Что такое естественный цвет?

Синтетические пигменты представляют собой искусственно синтезированные пигменты с анилинными красителями в качестве основного сырья, которые в основном получают из угольной смолы, получаемой в результате сухой дистилляции угля. Первым синтетическим пигментом стала органическая пигментная анилиновая фиалка [1]. Он доминировал на рынке пищевой окраски из-за его хорошей стабильности, низкой цены, яркий цвет, и легкость выбора цвета. Вместе с тем синтетические пигменты не имеют питательной ценности для человеческого организма, а переработка синтетических пигментов оставляет после себя свинец, мышьяк, фенолы, анилин, хлориды, азо-бензол, сульфаты и другие химические вещества канцерогенные, тератогенные и адд-вызывающие риски [2,3]. По сравнению с синтетическими пигментами,Естественные цвета происходят от природы, являются здоровыми и безвредными, и большинство из них имеют определенные фармакологические функции [4].

В настоящее время постоянно появляются новые типы натуральных цветов, в то время как типы синтетических цветов, разрешенных для использования в различных странах, постоянно сокращаются. Бывшее министерство здравоохранения китая предусмотрело в руководстве по реализации гб 2760-2014"Национальная стандартная пищевая добавкаИспользовать стандарты ", что есть в общей сложности 67 типов цветов, которые могут быть добавленыПродукты питания в китае, из которых только 11 являются синтетическими цветами [5]. В США только 9 из 35 синтетических цветов, разрешенных к использованию в 1960 году, могут быть использованы и сегодня, а в японии в настоящее время разрешено использовать только 12 синтетических цветов [6]. В этой статье в основном рассматриваются последние исследования о методах извлечения и применения природного цвета.

1. Источники и классификация естественного цвета

Натуральный цвет, также известный как натуральные красители, является общим термином для цветных веществ, полученных из природы [7]. В узком смысле естественный цвет относится к пигментам, извлеченным из животных и растительных тканей, микроорганизмов или микробных метаболитов. Природные цветные ресурсы богаты и разнообразны, на сегодняшний день обнаружено более 600 видов каротеноидов [8].

(1) они могут быть разделены по их источнику: пигменты животных, такие как пигменты лак в крови насекомых лак; Растительные пигменты, такие как зеаксантин и петунидин; Микробные пигменты, такие как monascus red и monascus rubra[9].

(2) они могут быть разделены по их химической структуре: изопреноидные пигменты, такие как ликопен иЗеаксантин (zeaxanthin)- либо: Пигменты производных пигментов pyrrole, напримерХлорофилл (хлорофилл)И гемоглобина и т.д.; Кетоны и киноны, такие как ксантофилл,3. Апигенин, кохинеальный пигмент, лак пигмент, сумасшедший пигмент, японский сумасшедший пигмент и т.д.; Фенолы (антоцианины и таннины) пигменты, такие как пигмент гераниума, пигмент апельсиновой кожуры и т.д.; Индол пигменты, такие как кислый пигмент даты, индиго и т.д.

(3) натуральные цвета могут быть разделены на следующие цветные семьи: желтые, такие как куртмин и пигмент gardenia; Коричневый, например пигмент карамели и пигмент солода; Зеленый, например хлорофилл; И черные, такие как темно-коричневая слива пигмент кожи, банановая кожа меланин, черная сезам меланин, и черный пигмент арахисового корпуса [10-12].

2 экстракция природного цвета

По мере того как исследования природных цветов продолжает углубляться, методы извлеченияЕстественные цвета кожиПродолжайте размножаться. В зависимости от свойств различных природных цветов, широко используемые методы экстракции в настоящее время включают ультразвуковую экстракцию, экстракцию растворителей, сверхкритическую экстракцию CO2, хроматографию и т.д. По сравнению с традиционными методами экстракции, ферментными методами реакции, методами прессования, методами кипения и т.д., современные методы имеют характеристики простоты работы, высокой степени экстракции, низкого расхода реагента, короткого времени потребления и легкой сепарации. Ниже приводится описание каждого из этих широко используемых методов.

