¿Qué es el colorante Natural?

El colornatural tiene una amplia gama de fuentes y una amplia variedad de tipos en la naturaleza. Los colorantes naturales de diferentes fuentes también pueden tener estructuras moleculares muy diferentes. La primera condición para aplicar el colorante natural es explorar, clasificar y resumir su estructura. En la práctica, el principal desafío en la aplicación práctica de la coloración natural es cómo lograr una extracción eficiente y de bajo costo, manteniendo al mismo tiempo el color original y la función de la coloración natural. Con el desarrollo de la tecnología, la extracción de pigmentos naturales ha evolucionado gradualmente de los métodos más primitivos como el método de pulverización y el método de maceración y prensado a las técnicas modernas, de bajo costo, de alta eficiencia, y técnicas inteligentes como el método de extracción por solvente, el método de hidrólisis enzim, el método de extracción de fluido supercrítico (SCF), y el método de campo eléctrico pulsado de alta presión (PEF). Sin embargo, la coloración Natural en sí misma es inestable, y cómo mejorar su estabilidad en diferentes entornos manteniendo su color y rendimiento es también un problema importante que necesita ser resuelto en la aplicación práctica de la coloración Natural.

Desde la perspectiva de escenarios de aplicación,Coloración NaturalSe utiliza principalmente para reemplazar colorantes sintéticos en industrias como la alimentación y la impresión. Además, algunos pigmentos naturales son a menudo especialmente tratados y utilizados en industrias como la salud, las células solares y la detección inteligente debido a sus propiedades de promover la salud humana, anti-cáncer, adecuado para la preparación de fotosensibilizadores, y el cambio de color en diferentes entornos.

1 fuentes de coloración Natural

1. 1 colornatural a base de plantas

Colornatural a base de plantasSe refiere a los pigmentos naturales producidos por el metabolismo de las plantas mismas. Estos pigmentos no sólo dan a las plantas diferentes colores, sino que también juegan un papel importante en las actividades de la vida de los cuerpos de las plantas. Diferentes tipos de pigmentos se distribuyen en diferentes partes de la planta. Por ejemplo, ya en 1815, los científicos alemanes Vogel y Pelletier ya habían aislado la molécula de curcumina de los rizomas deturmeric[1]. Entre los colorantes naturales derivados de las plantas, las antocianinas son sustancias activas importantes para la coloración de flores y frutos. Incluyen más de 700 pigmentos polifenóde de la familia de los flavonoides [2]. Zhang etal. [3] extraídoAntocianinas de batata púrpuraSe mezcló con almidón de maíz y PVA para preparar una película de indicador de frescura, y se utilizó la película para detectar la frescura de camarones por cambio de color.

1.2 colornatural derivado de animales

El colornatural derivado de animales es producido por los animales para asegurar sus necesidades fisiológicas normales y funciones protec. Se presenta principalmente en forma de tres tipos de pigmentos:Pigde de porfirina, pigpolieno y pigindo.. Ejemplos comunes son la melanina que contiene fenoles o indoles, hemde de los pigmentos de porfirina, y astaxantina de los pigmentos de polieno.

1.3 fuentes microbicolorantes naturales

Los microorganismos comunes como hongos, bacterias y microalgas también producen pigmentos naturales. La coloración Natural producida por diferentes microorganismos difiere significativamente en términos de composición química, estabilidad, solubilidad y función. Los principales pigmentos de fuentes microbique se han reportado son riboflav, − -caroteno, cantaxantina, espirulina rojo, ficobilin, melanina, violaceína, astaxantina y licopeno [4]. Para más información, véase el cuadro 1. La mayoría de ellos se utilizan como colorantes alimentarios.

2 clasificación de colorantes naturales

El colornatural se divide principalmente en cinco categoríasComo se muestra en la tabla 2.

3 extracción de colornatural

Los métodos de extracción más comunes para coloración Natural incluyen el método de trituración y el método de maceración y prensado [8], pero estos métodos tienen desventajas como bajas tasas de extracción y baja pureza del producto. Para lograr la aplicación generalizada y efectiva del colorante Natural, la mejora de sus métodos de extracción es esencial.

3. 1 método de extracción con disolvente

La extracción por solvente es uno de los métodos más sencillos y utilizados para la extracción de pigmentos. Disolventes orgánicos como acetona, metan, isopropanol y éter de petróleo pueden ser utilizados como disolventes de extracción. Cada solvente tiene una polaridad diferente, y el solvente polar m ã ¡Sadecuado puede ser seleccionado de acuerdo a la polaridad del pigmento. Zhao etal. [9]encontraron que la acetona era el solvente más adecuado para extraer astaxantina natural [10], con una tasa de recuperación de aproximadamente (44 − 1)%. Esto puede deberse a que la estructura de la acetona contiene muchos grupos carbonilo que son muy similares a la astaxantina natural.

La tecnología de extracción asistida por microondas es una nueva tecnología de extracción que puede lograr un calentamiento instantáneo por penetración basado en la extracción con disolvente tradicional. Este método tiene una fuerte penetración en varios materiales de contenedores, y tiene una amplia gama de selectividad para los disolventes orgánicos extraídos y los materiales extraídos, así como una alta eficiencia de aumento de temperatura. Bajo la acción de la radiación de microondas, los tejidos celulares de las plantas producirán movimientos intermoleculares rápidos e irregulares, este movimiento puede causar fricción dentro de la sustancia y generar energía térmica, lo que hace que las paredes celulares y los tejidos se rompy los solutos fluyan hacia fuera, acelerando la tasa de extracción y aumentando efectivamente el rendimiento del producto [11-12]. Suntaro y Tsubaki etal. [13]demostraron la eficacia de la extracción hidrotermal asistida por microondas para la extracción de polisacáridos sulsulde de lirio de día, tuberde de lirio de día y hoja ancha de lirio de día.

La extracción ultrasónica (UAE) es un tipo de método de extracción asistida con extracción a baja temperatura (40-60°C), extracción no lenta (20-40 min), y una alta eficiencia de extracción (aumento de más del 50%). El método genera ultrasonido que puede desplazarse y vibren en el disolvente líquido, produciendo "explosión" de ultrasonido y promoviendo la producción de coloración natural [14]. Zhu etal. [15]extrajeron antocianinas naturales de batata púrpura usando UAE y estudiaron las condiciones del proceso con el mayor contenido de extracción: tiempo de ultrasonido de 40 min, extracción térmica asistida a 80 °C,pH de 2,5 y concentración de etanol de 58%. El contenido de antocianina y no antocianina de las batatas púrpuras extraídas usando UAE fue mayor que el del método convencional, lo que indica que UAE mejora efectivamente la extracción de antocianinas de batatas púrpuras.

