Результаты исследований по извлечению и применению красного пигмента капсикума
Капсантин - это тетратерпеноидный оранжево-красный пигмент, присутствующий в зрелых плодах красного перца. В основном он состоит из капсантина (C40H56O3), капсорубина (C40H56O4) и желтого пигмента. Он обладает ярким цветом и высокой цветовой ценностью. Он обладает сильной красящей способностью и хорошо сохраняет цвет. Исследования доказали, что красный пигмент капсикума также обладает эффектом регулирования жирового обмена в организме, иммунитета, противорадиационным действием и снижает заболеваемость некоторыми видами сердечно-сосудистых заболеваний.
Красный пигмент капсикума широко используется в качестве красителя и внесен в список пигментов класса А Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО) и Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). В соответствии со стандартом нашей страны GB 2760-2014 "Стандарты использования пищевых добавок", красный пигмент капсикума может использоваться в продуктах питания, соусах, мороженом, мороженом, печенье, мясном фарше и других продуктах.
Красный пигмент Capsicum добыча
Соответствующие методы экстракции могут уменьшить содержание оранжевых и желтых веществ и непигментных компонентов в пигментах капсикума, тем самым увеличивая долю капсантина и капсорубина и повышая ценность цвета. Судя по существующим методам экстракции красного пигмента капсикума, к числу распространенных относятся экстракция растворителем, ультразвуковая экстракция, экстракция с помощью микроволн и экстракция сверхкритическим флюидом.
Метод экстракции растворителем
Экстракция растворителем - это широко используемый метод извлечения капсантина, который использует тот факт, что капсантин растворим в органических растворителях. Конкретный процесс экстракции заключается в том, что зрелый сушеный перец чили измельчают в порошок, затем смешивают с органическими растворителями, такими как этанол, ацетон и другие вещества, чтобы приготовить живицу чили, а затем проходят ряд процедур, таких как дистилляция, сепарация и т.д., чтобы в итоге получить красный пигмент капсикума.
Существенным преимуществом метода экстракции растворителем является его низкая стоимость и отсутствие необходимости в использовании дорогостоящего и сложного оборудования; недостатком - недостаточная чистота экстрагированного капсантина и наличие большого количества остатков органических реагентов. В настоящее время большинство отечественных и зарубежных производителей красного капсантинового пигмента используют этот метод для экстракции, но он также демонстрирует тенденцию к постепенному отказу от него.
Ультразвуковой метод экстракции
Принцип метода ультразвуковой экстракции заключается в использовании ультразвуковых волн для более тонкого измельчения перца, благодаря чему компоненты перца лучше интегрируются в растворитель для экстракции, и в итоге получается красный пигмент капсикума с более высокой степенью чистоты. Ультразвуковой метод экстракции имеет сходство с методом экстракции растворителем, но он быстрее, эффективнее и дешевле, чем метод экстракции растворителем. Самое главное, что он является натуральным и экологически чистым, поэтому он более популярен.
Экстракция с помощью микроволн
Микроволновая экстракция, также известная как СВЧ-экстракция, - это новая технология, созданная путем объединения микроволн и традиционных методов экстракции растворителями. Микроволновая экстракция красного пигмента капсикума является низкоуглеродной, экологически чистой и обладает высокой эффективностью.
метод сверхкритической флюидной экстракции
Метод экстракции сверхкритическим флюидом использует контроль давления и температуры для усиления растворяющего действия CO2 на перец, и в итоге селективно извлекает красный пигмент капсикума. Этот метод может быть реализован при комнатной температуре, в нем не остается остатков растворителя, а чистота экстрагированного капсантина высока. В настоящее время это идеальный метод экстракции красного пигмента капсикума.
Факторы, влияющие на стабильность красный пигмент капсикума
Красный пигмент капсикума защищен клетками плода перца. В это время он очень устойчив к воздействию света и тепла. Однако после извлечения свет, тепло, кислород, рН и ионы металлов разрушают его. После деградации олефиновая связь превращается в единое целое. Связь может быть разорвана, что приведет к разрушению сопряженной структуры, а причина выцветания заключается в том, что внутри происходят реакции фотокаталитического окисления и гидролизной перегруппировки.
Влияние света и тепла на стабильность красного пигмента капсикума
Природные каротиноиды существуют в природе в основном в транс-форме. Температура 80°C и ниже практически не влияет на стабильность красного пигмента капсикума. Высокая температура и время нагрева являются основными факторами, влияющими на скорость потери пигмента. Под воздействием света и тепла молекулы пигмента претерпевают переход на новый энергетический уровень и превращаются в цис-структуру. Электромагнитный спектр сдвигается в синюю сторону на 2-10 нм, ускоряя окисление и разрушение молекулярной цепи пигмента, в результате чего спектр смещается в ультрафиолетовую область, что приводит к разложению и потере цвета красного пигмента капсикума. Синий свет и ультрафиолетовое облучение на свету вызывают ряд реакций окисления, перегруппировки, изомеризации и других реакций деградации, которые увеличивают скорость потери цвета красного пигмента капсикума, особенно в позициях 7-8, 9-10 и 8-9. Углерод-углеродные связи разрываются, что в конечном итоге приводит к выцветанию пигмента.
Влияние кислорода на стабильность красного пигмента капсикума
Оксиданты приводят к потере красного цвета капсикума. Добавление пероксидазы (POD) и каталазы (CAT) может уменьшить повреждение красного цвета капсикума реактивными видами кислорода. Добавление антиоксидантов, таких как VE, полифенолы чая и аскорбил пальмитат, может защитить красный цвет капсикума. При одинаковом содержании кислорода скорость сохранения цвета красного пигмента капсикума с карнозиновой кислотой 1% самая высокая.
