Quel est le caractère et l’utilisation de la coloration naturelle?

ColoratiSur lenaturelle is Le conseil des ministresgeneral term pourcolorougesubstances found dansnature, mainly À partir deLe conseil des ministresflowers, leaves, Les fruitsEt en plusseeds De laplants, En tant quewell En tant queA asmall proportiSur leÀ partir deinsects Et en plusmicroorganisms. naturelcoloring is often used to improve Le conseil des ministrescolor De lafood, Et en plusis also widely used dansmedicine, cosmetics Et en plusfabric coloring. Natural Coloring hComme lefollowing characteristics: most De lait is obtained À partir deplants Et en plusanimals that people eat every day, it is safe, non-toxic Et en plushEn tant queno side effects; it is easily absorbed Par:Le conseil des ministreshuman body Et en plusis a beneficial supplement for maintaining human health; most Natural Coloring hEn tant quephysiological Et en pluspharmacological effects Et en pluscan prevent Et en plustreat certadansdiseases [1]; it has a soft color Et en plusan aromatic smell that brings a feeling De lapleasure.  La coloratiSur lenaturelle a donc toujours été populaire, surtout de nos jours, quEt en plusil ya des incidents de sécurité fréquents impliquant des Les pigmentschimiquement synthétisés, et les gens sont désireux de vraiment profiter des Les pigmentsnaturels dans leur vie quotidienne. L’auteur passe en revue les progrès de la recherche sur les propriétés physiques et chimiques, l’isolement et la purification, et les applications de la coloration naturelle.

1 Types et propriétés physiques et chimiques de la coloration naturelle

En plus des Les pigmentsminéraux, la coloration naturelle peut être divisée selon sa source en pigments animaux, pigments végétaux et pigments microbiens; Selon sa solubilité, il peut être divisé en pigments solubles dans l’eau et pigments liposolubles; Il peut également être divisé selon sa structure chimique ou sa série de couleurs [2]. 1) les pigments d’isoprène (pigments liposolubles): pigments à base d’isoprène composés d’une longue chaîne de doubles liaisons conférées, telles que le lycopène, la capsanthine et la zéaxanthine; 2) pigments dérivés du pyrrole: à base de porphyrine (composée de 4 anneaux de pyrrole), tels que la chlorophylle; 3) pigments phénol, cétone et quinone (solubles dans l’alcool et solubles dans l’eau): anthocyanes et tanins, tels que le pigmentde géranium et le pigment de pétunia; (4) pigments indole: pigment de jujube et pigment rouge de date. Ce qui suit présente principalement plusieurs colorants naturels qui sont étroitement liés aux gens et#39; L LLlla production, la vie et la santé, ainsi que leurs propriétés physiques et chimiques.

1.1 lycopène

Le lycopène se trouve principalement dans les tomates (sa teneur varie selon la variété et la maturité), et se trouve également en fortes concentrations dans d’autres frusonet légumes tels que les pastèques, les poivrons rouges et les pamplemousses. Il s’agit d’un cristal rouge vif ressemblant à une aiguille qui appartient à la classe de l’isoprène de colorant naturel. C’est un pigment liposoluble qui est facilement soluble dans les solvants organiques et peu soluble dans l’eau [3]. Sa formule structurelle est illustrée à la Figure 1.

Comme on peut le voir sur la Figure 1, la molécule de lycopène contient de multiples liaisons doubles, de sorte qu’elle est facilement oxydée et instable. Les changements de lumière, d’o2 ou de pH HHpeuvent tous entraîner des changements structurels et une dégradation oxydative du lycopène [4].

1.2 pigment β-carotène

Le bêta-carotène est le pigment naturel le plus courant dans la nature, et il est abondant dans les fruits et les légumes tels que les carottes, les épinards et les mangues. C’est un type de pigment d’isoprène. C’est une poudre rouge foncé qui est insoluble dans l’eau mais soluble dans le benzène et le chloroforme. Les ions de fer, la lumière, l’oxygène, etc. peuvent tous causer sa décoloration, de sorte que le bêta-carotène n’est pas très stable [5]. Sa formule structurale est illustrée à la Figure 2.

Comme le montre la Figure 2,Pigment β-carotèneEst très insaturé, contenant beaucoup de doubles liaisons et branches, et est un bon trempe à l’oxygène unique. Plus les doubles liaisons sont conjuguées, plus le β-carotène est rouge [6].

1.3 pigment jaune curcuma

Pigment jaune curcumaEst un pigment jaune (à l’arôme parfumé) que l’on trouve principalement dans les tubercules du curcuma et du safran. Il appartient à la classe des flavonoïdes et comprend principalement trois ingrédients actifs: la curcumine, la déméthoxycurcumine et la bisdeméthoxycurcumine. Le point de fusion est 179~182 °C, insoluble dans l’eau, lipophile, soluble dans l’acide acétique glacial, le propylèneglycol, l’acétate d’éthyle, les solutions alcalines et l’éthanol à 95%. Il est facilement décoloré par des ions de fer et a une faible stabilité à la lumière et à la chaleur [7]. Sa formule structurale est représentée à la Figure 3.

Comme on peut le voir sur la Figure 3, la molécule curcuminoïde est très réductible (contient des liaisons doubles, des groupes hydroxyle et des groupes carbonyle), est sujette aux réactions chimiques et a un bon pouvoir colorant, en particulier pour les protéines. Zhu Jinshun et Al., et al.[8] [traduction] ont étudié la stabilité de la curcumine monomère: à mesure que le pH augmente, le curcuminoïde passe graduellement du jaune (pH 4) au brun rougeâtre (pH 10). Le saccharose et le maltose ont un effet stimulant sur la curcumine; La vitamine C, les ions sodium, potassium et magnésium n’ont pas d’effet significatif sur la curcumine.

