A quoi sert la couleur naturelle?

Les pigments synthétiques sont des pigments synthétisés artificiellement, avec des colorants d’aniline comme matière première principale, qui sont principalement dérivés du goudron de houille produit par la distillation à sec du charbon. Le premier pigment synthétique était le pigment organique aniline violet [1]. Il a dominé le marché des colorants alimentaires en raison de sa bonne stabilité, de son prix bas, de sa couleur vive et de sa facilité de correspondance des couleurs. Cependant, les pigments synthétiques n’ont aucune valeur nutritive pour le corps humain, et le traitement des pigments synthétiques laisse derrière lui le plomb, l’arsenic, les phénols, l’aniline, les chlorures, le benzène azoïque, les sulfates et d’autres produits chimiques présentent des risques cancérogènes, tératogènes et induisant le tda [2,3]. Par rapport aux pigments synthétiques,Les couleurs naturelles proviennent de la nature, sont sains et inoffensifs, et la plupart ont certaines fonctions pharmacologiques [4].

Actuellement, de nouveaux types de couleurs naturelles sont découverts tout le temps, tandis que les types de couleurs synthétiques autorisés pour l’utilisation dans divers pays sont constamment réduits. L’ancien ministère de la santé de la Chine stipulé dans les lignes directrices de mise en œuvre pour GB 2760-2014 ”Additif alimentaire National de norme de sécurité alimentaireNormes d’utilisation "qu’il y a un total de 67 types de couleurs qui peuvent être ajoutés àNourriture en Chine, dont seulement 11 sont des couleurs synthétiques [5]. Aux États-Unis, seulement 9 des 35 couleurs synthétiques autorisées en 1960 peuvent encore être utilisées aujourd’hui, et le Japon n’autorise actuellement que 12 couleurs synthétiques à être utilisées [6]. Cet article passe principalement en revue les recherches récentes sur les méthodes d’extraction et les applications de la couleur naturelle.

1. Sources et classification de la couleur naturelle

Couleur naturelle, également connue sous le nom de teintures naturelles, est un terme général pour les substances colorées dérivées de la nature[7]. Au sens étroit, la couleur naturelle désigne les pigments extraits de tissus animaux et végétaux, de microorganismes ou de métabolites microbiens. Les ressources naturelles en couleur sont abondantes et diversifiées, avec plus de 600 types de caroténoïdes découverts à ce jour [8].

(1) ils peuvent être divisés selon leur source: pigments animaux, tels que les pigments de laque dans le sang des insectes de laque; Pigments végétaux, tels que la zéaxanthine et la petunidine; Pigments microbiens, tels que monascus red et monascus rubra[9].

(2) ils peuvent être divisés selon leur structure chimique: pigments d’isoprénoïde, tels que le lycopène etzéaxanthineLe cas échéant, Pigments dérivés de pyrrole, tels quechlorophylleEt l’hémoglobine, etc.; Cétones et quinones, telles que xanthophylle,apigénine, pigment de cochenille, pigment de laque, pigment de madure, pigment de madure japonaise, etc.; Les phénols (anthocyanes et tanins) les pigments, tels que le pigment de géranium, le pigment de peau d’orange, etc.; Pigments indole, tels que le pigment aigre de date, l’indigo, etc.

(3) les couleurs naturelles peuvent être divisées en familles de couleurs suivantes: jaune, tel que le pigment de curcumine et de gardenia; Brun, tel que le pigment de caramel et le pigment de malt; Vert, comme la chlorophylle; Et le noir, tel que le pigment brun noir de peau de prune, la mélanine de peau de banane, la mélanine noire de sésame et le pigment noir de coque d’arachide [10-12].

