¿Cuál es la categoría de pigmento Natural?

En muchas pruebas, se ha encontrado que muchas variedades de pigmentos sintetizquímicamente tienen toxicidad crónica grave y carcinogeni, e inevitablemente serán gradualmente reemplazpor pigmentos naturales [1]. Los pigmentos naturales, como aditivos alimentarios, tienen las características de alta seguridad y colores brillantes naturales. Además, algunos pigmentos naturales también tienen efectos farmacológicos como el tratamienay la prevención, así como funciones de salud. Las funciones fisiológicas y técnicas de preparación de varios pigmentos naturales importantes se presentan a continuación.

1 tipos y funciones fisiológicas de los pigmentos naturales

1.1 pigmentos carotenoides

Estos pigmentos se pueden dividir en dos categorías según sus propiedades químicas y solubilidadCarotenoids yxanthophylls (en inglés).

carotenoides

Los carotenoides son polienos conjug, que se caracterizan por su capacidad para prevenir eficazmente el daño a la membrana lipíinterna causado por los radicales libres. El betacaroteno se encuentra en muchas verduras de color amarilver-amarillo (zanahorias, calabaza, batatas, etc.), frutas, algas marinas y bayas de lobo. Se reporta que las bayas de licio tienen un alto contenido de caroten(19,61 mg/100g) [2].beta-carotenoEs un precursor de la vitamina A. en el cuerpo, después de que se absorbe el betacaroteno, se descompone en el intestino delgado o el hígado y se convierte en vitamina A. algunos estudios han encontrado que una molécula de betacaroteno se puede convertir en dos moléculas de vitamina a por la acción de enzimas en el cuerpo, Y es el más abundante en alimentos, por lo que se considera la principal fuente de vitamina A para el cuerpo humano [3]. Algunos estudios han demostrado [4] que la vitamina A puede mejorar el cuerpo#39;s función inmune, proteger contra la radiación ultravioleta, prevenir la deficiencia de vitamina A, prevenir y tratar enfermedades cardiovasculares como el accidente cerebrovascular y el infarto de miocardio, y tiene un efecto anti-cáncer.

1.1.2 luteína

Es un derivado que contiene oxígeno de polienos conjugy es una trampa radical de oxígeno eficaz. La luteína se encuentra principalmente en el maíz, chiles, frutas cítricas y bayas de lobo. Es un colector de oxígeno singlete y radicales libres, y puede reaccionar rápidamente con oxígeno y radicales libres producidos por la oxiddel ácido linoleico para prevenir la transferencia en cadena de la peroxidlipí. Su efecto antioxidante es comparable al del BHT, y se convertirá en una nueva generación de antioxidantes nutricionales. Los investigadores médicos occidentales descubrieron eso hace mucho tiempo [19]Luteína naturalPuede prevenir una serie de enfermedades causadas por el envejecimiento en el cuerpo humano, como la prevención de la disminución de la visión e incluso la ceguera causada por la degeneración macular de la retina de los ancianos, y también la reducción de la incidencia de cáncer, enfermedades cardiovasculares, y enfermedades oculares.

1.2 flavonoides

Los flavonoides son un tipo de sustancia fenósoluble en agua con una estructura C6-C3-C6. Pueden capturar radicales de peróxido de lípidos y superóxidos en la membrana biológica, cortando así la reacción en cadena de peroxidde lípidos en el cuerpo que causa el envejecimiento y la enfermedad. También tienen el efecto de quelante de iones metálicos y el bloqueo de oxid. Wang Wei [12] y otros lo encontraronflavonoidesTambién se puede utilizar como un agente protector vascular para prevenir la aterosclerosis y la embolia. Entre los flavonoides, el pigmento rojo de sor, el pigmento de cacao y el pigmento de ceboltienen una fuerte actividad antioxidante. Sun Ling [13] y otros extraen melanina del arroz negro, frijoles negros y semillas de sésamnegro y encontraron que tiene una fuerte capacidad de recolección de radicales de oxígeno.