1.4 les anthocyanes

Les anthocyanes(also known as anthocyanidins) are a type De laflavonoid compound. They are water-soluble naturelcoloring agents that are easily soluble in ethanol but insoluble in vegetable oil. They are one De lathe main pigments that form the color De laflower petals Et en plusfruits. It is mainly found in the skins De lagrapes, tomatoes Et en pluscherries, as well as in the flowers Et en plusfruits De laplants such as strawberries and morning glories. Most rougeand purple fruits and vegetables contain anthocyanins[9]. Le conseil des ministrescolor De laanthocyanins is related to pH (acid rougealkali blue). The structural formula is shown in Figure 4.

Comme on peut le voir sur la Figure 4, l’unité structurelle de base de l’anthocyanine est un cation 3,5,7-trihydroxy-2-phénylpyran. Le nombre de groupes hydroxyle, les positions et les degrés de méthylation et de glycosylation, les types de sucres, et les types et les quantités d’acides aromatiques et gras fixés à l’anthocyane varient également, ce qui provoque l’anthocyane à apparaître dans différentes couleurs en solution. Plus de 20 types d’anthocyanes ont été identifiés [10]. Les anthocyanes sont instables et leur stabilité est affectée par le pH, l’oxygène et les ions métalliques. Les anthocyanes avec de nombreux groupes hydroxyle dans la structure sont moins stables que celles avec de nombreux groupes méthoxy [11].

1.5 Betalain

Pigments de betterave are mainly found in the flowers and fruits De laplants, as well as in the vegetative tissues De lamost families in the Caryophyllales. They are also found in some higher fungi, such as Amanita muscaria [12] [en]. They are a type De lawater-soluble nitrogen-containing pigment that is a derivative De lapyridine. There are two main structures De labeetroot 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 betalainsand 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.

Comme on peut le voir sur la Figure 5, le groupe de base des pigments du bétalain est l’alanine, le groupe R RRRde la bétaxanthine est principalement l’acide aminé (ou amine), et le groupe R de la bétacyanine est principalement le glycosyl. Les bétalains sont solubles dans l’eau et semblent rouge-pourpre. Ils sont stables dans la gamme de pH de 4-7; Lorsque le pH est inférieur à 4 ou supérieur à 7, la couleur de la solution passe du rouge au violet; Lorsque le pH est supérieur à 10, la couleur de la solution devient rapidement jaune (la bétaxanthine devient bétacyanine). La recherche a montré que les bétalains et les anthocyanines s’excluent mutuellement (c.-à-d. qu’ils ne peuvent pas exister dans la même plante en même temps) [14]. La stabilité de betalain est inversement proportionnelle à son activité dans l’eau. L’acide ascorbique protège bétalain [15] [traduction].

1.6 colorant jaune Gardenia

Le pigment jaune Gardenia se trouve principalement dans les fruits de Gardenia jasminoides, un membre de la famille des Rubiaceae. C’est l’un des rares caroténoïdes hydrosolubles en colorant naturel. C’est un pigment isoprénoïde qui est une poudre jaune orangé (jaune citron en solution aqueuse). Ses principaux composants sont la crocétine et l’acide crotonique. Il est facilement soluble dans l’eau, soluble dans les solvants polaires tels que l’éthanol et le propylène glycol et d’autres solvants polaires, mais est peu soluble dans les solvants non polaires tels que le benzène et l’essence, et est insoluble dans l’huile et la graisse. Sa formule structurale est représentée à la Figure 6. Comme on peut le voir sur la Figure 6, le noyau parent du pigment jaune gardenia contient 7 doubles liens conjugués, et différents nombres de glucose peuvent être fixés aux deux extrémités (ce qui augmente considérablement la polarité du pigment jaune gardenia). C’est pourquoi gardenia yellow est l’un des rares caroténoïdes hydrosolubles dans la nature. Sa couleur est moins affectée par le pH de l’environnement (il reste jaune à pH 3-9; Il est plus stable que le β-carotène à pH 4-6 ou pH 8-11), et il est plus résistant à la lumière et à la chaleur dans des conditions neutres ou alcalines que dans des conditions acides. En outre, gardenia jaune est facilement absorbé par le corps humain, peut être converti en VA Adans le corps humain, et a une forte capacité de coloration pour les protéines et les amidons. Il est souvent utilisé industriellement pour teindre les aliments hydrophiles. Le Cu2+ et le Fe3+ peuvent le faire foncer, il doit donc être conservé à l’écart de ces substances.

1.7 chlorophylle

La chlorophylle est un dérivé du pyrrole qui joue un rôle catalytique dans la photosynthèse. Par conséquent, tous les organismes qui effectuent la photosynthèse contiennent essentiellement de la chlorophylle. Les plantes supérieures contiennent principalement deux types de chlorophylle: a et b. La différence entre eux est un groupe sur l’anneau du pyrrole: la chlorophylle a a un groupe méthyle sur l’anneau du pyrrole, tandis que la chlorophylle b a un groupe formyle. Cette différence structurelle les fait également avoir des couleurs différentes (la chlorophylle a est bleu-vert, tandis que la chlorophylle b est jaune-vert). Il est insoluble dans l’eau, mais soluble dans les solvants organiques tels que l’éthanol et l’éther [16]. Sa formule structurelle est illustrée à la Figure 7.

Comme on peut le voir sur la Figure 7, les quatre anneaux de pyrrole forment un anneau de porphyrine. Si le groupe R sur l’anneau de la porphyrine est principalement du méthyle, c’est une molécule de chlorophylle a; Si le groupe R est un groupe de formaldéhyde, c’est une molécule de chlorophylle 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 naturelstate, but its stability is greatly improved by replacing the magnesium ion in chlorophyll avecions such as copper, iron, and zinc [17-18].

1.8 Monascus pigment rouge

Le pigment rouge de Monascus est un métabolite secondaire de Monascus, qui est un colorant naturel préparé par fermentation de riz, de soja et d’autres matières premières avec Monascus. Sa structure chimique peut être divisée en deux parties: les acides gras et les polycétones. Son point de fusion est 160 ~192 ℃, et il est soluble dans l’eau, l’éther, l’acide acétique, le chloroforme, l’hexane et d’autres solvants. Il a une mauvaise stabilité à la lumière, la température, les solutions acides et alcalines, et est sujette à la décoloration. Sa formule structurale est représentée à la Figure 8.