Влияние облучения на стабильность красного пигмента капсикума
Исследования показали, что при увеличении количества облучения потеря цвета пигментов усиливается. Этерифицированная структура обладает более высокой радиационной стойкостью, чем мономер, и стабильность красных пигментов выше, чем желтых. Чтобы сохранить хороший цвет после облучения, необходимо контролировать дозу облучения ниже 4 кГр. 70% - 80% пигменты в перце в основном существуют в форме эфиров. Желтая серия в основном объединяет ненасыщенные жирные кислоты, а красная - насыщенные жирные кислоты. Разница в стабильности красных и желтых пигментов капсикума может быть связана с их особыми молекулярными структурами и жирными кислотами. Состав, соотношение различных комбинаций каротиноидов и содержание некаротиноидных веществ взаимосвязаны.
Влияние ультразвука на стабильность красного пигмента капсикума
Ультразвук, как вспомогательный метод экстракции капсантина из перца, позволяет перцу полностью контактировать и сливаться с экстракционной жидкостью, тем самым повышая эффективность экстракции растворителем. Однако ультразвук сам по себе оказывает разрушающее воздействие на каротиноиды в капсикаме. Генерируемые ультразвуком гидроксильные радикалы могут вызывать деградацию и структурные изменения зеаксантина, что приводит к разрушению зеаксантина и синему смещению его спектра. Влияние ультразвукового процесса на β-каротин имеет два аспекта: ① тепловой эффект от повышения температуры, ② эффект ультразвуковой кавитации приводит к деградации пигмента.
Влияние рН и ионов металлов на стабильность красного пигмента капсикума
Исследования показали, что капсантин обладает широким диапазоном устойчивости к кислотам и щелочам и может сохранять стабильную химическую структуру в диапазоне pH от 4 до 10. Влияние ионов обычных металлов в системе соуса на цвет и ценность капсантина меньше, чем 6%. . Красный пигмент капсикума приготовлен в виде микроэмульсии, которая обладает хорошей стабильностью в кислых условиях. Под действием ионов Cu2+, Fe3+ и Fe2+ цветовой тон красного пигмента капсикума сильно повреждается. К ацетоновому раствору одного пигмента добавляли различные типы и концентрации ионов металлов. При увеличении концентрации ионов металлов и времени воздействия поглощение капсантина снижалось в разной степени. Поэтому в процессе нанесения необходимо строго контролировать концентрацию ионов металлов в системе нанесения или добавлять антиинтерференционные агенты для предотвращения повреждения красного пигмента капсикума.
Применение красный пигмент капсикума
Область пищевой промышленности
Пигмент Capsicum Red обладает стабильными свойствами, хорошим красящим эффектом, не токсичен и не имеет побочных эффектов. Он может дополнить организм каротиноидными соединениями. Поэтому пищевая промышленность сильно зависит от красного пигмента. Красный пигмент капсикума в основном используется для улучшения цвета пищи и повышения аппетита. Его можно использовать в повседневных съедобных продуктах, таких как мясные изделия, конфеты, напитки, соусы и выпечка.
Добавление красного пигмента в куриные отбивные и свиной фарш для изменения их цвета и яркости может усилить визуальные впечатления потребителей и улучшить сенсорное качество продукта. Добавление красного пигмента в бионические продукты, такие как крабовые палочки и креветочные шарики, может имитировать цвет настоящих морских продуктов. Однако из-за различий в характеристиках матриц продуктов и в зависимости от таких факторов, как время хранения, температура и т.д., необходимо проводить многочисленные оценки стабильности продуктов, содержащих красный пигмент капсикум, чтобы обеспечить постоянное качество продукта в течение срока годности.
Поле для производства кормов для животных
Производство кормов для животных также неотделимо от красного пигмента капсикума. Есть две основные причины, по которым красный пигмент капсикума может быть использован в кормах для животных: Во-первых, красный пигмент капсикума - это чисто натуральный пигмент, который безопасен и стабилен в окраске. Во-вторых, животные не могут самостоятельно синтезировать пигменты, поэтому корм становится для них дополнительным пигментом. Необходимым образом, капсикум красный пигмент может улучшить окраску кожи свиней, крупного рогатого скота, овец, рыбы, креветок и т.д., помочь синтезировать пигменты, укрепить здоровье животных и улучшить внешний вид. Поэтому красный пигмент капсикума очень популярен в кормах для животных.
Исследования показали, что при добавлении 100 мг/кг красного пигмента капсикума в корм золотых рыбок и кои, после кормления в течение определенного периода времени, a* (краснота) поверхности тела значительно увеличивается, а MDA (малоновый диальдегид) в сыворотке крови и печени снижается. Результаты показали, что красный пигмент капсикума может эффективно усиливать красный цвет поверхности тела рыб и улучшать антиоксидантную способность организма.
Медицинская сфера
Красный пигмент капсикума широко используется в медицине. Поскольку капсантин обладает стабильным красящим эффектом и определенным высушивающим действием, его часто используют в лекарственных покрытиях и частицах капсул. Особенно в детских лекарствах, яркий красный пигмент капсантина может уменьшить страх детей перед лекарствами и повысить их интерес к их приему. Кроме того, в последние годы было обнаружено, что каротиноиды, содержащиеся в капсантине, обладают эффектом лечения артериосклероза. Это открытие повысило ценность применения капсикума в медицине.
Косметическая отрасль
Как натуральный пигмент, красный пигмент капсикума имеет яркие цвета и может быть добавлен в помаду, румяна, тени для век и другие продукты. Он может заменить синтетические пигменты и сделать продукцию более безопасной. Однако красный пигмент капсикума, как жирорастворимый пигмент, имеет множество факторов, которые влияют на его стабильность. При его добавлении необходимо учитывать форму использования и влияние ингредиентов на его цвет.
() ()
