Quelle est la catégorie de Pigment naturel?

Dans de nombreux essais, il a été constaté que de nombreuses variétés de pigments synthétisés chimiquement ont une toxicité chronique grave et une cancérogénicité, et ils seront inévitablement progressivement remplacés par des pigments naturels [1]. Les pigments naturels, en tant qu’additifs alimentaires, ont les caractéristiques d’une sécurité élevée et des couleurs vives naturelles. En outre, certains pigments naturels ont également des effets pharmacologiques tels que le traitement et la prévention, ainsi que des fonctions de santé. Les fonctions physiologiques et les techniques de préparation de plusieurs pigments naturels importants sont présentées ci-dessous.

1 Types et fonctions physiologiques des pigments naturels

1.1 pigments caroténoïdes

Ces pigments peuvent être divisés en deux catégories selon leurs propriétés chimiques et solubilité: caroténoïdes et xanthophylles.

1.1.1 caroténoïdes

Les caroténoïdes sont des polyènes conjugués, qui se caractérisent par leur capacité à prévenir efficacement les dommages à la membrane lipidique interne causés par les radicaux libres. Le bêta-carotène est présent dans de nombreux légumes jaunes (carottes, citrouilles, patates douces, etc.), fruits, algues et wolfberries. On rapporte que le goji a une teneur élevée en carotène (19,61 mg/100g) [2].bêta-carotèneEst un précurseur de la vitamine A. dans le corps, après l’absorption du bêta-carotène, il est décomposé dans l’intestin grêle ou le foie et converti en vitamine A. certaines études ont trouvé qu’une molécule de bêta-carotène peut être convertie en deux molécules de vitamine a par l’action des enzymes dans le corps, Et est la plus abondante dans les aliments, de sorte qu’il est considéré comme la principale source de vitamine A pour le corps huprincipale[3]. Certaines études ont montré [4] que la vitamine A peut améliorer le corps et#39; S fonction immunitaire, protéger contre le rayonnement ultraviolet, prévenir la carence en vitamine A, prévenir et traiter les maladies cardiovasculaires telles que l’avc et l’infarctus du myocarde, et A un effet anticancéreux.

1.1.2 lutéine

C’est un dérivé contenant de l’oxygène des polyènes conjugués et un piège efficace des radicaux d’oxygène. La lutéine se trouve principalement dans le maïs, le piment, les agrumes et le goji. C’est un charognard de l’oxygène singlet et des radicaux libres, et peut réagir rapidement avec l’oxygène et les radicaux libres produits par l’oxydation de l’acide linoléique pour empêcher le transfert en chaîne de la peroxydation lipidique. Son effet antioxydant est comparable à celui du BHT, et il deviendra une nouvelle génération d’antioxydants nutritionnels. Les chercheurs médicaux occidentaux ont découvert il y a longtemps [19] queLutéine naturellePeut prévenir une série de maladies causées par le vieillissement dans le corps humain, telles que la prévention du déclin de la vision et même la cécité causée par la dégénérescence maculaire de la rétine des personnes âgées, et également réduire l’incidence du cancer, des maladies cardiovasculaires et des maladies oculaires.

1.2 flavonoïdes

Les flavonoïdes sont un type de substance phénolique soluble dans l’eau avec une structure C6-C3-C6. Ils peuvent capturer les radicaux de peroxyde lipidique et les superoxydes dans la membrane biologique, coupant ainsi la réaction en chaîne de peroxydation lipidique dans le corps qui provoque le vieillissement et la maladie. Ils ont également pour effet de chélater les ions métalliques et de bloquer l’oxydase. Wang Wei [12] et d’autres ont conclu queLes flavonoïdesPeut également être utilisé comme agent protecteur vasculaire pour prévenir l’athérosclérose et l’embolie. Parmi les flavonoïdes, le pigment rouge de sorgho, le pigment de cacao et le pigment d’oignon ont une forte activité antioxydante. Sun Ling [13] et d’autres ont extrait la mélanine du riz noir, des haricots noirs et des graines de sésame noirs et ont constaté qu’elle avait une forte capacité de récupération des radicaux d’oxygène.

