7天然植物ベースの食品着色料

With the development of science and technology and the progress of society, people are paying more and more attention to food safety issues. The majority of consumers are increasingly concerned about the harm of 合成着色料 contained in food, which has led to an increasing focus on natural pigments that are highly safe and have certain physiological functions. The development and application of natural plant pigments has become a common concern among scientific and technological workers in various industries. People are trying to obtain natural pigments from various plant resources and explore their physiological activities to alleviate and solve various problems caused by synthetic pigments. This article provides a brief overview of seven plant pigments currently under research, with the hope of providing theoretical guidance for researchers working with natural plant pigments.

1 7天然植物ベースの食品着色料

1.1芋顔料

サツマイモ(solanum tuberosum l .)は、ヤマノイモ、ジャガイモ、ヤマノイモ卵とも呼ばれ、高収量で栄養価が高く、消化吸収しやすく、適応性が高く、食物と料理の両方に使用できます。それはworld&の一つです#39;のトップ10栄養価の高い食品[1]。ブラックビューティポテトは黒紫色の皮と肉を持つ。雑種で育種された新品種のジャガイモです。専門家の評価によると、この品種は栄養素が豊富でカルシウム、カリウムが豊富で、アントシアニンなどの栄養素も含まれている。ダイエットや美容、胃の栄養、脾臓の強化、排尿促進、デトックスや抗炎症、血糖値や血中脂質の低下など、さまざまな効果があります。cao hongらは、1.1%の塩酸エタノール溶液を「黒美」ジャガイモの色素の抽出溶媒として用いた。抽出条件は液対液比1:40,抽出時間1時間,抽出温度50°cであった。最適な抽出プロセス条件は、温度50°c、抽出時間1時間、液/固比1:40、塩酸濃度1.1%である。

続いて、cao hongら[3]は、「黒美人」ジャガイモ色素の安定性を調べた。その結果、色素は酸性条件下で安定していることが示された。光と高温は色素の分解を促進します;実験的添加範囲内では、金属イオンk +、ca2 +、al3 +は色素に影響を与えず、na +、mg2 +、cu2 +は色素に色を強める効果を与え、fe3 +は有害な効果を与え、色素溶液の色を変化させた。スクロース、クエン酸、安息香酸ナトリウムなどの添加物は顔料に影響を与えませんでした;h2o2とna2so3は顔料の安定性に大きな影響を与えた。

Li Caixia et al. [4] used a 0.1% HCl-ethanol solution to extract the “Black Beauty” potato pigment under constant temperature and shaking conditions, and used spectrophotometry to determine the change in absorbance at the maximum absorption wavelength of the pigment under different environments. The results showed that the pigment is a water-soluble anthocyanin pigment, and the pH value has a significant effect on the stability of the “Black Beauty” potato pigment. The pigment is more stable under acidic conditions; the metal ion Al3+ has a color-enhancing effect on the pigment, while Na+, K+, Ca2+, Mg2+, and Zn2+ have basically no effect on the stability of the pigment, while Cu2+ and Fe3+ have a significant adverse effect on the stability of the pigment; the pigment is highly resistant to radiation, but not to natural light or high heat, and has very poor oxidation resistance; sucrose, VC and β-cyclodextrin at low mass fractions have little effect on the stability of the pigment; citric acid at a certain mass fraction has a color-enhancing effect, while potassium sorbate has a certain effect on the stability of the pigment.

1.2紫トウモロコシ色素

パープルコーン(purple corn)は、ペルー原産のトウモロコシの一種。パープルコーン(purple corn)は、トウモロコシの種子から抽出されるアントシアニンの一種である。アントシアニン(anthocyanin)は、植物に広く見られる水溶性の天然色素である。フリーラジカルの除去、酸化抵抗、脂質過酸化に対する抵抗など多くの生理機能を持っています。また、非常に効果的で、毒性が低く、生物学的に利用可能であることも知られています。天然の食用色素であり、薬効がある。zhang yajunら[5]は、紫トウモロコシの芯色素を抽出する際のエタノール濃度、クエン酸濃度、液対物質比、抽出温度の4つの因子の影響範囲を最初に決定するために単一因子試験を用いた。これに基づいて、トウモロコシ色素の最適な抽出条件を決定するための直交試験を実施した。

