¿Cuál es el carácter y el uso del colorante Natural?

Coloración Natural is elgeneral term paracolorojosubstances found ennature, mainly desdeelflowers, leaves, frutasyseeds deplants, aswell asunsmall proportieldesdeinsects ymicroorganisms. Naturalcoloring is often used to improve elcolor defood, yis also widely used enmedicine, cosmetics yfabric coloring. Natural Coloring helfollowing characteristics: most deit is obtained desdeplants yanimals that people eat every day, it is safe, non-toxic yhasno side effects; it is easily absorbed porelhuman body yis a beneficial supplement for maintaining human health; most Natural Coloring hasphysiological ypharmacological effects ycan prevent ytreat certaendiseases [1]; it has a soft color yan aromatic smell that brings a feeling depleasure.  Por lo tanto, los colorantes naturales siempre han sido populares, especialmente hoy en día cuando hay frecuentes incidentes de seguridad relacionados celpigmentos sintetizquímicamente, y la gente está ansipor disfrutar realmente de los pigmentos naturales en su vida diaria. El autor revisa el progreso en la investigación sobre las propiedades físicas y químicas, aislamiento y purificación, y aplicaciones de colorantes naturales.

1 tipos y propiedades físicas y químicas de la coloración Natural

Además de los pigmentos minerales, el colornaturalse puede dividir según su origen en piganimales, pigvegetales y pigmicrobi; Según su solubilidad, se puede dividir en pigmentos solubles en agua y pigsoluen grasa; También se puede dividir según su estructura química o serie de colores [2]. Lo siguiente introduce principalmente la clasificación según la estructura química: (1) pigmentos de isopreno (pigmentos liposolubles): pigcelisopreno como unidad básica compuesta por una larga cadena de dobles enlaces conjug, tales como licopeno, capsantina y zeaxantina; (2) pigmentos derivados del pirrol: a base de porfirina (compuesta por 4 anillos de pirrol), como la clorofila; (3) pigmentos fenol, cetona y quinona (soluen en alcohol y soluen en agua): antocianinas y taninos, como el pigmento de geranio y el pigmento de petunia; (4) pigindo: el pigmento de jujube y el pigmento de dátil rojo. Lo siguiente introduce principalmente varios colorantes naturales que están estrechamente relacionados con people's producción, vida y salud, así como sus propiedades físicas y químicas.

1.1 li; o

El licopeno se encuentra principalmente en los tomates (el contenido varía con la variedad y la madurez), y también se encuentra en altas concentraciones en otras frutas y verduras como la sandía, pimientos rojos y toronja. Es un cristal rojo brillante con forma de aguja que pertenece a la clase isopreno de coloración naturAl.Es un pigmento liposoluble que es fácilmente soluble en disolventes orgánicos y poco soluble en agua [3]. Su fórmula estructural se muestra en la figura 1.

Los cambios en la luz, el O2 o el pHpueden provocar cambios estructurales y degradación oxiddel licopeno [4].

1,2 β -pigmento de caroten.

El betacaroteno es el pigmento naturalmás común en la naturaleza, y es abundante en frutas y verduras como zanahorias, espinacas y mangos. Es un tipo de pigmento de isopreno. Es un polvo de color rojo oscuro que es insoluble en agua, pero soluble en benceno y cloroform. Los iones de hierro, la luz, el oxígeno, etc. pueden hacer que se desvanezca, por lo que el betacaroteno no es muy estable [5]. Su fórmula estructural se muestra en la figura 2.

Como puede verse en la figura 2,Pigmento − -carotenoEs altamente insatur, contiene muchos enlaces dobles y ramas, y es un buen extintor de oxígeno singlete. Cuanto más conjugados sean los enlaces dobles, más rojo será el − -caroten[6].

1.3 pigmento amarillo cúrcuma

Pigmento amarillo cúrcumaEs un pigmento amarillo (con un aroma fragante) que se encuentra principalmente en los tubérculos de la cúrcuma y azafrán. Pertenece a la clase de flavonoides e incluye principalmente tres ingredientes activos: curcumina, demetoxicurcumina y bisdemetoxicurcumina. El punto de fusión es 179~182 °C, insoluble en agua, lipofílico, soluble en ácido acético glacial, propilglicol, acetato de etilo, soluciones alcalinas y 95% de etanol. Es fácilmente decolorpor iones de hierro y tiene poca luz y estabilidad al calor [7]. Su fórmula estructural se muestra en la figura 3.