1.3 pigments anthocyaniques

Pigments anthocyaniquesSe trouvent généralement dans les fleurs, les feuilles et les fruits des plantes et sont composés d’un groupe glycoside et de sucre. Ils sont généralement solubles dans l’eau, mais leur couleur peut changer en fonction de la valeur du pH. Les anthocyanes sont également sensibles à la lumière, à la température et à l’oxygène. Les anthocyanes peuvent absorber fortement la lumière ultraviolette et agir comme une barrière UV dans le corps. Ils ont également un effet préventif sur les maladies coronariennes et les anomalies du myocarde [14]. En outre, ils peuvent traiter les troubles circulatoires et l’angine de poitrine, et retarder la croissance des cellules cancéreuses. Jiang Pingping [15] et d’autres extraitsViolet patate douce anthocyanineDe patates douces pourpres. La recherche a révélé qu’il peut éliminer les radicaux libres d’oxygène, résister à la peroxydation lipidique, et résister à l’hémolyse des globules rouges causée par H2O2. Certains chercheurs ont extrait le pigment perilla du perilla à double usage en Chine et ont constaté qu’il avait les effets de la désintoxication, de la dispersion du froid, de la promotion de la circulation du Qi et de l’apaisement de l’estomac.

1.4chlorophyllee (pigments porphyrines)

La chlorophylle se trouve dans les alguesEt les fruits des plantes supérieures, et il est instable à la lumière. Généralement, le magnésium au centre de l’anneau de porphyrine peut être enlevé par séparation acide dilué pour former la chlorophylle de démagnésium, puis le cuivre peut être utilisé pour remplacer le magnésium pour obtenir le dérivé plus stable chlorophylline cuivre sodium. Des études ont révélé qu’il a pour effet de nourrir le sang, de favoriser la production de sang, d’activer les cellules, de combattre l’infection et l’inflammation, et d’inhiber la croissance des cellules cancéreuses.

2 méthode de préparation

2.1 méthode d’extraction au solvant

Le procédé de cette méthode consiste d’abord à extraire avec un solvant organique, puis à filtrer, à réduire la pression de concentration, à sécher sous vide et à affiner pour obtenir finalement le produit. Selon la nature du pigment et de la matière première, le choix de l’agent d’extraction varie également, et il est généralement divisé en inorganique et organique. Les agents d’extraction inorganiques courants comprennent l’eau et les solutions acido-basiques; Les solvants organiques comprennent l’éthanol, l’acétone, les alcanes, le benzène, les huiles et graisses, le dioxyde de carbone, etc. La méthode d’extraction au solvant est simple, nécessite moins d’investissement en équipement, est plus facile à utiliser, ne pollue pas l’environnement et est pratique pour la production; Cependant, le temps d’extraction est long, l’intensité du travail est élevée, la consommation d’énergie est élevée pendant le prétraitement de matière première, la solubilité du pigment est pauvre, et la couleur change considérablement. La quantité de solvant requise pour le processus d’extraction est importante et la récupération est difficile, ce qui entraîne un coût de production plus élevé pour le produit. Selon certaines publications [16], l’éthanol est un solvant organique idéal pour l’extraction des colorants alimentaires naturels. Cai Jian [17] et d’autres ont signalé que pour les poivrons rouges et les tulipes à faible teneur en humidité, l’utilisation d’éthanol à 95% est plus efficace; Pour les radis à haute teneur en humidité, on peut utiliser de l’éthanol anhydre pour l’extraction.

2.2 extraction par fluide supercritique

L’extraction par fluide supercritique est une technologie émergente d’extraction et de séparation dans l’industrie alimentaire. Il utilise les caractéristiques des liquides dans la région supercritique, qui ont à la fois les propriétés amphotériques du gaz et du liquide (c.-à-d., ils ont la haute perméabilité et la faible viscosité d’un gaz, ainsi que la haute densité et la bonne solubilité d’un liquide), pour réaliser la dissolution et la séparation des solutés. La principale caractéristique de cette technologie est qu’elle combine les deux fonctions traditionnelles d’extraction au solvant et de distillation, et elle est particulièrement efficace pour séparer les substances sensibles à la chaleur et non volatiles. La technologie d’extraction supercritique du CO2 peut également stimuler le développement d’industries connexes et améliorer les méthodes de solvants chimiques en Chine, favorisant ainsi le développement de l’industrie. C’est une excellente méthode pour extraire, préparer et analyser des échantillons de substances naturelles, et est donc plus conforme à la tendance des gens de retour à la nature.

2.3 méthode de congélation-fusion

Cette méthode est douce, avec une température de fonctionnement ne dépassant pas la température ambiante, et donc moins dommageable pour les colorants alimentaires naturels sensibles à la chaleur. C’est une méthode souvent utilisée dans la recherche biochimique pour briser les parois cellulaires des micro-organismes [17]. Par rapport à l’extraction conventionnelle au solvant, cette méthode évite le processus de transfert de masse à travers la paroi cellulaire, de sorte que le temps d’extraction est considérablement raccourci. Après la rupture de la paroi cellulaire de la plante, les substances solubles intracellulaires seront dissoutes. Pour obtenir un produit plus pur, l’éthanol est généralement utilisé comme agent d’extraction. Yang Li [20] et d’autres ont utilisé gardenia, rubia cordifolia et les feuilles d’érable comme matières premières pour extraire trois pigments. Les résultats ont montré que ce procédé est largement applicable à l’extraction de pigments végétaux solubles dans l’alcool dans l’eau et peut donc être étendu à la production industrielle d’autres pigments similaires.