La extracción por solvente acelerada (ASE) es ampliamente considerada como una técnica de extracción que es extremadamente adecuada para los compuestos polares [16-17]. El método fue reportado por primera vez en 1996. Su tecnología principal es el uso de temperaturas ultra altas (hasta 200 °C) y presiones ultra altas (1000-3000 psi o 10.3-20.6 MPa) para lograr una rápida (alrededor de 5-20 min) extracción de muestras sólidas y semisólidas [18].

ASE es una excelente opción para extraer productos naturales con baja estabilidad térmica. El corto tiempo de extracción a alta temperatura y presión es muy beneficioso para la protección de los componentes de colorantes naturales que son menos estables térmicamente. Cai etal. [19]estudiaron la eficiencia de extracción de antocianinas mediante extracción convencional, UAE y ASE,y encontraron que las eficide extracción de estos tres métodos para antocianinas estaban en el siguiente orden: ASE > UAE > extracción convencional. En términos de antocianinas, en comparación con la extracción convencional y UAE,la asa extraen más diacianidina, y menos antocianinas nonacil y monoacil, lo que también demuestra plenamente que las antocianinas extraídas por la asa son más estables que las extraídas por extracción convencional y UAE. Maja etal. [20]confirmaron a través de la ASE que las Nettles silvestres son ricas en moléculas bioactivas como polifenoles y pigmentos de bajo peso molecular, incluyendo 41 compuestos fenólicos, 13 carotenoides y 9 clorofilas. Truong et al. utilizaron ASE como método de extracción para diferentes genotipos de batatas moradas y optimilas condiciones de extracción a través del diseño experimental de superficie de respuesta.

Además de los anteriores varios métodos de extracción por solvente para optimizar el proceso de extracción, los disolventes verdes son también una importante dirección de desarrollo en la que los estudiosos se están centrando. Los disolventes eutécprofundos (DES) son un tipo de disolvente verde, y este método se considera un método prometedor para mejorar la eficiencia de extracción de compuestos bioactivos en productos [21]. El DES tiene propiedades físicas similares a los líquidos iónicos, y tiene las ventajas de menor toxicidad, mejor rentabilidad y alta sostenibilidad. La excelente capacidad de solubilidel DES es de gran interés para los estudiosos, por lo que este método es ampliamente utilizado para extraer altas concentraciones de fitoquímicos o extractos enriquecidos específicamente.

Huang et al. [22]lograron extraer con éxito la rutina poco soluble de la cáscara de alforfón con una tasa de recuperación de 95%. Además, el DES puede estabilizar moléculas y protegerlas de la degradación, principalmente debido a la formación de una red supramolecular a través de conexiones intermoleculares cercanas [23-24]. La característica más significativa del DES es que sus propiedades pueden ser ajustadas cambiando su composición y proporción. Como nuevo disolvente de extracción, es propenso a reacciones laterales excesivas o electrólisis prolongada durante la aplicación práctica, lo que afecta su estabilidad. Con una investigación en profundidad sobre el método DES,el disolvente#39;s las características verdes y no contaminantes están siendo gradualmente favorecidas en los campos de nuevos materiales funcionales, separación efectiva de sustancias químicas, etc., y se espera que se convierta en una dirección de investigación caliente en los campos de la química y los materiales [25].

Hidrólisis enzimática 3.2

La hidrólisis enzimes un método que utiliza una enzima adecuada para romper las paredes celulares de las células en condiciones de reacción relativamente suaves, de modo que los ingredientes activos objetivo puedan fluir más fácilmente hacia el medio de extracción. Sobre elAstaxantina natural[26]por ejemplo, la extracción por solvente y la extracción de aceite pueden utilizarse como métodos de extracción individual. Sin embargo, después de que el pigmento es extraído usando estos métodos, el disolvente orgánico necesita ser removido por calentamiento u otros medios. En este momento, el calor necesario para la calefacción puede afectar a la estabilidad de la coloración Natural. Para obtenerAstaxantina natural altamente estableLas enzimas comerciales pueden ser usadas para lisis de la proteínaProteínas proteínasA continuación, puede separarse del pigmento por ultrafiltración.

Chen et al. [27]encontraron que las proteasas se pueden usar paraExtracto natural de astaxantinaA partir de desechos de langosta utilizando aceite de soja. Se encontró que este tipo de proteólisis promueve en gran medida la tasa de extracción de este pigmento natural, pero la extracción de astaxantina natural puede tener un impacto en la proteólisis de los carotenoides. Por lo tanto, se necesitan nuevas investigaciones para la extracción de pigmentos por este tipo de método enzim, como los materiales auxiliares que mejoran la estabilidad de las proteínas carotenoides. Khanafari et al. [28]estudiaron el efecto de tres cepas de bacterias ácido lácsobre la eficiencia de la fermentación de los desechos biológicos de camarón y lo compararon con la extracción química. Los resultados mostraron que el Lactobacillus plantarum fue más efectivo como molde ideal en la extracción de quitina. Cheng et al. [29]selecciondos fracciones enzimcon componentes inconsistentes, − -amilasa y pectinasa, y adoptaron el método de extracción enzimdoble. Los resultados experimentales mostraron que la idea de utilizar múltiples enzimas adecuadas para la extracción puede destruir más eficazmente las paredes celulares y membranas celulares del material extraído, aumentando así la producción de antocianinas.

3.3 extracción de fluido supercrítico

En comparación con otros métodos de extracción, la extracción de fluido supercrítico (SCF) es una tecnología nueva y en rápido desarrollo. Los fluidos supercríticos tienen las propiedades físicas de gases, líquidos y sólidos. Para la extracción de colorantes naturales, las propiedades físicas y químicas (tales como densidad, viscoy difusividad) de los fluidos supercríticos se encuentran entre las de líquidos y gases [30]. El material de extracción de fluido supercrítico más comúnmente utilizado es el CO2. En un sistema donde el CO2 se utiliza como material de extracción de fluido supercrítico, la adición de materiales como hidrocarburos (como etanol o metan) y aceites naturales aumentará la afinidad del CO2 por diferentes solutos, aumentando así la tasa de extracción de pigmentos naturales [31]. Wang et al. [32]usaron SCF para extraer astaxantina del aceite de girasol. Los resultados mostraron que el rendimiento de astaxantina fue de 87.42%, y las condiciones óptimas fueron: la adición de etanol cosolvente fue de 2.3 mL/g, la presión fue de 43.5 MPa, y la temperatura fue de 65 °C. Del mismo modo, cuando se utilizó etanol como extractante, el rendimiento también fue muy alto (80% a 90%), y las condiciones óptimas fueron: temperatura 60 °C, presión de trabajo 20 MPa [33].