2 Extraction de couleur naturelle

Alors que la recherche sur les couleurs naturelles continue de s’approfondir, les méthodes d’extractionCouleurs naturellesContinuer à se multiplier. Selon les propriétés des différentes couleurs naturelles, les méthodes d’extraction couramment utilisées comprennent actuellement l’extraction assistée par ultrasons, l’extraction au solvant, l’extraction supercritique au CO2, la chromatographie, etc. Par rapport aux méthodes traditionnelles d’extraction, aux méthodes de réaction enzymatique, aux méthodes de pressage, aux méthodes d’ébullition, etc., les méthodes actuelles ont les caractéristiques d’un fonctionnement simple, d’un taux d’extraction élevé, d’une faible consommation de réactifs, d’une consommation de courte durée et d’une séparation facile. Ce qui suit décrit chacune de ces méthodes couramment utilisées.

2.1 extraction au solvant (CSE)

L’extraction par solvant est une méthode qui utilise les différentes solubilités de différentes substances dans des solvants tels que l’eau, l’éthanol, l’acétone et les alcènes pour dissoudre et séparer les composants désirés. Le principe du like dissout like est utilisé pour séparer les composants cibles des tissus végétaux. Cette méthode a les caractéristiques d’un taux d’extraction élevé, des matériaux bon marché, et un équipement simple, et est actuellement l’une des méthodes couramment utilisées. Jia Baozhu et al. [13] ont utilisé de l’acétone avec une fraction de volume de 75% comme extrait pour extraire les proanthocyanidines des pelures de banane dans des conditions de rapport liquide/liquide de 1:12, une température de 50 °C et un temps d’extraction de 1,5 h. Le rendement d’extraction des proanthocyanidines était de 0,459% et la pureté était de 6,01%. Feng Jing et al. [14] ont utilisé de l’éthanol avec une fraction massique de 61% comme extrait pour extraire des pigments de la peau de raisin dans des conditions de pH de 1, un rapport liquide/matière de 10:1, une température d’extraction de 70,34 °C, et 3 temps d’extraction, avec une concentration d’extraction de 7,1635 mg/g. Zhang Yan et al. [15] ont utilisé de l’éthanol avec une fraction massique de 90% comme solution d’extraction pour extraire le pigment de la pulpe de tomates cerises dans des conditions d’un rapport liquide/matière de 1:1, une température d’extraction de 40°C et un temps d’extraction de 1 h, avec une absorbance de 1,186.

2.2 extraction assistée par ultrasons (eau)

L’extraction assistée par ultrasons est une méthode qui utilise la cavitation et les effets secondaires des ultrasons pour mélanger et dissoudre complètement le soluté dans le solvant, extrayant ainsi les composants de pigment désirés. L’extraction assistée par ultrasons est une méthode courante pour extraire les colorants naturels en raison de son efficacité d’extraction élevée et de son temps d’extraction court [16]. Li Shiyin et al. [17] ont utilisé cette méthode pour extraire le pigment de l’enduit de semence de la lanterne chinoise à un rapport matière/liquide de 1:30, une puissance de 80 W, une température de 90 °C et un temps d’extraction de 50 min, avec un taux d’extraction de 23,17 %. Ren Wenming etal. [18] ont extrait le bétalain à l’aide de cette méthode dans des conditions de puissance de 500 W, de rapport liquide/matériau 1:5,02, de température de 30 ℃ et de temps de 25 minutes, avec un taux d’extraction de 85,42 %. Guan Guanyu et al. [19] ont utilisé 65% d’éthanol en masse pour extraire le pigment du Marc de mûre à l’aide de cette méthode dans des conditions de puissance de 59 W, un rapport liquide/matière de 1:4, et un temps d’extraction de 0,2 h, avec un taux d’extraction de 93,17%.

2.3 extraction supercritique de CO2

L’extraction supercritique de CO2 est l’une des méthodes dérivées selon le principe de fonctionnement de la technologie d’extraction de fluide supercritique. Le fluide supercritique utilisé dans l’extraction supercritique du CO2 est le CO2. En outre, l’ammoniac, l’éthanol, le monoxyde de carbone, l’eau, etc. peuvent également être utilisés comme fluides supercritiques [20]. En raison de son taux d’extraction élevé et de sa courte durée, il est devenu une méthode couramment utilisée pour extraire les couleurs naturelles. Weng Ting [21] a extrait l’astaxanthine du krill Antarctique en utilisant cette méthode dans des conditions de pression de 40 MPa, un entraineur de 1,00 mL/g, une température de 45 °C, une extraction statique pendant 0,5 h, et une extraction dynamique pendant 3 h, avec un taux d’extraction de 87,96 %. Kong Lingzhong [22] a utilisé cette méthode pour extraire la capsanthine de particules d’une taille de particules d’environ 60 mailles, avec un débit de CO2 de 10L/h, une pression de 15MPa, une température de séparation d’extraction de 40°C et 50°C, respectivement, et un temps d’extraction de 3h, avec un taux d’extraction de 4,68%.

