Etude sur la biodisponibilité de la curcumine, colorant alimentaire naturel

L’utilisation de colorants naturels en Chine remonte à plus de 4 500 ans, et a une très longue histoire. À la fdansdu xxe siècle, les colorants chimiques ont progressivement remplacé les colorants naturels. Les colorants synthétiques sont largement utilisés dans le textile, la nourriture et les industries industrielles en raison de leurs nombreux avantages, tels que des couleurs vives, un bon pouvoir de coloration, une bonne stabilité, un prix bEn tant queet une grande production. Cependant, les colorants synthétiques peuvent nuire à l’environnement et aux humains pendant la production et l’utilisation, et sont actuellement l’un des principaux polluants dans les eaux usées industrielles [1]. De nombreux colorants synthétiques sont extrêmement nocifs pour les humains et les organismes vivants pendant leur utilisation, car ils provoquent des allergies, une toxicité, une mutagénicité et une cancérogénicité [2-3]. Les colorants naturels proviennent de plantes et d’animaux, et ont les avantages d’être sûrs et respectueux de l’environnement, inoffensifs pour les humains et les organismes vivants, et d’avoir divers avantages pour la santé. Par conséquent, ils sont favorisés par les gens et remplacent progressivement les pigments synthétiques [4-6].

Cependant,Pigments naturelsOnt également des problèmes tels que le stockage et le transport instables, l’hydrolyse facile, et la faible efficacité de teinture [7]. À l’heure actuelle, les méthodes utilisées pour résoudre ces problèmes comprennent la technologie de microencapsulation, l’ajout d’antioxydants, l’ajout de stabilisants pigmentaires et la modification chimique des groupes structuraux des pigments naturels. Cependant, il y a eu peu d’études sur l’utilisation de matériaux d’ossature métal-organique (mof) pour résoudre ces problèmes [8-10]. Par conséquent, la façon d’utiliser de nouvelles méthodes pour résoudre ces problèmes est devenue la direction de la recherche aujourd’hui.

Cet article énumère systématiquement la structure et les propriétés du pigment naturel curcumine, et fournit une introduction détaillée à ses applications. Il se concentre sur la synthèse des facteurs spécifiques qui affectent la stabilité de la curcumine et les méthodes pour l’améliorer. Une nouvelle méthode est introduite pour encapsuler la curcumine afdansd’améliorer sa stabilité et ses propriétés teinturales. Afin d’offrir plus de possibilités de résoudre les problèmes de stockage et de transport instables, d’hydrolyse facile et de faible efficacité de teinture de la curcumine, les perspectives futures de recherche de la curcumine dans le domaine textile sont proposées.

1 curcumine et ses propriétés

1.1 structure moléculaire

La curcumineEst une substance naturelle cristalline jaune orangé rare de la classe des dicétones extraite de plantes de la famille du gingembre. La curcumine est sa substance principale, et sa composition comprend principalement environ 77% de curcumine (C12H20O6), 3% de bisdeméthoxycurcumine, et 17% de déméthoxycurcumine (C20H18O5) [11], avec la structure suivante.

1.2 propriétés générales

L’extrait de curcuma est un composé naturel avec un arôme caractéristique et un goût légèrement amer. Il a un point de fusion de 179-182 °C, est très lipophile, et est très peu soluble dans l’eau. Il est facilement soluble dans le méthanol, l’éthanol, le propanol, l’acide acétique glaciaire et les solutions alcalines. Le pH Ha un effet significatif sur le développement colorant de la curcumine. Il est jaune dans les solutions neutres et acides et rouge dans les solutions alcalines. Compte tenu du changement de couleur de la curcumine dans les solutions acides et alcalines, il peut être utilisé comme indicateur d’acidité et d’alcalinité. Parce qu’il existe de multiples liaisons doubles, des groupes hydroxyle phénoliques et des groupes carbonyle dans la molécule de curcumine, il subit des réactions chimiques relativement fortes [12]. Par conséquent, la curcumine est sensible à l’influence de facteurs physicochimiques tels que la lumière et la chaleur dans les applications.

1.3 facteurs affectant la stabilité

La stabilité des pigments de curcuma est facilement affectée par la lumière, la chaleur, le pH et les ions métalliques, etc., eta les caractéristiques de la faible solubilité dans l’eau, la décomposition pendant l’utilisation, et la faible stabilité à la lumière, qui limite l’application et le développement du pigment de curcuma. La promotion de l’utilisation du pigment de curcuma doit résoudre le problème de stabilité.

