植物性食品の着色に関する研究

Food Coloring can improve のcolor of food and is an important part of food additives. Food Coloring is divided into two types: synthetic pigments and natural pigments. With the development of technology and people&#健康に関する39の増加懸念は、合成色素の多くの品種が深刻な慢性毒性および発がん性を有することが発見されている。国内外の研究で、天然色素は安全性が高く、色合いがやわらかく、自然の色を再現するだけでなく、一定の生理活性を持ち、機能性天然食品着色料とされ、食品安全に対する消費者の信頼を高めています。

現在、世界各国で天然食品の着色料の開発と使用が活発に行われており、合成着色料は徐々に天然着色料に置き換えられています。天然色素は、多くの種類の生物に広く見られます。それらの源によると、それらは鉱物顔料、植物食品着色料、動物顔料、微生物顔料などに分けることができます[1]。ほとんどの岩絵具は人体に有害で、食品の着色に使用することはできません。動物や微生物の色素はほとんど使われない。植物性食品の着色は、最も広く使用されているタイプであり、飲料、キャンディー、ペストリー、アルコールなどの食品や健康食品を着色するために非常に広く使用されています[2]。

葉緑素1

葉緑素は高等植物の葉、果実、藻類に広く含まれています。植物の葉緑体の重要な成分であり、葉の多い野菜や未熟な果実に緑色を与える。Natural chlorophyll is a fat-soluble pigment that turns a natural green color in solutiにand changes color in an acidic environment. The porphyrin ring of chlorophyll is not stable with magnesium ions, so magnesium can be replaced with copper or iron. Copper chlorophyll is stable to light and heat and can be used at any pH value, while iron chlorophyll is slightly brownish and has a deodorizing effect.

クロロフィルはDNAに結合しだけでなくmRNAやタンパク質を調べ規制表情に関するタンパク質分化の細胞内にアポトーシスを拡散、表現や活動の変化酵素細胞細胞膜の輸送力増強を下げるいくつか発ガン物质には抗酸化、フリーラジカルを作用があるとも効果によりanti-mutagenic anti-tumor効果[3]。さらに、クロロフィルおよびその誘導体であるポルフィリン環は、平面芳香族炭化水素発がん性物質などの多環型複合体と非共有結合により容易に結合し、不活性複合体を形成して攻撃性を失い、発がん性を低下させる[4]。米国のローレンス・リバモア国立研究所の研究者による最近の研究は、このような緑葉野菜中のクロロフィルなどの物質が効果的に発がん性物質アフラトキシンの毒性を低減し、体を減らすことができることを示しています&#アフラトキシンの39の吸収。

現在、天然のクロロフィルは、主に野菜饅頭、ギョーザ、ケーキなどの焼き菓子に使われている。新鮮な野菜を脱水野菜に加工する間、元の明るい色は高温と乾燥のために色あせます。例えば、インスタントラーメンの野菜のトッピングにはクロロフィルが必要で、クロロフィルの色が必要です。もちろん、葉緑素はアイスクリームなどの冷たい飲み物やリンゴジュース、キウイジュースなどの飲料にも使われています。

2 赤い色素

2.1   リコピン

リコピン(lycopene)は、トマトやスイカなどの果物に高濃度で含まれるカロテノイドである。脂溶性の色素であり、赤色を呈する。水のような強極性の有機溶媒には不溶だが、エーテル、アセトン、二硫化炭素のような弱い極性または非極性の有機溶媒には可溶である。欧州および日本において、黄色・赤色の食品着色溶剤として承認されています。

リコピン is a strong antioxidant that quenches singlet oxygen and scavenges free radicals, preventing oxidative damage to lipoproteins and DNAand thus preventing the occurrence of cancer. It also inhibits the formation of oxidized LDL cholesterol products and prevents the occurrence of coronary heart disease. It is a functional natural pigment with great development potential[5]. Scientific research has shown that lycopene accounts for about 50% of the carotenoids in human serum, and is most easily absorbed, metabolized and utilized によってthe human body. It protects phagocytes from their own oxidative damage, promotes the proliferation of T and B lymphocytes, stimulates the function of effector T cells, has the effect of delaying aging and reducing the incidence of disease. Lycopene also promotes the secretion of interleukin 2 (IL-2) and interleukin 4 (IL-4), enhances humoral immunity, and improves the immunity of the elderly [6].

