Avances en la investigación sobre la extracción y aplicación del pigmento rojo del pimiento
Capsanthin is a tetraterpenoid orange-red pigment present in mature red pepper fruits. It is mainly composed of capsanthin (C40H56O3), capsorubin (C40H56O4) and yellow pigment. It has bright color and high color value. It has strong coloring power and good color retention. Studies have proven that capsicum red pigment also has the effect of regulating body fat metabolism, immunity, anti-radiation and reducing the incidence of certain types of cardiovascular diseases.
Capsicum red pigment is widely used as a coloring agent and is listed as a Class A pigment by the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) and the World Health Organization (WHO). According to my country’s GB 2760-2014 “Standards for the Use of Food Additives”, capsicum red pigment can be used in food, sauces, ice cream, ice cream, biscuits, cooked meat and other products.
Pigmento rojo capsicum extraction
Appropriate extraction methods can reduce the content of orange and yellow substances and non-pigment components in capsicum pigments, thereby increasing the proportion of capsanthin and capsorubin and increasing the color value. Judging from the current extraction methods of capsicum red pigment, the common ones include solvent extraction, ultrasonic extraction, microwave-assisted extraction and supercritical fluid extraction.
Solvent extraction method
La extracción con disolventes es un método comúnmente utilizado para extraer la capsantina, que aprovecha el hecho de que la capsantina es soluble en disolventes orgánicos. El proceso de extracción específico consiste en batir chiles secos maduros hasta convertirlos en polvo, luego mezclarlos con disolventes orgánicos como etanol, acetona y otras sustancias para preparar oleorresina de chile, y después pasar por una serie de procedimientos, como destilación, separación, etc., para obtener finalmente pigmento rojo de capsantina .
La ventaja significativa del método de extracción con disolventes es que es de bajo coste y no requiere equipos caros y sofisticados para su aplicación; la desventaja es que la pureza de la capsantina extraída no es suficiente y hay muchos residuos de reactivos orgánicos. En la actualidad, la mayoría de los fabricantes nacionales y extranjeros que producen pigmento rojo de capsantina utilizan este método para extraer, pero también ha mostrado una tendencia a ser eliminado gradualmente.
Ultrasonic extraction method
The principle of the ultrasonic extraction method is to use ultrasonic waves to crush the peppers more finely, so that the components in the peppers can be better integrated in the extraction solvent, and finally obtain capsicum red pigment with higher purity. Ultrasonic extraction method has similarities with solvent extraction method, but it is faster, more efficient and lower cost than solvent extraction method. The most important thing is that it is natural and environmentally friendly, so it is more popular.
Microwave-assisted extraction
La extracción asistida por microondas, también conocida como extracción por microondas, es una nueva tecnología formada por la combinación de microondas y métodos tradicionales de extracción con disolventes. La extracción asistida por microondas del pigmento rojo del pimiento es baja en carbono, respetuosa con el medio ambiente y tiene una alta eficiencia de extracción.
supercritical fluid extraction method
El método de extracción con fluidos supercríticos utiliza el control de la presión y el control de la temperatura para mejorar el efecto de disolución del CO2 en los pimientos, y finalmente extrae selectivamente el pigmento rojo del pimiento. Este método se puede implementar a temperatura ambiente, y no hay residuos de disolvente en este método, y la pureza de la capsantina extraída es alta. Actualmente es un método de extracción ideal para el pigmento rojo del pimiento.
Factors affecting the stability of capsicum red pigment
Capsicum red pigment is protected by cells in the pepper fruit. At this time, it is highly resistant to light and heat. However, after extraction, light, heat, oxygen, pH and metal ions will degrade it. After degradation, the olefin bond will be converted into a single unit. The bond may be broken, causing the conjugated structure to be destroyed, and the reason for fading is that photocatalytic oxidation and hydrolysis rearrangement reactions occur internally.
