7 colorant alimentaire naturel à base de plantes

Avec le développement de la science et de la technologie et le progrès de la société, les gens accordent de plus en plus d’attention aux questions de sécurité alimentaire....... La majorité des consommateurs sont de plus en plus préoccupés par les effets nocifs des pigments synthétiques contenus dans les aliments, ce qui a conduit à un accent croissant sur les pigments naturels hautement sûrs et ayant certaines fonctions physiologiques. Le développement et l’application de pigments végétaux naturels sont devenus une préoccupation commune parmi les travailleurs scientifiques et technologiques dans diverses industries. Les gens essaient d’obtenir des pigments naturels à partir de diverses ressources végétales et d’explorer leurs activités physiologiques pour atténuer et résoudre divers problèmes causés par les pigments synthétiques. Cet article donne un bref aperçu de sept pigments végétaux actuellement à la recherche, dans l’espoir de fournir des conseils théoriques aux chercheurs travaillant avecPigments végétaux naturels.

1 7 colorant alimentaire naturel à base de plantes

1.1 pigments de pommes de terre

Pommes de terre (Solanum tuberosum L.), également connu sous le nom d’igname, pomme de terre, ou oeuf d’igname, est une culture à haut rendement de la nuit qui est riche en nutriments, facilement digéré et absorbé, très adaptable, et peut être utilisé à la fois pour l’alimentation et la cuisson. Il est l’un des world' S les dix principaux aliments nutritifs [1]. La pomme de terre Black Beauty a une peau et une chair noirâtre-pourpre. Il s’agit d’une nouvelle variété de pomme de terre obtenue par hybridation. Selon les experts, cette variété est non seulement riche en nutriments et riche en calcium et en potassium, mais contient également des nutriments tels que les anthocyanes. La consommation à long terme a divers effets, tels que la perte de poids et la beauté, nourrir l’estomac, renforcer la rate et favoriser la miction, désintoxiquer et anti-inflammatoire, abaisser la glycémie et les lipides sanguins, etc. Cao Hong et al. [2] ont utilisé une solution à 1,1% d’acide chlorhydrique et d’éthanol comme solvant d’extraction des pigments de la pomme de terre «Black Beauty». Les meilleurs résultats d’extraction ont été obtenus dans les conditions d’un rapport liquide/liquide de 1:40, d’une durée d’extraction de 1 h et d’une température d’extraction de 50 °C. Les conditions optimales du procédé d’extraction sont: température 50 °C, temps d’extraction 1 h, rapport liquide/solide 1:40 et concentration en acide chlorhydrique 1,1%.

Par la suite, Cao Hong et al. [3] ont étudié la stabilité du pigment de pomme de terre «Black Beauty». Les résultats ont montré que le pigment est stable dans des conditions acides; La lumière et les températures élevées accélèrent la dégradation des pigments; Dans la gamme d’addition expérimentale, les ions métalliques K+, Ca2+, Al3+ n’ont eu aucun effet sur le pigment, tandis que Na+, Mg2+, Cu2+ ont eu un effet stimulant sur le pigment, et Fe3+ a eu un effet néfaste, changeant la couleur de la solution de pigment; Des additifs comme le saccharose, l’acide citrique et le benzoate de sodium n’ont eu aucun effet sur le pigment; Le H2O2 et le Na2SO3 ont eu un effet significatif sur la stabilité du pigment.

Li Caixia et al. [4] ont utilisé une solution hcl-éthanol à 0,1% pour extraire le pigment de pomme de terre «Black Beauty» dans des conditions de température et d’agitation constantes, et ont utilisé la spectrophotométrie pour déterminer le changement d’absorbance à la longueur d’onde d’absorption maximale du pigment dans différents environnements. Les résultats ont montré que le pigment est un pigment anthocyanique soluble dans l’eau, et la valeur du pH a un effet significatif sur la stabilité du pigment de pomme de terre «Black Beauty». Le pigment est plus stable dans des conditions acides; L’ion métallique Al3+ a un effet colorant sur le pigment, tandis que Na+, K+, Ca2+, Mg2+ et Zn2+ n’ont fondamentalement aucun effet sur la stabilité du pigment, tandis que Cu2+ et Fe3+ ont un effet négatif significatif sur la stabilité du pigment; Le pigment est très résistant aux rayonnements, mais pas à la lumière naturelle ou à la chaleur élevée, et a une très mauvaise résistance à l’oxydation; Le saccharose, le VC et la β-cyclodextrine à faible masse ont peu d’effet sur la stabilité du pigment; L’acide citrique à une certaine fraction massique a un effet colorant, tandis que le sorbate de potassium a un certain effet sur la stabilité du pigment.