現在、経済的に可能な抽出方法や加工方法の変化などの更なる研究・検討が必要なことに加え、トマトのリコピン含有量を増やすための育種研究が、従来型育種と遺伝子育種の2つの側面から進められています。リコペン遺伝子は大腸菌に移植されて発現することが報告されています。

2.2ビートレッド色素

ビーツと赤い色素赤いビートの着色化合物の総称です。赤ベタキサンチンと黄色ベタレインの2種類の化合物から構成される。ビートレッドは、アカザ科、myrtaceae、cactaceaeなどの様々な植物に広く見られます。アカテンサイ科で最もよく知られているのはアカテンサイ。ベタレインには、ケズネリア科ゲズネリウム属の葉、ポルトゥラカ属の花弁、サボテン科サボテン属の果実、果皮、果肉が豊富です。

Betalain is easily soluble in water and aqueous solvents, and is a water-soluble pigment. It is difficult to dissolve in acetic acid and propylene glycol, and is insoluble in organic solvents such as absolute ethanol, glycerin, acetone, chloroform, grease, and ether. The color of its solution changes with the pH value. When the pH is between 3.0 and 7.0, the color is red and relatively stable; it is most stable when the pH is between 4.0 and 5.0. When the pH is less than 4.0 or greater than 7.0, the color changes from red to purple. When the pH is greater than 10.0, the betacyanin in beet red pigment is converted to betaxanthin, and the color of the solution quickly turns yellow. This shows that betacyanin is relatively stable under acidic and neutral conditions. Since the pH of most foods is between 3.0 and 7.0, and the color of betacyanin does not change in this pH range, the color of foods containing betacyanin is generally not affected by pH.

2004年に、tesoriereらは、ベタインを含むウチワ梨の果実を食べた後、酸化ストレスによる脂質損傷が有意に減少し、身体を発見した'の抗酸化レベルを向上させることができる。単離された赤血球をベタイン溶液中で一定期間培養すると、酸化剤イソプロピルベンゼンヒドロペルオキシドによる溶血を著しく遅らせることができる。lu xiaolingらは、ビートレッド色素の主要成分の抗酸化能力を研究し、最終的にビートレッド色素の主な抗酸化部分が赤い部分、すなわちベタレインであることを突き止めた[8]。さらに、beetroot red色素には、肝疾患(慢性肝炎、肝硬変、毒性肝炎、代謝性肝疾患、および胆道疾患による肝機能障害など)に一定の治療効果を持つベタインが含まれています[9]。

現在、ベタレインは、様々な飲料、フルーツ風味粉末、フルーツジュース飲料、ソフトドリンク、キャンディー、ペストリー、アイスクリームサンドイッチ、缶詰食品、濃縮フルーツジュース、アイスクリーム、ゼリー、ソーセージ製品の着色に広く使用されています。見た目の美しさだけでなく、栄養価も向上します。

2.3 Capsanthin

パプリカ色素はカロテノイドの一種であり、より極性の高い赤色成分は主にパプリカレッドとパプリカレッドオレンジである。純粋なパプリカレッドは、スパイシーな香りの濃い赤色の結晶で、非スパイシーで、ほとんどの不揮発性油に可溶で、水にはほとんど溶けず、エタノールに部分的に溶け、グリセリンには不溶である。アルカリ溶液に非常に溶け、酸および塩基、および酸化に対して耐性があります。パプリカレッドはphの影響を受けない強い発色力を持つ明るい赤色で、ph 3 ~ 12で使用すると色相が変化しません。

capsicum redのcapsanthinは、現在人気のある抗酸化物質です。いろいろな抗酸化物質にもある程度の抗がん効果があるという研究結果が出ています。さらに、トウガラシレッドのベータカロチンは、特に有害なタイプの低密度リポタンパク質の形成を防ぐことができます。そのため、東南アジアやインドなどの辛い民族の多くは、欧米諸国に比べてがんになるリスクが低い。パプリカレッドはパプリカに由来し、スパイスの一種です。インドの研究者は、放射線予防における様々なスパイスの有効性を比較し、パプリカレッドが最も重要な保護効果を持つことを発見した[10]。