Effect of light and heat on the stability of capsicum red pigment
En la naturaleza, los carotenoides naturales existen principalmente en forma totalmente trans. Las temperaturas de 80°C e inferiores tienen poco efecto sobre la estabilidad del pigmento rojo del pimiento. Las altas temperaturas y el tiempo de calentamiento son los principales factores que afectan a la tasa de pérdida de pigmento. En condiciones de luz y calor, las moléculas del pigmento sufren una transición de nivel energético y se transforman en una estructura cis. El espectro electromagnético se desplaza hacia el azul entre 2 y 10 nm, lo que acelera la oxidación y la rotura de la cadena molecular del pigmento, haciendo que el espectro se desplace hacia la región ultravioleta, provocando la descomposición del pigmento rojo capsicum y su pérdida de color. La irradiación de luz azul y luz ultravioleta en la luz provoca una serie de reacciones de oxidación, reordenación, isomerización y otras reacciones de degradación, que aumentan la tasa de pérdida de color del pigmento rojo capsicum, especialmente en las posiciones 7 a 8, 9 a 10 y 8 a 9. Los enlaces carbono-carbono se rompen, provocando finalmente la pérdida de color del pigmento.
Effect of oxygen on the stability of capsicum red pigment
Los oxidantes provocan la pérdida del color rojo del pimiento. La adición de peroxidasa (POD) y catalasa (CAT) puede reducir el daño del color rojo del pimiento por las especies reactivas del oxígeno. La adición de antioxidantes como VE, polifenoles del té y palmitato de ascorbilo puede proteger el color rojo del pimiento. Bajo el mismo contenido de oxígeno, la tasa de retención de color del pigmento rojo del pimiento con ácido carnósico 1% es la más alta.
Effect of irradiation on the stability of capsicum red pigment
Las investigaciones han descubierto que, a medida que aumenta la cantidad de irradiación, se intensifica la pérdida de coloración de los pigmentos. La estructura esterificada tiene mayor resistencia a la radiación que el monómero, y la estabilidad de los pigmentos rojos es mayor que la de los pigmentos amarillos. Para mantener un buen color tras la irradiación, es necesario controlar la dosis de irradiación por debajo de 4kGy. 70% a 80% de los pigmentos de los pimientos existen principalmente en forma de ésteres. La serie amarilla combina principalmente ácidos grasos insaturados, y la serie roja combina ácidos grasos saturados. La diferencia en la estabilidad de los pigmentos rojo y amarillo del pimiento puede estar relacionada con sus estructuras moleculares y ácidos grasos especiales. La composición, la proporción de las distintas combinaciones de carotenoides y el contenido de sustancias no carotenoides están relacionados.
Effect of ultrasound on the stability of capsicum red pigment
Ultrasound, as an auxiliary method for extracting capsanthin from peppers, allows the peppers to fully contact and fuse with the extraction liquid, thereby improving the solvent extraction efficiency. However, ultrasound itself has a degradation effect on the carotenoids in capsicum. The hydroxyl radicals generated by ultrasound can cause the degradation and structural changes of zeaxanthin, resulting in the degradation of zeaxanthin and the blue shift of its spectrum. The impact of the ultrasonic process on β-carotene has two aspects: ① The thermal effect of rising temperature, ② The ultrasonic cavitation effect leads to pigment degradation.
Effects of pH and metal ions on the stability of capsicum red pigment
La investigación ha descubierto que la capsantina tiene un amplio rango de tolerancia a ácidos y álcalis y puede mantener una estructura química estable dentro del rango de pH de 4 a 10. El impacto de los iones metálicos comunes en el sistema de salsa sobre el color y el valor de la capsantina es inferior a 6%. . El pigmento rojo de capsantina se prepara en una microemulsión, que presenta una buena estabilidad en condiciones ácidas. Bajo la acción de los iones Cu2+, Fe3+ y Fe2+, el tono de color del pigmento rojo capsicum se ve muy dañado. Se añadieron diferentes tipos y concentraciones de iones metálicos a una solución de acetona de un pigmento. A medida que aumentaba la concentración de iones metálicos y se incrementaba el tiempo de acción, la absorbancia de la capsantina disminuía en distintos grados. Por lo tanto, en el proceso de aplicación real, es necesario controlar estrictamente la concentración de iones metálicos en el sistema de aplicación, o añadir agentes antiinterferentes para evitar daños al pigmento rojo capsantina.