Como se puede ver en la figura 3, la molécula de curcuminoide es altamente reducible (contiene enlaces dobles, grupos hidroxilo y grupos carbonilo), es propensa a reacciones químicas, y tiene un buen poder color, especialmente para las proteínas. Zhu Jinshun et Al.[8] estudió la estabilidad del monómero curcumina: a medida que el pHaumenta, el curcuminoide cambia gradualmente de amarillo (pH 4) a marrón rojizo (pH 10). La sacarosa y la maltosa tienen un efecto estimulante del color sobre la curcumina; Vitamina C, iones de sodio, iones de potasio y iones de magnesio no tienen un efecto significativo sobre la curcumina.

1.4 Anthocyanins

antocianinas(also known as anthocyanidins) are a type deflavonoid compound. They are water-soluble naturalcoloring agents that are easily soluble in ethanol but insoluble in vegetable oil. They are one dethe main Otras materias materias materias materias materias materias materias materias materias materias materias materias materias materiasthat form the color deflower petals yfruits. It is mainly found in the skins degrapes, tomatoes ycherries, as well as in the flowers yfrusudeplants such as strawberries ymorning glories. Most rojoand purple fruits and vegetables contain anthocyanins[9]. elcolor deanthocyanins is related to pH (acid rojoalkali blue). The structural formula is shown in Figure 4.

Como puede verse en la figura 4, la unidad estructural básica de antocianina es un catión 3,5,7-trihidroxi2-fenilpirano. El número de grupos hidroxilo, posiciones de metily glicosilación y grados, tipos de azúcares, y los tipos y cantidades de ácidos aromáticos y grasos Unidos a la antocianina también varían, lo que hace que la antocianina aparezca en diferentes colores en la solución. Se han identificado más de 20 tipos de antocianinas [10]. Las antocianinas son inestables y su estabilidad se ve afectada por el pH, el oxígeno y los iones metálicos. Las antocianinas con muchos grupos hidroxilo en la estructura son menos estables que las que tienen muchos grupos metoxi [11].

Betalain

Pigmentos de remolac are mainly found in the flowers and fruits deplants, as well as in the vegetative tissues demost families in the Caryophyllales. They are also found in some higher fungi, such as Amanita muscaria [12]. They are a type dewater-soluble nitrogen-containing pigpigpigpigpigpigpigpigpigthat is a derivative depyridine. There are two main structures debeetroot pigments: the reddish-purple betalain and the yellow betaxanthin. It is poorly soluble in acetic acid and propylene glycol, and insoluble in ethanol, glycerin and fats. Currently, more than 50 Abogado generaland more than 20 betaxanthins have been discovered [13]. According to their chemical structures, betalains can be divided into betaine, amaranthine, myrcianthine and decarboxylated types. Their structural formulas are shown in Figure 5.

Como puede verse en la figura 5, el grupo básico de los pigmentos betalanos es la alanina, el grupo Rde la betaxantina es principalmente el aminoácido (o amina), y el grupo Rde la betacianina es principalmente el glicosil. Las betalaínas son solubles en agua y aparecen de color púrpura rojizo. Son estables en el rango de pH de 4-7; Cuando el pH es menor que 4 o mayor que 7, el color de la solución cambia de rojo a púrpura; Cuando el pH es mayor que 10, el color de la solución rápidamente se vuelve amarillo (es decir, la betaxantina se convierte en betacyanina). La investigación ha demostrado que las betalaínas y las antocianinas son mutuamente excluyentes (es decir, no pueden existir en la misma planta al mismo tiempo) [14]. La estabilidad del betalain es inversamente proporcional a su actividad acuática. El ácido ascórbico protege al betalano [15].

