Kemajuan penelitian tentang ekstraksi dan aplikasi pigmen merah capsicum

 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.

Capsicum red pigment 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

 Ekstraksi pelarut adalah metode yang umum digunakan untuk mengekstraksi capsanthin, yang memanfaatkan fakta bahwa capsanthin larut dalam pelarut organik. Proses ekstraksi spesifiknya adalah dengan mengocok cabai kering yang sudah matang menjadi bubuk, kemudian mencampurkannya dengan pelarut organik seperti etanol, aseton, dan zat lain untuk membuat oleoresin cabai, dan kemudian melalui serangkaian prosedur, seperti penyulingan, pemisahan, dll., Untuk mendapatkan pigmen merah capsicum.

 Keuntungan signifikan dari metode ekstraksi pelarut adalah biayanya yang murah dan tidak memerlukan peralatan yang mahal dan canggih untuk menerapkannya; kerugiannya adalah kemurnian capsanthin yang diekstraksi tidak cukup dan ada banyak residu reagen organik. Saat ini, sebagian besar produsen dalam dan luar negeri yang memproduksi pigmen merah capsicum menggunakan metode ini untuk mengekstrak, tetapi juga menunjukkan tren yang secara bertahap dihilangkan.

 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

 Ekstraksi dengan bantuan gelombang mikro, juga dikenal sebagai ekstraksi gelombang mikro, adalah teknologi baru yang dibentuk dengan menggabungkan metode ekstraksi gelombang mikro dan pelarut tradisional. Ekstraksi pigmen merah capsicum dengan bantuan gelombang mikro rendah karbon, ramah lingkungan, dan memiliki efisiensi ekstraksi yang tinggi.

supercritical fluid extraction method

 Metode ekstraksi fluida superkritis menggunakan kontrol tekanan dan kontrol suhu untuk meningkatkan efek pelarutan CO2 pada paprika, dan akhirnya secara selektif mengekstrak pigmen merah capsicum. Metode ini dapat diterapkan pada suhu kamar, dan tidak ada residu pelarut dalam metode ini, dan kemurnian kapsantin yang diekstraksi tinggi. Saat ini merupakan metode ekstraksi yang ideal untuk pigmen merah capsicum.

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

 Karotenoid alami terutama terdapat dalam bentuk trans di alam. Suhu 80°C ke bawah, tidak banyak berpengaruh pada stabilitas pigmen capsicum red. Suhu tinggi dan waktu pemanasan adalah faktor utama yang memengaruhi laju kehilangan pigmen. Di bawah kondisi cahaya dan panas, molekul pigmen mengalami transisi tingkat energi dan berubah menjadi struktur cis. Spektrum elektromagnetik biru bergeser sebesar 2 hingga 10 nm, mempercepat oksidasi dan kerusakan rantai molekul pigmen, menyebabkan spektrum berpindah ke wilayah ultraviolet, menyebabkan pigmen merah capsicum terurai dan kehilangan warna. Cahaya biru dan iradiasi sinar ultraviolet dalam cahaya menyebabkan serangkaian reaksi oksidasi, penataan ulang, isomerisasi, dan degradasi lainnya, yang meningkatkan laju kehilangan warna pigmen merah cabai, terutama pada posisi 7 hingga 8, 9 hingga 10, dan 8 hingga 9. Ikatan karbon-karbon terputus, yang pada akhirnya menyebabkan pigmen memudar.

Effect of oxygen on the stability of capsicum red pigment

 Oksidan akan menyebabkan hilangnya warna merah cabai. Menambahkan peroksidase (POD) dan katalase (CAT) dapat mengurangi kerusakan warna merah cabai oleh spesies oksigen reaktif. Penambahan antioksidan seperti VE, polifenol teh, dan ascorbyl palmitate dapat melindungi warna merah capsicum. Di bawah kandungan oksigen yang sama, tingkat retensi warna pigmen merah capsicum dengan asam karnosat 1% adalah yang tertinggi.

Effect of irradiation on the stability of capsicum red pigment

 Penelitian telah menemukan bahwa, apabila jumlah penyinaran meningkat, perubahan warna pigmen akan semakin meningkat. Struktur yang diesterifikasi memiliki ketahanan radiasi yang lebih kuat daripada monomer, dan stabilitas pigmen merah lebih tinggi daripada pigmen kuning. Untuk mempertahankan warna yang baik setelah iradiasi, Dosis iradiasi perlu dikontrol di bawah 4kGy. 70% hingga 80% pigmen dalam paprika terutama ada dalam bentuk ester. Seri kuning terutama menggabungkan asam lemak tak jenuh, dan seri merah menggabungkan asam lemak jenuh. Perbedaan stabilitas pigmen capsicum merah dan kuning mungkin terkait dengan struktur molekul khusus dan asam lemaknya. Komposisi, proporsi kombinasi karotenoid yang berbeda dan kandungan zat non-karotenoid saling terkait.

