黒米アントシアニンの研究

アントシアニン(anthocyanin)は、アントシアニジンと様々な糖がグリコシド結合を介して結合して形成されるフラボノイド系ポリフェノール化合物である。黒米の果実、茎、葉の器官の細胞液中に見られる[1-2]。guo honghuiらの研究では、アントシアニンの色素が黒米の熟成過程で種皮に蓄積し、茶色がかった赤、紫がかった赤、紫がかった黒、さらには黒色になることがわかった。zeng guiら[4]は、アントシアニンが植物に豊かな色を与えるほか、抗酸化、抗炎症、血中脂質の低下、腫瘍の増殖抑制などの生理的機能を持つことを発見した。一方、アントシアニンは比較的安全な天然色素として、食品業界でも広く利用されています。

zhong yanらは、黒米の生理的健康効果は、主に黒米に豊富に含まれるアントシアニン色素と関連していると考えている。食品加工業界で一般的に使用されている合成顔料の安全性への関心が高まる中、天然顔料の開発・研究が食品研究の分野で注目されています。黒食品の台頭と黒米アントシアニン顔料の工業生産と応用に伴い、食品産業における黒米アントシアニンの需要が高まっています。このため、黒米別のアントシアニンの種類の成分分析、アントシアニンに対する薬理学的研究、黒米アントシアニンの工業生産技術と安定性に関する研究が必要だ。本論文では,近年の中国における黒米アントシアニンの研究について概説する。

1黒米アントシアニンの組成に関する研究

ブラックライス・アントシアニン(black rice anthocyanin)は、アントシアニンが様々な単糖に結合することで形成されるグリコシド化合物である自然状態では、一般的にいくつかのアントシアニンが共存しています[6]。zhong liyuら[7]は、上海農業科学院から提供された黒色の全茎91-53を材料とし、紙クロマトグラフィー、紫外可視スキャン、ガスクロマトグラフィーを組み合わせて黒米色素の分子構造を同定した。その結果、黒米色素は5つの化合物から構成されており、そのうちの2つはシアニジン-3-ルチノシドとピオニジン-3-アラビノシドであることが判明した。su jinら[8]は、2つの黒米品種yanwheiとyanwuziの玄米を用い、成分分離と同定により色素の成分としてアントシアニン-3-グルコースとアントシアニン-3-ラムノシルグルコースを同定した。xia xiaodongら[9]は、高性能液体クロマトグラフィーを用いて、黒米ぬかエキス中のアントシアニンの組成と含有量を決定した。その結果、黒米エキス中のシアニジン-3-グルコシドの含有量はそれぞれ25.7%、1.7%であった。

zhangらは、黒米エキスの構造解析を行った[10]。黒米エキスには、マルビン、ゲラニン-3.5-ジグルコシド、セントーレイジン-3-グルコシド、セントーレイジン-3,5-ジグルコシドという4つのアントシアニン化合物が含まれていることがわかった。黒米色素の物理的・化学的性質の分析から、黒米色素(配糖体)はアントシアニンとシアニジンが支配的であることが推測されます。

zhang fudiらは、黒米アントシアニン配糖体の基本構造が、シアニジン-3-グルコシドおよびシアニジン-3-ルチノシドと似ていることを示した[11]。wang qingら[12]は、イソクラッカー溶出逆相高性能液体クロマトグラフィーを用いて、黒米ぬか中のアントシアニンとこれらの色素の人体における代謝変換を解析した。その結果、黒米ぬかの総アントシアニン含有量は約2.31%で、シアニジン-3-グルコシドは1.87%、ピオニジン-3-グルコシドは0.44%であった。kong lingyaoら[13]は、液体クロマトグラフィー質量分析法(lc-ms)とキャピラリ電気泳動電気化学的検出法(ce-ed)を用いて黒米色素を定性的に分析し、その結果、黒米色素の成分がそれぞれシアニジン-3-グルコシドおよびピオニジン-3-グルコシドであることを示した。parkら[14]は、高性能液体クロマトグラフィーと紫外・可視分光法を用いて、アントシアニン抽出物を定性的・定量的に分析した。

その結果、黒米のアントシアニンにはシアニジン-3-グルコシド、アントシアニン-3-グルコシド、マルビン-3-グルコシド、ペラルゴニジン-3-グルコシド、デルフィニジン-3-グルコシドが含まれることが示された。これらのうち、コーンフラワーブルー3-グルコシドの含有量は約95%、シアニジン3-グルコシドの含有量は約5%である。mikihle-moriら[15]は、高性能液体クロマトグラフィー-フォトダイオードアレイ検出(hplc-pda)とエレクトロスプレー質量分析法を用いて、黒米色素の組成と熱安定性を調べた。その結果、主成分と玄米アントシアニン系- cyanidin-3-glucoside(572.47μg / g、91.13%)cyanidin-3-glucoside(29.78μg / g 4.74%)にも上る。小西[16]は、3%のトリフルオロ酢酸水溶液を用いて、紫黒米からアントシアニンを抽出した。毛細管電気泳動を行ったところ、紫黒米エキス中にアントシアニンが含まれており、カラムクロマトグラフィー精製後にシアニジン-3-グルコシドであることが判明した。