1.3.1 lumière et chaleur

L’extrait de curcuma a une faible stabilité à la lumière et à la chaleur, ce qui peut favoriser sa décomposition oxydative [13]. La stabilité d’une solution de curcuminoïdes et de composés est relativement bonne dans des conditions d’éclairage intérieur et dans une boîte à lumière, et la dégradation est lente. Cependant, après 5 h d’exposition à la lumière

L’absorbance a diminué, passant de 1,15 à 0,38, et la perte de pigment était d’environ 67% [14]. Shi Wenting et al. [15] ont constaté qu’après cinq jours d’exposition à la lumière en plein air, les taux de dégradation des principaux composants de la curcumine, de la curcumine, de la monodéméthoxycurcumine et de la bisdéméthoxycurcumine étaient respectivement de 69,5%, 51,4% et 21,2%.

Les pigments de curcuma se dégradent lentement à basse température, mais le taux de dégradation augmente avec la température et leur stabilité diminue graduellement. Plus la température est élevée, plus la capacité de développement de la couleur est mauvaise [16]. Par conséquent, les pigments de curcuma doivent être stockés dans l’obscurité à basse température.

1.3.2 pH

Le pigment de curcuma est moins stable dans les environnements acides et alcalins forts après avoir été dissous dans une solution d’éthanol. Lorsque le pH est inférieur à 5, le pigment de curcuma est stable, et lorsque le pH augmente, le taux de dégradation augmente considérablement [16]. La curcumine présente différentes couleurs sous différentes conditions de pH. Il est jaune clair dans un environnement acide, rouge rose dans un environnement neutre, et brun rougeâtre ou brun dans un environnement alcalin. Il peut aussi revenir au jaune après l’acidification [17]. La curcumine peut donc être utilisée comme indicateur chimique [18].

1.3.3 ions métalliques

Certains ions métalliques tels que Fe3+, K+, Fe2+, Al3+, Ca2+ et Cu2+ sont enclins à chélater avec la structure β-dicétone dans la curcumie et précipité. De plus, la concentration des ions métalliques est liée au degré d’influence [19-20]. Par conséquent, le contact avec l’aluminium, le calcium, le fer et le cuivre Les conteneurs doivent être évités pendant le traitement, le transport, l’entreposage et l’utilisation [21-22].

1.3.4 additifs

Le pouvoir colorant et la stabilité de la curcumine sont affectés non seulement par la lumière, la température, le pH et les ions de métal, mais aussi par des additifs tels que le sel, les conservateurs, l’acide citrique et la vitamine C. Qiao Qingqing etal. [23] ont dissous le pigment de curcuma dans l’éthanol et ont étudié le spectre d’absorption du pigment. Ils ont constaté que l’absorbance du pigment de curcuma diminuait légèrement et que la couleur devenait légèrement plus légère après l’ajout d’acide citrique et de vitamine C. l’effet de certains additifs alimentaires sur la curcumine est illustré dans le tableau 1 [24].

1.3.5 autres facteurs

La curcumine a des propriétés antioxydantes et anti-réduction, mais elles ne sont pas très fortes. Il doit être évité d’être mélangé avec des oxydants forts (tels que H2O2) et des agents réducteurs forts (tels que Na2SO3). Le type et la quantité d’antioxydant ont un effet relativement important sur la stabilité de la solution de curcumine [23]. La solution de curcumine est relativement instable dans un environnement alcalin, et le groupe hydroxyle est très réactif et peut subir une variété de réactions.

La curcumine est affectée par les facteurs ci-dessus. Si son instabilité n’est pas protégée et améliorée, elle ne parvient souvent pas à atteindre les objectifs souhaités. Par conséquent, il est nécessaire de trouver des moyens d’améliorer la stabilité de la curcumine et de lui faire jouer un meilleur rôle.

2. Domaines d’application de la curcumine

Extrait de curcumaEst un pigment naturel à haute valeur pratique et sécurité [25] et est largement utilisé dans les aliments, les produsonpharmaceutiques,cosmétiques, textiles, élevage et autres domaines (comme le montre la Figure 1).

