Étude sur le colorant alimentaire jaune naturel

Colorant alimentaire naturelEst un produit obtenu par le raffinage de matières premières naturelles (principalement des matières végétales)....... C’est un additif alimentaire naturel utilisé pour la coloration des aliments. Quelle que soit la source du pigment, la sécurité est toujours la priorité absolue. Avec le développement de l’économie, l’amélioration continue des personnes et#Les produits fabriqués à partir d’ingrédients entièrement naturels sont progressivement devenus la principale source de consommation alimentaire.

1 curcumine

1.1 propriétés de la curcumine

La curcumine est un colorant naturelExtrait de l’herbe médicinale chinoise curcuma. La recherche sur les curcumins, le principal ingrédient actif du curcuma, qui représente 3% à 6% de l’épice, a attiré beaucoup d’attention au pays et à l’étranger. Les curcumins comprennent principalement la curcumine, la déméthoxycurcumine et la bisdeméthoxycurcumine. Les pigments de curcuma sont insolubles dans l’eau froide, mais solubles dans l’éthanol, le propylène glycol, l’acide acétique glaciaire et les solutions alcalines. Ils sont facilement décolorés par des ions de fer et ont une faible stabilité à la lumière et à la chaleur. Ils ont un bon pouvoir colorant, en particulier pour les protéines.

1.2 bienfaits de la curcumine pour la santé

La curcumine peut métaboliser les mutagènes et indirectement inhiber leur métabolisme, eta un effet anti-mutagène. Il peut récupérer les radicaux libres, réduire la production de peroxydes, inhiber la production de métabolites d’acide arachidonique, inhiber l’expression des cellules cancéreuses, eta un effet anti-tumoral. Il peut inhiber l’oxydation des lipides dans l’air et Fe2+, Cu2+, inhiber l’oxydation de l’hémoglobine par l’acide nitreux, et prévenir les dommages oxydatifs de l’adn. A un effet antioxydant; Peut inhibe l’oxydation cellulaire, modifier la lipoprotéine de basse densité (LDL), et la lipoprotéine de basse densité oxydée joue un rôle important dans l’athérosclérose, et a un effet hypolipidemique et anti-athérosclérotique. Certaines données montrent que la curcumine a un bon effet inhibiteur sur la plupart des bactéries, en particulier Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus et Escherichia coli. Par conséquent, la curcumine a diverses fonctions physiologiques telles que anti-inflammatoire, anticoagulant, anti-infectieux et la prévention de la formation de taches de vieillesse.

1.3 extraction de curcumine

L’extraction deCurcumine de curcumaL’utilisation de solvants organiques est actuellement un procédé couramment utilisé au pays et à l’étranger, mais les agents d’extraction et les conditions d’extraction utilisés ne sont pas cohérents. Pour la séparation des trois curcuminoïdes, la chromatographie en couche mince (TLC) et la chromatographie liquide à haute performance (HPLC) sont des méthodes de séparation couramment utilisées. Ils ont l’efficacité élevée de séparation, mais la quantité de séparation est petite et le coût est élevé.

2 lutéine

2.1 propriétés de la lutéine

Le composant principal de la lutéine est le xanthophyl, qui est un pigment caroténoïde. La formule moléculaire de la lutéine est C40H56O2. La structure chimique unique de la lutéine détermine non seulement sa couleur, mais aussi ses propriétés physico-chimiques. Le conseil des ministresLa lutéineLa molécule a une longue chaîne de 40 atomes de carbone, avec de multiples liaisons doubles conjuguées. Ce sont ces doubles liaisons conjuguées qui donnent à la lutéine sa couleur vive et sa capacité à inhiber les radicaux libres.