1.6 pigmento amarillo Gardenia

El pigmento amarillo de Gardenia se encuentra principalmente en los frutos de Gardenia jasminoides, un miembro de la familia Rubiaceae. Es uno de los pocos carotensoluen agua con coloración NaturAl.Es un pigmento isoprenoide que es un polvo amarillo anaranjado (amarillo limón en una solución acuosa). Sus principales componentes son la crocetina y el ácido crotónico. Es fácilmente soluble en agua, soluble en disolventes polares como etanol y propilglicol y otros disolventes polares, pero es poco soluble en disolventes no polares como benceno y gasolina, y es insoluble en aceite y grasa. Su fórmula estructural se muestra en la figura 6. Como puede verse en la figura 6, el núcleo padre del pigmento amarillo gardenia contiene 7 enlaces dobles conjugados, y diferentes números de glucosa se pueden unir a ambos extremos (lo que aumenta en gran medida la polaridad del pigmento amarillo gardenia). Y por lo tanto gardenia amarillo es uno de los pocos carotensoluen agua en la naturaleza. Su color es menos afectado por el pH del medio ambiente (permanece amarillo a pH 3-9; Es más estable que el − -carotena a pH 4-6 o pH 8-11), y es más ligero y resistente al calor bajo condiciones neuo alcalinas que bajo condiciones ácidas. Además, gardenia Yellow es fácilmente absorbido por el cuerpo humano, se puede convertir en Vunen el cuerpo humano, y tiene una fuerte capacidad de coloración de proteínas y almid. A menudo se utiliza industrialmente para teñir alimentos hidrofílicos. Cu2+ y Fe3+ pueden hacer que se oscure, por lo que debe almacenarse lejos de estas sustancias.

1.7 clorofila

La clorofila es un derivado del pirrol que juega un papel catalítico en la fotosíntesis. Por lo tanto, todos los organismos que llevan a cabo la fotosíntesis básicamente contienen clorofila. Las plantas superiores contienen principalmente dos tipos de clorofila: a y b. La diferencia entre ellas es un grupo en el anillo de pirrol: la clorofila a tiene un grupo metilo en el anillo de pirrol, mientras que la clorofila b tiene un grupo formi. Esta diferencia estructural también hace que tengan diferentes colores (clorofila a es azul-verde, mientras que la clorofila b es amarillo-verde). Es insoluble en agua, pero soluble en disolventes orgánicos como etanol y éter [16]. Su fórmula estructural se muestra en la figura 7.

Como puede verse en la figura 7, los cuatro anillos de pirrol forman un anillo de porfirina. Si el grupo Ren el anillo de porfirina es principalmente metilo, es una clorofila a molécula; Si el grupo R es un grupo formaldehído, es una molécula de clorofila b. The reason why the chlorophyll molecule is green is because the conjugated system formed by the single bond and double bond in the porphyrin ring absorbs some visible light. The chlorophyll molecule is unstable in its natural state, but its stability is greatly improved by replacing the magnesium ion in chlorophyll conions such as copper, iron, and zinc [17-18].

1,8 Monascus rojo pigmento

El pigmento rojo Monascus es un metabolisecundario de Monascus, que es un colornatural preparado por la fermentación de arroz, soja y otras materias primas con Monascus. Su estructura química se puede dividir en dos partes: ácidos grasos y policetonas. Su punto de fusión es de 160 ~192 ℃, y es soluble en agua, éter, ácido acético, cloroform, hexano y otros disolventes. Tiene poca estabilidad a la luz, la temperatura, las soluciones ácidas y alcalinas, y es propenso a la decoloración. Su fórmula estructural se muestra en la figura 8.

Como puede verse en la figura 8, la razón por la cual el pigmento rojo monascus es inestable es que su estructura molecular contiene enlaces dobles altamente conjugados. El pigmento rojo Monascus es relativamente estable en ambientes neutros, y es más estable en condiciones alcalinas (pH 9-11) que en ambientes ácidos (pH 3-5). Dado que el doble enlace en la molécula de pigmento de arroz de levadura roja puede ser oxidado por Cu2+ y Fe3+, el color de su solución cambiará de rojo brillante a marrón rojizo (y se formará un precipitde marrón rojizo). Por lo tanto, se deben evitar los utensilios de hierro y cobre cuando se almacena el pigmento de arroz de levadura roja.

1,9 pigmento rojo de Paprika

Paprika red (también conocido como Paprika o capsicumred) se deriva principalmente del pericarde de pimientos rojos en la familia Solanaceae. Es un pigmento carotenoide con un aroma de pimienta picante. Es un tipo de pigmento isopreno, y sus componentes principales son el rojo de paprika y capsicum rubrum. El punto de fusión es de unos 175 °C, es insoluble en agua y glicer, pero soluble en solventes orgánicos polares. Se vuelve azul cuando reacciona con ácidos inorgánicos concentrados. La fórmula estructural se muestra en la figura 9.