2.1 produits alimentaires

L’extrait de curcuma est un composé naturel avec une couleur vive qui peut être utilisé comme unAdditif alimentaireEt conservateur [26]. Dès 1981, la curcumine a été incluse comme additif alimentaire dans GB 2760-1981 "normes d’hygiène pour l’utilisation des additifs alimentaires". En 1995, il est devenu un additif alimentaire approuvé par la Commission du Codex Alimentarius de l’organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture. Dans le livre récemment publié en 2011 «Standards pourthe Use De laFood Additives», il peut être utilisé avec modération selon le type de produit et les différents besoins de production [27]. Par conséquent, la curcumine est largement utilisée comme additif alimentaire et agent de conservation dans les aliments et les boissons canadiens et étrangers [28].

Wu Changling [29] a formé un complexe avec des protéines myofibrillaires en complexant la curcumine, et l’efficacité d’intégration pourrait atteindre 80%, avec une taille de particule d’environ 300 nm. La stabilité de la viande de poitrine de poulet a également été vérifiée, et la structure a montré que le complexe améliorait les propriétés antioxydantes globales de la viande de poitrine de poulet, qui peut être appliquée à des produits carnés fonctionnels. Xie et al. [30] ont étudié la préparation d’amidon de blé poreux par traitement thermique humide multiple combiné à une hydrolyse enzymatique complexe, puisCurcumine encapsulée....... L’efficacité d’encapsulationétait d’environ 75%. Comparé à la curcumine non encapsulée, la stabilité de la curcumine encapsulée en termes de lumière, de chaleur, et de temps de stockage a été améliorée, et il peut être employé comme encapsulant dans la production alimentaire.

2.2 médical

L’extrait de curcuma, en tant que pigment naturel, peut être utilisé non seulement dans l’industrie alimentaire, mais a également de nombreuses activités biologiques et des effets pharmacologiques, tels que l’abaissement de la pression artérielle et l’amélioration de la circulation sanguine, soulager la dépression, éliminer la chaleur du sang, prévenir l’artériosclérose, anti-oxydation, anti-inflammatoire, anti-tumeur, antibactérien, anti-vih, etc. [31-33].

Shih et al. [34] [traduction]ont signalé en 1993 que la curcumine agit comme un piégeur de radicaux libres, empêchant la formation de 8-hydroxydésoxyguanosine dans les molécules d’adn. Leonid et al. [31] [en]ont signalé en 1996 que la curcumine avait un effet antioxydant sur les globules rouges humains et leurs membranes cellulaires. À 4-100 μmol/L peut protéger les globules rouges humains contre la lyse induite par h2o2 et la peroxydation lipidique. SugimoÀ propos deet al. [35] [traduction]des souris traitées avec une entérite avec 0,5%, 2,0% et 5,0% de curcumine, l’étude a montré que le traitement de la curcumine peut prévenir et améliorer l’inflammation intestinale. Sindhwani et al. [36] [traduction]ont signalé l’effet inhibiteur de la curcumine sur les cellules tumorales de la vessie de souris. Les résultats ont montré que 100 μmol/L peut inhiber significativement la croissance des cellules tumorales dans la vessie de la souris.

2.3 cosmétiques

L’extrait de curcuma a non seulement d’excellents effets pharmacologiques, mais peut également être utilisé comme colorant naturel dans les cosmétiques. Saraf et al. [37] [traduction]ont développé une nano-crème contenant de la curcumine en 2011 qui peut pénétrer les cellules cutanées pour produire un effet anti-rides. Les résultats ont montré que la crème améliore l’élasticité, la fermeté et la fatigue de la peau de 30% à 50%. Li Ziyi' le groupe de recherche [38] a ajouté de la curcumine à la crème BB, qui a un bon effet dissimulant et éclaircissant sur la peau sans aucune irritation.

2.4 impression et teinture textiles

L’extrait de curcuma est non toxique, sûr et respectueux de l’environnement, et peut être largement utilisé dans le domaine de l’impression et de la teinture textiles. Tout en colorant des textiles, de curcuma extract' S une excellente activité biologique et des effets pharmacologiques peuvent être utilisés pour donner une fonctionnalité aux textiles. Wang Xuemei&#Le groupe de recherche [39] a utilisé l’extrait de curcuma pour teindre la laine, la soie, le coton, la viscose et les fibres de chanvre, obtenant des tissus teints de différentes couleurs. Peng Wenfang et al. [40] ont étudié les propriétés teinturales de la curcumine sur les tissus de jute. Lorsque le temps de teinture était de 90 minutes, la température de teinture était de 70 ℃, la concentration de colorant était de 2,5 g/L, le rapport de bain était de 1:80, et le pH était de 3,5, le taux de teinture atteignait 82,5 %, et le tissu teint avait une couleur douce et unique.