要約すると、顔料の成分から抽出玄米、黒の米问屋や黒の稲藁は:cyanidin-3-glucoside、cyanidin-3、5-diglucoside、cyanidin-3-rutinoside、peonidin-3-glucoside、paeoniflorin-3-arabinoside、pelargonidin-3、5-diglucoside、malvin、malvin-3-galactosideなど全部で8種類あります。黒米の品種や材料の加工方法、抽出目的などが異なるため、市場に出回っている黒米エキスのアントシアニン含有量もさまざまだ。現在、異なる黒米のアントシアニン成分の分析と比較に関する研究報告は非常に少ない。

2黒米アントシアニンの薬理学的研究

主な構成要素玄米抽出それは、様々な生理機能を有するフラボノイドのアントシアニン化合物です[6]。胡秋林[17]は、精製した黒米色素を材料に、マウスを用いた動物栄養実験を行った。その結果、黒米エキスは、抗疲労力と抗低酸素能力を向上させることが示された。xia xiaodongら[18]は、apoe遺伝子欠損マウスの進行したアテローマ性動脈瘤プラークに対するブラックライスアントシアニン抽出物の効果を研究した。その結果、黒米のアントシアニン抽出物は、マウス血清中の総コレステロール、総トリグリセリドおよび低密度リポタンパク質コレステロールのレベルを有意に低下させることができる一方で、無名動脈のプラーク領域およびプラーク中のマトリックスメタロプロテアーゼの含有量を減少させることが示された。これは、黒米のアントシアニン抽出物が、マウスの進行したアテローム性動脈硬化プラークのさらなる発達を阻害することを示している。

yang jingyaらは[19]、アントシアニンは非常に優れた抗酸化作用を持つフラボノイドであり、癌細胞の浸潤と転移を効果的に抑制できると考えている。qin yuらは、高脂血症の治療における黒米アントシアニン抽出カプセルの臨床的有効性を観察した[20]。その結果、黒米のアントシアニン抽出カプセルには、顕著な補助脂質低下効果があることが示されました。hu yanらは[21]、ラットの高脂肪食によって誘発される肥満に対するブラックライスのアントシアニン抽出物の効果を研究した。その結果、ブラックライスアントシアニン抽出物が、高脂肪食を誘導したラットの肥満関連指標を改善できることが示された。

huらはin vitroモデルを用いて、黒米から抽出されたアントシアニンが、トウモロコシ-3-グルコシドおよびシアニジン-3-グルコシドの既知の割合を含む混合物と同じ抗酸化活性およびフリーラジカル除去能力を有することを実証した。また、マウスのマクロファージにおける一酸化窒素合成酵素の発現を阻害することによって、細胞毒性を減少させることができる。今回の研究で、抗酸化作用と抗炎症作用を持つアントシアニンが、健康食品や機能性食品の製剤化に大きな可能性を秘めていることが明らかになった。

伊谷ら[23]は、6種類の米(赤米2種、紫黒米2種、白米2種)の抗酸化活性と活性物質の分布の違いを比較した。赤と紫黒の殻米のエタノール抽出物は、白米の殻米に比べて、スーパーオキシドアニオンやフリーラジカルを除去する能力が高い。これらの活性物質のほとんどは、果皮と種皮、すなわちふすまにあります。色のついた米は、白米に比べてポリフェノールが多く含まれており、その中には抗酸化作用があることがわかっています。赤米と紫米では、それぞれタンニンとアントシアニンが主な活性物質です。zhangら[24]は、黒米の総抗酸化能力と活性酸素ラジカルを除去する能力、およびそのフラボノイドおよびアントシアニン含有量との相関を分析した。黒米の抗酸化能力とフリーラジカルの除去能力と、フラボノイドとアントシアニンの含有量との間に有意な正の相関(p <0.01)があり、黒米の抗酸化効果がフラボノイドとアントシアニンの含有量と密接に関連していることが示された。

また、黒米顔料は鉄、ケトン、亜鉛などにキレート効果があります。黒米や黒米制品を定期的に摂取することで、鉄分を補充し、鉄欠乏性貧血を予防することができます。現在、ほとんどの薬理研究は動物実験の段階にある。黒米のアントシアニン抽出物の複雑な組成のため、薬理効果が単一の成分によるものなのか、複数の成分の組み合わせによるものなのかは明らかになっていない。