2.1 экстракция растворителей (всу)

Экстракция растворителей представляет собой метод, при котором используются различные растворители различных веществ, таких как вода, этанол, ацетон и алкенес, для растворения и разделения желаемых компонентов. Принцип подобных растворов используется для отделения целевых компонентов от растительных тканей. Этот метод имеет характеристики высокой степени извлечения, дешевых материалов и простого оборудования, и в настоящее время является одним из широко используемых методов. Jia Baozhu et al. [13] использовали ацетон с объемной долей 75% в качестве экстрагента для извлечения проантоцианидин из банановых пилей в условиях соотношения жидкости к жидкости 1:12, температуры 50 °C и времени экстракции 1,5 ч. Фэн цинг и др. [14] использовали этанол с массовой долей 61% в качестве экстрагента для экстракции пигментов кожи винограда в условиях pH 1, соотношения жидкости к материалу 10:1, температуры экстракции 70,34 °C и времени экстракции 3 ° с концентрацией экстракции 7,1635 мг/г. Чжан ян и др. [15] использовали этанол с массовой долей 90% в качестве экстракционного раствора для извлечения целлюлозы вишневых помидоров в условиях соотношения жидкости к материалу 1:1, температуры экстракции 40 градусов и времени экстракции 1 час с абсорбцией 1,186.

2.2 ультразвуковая экстракция (оаэ)

Ультразвуковая экстракция представляет собой метод, который использует кавитацию и вторичные эффекты ультразвука для полной смеси и растворения растворителя, тем самым извлекая необходимые пигментные компоненты. Ультразвуковая экстракция является распространенным методом экстракции природных цветов благодаря высокой эффективности экстракции и короткому времени экстракции [16]. Ли шиин и др. [17] использовали этот метод для извлечения пигмента из семенного слоя китайского фонаря в соотношении материал-жидкость 1:30, мощность 80 вт, температура 90 градусов, время экстракции 50 мин, скорость экстракции 23,17%. Ren Wenming etal. [18] извлечение беталена с помощью этого метода в условиях 500 вт мощности, 1:5,02 соотношение жидкости к материалу, 30 градусов температуры и 25 мин времени, с коэффициентом извлечения 85,42%. Guan Guanyu et al. [19] использовали 65% этанола по массе для извлечения пигмента из мулберри-помоса, используя этот метод в условиях 59 вт мощности, соотношение жидкости к материалу 1:4, и время экстракции 0,2 ч, с коэффициентом экстракции 93,17%.

2.3 сверхкритическая добыча CO2

Сверхкритическая экстракция CO2 является одним из методов, разработанных в соответствии с принципом работы технологии экстракции сверхкритических жидкостей. Сверхкритическая жидкость, используемая для экстракции сверхкритического CO2, это CO2. Кроме того, аммиак, этанол, моноксид углерода, вода и т.д. могут также использоваться в качестве сверхкритических жидкостей [20]. Из-за высокого коэффициента извлечения и короткого времени, он стал широко используемым методом для извлечения природных цветов. Венг тинг [21] добыл антарктический криль астаксантин с помощью этого метода при давлении 40 мпа, энтренере 1,00 мл/г, температуре 45 градусов, статической экстракции 0,5 ч и динамической экстракции 3 ч, с коэффициентом экстракции 87,96%. Конг линчхонг [22] использовал этот метод для извлечения капсантина из частиц размером около 60 ячеиц, с расходом CO2 10 л/ч, давлением 15 мпа, температурой разделения экстракции 40°C и 50°C, соответственно, и временем экстракции 3 ° h, с коэффициентом экстракции 4,68%.

Выше приведены несколько широко используемых методов с высоким коэффициентом извлечения. При практическом применении могут быть выбраны и другие более подходящие методы в зависимости от физических и химических свойств различных пигментов.

3. Статус применения натурального цвета

Естественный цвет разнообразен по составу. Как краска, она мягкая и имеет естественный оттенок. Как пищевая добавка, она имеет определенную физиологическую активность и фармакологические функции и широко используется в различных отраслях промышленности.