Miao Shuang et al. [41] ont étudié la teinture à la mousse des tissus de laine avec de la curcumine. Un agent de finition en mousse A été préparé en accouplant la nitroaniline avec la curcumine par diazotisation, et A été ajouté directement au tissu de laine teintée. Le processus optimisé pour la teinture de mousse était l’agent de finition de 50%, l’agent moussant de 6%, la température 120 °C, le temps 5 min, et le fabric' S la stabilité à la lumière est améliorée à 2-3. Dong Shuchi et al. [42] ont constaté qu’en plus des produits de teinture, la finition pigmentée au curcuma des produits de soie peut également obtenir une résistance aux UV, avec une valeur UPF 3 à 4 fois plus élevée.

2.5 autres

La curcumine est également utilisée commeAdditif alimentaireOu encapsulé dans des microcapsules destinées à l’élevage [43-44]. Zhou Arong et al. [45] ont combiné la curcumine avec des biopolymères pour former un système d’administration de film, qui a été appliqué aux matériaux d’emballage alimentaire, à la surveillance de la fraîcheur et à la conservation antibactérienne.

Hu Yuli et al. [46] ont étudié les conditions de teinture des poils de vache avec de la curcumine: température de teinture 50 °C, pH 5,0, dosage mordant 3%, temps de teinture 80 min. À ce moment, le taux de teinture est le meilleur et la stabilité est bonne. Il peut également être combiné avec de la consoude. La consoude devient noire et grise, et la curcumine devient brun foncé, de sorte qu’elle peut être utilisée dans les produits de teinture capillaire. Li Haiming et al. [47] ont montré que la curcumine peut être utilisée comme colorant pour la fabrication du papier dans l’industrie du papier.

3. Amélioration des performances d’application du pigment naturel curcumine

3.1. Modification de la structure moléculaire

La molécule de curcumine contient de multiples liaisons doubles, des groupes hydroxyle phénoliques, des groupes carbonyle et des groupes cétone, de sorte qu’elle peut subir de fortes réactions chimiques [11]. Sun Xin [48] a utilisé la diazotisation pour associer le groupe azoïque au sel de diazonium d’acide sulfanilique afin de greffer de nouveaux groupes fonctionnels sur la molécule de curcumine afin d’atteindre l’objectif de modification chimique. La curcumine modifiée (la formule structurelle est la suivante) est facilement soluble dans l’eau, et la solidité de couleur au savon de la soie teinte atteint 4 à 5, et la solidité de couleur à la lumière du soleil est meilleure que celle de la teinture de curcuma pur. Wang Zhongyan [49] a lié la curcumine à un polypeptide pour produire un hydrogel réticular de petite molécule, qui a amélioré la solubilité dans l’eau et la biocompatibilité de la curcumine et obtenu de meilleurs effets anticancéreux. Boonroeng [50] [traduction]a introduit un groupe de chlorure de triméthylammonium dans la molécule de quinoïde par une réaction d’éthérification. La curcumine modifiée produite présentait une meilleure solubilité dans l’eau, une meilleure teinture, une meilleure activité antibactérienne et une meilleure résistance aux UV. La voie synthétique de la curcumine et du chlorure d’ammonium glycidyl triméthyle est représentée à la Figure 2a.

Zhou et al. [51] [traduction]ont introduit un absorbeur ultraviolet actif soluble dans l’eau dans la molécule de curcumine pour préparer une nouvelleCurcumine soluble dans l’eauAvec une bonne solubilité dans l’eau. Il est utilisé dans la teinture et la finition fonctionnelle des tissus de soie pour obtenir une meilleure stabilité des couleurs, en particulier la stabilité au frottement et à la lumière (améliorée de grade 2 à grade 4), la résistance aux UV, et l’activité antibactérienne (activité bactériostatique contre Escherichia coli et Staphylococcus aureus supérieure à 90%). La Figure 2b montre la voie du procédé pour la curcumine et les absorbeurs UV. Yuan Bo [52] a préparé un polymère à empreinte moléculaire (MIP) pour la curcumine à l’aide de la technologie d’empreinte moléculaire. Le procédé de polymérisation en masse utilise la curcumine comme modèle, l’edma comme agent de réticulation et l’aibn comme initiateur, avec un rapport de masse de 1:4:20. Le facteur d’impression atteint 1,27. Le procédé de polymérisation par précipitation est effectué dans un solvant mélangé de 1,0 mmol de curcumine, 50 mL d’acétonitrile et 20 mL de méthanol. MIP a une forte capacité d’adsorption sélective pour la curcumine, et TG/DTG indique une excellente stabilité thermique, qui peut être utilisée dans des environnements à haute température. La Figure 2c et la Figure 2e montrent respectivement le procédé de préparation de la technologie d’impression moléculaire et le diagramme schématique.