Application of capsicum red pigment
Food industry field
El pigmento rojo del capsicum tiene propiedades estables, un buen efecto colorante y no tiene efectos tóxicos ni secundarios. Puede complementar los compuestos carotenoides del organismo. Por lo tanto, el campo de producción de la industria alimentaria depende en gran medida del pigmento rojo de capsicum. El pigmento rojo de pimiento se utiliza principalmente para mejorar el color de los alimentos y aumentar el apetito. Puede utilizarse en productos comestibles cotidianos como productos cárnicos, dulces, bebidas, salsas y productos horneados.
Añadir pigmento rojo de pimiento a las chuletas de pollo y la carne de cerdo picada para ajustar su color y brillo puede mejorar la experiencia visual de los consumidores y la calidad sensorial del producto. La adición de pigmento rojo de pimiento a alimentos biónicos como palitos de cangrejo y bolas de gamba puede simular el color de los alimentos marinos reales. Sin embargo, debido a las diferencias en las características de las matrices de los productos, y en función de factores como el tiempo de almacenamiento, la temperatura, etc., es necesario realizar múltiples evaluaciones de estabilidad de los productos que contienen pigmento rojo capsicum para garantizar la calidad constante del producto durante su vida útil.
Animal feed field
La producción de piensos también es inseparable del pigmento rojo de pimiento. Hay dos razones principales por las que el pigmento rojo capsicum se puede utilizar en la alimentación animal: En primer lugar, el pigmento rojo capsicum es un pigmento puramente natural, que es seguro y estable en la coloración. En segundo lugar, los animales no pueden sintetizar pigmentos por sí mismos, por lo que el pienso se convierte en un pigmento suplementario para ellos. De la manera necesaria, el pigmento rojo capsicum puede mejorar la coloración de la piel de cerdos, ganado, ovejas, peces, camarones, etc, ayudar a sintetizar pigmentos, mejorar la salud de los animales, y mejorar la apariencia. Por lo tanto, el pigmento rojo capsicum es muy popular en la alimentación animal.
La investigación muestra que cuando se añaden 100 mg/kg de pigmento rojo de capsicum al alimento de carpas doradas y carpas koi, después de alimentarlas durante un cierto período de tiempo, el a* (enrojecimiento) de la superficie corporal aumenta significativamente, y el MDA (malondialdehído) en el suero y el hígado es menor que Los resultados mostraron que el pigmento rojo de capsicum puede aumentar eficazmente el color rojo de la superficie corporal de los peces y mejorar la capacidad antioxidante del organismo.
Medical field
El pigmento rojo de capsantina se utiliza ampliamente en el campo de la medicina. Dado que la capsantina tiene un efecto colorante estable y un cierto efecto secante, se utiliza a menudo en recubrimientos de medicamentos y partículas de cápsulas. Especialmente para los medicamentos infantiles, el pigmento rojo capsantina brillante puede reducir el miedo de los niños a los medicamentos y aumentar el interés de los niños en tomarlos. Además, en los últimos años, se ha descubierto que los carotenoides de la capsantina tienen el efecto de tratar la arteriosclerosis. Este descubrimiento ha mejorado el valor de aplicación de la capsantina en el campo médico.
Cosmetics field
As a natural pigment, capsicum red pigment has bright colors and can be added to lipstick, blush, eye shadow and other products. It can replace synthetic pigments to make the products safer.However, capsicum red pigment, as a fat-soluble pigment, has many factors that affect its stability. When adding it, you need to consider its form of use and the impact of ingredients on its color.
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