2.4 méthode d’extraction enzymatique

La méthode d’extraction enzymatique convient aux matières premières qui sont entourées de parois cellulaires et qui ne sont pas facilement extraites, comme le pigment jaune de carthame [17]. Le pigment jaune de carthame se trouve dans les pétales tubulaires de carthame, et la composition chimique du matériel végétal dans cette région est principalement des substances semblables à la cellulose, qui forment une barrière à la diffusion du pigment jaune de carthame du matériel végétal au milieu d’extraction. L’action de la cellulase sur les fleurs tubulaires de carthame provoque la dégradation de la cellulose, de l’hémicellulose et d’autres substances dans les parois cellulaires et la matrice intercellulaire, entraînant des changements locaux tels que le déblocage, l’expansion et l’écroulement de la structure des parois cellulaires et de la matrice intercellulaire, augmentant ainsi la zone de transfert de masse pour la diffusion du principe actif, c’est-à-dire le pigment jaune de carthame, sur le milieu d’extraction et réduisant la résistance au transfert de masse, Facilitant ainsi l’extraction du pigment jaune de carthame.

2.5 méthode d’extraction par micro-ondes

Les micro-ondes sont des ondes électromagnétiques d’une fréquence de 300 à 300 000 MHz, généralement appelées ondes à ultra-haute fréquence. Le mécanisme d’extraction par micro-ondes [17] est que les micro-ondes traversent librement le milieu d’extraction transparent pendant l’irradiation par micro-ondes, pour atteindre les faisceaux vasculaires internes et les systèmes cellulaires glandulaires du matériel biologique. En raison de l’absorption de l’énergie des micro-ondes, la température à l’intérieur du matériau va soudainement augmenter. Généralement, la température des grappes vasculaires et des systèmes glandulaires de matériaux naturels augmentera plus rapidement, puis maintiendra cette température jusqu’à ce que la pression interne dépasse la capacité de la paroi cellulaire à se développer, et les cellules commencent à se briser. À ce moment, les ingrédients actifs dans les cellules s’écoulent librement hors des parois cellulaires brisées, puis sont capturés par le milieu d’extraction à une température plus basse et dissous dans le milieu d’extraction. Enfin, le résidu est filtré pour obtenir l’extrait. D’autre part, le champ électromagnétique généré par les micro-ondes peut accélérer le taux de diffusion de la matière extraite de l’intérieur vers le solvant d’extraction. Les avantages de l’extraction par micro-ondes sont des taux d’extraction élevés et précis, une vitesse rapide, de faibles coûts d’exploitation, des coûts de prétraitement réduits pour les matières premières, et il est également respectueux de l’environnement. Le rayonnement micro-ondes a une excellente pénétrabilité, et il peut être appliqué à n’importe quel matériel biologique naturel, et est plus efficace pour l’extraction d’ingrédients sensibles à la chaleur. En outre, cette méthode peut être combinée avec l’extraction par fluide supercritique pour résoudre le problème des résidus de solvant lors de l’extraction par micro-ondes, qui est difficile à réaliser avec d’autres méthodes d’extraction existantes.

3 perspectives

La Chine a un vaste territoire, des ressources végétales abondantes et diversifiées, etMatières premières naturelles de pigmentDans le nord comme dans le sud, qui peuvent tous être développés et utilisés. Cela est particulièrement vrai pour certains produits agricoles, tels que le maïs, le sorgho, les piments,Les radis, etc., qui peuvent être trouvés partout. Il convient également de mentionner que le goji, qui est cultivé dans de grandes plantations dans le nord-ouest de la Chine, contient une grande variété de pigments en concentrations élevées, fournissant une source riche pour le développement deColorants alimentaires naturelsEt d’ouvrir de nouvelles voies pour la transformation en profondeur des produits agricoles et secondaires. Avec l’amélioration des personnes' S le niveau de vie et le développement continu de l’industrie alimentaire, ainsi que l’importance croissante de la recherche et du développement.Chine et#39; S industrie alimentaireSur la haute technologie, les colorants alimentaires naturels ont de larges perspectives de développement. Pour cette raison, nous devrions saisir l’occasion, basée sur le marché intérieur, explorer activement le marché international, et développer vigoureusement naturels, nutritifs, et multifonctionnels colorants alimentaires naturels, tels que le carotène, les flavonoïdes, le lycopène, chlorophyll, pigment de riz de levure rouge, etc. Dans le même temps, nous devrions également adopter une technologie de pointe, améliorer continuellement le niveau d’équipement et de production de produits, afin d’améliorer la compétitivité des produits sur le marché.