3黒米アントシアニンの抽出と精製

3.1黒米アントシアニンの抽出

黒米色素の抽出は、抽出時間、温度、物質と液体の比、溶媒、phなどの多くの要因に影響されます。wang yindingら[25]は、黒米色素の抽出に影響する因子について直交実験を行い、抽出温度40°c、抽出時間1時間、材料比1:50、抽出剤50%エタノール溶液という最適な条件の組み合わせを得た。liu jinglanら[26]は、黒米色素の抽出方法と、その安定性に対する酸度、温度、光などの要因の影響を調べた。その結果、65°c付近では酸性度が高く浸漬時間が長いほど抽出収率が高いことが分かった。顔料を0.05 mol/ lの塩酸溶液で2回抽出し、抽出率約5.0%の顔料ゲルを得た。

liu fengら[27]は、抽出タンクに黒米を添加し、20 ~ 40°cの水に浸して放置させた。エタノール溶液を別途添加し、40 ~ 50°cに加熱する。この混合物を循環抽出し、真空蒸留法で濃縮し、噴霧乾燥させて粉末状のアントシアニンを得た。zhao quanら[28]は、黒米を原料に単因子実験と直交実験を行い、最適な抽出条件を決定した。その結果、抽出条件は75%エタノール溶液、液対材料比1:8、温度30°c、時間30分で、黒米のアントシアニン抽出率は94.40%に達した。張)心跳回忆ら。【29】昔、エタノール解決策の最適なプロセス条件60% 1:4のmaterial-liquid比率a温度60°C、4 hの及び。このような状況のなかで、1次精製には収穫量が71.4%てい、第2抽出収量性が13.63%の合計が抽出しは85%を超えていた。

黄麗沙(huang lisha)らは、黒稲わらから黒米色素を抽出する溶媒としてエタノール水を用いた[30]。その結果,ph 2.70°c, 60分,60%エタノール溶液で最も抽出効果が高く,抽出率は31.59%であった。曽氏らは[4]黒米を原料に、黒米色素の抽出速度に影響を与える要因(抽出剤の種類、濃度、温度、ph値、時間など)を調べた。その結果、70%エタノール溶液(ph 2)、70°c、90分間の抽出速度が得られた。zhang fudiらは、食餌性の黒米から黒米色素を調製するためのプロセスステップを研究した[11]。直交試験法で得られた最適抽出温度は80°c、時間は30分、液対材料比は1:10、抽出剤は50%エタノール溶液であった。zhong yanら[5]がメラニンの抽出条件を調べたところ、最適な抽出条件は、エタノール50%溶液、物質と液体の比1:10、ph 1.0、80°cの水浴で30分間抽出することであった。

現在、黒米からアントシアニン物質を抽出する主な材料は、黒米、黒米の籾殻、黒米のわらなどだ。抽出溶媒は一般的にエタノール(ほとんどが50 -80%エタノール溶液)と少量の無機酸(塩酸、硫酸など)または有機酸(クエン酸、酢酸など)が選ばれる。アントシアニンは、細胞壁や細胞膜に包まれた植物細胞の液胞に存在する。色素収率を増加させるために、加熱、酵素(アミラーゼ、ペクチナーゼ、セルラーゼ、プロテアーゼなど)、超音波、機械破砕、マイクロ波、凍結およびパルス電場を使用して、細胞壁および細胞膜を破壊し、組織細胞の透過性を高め、抽出時間を短縮し、色素収率を高め、製品の品質を向上させます。これらの補助方法は、顔料の収率を向上させることができる塗布プロセス中に組み合わせて使用されることが多いが、補助技術の使用条件やエネルギー消費量などの課題については、さらなる研究が必要である。

3.2黒米からのアントシアニンの分離精製に関する研究

黒米からのアントシアニンの分離精製に使用できる主な技術は、マクロ多孔性樹脂分離技術、ジェルクロマトグラフィー、高速対向流クロマトグラフィー、膜技術などである。zhang mingweiらは[29]、全抗酸化能力を活動追跡指標として使用し、黒米ぬかの抗酸化抽出物から不純物を除去する際に脱脂のために石油エーテルまたはヘキサンを選択した。静的吸着特性と動的吸着特性を比較した結果、8種類のマクロポーラス吸着樹脂のうち、黒米ぬかに含まれる抗酸化活性物質の吸着能力が最も優れたものがnka-ii、脱orbentが70%エタノール溶液であった。nka-iiによる吸着分離後、黒米皮抗酸化エキスの総抗酸化能力は4.00倍、アントシアニン含有量は4.01倍に増加しました。張清[31]は、マクロ多孔質吸着樹脂で精製した後、黒米色素のアントシアニン含有量は23.7%に達し、色値は83で、純度は現在の国家基準をはるかに上回っていることを発見した。侯芳里ら[32]は、5種類のマクロ多孔質吸着樹脂の黒米皮アントシアニンへの吸着・浄化効果を比較した。その結果、マクロポーラス樹脂ab-8は、黒米皮アントシアニンの吸着脱着能力が高く、黒米皮アントシアニンの吸着精製に最適な樹脂であることがわかりました。最適なプロセスパラメータは、上部カラム液のph 2、サンプル質量濃度1.0 mg/ ml、吸着流量1.0 ml /min、脱ソルベントのエタノール70%、溶出量1.0 ml /minです。