Comme on peut le voir sur la Figure 8, la raison pour laquelle le pigment rouge de monascus est instable est que sa structure moléculaire contient des liaisons doubles fortement conjuguées. Le pigment rouge de Monascus est relativement stable dans des environnements neutres, et il est plus stable dans des conditions alcalines (pH 9-11) que dans des environnements acides (pH 3-5). Comme la double liaison dans la molécule de pigment de levure de riz rouge peut être oxydée par Cu2+ et Fe3+, la couleur de sa solution va passer du rouge vif au brun rougeâtre (et un précipité brun rougeâtre va se former). Par conséquent, les ustensiles de fer et de cuivre doivent être évités lors de la conservation du pigment de riz de levure rouge.

1.9 pigment rouge Paprika

Le Paprika rouge (également connu sous le nom de Paprika ou capsicumrouge) est principalement déribé du péricarpe des poivrons rouges de la famille des solanacées. C’est un pigment caroténoïde avec un arôme piquant de poivre. C’est une sorte de pigment d’isoprène, et ses principaux composants sont paprika rouge et capsicum rubrum. Le point de fusion est d’environ 175 °C, il est insoluble dans l’eau et la glycérine, mais soluble dans les solvants organiques polaires. Il devient bleu en réagissant avec des acides inorganiques concentrés. La formule de structure est représentée à la Figure 9.

Comme on peut le voir sur la Figure 9, le rouge de paprika contient de multiples liaisons doubles non saturées, qui accélèrent sa décomposition oxydative et sa décoloration dans des conditions aérobies. Il peut former un précipité avec Pb3+, et Cu2+ et Fe3+ peuvent également provoquer sa décoloration (mais K+, Ca2+, Na+, Mg2+, et Zn2+ n’ont aucun effet sur sa stabilité, et ces ions métalliques peuvent être utilisés comme additifs avec le rouge de paprika). De plus, le rouge de paprika est très résistant à la chaleur (25-70 °C) et aux acides (pH 3-12), mais moins à la lumière (stable à la lumière visible, mais facilement décoloré par la lumière UV).

1.10 autres

En plus des pigments naturels qui sont actuellement utilisés dans l’industrie de transformation, comme décrit ci-dessus, certaines nouvelles colorants naturels ont été découverts au cours des dernières années, comme le pigment perilla extrait des feuilles des plantes perilla de la famille de la menthe; Pigment de chou rouge extrait des feuilles de chou rouge; Le pigment de sorgho extrait des enveloppes des plantes de sorgho de la famille des herbes; Et pigment de riz rouge extrait du riz rouge. De plus, des pigments colorants naturels comme le pigment de cochenille, le pigment rouge de homard et le pigment de coquille de crabe peuvent également être extraits d’animaux [19].

2 méthodes de séparation et de La purificationpour la coloration naturelle

Les principauxseparation and purification methods currently used for naturelcoloring are: supercritiquefluid extraction, microwave-assisted extraction, molecular distillation, solvent extraction, enzymatic reaction, etc.

2.1 extraction par fluide supercritique

L’extraction de fluide supercritique (SFE) est une technologie qui implique l’utilisation de fluides supercritiques. Lorsqu’une substance se trouve à une température et une pression précises (8-50 MPa); Les phases gazeuses et liquides disparaissent, et cet état est appelé état supercritique. Le fluide dans cet état est appelé un fluide supercritique (SCF). SCF), SCF est un fluide à haute densité avec les avantages du gaz et du liquide. Il a la densité et la solubilité d’un liquide et la faible viscosité et la haute perméabilité d’un gaz. La solubilité du SCF change avec la température et la pression pour atteindre l’objectif de la séparation des extraits. La température supercritique du CO2 (31 °C) étant proche de la température ambiante, non toxique et non polluant, il ne corrode pas les équipements et est souvent utilisé comme fluide supercritique [20]. Les conditions optimales de procédé pour l’extraction de fluide supercritique de différents types de colorants naturels varient, généralement dans la gamme de 10~50 MPa, 31~80 °C, et 3~20 h[21-22].

2.2 extraction assistée par micro-ondes

L’extraction assistée par micro-ondes, également connue sous le nom d’extraction par micro-ondes (MAE), utilise un dipôle qui tourne à grande vitesse sous l’action des micro-ondes, changeant constamment entre les pôles positifs et négatifs pour générer des courants de foucault et de frottement ainsi que la conduction ionique. Une grande quantité de chaleur dans un court laps de temps provoque la rupture des liaisons d’hydrogène entre les molécules cellulaires, qui à son tour provoque la rupture de la structure de la membrane cellulaire. L’élévation de température provoquée par les frottements et les collisions entraîne la rupture de la paroi cellulaire. Tout cela accélère la diffusion du colorant naturel à l’intérieur de la cellule vers l’agent d’extraction.

L’extraction par micro-ondes a également une très bonne sélectivité, chauffant sélectivement des substances avec des propriétés diélectriques différentes. Le chauffage est inversement proportionnel à la constante diélectrique et directement proportionnel à la polarité. L’avantage de l’extraction assistée par micro-ondes de la coloration naturelle est que les fluctuations à haute fréquence des micro-ondes peuvent accélérer la dissolution de la coloration naturelle dans l’agent d’extraction, ce qui améliore l’efficacité d’extraction tout en réduisant le temps d’extraction. Le micro-ondes a également une fonction de chauffage, l’énergie thermique peut extraire plusieurs composants en même temps en très peu de temps, et l’extraction assistée par micro-ondes peut considérablement réduire la quantité de solvant d’extraction, non seulement économiser de l’énergie, mais également réduire la pollution, et les résultats sont également reproductibles.