3.1. Применение в пищевой промышленности

Естественный цвет в основном используется как аПищевой краситель агент, и часто используется в приправы, такие как соевый соус и уксус, а также окраски конфеты, алкогольные напитки, мороженое, соевые молочные продукты, приготовленные мясные продукты, желе и т.д., или для дальнейшегоПереработка фруктов и овощей[23]. Конфеты нуждаются в красивом сахарном покрытии, а алкогольные напитки и напитки нуждаются в блестящем цвете, чтобы привлечь клиентов. Эти продукты часто представлены в прозрачных контейнерах, чтобы показать свой цвет, поэтому они требуют легкой и окислительных стабильных,Натуральные цвета, растворимые в воде- да. Молочные белки в молочных продуктах могут связывать сНефтерастворимые цветаИ они стабильны. Для того, чтобы сохранить первоначальный цвет гемоглобина в мясных консервах, таких как консервы Рыбы и говядины, предыдущей мерой было, чтобы впитать рыбу и говядину в жидкость зауэркраута, содержащая нитрит и нитрат в течение определенного периода времени. Нитрит является канцерогеном и вредным для здоровья [24], поэтому естественные цвета, такие как красный паприка,Свекла красная.И алканет красный широко используется в качестве альтернативы в приготовленныхМясные продукты- да. Когда овощи и фрукты перерабатываются в сопутствующие побочные продукты, первоначальный цвет теряется из-за высоких температур, сушки, обезвоживания и других процессов.Естественные цвета растенийТакие как хлорофилл, паприка желтый и турмерик желтый необходимы для сохранения первоначального цвета [25].

3.2 натуральный цвет в области косметики

Чрезмерное использование традиционной косметики может вызвать неблагоприятные реакции, такие как воспаление кожи и выпадение волос. При выбореРазличные косметические средства, люди уделяют больше внимания тому, являются ли ингредиенты безопасными и склонны покупать натуральные и мягкие продукты, делая натуральный цвет популярным в косметической промышленности. Например, пигменты ямы драконьего плода, красно-сорго пигмента, красно-томатного пигмента и пигмента черники широко используются при производстве помады; Свинарник, красный пигмент capsicum, ализарин, пигмент safflower, пигмент gardenia yellow, пигмент safflower yellow, пигмент safflower и т.д. широко используются в производстве красителей для волос; Пигмент gardenia yellow, пигмент safflower yellow, пигмент safflower и т.д., широко используются в производстве солнцезащитных кремов и средств по уходу за кожей [26].

3.3 антиоксидантный эффект естественного цвета

Одной из характеристик естественного цвета является то, что он имеет определенные фармакологические иФункции укрепления здоровья- да. Правильное потребление может защитить и улучшить здоровье человека и предотвратить возникновение определенных заболеваний [27]. Например, ликопен, красный пигмент паприки, имбирный желтый пигмент, виноградный пигмент кожи и т.д., могут удалять свободные радикалы, производимые в организме человека, уменьшать выработку пероксидов, препятствовать полному выражению генов раковых клеток, вызывать апоптоз, улучшать липиды в печени и сыворотке, противостоять мутагенам и противостоять радиации [28].

1. ЛикопенЯвляется самым мощным антиоксидантным пигментом в природе. Он может собирать синглет кислорода в 100 раз эффективнее, чем обычно используется антиоксидантный VE и более чем в два раза эффективнее, чемБета-каротин[29, 30]. Его механизм действия заключается в предотвращении различных раковых заболеваний (Рак груди, Рак кожи, Рак пищеварительного тракта и т.д.) путем предотвращения окисления белков и ДНК, ингибирования образования оксида холестерина (LDL) для предотвращения ишемической болезни сердца, блокирования окисления фагоцитов, а также поощрения производства лимфоцитов B и T клеток, чтобы замедлить старение. Кроме того, ликопен может также способствовать секреции интерлейкина 2 и интерлейкина 4, тем самым повышая иммунитет [31].

Красный паприка является международно признанным красным пигментом. Продовольственная и сельскохозяйственная Организация Объединенных Наций не только классифицирует его как группу пигмента, но и не ограничивает его использование в различных отраслях промышленности [32]. Механизм действия этого пигмента в основном тройственный: 1- о, каротинКомпонент capsanthin может удалить активный кислород в организме и предотвратить химическое действие свободных радикалов в организме; 2. Он может предотвратить синтез вредных липобелков, чтобы уменьшить тромбы крови и тем самым предотвратить последствия атеросклероза; 3. Он может подавлять эффекты гамма-лучей. Исследования показали, что характеристика капсантина как специи может защитить клеточную ДНК от гамма-излучения [33].