Como se puede observar en la figura 9, la paprika roja contiene múltiples dobles enlaces insaturados que acelerarán su descomposición oxidy decoloración en condiciones aeróbicas. Puede formar un precipitcon Pb3+, y Cu2+ y Fe3+ también pueden causar que se decolora (pero K+, Ca2+, Na+, Mg2+, y Zn2+ no tienen ningún efecto sobre su estabilidad, y estos iones metálicos se pueden utilizar como aditivos junto con rojo paprika). Además, paprika red es altamente resistente al calor (25-70 °C) y a los ácidos (pH 3-12), pero menos a la luz (estable a la luz visible, pero fácilmente descoloripor la luz UV).

otros

Además de los pigmentos naturales que se utilizan actualmente en la industria de procesamiento, como se ha descrito anteriormente, se han descubierto algunos nuevos colorantes naturales en los últimos años, como el pigmento de perilla extraído de las hojas de las plantas de perilla en la familia de la menta; Pigmento extraído de las hojas de la col roja; Pigmento de sorgo extraído de las cáscaras de las plantas de sorgo de la familia de las gramíneas; Y pigmento de arroz rojo extraído del arroz rojo. Además, pigcolorantes naturales como el pigde de cochinilla, pigrojo de langosta y pigde de la concha de cangrejo también se pueden extraer de los animales [19].

2 métodos de separación y purificación para colorantes naturales

El principalseparation and Purificación purificaciónmethods currently used for natural coloring are: supercríticafluid extraction, microwave-assisted extraction, molecular distillation, solvent extraction, enzymatic reaction, etc.

2.1 extracción de fluido supercrítico

La extracción de fluidos supercríticos (SFE) es una tecnología que implica el uso de fluidos supercríticos. Cuando una sustancia se encuentra a una temperatura y presión específicas (8-50 MPa; 35-80 °C), la interfaz entre las fases gasey líquidas desaparece, y el estado se llama el estado supercrítico. El fluido en este estado se llama fluido supercrítico (SCF). SCF), SCF es un fluido de alta densidad con las ventajas de gas y líquido. Tiene la densidad y solubilidad de un líquido y la baja viscoy alta permeabilidad de un gas. La solubilidad de SCF cambia con la temperatura y la presión para lograr el propósito de separar extractos. Dado que la temperatura supercrítica del CO2 (31 °C) es cercana a la temperatura ambiente y no tóxica y no contaminante, no corroa los equipos y se utiliza a menudo como un fluido supercrítico [20]. Las condiciones óptimas del proceso para la extracción de fluidos supercríticos de diferentes tipos de coloración natural varían, generalmente en el rango de 10~50 MPa, 31~80 °C, y 3~20 h[21-22].

2.2 extracción asistida por microondas

La extracción asistida por microondas, también conocida como la extracción por microondas (MAE), utiliza un dipolo que gira a alta velocidad bajo la acción de las microondas, cambiando constantemente entre los polos positivos y negativos para generar corrientes de Foucault y la fricción, así como la conducción de iones. Una gran cantidad de calor en un corto período de tiempo hace que los enlaces de hidrógeno entre las moléculas celulares se romp, lo que A su vez hace que la estructura de la membrana celular se romp. El aumento de temperatura causado por la fricción y las colisiones conduce a la ruptura de la pared celular. Todo lo cual acelera la difusión de la coloración Natural dentro de la célula al agente de extracción.

La extracción por microondas también tiene muy buena selectividad, calentselecde sustancias con diferentes propiedades dieléctricas. El calentamiento es inversamente proporcional a la constante dieléctrica y directamente proporcional a la polaridad. La ventaja de la extracción asistida por microondas de la coloración Natural es que las fluctuaciones de alta frecuencia de las microondas pueden acelerar la disolución de la coloración Natural en el agente de extracción, lo que mejora la eficiencia de extracción al tiempo que reduce el tiempo de extracción. El microondas también tiene la función de calentamiento, la energía térmica puede extraer varios componentes al mismo tiempo en un tiempo muy corto, y la extracción asistida por microondas puede reducir en gran medida la cantidad de disolvente de extracción, no sólo ahorrar energía, sino también reducir la contaminación, y los resultados también son reproducibles.

2.3 tecnología de destilación Molecular

La destilación Molecular (MD) también se conoce como destilación de camino corto. Es un método de alta tecnología de separación que utiliza el principio de que el camino libre medio del movimiento molecular (la distancia media entre dos colisiones consecutivas de una molécula de gas) de diferentes sustancias es diferente. Primero, el calentador calienta la mezcla a separar. Cuando las moléculas obtienen suficiente energía, escapde la superficie de evapor. El camino libre medio de las moléculas ligeras es mayor que el de las moléculas pesadas. Una superficie de condensse establece entre los caminos libres de moléculas pesadas y ligeras. Dado que las moléculas pesadas no pueden alcanzar la superficie de condensy regresar ala superficie de evapor, mantienen el equilibrio dinámico original y no escapan.

