¿Cuál es la categoría de pigmento Natural?

In many tests, it has been found that many varieties dechemically synthesized pigments have serious chronic toxicity ycarcinogenicity, ythey will inevitably be gradually replaced by natural pigments [1]. Pigmentos naturales, as food additives, have the characteristics of high safety and natural bright colors. In addition, some natural pigments also have pharmacological effects such as treatment and prevention, as well as health functions. The physiological functions and preparation techniques of several important natural pigments are introduced below.

1 tipos y funciones fisiológicas de los pigmentos naturales

1.1 pigmentos carotenoides

These pigments can be divided inatwo categories according to their chemical properties and solubility: carotenoidesand xanthophylls.

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]. El betacaroteno es 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 encontraron que los flavonoides también pueden ser utilizados 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 pigmentos are generally found in the flowers, leaves, and fruits of plants and are composed of a glycoside group and sugar. They are generally water-soluble, but their color can change depending on the pH value. Anthocyanins are also sensitive to light, temperature and oxygen. Anthocyanins can strongly absorb ultraviolet light and act as a UV barrier in the body. They also have a preventive effect on coronary heart disease and myocardialdefects[14]. In addition, they can treat circulatory disorders and angina pectoris, and delay the growth of cancer cells. Jiang Pingping [15] and others extracted purple sweet potato anthocyanin from purple sweet potatoes. The research found that it can remove oxygen free radicals, resist lipid peroxidation, and resist the hemolysis of red blood cells caused by H2O2. Some scholars extracted perilla pigment from the dual-purpose perilla in China and found that it has the effects of detoxification, dispersing cold, promoting circulation of Qi, and soothing the stomach.

1.4 clorofila (pigmentos de porfirina)

La clorofila se encuentra en las algas y 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

This method is gentle, with an operating temperature not exceeding room temperature, and therefore less damaging to heat-sensitive natural food colors. It is a method often used in biochemical research to break the cell walls of microorganisms [17]. Compared with conventional solvent extraction, this method avoids the mass transfer process through the cell wall, so the extraction time is greatly shortened. After the plant cell wall is broken, the intracellular soluble substances will be dissolved. In order to obtain a purer product, ethanol is generally used as the extracting agent. Yang Li [20] and others used gardenia, rubia cordifolia, and maple leaves as raw materials to extract three pigments. The results showed that this process has broad applicability for extracting water-alcohol soluble plant pigments, and can therefore be extended to the industrial production of other similar pigments.

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 has a vast territory, abundant and diverse plant resources, and natural pigment raw materialsTanto en el norte como en el sur, todo lo cual puede ser desarrollado y utilizado. Esto es especialmente cierto para algunos productos agrícolas, como maíz, sorgo, chiles, rábanos, etc., que se pueden encontrar en todas partes. También vale la pena mencionar que las bayas de licio, que se cultivan en grandes plantaciones en el noroeste de China, contienen una amplia variedad de pigmentos en altas concentraciones, proporcionando una rica fuente para el desarrollo de colores alimenticios naturales y abriendo nuevas vías para el procesamiento profundo de productos agrícolas y secundarios. Con la mejora de las personas#39;s el nivel de vida y el desarrollo continuo de la industria alimentaria, así como el creciente énfasis de China#39;s los colores 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, clorofila, pigmento 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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