パプリカレッドは、国家規格gb-2706-86に準拠して使用できる食品用の赤色着色料です。油性食品、ソース、加工水産物、野菜製品、ゼリー、アイスクリーム、クリーム、マーガリン、チーズ、サラダ、ソース、米製品などの加工に使用することができます。これらの用途では、パプリカ赤い色素は、人体に有害な副作用を及ぼさないだけでなく、体内のカロテノイド様化合物を増加させ、それは一定の栄養価を持っています。張教授らは、パプリカの赤色色素が、模倣食品に使用された場合、安定性、耐光性、耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性などに優れており、模倣食品加工時の色あせ問題を効果的に解決し、食品の保存寿命を延ばすことができることを明らかにした。食用としては理想的な天然色素である。

2.4ソルガム赤色顔料

ソルガムの赤い色素は、ソルガムの殻、ソルガムの種子コート、茎に見られます。ソルガムレッドは、主にアントシアニン化合物からなり、フラボノイド構造をしています。ソルガムレッドはレンガ色の非晶質粉末、ペーストまたは塊で、わずかに特徴的な臭いがする。水、エタノール、メタノール、塩の溶液には溶解するが、油、エーテル、n-エタン、トリクロロメタン、酢酸エチルなどの非極性溶液には不溶である。ソルガムの赤色はphが4 - 12で、phの変化に伴って色相が変化する。溶液のphが4未満の場合、顔料は溶液から沈殿するため、phが4未満の酸性液体食品の着色には適していません。phが12を超えると、色相が赤から茶色に変化します。phが7-8[11]のとき、透明度が高く、色も明るい。

ソルガム・レッド色素は、抗酸化作用の強い典型的なフラボノイド化合物です。朱Yaohuaらなどによる研究でわかった。によると、高粱紅色素は、良いの間ゴミの中から効果を1、フリーラジカル1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH -)※できるじゃん!超酸化物イオン(O2 -)急進派ヒドロキシ急進派(私)になり、ある一定の抑止効果で脂质代Fe2 + peroxidationを誘導に対する著明な抑制効果などβ-carotene /リノール酸autoxidationシステム。ソルガム赤色顔料は、優れた抗酸化能力を有することがわかります[12]。また、ソルガムレッドの主成分はフラボノイドガラクトシドで、抗炎症作用と解熱作用があり、血糖値と血圧を下げます。

ソルガムの赤色顔料は、タンパク質のための良好な着色特性を有し、色は現実的な外観を与え、肉の自然な色に近いです。ハムやソーセージなどの製品に理想的な着色効果を得ることができます。ソーセージ用の他の着色顔料と比較して、ソルガム赤顔料は、優れた耐光性を有し、製品の保存寿命を延ばすことができます。また、ソルガム・レッド顔料の水溶液は、フルーツキャンディー、ペストリー、ゼリー、および植物性タンパク質の着色剤でもあります。

3黄色

クチナシの花3.1て黄色

Gardenia yellow is a natural water-soluble yellow pigment extracted from the gardenia fruit in traditional Chinese medicine. It is a mixed pigment, the main components of which are carotenoids such as crocin and crotonic acid. Gardenia yellow is easily soluble in polar solvents such as water and ethanol, but hardly soluble in non-polar solvents such as benzene and gasoline. The pigment has strong thermal stability and is stable below 80°C. The pH has a significant effect on the pigment'の最大吸収波長と安定性。ph 5.02を超えると、最大吸収波長が大きく変化する。初期吸収ピークは酸性条件下ではアルカリ条件下よりも高くなりますが、残留率は酸性条件下よりもはるかに高くなります。ショ糖、デンプン、塩化ナトリウム、一般的な防腐剤、低温は顔料の安定性を促進する。この色素はあまり光が速くなく、平均的な酸化還元抵抗性を持ち、na2so3に対してはあまり耐性がない。cu2 +、zn2 +、sn2 +、ca2 +、al3 +は顔料にほとんど影響を与えないが、fe3 +は顔料に破壊的な影響を与える[13]。