La lutéine se trouve dans la membrane cellulaire de telle sorte que la longue chaîne hydrophobe est enterrée dans la couche de molécules de phospholipides, tandis que le groupe hydroxyle hydrophile reste des deux côtés de la membrane. Ce positionnement permet à la lutéine de se lier à la membrane cellulaire des lipides très sensibles à l’oxydation, renforçant ainsi la membrane cellulaire. En termes de stabilité, la lutéine libre est extrêmement instable à la chaleur, le monolaurate de lutéine (ML) est légèrement plus stable, et le dilaurate (DL) est extrêmement stable à la chaleur, mais ML et DL sont moins sensibles à la lumière UV que la lutéine libre.

La lutéine a des pics d’absorption de 446 nm, 442 nm et 470 nm. Il est relativement stable à la chaleur, mais ne doit pas être utilisé ou stocké au-dessus de 80 °C. Il n’est pas stable à la lumière directe du soleil, mais est stable à la lumière dispersée et à la lumière UV d’une certaine intensité. Il est résistant à l’oxydation et à la réduction. Il est stable aux acides et à l’alcali stable, le taux de rétention de pigment est encore supérieur à 96% lorsque le pH est de 2,7-12,5; Stable à l’edta et à la plupart des ions métalliques, mais sensible à Fe2+, Al3+ et Cu2+ [1-5].

2.2 bienfaits de la lutéine pour la santé

2.2.1 protection de la Vision

La lutéine est un caroténoïde majeur présent dans l’œil, qui peut prévenir les cataractes et protéger contre la dégénérescence maculaire liée à l’âge. Selon une recherche approfondie, les principales fonctions physiologiques de la lutéine dans l’œil sont: il peut agir comme antioxydant et photoprotecteur [6-8].

2.2.2 retarder l’athérosclérose précoce

Selon des études récentes, la lutéine a un effet retardant sur le processus d’athérosclérose précoce. En outre, la lutéine dans les cellules de la paroi artérielle peut également réduire l’oxydation du cholestérol LDL.

2.2.3 effet anticancéreux

Des recherches récentes montrent que la lutéine a un effet inhibiteur sur une variété de cancers, tels que le cancer du sein, le cancer de la prostate, le cancer du rectum, le cancer du côlon, le cancer de la peau, etc. La lutéine est l’un des principaux caroténoïdes dans le sang humain, et il a des fonctions biologiques spéciales dans l’inhibition de la croissance tumorale. Des études In vitro ont montré que la lutéine est plus efficace que le β-carotène pour inhiber la peroxydation lipidique des membranes cellulaires et les dommages oxydatifs induits par l’oxydation.

2.2.4 effet antioxydant

En tant qu’antioxydant, la lutéine peut inhiber l’activité des radicaux libres d’oxygène actif et empêcher les dommages aux cellules normales par les radicaux libres d’oxygène actif. La lutéine peut détruire l’oxygène singlet, protégeant ainsi le corps contre les dommages. En outre, la lutéine peut également améliorer le corps et#39; S fonction immunitaire [9,10].

2.3 Extraction de lutéine

La synthèse chimique d’un seul isomère de lutéine n’a pas encore été couronnée de succès. Actuellement, seule la lutéine extraite de plantes naturelles contient des substances bioactives ayant des effets antioxydants. Actuellement, il existe les principales méthodes suivantes pour extraire la lutéine:

2.3.1 méthode de séchage

Un nouveau type de séchoir à tambour rotatif A été développé avec succès pour sécher et battre des fleurs ou des pétales de souci, d’où la lutéine peut être extraite. Lorsque la fréquence de battage est différente, l’efficacité de battage fluctue entre 70 et 90%. La quantité de lutéine dépend de la durée du temps de séchage, mais pour le même temps de séchage, la teneur en lutéine extraite à 70°C est inférieure à celle extraite à 60°C.

2.3.2 méthode d’extraction

La lutéine est extraite des fleurs de souci, et le parc industriel de haute technologie de Qingdao l’institut de recherche de produits naturels de Qingda a déjà formé la production industrielle. Le processus d’extraction est: fleurs de souci → fermentation → séchage → granulation → extraction d’hexane → évaporation et séparation sous pression négative → résine de lutéine.