2.3 technologie de distillation moléculaire

La distillation moléculaire (dm) est également connue sous le nom de distillation à voie courte. C’est une méthode de séparation de haute technologie qui utilise le principe que le chemin libre moyen du mouvement moléculaire (la distance moyenne entre deux collisions consécutives d’une molécule de gaz) de différentes substances est différent. Tout d’abord, le dispositif de chauffage chauffe le mélange à séparer. Lorsque les molécules gagnent suffisamment d’énergie, elles s’échappent de la surface d’évaporation. Le chemin libre moyen des molécules légères est plus grand que celui des molécules lourdes. Une surface de condensation est placée entre les voies libres des molécules lourdes et légères. Les molécules lourdes ne pouvant atteindre la surface de condensation et revenir à la surface d’évaporation, elles conservent l’équilibre dynamique original et ne s’échappent pas.

Les molécules de lumière peuvent atteindre la surface de condensation et se condenser continuellement, détruisant l’équilibre dynamique des molécules de lumière et séparant les molécules de lumière. Le processus de distillation moléculaire de la coloration naturelle est principalement divisé en cinq étapes: (1) les molécules de coloration naturelle diffusent de la phase liquide à la surface d’évaporation. (2) les molécules naturelles de coloration s’évaporent librement de la surface d’évaporation. (3) les molécules naturelles de coloration volent de la surface d’évaporation à la surface de condensation. (4) les molécules naturelles de coloration se condensent sur la surface de condensation. (5) recueillir le distillat et le résidu. Les avantages de la distillation moléculaire sont les basses températures de fonctionnement, la basse pression, l’efficacité élevée de séparation, et la séparation des substances sans contamination. Cela réduit non seulement les coûts de séparation, mais protège également la structure de la coloration naturelle contre les dommages.

2.4 méthode d’extraction au solvant

L’extraction au solvant de colorant naturel peut être divisée en extraction à chaud et extraction à froid. Le solvant à haute solubilité pour la coloration naturelle et à faible solubilité pour les composants qui n’ont pas besoin d’être dissous est choisi en fonction de la polarité de la coloration naturelle extraite, les propriétés physico-chimiques des impuretés coexistantes, et le principe de semblable se dissout comme. Le solvant pénètre dans les cellules de l’échantillon par osmose et diffusion, dissolvant la coloration naturelle et une petite quantité d’impuretés pour former une différence de concentration entre l’intérieur et l’extérieur des cellules. La solution concentrée dans les cellules diffuse continuellement vers l’extérieur pour atteindre le but d’extraire la coloration naturelle. Les avantages de la méthode d’extraction au solvant sont: le solvant est bon marché, l’opération est simple, et le taux d’extraction est élevé. Les inconvénients sont: la coloration naturelle extraite a une mauvaise qualité, une faible pureté, une odeur désagréable, un résidu de solvant, etc.

2.5 méthode d’extraction enzymatique

La coloration naturelle se trouve généralement à l’intérieur des cellules végétales. Lors de l’extraction de la coloration naturelle des plantes, il est nécessaire de pénétrer non seulement la membrane cellulaire mais aussi la paroi cellulaire de la plante, ce qui réduit considérablement le taux d’extraction de la coloration naturelle. Si la paroi cellulaire de la plante peut être enlevée, cela augmentera considérablement le taux d’extraction de la coloration naturelle. La paroi cellulaire de la plante est composée de celluloseet de pectine, et la cellulase peut dissoudre la paroi cellulaire de la plante pour faciliter l’extraction des ingrédients. Yu Huajuan et Al., et al.[23] [en] ont montré que, comparativement à la méthode d’immersion dans l’eau, l’extraction enzymatique a augmenté de 9,40 % à 13,35 %. La coloration naturelle et les réactions enzymatiques spécifiques produisent les couleurs désirées. Par exemple, gardenia yellow pigment gardenia glycoside peut se polymériser avec des acides aminés primaires (α-acides aminés) sous l’action de la β-glucosidase ou de la β-galactosidase pour produire des pigments bleus.

Il existe de nombreuses méthodes pour isoler et purifier la coloration naturelle, mais les taux d’extraction actuels ne sont pas idéaux. En plus des méthodes ci-dessus, il existe également des méthodes de séparation chromatographique, de chromatographie sur colonne, d’extraction alcaline et de séparation sur membrane [24-26].

3 aperçu des applications de coloration naturelle

3.1 colorant naturel dans les aliments

Comme le dit l’adage, la nourriture est la chose la plus importante pour les gens. Les gens décrivent souvent un bon plat comme étant «coloré, parfumé et délicieux». personnes' la première impression de la nourriture est sa couleur. Quand vous faites frire des carottes, vous pouvez voir que l’huile devient orange, et quand vous blanchissez l’amarante, elle devient rouge. La coloration naturelle donne non seulement aux aliments une couleur attrayante (comme des boulettes colorées, des boules de riz glutineuses, du blé, du maïs, des gâteaux de mooncakes remplis de fruits, des brioches de maïs, des brioches de taro, et des petits animaux colorés sur divers gâteaux, etc.), mais aussi un saut qualitatif dans la valeur nutritive, donnant aux consommateurs une bonne expérience sensorielle et un fort désir d’acheter.

Although natural coloring is used in small amounts, it has a significant impact on the quality De lathe food[27-30]. Natural coloring not only enhances the flavor De lathe food, but also has the Effet deantibacterial, bacteriostatic, and extending the shelf life De lathe 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 De lasoy sauce, can be used to improve the color De lasoy sauce, which is used for seasoning and braising, so that it does not turn black; gardenia yellow pigment can make the golden yellow color De lasoy sauce more obvious; radish red pigment and Lac lacteinturered 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-carotèneand turmeric yellow pigment can be used to enhance the color and nutrition De lachicken essence; paprika red pigment is used for oil spraying and coloring De labiscuits; gardenia yellow pigment is used for coloring instant noodles; sodium copper chlorophyllin and Pigment rouge tomateSont utilisés pour la coloration des nouilles séchées de type végétal; La curcumine est utilisée pour décorer les gâteaux et colorer les garnitures des mooncakes; Et le pigment rouge de riz rouge est utilisé pour la coloration des produits de boulangerie.