Механизм действия куркумина в основном двояк: 1 он может непосредственно метаболизировать или косвенно ингибировать мутагенные метаболиты. В частности, он подавляет окисление липидных соединений в воздухе и Fe/Cu, играет антиоксидантную роль, предотвращает окисление гемоглобина нитритом и предотвращает повреждения молекул ДНК в результате окисления [34]. 2. Он препятствует дальнейшему окислению клеток, а обработка и модификация липопротеина низкой плотности (LDL) может косвенно снизить липиды крови и предотвратить атеросклероз. Кроме того, куркумин оказывает ингибиторное воздействие на эшерихию коли и другие бактерии, а также может оказывать противовоспалительные, антикоагулянтные и антиинфекционные эффекты [35].

4. Резюме

Естественные цвета кожиВ китае широко используются в пищу, лекарства, красители, предметы первой необходимости и т.д., и имеют светлое будущее. Тем не менее, большинство естественных цветов по-прежнему имеют проблемы, такие как низкая прочность цвета, неравномерное окрашивание, чувствительность к свету, теплу, металлам и температуре, и цвет они отображаются изменения с изменениями pH, что приводит к плохой стабильности пигмента. Благодаря непрерывным исследованиям ученых и решительной поддержке соответствующих государственных ведомств удалось решить проблему низкой стабильности пигмента. С развитием науки и техники методы добычи природных цветов постоянно совершенствуются, и уже существует множество новых методов. Вместе с тем применение, технология извлечения и технология разделения некоторых природных цветов еще не достигли зрелого уровня, и исследователям необходимо продолжать углубленные исследования, с тем чтобы неуклонно содействовать развитию и применению природных цветов.

Справочные материалы:

[1] чэнь йи, лю сяоцзин, цэн сяофан и др. Прогресс в исследовании пищевых натуральных красных пигментов [J]. Химическая промышленность гуанчжоу, 2017, 45(23): 6-8.

[2] чжоу синьчжи, као тинтинг, у цзяси и др. Обзор хода исследований по естественным цветам [J]. Служба сельскохозяйственных технологий, 2015, 32(9): 10-13.

[3] чжэн цзюньхуа. Добыча, стабилизация и прикладные исследования пигмента черепа [D]. Гуйчжоу: университет гуйчжоу, 2015.

[4] миао сюань. Состояние и перспективы разработки съедобных натуральных цветов [J]. Менеджмент химической промышленности, 2013 (10): 5-7, 9.

[5] министерство здравоохранения#39; китайская республика. GB2760-2014 национальные стандарты безопасности пищевых продуктов пищевых добавок [с]. Пекин: China Standards Press, 2015.

[6] чэнь сяньчи, цзэн хаовей, ван нинг и др. Сравнительный анализ пищевых красителей в стране и за рубежом [J]. Вестник пищевой безопасности, 2018(16): 70-74.

[7] ван вэйго, чжан цяньвэй, чжао юнлян и др. Исследование физических и химических свойств и применения натурального цвета [J]. Журнал хенанского технологического университета (издание естественных наук), 2015, 36(3): 109 — 117.

[8] чэн л. характеристики, применение, оценка безопасности и контроль безопасности естественного пищевого красителя [J]. Наука о еде, 2012, 33(23): 399-404.

[9] сюй с м, ван х д, цзяо з л. прогресс в исследованиях пищевых микробных пигментов [J]. Пищевые добавки китая, 2015(2): 162-168.

[10]Du L. анализ пигментных компонентов в корпусах черного арахиса и изучение их функции опускания липидов [D]. Ляонин: шэньянский сельскохозяйственный университет, 2015.

[11]Xu W L, Li Y, Wang X X. извлечение и физиологическая функция ликопена [J]. Журнал переработки сельскохозяйственной продукции (журнал), 2006 (7): 6-7, 10.

[12] ван цзинь, лю шаомин, сяо кайцзюнь и др. Анализ структуры и физиологической активности натуральных пищевых цветов [J]. Наука и техника пищевой промышленности, 2007, 28(12): 208-212.

[13] цзя баочжу, бао цзиньюн, чжэн сяойи и др. Исследование по вопросу о процессе экстракции проантоцианидов из банановых пилей [J]. Наука и технологии пищевой промышленности, 2014, 35(6): 251 — 255.

[14] фэн цзинь, ши ючжэн, цю сяо и др. Исследование о процессе экстракции и стабильности естественного цвета из виноградных шкур [J]. Исследования и разработки в пищевой промышленности, 2018, 39(4): 60 — 68.

