L'application de colorants naturels dans les films indicateurs de fraîcheur des aliments
2025-12-01
1.Principaux colorants naturels et leurs caractéristiques
Les anthocyanes sont un type de pigment hydrosoluble largement présent dans les plantes. Ils peuvent présenter des changements de couleur significatifs dans une large plage de pH, du rouge dans des conditions acides au violet dans des conditions neutres et au bleu dans des conditions alcalines. Cette propriété unique de changement de couleur en fait un matériau idéal pour les indicateurs de fraîcheur des aliments.
Des études ont montré que le chou rouge et la patate douce violette sont les meilleures matières premières pour extraire les anthocyanes, car ils ont des teneurs élevées en anthocyanes monométhylées et diméthylées, avec une meilleure stabilité thermique et à la lumière, et présentent une plage chromatographique dépendant du pH plus large. Dans les études rapportées, la proportion de ces deux matières premières végétales dépasse 35 %.
La recherche sur les applications pratiques montre que le film d'emballage préparé en mélangeant des anthocyanes de patate douce violette avec de la carboxyméthylcellulose et de l'amidon peut surveiller efficacement les changements de fraîcheur du poisson. De même, des films indicateurs intelligents basés sur des membranes biodégradables et des anthocyanes de cynorhodon ont également été appliqués avec succès au contrôle de la fraîcheur de la viande de porc. Cependant, la stabilité des anthocyanes à haute température reste un problème qui doit être résolu. La recherche a montré qu'à mesure que la température de stockage augmente, le changement de couleur du film indicateur d'anthocyane devient plus évident, principalement en raison de la réaction d'oxydation des anthocyanes et de la moindre stabilité thermique.
02.Curcumine
La curcumine est un composé polyphénolique extrait du rhizome du curcuma. Il possède non seulement diverses activités biologiques, mais sert également d’indicateur acido-basique très sensible. Le changement de couleur de la curcumine est dû à l'interconversion de sa structure moléculaire : elle existe sous forme de dicétone dans un environnement à pH acide ou neutre et apparaît en jaune, alors qu'elle présente principalement du rouge dans un environnement à pH alcalin.
Des études ont confirmé que le film indicateur préparé en ajoutant de la curcumine au talaloy et à l'alcool polyvinylique comme matériau de base présente des changements de couleur significatifs dans différents environnements d'ammoniac à humidité relative et dans la détection de la fraîcheur des crevettes. Le film indicateur à base de k-carboxyméthylcellulose et de curcumine améliore non seulement la stabilité thermique, mais améliore également considérablement les propriétés antioxydantes, la résistance à l'humidité et la résistance à la traction de la membrane.
Pour surmonter la limitation de la plage limitée de changement de couleur de la curcumine, les chercheurs ont développé un système d’indicateurs mixtes. Le film de détection de pH préparé en mélangeant de la curcumine avec des anthocyanes dans un rapport de 2:8 peut présenter trois couleurs différentes, représentant le degré de fraîcheur du poisson, sa fraîcheur moyenne et sa détérioration. Ce colorant mixte élargit non seulement la plage de changement de couleur, mais améliore également la stabilité d'un colorant unique.
03. Cinnamoyaniline
La cinnamoyaniline est un pigment naturel extrait des racines de la plante quinquina. En tant que nouveau type d’indicateur de pH, il présente des perspectives d’application prometteuses dans les emballages intelligents. Lorsque le pH passe d'acide à alcalin, les molécules de cinnamoyaniline subissent un transfert de protons et forment des liaisons hydrogène intramoléculaires, entraînant un changement de couleur du jaune au violet.
Des études ont montré que le film de nanofibres d'acétate de cellulose additionné de cinnamoyaniline peut être utilisé comme indicateur en temps réel de la détérioration du poisson. Dans des conditions de stockage à 4°C, à mesure que la quantité totale d'azote basique volatil augmente et que le pH du produit augmente, ce capteur d'emballage peut observer des changements visuels évidents de couleur aux 6ème et 12ème jours. La membrane fonctionnelle sensible au pH préparée avec du chitosane lorsque le substrat change de couleur du kaki au brun clair à mesure que le pH du poisson emballé change, indiquant efficacement le processus de détérioration du poisson.
04. Rubiadine
La rubiadine est un pigment naphtalène quinone extrait des racines séchées de Rubia cordifolia. Il a une meilleure stabilité que les anthocyanes. La partie du cycle naphtalène dans sa structure moléculaire est chimiquement active et est sensible à la lumière, à la chaleur, aux acides et aux alcalis. Des études ont montré que le pigment naturel extrait des racines de Rubia cordifolia, lorsqu'il est combiné avec de l'agar pour former une membrane indicatrice, passe de la couleur rose initiale à la couleur bleu-violet lors du contrôle de la fraîcheur du poisson. Le changement de couleur est très évident.
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