3.2 coloration naturelle dans des applications médicales et de soins de santé

Ces dernières années, il y a eu des rapports fréquents d’une incidence élevée de divers cancers et tumeurs. Si les gens ont peur du cancer, ils sont aussi désireux d’en découvrir les causes et les mesures préventives. De nombreuses études médicales et des essais cliniques ont montré que l’excès de radicaux libres (ROS) dans le corps humain vole des électrons partout dans le corps. Si les électrons des molécules de protéines sont capturés par ROS, les protéines seront alkylées par des liaisons de chaîne ramifiées, et les molécules de protéines seront déformées, conduisant à l’apparition du cancer. Des études ont montré que la plupart des colorants naturels ont pour effet de éteindre l’oxygène singlet dans le corps humain, enlevant les radicaux libres, améliorant le corps et#39; L lsystème immunitaire et la prévention de l’apparition du Le cancer[31].

Chlorophyll and its derivatives have a wide range De lamedicinal 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.  Dérivés de la chlorophylle: les sels de zinc et de sodium de la chlorophylle sont efficaces en médecine clinique pour traiter la carence en zinc chez les jeunes enfants, les dommages de la peau, et les ulcères gastro-intestinaux. La chlorophylle et ses dérivés peuvent également être pris par voie orale pour faciliter la guérison. En outre, la chlorophylle et ses dérivés peuvent être utilisés pour aider dans le traitement de l’hépatite infectieuse, des hémorroïdes, et la leucémie. La quantité de lycopène dans le corps est liée à la durée de vie [32 -36]. Le corps humain ne peut pas le synthétiser, il doit donc être ingéré de l’extérieur. Il régule non seulement le métabolisme du cholestérol pour prévenir les maladies cardiovasculaires, mais a également un effet spécial sur l’infertilité masculine.

Des essais cliniques contrôlés par des médecins allemands ont montré que les hommes d’âge moyen et âgés qui complètent avec suffisamment de lycopène chaque jour ont une incidence inférieure de 80% de cancer de la prostate que ceux qui manquent de lycopène [37]. Les femmes d’âge moyen et âgées qui complètent régulièrement avec du lycopène peuvent réduire considérablement l’incidence des maladies gynécologiques telles que le cancer du sein et le cancer de l’utérus, et ont également un certain effet préventif sur l’ostéoporose. Le bêta-carotène peut inhiber la peroxydation des lipides, améliorer l’immunité, améliorer la sensibilité à l’insuline, protégeant ainsi la vue et réduisant l’incidence du cancer et du diabète [38]; La curcumine a une modification anti-inflammatoire, anticoagulante, anti-infectieuse et anti-oxydative des effets des lipoprotéines de basse densité, peut abaisser les lipides sanguins et prévenir la formation de taches de vieillesse et d’athérosclérose; La zéaxanthine peut être convertie en VA dans le corps humain, ainsi elle aide à protéger et à restaurer la vue et améliore également le corps et#39; L lsystème immunitaire [39]; Pigment rouge de peau de raisin a pour effet de prévenir la maladie coronarienne et l’athérosclérose; Les anthocyanes ont les fonctions d’anti-inflammatoire, d’anti-tumeur, et d’améliorer la vue, tout en inhibant également l’oxydation des lipoprotéines et l’agrégation plaquettaires, ainsi ils peuvent effectivement prévenir l’apparition du cancer. Perilla pigment a les fonctions de désintoxication, de dispersion du froid, de régulation du qi et de l’estomac. Le pigment jaune Gardenia extrait des fruits de Gardenia a la capacité de réduire l’inflammation, de soulager la fièvre, de favoriser le flux biliaire et de résister à l’oxydation [40].

3.3 coloration naturelle dans les cosmétiques

Le pigment jaune Gardenia, le β-carotène, le pigment jaune carthame, le caramel, les pigments de cacao et d’autres colorants naturels ont de fortes capacités de piégeage des radicaux libres et de désaltération de l’oxygène singlet, et sont souvent utilisés dans les écrans solaires, les produits de soins de la peau et d’autres types de cosmétiques. C’est parce que l’élimination des radicaux libres peut effectivement empêcher les cellules de la peau d’être endommagées par les radicaux libres, réduisant la production de rides et de taches de rousseur; Éteindre l’oxygène singlet peut protéger la peau contre les dommages ultraviolets, empêcher le photovieillissement de la peau, et empêcher le cancer de la peau.

Natural cosmetics provide healthy ingredients for the skin while also reducing the burden on the skin, greatly improving the respiration of La peaucellulesand the water exchange rate. The great advantage of natural cosmetics is that they are antibacterial and anti-inflammatory without irritating the La peau[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 À partir dethe traditional chinoisherb Rubia cordifolia, and has a good spot-removing effect; lycopènenot only gives a bright red color and makes cosmetics appoireattractive, but also has strong antioxydantpropriétésthat 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 Application de colorants naturels dans l’industrie de la teinture

Many synthetic dyes can irritate the skin and cause skin allergies [46] [traduction]. Direct dyes (which directly teinturematerials such as fibers without the need for other chemical La teintureaids), acid dyes (which can be dyed in an acidic medium) and disperse dyes (which are non-ionic dyes avecpoor 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 La teintureindustry. 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 pigments from 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.

C’est parce que les ions métalliques peuvent former des complexes à la fois avec les groupes hydroxyle dans le colorant naturel et les groupes hydroxyle dans la fibre. Les ions métalliques peuvent relier les molécules de colorant à la fibre, améliorant ainsi l’absorption du colorant et sa solidité. Les pigments de curcuma peuvent être utilisés pour teindre le coton dans une variété de couleurs par le trempage acide et le mordanting, et la solidité de lavage est très élevée. Les catéchines (polyphénols) dans le thé peuvent être utilisées comme mordant avec le sulfate de cuivre pour teindre le coton et le jute brun. Les pigments de gomme laque, de curcuma et d’oignon peuvent être utilisés pour teindre les tissus en polyester. Le colorant d’oignon ne peut pas colorer le polyester sous pression normale, mais les colorants de curcuma et de gomme laque peuvent teindre des couleurs claires; Chlorophylle, pigments de cacao, colorant naturel jaune gardenia peut également être utilisé pour teindre la cellulose; La coloration naturelle peut être teinte à des températures et des pressions élevées en traitant avec divers mordants (l’alun a un taux de teinture élevé, et le sulfate de cuivre a une bonne solidité à la lumière). La méthode à haute pression est plus efficace que la méthode à pression atmosphérique [47-50].