[15] чжан и, чжан х б, ши и др. Исследование процесса экстракции пигмента вишневых помидоров [J]. Переработка сельскохозяйственной продукции, 2018(1): 22-24, 27.

[16]Ma Q H. извлечение, очистка и стабилизация красного пигмента от финикового пигмента [D]. — нинся: университет нинся, 2014.

[17] ли шиин, тан чжишу, хуан вэньцзин и др. Исследование процесса и производительности ультразвуковой экстракции пигментов из семенного слоя Elaeagnus angustifolia[J]. Западная наука о лесном хозяйстве, 2019, 48(1): 70-74, 81.

[18] жэнь вэньмин, ли манхон, инь сай и др. Оптимизация процесса извлечения свеклы красного пигмента с помощью ультразвука [J]. Журнал сельскохозяйственного университета внутренней монголии (издание естественных наук), 2017, 38(3): 49-57.

[19]Guan Guanyu, Tao Yugui, Ge Fei и др. Оптимизация процесса экстракции пигментов mulberry pomace с помощью ультразвука [J]. Журнал аньхуйского инженерного университета, 2018, 33(5): 1-6.

[20] тан инь, ян сян ян, цай юанбао и др. Прогресс в исследовании естественных цветов растений [J]. Сельскохозяйственные исследования и применение, 2016 (3): 62 — 65, 69.

[21] венг тинг. Исследование по добыче антарктического крильного масла и астаксантина сверхкритическим CO2 [D]. Шанхай: шанхайский океанский университет, 2013.

[22] Kong LZ. Исследование технологических и антиоксидантных свойств сверхкритического извлечения диоксида углерода capsanthin [D]. Цзянсу: наньцзинский сельскохозяйственный университет, 2015.

[23] Zou J. структурные характеристики и антиоксидантная сила пигментов драконьих фруктов [D]. Чонгцин: чонгцинский университет, 2014.

[24] Дэн сяньцзюань, ван шуцзюнь, ли фушао и др. Ресурсы и применение натурального цвета [J]. Китайские приправы, 2006(10): 49-53.

[25] хуан хайсюан. Применение натурального цвета в пищевой промышленности [J]. Стандарты и качество легкой промышленности, 2000 год (1): 37-38.

[26] ху юли, Лу цзяоян, ху шуронг и др. Прогресс в применении натуральных пигментов растений в крупной отрасли здравоохранения [J]. Китайский журнал традиционной китайской медицины, 2017, 42(13): 2433 — 2438.

[27] хуан юлун, Пан чжунцунь, чэнь сяофэн и др. Исследование экстракции и стабильности виноградных пигментов кожи [J]. Исследования и разработки в области продовольствия, 2009, 30(10): 159 — 163.

[28] лю шуокян, лю чжунхуа, хуан цзянь ' ан, и др. Одновременное определение содержания трех компонентов в турмерных лекарственных материалах путем реверсивной высокоэффективной жидкостной хроматографии [J]. Аналитическая химия, 2005(3): 309-312.

[29] лю ханьцин, го шаньцзы, чжоу цзянь и др. Исследование по оптимизации процесса извлечения ликопена из томатов [J]. Цзянсу сельскохозяйственная наука, 2010(4):293-294.

[30] хан сянбо, лю чэнли. Применение технологии обработки компьютерных изображений при определении содержания ликопена [J]. Исследования и разработки в области продовольствия, 2007, 28(12):153 — 155.

[31] ван лися, лю кун, чжан сююань. Прогресс в исследовании природных цветов растительного происхождения [J]. Северное садоводство, 2011 (17): 208 — 211.

[32] чанг сяоке. Оценка разновидностей сухого перца Чили и воздействия условий выращивания на содержание капсаичина и красного пигмента паприки [D]. Шаньдун: шаньдунский сельскохозяйственный университет, 2017.

[33] чжан яцюн, ли дандан. Функциональные характеристики и применение красного пигмента paprika [J]. Переработка сельскохозяйственной продукции, 2018 год (19): 69 — 70.

[34] чжан цзяньцин. Антимутагенные и противораковые эффекты куркумина [J]. Иностранный врач (серия «здоровье»), 2000 (3): 161 — 164.

[35] чжан на, вэнг вейфенг. Исследование естественного съедобного куркумина [J]. Шаньдун химическая промышленность, 2017, 46(21): 72 — 73.