Las moléculas de luz pueden alcanzar la superficie de condensy condenscontinuamente, destruyendo el equilibrio dinámico de las moléculas de luz y separando las moléculas de luz. El proceso de destilación molecular de coloración natural se divide principalmente en cinco pasos: (1) las moléculas de coloración natural difunden desde la fase líquida a la superficie de evapor. (2) las moléculas colorantes naturales se evaporan libremente de la superficie de evapor. (3) las moléculas colorantes naturales vuelan de la superficie de evapora la superficie de condens. (4) las moléculas colorantes naturales se condensan en la superficie de condens. (5) recoger el destilado y el residuo. Las ventajas de la destilación molecular son bajas temperaturas de operación, baja presión, alta eficiencia de separación y separación de sustancias sin contaminación. Esto no sólo reduce los costes de separación, sino que también protege la estructura de la coloración natural de daños.

2.4 método de extracción por solvente

La extracción por solvente de colorantes naturales se puede dividir en extracción en caliente y extracción en frío. El disolvente con alta solubilidad para la coloración Natural y baja solubilidad para los componentes que no necesitan ser disuelse se selecciona de acuerdo con la polaridad de la coloración Natural extra, las propiedades fisicoquímicas de las impurezas coexistentes, y el principio de like disuelve like. El disolvente entra en las células de la muestra a través de ósmosis y difusión, disolla coloración Natural y una pequeña cantidad de impurezas para formar una diferencia de concentración entre el interior y el exterior de las células. La solución concentrada en las células se difuncontinuamente hacia el exterior para lograr el propósito de extraer el colornaturAl.Las ventajas del método de extracción con disolvente son: el disolvente es barato, la operación es sencilla y la tasa de extracción es alta. Las desventajas son: el colornatural extraído tiene mala calidad, baja pureza, un olor desagradable, residuo de disolvente, etc.

Método de extracción enzim2.5

El color Natural generalmente se encuentra dentro de las células de las plantas. Al extraer el colornatural de las plantas, es necesario penetrar no sólo la membrana celular, sino también la pared celular de la planta, lo que reduce en gran medida la tasa de extracción del colornaturAl.Si la pared celular de la planta se puede eliminar, aumentará en gran medida la tasa de extracción de coloración NaturAl.La pared celular de la planta se compone de celuly pectina, y la celulasa puede disolla pared celular de la planta para facilitar la extracción de ingredientes. Yu Huajuan et Al.[23] mostraron que en comparación con el método de inmersión en agua, la extracción enzimaumentó de 9.40% a 13.35%. La coloración Natural y las reacciones enzimespecíficas producen los colores deseados. Por ejemplo, el glucósido de gardenia puede polimerizarse con aminoácidos primarios (− -aminoácidos) bajo la acción de − -glucosidasa o − -galactosidasa para producir pigmentos azules.

Hay muchos métodos para aislar y puriel colornatural, pero las tasas de extracción actuales no son ideales. Además de los métodos anteriores, también hay separación cromatográfica, cromatode columna, extracción alcaly métodos de separación de membrana [24-26].

3 visión general de aplicaciones de coloración natural

3.1 colornatural en los alimentos

Como dice el refrán, la comida es lo más importante para la gente. La gente a menudo describe un buen plato como "colorido, fragy delicioso". People' primera impresión de la comida es su color. Cuando se fríen las zanahorias, se puede ver que el aceite se vuelve naranja, y cuando se blanel el amaranto, se vuelve rojo. El colorido Natural no sólo da a los alimentos un color atractivo (como bolas de masa de colores, bolas de arroz glutinoso, trigo, maíz, pasteles de luna llenos de fruta, bollos de maíz, bolde de taro, y pequeños animales de colores en varios pasteles, etc.), sino también un salto cualitativo en el valor nutricional, dando a los consumidores una buena experiencia sensorial y un fuerte deseo de comprar.