1.3 antocianina pigmentos

Antocianina pigmentosSe encuentran generalmente en las flores, hojas y frutos de las plantas y se componen de un grupo glucósido y azúcar. Generalmente son solubles en agua, pero su color puede cambiar dependiendo del valor de pH. Las antocianinas también son sensibles a la luz, la temperatura y el oxígeno. Las antocianinas pueden absorber fuertemente la luz ultravioleta y actuar como una barrera UV en el cuerpo. También tienen un efecto preventivo sobre la cardiopatía corony los defectos miocárdicos [14]. Además, pueden tratar trastornos circulatorios y angina de pecho, y retrasar el crecimiento de las células cancerosas. Jiang Pingping [15] y otros extrajeronPurple Sweet potato anthocyanin (en inglés)A partir de bonipur. La investigación encontró que puede eliminar los radicales libres de oxígeno, resistir la peroxidlipí, y resistir la hemólide los glóbulos rojos causada por H2O2. Algunos estudiosos extraen el pigmento perilla de la perilla de doble propósito en China y encontraron que tiene los efectos de la desintoxicación, la dispersión de frío, la promoción de la circulación de Qi, y calmar el estómago.

1.4 clorofila (pigmentos de porfirina)

La clorofila se encuentra en las algasY las hojas y frutos de las plantas superiores, y es inestable a la luz. En general, el magnesio en el centro del anillo de porfirina puede ser eliminado por separación de ácido diluido para formar clorofila demagnesio, y luego el cobre puede ser utilizado para reemplazar el magnesio para obtener el derivado más estable clorofilina cobre sodio. Los estudios han encontrado que tiene el efecto de nutrir la sangre, promover la producción de sangre, la activación de las células, la lucha contra la infección y la inflamación, y la inhibición del crecimiento de las células cancerosas.

2 método de preparación

Método de extracción con disolvente 2.1

El proceso de este método es primero extraer con un disolvente orgánico, luego filtrar, reducir la presión para concentrar, secar al vacío y refinar para finalmente obtener el producto. Dependiendo de la naturaleza del pigmento y la materia prima, la elección del agente de extracción también varía, y generalmente se divide en inorgánico y orgánico. Los agentes comunes de extracción inorgánica comprenden el agua y las soluciones ácido-base; Los disolventes orgánicos incluyen etanol, acetona, alcanos, bencen, aceites y grasas, dióxido de carbono, etc. El método de extracción por solvente es sencillo, requiere menos inversión en equipo, es más fácil de operar, no contamina el medio ambiente, y es conveniente para la producción; Sin embargo, el tiempo de extracción es largo, la intensidad de mano de obra es alta, el consumo de energía es alto durante el pretratamiento de la materia prima, la solubilidad del pigmento es pobre, y el color cambia mucho. La cantidad de disolvente requerida para el proceso de extraci ã ³ n es grande, y la recuperaci ã ³ n es dif ã cil, resultando en un mayor costo de producci ã ³ n para el producto. Algunos informes de la literatura [16] indican que el etanol es un disolvente orgánico ideal para la extracción de colorantes alimentarios naturales. Cai Jian [17] y otros informaron que para los pimientos rojos y tulipanes con bajo contenido de humedad, el uso de 95% de etanol es más eficaz; Para rábanos con alto contenido de humedad, se puede utilizar etanol anhidro para la extracción.

2.2 extracción de fluido supercrítico

La extracción de fluido supercrítico es una tecnología emergente de extracción y separación en la industria alimentaria. Utiliza las características de los líquidos en la región supercrítica, que tienen tanto las propiedades anfóteras de gas y líquido (es decir, tienen la alta permey baja viscode un gas, así como la alta densidad y buena solubilidad de un líquido), para lograr la disolución y separación de solutos. La característica principal de esta tecnología es que combina las funciones duales de la extracción con disolvente tradicional y la destilación, y es especialmente eficaz en la separación de sustancias sensibles al calor y no volátiles. La tecnología de extracción de CO2 supercrítica también puede impulsar el desarrollo de industrias relacionadas y mejorar los métodos de disolvente químico en China, promoviendo así el desarrollo de la industria. Es un método excelente para extraer, preparar y analizar muestras de sustancias naturales, y por lo tanto está más en línea con la tendencia de las personas que vuelven a la naturaleza.

2.3 método de fusión por congelación

Este método es suave, con una temperatura de funcionamiento no superior a la temperatura ambiente, y por lo tanto menos perjudicial para los colores de alimentos naturales sensibles al calor. Es un método frecuentemente utilizado en la investigación bioquímica para romper las paredes celulares de los microorganismos [17]. En comparación con la extracción con disolvente convencional, este método evita el proceso de transferencia de masa a través de la pared celular, por lo que el tiempo de extracción se reduce considerablemente. Después de que la pared celular de la planta se rompe, las sustancias solubles intracintracserán disuel. Para obtener un producto más puro, generalmente se utiliza etanol como agente extrante. Yang Li [20] y otros utilizaron gardenia, rubia cordifolia y hojas de arce como materias primas para extraer tres pigmentos. Los resultados mostraron que este proceso tiene una amplia aplicabilidad para la extracción de pigmentos solusolubles en agua y alcohol, y por lo tanto puede extenderse a la producción industrial de otros pigmentos similares.