SCF es un método analítico verde para la extracción de compuestos bioactivos de alto valor a partir de matrices complejas [34]y tiene amplias perspectivas de aplicación en diferentes compuestos bioactivos [35]. Fabrowska et al. [36]usaron SCF para extraer pigmentos tales como carotenoides y clorofila de algas marrones árticas, y estudios posteriores encontraron que el extracto todavía tenía importantes actividades bactericidas, fungicidas e inmunoestimulantes [37].

3.4 método del campo eléctrico pulsado

El método del campo eléctrico pulsado (PEF) es un método de extracción con tiempos de tratamiento cortos, temperaturas de tratamiento bajas, una larga vida útil y un alto rendimiento de extracción. Para la coloración natural, la tasa de extracción depende en gran medida del estado de alteración de la pared celular del material biológico. Los métodos tradicionales de interrupción de la pared celular incluyen vibración física, métodos de impacto, métodos de descomposición química y métodos biológicos de interrupción de la pared celular [38]. El PEF es una nueva tecnología de interrupción de la pared celular que consiste en colocar complejas muestras biológicas entre dos electrodos expuestos a un campo eléctrico de alta intensidad y aplicar voltaen forma de pulsos repetitivos que duran desde unos pocos nanosegundos hasta unos pocos milisegundos. La et al. [39]demostraron experimentalmente que La electroporación puede promover La liberación de sustancias intracelulares al mejorar La permede las membranas celulares.

G. Pataro et al. [40]mostraron que el tratamiento de pulso de alta tensión aumentó efectivamente el rendimiento de los carotenoides extraídos y su capacidad antioxidante, y que los carotenoides no sufrieron isomerización o degradación durante el proceso de extracción. Este trabajo muestra que el PEF tiene la ventaja de ser un pretratamiento más suave y efectivo para la efectiva disrupcelular de tejidos vegetales húmedos que los métodos tradicionales de extracción.

En los últimos años, se han desarrollado varios equipos a escala y prototipos industriales para PEF [41], pero la tecnología de extracción asistida por campo eléctrico es todavía relativamente nueva y avanzada. La razón de esto es que el método requiere pulsos de alta tensión con suficiente potencia pico, lo que ha resultado en que el PEF permanezca en la etapa de laboratorio y no logre una aplicación a nivel de fábrica a gran escala.

4 estabilidad y mejora del color Natural

4. 1 estabilidad de coloración Natural

4.1.1 pigmentos derivados del isopreno

Los pigmentos derivados del isopreno contienen un gran número de sistemas conjugc =C entre las moléculas, que son extremadamente propensos a la isomericis-trans y la degradación oxidbajo condiciones de luz, haciendo que los pigmentos sean inestables. Por ejemplo,Li;;;;;;;;;;;;;;;;;Contiene 11 enlaces dobles conjugados y 2 enlaces dobles no conjugen su composición molecular, y en teoría debería haber 211 isómeros cis-trans. Sin embargo, debido al impedimento estérico causado por el grupo metilo en la cadena, el número de rearreglos es muy limitado, y sólo hay 72 isómeros cis-trans en realidad. La estructura de algunos licopenisomerise muestra en la figura 1 [42].

(1) estabilidad térmica

El calentamiento no causa visibleIsomeridel licopenoPero las altas temperaturas pueden hacer que sus moléculas se descomponen en moléculas pequeñas. Cuanto mayor sea la temperatura, más rápida será la tasa de degradación del licopeno. Los cambios estructurales del licopendurante el calentamiento se muestran en la figura 2 [43]. Al mismo tiempo, la conversión de trans a cis causará cambios significativos en las propiedades ópticas del licopeno, resultando en la formación de un nuevo pico de absorción característico en longitudes de onda cortas (350-365 nm), lo que reduce significativamente el desarrollo del color y la estabilidad del licopenen solución.

2) estabilidad a la luz

Bajo irradiación de luz, la isomeriy la degradación oxiddel licopeny su isómero cis ocurren simultáneamente. El mecanismo de la degradación fotooxidimplica primero la oxidcon la ayuda de la luz, seguido por una reacción de degradación, que divide la molécula en compuestos de cadena corta con bajo peso molecular. El efecto de degradación de la luz se ve reforzada por el aumento de la temperatura y la presencia de oxígeno.

(3) estabilidad del pH

Xu Yuan's [43]la investigación muestra que los ácidos como el HCl tienen un efecto perjudicial significativo sobre el licopeno. A medida que aumenta el pH,la absorbancia del licopenaumenta ligeramente, posiblemente debido a que otras sustancias de color se forman en condiciones alcalinas. Por consiguiente,Li;;;;;;;;;;;;;;;;;Es relativamente resistente al álcali.

(4) estabilidad de iones metálicos

Todos los Mg2+, Zn2+ y Ca2+ presentan un efecto protector sobre el licopeno. Posiblemente debido a que estos elementos tienen una fuerte reducibilidad, lo que puede prevenir lycopene's compartían pares de electrones al perder electrones, jugando así un papel protector; Además, estos elementos pueden formar quelatos especiales con el licopeno, que aumenta la absorbancia de la solución y juega un papel fuerte que mejora el color. Sin embargo, los iones metálicos como Cu2+ y Fe3+ tienen un fuerte efecto destructivo sobre el licopeno.

Hu Yunfeng etal. [44]probaron la estabilidad del rojo de paprika, que tiene una estructura similar al licopeno, y encontraron que los iones metálicos K+, Ca2+, Na+, Mg2+ y Zn2+ no tuvieron efecto sobre el rojo de paprika, mientras que las concentraciones altas de Al3+, Cu2+ y Fe2+ tuvieron un efecto significativo.

4.1.2 pigmentos polifenoles

Los pigmentos polifenóson una clase de pigmentos que se encuentran ampliamente en la naturaleza. Están representados por antocianinas y compuestos flavonoides. La estructura molecular de estos pigmentos se caracteriza por la presencia de 2-fenilbenzopirano. Además, la estructura molecular de los compuestos polifenórepresentados por las catequinas se caracteriza por la presencia de múltiples grupos hidroxifenóen el anillo 2-fenilbenzopirano.

1) estabilidad térmica

El térmicoEstabilidad de antocianinasEstá relacionado con su estructura, pH, oxígeno y la reacción con otros compuestos en el sistema [45]. La pérdida de electrones del catión 2-fenilbenzopirano AH+ de antocianinas: AH+ →A es una reacción exotérmica, y la reacción de hidróliah + →B y la reacción de apertura de anillo B →C son también reacciones exotérmicas, y ambas están acompañadas por un aumento en la entropía. Por lo tanto, cuando la temperatura aumenta, el equilibrio cambia hacia la forma incolora de la pseudobase de charantin y metan. Después de enfri, la base de quinona y la pseudobase de metanse pueden convertir en el catión rojo de antocianina, pero es difícil para el charantin ser convertido de nuevo en el catión de antocianina. Tomando el glucósido del maíz común como ejemplo, su vía de degradación térmica se muestra en la figura 3 [45].