4 Problèmes de coloration naturelle en recherche et développement et solutions

4.1 4.1 4.1 4.1  Problèmes rencontrés

Il existe actuellement plus de 80 colorants naturels connus [51]. La plupart des pigments naturels ne sont pas toxiques, mais gambier est très toxique. Par conséquent, «naturel» n’est pas équivalent à «sûr», et la sécurité des colorants naturels ne doit pas être ignorée. Il y a encore quelques problèmes dans la recherche et le développement de la coloration naturelle: des recherches approfondies mais pas approfondies; Évaluation toxicologique retardée; Mauvaise stabilité; Bas taux d’extraction et pureté; Et un manque de comparabilité des résultats de recherche sur la coloration naturelle.

4.2 Solutions

Les solutions suivantes peuvent être adoptées pour résoudre les problèmes ci-dessus dans l’application de la coloration naturelle: (1) mener des recherches approfondis sur la structure, la physiologie et les avantages pharmacologiques de la coloration naturelle pour la santé; (2) réglementer strictement et approuver les colorants naturels nouvellement développés, et évaluer globalement leur innocuité, comme la structure chimique, la stabilité et la toxicité dans les expériences sur les animaux, et établir les valeurs dja correspondantes (dose journalière maximale admissible par personne) [52] [traduction]. (3) la stabilité de la coloration naturelle peut être considérablement améliorée en combinant différents pigments, échange d’ions, et en ajoutant des stabilisateurs. Par exemple, la stabilité du bétaline est grandement améliorée après qu’il est combiné avec des pigments de thé, et la stabilité des pigments de quinone est grandement améliorée après que l’alun est utilisé comme stabilisateur [53]. La chlorophylline est très stable après que le cuivre remplace le magnésium dans la chlorophylle, puis un sel de sodium ou de potassium est produit. (4) l’utilisation de tissu de calle et de micro-organismes pour produire la coloration naturelle non seulement élargit les sources de la coloration naturelle et augmente le rendement de la coloration naturelle, mais réduit également les restrictions de la coloration naturelle sur l’environnement, les saisons et les espèces. Par exemple, le pigment rouge de betterave est produit à partir de tissus de calle de betterave, les anthocyanes sont produites par culture de suspensions de cellules de raisin, et les pigments de safran peuvent être produits par culture de cellules de safran [54]. (5) seulement après l’isolement et la purification de la même coloration naturelle à partir de sources multiples, et la recherche systématique et complète et la comparaison de sa structure, fonction et effets biologiques, les gens auront une compréhension plus profonde de la coloration naturelle.

5 Conclusion et perspectives

En résumé, la coloration naturelle a des propriétés supérieures que les pigments synthétisés chimiquement ne peuvent pas égaliser, et sa proportion dans l’industrie des pigments est en augmentation. Avec l’approfondissement de la recherche sur la coloration naturelle, l’amélioration de la conscience environnementale et le développement de domaines tels que l’évaluation de la toxicologie alimentaire, la coloration naturelle remplacera les pigments chimiquement synthétisés, qui ont des effets secondaires toxiques plus importants, et deviendra la nouvelle direction pour le développement de l’industrie des pigments à l’avenir.

Cependant, la principale raison de la stagnation actuelle de la recherche sur la coloration naturelle est que les composants de la coloration naturelle sont complexes et difficiles à séparer, purifier et identifier complètement, ce qui a conduit à un manque de compréhension de la structure, les propriétés, l’activité physiologique et la sécurité des composants de la coloration naturelle. En fin de compte, cela est dû au fait que les techniques actuelles de séparation et d’épuration sont encore immatures. A ce stade, les efforts devraient se concentrer sur les domaines suivants: premièrement, l’amélioration du processus d’extraction et le développement de techniques d’extraction et de séparation efficaces et économiques. Deuxièmement, améliorer le taux d’utilisation global des sous-produits et augmenter la valeur ajoutée des produits. Troisièmement, développer de meilleures solutions aux lacunes des pigments naturels. Quatrièmement, en élargissant les champs d’application de la coloration naturelle. On pense que dans un avenir proche, les pigments naturels seront plus largement utilisés dans l’alimentation, la médecine et les soins de santé, l’impression et la teinture, les cosmétiques et d’autres domaines.

Référence:

[1] Eleonora N ° de catalogue° de catalogue° de catalogue° de catalogueB,Daniel R C,Leif H,et Al., et al.Trempe des états excités de protoporphyrin IX de zinc pigmentaire rouge par hémine et réducteurs naturels dans des jambons séchés à sec [J]. La communauté européenneLa nourritureLa rechercheand Technol- ogy,2011,232:343-349.

[2] [traduction] Caro Y,Anamale L,Fouillaud M,et Al., et al.Hydroxy naturel Anthraqu -inoïde pigments  as  puissant La nourrituregrade colorants: an overview [J]. Natural Products and bioprospececting,2012,2(5):174-193.

[3] Ho K K H Y,Ferruzzi M G,Liceaga A M,et Al., et al.Extraction assistée par micro-ondes du lycopène dans la tomate Pelures: effetof  Conditions d’extraction sur les rendements d’isomères all-trans et cis [J]. Lwt-sciences alimentaires  and   Technologie,2015,62 (1):160-168.

[4] [traduction] Kujawska  M,Ewertowska M,Adamska T,et al.  antioxydant   effect    of   lycopène -pâte de tomate enrichie sur n-nitro-sodiéthylamine Oxydatif induit  Le stress  in  Rats [J]. Revue de presse  Physiol Biochem,2014,70(4):981-990.

[5] [traduction] frénégova G GGGGG Moi,Beshkova D D M. : caroténoïdes from  Rhodotorula et phaffia: levures de biotechnologies Importance [J]. Industrial Microbiol Biotechnol, 2009,36(2):163-180.

