天然のアントシアニジンの安定性に関する研究

食品はすべて、特定の色の特性を持っており、色の品質が直接消費者に影響を与えます'食品の受容性と品質の評価。食品加工業界で使用される着色料は、合成色素と天然色素の2種類があります。合成着色料の安定性も高いで、より强く彩色があり電力安価なしかし、研究が一定の進展の多くがその合成着色料はかつてに認められ多かれ少なかれ弊害人体に市場では自然颜料[1]を増やしている。アントシアニン広く使用されている天然色素の一種です。ポリフェノール化合物の一種である。自然界のほとんどの花や果物、野菜は、アントシアニンが豊富に含まれているため、明るい色をしています[2]。アントシアニンは明るい色をしているだけでなく、抗酸化作用も強い。それらは優れた天然の抗酸化物質およびフリーラジカルのスカベンジャーであり[3]、冠状動脈性心疾患、がん、および脳血管疾患の発生を減少させることができる[4]。

しかし、アントシアニンは活性が高いため、温度、ph、酸素、アスコルビン酸、金属粒子などの要因がすべてアントシアニンの安定性に影響を与えます[2]。アントシアニンは、外部の影響を受けて茶色または無色の分解生成物に分解され[4]、その色と透明度に影響を与えるため、アントシアニン顔料の使用に一定の制限があります。したがって、どのようにしてアントシアニンの安定性を向上させるかが、現在のアントシアニン顔料の促進と使用の鍵となります[5]。

1アントシアニンの安定性に影響を与える要因

1.1アントシアニンに対するphの影響

phはアントシアニンの構造や組成を変化させ、それによって色を変化させる。研究によると、単純な糖アントシアニンは、ph <に2-フェニルベンゾピランカチオン(ah +)として、ph4 ~ 5にキノン型擬塩基(b)またはカルコン(c)として存在する。この時、それらは無色で、ph >でアルコール型aの形をしている6[6]。このような構造変化こそが、アントシアニンをph値の異なる異なる色に見せる原因となっています。電話では、2、明るい明るい赤に見える。中性のphでは紫色ですアルカリ性phでは青く見えますph >11では、ダークグリーンに見えることがあります[7]。

yangらは、ph 2 ~ 7でローズアントシアニンの吸収度があまり変化しないことを発見した。phが小さいほど、色が明るくなります。ph7を超えると吸収度が大きく変化し、色も変化します[8]。Ayeg-ul Kらでは暖房アントシアニン植物色素アントシアニンの安定を学んソリューションの水後の暖房も見つかった博士異なる風呂は70°C 8 h分、下pHでに対して、色素サンプルの半減期て4.0を大きく上回って色素サンプルのpHを作ってます- 5.0上ていた[4]。これは、アントシアニンが酸性条件下で比較的安定であり、一般的に酸性食品の添加剤として適していることを示しています。

1.2アントシアニンに対する光の影響

光(特に紫外線)は天然色素の分解や酸化を引き起こし、色素の色を失うことがある。天然顔料は一般的に低温または乾燥状態でより安定です。加熱または高温は変色反応を加速させる可能性があり、特に沸点まで加熱すると酸化および退色しやすくなります[5]。曹らは、桑色素の水溶液を6時間直射日光に当ててみたところ、色素が30%低下することを発見した。室内に2か月放置した場合、吸光度は0.03%低下した[9]。zhuたちは、ローズヒップ色素に異なる単色光を照射し、色素含有量の変化の傾向を調べた。その結果、青色光では色素が最も早く破壊され、赤色光では最も遅く破壊されることが分かった。同じ光強度の下で、各単色光による色素の破壊速度は、最大から順に、青、白、緑、紫、黄、オレンジ、赤の順であった[10]。

1.3アントシアニン色素に対する熱の影響

加熱するとアントシアニン色素の分解が促進され、明るい色が失われる。多くの研究で、アントシアニンの分解速度が増加し、半減期が減少することが示されている。cuipeppe、garzon k、aysegul k[4、11, 12]などの研究者らは、アントシアニンの熱分解が第一の熱力学式に従い、加熱温度と時間の上昇とともにアントシアニンの分解が加速することを発見した。ローズアントシアニン溶液を2時間加熱すると、60°cを超えると色素の吸収率が大きく変化した[8]。