Jiang Xinlong [46] estudió las características de degradación térmica deAntociande de arroz negro. La degradación de la solución de antocianina de arroz negro se colocó en un baño de agua a temperatura constante a 50 °C, 60 °C, 70 °C, 80 °C y 90 °C durante 10 h. La absorbancia de la solución a 520 nm se midió cada 2 h. Los resultados mostraron que cuanto mayor sea la temperatura y mayor sea el tiempo de calentamiento, mayor será la tasa de degradación de la antocianina. La degradación térmica de la antocianina sigue la cinética de reacción de primer orden.

Los resultados mostraron que las constantes de la tasa de degradación del pigmento de la antocianina de Roselle a 80 °C y 100 °C fueron 0,2539 /h y 0,6547 /h, respectivamente, y las semividas fueron 2,73 h y 1,06 h, respectivamente.

(2) estabilidad de la luz

El efecto de la luz sobre las antocianinas se debe principalmente al hecho de que las antocianinas se convierten en flavonopor escisión bajo la luz a través del producto intermedio C4 hidroxiciclopenteno, que se oxia con el tiempo a algunos productos de escisión, tales como 2,4,6-trihidroxibenzaldehído, causando la degradación y decoloración de las antocianinas. Chin-Chia Chen[49]llevó a cabo un experimento de 15 días comparando antocianina almacenen camotes púrpura a 4°C, 25°C, 37°C y 55°C, en la luz y en la oscuridad. Los resultados mostraron que las antocianinas almacenadas a 4°C y 25°C, ya sea en la luz o en la oscuridad, no causaron cambios significativos en la apariencia de color, y el contenido de antocianinas cambió menos del 5%. Por el contrario, cuando se almacena a 37°C y 55°C, la apariencia de color y el contenido de antocianinas cambió significativamente.

3) estabilidad del oxígeno

Las antocianinas sufren diferentes vías de degradación oxidbajo condiciones ácidas y neu. En soluciones ácidas con un pH de 1 a 3, H2O2 ataca la posición C2 de la antocianina por ataque nucleofílico, rompiel enlace covalente entre C2 y C3 para formar un éster de acetato de benzoilfenilo. Este éster es fácilmente hidrolizado en condiciones alcalinas para formar ácidos fenócomo el ácido benzoico y el ácido 2,4,6-trihidroxifenilacético. En una solución neutra con un pH de 6 a 7, el calentamiento hace que malvin3,5-diglucoside se convierta primero en una base de quinona, que a su vez produce un derivado de cumarina, como se muestra en la figura 4 [45].

4) estabilidad del pH

antocianinasExisten en solución en tres formas de hidrato, y su conversión entre el catión delfinidina, la pseudobase metoxilada yla base quinoxalínica a diferentes valores de pH les da diferentes colores.

En una solución acuosa con un pH < 3, las antocianinas son de color rojo y el núcleo flavonoide está presente principalmente en la forma muy estable del catión antocianidina (AH+). Un aumento en el pH conduce a una competencia cinética y termodinámica entre las dos reacciones. Cuando el pH aumenta, el catión flavonoide alcanza el equilibrio con la base violeta/azul de quinona (A) A través de una reacción de deprotonación, que da un color azul A pH alto. Además, A pH > 2, el catión flavona es propenso A sufrir una reacción de adición de agua (hidrat) en C2 para formar una pseudobase de metanincoloro (B). Esta pseudobase puede abrir el anillo para formar cis- o trans-chalcone pseudobases (C), como se muestra en la figura 5 [50].

5) estabilidad de iones metálicos

Zhang Xiaoyuan [51]preparó soluciones de antocianinas de soja negra de azafrán que contienen ocho iones metálicos diferentes, incluyendo Na+, Zn2+, Ca2+, Cu2+, Fe2+, Fe3+, Mg2+ y Al3+, y determinó la absorbancia de las soluciones a 513 nm para determinar el efecto de los iones metálicos. Los resultados mostraron que Na+ y Mg2+ tenían un cierto efecto de aumento de color en la solución de antocianina, pero el efecto no fue significativo. Cu2+, Fe2+ y Al3+ tuvieron un efecto desestabilizador significativo en la solución de antocianina, reduciendo la estabilidad de la antocianina de frijol negro. Fe2+ en particular, las bajas concentraciones de Fe2+ tienen un mayor efecto perjudicial sobre la estabilidad de las antocianinas, y la adición de Fe3+ hace que las antocianinas se complejos con él y forman un precipit. Zn2+ y Ca2+ tienen un efecto estabilisignificativo en las antocianinas de cártamo de soja negra.

4.1.3 pigmentos derivados de cetona

Los pigmentos derivados comunes de la cetona incluyen la curcumina, pigmento de arroz de levadura roja, etc. Zhao Xin et al. [52]analizaron la estabilidad de la luz de la curcumina, demetoxicurcumina y bisdemetoxicurcumina en plantas de cúrcuma bajo la luz natural y la luz protegida condiciones. Los resultados mostraron que la bisdemetoxicurcumina se descompondespués de 1 h de exposición a la luz y se convirtió en una estructura de hexaeneol con cierta estabilidad.

El mecanismo cromogénico de los pigmentos de arroz de levadura roja es la producción de dobles enlaces conjug, principalmente transi− - - y n- - -, y contienen tres tipos de pigmentos: monascorubrin, monascorubrin monohidrato y l-eritrulosa. Lian Xijun [53] encontró en su estudio de la fotoestabilidad de los pigmentos de arroz de levadura roja que cuando los tres tipos de pigmentos en los pigmentos de arroz de levadura roja se irradian con luz ultravioleta, las cadenas laterales alifáticas se rompprimero para generar dos radicales libres. Los tres tipos de pigmentos cambian de manera diferente. El átomo en la posición 2 del cromóforo de monascus red es O, que es un grupo de electrones. Después de que el doble enlace conjuen en el átomo de carbono en la posición 3 al lado de éste absorbe la energía de la luz, el electrón cambia del estado fundamental al estado exci, haciéndolo muy propenso a reacciones fotoquímicas con radicales libres como radicales hidroxilo, protones y aniones superóxidos. El pigmento se desvanrelativamente rápido. En L-monascorubrin, el átomo en la posición 2 es N, pertenece al grupo de donación de electrones, por lo que toma más tiempo para el pigmento#39;s electrones para absorber la energía de la luz y transformarse en electrones en estado excique pueden sufrir reacciones fotoquímicas, y el pigmento se desvanece relativamente rápido; La eritrosina tiene relativamente pocos enlaces dobles conjugados. Después de que el pigmento absorbe la energía de la luz, los dobles enlaces en el anillo benceno no se transforman fácilmente, y las propiedades son relativamente estables, por lo que toma más tiempo para que el pigmento desaparezca.