[6] yann Ru-Long,Luo Jia,Wang Chuan-Xin,et Al. Cu  (I) -catalysé synthèse  of   Pyrrôles polysubstitués à partir de lénedicarboxylates de dialkyléthy et de β-enamino-cétones ou d’esters en présence d’o2 [J]. Revue de presse Of Organic Chemistry,2010,75 (15):5395-5397.

[7] Subudhi U,Chainy G  B. Les droits de l’homme La curcumine Et vitamine E moduler hépatique antioxydant gène Express - ion  in   PTU - PTU -induite   hypothyroïde  Rats [J]. moléculaire biolgie Rapports,2012,39(11):9849 -9861.

[8] Zhu Jinshun, il Fang. Procédé d’extraction et analyse de la stabilité du pigment jaune curcuma [J]. Inspection de fibre de la Chine, 2015 (1): 86-88.

[9] [traduction] Accueil» M, preiß R,Mayer -Miebach E,et A. influence of  HTST  l’extrusion Processus de cuisson Paramètres sur  La stabilité Des anthocyanes, procyanidines and  hydroxycinnamique acides as the  Principaux polyphénols bioactifs de chokeberry [J]. LWT TT-alimentation La Science and  Technologie,2015,62 (1):511-516.

[10] Nems  D, Peksa  A, Kucharska  A  Z,et   Al., et al. l’anthocyane and  antioxydant Activité: of  Des collations with   coloré  Pommes de terre  [J].   La nourriture   Chemistry, 2015,172:175-182.

[11] Chandrasekhar J,Madhusudhan N ° de catalogue Extraction des anthocyanes du chou rouge and  purification  En utilisant Adsorpion [J]. La nourriture   and   Les bioproduits  Processing,2012,90: 615-623.

[12] Huang Huan, Hu Huixia, Jiang Lianhe et Al., et al.Progrès de la recherche sur les pigments de betterave [J]. Bulletin of Biology, 2014, 49(8): 1-4.

[13] Chauhan  S  P,Sheth N  R,Rathod I I S,et Analyse et analyse  of   betalains   from  fruits    of   Espèces d’opuntia  [J].   phytochimie    Commentaires,2013 (12):35-45.

[14] Ravichandran K, scie N  N ° de catalogue N ° de catalogue T,Mohdaly A A A,et al.  Impact sur l’environnement of  Traitement des données of  red   betteraves Sur betalain  Contenu du site  and   antioxydant  Activité [J]. La nourriture Research International,2013,50(2):670 — 675.

[15] Cao Jiliang, Cao Yi, Zhang Chengyu et al. Discussion sur la stabilité de betalain [J]. Dyeing and Finishing Technology, 2014, 36(3): 28-31.

[16] Liu Weibing,Jiang Huanfeng, poubelle Liang. Un potsilvercatalysé and  Médié par le PIDA Réaction séquentielle: synthèse  of  Poly -substitué  Pyrrôles directement des alkynoates et des amines[J]. Organic Letters,2010,12(2):312-315.

[17] Sukhendu M,Srijit B,Umasis S J J JN. fer (III) catalysé Quatre -composant accouplement réaction of  Composés 1,3-dicarb-seul,amines, aldéhydes et nitroalcanes: une synthèse simple et directe de fonctionnalisé Pyrroles [J]. Revue de presse De bio Chemistry,2010,75(5):1674-1683.

[18] Jessica  G    G,Sarah  J  P P Y,Nathan  R   B B ....... Synthèse de unsymetric 3,4 Le diaryle -3 -3 - pyrrolin-2-ones utilisant des amides de pyrrole weinreb [J]. Revue de presseof Organic Chemistry Chem,2011,76(20):8203-8214.

[19] Yang Shuangchun, Li Chunyu, Pan Yi. Progrès de la recherche sur les pigments microbiens dans l’industrie alimentaire [J]. Food Research and Development, 2014, 35(1): 114-117.

[20] Zhang Y. Comparison of supercritical extraction and organic solvent extraction of capsanthin [J]. Chinese condiments, 2013 (4): 101-103.

[21] N ° de catalogue-Sanchez W D. extraction fluide supercritique des caroténoïdes et cholophylla de nannoch loropsis gaditana [J]. Revue de presseof Food Engineering,2005, 66:245-251.

[22] Liang  N ° de catalogue  T,Yang  C CC  L, l  S   T, et  Al. Antibactérien   and   antioxydant  properties   De ramulus      À propos de cinnamomi  En utilisant  supercritical   Extraction de CO2 [J]. La communauté européenne Food  Research  Et Technology,2008,227(5):1387-1396.

[23] Yu Huajuan, Sun Zhida, Xie Bijun. Etude du procédé d’extraction enzymatique des anthocyanes de fleurs de lotus et de leur activité d’oxydation [J]. Natural Product Research and Development, 2010, 22 (10): 154-158.

[24] Suo Q L, E W Z. Micronisation du naturel pigment   bixine  by   the   Les sed  Le processus  À travers préfilmer Atomisation [J]. poudre Technology, 2005,154:110-115.

[25]Chen Dan,Wu Zanmin. Etude sur la purification de l’extraction Le processus of  capsicum  red  Pigment [J]. Revue de presseof Agricultural Science,2009,1(20):94- 100.

[26] Xin  A,Xuefeng  L,Zouqing  Z,et  al.   Le RAPD Teachnique utilisée pour déterminer la pureté des graines hybrides de piment [J]. Hunan Agricultural Science and Technology Newsletter,2000(1):119-123.

[27] Munawar  N,Jamil  H  N ° de catalogue  T  H.  The  Perspective islamique  Approche:  on   plante  pigments   Comme aliment naturel Colorants [J]. Procédure à suivre Social Et Behavioral Sciences,2014,121:193-203.

[28] Spoerle. Application de colorant naturel dans les aliments condiments composés [J]. Chinese Condiments, 2011, 36(2): 97-101.

[29] Miao X. Research status and development prospects of edible natural coloring [J]. Chemical Industry Management, 2013(5): 5-7.

[30] brides  P,Timberlake  C  F. Le travail Anthocyanins  Comme aliment naturel Les couleurs sélectionné Aspects [J]. Food Chemistry,1997,58(2):103-109.