2.3.3 technologie de séparation par Membrane

La microfiltration à membrane céramique (MF) est utilisée pour filtrer et purifier la solution d’extraction, puis une membrane d’osmose inverse (R0) est utilisée pour concentrer et filtrer la solution. Ce procédé utilise la technologie de séparation membranaire comme méthode principale, remplaçant la purification traditionnelle de l’éthanol et la concentration d’évaporation. Le processus est simple, et la solution de pigment est essentiellement actionnée à la température ambiante, ce qui économise de l’énergie et assure la qualité du produit de pigment.

2.3.4 chromatographie liquide à haute performance

Yun Wei et al. ont utilisé la chromatographie à contre-courant à grande vitesse (HSCCC) pour extraire la lutéine des problèmes et ont déterminé que la composition optimale de la phase mobile était de 10:3:7 (heptane: chloroforme: chlorure de méthylène). La teneur en lutéine de l’extrait a été mesurée à l’aide de CLHP et s’est révélée supérieure à 98,5% [11-13].

2.3.5 méthode de chauffage par micro-ondes

Yang Lifei et Deng Yu ont utilisé le thé comme matière première, 6#Solvant comme milieu, et le chauffage de micro-ondes àExtrait de lutéine....... L’effet de la vitesse d’extraction sur le produit a été étudié en modifiant la concentration du solvant, la puissance des micro-ondes, le temps d’extraction et d’autres conditions pour obtenir les conditions optimales d’extraction. Les résultats ont montré que le rapport de matière (W/V) était de 1:25, le temps était de 30, l’extraction par micro-ondes a été effectuée deux fois et le taux d’extraction de la lutéine a atteint 65,45 %. Par rapport à la méthode d’extraction traditionnelle, cette méthode permet non seulement d’économiser du solvant, mais améliore également considérablement l’efficacité d’extraction.

3 Monascus jaune

3.1 propriétés de Monascus yellow

Il a été rapporté que les pigments jaunes de riz de levure rouge sont principalement la monascine et l’ankaflavine [14] (voir Figure 1). Sa longueur d’onde d’absorption caractéristique est 385 nm, et il est soluble dans l’éther de pétrole, l’éther, le benzène, l’hexane, l’éthanol, le méthanol, l’acétone, etc., mais insoluble dans l’eau [15], et est une substance à faible polarité.

En 2004, Yong Smith, B., et al. de Thaïlande ont isolé deux nouveaux pigments jaunes, monascusones A et monascusones B, à partir du pigment jaune de production examiné Monascus kao liang KB20 M 10.2, et ont déduit leurs formule structurale à l’aide d’une analyse photochimique et de données de résonance magnétique nucléaire [16,17], comme le montre la Figure 2. 

3.2 avantages pour la santé du pigment jaune de levure de riz rouge

Depuis des décennies, il y a eu des rapports fréquents de levure de riz rouge ayant de nouvelles et diversesAvantages médicinaux et pour la santé[18-20]. Il a des activités physiologiques qui abaissent la pression artérielle, les lipides sanguins et le cholestérol. Le pigment jaune de levure de riz rouge est un type de pigment naturel qui est insoluble dans l’eau mais soluble dans les solvants organiques tels que l’acétone et l’éthanol, a une forte résistance à la chaleur et est très sécuritaire pour la consommation [21].

3.3 Extraction du pigment de levure rouge de riz [22]

Les résultats des expériences de recherche montrent [23]: l’extraction supercritique du CO2 a un faible taux d’extraction du pigment de riz de levure rouge, environ 5%, mais un taux d’extraction élevé de citrinine dans le riz de levure rouge, atteignant plus de 83%. Par conséquent, la citrinine est d’abord extraite de la levure de riz rouge par CO2 supercritique, puis le pigment de riz de levure rouge est extrait par extraction au solvant, de sorte que le pigment de riz de levure rouge de haute qualité avec une valeur de couleur élevée et une faible citrinine peut être obtenu.