Durante la reacción a la luz, se produce monohidroxitirosol, y al mismo tiempo, se romplos enlaces intermoleculares de hidrógeno. La cadena lateral se rompe, y el grupo hidroxilo se une al doble enlace. La fórmula estructural después de la decoloración se muestra en la figura 6 [53].

La cadena lateral alifática se desconecta del cuerpo del pigmento después delPigmento rojoSe ha desvan, y otros grupos se unen a la molécula del pigmento al mismo tiempo que se desconecta la cadena lateral. De acuerdo con la teoría fotoquímica, después de que el arroz de levadura roja es irradicon luz ultravioleta en una solución de metan, la descomposición de tipo I de Norrish ocurre primero, es decir, la cadena lateral alifática del arroz de levadura roja es desconectada del cuerpo del anillo de bencenpara formar dos radicales libres. Los radicales libres en el anillo de bencencausan que los electrones del grupo carbonilo se redistribu, formando enlaces dobles y grupos hidroxilo. Al mismo tiempo, los enlaces dobles en otras posiciones sufren reordenmoleculares debido a la absorción de la energía de la luz, reduciendo el número de enlaces dobles en la molécula del anillo de benceno. Finalmente, la cadena lateral del anillo de bencenque que contiene enlaces dobles sufre una reacción de adición bajo la acción de grupos hidroxilo y protones, yel color amarillo de monascorubrin desaparece. El proceso específico se muestra en la figura 7 [53]. La estructura molecular de la L-monascorubrin después de la decoloración se muestra en la figura 8 [53].

La fotodegradación de L-monascorubrin se produce por primera vez a través de la descomposición de tipo I Norrish, que rompe la cadena lateral alifática y la cadena lateral de aminoácidos. Bajo la acción de la luz, la solución acuosa se disocia para producir aniones superóxidos, radicales hidroxilo, protones y otras sustancias. Estas sustancias actúan sobre el doble enlace conjuen L-monascorubrin y se unen a ambos extremos del doble enlace, causando cambios en la estructura cromóforo de L-monascorubrin y la pérdida de color. El peso molecular del pigmento se reduce de 768.4 a 590.1. En la presencia de un gran número de radicales libres en la solución del pigmento, la sustancia que ha perdido su color se descompone aún más, y los grupos hidroxilo conjugen las posiciones 8 y 10 se disocipara formar dos sustancias con pesos moleculares de 306.1 y 284.1. Estas dos sustancias son estables a la luz y ya no sufren reacciones fotoquímicas. El proceso de reacción específico se muestra en la figura 9 [53].

El mecanismo de decoloración de la rodamina es similar al de la eritrosina. Cuando la rodamina es irradiada por luz UV en una solución acuosa de metan, la descomposición de tipo I de Norrish ocurre primero, con la cadena lateral alifática rompidel anillo de bencenpara formar dos radicales libres. El radical libre en el anillo de bencenhace que el electrón carbonilo se redistribu, formando enlaces dobles y grupos hidroxilo. Los enlaces dobles en otras posiciones sufren rearreglos moleculares debido a la absorción de la energía de la luz. Al mismo tiempo, una solución acuosa de metanol bajo luz ultravioleta produce un gran número de aniones superóxidos, protones, radicales hidroxilo, etc. Estos radicales reaccionan con los electrones excitados en el doble enlace, rompiel doble enlace. El sistema conjuen en el anillo benceno se rompe, y la estructura del cromóforo cambia. Finalmente, la cadena lateral del anillo de bencenque que contiene el doble enlace sufre una reacción de adición bajo la acción de un radical hidroxilo y un protón, y el color de la eritrosina se desvan. La estructura molecular después de la decoloración y el proceso de decoloración se muestran en las figuras 10 y 11 [53].

4.1.4 pigmentos derivados del tetrapirrol

La fotodegradación de losclorofilaSe debe principalmente a la conjugde electrones en el anillo de porfirina. Después de que el Mg2+ en el centro del anillo de porrina es eliminado por la clorofila a monooxigende magnesio, el doble enlace conjudel producto intermedio (RCC) se reduce, y la vía de degradación se muestra en la figura 12 [54].

En un ambiente ácido, la clorofila se puede convertir en un derivado gris-marrón, feofórbida, después de un calentamiento prolongado [55]. Para facilitar el almacenamiento de la clorofila, la clorofila con alta actividad se prepara generalmente en clorofilina de cobre de sodio, que es un agente de coloración azulverque es más estable a altas temperaturas y bajo pH. su estructura se muestra en la figura 13 [56], en el que Mg2+ se sustituye por Cu2+ y la cadena éster se escinde para eliminar la cadena lateral ficocianobilin.

Lone Jespersen et al. [57]llevaron a cabo un análisis experimental de la estabilidad de las ficobiliproteínas y el estudio mostró que las ficobiliproteínas son inestables en solución acuosa. Las ficobiliproteínas son insolubles en soluciones ácidas (pH = 3), y desnaturalizadas en soluciones acuosas con pH = 5 y pH = 7 y temperaturas por encima de 45 °C, lo que resulta en un cambio de color. En soluciones acuosas con pH = 5 y pH = 7, el grado de degradación puede alcanzar el 80% después de estar expuesto a 3 × 105 lux luz durante 24 horas.

4.1.5 pigmentos derivados de quinona

1) estabilidad de la luz

El tinte Lac es altamente estable a la luz a temperatura ambiente. La foto-oxides la principal causa de su decoloración, y el primer paso en la foto-oxides la formación de compuestos de hidroxilamina [58]. Por lo tanto, en general, cuanto más fuerte es la basicidad de la estructura molecular de la antraquinona, mayor es su actividad en la fotooxid. El colorlac es ácido Lac, y su estructura molecular contiene grupos carboxilo, lo que lo hace ácido y por lo tanto tiene una alta estabilidad a la luz. Emilio Marengo[59]utilizó ATR-FTIR para analizar los productos de fotodegradación de una mezcla de pigmentos de rubia bajo irradiación UV. La luz UV hace que el enlace C=C en el anillo aromático del pigmento se romp.

(2) estabilidad térmica

Los principales cambios inducidos por la temperatura en el tinte lac son la descomposición y la reordenación. El carmín tiene buena tolerancia a la temperatura. M. W. KEARSLEY [60]llevó a cabo experimentos de calentamiento en la clorofilina de cobre, polvo de remolacha y carmín, y los resultados mostraron que la estabilidad térmica del carmín es muy superior a la de la clorofilina de cobre y polvo de remolacha.