1.2 pigment pourpre de maïs

Le maïs pourpre est une espèce de maïs de la famille des herbes, originaire du Pérou. Le pigment de maïs pourpre est une sorte d’anthocyanine extraite des grains de maïs pourpre. Les pigments anthocyaniques sont un type de pigment naturel soluble dans l’eau largement présent dans les plantes. Ils ont de nombreuses fonctions physiologiques, telles que la récupération des radicaux libres, la résistance à l’oxydation, et la résistance à la peroxydation lipidique. Ils sont également reconnus pour leur grande efficacité, leur faible toxicité et leur grande biodisponibilité. Ils sont une ressource naturelle comestible de pigment à valeur médicinale. Zhang Yajun et al. [5] ont d’abord utilisé un test à facteur unique pour déterminer la gamme d’influence des quatre facteurs que sont la concentration d’éthanol, la concentration d’acide citrique, le rapport liquide/matière et la température d’extraction sur l’extraction du pigment à noyau de maïs violet. Sur cette base, un essai orthogonal a été effectué pour déterminer les conditions optimales d’extraction du pigment de maïs.

Les résultats ont montré que parmi les quatre facteurs, le rapport liquide/matière avait la plus grande influence sur l’extraction du pigment, suivi de la température d’extraction, de la concentration d’éthanol et de la concentration d’acide citrique. Les conditions optimales d’extraction sont: une concentration d’éthanol de 60%, une concentration d’acide citrique de 0,8 %, un rapport liquide/solide de 1:10 et une température d’extraction de 80°C. En ce qui a trait à la stabilité du pigment, Zhang Yajun et al. [6] ont déterminé le sommet d’absorption maximal du pigment d’anthocyane de maïs violet par colorimétrie et ont analysé les propriétés physiques et chimiques du pigment. Les résultats ont montré que le pic maximal d’absorption du pigment anthocyanique du maïs pourpre était de 526 nm; Le pigment de maïs violet était stable au sel, au saccharose, au glucose, à la vitamine C, à l’acide citrique, à l’acide acétique, et Cu2+, Mg2+, Ca2 +, K +, Al3 + sont stables; Le pigment de maïs violet est sensible à la lumière et aux oxydants (H2O2) et aux agents réducteurs (Na2SO3). En ce qui concerne la recherche sur les antioxydants, il a été rapporté dans la littérature que ce pigment a une forte capacité antioxydante in vitro, et sa capacité à récupérer les radicaux libres (DPPH· et ·OH, O2·) est significativement meilleure que celle de l’acide ascorbique témoin positif. L’extrait brut pigmentaire à 0,04 mg/mL a un taux d’élimination de la DPPH de 89,88 % et un taux d’élimination de 84,87 %; A 0,035 mg/mL, le taux de récupération de l’o2 · est de 85,82 % [7].

1.3 pigment de Lycium ruthenicum

Lycium ruthenicum Murr. (black fruit wolfberry) est une plante sauvage arbustive vivace endémique de la région aride du nord-ouest de la Chine. Elle appartient à la famille des Solanaceae et au genre Lycium (Lycium L.). La médecine tibétaine l’appelle «Pangma». Le fruit mûr est utilisé en médecine. Le pigment dans ses fruits est un type de pigment anthocyanique qui est riche en nutriments et a la fonction d’être utilisé à la fois comme médicament et nourriture. Il a une grande valeur pour le développement du marché [8]. Zhang Yuande et al. [9] ont utilisé une méthode assistée par micro-ondes avec la teneur en pigment comme indicateur. Les effets de cinq facteurs sur l’extraction des pigments d’anthocyanine néfaires de blackberry ont été étudiés à l’aide d’expériences monofactuelles et orthogonales: solvant d’extraction, puissance de rayonnement, temps d’extraction, rapport matière/liquide et temps de trempage. Les résultats ont montré que les effets de chaque facteur sur la teneur en anthocyanes du néflier de fruits noirs étaient les suivants: rapport liquide-matière > Concentration d’éthanol > Puissance de rayonnement > Temps d’extraction > Temps de trempage; Les conditions d’extraction optimisées pour l’anthocyanine du névaire de fruits noirs étaient les suivantes: solvant d’extraction 75% d’éthanol, puissance de rayonnement 70 W, temps d’extraction 20 min, rapport liquide/matière 1:50, temps de trempage 20 h. Dans ces conditions, le taux d’extraction du pigment d’anthocyanine était de 15,32 % et la teneur totale en anthocyanine était de 936, 27 mg/100 g. De plus, Chen et al. [10] ont utilisé la spectrophotométrie ultraviolette visible pour déterminer la teneur en proanthocyanidine dans les pigments de wolfberry des fruits noirs, ce qui a donné lieu à une teneur en proanthocyanidine de 22 g/100 g dans les pigments de wolfberry des fruits noirs.