現在、多孔性樹脂を使用した黒米色素の分離精製が主流となっている。溶剤法で抽出した黒米色素液には糖や有機酸などの不純物が多く含まれているため、品質が悪く安定性が低く、塗布が難しい。高純度で安定した品質の製品を得るためには、抽出技術や精製方法のさらなる改善が必要です。

4黒米アントシアニンの安定性試験

構造玄米アントシアニンの安定は、その浓度设定、纸・アントシアニン自体の質などの対外要因が光量、温度、pH、二酸化硫黄、多核co-colorants、酵素—ascorbic酸糖质は劣化製品を発売する際、金属イオンの合算金属イオン分子コンバージェンスの相乗効果で、isomerization、劣化。wang fengらは[2]、アントシアニンのアグリコンは、2-フェニルベンゾピランカチオン構造またはキサントン塩のポリヒドロキシおよびメトキシ誘導体であると考えている。電子が不足しているため反応性が高く、母核に複数のヒドロキシ基が結合しているため不安定である。アントシアニンの安定性の変化の具体的な現れは色の変化である。黒米のアントシアニンの退色と不均衡は、その用途に深刻な影響を与えます。

li lirongらは、黒米、黒豆、黒トウモロコシの種皮におけるアントシアニンの安定性に対する外的要因の影響と5つの殺菌プロセスを、比色法を用いて研究した[33]。避光、自然光、蛍光灯の条件下では、黒豆のアントシアニンが最も安定しており、黒米のアントシアニンがその次であり、黒トウモロコシのアントシアニンが最も安定していなかった。同じ温度条件では、黒米と黒大豆のアントシアニンの方が安定していたのに対し、黒トウモロコシのアントシアニンの方が安定していなかった。kong lingyaoら[13]は、色素構造の変化を研究し、付属顔料の補充、アシル化、特定の金属イオンとの錯体化、アントシアニンとのグリコシル化が黒米アントシアニンの安定性を向上させることを発見した。食品の色の保護は、主にアントシアニンの共色保護によって達成されます。これらの研究は、顔料の安定性を向上させ、食品加工への応用に大きな意義があります。

アントシアニンの安定性を向上させるためには、アントシアニン顔料を酸性環境に保ち、できるだけ光を避け、低温で保管し、適切な安定剤を添加することが主な方法である。色素の構造改変に関しては、補助着色剤の添加、アシル化、金属イオンの錯体化、アントシアニジン配糖体によるグリコシル化などを主な研究内容とし、黒米色素の安定性を向上させています。しかし、食品および製薬産業における黒米アントシアニンの安定性については、さらなる研究が必要である。

5展望

要するに、天然の食品着色料として、黒ライスアントシアニン顔料は、安全で、無毒で、無臭で、鮮やかな色で、資源が豊富で、一定の栄養的および薬理的効果を有します。食品、医薬品、化粧品など様々な分野での応用が期待されています。しかし、黒米のアントシアニン色素の工業生産はまだ初期段階にあります。

現在、異なる黒米の品種のアントシアニン成分の分析と比較に関する研究報告はほとんどありません;ほとんどの薬理学的な研究は動物実験の段階で、薬理効果が単一の成分によって引き起こされるのか、いくつかの成分の組み合わせによって引き起こされるのかはまだ明らかではない;高純度で安定した品質の製品を得るためには、黒米アントシアニンの抽出技術や精製方法のさらなる向上が必要である。

アントシアニンの薬理作用が単一の成分によるのか、複数の成分の組み合わせによるのかはまだ不明である。高純度で安定した品質の製品を得るためには、黒米のアントシアニンの抽出技術や精製方法のさらなる向上が求められる。は今後の研究の焦点明確にしタイプ、であるアントシアニンの分布とコンテンツ玄米品目別画面黒種籾(もみ)いい安定アントシアニンの含有量やて、明確薬学玄米アントシアニンの相乗効果で、新しい抽出と開発し、分離たちを浄化技術た方がいいによって穢れを祓い、色素の質の改善と难安定に対して黒米顔料アプリケーションの解决に挑む。

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