その結果,4つの因子のうち,液と物質の比率が色素抽出に最も大きく影響し,次いで抽出温度,エタノール濃度,クエン酸濃度となった。最適な抽出条件はエタノール濃度60%、クエン酸濃度0.8%、液対固比1:10、抽出温度80°cである。顔料の安定性に関しては、zhang yajunら[6]は、紫トウモロコシのアントシアニン色素の最大吸収ピークを測色法で測定し、その物理的、化学的性質を分析した。その結果、紫トウモロコシのアントシアニン色素の最大吸収ピークは526 nmであった。紫トウモロコシの色素は、塩、ショ糖、ブドウ糖、ビタミンc、クエン酸、酢酸に安定しており、cu2 +、mg2 +、ca2 +、k +、al3 +が安定しています;パープルコーンは、光や酸化剤(h2o2)、還元剤(na2so3)に敏感です。抗酸化物質の研究に関しては、この色素がin vitroで強い抗酸化能力を持ち、陽性対照のアスコルビン酸よりもフリーラジカル(dpph・・・oh, o2・)を除去する能力が有意に優れていることが文献で報告されている。0.04 mg/ mlの色素粗エキスは、dpph・除去率89.88%、a・oh除去率84.87%;0.035 mg/ mlでは、o2・の回収率は85.82%である[7]。

1.3 lycium ruthenicum顔料

のruthenicum Murr。(黒果実クコ)は、中国北西部の乾燥地帯に固有の多年生低木野生植物です。ソラマメ科ソラマメ属に属します。チベット医学では「パンマ」と呼ぶ。果実は薬用に用いられる。果実の色素はアントシアニンの一種で、栄養分が豊富で、薬としても食品としても使われる機能を持っています。それは大きな市場開発価値を持っている[8]。zhang yuandeら[9]は、顔料含有量を指標とするマイクロ波補助法を用いた。単因子実験と直交実験を用いて、抽出溶媒、放射力、抽出時間、物質と液体の比、浸漬時間の5つの因子の抽出効果を調べた。その結果、ブラックフルーツメダラーのアントシアニン含有量に対する各因子の影響は以下の通りであった。エタノール濃度>放射線電力>抽出月日の>た;浸漬時間;好適な抽出アントシアニン条件:クロクコ果実抽出溶剤75%エタノール、放射線击力70 W抽出時間20分、liquid-to-material比率1時50分て20时hにしみこむ。このような状況のなかで、色素アントシアニン抽出率は15.32%総アントシアニンは936.27 mg / 100グラムほど。また、chenら[10]は、紫外可視分光法を用いて、黒果実のクコ色素中のプロアントシアニジン含有量を求めたところ、黒果実のクコ色素中のプロアントシアニジン含有量は22 g/100 gであった。

1.4赤いアマランス色素

red amaranth (alternanthera bettzickiana l .)は、アマランサス科の多年草。茎や葉は赤紫を帯び、アントシアニンが豊富です。赤いアマランスは、明るく魅惑的な色が魅力的です。適応性が高く、広範囲に分布し、生産性が高く、アントシアニン色素を多く含むという利点があります。liu deliang[11]は、赤アマランサス色素の最適な抽出条件として、抽出剤として体積分率2%の水性塩酸溶液、抽出温度30°c、抽出時間1.5時間、および液対固体比1:20であることを発見した。一般的な食品添加物は、顔料に大きな影響を与えませんが、塩には特定の色を高める効果があります。酸化剤h2 o2と還元剤nahso3の両方が色素の分解を引き起こし、h2 o2とnahso3の濃度が上昇すると、赤色アマランサス色素の分解速度が加速します。金属イオン、mg2 +、cu2 +、zn2 +、ca2 +、k +、na +は、赤色アマランサスの色素には有意な影響を与えません。