La levure de riz rouge a été extraite avec de l’éthanol à 70% à 60°C pendant 3 fois, chaque fois pendant 45, 60 et 45 minutes. L’extrait a été filtré et concentré sous vide à 50°C dans un évaporateur rotatif à une concentration de 20%. On ajoute la solution concentrée à l’eau distillée et on laisse précipiter. Après trempage et lavage, les composants solubles dans l’eau ont été enlevés pour obtenir les composants solubles dans l’alcool. Les pigments jaunes solubles dans l’alcool de la levure de riz rouge ont ensuite été séparés et purifiés par chromatographie sur colonne, et leur pureté et leur photostabilité ont été caractérisées par chromatographie liquide à haute performance. Les résultats ont montré que le pigment jaune de l’extrait de levure de riz rouge soluble dans l’alcool peut être séparé et purifié par chromatographie sur colonne. Le pic maximal d’absorption est de 385 nm. Le pigment jaune de levure de riz rouge est sensible à la lumière. Après une exposition à la lumière, la structure moléculaire change en raison de la décomposition, ce qui entraîne une décoloration. Par conséquent, le pigment jaune de levure de riz rouge doit être stocké à l’abri de la lumière.

4 safran jaune

4.1 propriétés du jaune de safran

Le carthame est la fleur séchée duPlante de carthameDans la famille des Asteraceae. Il est piquant et chaud dans la nature, entrant dans les méridiens du cœur et du foie, et a pour effet d’éliminer la stase du sang et de soulager la douleur. C’est un bon médicament pour diverses formules qui favorisent la circulation sanguine et éliminent la stase sanguine. Le pigment jaune de carthame est un composé chalconoïde qui a une variété d’effets pharmacologiques, tels que la dilatation des artères coronaires, l’anti-oxydation, la protection du muscle cardiaque, l’abaissement de la pression artérielle, l’immunosuppression et la protection du cerveau. La teneur en pigment jaune de carthame est l’un des principaux indicateurs pour évaluer l’efficacité du carthame.

4.2 avantages pour la santé du pigment jaune de carthame

Des études ont montré que le pigment jaune de carthame est la composante pharmacologique de la phytothérapie chinoise carthame, qui n’a pas d’effets secondaires toxiques. Il peut inhiber l’agrégation et la libération plaquettaires induites par le facteur d’activation des plaquettes, inhiber de façon competitive la liaison du facteur d’activation des plaquettes aux récepteurs plaquettaires, et peut être directement utilisé en médecine, ainsi que dans des produits de santé, des aliments, des cosmétiques et des colorants textiles.

4.3 Extraction du pigment jaune de carthame

Des scientifiques chinois ont utilisé la spectrophotométrie pour étudier les effets de différents solvants et méthodes d’extraction sur la teneur en crocine du carthame. Les résultats ont montré que l’eau et 70% de méthanol avaient un bon effet sur l’extraction de la crocine, tandis que 80% d’acétone avait un plus grand effet sur la teneur en crocine, ce qui a entraîné un taux d’extraction plus faible. En comparaison, l’extraction de la crocine à l’aide d’eau est une méthode meilleure, plus rapide et plus pratique.

5 colorant jaune Gardenia

5.1 propriétés du pigment jaune gardenia

Les principaux composants du pigment jaune gardenia sont la crocine et la crocétine de type caroténoïde, ainsi que le gardenoside, un glycoside éther d’enol cyclique, des flavonoïdes et de l’acide chlorogénique. La crocine et la crocétine sont des caroténoïdes rares solubles dans l’eau avec de multiples liaisons doubles conjuguées dans leurs molécules. D’une part, ils donnent aux pigments gardenia leur couleur jaune, mais d’autre part, ils peuvent aussi être une des raisons de l’instabilité des pigments gardenia. Le pigment jaune Gardenia est soluble dans les solvants polaires tels que l’eau et l’éthanol, mais pas dans les solvants non polaires tels que le benzène et l’essence. Le pigment est moins stable dans des conditions acides, mais stable dans des conditions neutres et alcalines. Comme les autres caroténoïdes, le pigment jaune gardenia n’est pas très résistant à la lumière. Mis à part Fe2+ et Cu2+, les ions métalliques communs ont peu d’effet sur gardenia yellow.