Although natural coloring is used in small amounts, it has a significant impact on the quality dethe food[27-30]. Natural coloring not only enhances the flavor dethe food, but also has the Efecto de laantibacterial, bacteriostatic, and extending the shelf life dethe product. Since it cannot be eaten alone as food, it is mainly used in condiments such as soy sauce, chili sauce, pickles, and chili oil. For example, red yeast rice red pigment can increase the redness index desoy sauce, can be used to improve the color desoy sauce, which is used for seasoning and braising, so that it does not turn black; gardenia yellow pigment can make the golden yellow color desoy sauce more obvious; radish red pigment and El laccolorcolorred pigment are used to color acidic products such as chili sauce; safflower yellow pigment can be used to color orange-yellow products such as sweet oranges, pineapples, and mangoes; β-carotenoand turmeric yellow pigment can be used to enhance the color and nutrition dechicken essence; paprika red pigment is used for oil spraying and coloring debiscuits; gardenia yellow pigment is used for coloring instant noodles; sodium copper chlorophyllin and Pigmento de tomateSe utilizan para colorear fideos secos de tipo vegetal; La curcumina se utiliza para decorpasteles y colorear los rellende los pasteles de luna; Y el pigmento rojo del arroz rojo se utiliza para colorear productos horneados.

3.2 colorantes naturales en aplicaciones médicas y sanitarias

En años recientes, ha habido reportes frecuentes de una alta incidencia de varios cánceres y tumores. Aunque la gente le teme al cáncer, también está ansipor averiguar las causas y las medidas preventivas. Muchos estudios médicos y ensayos clínicos han demostrado que el exceso de radicales libres (ROS) en el cuerpo humano roban electrones en todas partes del cuerpo. Si los electrones de las moléculas proteicas son capturados por ROS, las proteínas serán alquiladas por enlaces de cadena rami, y las moléculas proteicas se distorsion, lo que conduce a la aparición de cáncer. Los estudios han demostrado que la mayoría de los colorantes naturales tienen el efecto de apagar el oxígeno singlete en el cuerpo humano, la eliminación de los radicales libres, la mejora de la body's prevención de la aparición de cáncer [31].

Chlorophyll and its derivatives have a wide range demedicinal and health benefits. The chlorophyll molecule is similar in structure to the human hemoglobin molecule. Nobel laureates Dr. Richard Willstatter and Dr. Hans Fischer discovered that chlorophyll has hematopoietic function. Drinking chlorophyll can greatly help the blood recovery of women who have just given birth and people who have lost blood accidentally.  Derivados de la clorofila: el zinc de la clorofila y las sales de sodio son eficaces en la medicina clínica para el tratamiento de la deficiencia de zinc en niños pequeños, daños en la piel y úlceras gastrointestinales. La clorofila y sus derivados también se pueden tomar por vía oral para ayudar a la curación. Además, la clorofila y sus derivados se pueden utilizar para ayudar en el tratamiento de la hepatitis infecciosa, hemorroides, y leucemia. La cantidad de licopenen el cuerpo se relaciona con la duración de la vida [32 -36]. El cuerpo humano no puede sintetizarlo, por lo que debe ser ingeridesde el exterior. No sólo regula el metabolismo del colesterol para prevenir enfermedades cardiovasculares, pero también tiene un efecto especial sobre la infertimasculina.

Los ensayos clínicos controlados realizados por médicos alemanes han mostrado que los hombres de mediana edad y de edad avanzada que complementan con suficiente licopeno todos los días tienen una incidencia 80% más baja de cáncer de próstata que aquellos que carecen de licopeno [37]. Las mujeres de mediana edad y de edad avanzada que se complementan regularmente con licopenpueden reducir en gran medida la incidencia de enfermedades ginecológicas como el cáncer de mama y el cáncer de útero, y también tienen un cierto efecto preventivo sobre la osteoporosis. El betacaroteno puede inhibir la peroxidlipí, mejorar la inmunidad, aumentar la sensibilidad a la insulina, protegiendo así la vista y reduciendo la incidencia de cáncer y diabetes [38]; curcuminatiene anti-inflamatorio, anticoagul, anti-infectiva y anti-oxidmodificación de los efectos de lipoproteínas de baja densidad, puede reducir los lípidos de la sangre y prevenir la formación de manchas de la edad y la aterosclerosis; Zeaxantina se puede convertir en VA en el cuerpo humano, por lo que ayuda a proteger y restaurar la vista y también mejora el body's sistema inmune [39]; El pigmento rojo piel de uva tiene el efecto de prevenir enfermedades coronarias y aterosclerosis; Antocianinas tienen las funciones de anti-inflamatorio, anti-tumor, y la mejora de la vista, mientras que también inhila la oxidde las lipoproteínas y la agregplaquetaria, por lo que pueden prevenir eficazmente la aparición de cáncer. El pigmento de Perilla tiene las funciones de desintoxicación, dispersión de frío, regulación del qi y el estómago. El pigmento amarillo Gardenia extraído de la fruta Gardenia tiene la capacidad de reducir la inflamación, aliviar la fiebre, promover el flujo de bilis y resistir la oxid[40].