1.5竜果実色素

Dragon fruit (Hylocereus undatus L.) is the fruit of an annual succulent plant in the family Cactaceae (aeataeeae) of the genus Hylocereus (Hylocereus undatus). It is also known as red dragon fruit or honey fruit. It is cultivated in Hainan, Yunnan, Guangdong, Guangxi and other places in China. Dragon fruit is rich in nutrients and has unique functions. It contains plant albumin, which is rare in general plants, as well as abundant cellulose and water-soluble dietary fiber. It is also rich in a large amount of betaine pigments. The color of the skin and flesh ranges from rose red to purple red, making it a good raw material for extracting natural pigments [12]. Liang Binxia et al. [13] studied the effects of the type of extraction solution, liquid-to-material ratio, extraction time, extraction temperature and pH on pigment extraction, and determined the optimal process conditions: freeze-storage of the pitaya peel, extraction solution of deionized water, liquid-to-material ratio of 5:1, extraction time of 30 min, extraction temperature of 50 °C, The pH of the extract was 6. The results showed that a 75% ethanol solution gave the best results. The maximum absorption wavelength of the dragon fruit peel pigment was 536 nm. The pigment was stable under acidic conditions but not light stable.

1.6赤ラズベリー色素

レッドラズベリー(red raspberries)、別名ラズベリー(raspberries)は、バラ科の植物です。熟した果実には赤い色素が豊富に含まれており、天然色素の良い供給源となっている。赤いラズベリー中の赤い色素はアントシアニンの形で存在し、体内の過酸化を防ぐことができる[15]。

sun xiyunら[16]は、天然の色素を抽出するための原料として赤いラズベリーの実を使用した。マクロポーラス樹脂法で精製。精製後,ペーパークロマトグラフィーを用いて試料を分離した。これらの成分は、uv-vis分光法とペーパークロマトグラフィーを用いて事前に同定された。その結果、hpd-700マクロポーラス吸着樹脂は、赤色ラズベリー色素の精製に適していることがわかりました。吸着効果は、粗抽出物のphが2の場合に優れています。60%エタノールを溶出液として、溶出量4 bv、流量0.6 ml /min、60%エタノールを溶出液として溶出しました。溶出効果は良好だった。紙クロマトグラフィーで4成分を分離し,それぞれcornflower-3-glucoside, cornflower-3-rutinoside, cornflower-3-sophoroside, cornflower-3-glucose-rutinosideを同定した。wang fengら[17]は、超音波法を用いて赤色ラズベリーの果実中の色素の抽出と安定性を調べた。その結果、最大の吸収波長赤ラズベリー顔料は510 nm、その最適な抽出条件とはあるエタノールのソリューションと50%の体積積分liquid-to-material比10分、実在水温40°Cの抽出時間30分、2回抽出するステップと;phは赤いラズベリー色素の色に大きな影響を与える。室温は50℃以下で安定している。赤いラズベリー色素は、特定の抗酸化能力を持っています。スクロースは顔料に大きな影響を与えません。vcは顔料に分解作用があります。fe3 +イオンは赤色ラズベリー色素を保護し、その構造を安定化させる。

1.7ブルーベリー色素

Blueberries are plants of the genus Vaccinium in the family Ericaceae. Their fruits are berries that are blue in color, making them one of the rare blue foods. Blueberries have delicate flesh and a delicious sweet and sour taste. They not only contain nutrients such as vitamin C, but are also rich in natural blue pigments. The main component of blue pigments is anthocyanins, which are a type of antioxidant that protects the human body from free radical damage and greatly enhances immunity [18]. Yang Xuefei et al. [19] optimized the ultrasonic extraction process of blueberry pigment based on single factor experiments and used the central composite design method, and analyzed the stability of the pigment. The results showed that the optimal conditions for the ultrasonic extraction of blueberry pigment were 45% ethanol volume fraction, material-to-liquid ratio (g/mL) 1:13, ultrasonic temperature 55°C, pH 4.5, ultrasonic power 450 W, ultrasonic time 50 min. Under these conditions, the extraction rate of blueberry pigment was 274.36 U/g. Blueberry pigment is heat-resistant and has high stability under conditions of metal ions such as K+, Na+, Mg2+ and food additives such as potassium sorbate, but is unstable under conditions of Zn2+, Fe2+, Fe3+, Ca2+ and alkaline environments. Wang Guyuan et al. [20] determined the optimal extraction conditions for blueberry pigments using ethanol extraction through orthogonal experiments: 70% ethanol solution as the extracting agent, extraction temperature of 30 °C, extraction time of 2 h, and liquid-to-material ratio of 1:10.