2.4 método de extracción enzim

El método de extracción enzimes adecuado para materias primas que están rodede paredes celulares y no son fáciles de extraer, como el pigmento amarillo cártamo [17]. El pigmento amarillo de cártamo se encuentra en los pétalos tubulares de cártamo, y la composición química del material vegetal en esta área es principalmente sustancias similares a la celul, que forman una barrera para la difusión del pigmento amarillo de cártamo del material vegetal al medio de extracción. La acción de la celulasa en las flores tubulares de cártamo causa la degradación de la celul, hemicelulosa y otras sustancias en las paredes celulares y la matriz intercelular, lo que resulta en cambios locales, tales como aflojamiento, expansión y colapso de la estructura de las paredes celulares y la matriz intercelular, lo que aumenta el área de transferencia de masa para la difusión de la sustancia activa, es decir, el pigmento amarillo cártamo, al medio de extracción y la reducción de la resistencia de transferencia de masa, Facilitando así la extracción del pigmento amarillo cártamo.

Método de extracción por microondas 2.5

Las microondas son ondas electromagnéticas con una frecuencia de 300-300,000 MHz, y son generalmente conocidas como ondas de ultra alta frecuencia. El mecanismo de la extracción por microondas [17] es que las microondas pasan libremente a través del medio de extracción transparente durante la irradiación por microondas, alcanzando los haces vasculares internos y los sistemas celulares glandulares del material biológico. Debido a la absorción de la energía de microondas, la temperatura dentro del material aumentará repentinamente. En general, la temperatura de los haces vasculares y los sistemas glandulares de materiales naturales se incrementmás rápido, y luego mantener esa temperatura hasta que la presión interna excede la capacidad de la pared celular para expandirse, y las células comienzan a romper. En ese momento, los ingredientes activos en las células fluirán libremente fuera de las paredes celulares rotas, y luego serán capturados por el medio de extracción a una temperatura más baja y disueltos en el medio de extracción. Finalmente, el residuo se filtra para obtener el extracto. Por otro lado, el campo electromagnético generado por las microondas puede acelerar la velocidad de difusión del material extraído desde el interior al disolvente de extracción. Las ventajas de la extracción por microondas son altas y precisas tasas de extracción, velocidad rápida, bajos costos de operación, reducción de los costos de pre-procesamiento de las materias primas, y también es el medio ambiente. La radiación de microondas tiene una excelente penetrabilidad, y se puede aplicar a cualquier material biológico natural, y es más eficaz para la extracción de ingredientes sensibles al calor. Además, este método se puede combinar con la extracción de fluido supercrítico para resolver el problema de los residuos de disolvente durante la extracción por microondas, que es difícil de lograr con otros métodos de extracción existentes.

3 perspectivas

China tiene un vasto territorio, abundantes y diversos recursos vegetales, yPigmentos naturales materias primasTanto en el norte como en el sur, todo lo cual puede ser desarrollado y utilizado. Esto es especialmente cierto en el caso de algunos productos agrícolas, como el maíz, el sorgo, el chilirábanosEtc., que se pueden encontrar en todas partes. También vale la pena mencionar que las bayas de licio, que se cultiven en grandes plantaciones en el noroeste de China, contienen una amplia variedad de pigmentos en altas concentraciones, proporcionando una rica fuente para el desarrollo deColores de alimentos naturalesY abriendo nuevas vías para la transformación profunda de productos agrícolas y secundarios. Con la mejora de las personas#39 y el desarrollo continuo de la industria alimentaria, así como el creciente énfasis en la calidad de vida y el desarrollo continuo de la industria alimentariaChina's industria alimentariaEn la alta tecnología, los colorantes alimentarios naturales tienen amplias perspectivas de desarrollo. Por esta razón, debemos aprovechar la oportunidad, con base en el mercado nacional, explorar activamente el mercado internacional, y desarrollar vigorosamente los colores naturales de alimentos nutritivos y multifuncionales, tales como caroteno, flavonoides, licopeno,clorofilaPigmento de arroz de levadura roja, etc. Al mismo tiempo, también debemos adoptar tecnología avanzada, mejorar continuamente el nivel de equipamiento y la producción de productos, con el fin de mejorar la competitividad en el mercado de los productos.

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