Ce qui précède sont plusieurs méthodes couramment utilisées avec des taux d’extraction élevés. En application réelle, d’autres méthodes plus appropriées peuvent également être choisies en fonction des propriétés physiques et chimiques de différents pigments.

3. État actuel de l’application de couleur naturelle

La couleur naturelle est diverse dans la composition. En tant que colorant, il est doux et a une teinte naturelle. En tant qu’additif alimentaire, il a une certaine activité physiologique et des fonctions pharmacologiques, et est largement utilisé dans diverses industries.

3.1. Application dans le secteur alimentaire

La couleur naturelle est principalement employée comme aColorant alimentaire, et est souvent utilisé dans les assaisonnements tels que la sauce de soja et le vinaigre, ainsi que les bonbons colorants, les boissons alcoolisées, la crème glacée, les produits laitiers de soja, les produits de viande cuits, la gelée, etc., ou pour plusTransformation des fruits et légumes[23]. Les bonbons ont besoin d’un beau revêtement de sucre, et les boissons alcoolisées et les boissons ont besoin d’une couleur brillante pour attirer les clients. Ces produits sont souvent présentés dans des contenants transparents afin de montrer leur couleur, de sorte qu’ils nécessitent la lumière - et oxydation stable,Colorants naturels solubles dans l’eau....... Les protéines du lait dans les produits laitiers peuvent se lier avecCouleurs solubles dans l’huileEt sont stables. Afin de conserver la couleur originale de l’hémoglobine dans les produits carnés en conserve tels que le poisson en conserve et le bœuf en conserve, la mesure précédente était de tremper le poisson et le bœuf dans un liquide de choucroute contenant du nitrite et du nitrate pendant un certain temps. Le Nitrite est un cancérogène et nocif pour la santé [24], de sorte que les colorants naturels tels que le rouge de paprika,Betterave rougeEt alkanet rouge sont largement utilisés comme alternatives dans cuitProduits carnés....... Lorsque les légumes et les fruits sont transformés en sous-produits connexes, la couleur d’origine sera perdue en raison des températures élevées, du séchage, de la déshydratation et d’autres processus.Colorants naturels d’origine végétaleComme la chlorophylle, le jaune du paprika et le jaune du curcuma sont nécessaires pour maintenir la couleur originale [25].

3.2 couleur naturelle dans le domaine des cosmétiques

L’utilisation excessive de produits cosmétiques traditionnels peut entraîner des effets indésirables tels que l’inflammation de la peau et la perte de cheveux. Lors du choixDivers cosmétiques, les gens accordent plus d’attention à savoir si les ingrédients sont sûrs et ont tendance à acheter des produits naturels et doux, rendant la couleur naturelle populaire dans l’industrie cosmétique. Par exemple, les pigments de la fosse du fruit du dragon, du pigment rouge de sorgho, du pigment rouge de tomate et du pigment de bleuet sont largement utilisés dans la fabrication de rouges à lèvres; Le pigment de madure, le pigment rouge de capsicum, l’alizarine, le pigment de carthame, le pigment jaune de gardenia, le pigment jaune de carthame, le pigment de carthame, etc., sont largement utilisés dans la production de teintures capillaires; Le pigment jaune gardenia, le pigment jaune carthame, le pigment carthame, etc., sont largement utilisés dans la production de crèmes solaires et de produits de soins de la peau [26].