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

 Penelitian telah menemukan bahwa capsanthin memiliki toleransi asam dan alkali yang luas dan dapat mempertahankan struktur kimia yang stabil dalam kisaran pH 4 hingga 10. Dampak ion logam yang umum dalam sistem saus terhadap warna dan nilai capsanthin kurang dari 6%. . Pigmen merah Capsicum dibuat menjadi mikroemulsi, yang memiliki stabilitas yang baik dalam kondisi asam. Di bawah aksi ion Cu2+, Fe3+, dan Fe2+, nada warna pigmen merah cabai sangat rusak. Berbagai jenis dan konsentrasi ion logam yang berbeda ditambahkan ke larutan aseton pigmen tunggal. Saat konsentrasi ion logam meningkat dan waktu kerja bertambah, absorbansi capsanthin menurun ke tingkat yang berbeda-beda. Oleh karena itu, dalam proses aplikasi yang sebenarnya, perlu untuk mengontrol secara ketat konsentrasi ion logam dalam sistem aplikasi, atau menambahkan agen anti-gangguan untuk mencegah kerusakan pada pigmen merah capsicum.

Application of capsicum red pigment

Food industry field

 Pigmen merah Capsicum memiliki sifat stabil, efek pewarnaan yang baik, dan tidak ada efek toksik atau efek samping. Ini dapat melengkapi senyawa karotenoid tubuh. Oleh karena itu, bidang produksi industri makanan memiliki ketergantungan yang kuat pada pigmen merah capsicum. Pigmen merah capsicum terutama digunakan untuk meningkatkan warna makanan dan meningkatkan nafsu makan. Ini dapat digunakan dalam produk yang dapat dimakan sehari-hari seperti produk daging, permen, minuman, saus, dan makanan yang dipanggang.

 Menambahkan pigmen merah capsicum pada daging ayam dan daging babi cincang untuk menyesuaikan warna dan kecerahannya dapat meningkatkan pengalaman visual konsumen dan meningkatkan kualitas sensorik produk. Menambahkan pigmen merah capsicum ke makanan bionik seperti stik kepiting dan bola udang dapat mensimulasikan warna makanan laut yang sebenarnya. Namun, karena perbedaan karakteristik matriks produk, dan berdasarkan faktor-faktor seperti waktu penyimpanan, suhu, dll., Beberapa evaluasi stabilitas perlu dilakukan pada produk yang mengandung pigmen merah cabai untuk memastikan kualitas produk yang konstan selama masa simpan.

Animal feed field

 Produksi pakan ternak juga tidak dapat dipisahkan dari pigmen merah cabai. Ada dua alasan utama mengapa pigmen merah cabai dapat digunakan dalam pakan ternak: Pertama, pigmen merah capsicum adalah pigmen alami murni, yang aman dan stabil dalam pewarnaan. Kedua, hewan tidak dapat mensintesis pigmen sendiri, sehingga pakan menjadi pigmen tambahan bagi mereka. Dengan cara yang diperlukan, pigmen merah capsicum dapat meningkatkan warna kulit babi, sapi, domba, ikan, udang, dll., Membantu mensintesis pigmen, meningkatkan kesehatan hewan, dan meningkatkan penampilan. Oleh karena itu, pigmen merah capsicum sangat populer dalam pakan ternak.

 Penelitian menunjukkan bahwa ketika 100 mg / kg pigmen merah capsicum ditambahkan ke dalam pakan ikan mas dan koi, setelah diberi makan untuk jangka waktu tertentu, a* (kemerahan) permukaan tubuh meningkat secara signifikan, dan MDA (malondialdehida) dalam serum dan hati lebih rendah dari Hasil penelitian menunjukkan bahwa pigmen merah capsicum secara efektif dapat meningkatkan warna merah pada permukaan tubuh ikan dan meningkatkan kapasitas antioksidan tubuh.

Medical field

 Pigmen merah Capsicum banyak digunakan di bidang medis. Karena capsanthin memiliki efek pewarnaan yang stabil dan efek pengeringan tertentu, capsanthin sering digunakan dalam pelapis obat dan partikel kapsul. Khusus untuk obat anak-anak, pigmen merah capsicum yang cerah dapat mengurangi rasa takut anak terhadap obat dan meningkatkan minat anak untuk meminumnya. Selain itu, dalam beberapa tahun terakhir, telah ditemukan bahwa karotenoid dalam capsanthin memiliki efek mengobati arteriosklerosis. Penemuan ini telah meningkatkan nilai aplikasi capsicum di bidang medis.

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.

() ()