3) estabilidad del oxígeno

El tinte Lac es una mezcla de ácidos carboxílicos de antraquinona polihidroxi, en la que hay un gran doble enlace conjuen el anillo de antraquinona. El gran enlace conjues relativamente estable bajo condiciones suaves y todavía puede exhibialguna actividad en presencia de un agente reducfuerte.

4) estabilidad de iones metálicos

La presencia de iones metálicos tales como K+, Na+, Mg2+, Zn2+ y Mn2+ aumenta la absorbancia de la solución acuosa del tinte lac en diversos grados, lo que indica que estos iones metálicos tienen un cierto efecto de aumento de color en el tinte lac; La presencia de iones Al 3+ y Cu2+ hace que la solución del tinte lac cambie de rojo rosa a rojo púrpura; Y la presencia de iones Fe2+, Fe3+, Ca2+ y Sn2+ puede reaccionar con el tinte lac para formar precipitados y causar cambios en el color de la solución acuosa. Esto se debe a que el anillo antraquinona del tinte lac tiene grupos hidroxilo en las posiciones 3 y 4, que pueden actuar como ligandos polibásicos complejos con Fe2+, Fe3+, Ca2+ y Sn2+ para formar quelatos cíclicos.

Ligeramente diferente del colorlac, el rojo cocina es altamente estable hacia K+, Ca2+, Na+, Mg2+, Mn2+, Zn2+, Fe2+ y Pb2+, y menos estable hacia Fe3+ y Cu2+ [61].

(5) estabilidad del pH

El tinte Lac se vuelve menos estable en condiciones alcalinas y sólo es adecuado para almacenamiento y coloración en el rango ácido. A valores de pH ácido, los átomos de oxígeno de los grupos carbonilo quinona en las posiciones 9 y 10 del tinte lac no están protonporque forman enlaces de hidrógeno intramolecular con los grupos hidroxilo en las posiciones 1 y 4, respectivamente, y por lo tanto no son sensibles a los cambios en el pH en la región ácida [62]. A pH alcalino, los grupos fenol y ácido carboxílico en el componente del tinte de antraquinona serán desprotonados. La separación de carga en el anión fenódará lugar a la estabilización del estado excitado y una disminución en la energía de transición, lo que causará un cambio de color significativo. También es muy propenso a reacciones de reordenamiento, y la reactividad de la estructura molecular después del reordenamiento aumenta bruscamente. Cuando se expone a la luz, oxidantes y agentes reduc, es muy propenso a la reacción y se desvaneccuando se expone a estos factores [58].

A medida que la acidez aumenta, la absorbancia del pigmento rojo de la cochinilla disminuye gradualmente, pero la máxima longitud de onda de absorción permanece casi invari. Esto puede deberse a que a medida que aumenta la acidez, el pigmento en la solución se precipgradualmente, reduciendo la concentración. A medida que la alcalinidad aumenta, la absorbancia del carmín disminuye gradualmente, y la máxima longitud de onda de absorción también cambia. Bajo condiciones fuertemente alcalinas, el efecto de tinse pierde completamente, lo que puede ser debido a la destrucción de la estructura del pigmento bajo condiciones fuertemente alcalinas [61].

Cuando el pH es menor de 7, el espectro de absorción ultravioleta de alizarina se centra en 430 nm, y la solución de alizarina es de color amarillo. Cuando el pH es 8, la solución de alizarina es de color rojo, con picos de absorción a 430 nm y 530 nm. Cuando el pH continúa aumentando, el pico de absorción de la solución de alizarina cambia rápidamente a 530 nm, y la solución es púrpura. Cuando el pH se aumenta a 13, el espectro de absorción de alizarina muestra picos a 530 nm, 573 nm y 616 nm, y la solución es de color azul oscuro. Los cambios estructurales y el espectro de absorción se muestran en la figura 14 [63].

El cambio de color de la alizarina está relacionado con cambios en la estructura molecular. Bajo condiciones ácidas, ambos grupos hidroxilo fenóestán bloqueados, y el pico característico es 430 nm. Para la molécula de alizarina, − -OH tiende a formar un enlace de hidrógeno intramolecular con el grupo carbonilo, por lo que es más difícil de ionique − -OH. Bajo condiciones débilmente alcalinas, β-OH pierde su hidrógeno primero, mientras que α-OH permanece, dando lugar a picos a 430 nm y 530 nm en el espectro de absorción. Bajo condiciones fuertemente alcalinas (pH − 10), los grupos hidroxilo fenóen alizarina son todos O-, y el pico característico es de 530 nm. Cuando el pH alcanza 13, no sólo se eliminan los dos átomos de hidrógeno en el grupo hidroxilo fenó, sino que el grupo carbonilo en la molécula de alizarina también se isomeri, y el producto muestra dos nuevos picos de absorción en 575 nm y 616 nm.

Se irradiaron soluciones de alizarina con pH de 4, 7, 8, 10 y 13. Cuanto más alto es el valor de pH de la solución de alizarina, peor es la estabilidad de la luz. Cuando el valor de pH era 13, la solución de alizarina era casi incolora después de 12 horas de irradiación, y la degradación del color era de 87.4%, indicando que la estructura de alizarina en condiciones fuertemente alcalinas es extremadamente sensible a la luz. La solución de alizarina con un pH de 4 se desvaneció menos después de ser expuesto a la luz, y la tasa de descomposición de las moléculas de tinte de alizarina después de 12 horas de exposición a la luz fue de sólo 10,0%. Los espectros de color y ultravioleta a diferentes valores de pH y las tasas de descomposición de la exposición a la luz se muestran en la figura 15 [63].

4.2 métodos para mejorar la estabilidad del colorante natural

4.2.1 adición de los estabilizadores

Muchos estudios han demostrado que la adición de una cierta cantidad de productos químicos especiales durante el procesamiento y almacenamiento deColoración NaturalPuede retrasar el proceso de decoloración y mejorar la estabilidad química de los pigmentos naturales. Actualmente, los productos químicos disponibles incluyen principalmente varios antioxidantes y conservantes.

Los antioxidantes son sustancias que previenen los efectos adversos al reaccionar con oxígeno. Por ejemplo, la isorhametina, el ácido ascórbico, la quercetina y el beta-carotenpueden mejorar la estabilidad de la coloración Natural. Zhu Jiali [64] encontró que la estabilidad del pigmento de arroz de levadura roja, que es un portador de alginato de sodio, se mejoró significativamente después de la adición de ácido ascórbico, quercetina y − -caroteno. Huang Yanchun et al. [65]investigaron el efecto de los antioxidantes naturales de diferentes concentraciones sobre la estabilidad del pigmento rojo de paprika. Los resultados mostraron que una pequeña cantidad de vitamina E puede mejorar la estabilidad del pigmento rojo de la paprika, y una cantidad adecuada de antocianina puede proteger el color del pigmento rojo de la paprika.