クチgardenia yellowは黄色ブドウ球菌、髄膜炎菌、淋菌、カタラリスstreptococcus catarrhalisを抑制し、抗菌、抗ウイルス作用がある。また、軟部組織の損傷に対する抗炎症作用があり、炎症や痛みを緩和します。クチナシの黄色い色素はクチナシから抽出されたもので、衛生部が公布した最初の二重目的食品医薬品資源の一つである。これは、長い間、伝統的な中国医学で使用されており、黄疸肝炎の治療のための最初の選択肢である。最近の研究では、クチナシの黄色の色素は、肝臓を保護する効果もあることがわかりました[14]。

クチナシの黄色は、食品加工や飲料製造業で広く使用されています。鮮やかな色と耐熱性のため、米国、英国、カナダなどで食品着色剤として使われている。また、日本では卵巻き、ビスケット、小麦粉製品、キャンディー、保存フルーツ、ゼリーなどの食品に広く使用されています。中国は世界です&#日本に輸出された製品の大半を持つ39;のガーデニアイエローの主要な輸出国。クチナシは現在、黄色の食品着色料として使用され、飲料、ワイン、ペストリー、アイスキャンディー、アイスクリーム、砂糖漬けの果物、パフ食品、ゼリー、キャンディーなどの調製に使用することができます。

3.2トウモロコシ黄色

Zeinの混合のカロテノイドβ-carotene、zeaxanthin, cryptoxanthin and lutein. It is extracted from corn gluten meal, a by-product of wet-milled corn starch. Zein is a fat-soluble pigment that is insoluble in cold water but slightly soluble in hot water. It is easily oxidized by light and is unstable in the presence of ions such as Al3+ and Fe3+. However, it is stable in the presence of heat, acids, alkalis, reducing agents, food additives and ions such as Fe2+, Zn2+, Na+ and K+ [15].

ゼインには強い抗酸化作用があり、食品中の脂質やビタミンの酸化を防ぐことができます。また、その主成分であるゼアキサンチンとルテインは、体内のフリーラジカルを効果的に除去し、大動脈内皮細胞の表面の接着分子を減少させ、アテローム性動脈硬化の発生を防ぐ上で重要な役割を果たします。ゼインはカロテノイドのグループに属します。疫学研究によると、カロテノイドを豊富に含む食品を摂取すると健康が改善され、がん、心血管疾患、眼疾患、白内障などのリスクが低下することが示されています[16]。

wang weiら[17]マーガリン、硬い飴、柔らかい飴にゼキサンチンを添加。その結果、マーガリンは天然の黄色に、硬いキャンディーは安定した黄色に、柔らかいキャンディーは着色後の自然で現実的な色に変化し、合成顔料の使用を置き換えることができます。さらに、ゼアキサンチンは果物、野菜、花に広く含まれている。米国ニューオーリンズ食品研究所は現在、ケミン社と共同でゼキサンチンの栄養成分を配合した目の健康飲料を発売している。

3.3ウコン色の黄色顔料

ウコン黄色い色素クルクミンは、中国のハーブウコンから抽出された天然色素です。クルクミンの主成分は、クルクミン、デメトキシクルクミン、および自然界では非常にまれな色のジケトンであるビスデメトキシクルクミンである。