Les éléments ci-dessus sont tous basés sur l’amélioration de la structure de base des molécules de curcumine pour surmonter les limitations d’application et optimiser les propriétés physiques et chimiques, de sorte que la curcumine peut être utilisée dans un plus large éventail d’applications.

3.2 amélioration externe

3.2.1 Encapsulation

3.2.1.1 Encapsulation de microcapsules

L’encapsulation de microcapsules, également connue sous le nom de technologie des microcapsules, fait référence à la technique d’encapsulation (enfiler ou enfiler) d’une substance fonctionnelle avec certains composés polymères ou inorganiques au moyen de méthodes mécaniques, chimiques ou les deux pour former un microcontenant avec une structure noyau et une taille de particules de 1 à 500 μm [53]. Les conteneurs microdimensionnés sont constitués d’un matériau de base et d’un matériau de paroi. Le matériau de mur protège le matériau de noyau contre les interférences extérieures. Les matériaux de base courants comprennent les colorants, les agents de finition, les parfums, les fongicides, les adhésifs, les agents de réliaison, les catalyseurs, les retardateurs de flamme, les médicaments, les nanoparticules, les cellules vivantes, etc., qui peuvent être utilisés seuls ou en combinaison. Le matériau de paroi est formé à partir de polymères naturels ou semi-synthétiques ayant des propriétés filmogènes et de composés inorganiques tels que la chitine, l’alginate, le polyester et certains tensioactifs [54-56]. Différents matériaux de base nécessitent l’utilisation de différents matériaux de paroi pour l’encapsulation, et présentent donc les caractéristiques de diversité, de fonctionnalité et de haute efficacité [57]. La performance des microcapsules est étroitement liée au matériau du matériau de paroi choisi, ainsi qu’à la technologie des microcapsules et à la méthode de procédé. Les propriétés obtenues par les différentes méthodes de préparation diffèrent également.

La technologie de Microencapsulation est une technologie qui encapsule des solides, des liquides, des gaz, etc. dans des microcapsules pour former un produit particulaire solide. Le noyau de la capsule est protégé contre les interférences extérieures de l’environnement, puis libéré dans des conditions appropriées par certains moyens spécifiques [58-59]. La technologie de Microencapsulation est complexe et encombrante, et peut être grossièrement divisée en séparation de phase (coacervation), réaction de polymérisation et méthodes mécaniques [60]. La technologie spécifique dépend de la nature du polymère utilisé dans la microcapsule et de la nature du matériau de revêtement. En raison de ses excellentes propriétés, il a été largement utilisé dans les aliments [61], la médecine [62], l’agriculture [63], les produits chimiques quotidiens [64], les dispositifs de détection de cristaux liquides, les produits biologiques [65], les revêtements [66] [traduction]et les textiles [67-69] (y compris le prétraitement, la teinture et la finition des textiles), et a obtenu de bons avantages sociaux et économiques.

Guri et al. [70] [traduction]ont étudié la stabilité et l’absorption cellulaire de la curcumine encapsulée dans des nanoparticules d’ultracentrifugation. La curcumine encapsulée peut mieux disperser, protéger, améliorer la livraison et améliorer la stabilité, et augmenter la biodisponibilité de la curcumine. Par rapport à la curcumine non encapsulée, la stabilité de la curcumine encapsulée peut être augmentée à 90% en stockage à court terme (6 h à 37 °C) ou même plus longtemps. Zhang Pengfei et al. [71] ont utilisé de l’amidon modifié comme matériau de paroi pour préparer des microcapsules de curcumine, obtenant ainsi des produits finis contenant des particules jaunes orangées. La teneur en humidité était de 3,2 %, la densité apparente de 0,66 g/cm3, la compacité de 0,78 g/cm3 et le diamètre moyen des particules était de 346,9 nm. La solubilité dans l’eau et la stabilité ont été améliorées, le processus de préparation des particules de microcapsules de pigment jaune de gingembre est illustré à la Figure 3.