1.4 pigment d’amarante rouge

L’amarante rouge (Alternanthera bettzickiana L.) est une herbe vivace de la famille des Amaranthaceae. Ses tiges et ses feuilles sont rouge violacé et riches en anthocyanes. L’amarante rouge est attrayant dans sa couleur lumineuse et alléchante. Il présente les avantages d’être très adaptable, largement distribué, très productif et riche en pigments anthocyaniques. Liu Deliang [11] a constaté que les conditions optimales d’extraction du pigment d’amarante rouge sont: une solution aqueuse d’acide chlorhydrique avec une fraction volumique de 2% comme agent d’extraction, une température d’extraction de 30 °C, un temps d’extraction de 1,5 h et un rapport liquide-solide de 1:20. Les additifs alimentaires courants n’ont pas d’effet significatif sur le pigment, tandis que le sel a un certain effet colorant. L’oxydant H2 O2 et l’agent réducteur NaHSO3 provoquent tous deux la dégradation du pigment, et avec l’augmentation de la concentration de H2 O2 et de NaHSO3, le taux de dégradation du pigment d’amarante rouge accélère. Les ions métalliques Mg2+, Cu2+, Zn2+, Ca2+, K+ et Na+ n’ont aucun effet significatif sur le pigment d’amarante rouge, tandis que Ba2+ a un effet améliorant la couleur sur le pigment, et Al3+ peut causer la décoloration du pigment.

1.5 pigment de fruit du Dragon

Fruit du Dragon (Hylocereus undatus L.)Est le fruit d’une plante succulente annuelle de la famille des Cactaceae (aeataeeae) du genre Hylocereus (Hylocereus undatus). On l’appelle aussi fruit du dragon rouge ou fruit du miel. Il est cultivé dans le Hainan, le Yunnan, le Guangdong, le Guangxi et d’autres endroits en Chine. Le fruit du Dragon est riche en nutriments et possède des fonctions uniques. Il contient de l’albumine végétale, qui est rare chez les plantes en général, ainsi que de la cellulose abondante et des fibres alimentaires solubles dans l’eau. Il est également riche en une grande quantité de pigments de bétaïne. La couleur de la peau et de la chair va du rouge rose au rouge pourpre, ce qui en fait une bonne matière première pour l’extraction des pigments naturels [12]. Liang Binxia et al. [13] ont étudié les effets du type de solution d’extraction, du rapport liquide/matière, du temps d’extraction, de la température d’extraction et du pH sur l’extraction du pigment, et ont déterminé les conditions optimales du procédé: congélation de la peau de pitaya, solution d’extraction d’eau désionisée, rapport liquide/matière de 5:1, temps d’extraction de 30 min, température d’extraction de 50 °C, pH de l’extrait de 6. Les résultats ont montré qu’une solution à 75% d’éthanol donnait les meilleurs résultats. La longueur d’onde maximale d’absorption de laÉcorces de fruits du dragonLe pigment était de 536 nm. Le pigment était stable dans des conditions acides, mais pas stable à la lumière.

1.6 pigment de framboise rouge

Les framboises rouges, également connues sous le nom de framboises, sont des plantes de la famille des Rosaceae. Leurs fruits mûrs sont riches en pigments rouges et sont une bonne source de pigments naturels. Les pigments rouges des framboises rouges sont présents sous forme d’anthocyanes, qui peuvent empêcher la peroxydation dans le corps [15].