クルクミンの結晶は、特別な芳香臭を持つオレンジ-黄色の粉末です。親油性であります,メタノールに容易に溶解します,エタノール,アルカリおよび氷河酢酸,水に溶けます,ベンゼンおよびエーテル,しかし、水溶液中で不安定。酸性と中性の溶液では黄色、phとgtのアルカリ溶液では赤色に見えます;9. ターメリックイエローの安定性には、a1 3+、fe3 +、cu2 +などの金属イオンや強い光、高温が影響するが、スクロース、デンプン、na +、c1、zn2 +などのイオンはほとんど影響しない[18]。

ウコンの黄色の色素は、変異原の代謝を変更し、間接的に変異原の代謝を阻害することにより、抗utagenic効果があります;それは、フリーラジカルを除去し、癌細胞の発現を阻害し、発癌物質の活性化による抗腫瘍効果があります;それは空気中の脂質の酸化を抑制し、fe2 +とcu2 +の酸化を抑制し、亜硝酸によるヘモグロビンの酸化を抑制し、dnaの酸化損傷を防ぐために、抗酸化作用があります;細胞内の低密度リポタンパク質(ldl)の酸化を抑制し、それによって血液脂質を低下させ、アテローム性動脈硬化を予防することができる[19]。liang jinliらは、クルクミンが調理された羊肉、パン、豆腐、グレープジュースに一定の保存効果があることを示した[20]。

クルクミンは、明るい色、強い着色力、分散性、熱安定性に優れ、プリン類、クリーム類、食肉類、大豆類、漬物類などに最適な着色剤です。ウコンエキスには一定の防腐効果があるため、着色剤と防腐剤の両方として果物や野菜飲料に使用できます。

4黒彩色

黒の着色は、同様の特性を持つ物質の大きなクラスです。動物、植物、微生物に広く見られる不均一なポリフェノールポリマーです。ほとんどの植物メラニンの主成分はアントシアニンです。アントシアニンは水溶性の顔料であり、水、エタノール、アセトンなどの極性溶媒には容易に溶解するが、n-ヘキサン、グリセロール、ピーナッツ油などの非極性溶媒には容易に溶解しない。酸性環境では安定であるが、中性やアルカリ性の環境では安定ではない[21]。メラニンは通常茶色または黒色であるが、他の色も観察することができる。

黒色色素は、人間の体の重要な活性物質であり、成長と発達と健康に密接に関連しています。その薬理作用は主に次のようなものがあります:アドレナリンの活働を長くして、それによって血管の正常な浸透圧を維持して、血管を柔らかくして、出血時間を短縮します;抗菌と抗がんの効果、低濃度の細菌を抑制し、細菌を殺し、高濃度のがん細胞の成長を抑制します;antispasmodic効果。メラニンはまた、ヒドロキシルラジカル(- oh)、活性酸素、および除去されたジフェニルピクリルヒドラジルラジカル(dpph-)を効果的に除去することができます[22]。さらに、メラニンは、放射線による損傷から生物を保護する唯一の天然の内因性生体高分子である。

現在、黒着色は、市販されている黒焼き菓子、黒米麺、黒パン、黒豆乳などの一般的な食品に添加されるだけでなく、口腔液、栄養健康錠剤、多次元カプセルなどの健康維持機能食品にも使用されています。医学と食品の相同性を促す漢方医学の理論に基づいて、机能、栄養、健康を兼ね備えた新しい黒制品の開発と研究に力を入れている。

5展望

Plant-based natural pigments are generally secondary metabolites of plants, and their content is very low and their stability is poor. In particular, the stability of natural pigments during processing is related to the quality of the food. Therefore, it is important to choose the right natural pigments, develop new varieties with high stability, explore new sources of natural pigments, improve the production process of existing natural pigments, expand the scope of application of natural pigments, and reduce the production cost of natural pigments. This will give natural pigments a broader development prospect and has become a very urgent issue for the additives industry and researchers.

さらに、天然顔料は天然物から来ており、合成顔料にはない問題があります。天然顔料の組成は複雑であり、その成分は完全に分離、精製、同定されていない。天然顔料の主要成分の構造、特性、機能性、安全性をどのように解明するかも、今日の天然顔料の大きな課題です。

参照

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