Sun Xiaozhu et al. [72] ont utilisé la β-cyclodextrine comme matériau de paroi pour préparer des microcapsules pigmentées jaune gingembre dans des conditions de rapport entre le cœur et la paroi de 1:4, une température de 50 °C, un temps de 2 h et une teneur en éthanol de 50%, et du polyester teint. Il a été constaté que la valeur d’équilibre du taux de teinture K/S pouvait être augmentée de 15,9, et que la solidité des couleurs au lavage au savon pouvait atteindre le grade 4 à 5. La Figure 4 montre le schéma du procédé de teinture du pigment jaune gingembre sur un tissu de polyester. De plus, de nombreuses études ont tenté d’encapsuler le pigment jaune de gingembre en utilisant d’autres systèmes d’administration, tels que des hydrogels, des liposomes et d’autres méthodes d’encastrer des microcapsules. La technologie de Microencapsulation a les excellentes propriétés d’améliorer la solubilité dans l’eau et la stabilité du pigment jaune de gingembre, prolongeant le temps de stockage, réduisant la pollution de l’environnement, et changeant la compatibilité des substances.

Le type de structure, la technologie de préparation, le coût de matière première, la procédure de processus, et le mécanisme des microcapsules sont des facteurs importants affectant l’application et le développement de la technologie des microcapsules. Avec l’approfondissement de la recherche, le champ d’application des microcapsules s’élargit progressivement. Cependant, la technologie des microcapsules est compliquée et complexe, avec des facteurs incontrôlables dans la technologie de préparation, une sélection limitée des matériaux, une stabilité insuffisante du produit fini, une mauvaise capacité d’auto-récupération, une faible résistance, un temps d’utilisation insuffisant, une mauvaise liaison entre la microcapsule et le réactif, des coûts élevés de matière première et de production, et un processus immature. De plus, le mécanisme de réaction in vivo entre la microcapsule et le réactif n’a pas encore été complètement exploré et de nombreux problèmes doivent encore être résolus d’urgence. Par conséquent, il est nécessaire de trouver des technologies plus optimisées, économiques et respectueuses de l’environnement.

3.2.1.2 MOF encapsulation du matériau

Les matériaux d’ossature métal-organique (mof) sont un nouveau type de matériau poreux formé par l’auto-assemblage d’ions métalliques et de ligands organiques [73]. Parmi eux, les ions métalliques sont généralement des ions métalliques de transition divalents tels que Cu2+, Zn2+, Co2+, Pt2+, etc., et les ligands organiques couramment utilisés comprennent le diméthylimidazole, l’acide téréphtalique, l’acide glutrique, l’acide carboxylique, etc. [74]. Les matériaux MOF ont les caractéristiques d’une grande surface spécifique, une porosité élevée, une structure interstitielle complète, des canaux interstitiels réglables et une excellente stabilité hydrothermique et chimique [75]. À l’heure actuelle, les matériaux MOF ont montré d’excellentes performances dans le stockage de gaz, l’adsorption et la séparation [76-78], la libération prolongée de médicament [79], l’électrochimie [80], les bioccapteurs [81], l’imagerie biomédicale [82], la catalyse [83-84], le traitement des eaux usées [85-87] et d’autres applications.

Yifan et al. [88] ont été les premiers à proposer l’utilisation de matériaux poreux ZIF-8 dans la protection des pigments naturels et dans le domaine de l’impression et de la teinture textiles en 2021. La même année, le groupe de recherche [89] a préparé avec succès des pigments stables et respectueux de l’environnement en encapsulant physiquement de la mélanine avec des matériaux poreux ZIF-8 (comme le montre la Figure 5). Le matériau de cadre de l’imidazole de zéolite (ZIF-8) a été utilisé comme support et l’analogue de la mélanine comme charge utile. 100 mg de ZIF-8 et 12 g/L de mélanine analogue ont été enrobés pendant 3 h sous agitation magnétique à une vitesse de 2.000 r/min et à une température de 30 °C. Le taux de revêtement a été mesuré à plus de 50% par spectroscopie infrarouge, et la stabilité du pigment a été améliorée.