Sun Xiyun et al.[16] utiliséFramboise rougeLe fruit comme matière première pour extraire les pigments naturels. Purifié à l’aide d’une méthode de résine macroporeuse. Après purification, l’échantillon a été séparé par chromatographie sur papier. Les composants ont d’abord été identifiés à l’aide de la spectroscopie UV-Vis et de la chromatographie papier. Les résultats ont montré que la résine d’adsorption macroporeuse HPD-700 est appropriée pour purifier les pigments de framboise rouge. L’effet d’adsorption est meilleur lorsque le pH de l’extrait brut est 2. En utilisant 60% d’éthanol comme éluant, le volume d’élution était de 4 BV, le débit était de 0,6 mL/min et l’élution a été effectuée avec 60% d’éthanol comme éluant. L’effet d’élution était meilleur; Quatre composants ont été séparés par chromatographie sur papier, et l’identification préliminaire a été: cornflower-3-glucoside, cornflower-3-rutinoside, cornflower-3-sophoroside et cornflower-3-glucose-rutinoside, respectivement. Wang Feng et al. [17] ont utilisé une méthode ultrasonique pour étudier l’extraction et la stabilité des pigments dans les framboises rouges. Les résultats ont montré que la longueur d’onde maximale d’absorption des pigments de framboise rouge était de 510 nm, et les conditions optimales d’extraction étaient: une solution d’éthanol avec une fraction volumique de 50%, un rapport liquide/matériau de 1:10, une température d’extraction de 40 °C, un temps d’extraction de 30 min, extrait deux fois; Le pH a un effet significatif sur la couleur du pigment rouge framboise. Il est stable à des températures inférieures à 50 ℃ et dans l’obscurité. Le pigment de framboise rouge a une certaine capacité antioxydante. Le saccharose n’a pas d’effet significatif sur le pigment. Le VC a un effet dégradant sur le pigment. Les ions Fe3+ ont un effet protecteur sur le pigment de framboise rouge en stabilisant sa structure.

1.7 pigment de bleuet

Les bleuets sont des plantes du genre VacciniumDe la famille des Ericaceae. Leurs fruits sont des baies de couleur bleue, ce qui en fait l’un des rares aliments bleus. Les bleuets ont une chair délicate et un goût aigre-sucré délicieux. Ils contiennent non seulement des nutriments tels que la vitamine C, mais sont également riches en pigments bleus naturels. Le principal composant des pigments bleus est les anthocyanes, qui sont un type d’antioxydant qui protège le corps humain contre les dommages causés par les radicaux libres et améliore considérablement l’immunité [18]. Yang Xuefei et al. [19] ont optimisé le processus d’extraction par ultrasons du pigment du bleuet en se basant sur des expériences à facteur unique, ont utilisé la méthode de conception en composite central et ont analysé la stabilité du pigment. Les résultats ont montré que les conditions optimales pour l’extraction ultrasonique du pigment de bleuet étaient la fraction volumique d’éthanol de 45%, le rapport matérial-liquide (g/mL) 1:13, la température ultrasonique 55°C, le pH 4,5, la puissance ultrasonique 450 W, le temps ultrasonique 50 min. Dans ces conditions, le taux d’extraction du pigment de bleuet était de 274,36 U/g. Le pigment de bleuet est résistant à la chaleur eta une grande stabilité dans des conditions d’ions métalliques tels que K+, Na+, Mg2+ et des additifs alimentaires tels que le sorbate de potassium, mais est instable dans des conditions de Zn2+, Fe2+, Fe3+, Ca2+ et des environnements alcalins. Wang Guyuan et al. [20] ont déterminé les conditions optimales d’extraction des pigments de bleuet en utilisant l’extraction à l’éthanol au moyen d’expériences orthogonales: une solution d’éthanol à 70% comme agent d’extraction, une température d’extraction de 30 °C, un temps d’extraction de 2 h et un rapport liquide/matière de 1:10.

2 Conclusion

Les pigments végétaux naturels proviennent de plantes et sont beaucoup plus sûrs que les pigments synthétiques, et ont donc plus d’avantages que les pigments synthétiques. Cependant,Pigments végétaux naturelsSont généralement les produits du métabolisme secondaire des plantes, et leur composition est complexe, ce qui rend difficile leur isolement, purification et identification complètement. De plus, il existe de nombreux types de pigments végétaux, et ils sont de nature complexe. Pour un seul pigment végétal, son application est très spécifique et son champ d’application est limité. Par conséquent, comprendre la structure et les propriétés des composants des pigments naturels, ainsi que leur fonctionnalité et leur sécurité, et élargir le champ d’application des pigments naturels végétaux est la tâche principale des chercheurs scientifiques.

Références:

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