4.2.2 portador de microcápsulas

La tecnología de microencapsulación es una nueva tecnología que ha sido reconocida por el mundo#39;s principales organizaciones. Es una tecnología de procesamiento que ha sido el foco de investigación y desarrollo en el siglo XXI y puede ser ampliamente utilizada en la industria alimentaria [66]. Las microcápsulas encapsulan y sellos contenidos dentro de la cáscara polimérica, aislándolos del mundo exterior. Cuando se aplican a pigmentos, pueden proporcionar una fuerte protección, mientras que también mejoran la solubilidad del pigmento, reduciendo su difusión, y enmascarlos olores.

Fan Min et al. [67]investigaron los parámetros óptidel proceso para la preparación de microcápsulas de pigmentos de la cásfera de Camellia oleifera. Los resultados mostraron que después de la microencapsul, la estabilidad de los pigmentos de cáscara de Camellia oleifera al calor, acidez y alcalinidad, iones metálicos, aditivos alimentarios, luz, H2O2 (oxidante) y Na2S2O3 (agente reduc) fue significativamente mejorada.

Zheng et al. [68]utilizaron un polímero de estireno y metacrilato de metilo como material de pared y un pigamarillo de jengibre aceitcomo material de núcleo para preparar microcápsulas de coloración Natural bajo una atmósfera de nitrógeno. Como se muestra en la figura 16, las microcápsulas de pigmento natural sintético tienen buena uniformidad y alta estabilidad de dispersión. Sin afectar a la luz de color, las microcápsulas dan al pigmento amarillo de jengibre una mejor resistencia al ácido y álcali y la luz.

Añadir un antioxidante durante el proceso de microencapsulafectará aún más las propiedades del pigmento. Fan et al. [69]prepararon microcápsulas de licopeny en los resultados se observó que la estabilidad del licopenmejoró en gran medida después de la microencapsulación y la adición del antioxidante erittorbato de sodio mejoró la retención de licopendurante el proceso de pulveri.

4.2.3 portadores de nanopartículas

Los nanomateriales son micropartículas fabricadas artificialmente con un tamaño de partícula en el rango de 1-100 nm. Las nanopartículas son un portador ideal, y su estado estructural único les da propiedades físicas especiales como uniformidad, permefuerte y propiedades ópticas especiales. Pueden usarse para encapsular sustancias activas, reducir el impacto de factores externos sobre las sustancias activas y lograr una liberación específica después de recibir estímulos específicos. En la actualidad, las nanopartículas son ampliamente utilizadas como portadores funcionales en biología, farmacia y medicina.

Kou Linlin [70]desarrolló una tecnología microfluídica universal como se muestra en la figura 17, y encapsulcon éxito la curcumina de coloración natural hidrofóbica en nanoesferas de laca con propiedades físicoquímicas controlables. Los resultados mostraron que la dispersión, la estabilidad y la biodisponibilidad de la curcumina encapsulada en nanoesferas se han mejorado en gran medida, y la curcumina encapsulen nanospheres-monocristal portadores compuestos también exhiexcelente estabilidad bajo la luz.

Shue Li et al. [71]estudiaron las propiedades de los minerales arcillosos, que tienen las ventajas de ser de bajo costo, no tóxicos, tener una gran superficie específica y buenas propiedades de adsorción. Son un tipo prometedor de nanoportador, y las características únicas de su estructura y propiedades fisicoquímicas proporcionan una oportunidad para estabilizar el color natural.

4.2.4 reacción de cocoloración

Las antocianinas, que son menos estables, también se pueden hacer más estables mediante la formación de complejos moleculares con otros componentes de las plantas. Esto se conoce como el efecto de cocolor de las antocianinas con componentes que no desarrollan color como fenoles, aminoácidos y ácidos orgánicos. Este pigmento complejo se conoce como un copig[72]. Una vez que estos complejos se forman, el color de las antocianinas excederá con creces la concentración esperada, y la estabilidad de las antocianinas también aumentará [73]. Los investigadores [73-75] han añadido otras moléculas pequeñas como el ácido mirístico, el ácido ferúlico, el ácido rosmarínico y las catequinas, o extractos obtenidos de fuentes naturales (como pétalos de rosa, cáscaras de mango, zanahorias negras, pieles de uva y romero, etc.) a una solución modelo de fres. Los resultados muestran que este tipo de pigmento complejo puede mejorar la estabilidad de antocianinas y color en productos de fresa.

Kubra Ertan et al. [76]estudiaron los efectos de varias fuentes de copigmento sobre la estabilidad de las antociande de nécde de fresbajo diferentes edulcorantes, incluso ácido gálico, hojas de rosa, talde de cereza, cáscara de granada y talde de cereagri. Los resultados mostraron que entre las fuentes de copigmento, independientemente del edulcorutilizado, los talde de guinagrituvieron la mayor estabilidad, el desarrollo de color y la densidad de color fueron los más altos. La razón de esto es que los ácidos fenóen los talde de las cereagriinteractúan con la pelargonidin-3-glucósido y la pelargonidin-3-rutosido para producir el desarrollo de cocolor más estable.

Klisurova et al. [77]investigaron la cocoloración de antocianinas con 10 compuestos fenólicos y varios extractos de hierbas. Los resultados mostraron que el uso de extractos herbpuede conducir a un efecto significativo del realce del color en una proporción mucho más baja del pigmento/copigcomparado a compuestos puros. El uso de extractos herbseleccionados como copigmentos ofrece perspectivas realistas para el desarrollo de alimentos funcionales con propiedades organolépticas mejory efectos biológicos gracias al color mejorado y la estabilidad de las antocianinas.

5 colornatural: estado actual de aplicación

5. 1 colornatural en la industria alimentaria

Coloración Natural es cada vez más popular enProducción de alimentosPrincipalmente porque los consumidores están preocupados por la salud y la seguridad de los colorantes alimentarios sintéticos. Además, como algunos colorantes naturales también pueden proporcionar importantes beneficios para la salud, su uso en los alimentos ha atraído cada vez más la atención en los últimos años.

El colornatural se utiliza comúnmente como aditivos alimentarios, y su función principal es dar el color correspondiente al alimento o para reparar y mejorar el color original del alimento a través de la compatibilidad de los pigmentos, con el fin de dar al alimento un fuerte atractivo visual [78].