2結論

天然植物色素は植物由来であり、合成色素よりもはるかに安全であるため、合成色素よりも多くの利点があります。しかし、一般的に植物色素は植物の二次代謝産物であり、その組成は複雑であるため、完全に分離・精製・同定することは困難です。また、植物色素には多くの種類があり、本質的に複雑です。単一の植物色素に対して強い特異性を持ち、適用範囲に一定の制限があります。そのため、天然顔料の成分の構造や性質、機能性、安全性を理解し、その応用範囲を広げていくことが、科学研究者の大きな課題となっています。

参照

【1】呉新荘、李立峰、朱華。ジャガイモの総合的利用に関する研究の概要と展望[j]。2004年(平成16年)4月25日-2号機が完成。

【2】曹弘、丁学海、王相国。「黒美人」ジャガイモの色素の安定性に関する研究[j]。食品産業科学技術,2011,32(9):354-356。

【3】曹洪丁学海「黒美人」ジャガイモの色素抽出プロセスに関する研究[j]。^『週刊ファミ通』2011年4月2日号、22-26頁。

【4】李彩霞、楊小竜、李瓊黒美容ジャガイモ色素の安定性に関する研究[j]。2010年(平成22年)9月31日:9-9に統合。

【5】張亜軍、梁家勇、岳肅。紫トウモロコシcob色素の抽出プロセスに関する研究[j]。安徽農業科学,2011,39(7):4041-4042。

【6】張亜軍、梁家勇、楽素居。紫トウモロコシのcob色素の安定性[j]。^『仙台市史』通史編(通史編5)128 -130頁。

【7】小春玲、張少英、孫英。紫トウモロコシ色素の抗酸化活性[j]。chinese journal of cereals, oils and, 2011, 26(2): 18-22。

[8] chen hongjun, hou xujie, bai hongjin, et al。黒果実クコのいくつかの栄養素の分析[j]。中国の野生植物資源,2002,21(2):55-57。

[9] zhang yuande, bai hongjin, yin shenghu, et al。本研究では、マイクロ波を利用した黒果実クコからのアントシアニン色素抽出法の最適化を行った[j]。新疆ウイグル自治区農業科学,2010,47(7):1293-1298。

[10] chen chen, wen huaixiu, zhao xiaohui, et al。黒果実クコ色素中のプロアントシアニジンの測定[j]。分光学研究室,2011,28(04):1767—1769。

[11]劉Deliang。赤アマランサス色素の抽出過程と安定性に関する研究[j]。^『仙台市史』第1巻、仙台市、2012年、143-146頁。

[12] xiang b, gao j r .天然顔料[m]。北京:化学工業出版社、2004年、139。

[13] liang b x, zhao w h, bai w d, et al。ドラゴンフルーツの皮から色素を抽出する方法に関する研究[j]。中国食品添加物、2011(6):103-108。

[14] zhang qianru, yuan wei。ドラゴンフルーツの皮からの色素の抽出と安定性に関する研究[j]。農産物処理のうち、2011年(9):63-64。

【15】唐川河、彭智英。天然アントシアニン色素の生理機能と応用の展望[j]。冷たいお飲み物・冷凍食品産業2000(1):26。

[16] sun xiyun, liu ning, wu zhaoxia, et al。精製と赤ラズベリー顔料の組成の予備的同定[j]。食品産業科学技術,2011,32(2):285-288。

【17】王峰明哲赤ラズベリー顔料の抽出と安定性[j]。^北村(2010)、20頁。

[18] kalt w, dufour d .ブルーベリーの健康機能[j]。1997年Horti ~文化技術7(3):216-221。

[19] yang xf, pan lh, luo j .ブルーベリー色素の超音波抽出過程と安定性[j]。」。food science, 2010, 31(20): 251-255。

[20]王國源、高leng、gong dianpeng。ブルーベリー色素の抽出条件に関する研究[j]。長春理工大学紀要:自然科学編,2010,31(2):202-206。