales, mejorar la eficacia de la transformación, reducir los costes de producción, mejorar la calidad de los productos, luchar por conseguir cero emisiones en la transformación, mejorar la tasa global de utilización de los subproductos, Y aumentar el valor añadido de los productos, mejorando así la competitividad global de la industria procesadora de colorantes naturales y promoviendo el desarrollo saludable y rápido de la industria procesadora de colorantes naturales.

referencias

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