3.2.2 ajout de stabilisants

Le curcuma lui-même contient de la déméthoxycurcumine, qui peut être utilisé comme stabilisant naturel pour la curcumine afin d’améliorer la stabilité des préparations de curcumine. Le pigment de curcuma est encapsulé dans la β-cyclodextrine, qui améliore considérablement sa solubilité dans l’eau et a un effet stabilisateur sur la lumière, la chaleur et les oxydants. Han Xingman et al. [90] ont utilisé une nanoparticule de glucide naturel, le glycogène végétal, comme support pour charger le pigment de curcuma pour préparer un complexe. Après une charge sur le glycogène végétal, la solubilité, la stabilité aux ultraviolets, la stabilité aux acides et aux alcalis et l’activité biologique du pigment de curcuma ont été considérablement améliorées. Zheng Junhua [91] a étudié l’effet des stabilisants sur la stabilité de la curcumine et a constaté que l’acide malique (1,0:0,5) + l’acide citrique (1,0:0,3) avaient le meilleur effet stabilisateur sur le pigment, et que le taux résiduel pouvait atteindre 88,65 % après 10 h de conservation à la chaleur.

En outre, d’autres stabilisants tels que la gomme arabique, la solution de Zn2+, l’acide malique, l’alginate de sodium, l’acide ascorbique et l’acide succinique améliorent également la stabilité du pigment jaune de curcuma. L’utilisation d’un stabilisateur composé est plus efficace que l’utilisation d’un stabilisateur unique [91].

3.2.3 amélioration des conditions de traitement et de stockage

Le traitement des pigments naturels au pays et à l’étranger est limité par des problèmes comme des techniques de traitement peu sophistiquées, de l’équipement simple et des procédés non normalisés, qui limitent le développement de pigments naturels [92]. Par conséquent, les conditions de traitement de la curcumine peuvent être améliorées en optimisant la route de processus et en améliorant le niveau de l’équipement, améliorant ainsi les propriétés physiques et chimiques. En production réelle, l’application de technologies telles que les fluides supercritiques, l’assistance aux ultrasons (micro-ondes), la séparation membranaire, la chromatographie, les résines d’adsorption macroporeuses et l’hydrolyse enzymatique biologique a considérablement amélioré le taux d’utilisation de la curcumine [93]. La recherche et l’utilisation de matériel de pointe ont également amélioré la stabilité de la curcumine [94]. Li Shukun et al. [95] ont ajouté de la povidone comme excipient à la curcumine, ce qui a amélioré la dissolution et la stabilité de la curcumine. En résumé, l’optimisation des conditions de processus est très importante pour la stabilité du pigment.

4 Conclusion

À l’heure actuelle, en raison des inconvénients de la curcumine, tels qu’une mauvaise stabilité, une hydrolyse facile et une faible efficacité de teinture, il existe certains problèmes dans son extraction, sa purification, son stockage et son utilisation à la maison et à l’étranger. Afin de résoudre ces problèmes, certaines méthodes pour améliorer la stabilité des pigments naturels ont été proposées, y compris la technologie de microencapsulation, l’ajout d’antioxydants, l’ajout de stabilisants pigmentaires, et la modification chimique des groupes structuraux des pigments naturels. Cependant, il y a encore des lacunes, et il est nécessaire de continuer à rechercher et à explorer de nouvelles méthodes et technologies. Encapsulation avec des matériaux MOF le pigment jaune de curcuma est une nouvelle méthode qui est simple et facile à mettre en œuvre et peut mieux résoudre les problèmes ci-dessus. La faisabilité de l’encapsulation et de la protection des pigments naturels avec des matériaux MOF a été démontrée. À l’avenir, les efforts peuvent se concentrer sur le criblage de matériaux MOF avec de bonnes propriétés physico-chimiques et une faible toxicité pour encapsuler le pigment jaune de curcuma pour améliorer sa stabilité et ses performances de teinture, de sorte que le pigment jaune de curcuma peut devenir un colorant naturel avec une bonne compatibilité pour la coloration des textiles. On s’attend à ce que cette méthode puisse également être étendue à la protection et à l’application d’autres pigments naturels. On espère que dans un proche avenir, les pigments naturels stabilisés aux pigments et respectueux de l’environnement encapsulés dans des matériaux MOF pourront être largement utilisés dans la coloration des textiles, des aliments, des produits pharmaceutiques et des cosmétiques.

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