3.3 effet antioxydant de la couleur naturelle

Une des caractéristiques de la couleur naturelle est qu’elle a certaines pharmacologiques etFonctions de promotion de la santé....... Un apport adéquat peut protéger et améliorer la santé humaine et prévenir l’apparition de certaines maladies [27]. Par exemple, le lycopène, le pigment rouge du paprika, le pigment jaune du gingembre, le pigment de la peau du raisin, etc., peuvent éliminer les radicaux libres produits dans le corps humain pour réduire la production de peroxydes, nuire à l’expression complète des gènes des cellules cancéreuses, induire l’apoptose, améliorer les lipides dans le foie et le sérum, résister aux mutagènes et résister aux radiations [28].

lycopèneEst le pigment antioxydant le plus puissant dans la nature. Il peut récupérer l’oxygène singlet 100 fois plus efficacement que le VE antioxydant couramment utilisé et plus de deux fois plus efficacement quebêta-carotène[29, 30]. Son mécanisme d’action est de prévenir divers cancers (cancer du sein, cancer de la peau, cancer du tube digestif, etc.) en empêchant l’oxydation des protéines et de l’adn, d’inhiber la formation d’oxyde de cholestérol (LDL) pour prévenir les maladies coronariennes, de bloquer l’oxydation des phagocytes, et de favoriser la production de lymphocytes B et T pour ralentir le vieillissement. En outre, le lycopène peut également favoriser la sécrétion d’interleukine 2 et d’interleukine 4, renforçant ainsi l’immunité [31].

Le Paprika rouge est un pigment rouge reconnu internationalement. Non seulement il est classé comme un pigment du groupe a par l’organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture, mais son utilisation dans diverses industries est également illimitée [32]. Le mécanisme d’action de ce pigment est principalement triple: 1) leβ-carotèneComposant de capsanthin peut éliminer l’oxygène actif dans le corps et empêcher l’action chimique des radicaux libres dans le corps; 2) il peut empêcher la synthèse de lipoprotéines nocives pour réduire les caillots sanguins et ainsi prévenir les effets de l’athérosclérose; 3) il peut inhiber les effets des rayons gamma. Des études ont montré que la caractéristique de la capsanthine en tant qu’épice peut protéger l’adn cellulaire des rayonnements gamma [33].

Le mécanisme d’action de la curcumine est principalement double: 1) elle peut directement métaboliser ou indirectement inhiber les métabolites mutagènes. Plus précisément, il inhibe l’oxydation des composés lipidiques dans l’air et par Fe/Cu, joue un rôle antioxydant, empêche l’oxydation de l’hémoglobine par le nitrite, et empêche l’endommagement des molécules d’adn par l’oxydation [34]. 2) il inhibe davantage l’oxydation des cellules, et le traitement et la modification de la lipoprotéine de basse densité (LDL) peuvent indirectement abaisser les lipides sanguins et empêcher l’athérosclérose. De plus, la curcumine a un effet inhibiteur sur Escherichia coli et d’autres bactéries, et peut avoir des effets anti-inflammatoires, anticoagulants et anti-infectieux [35].

4 résumé

Couleurs naturellesEn Chine sont largement utilisés dans la nourriture, la médecine, les colorants, les nécessités quotidiennes, etc., et ont un avenir radieux. Cependant, la plupart des couleurs naturelles ont encore des problèmes tels que la faible résistance des couleurs, la teinture inégale, la sensibilité à la lumière, à la chaleur, aux métaux et à la température, et la couleur qu’elles affichent change avec les changements de pH, ce qui entraîne une mauvaise stabilité des pigments. Avec la recherche continue des scientifiques et le soutien fort des départements d’état concernés, le problème de la mauvaise stabilité de pigment a été amélioré. Avec le développement de la science et de la technologie, les méthodes d’extraction des couleurs naturelles ont été continuellement innovées, et il existe déjà une variété de nouvelles méthodes. Cependant, l’application, la technologie d’extraction et la technologie de séparation de certaines couleurs naturelles ne sont pas encore matures, et les chercheurs doivent continuer à explorer et à faire des recherches en profondeur afin de promouvoir régulièrement le développement et l’application de couleurs naturelles.

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