3.3 colorantes naturales en cosméticos

El pigmento amarillo Gardenia, el β -caroteno, el pigmento amarillo de cártamo, el caramelo, los pigmentos de cacao y otros colorantes naturales tienen fuertes capacidades de eliminación de radicales libres y de oxígeno singlet, y se utilizan a menudo en protectores solares, productos para el cuidado de la piel y otros tipos de cosméticos. Esto se debe a que la eliminación de los radicales libres puede prevenir eficazmente las células de la piel de ser dañado por los radicales libres, reduciendo la producción de arrugas y pecas; El oxígeno singlete puede proteger la piel del daño ultravioleta, prevenir el fotoenvejecimiento de la piel y prevenir el cáncer de piel.

Natural cosmetics provide healthy ingredients for the skin while also reducing the burden on the skin, greatly improving the respiration of Piel de pielCélulas célulasand the water exchange rate. The great advantage of natural cosmetics is that they are antibacterial and anti-inflammatory without irritating the Piel de piel[41-42]. For example, caramel coloring is very cost-effective, but it is also very stable and does not change under conditions such as light or high temperatures. It is also almost unaffected by changes in pH.Caramel coloring is not only bright and colorful, but also fragrant and easy to apply. Rubiachin is extracted desdethe traditional Chino chinoherb Rubia cordifolia, and has a good spot-removing effect; Li;;;;;;;;;;;;;;;;;not only gives a bright red color and makes cosmetics apLa peraattractive, but also has strong antioxidantepropiedadesthat can extend the shelf life of cosmetics. It can also be used as a coloring agent in cosmetics such as lip balm and lipstick; cocoa pigment is heat-resistant and has good coloring properties. It can moisturize and hydrate the skin and delay skin aging. Natural Coloring can also prevent and treat various skin diseases [43-45]. With a deeper understanding of skin metabolism, the application of Natural Coloring in cosmetics will become more extensive.

3.4 aplicación de colorantes naturales en la industria del tinte

Many synthetic dyes can irritate the skin and cause skin allergies [46]. Direct dyes (which directly colorcolormaterials such as fibers without the need for other chemical Otras materias textilesaids), acid dyes (which can be dyed in an acidic medium) and disperse dyes (which are non-ionic dyes conpoor water solubility) can also cause skin diseases and induce cancer. Natural Coloring dyes are mostly derived from animals, plants and microorganisms, and are highly safe, harmless, non-polluting and have unique and exquisite hues. Natural coloring has a long history of use in the Otras materias textilesindustry. In the “Qimin Yao Shu” (The Essential Techniques for Common People) written by Jia Sixiao at the end of the Northern Song Dynasty, there is a record of people extracting natural Otras materias materias materias materias materias materias materias materias materias materias materias materias materias materiasfrom plants as dyes. Because natural coloring dyes have many hydroxyl groups (which dye fabrics via van der Waals forces and hydrogen bonds) and are therefore highly hydrophilic, and synthetic fibers are highly hydrophobic, mordant (alum, copper sulfate, potassium dichromate, etc.) is needed to fix the color during dyeing.

Esto se debe a que los iones metálicos pueden formar complejos con los grupos hidroxilo en el tinte colornatural y los grupos hidroxilo en la fibra. Los iones metálicos pueden unir las moléculas de tinte a la fibra, mejorando la absorción del tinte y la resistencia del tinte. Los pigmentos de cúrcuma se pueden utilizar para teñir algodón en una variedad de colores a través de empapado ácido y mordanting, y la resistencia al lavado es muy alta. Las catequinas (polifenoles) en el té se pueden utilizar como mordant con sulfato de cobre para teñir algodón y yute marrón. La laca, la cúrcuma y los pigmentos de cebolse pueden utilizar para teñir tejidos de poliéster. El tinte de cebolno puede teñir poliéster a presión normal, pero los tintes de cúrcuma y laca pueden teñir colores claros; Clorofila, pigde de cacao, gardenia amarillo colornatural también se puede utilizar para teñir celul; El colornatural puede ser teñido a altas temperaturas y presiones mediante el tratamiento con varios mordientes (alumbre tiene una alta tasa de teñido, y sulfato de cobre tiene buena resistencia a la luz). El método de alta presión es más efectivo que el método de presión atmosférica [47-50].