5.2 avantages pour la santé du pigment jaune gardenia

Le pigment jaune Gardenia a un effet inhibiteur sur Staphylococcus aureus, Neisseria meningitidis, Neisseria gonorrhoeae, et Streptococcus pyogenes, et a des effets antibactériens et antiviraux. Il a un effet anti-inflammatoire et analgésique sur les dommages des tissus mous, et un effet anti-inflammatoire. Il peut également aider dans le traitement de l’hépatite jaunisse et aun effet chorérétique.

5.3 Extraction du pigment jaune gardenia

Il existe de nombreuses méthodes pour extraire le pigment jaune gardenia. Le pigment jaune Gardenia contient des groupes hydrophiles et est facilement soluble dans l’eau, de sorte que le pigment peut être extrait par trempage dans l’eau. La méthode d’extraction de l’eau comprend le broyage, le dégraissage, le trempage, le filtrage et la concentration pour extraire une boue de 20 à 50%. Cette méthode présente l’avantage d’être simple, nécessitant peu d’investissement et de faibles coûts de production. Cependant, le pigment produit par cette méthode est de faible pureté, de mauvaise apparence et est une boue de 20 à 50%, difficile à affiner et peu utile.

Afin d’obtenir des ingrédients actifs de pigment purifiés, la plupart des méthodes nationales et étrangères utilisent l’extraction à l’éthanol, ou d’abord extraire avec une solution aqueuse, puis séparer et purifier avec de l’éthanol. D’une manière générale, l’utilisation d’éthanol comme solvant présente les avantages d’une plus grande pureté de pigment et d’une plus grande valeur de couleur que l’utilisation d’eau comme solvant. Cependant, il présente les inconvénients des exigences de processus complexes, ce qui rend difficile la production d’une poudre avec une valeur de couleur élevée, et un coût élevé.

Si une membrane en céramique est utilisée pour filtrer et purifier directement la solution d’extraction de pigments pour éliminer les impuretés en suspension et la pectine dans la solution d’extraction, la pureté du produit de pigment peut être garantie. En même temps, la solution purifiée peut être directement concentrée par osmose inverse sans causer de pollution grave à la membrane d’osmose inverse. La solution concentrée de pigment est ensuite traitée par osmose inverse, qui élimine une grande quantité d’eau et concentre la solution de pigment, évitant ainsi l’évaporation d’une grande quantité d’eau, réduisant la consommation d’énergie et aidant à assurer la stabilité du pigment.

Le pigment jaune Gardenia extrait de Gardenia contient une grande quantité de gardenoside et d’autres impuretés. La présence de gardenoside affecte non seulement la stabilité du pigment jaune gardenia, mais provoque aussi plus sérieusement le vert des pâtes teintes avec le pigment jaune gardenia. Par conséquent, le pigment brut doit être raffiné. Actuellement, les principales méthodes d’affinage du pigment jaune de gardenia sont: chromatographie sur colonne, osmose inverse, précipitation acido-basique, reflux de solvant, etc., mais elles présentent toutes des inconvénients tels que des coûts de production élevés, des résidus de solvants organiques, la pollution de l’environnement, ce qui limite leur généralisation. L’affinage du pigment par adsorption et désorption est une méthode adaptée à la production industrielle.