Références:

[1] Ma Zichao. Chimie et technologie de Production de colorants alimentaires naturels [M]. Beijing: China Forestry Science Et en plusTechnology Publishing House, 1994.

[2] Qi Zongshao. Recherche sur la Composition chimique du goji et des feuilles de goji. Traditional Chinese Medicine Bulletin, 1986, 11(3): 35-43.

[3] Steenbock. Le corm blanc vs le corm jaune et une relation probable entre les vitamines liposolubles et les pigments végétaux jaunes [J]. Science, 1919, 50:352-353.

[4] Zhu Xiuling, Che Zhenming, et al. Progrès de la recherche sur les fonctions physiologiques et les techniques d’extraction du β-carotène [J]. Journal De laXihua University, 2005, 24(1): 71-76.

[5] Bertram J S, Pung A, et a1. Divers caroténoïdes protègent contre la transformation de neoplacia induite chimiquement [J]. Carcinogenesis, 1991,12:671-676.

[6] Ma Aiguo. L’effet protecteur des nutriments antioxydants contre les dommages à l’adn [J]. Journal du collège médical de Qingdao, 1996, 32(2): 95- 97.

[7] Sun Qingjie, Ding Xiaolin. Lycopène soins de santé et développement [J]. Food Et en plusFermentation Industry, 1997, 23(4): 72- 75.

[8] Agarwal S. Rao AV. TomaÀ propos delycopene and low density lipoprotein oxidation a human dietary intervention study [J]. Lipids, 1998, 33 (10): 981- 984.

[9] FRuizRe Jon, GMartin- peña,Plasmastatus   of    Rétinol,α - et γ - tocophérols and  main   caroténoïdes to  La première myocardique Cas d’infarctus contrôle and  Suivi - vers le haut Étude [J]. 2002,18(1):26- 31.

[10] Zhang Zhiqiang, Jiang Ying, Tian Liping. Stabilité et application du rouge de paprika dans les aliments [J]. Modern Food Science and Technology, 2005, 22(2): 83-85.

[11] PizzioL, VazquerP. Acides tungstophosphoriques et molybdophosphoriques supportés par la zircone comme catalyseurs d’estérification [J]. CatalLatt, 2001,77(4):233- 239.

[12] Wang Wei. Etude de l’activité antioxydante des pigments naturels flavonoïdes [J]. Food Science, 2001, 22(15): 26-28.

[13] Sun Ling, Zhang Mingwei. Caractéristiques et potentiel d’utilisation des pigments naturels des plantes noires [J]. Food Research and Development, 1998, 20(14): 39-41.

[14] Ren Yuhua, Li Hua. Pigments naturels - anthocyanes [J]. Food Science, 1995, 16(7): 22-27.

[15] Jiang Pingping, Lv Xiaoling. Étude In vitro de l’activité antioxydante des anthocyanes des patates douces violettes [J]. Chine additifs alimentaires, 2002(6): 8-11

[16] Chen Cunshe, Dong Yinmao, Lu Xinmei, et al. Extraction et stabilité des pigments naturels à usage alimentaire [J]. Natural Product Research and Development, 2001(6):19- 21.

[17] Cai Jian, Hua Jingqing, Wang Wei, Xu Liang. Introduction à la technologie de préparation du colorant alimentaire naturel [J]. Food and Drugs, 2005, 6 (7): 45-47.

[18] R everchoVE, PortVGD. Extraction supercritique de CO 2 et fractionnement de l’huile essentielle et des cires de lavande [J]. J. AgricFoodChem, 1995 (43): 1654-1658.

[19] Zhang W C, Wang L. extraction supercritique de CO2 du lycopène naturel pur [J]. Anhui Chemical Industry, 1999(5):28- 29.

[20] Yang L, Mo Q K, Wu Z H. nouveau procédé d’extraction de pigments végétaux solubles dans l’eau [J]. Food Industry Science and Technology, 1998(5):32- 33.

[21] Xue Weiming, Zhang Xiaolin, Kang Maode et al. Recherche sur l’application de l’extraction enzymatique du pigment jaune de carthame [J]. Chemical Engineering, 1999(1): 42-46.

[22] Yao Zhongming, Lv Xiaoling, Chu Shucheng. Étude sur le procédé d’extraction du pigment jaune gardenia - une comparaison de l’extraction par micro-ondes et des méthodes d’extraction traditionnelles [J]. Journal of Tianjin Institute of Light Industry, 2001(4): 20-23.