Los procedimientos de fabricación y procesamiento, las condiciones de almacenamiento y la preparación de los alimentos pueden cambiar el tono de los colores naturales, lo que tiene un impacto significativo en el color final de los alimentos. En particular, las operaciones que implican el uso de calor a menudo conducen a cambios significativos, degradación o incluso la pérdida del color de los alimentos. Por lo tanto, el color Natural se utiliza en los alimentos para diferentes propósitos, tales como mejorar o fortalecer su color original, garantizar la uniformidad del color para mejorar la apariencia de los alimentos o proporcionar color para otros alimentos sin color.

5.2 colorantes naturales en la salud

5.2.1 actividad antibacteriana y anticancerosa de las antocianinas

La actividad antibacteriana de las antocianinas se ha revelado en muchos estudios [79-80], como se muestra en la figura 18. La actividad antibacteriana de las antocianinas puede ser la destrucción de las paredes celulares, las membranas celulares y la matriz intercelular, o puede afectar el metabolismo de los microorganismos privándolos de los sustratos necesarios para el crecimiento [81].

Las antocianinas tienen ciertas actividades contra el cáncer. Nichenametla et al. [82]analizaron los efectos anticancerosos de las antocianinas y sus mecanismos. Xu et al. [83]estudiaron el efecto de la antocianina-3-glucósido (C3G) en el bloqueo de la activación de la vía ErbB2/FAK inducida por etanol. C3G tiene la capacidad de prevenir la migración/invasión celular y se cree que ayuda a prevenir la metástasis de cáncer de mama indupor etanol. Este estudio reveló el mecanismo de acción de las propiedades anticancerígenas de las antocianinas: inducde la apoptosis e inhibide la angiogénesis. Bontempo et al. [84]investigaron la actividad anticancerosa de antocianinas en papas. Yi et al. [85]estudiaron los efectos de las antocianinas de uvas blancas sobre la viabilidad de las células cancerosas y la apoptosis. Las antocianinas del té púrpura tienen actividades antioxidantes, inmunoestimulantes y anticancerosas.

5.2.2 actividades antimicrobiy anticancerosas de la clorofila

Como colornatural medicinal común, la actividad biológica de la clorofila tiene un impacto significativo en la salud humana, tanto porque ayuda a equilibrar la microbiota intestinal como porque su estructura química hace que muestre propiedades antioxidantes y antibacterianas [86]. Estudios científicos han demostrado que la ingesta de clorofila en los alimentos puede ser beneficiosa para la salud humana mediante actividades antioxidantes, antimutagénicas y antigenotóxicas [87][88]. Numerosos estudios in vivo e in vitro [89-91] han demostrado el efecto quimiopreventivo de la clorofila en seres humanos. La clorofila es similar en estructura a la hemoglobina y puede regenerar o reemplazar la hemoglobina en casos de deficiencia de hemoglobina. Clínicamente,Clorofila ricaLos jugos se recomiendan para pacientes con enfermedades como talasemia y anemia hemolí. La clorofila y enzimas como la superóxido dismutasa, las hormonas vegetales ácido abscísico o dormancia pueden ejercer importantes funciones contra el cáncer en condiciones alcalinas [92-93].

5.2.3 actividad antibacteriana y anticancerosa de los carotenoides

En cuanto a la prevención e inhibición del cáncer, los investigadores [94]lo han demostradocarotenoidesTambién tienen un gran potencial. Además, los carotenoides tienen algunos efectos positivos en la mejora de la osteoporosis [95], el tratamiento de las enfermedades pulmonares [96]y la mejora de las enfermedades neurológicas [97]. Las antocianinas naturales están permitidas como colorantes alimentarios en alimentos y bebidas en Europa, Japón, Estados Unidos y muchos otros países [98]. Los investigadores han concluido que los extractos que contienen antocianina son muy bajos en toxicidad basados en estudios toxicolde mutagenicidad, toxicidad reproductiva, teratogenicidad, toxicidad aguda y toxicidad a corto plazo [99-100].

5.2.4 actividad antibacteriana y contra el cáncer del licopeno

El licopentiene una larga historia de uso en la industria de aditivos alimentarios. Por lo general, el licopenes un carotenoque se libera cuando se calienta o se agita. Como se muestra en la figura 19, Wang et al. [101] mostraron que el licopenpuede reducir el riesgo de cáncer al inhibiel crecimiento celular, la proliferación, la invasión e inducir la apoptosis.

5.2.5 actividad antibacteriana y anticancerosa de la curcumina

curcuminaOtras sustancias activas orgánicas extraídas del extracto de cúrcuma tienen actividad antibacteriana contra la mayoría de los microorganismos patógenos [102]. Mari Selvam et al. [103] experimentalmente se centró en el efecto antibacteriano de la curcumina en Escherichia coli y Vibrio cholerae. La actividad antibacteriana se debe a la presencia de compuestos fenólicos. Algunos informes han demostrado que las nanopartículas de curcumina tienen mejores propiedades antibacterianas que la curcumina debido a su menor tamaño y mayor área de superficie expuesta [104-105]. Bhawana et al. [106] encontraron que la nano-curcumina tenía un mejor efecto bacteriostático que la curcumina contra diferentes tipos de microorganismos patógenos. Shlar et al. [102] informó de dos soluciones para aumentar la solubilidad en agua de la curcumina, como se muestra en la figura 20. Después de la preparación de la curcumina soluble en agua fue completa, Shlar utilizó un kit de vitalidad bacteriana para medir la vitalidad celular de Escherichia coli bajo la influencia de las nanopartículas de curcumina en un ambiente oscuro y un ambiente claro, respectivamente. Después de 24 horas de exposición a la luz, hubo una tendencia a la baja en la vitalidad bacteriana; Después de 24 horas de exposición a la oscuridad, sólo hubo una ligera tendencia a la baja en la vitalidad bacteriana. Esto demuestra que la curcumina tiene un efecto antibacteriaún más excelente bajo la luz.

6

El color Natural proviene de una amplia gama de fuentes y tiene ventajas sobre el color sintético, como ser respetuoso con el medio ambiente, tener un tono que está cerca de la Natural, y ser biológicamente activo. Sin embargo, en el uso práctico, la coloración natural puede tener problemas tales como baja eficiencia de extracción, pobre estabilidad del color, baja biodisponibilidad, pobre poder de coloración, y problemas no resueltos con el mecanismo de coincidencia de color y la estabilidad del complejo de coincidencia. Con más investigación, la extracción de fluido supercrítico y las técnicas de extracción de pulso de alta presión se consideran opciones importantes para la extracción de pigmentos a gran escala en el futuro. Los materiales nanoencapsulados o compuestos con minerales de arcilla se consideran una solución ideal para mejorar la estabilidad deColoración Natural. Además del color, la detección inteligente de cambios de color, las células solares sensibilizadas con pig, y la preparación de medicamentos contra el cáncer son también importantes direcciones futuras para la aplicación y el desarrollo de la coloración Natural.

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