6 autres pigments jaunes naturels comestibles

Zein: Zein est une sorte de protéine qui se trouve dans l’enveloppe de graines de nombreuses plantes. C’est une sorte de protéine qui se trouve dans l’enveloppe de graines de nombreuses plantes. C’est une sorte de protéine qui se trouve dans l’enveloppe de graines de nombreuses plantes. C’est une sorte de protéine qui se trouve dans l’enveloppe de graines de nombreuses plantes. C’est une sorte de protéine qui se trouve dans l’enveloppe de graines de nombreuses plantes. C’est une sorte de protéine qui se trouve dans l’enveloppe de graines de nombreuses plantes. C’est une sorte de protéine qui se trouve dans l’enveloppe de graines de nombreuses plantes. C’est une sorte de protéine qui se trouve dans l’enveloppe de graines de nombreuses plantes. C’est une sorte de protéine qui se trouve dans l’enveloppe de graines de nombreuses plantes. C’est une sorte de protéine qui se trouve dans l’enveloppe de graines de nombreuses plantes. C’est une sorte de protéine qui se trouve dans l’enveloppe de graines de nombreuses plantes. C’est une sorte de protéine qui se trouve dans le il existe sous la forme de lipides naturels dans l’endosperme de maïs et a une valeur nutritive élevée. La cryptoxanthine est un précurseur de la vitamine a.

Pigment de date rouge: les dattes rouges ont une teneur élevée en pigment et un processus d’extraction simple [26]. Il est sûr et non toxique, résistant aux acides et aux alcalis, eta une bonne stabilité à la lumière, à la chaleur, aux agents oxydants et réducteurs, à certains additifs alimentaires et aux ions métalliques.

Pigment jaune d’argousier: le composant principal du pigment jaune d’argousier est le caroténoïde, qui se trouve principalement dans leÉcorces de fruits d’argousier.

Polygonum pigment: c’est une sorte de pigment phénolique jaune-brun extrait des feuilles de Polygonum multiflorum.

Le Limonium aureum, également connu sous le nom de fleur jaune, est une plante vivante de la famille des Plumbaginaceae qui pousse dans les provinces de Gansu, Qinghai et de Mongolie intérieure. Il peut également produire des pigments jaunes.

Forsythia est également riche en pigments jaunes. Les pigments sont insolubles dans l’eau mais solubles dans les solvants organiques.

7 perspectives sur le développement des colorants alimentaires à base de plantes

7.1 les pigments jaunes naturels multifonctionnels sont la voie à suivre

Parmi la coloration alimentaire multifonctionnelle, la coloration alimentaire naturelle nutritionnelle a attiré beaucoup d’attention, et le plus réussi est les pigments caroténoïdes. Avec l’expansion du marché des additifs alimentaires fonctionnels, les pigments jaunes naturels apparaîtront comme des produits de santé et ne se limiteront plus aux colorants. On peut prévoir que les pigments jaunes naturels multifonctionnels sont la direction future du développement des pigments jaunes alimentaires.

7.2 renforcer la recherche sur les techniques de stabilisation

Le plus grand inconvénient dePigments jaunes naturelsLa recherche de techniques de stabilisation est la clé de leur industrialisation et de l’amélioration de la qualité des produits. La plupart de China' S les fabricants de pigments naturels ont une technologie dépassée, un équipement rudimentaire et une faible stabilité des produits, ce qui affecte gravement la compétitivité de la Chine et#39; S pigments naturels sur le marché international. Chine et#La recherche sur la stabilité des pigments jaunes naturels n’est pas non plus à un niveau élevé, et il est également urgent de renforcer la recherche dans ce domaine.

7.3 le rôle de la biotechnologie dans la production de colorants alimentaires naturels

La fourniture deMatières premières pour pigments naturelsEst facilement influencée par les saisons et le climat, mais la production de pigments naturels à l’aide de la biotechnologie surpasse cet inconvénient. De nombreux pigments naturels qui étaient auparavant produits à l’aide de méthodes traditionnelles d’extraction au solvant sont maintenant produits à l’aide de la biotechnologie. A l’avenir, la biotechnologie jouera un rôle de plus en plus important dans la production de colorants alimentaires naturels, y compris les pigments jaunes naturels.

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