4 Problemas de coloración Natural en investigación y desarrollo y soluciones

4.1  problemas

Actualmente existen más de 80 colorantes naturales conocidos [51]. La mayoría de los pigmentos naturales no son tóxicos, pero Gambier es altamente tóxico. Por lo tanto, "natural" no es equivalente a "seguro", y la seguridad de los colorantes naturales no debe ser ignorado. Todavía hay algunos problemas en la investigación y el desarrollo de los colorantes naturales: una investigación extensa pero no profunda; Evaluación toxicolretardada; Poca estabilidad; Baja tasa de extracción y pureza; Y una falta de comparabilidad de los resultados de la investigación sobre colorantes naturales.

Soluciones 4.2

Las siguientes soluciones pueden ser adoptadas para abordar los problemas anteriores en la aplicación de los colorantes naturales: (1) llevar a cabo una investigación en profundidad sobre la estructura, fisiología y beneficios farmacológicos para la salud de los colorantes naturales; (2) regular y aprobar estrictamente los colorantes naturales recién desarrollados, y evaluar exhaussu seguridad, como la estructura química, la estabilidad y la toxicidad en experimentos con animales, y establecer los valores correspondientes de ida (ingesta diaria máxima admisible por persona) [52]. (3) la estabilidad del colornatural se puede mejorar considerablemente mediante la combinación de diferentes pigmentos, el intercambio iónico, y la adición de estabilizadores. Por ejemplo, la estabilidad del betalano se mejora mucho después de que se combina con pigmentos de té, y la estabilidad de los pigmentos de quinona se mejora mucho después de alumbre se utiliza como un estabilizador [53]. La clorofilina es muy estable después de cobre reemplaza el magnesio en la clorofila y luego una sal de sodio o potasio se hace. (4) el uso de tejido de callo y microorganismos para producir coloración natural no sólo amplía las fuentes de coloración natural y aumenta el rendimiento de coloración natural, sino que también reduce las restricciones de coloración natural en el ambiente, las estaciones y las especies. Por ejemplo, el pigrojo de remolacha se produce a partir del tejido de callo de remolacha, las antocianinas se producen mediante el cultivo de suspensiones de células de la uva, y los pigmentos de azafrán se pueden producir mediante el cultivo de células de azafrán [54]. Sólo después del aislamiento y purificación del mismo colornatural de múltiples fuentes, y de la investigación sistemática y comprensiva y la comparación de su estructura, función y efectos biológicos, la gente tendrá una comprensión más profunda del colornatural.

5 conclusión y perspectivas

En resumen, el colornatural tiene propiedades superiores que no pueden ser igualadas por pigmentos químicamente sintetiz, y su proporción en la industria del pigmento está aumentando. Con la profundización de la investigación sobre los colorantes naturales, la mejora de la conciencia ambiental, y el desarrollo de campos tales como la evaluación de toxicología de alimentos, el colornatural reemplazará los pigmentos químicamente sintetiz, que tienen efectos secundarios tóxicos más fuertes, y se convertirá en la nueva dirección para el desarrollo de la industria de pigmentos en el futuro.

Sin embargo, la razón principal para el estancamiento actual de la investigación sobre los colorantes naturales es que los componentes de los colorantes naturales son complejos y difíciles de separar, purificar e identificar, lo que ha llevado a una falta de comprensión de la estructura, propiedades, actividad fisiológica y seguridad de los colorantes naturales. En última instancia, esto se debe a que las técnicas actuales de separación y purificación son todavía inmaduras. En esta fase, los esfuerzos deberían centrarse en las siguientes áreas: en primer lugar, mejorar el proceso de extracción y desarrollar técnicas de extracción y separación eficientes y económicas. En segundo lugar, mejorar la tasa de utilización global de los subproductos y aumentar el valor añadido de los productos. Tercero, el desarrollo de mejores soluciones a las deficiencias de los pigmentos naturales. Cuarto, ampliar los campos de aplicación de los colorantes naturales. Se cree que en el futuro cercano, los pigmentos naturales serán más ampliamente utilizados en alimentos, medicina y cuidado de la salud, impresión y tintura, cosméticos y otros campos.

Referencia:

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