[31] A ssous N ° de catalogue T   M,Abdel H  N ° de catalogue M,Medany G  M. Evaluation du pigment rouge extrait des carottes violettes  and   its   Utilisation des ressources  as   antioxidant   Et colorants alimentaires naturels [J]. Les annales of  Agricultural Sciences,2014,59(1):1-7.

[32] [traduction] Bao Huayin. Progrès de la recherche sur les effets pharmacologiques du lycopène au cours des cinq dernières années [J]. Food Research and Development, 2014, 35 (19): 145-147.

[33]Tamilselvan P,Langeswaran K,Vijayaprakash S,et al. Efficacité du lycopène contre la reproduction et le développement toxicité of  Bisp-henol a chez les rats sprague dawley mâles [J]. Biomedicine Preventive Nutrition,2014,4(4):491-498.

[34] en savoir plus L, l Y,Wu J,et al.  Bêta-élémene inhibe  mélanome  La croissance  and   métastases  Via la suppression vasculaire endothélial La croissance Facteur médié Angiogenèse [J]. Le Cancer Chemother Pharmacol,2011,67(4):799.

[35] Lopes   L  B,Vandewall H,Li H T,et al.   of    Lycopène utilisant des microémulsions: amélioré  skin    Pénétration et Antioxydant tissulaire Activité [J]. Revue de presse of  Pharmaceutical Sciences,2010,99(3):1346-1357.

[36] [traduction] Zhang Yanmei, Huang Zeqing, Gao Haoran et al. Régulation du lycopène sur la fonction immunitaire périopératoire chez les patients atteints de cancer du poumon [J]. Journal of Liaoning Medical College, 2011, 32(1): 35-37.

[37] fr  Liping, il  Shuying,Zheng  Heng,et  al.  Effets et  mécanismes  of   lycopene    on    the  La prolifération  of   vasculaire  lisse  muscles  cells  [J].  Chinese   Journal   of   Natural  Medicines, 2010(3):218-222.

[38]Van P G,Goldbohm R A. preuves épidémiologiques pour Beta beta Carotène et cancer  Prévention [J]. The American Journal of cliniqueNutrition,1995,62: 1393-1402.

[39] Du Zehua, Ren Jiaoyan. Progrès de la recherche sur le procédé d’extraction et l’activité biologique de la zéaxanthine [J]. China Food Additives, 2014 (2): 214-219.

[40] Zhou Tanyang, Luo Furong, Bai Bin. Progrès de la recherche sur l’activité bio-pharmacologique des proanthocyanidines de pépins de raisin [J]. Harbin Medical University Journal, 2012, 46(1): 94-96.

[41] Mcardle F,Rhodes L  F,Parslew R  A G,et al effets  De l’oral  Vitamine E et β -carotene  Supplémentation sur ultra viole tradiation Stress oxydatif induit dans la peau humaine [J]. Le Journal américain de Clinical   Nutrition,2004,80:1270-1275.

[42] Wulf H C, sandby-möller J,Kobayasi T,et Al. Peau  vieillissement   and    natural   Photoprotection [J]. Micron,2004,35(3):185-191.

[43] Yeh S L,Hu M L,Huang C S. le lycopène améliore les UVA induits l’adn Dommages causés and  Expression: De heme Oxygénase -1 in   En culture souris  embryon Fibroblastes [J]. La communauté européenne Journal  of  Nutrition, 2005,44(6):365-370.

[44] Darvin M,Patzelt A,Gehse S,et al.   cutanée Concentration des corrélations de lycopène De manière significative with  the  rugosité of  the  skin  [J]. European  Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 2008,69(3):943-947.

[45] Blanch G  P,Castillo M  L,Mar -Caja M,et Al. Stabilisation of  Tous -trans Lycopène de Tomate par encapsulation En utilisant Cyclo-dextrines [J]. Food Chemistry,2007,105(4):1335-1341.

[46] Yang Jianjun, Cui Yan. Technologie de teinture et méthode mordante des teintures naturelles [J]. Journal of Tonghua Normal University: Humanities and Social Sciences, 2014, 35 (6): 37-43.

[47] Bulut  M   O,Akar  E.  écologique  dyeing   Avec quelques  plante  pulpes    on   laine    Fils de coton    Et tissu de coton cationisé [J]. Journal of nettoyantProduction,2012,32:1-9.

[48] Ibrahim N A,El-Gamal A R,Gouda M,et al. Une nouvelle approche  for   natural   dyeing   and   Finition fonctionnelle of  Coton coton  cellulose  [J]. Glucides polymères,2010,82(4):1205-1211.

[49] Sava V M,Yang S M,Hong M Y,et al. Isolement et caractérisation des pigments mélaniques dérivés Du thé et des poly phénols [J]. Food  Chemistry, 2001,73(2):177-184.

[50]Kamel M M,El-Shishtawy R M,Yussef B M,et al. Teinture assistée par ultrasons, . Teinture de laine avec  lac  as  a  natural  dye  [J].   colorants  Et Pigments,2005,65(2):103-110.

[51] Madame Y,Anamale L,Fouillaud M,et al.  Hydroxy naturel anthraquinoïde pigments  as  puissant Food grade colorants:an overview [J]. Natural Products and bioprospececting,2012,2(5): 174-193.

[52] Cheng Li. Caractéristiques, application, évaluation de la sécurité et contrôle de la sécurité des colorants alimentaires naturels [J]. Food Science, 2012, 33(23): 399-404.

[53] Ali N  F,El -Mohamedy R  S  R. : Eco friendly et  protection  ntauraux dye   from  red  Piquante nacré pear   (Opuntia) Lasiacanthapfeiffer) Plante [J].  Journal   of   Cleaner   Production,2003,11 (5):499-509.

[54] marie-rose V C,Martine C B, François C,et Al. Spectroscopique     caractérisation     of      Dérivés de crocétine  from   Crocus crocus   Sativus:  and   Gardenia jasminoides[J]. Journal Agriculture chimiste alimentaire   Ry,1997,45:1055-1061.