ニンジンのアントシアニン溶液の半減期は70°cで16.7時間であるが、80°cでは10.1時間、90°cでは5.0時間に減少する。低温はアントシアニンの分解を防ぐのに役立つ。  ニンジンのアントシアニン溶液の37℃での半減期は4.1週であるが、20℃では18.7週である。4°cで保存した場合、その半減期は71.8週間であり、アントシアニンは1年以内に36%以下に分解する[4]。

1.4金属イオンの効果

Natural pigments generally do not react with common main group metal ions such as K+, Ca2+, and Na+. Only some metal ions with a slightly higher molecular weight, a high valence state, and metal activity, such as A13+, Zn2+, Cu2+, and Fe3+, react with the pigments, affecting the stability of the pigments and causing the pigments to fade or precipitate [5]. Yang et al. found that N, K+, A3l+, Ba2+, Cd2+, Ca2+, Zn2+, Cu2+, Mg2+, and Pb2+ ions have no adverse effect on the stability of the pigment, while Fe3+ causes the pigment solution to darken and Sn4+ and B3i+ cause the pigment to precipitate [8]. Peng et al. found that Fe3+ and Sn2+ had a significant effect on the absorbance of the pigment, while salt and sucrose had little effect on the pigment [13]. Du et al. found that Fe3+, Zn2+, and Cu2+ ions had a certain effect on the stability of the pigment. As the storage time increased, the absorbance value decreased, with Zn2+ having the greatest effect. Ca2+ ions have a certain protective effect on color [14].

1.5他の添加物の効果

chenらは、アスコルビン酸がアントシアニンの色安定性を著しく低下させ、顔料溶液の退色を加速させ、アスコルビン酸の濃度が高いほどアントシアニンの安定性が低下することを発見した。アスコルビン酸は、アントシアニンが豊富な果物や野菜の処理において、色を保護したり、アスコルビン酸の含有量を高めるために使用すべきではないと分析されている[15]。yangらは、桑のアントシアニンの水溶液にショ糖とビタミンcを別々に添加したが、ショ糖濃度が0 ~ 7 mg/ mlの場合、色素の吸収度は影響を受けなかった。ビタミンcの含有量が0 ~ 4 mg/ mlのとき、その存在によって色素の最大吸収度がある程度上昇し、含有量が高いほど吸収度が高くなります[8]。

liらは、ザクロ果汁中のアントシアニンの安定性を調べたが、3つの甘味料であるスクロース、タンパク質糖、アスパルテームはその安定性に影響を与えなかった。ビタミンcを添加すると、ザクロ果汁のアントシアニンの吸収度が低下し、ビタミンcの濃度が高くなると色素の吸収度が低下し、色が明るくなる。アスコルビン酸は果汁中のアントシアニンを分解し、ザクロ果汁の色を褪色させると結論付けられた[16]。xuらは、食品によく使われるブドウ糖、ショ糖、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸カリウムが、桑の実のアントシアニンに有意な悪影響を及ぼさないことを発見した。ビタミンcは桑のアントシアニンに二重作用を示し、h2o2とnso3は深刻な有害作用を示した[17]。同時に、酸素の存在はアントシアニンの安定性にも悪影響を及ぼします。

まとめると、天然のアントシアニンは比較的不安定で、貯蔵や食品加工の際に様々な要因により退色、変色、沈殿しやすい。顔料の安定性は、顔料の構造の違いにより、異なるph条件で変化します。加熱や金属イオンの存在はアントシアニンの保存には役立たない。ビタミンcはアントシアニンに二重の効果がある。少量であれば、アントシアニンを安定化させる効果がある。アントシアニンのこれらの特性こそが、食品への使用を制限しているのです。食品中でのアントシアニンの使用を高めるためには、食品の加工や流通の際に色素の安定性を高め、天然色素の変色を防ぐ必要があります。

2防護措置を講じ、

2.1天然顔料の保存環境を変更します

研究によると、アントシアニンは低温や暗闇でより安定である。そのため、アントシアニンは低温・暗中で保存・加工・輸送される必要があります。アントシアニンはいくつかの金属イオンに敏感であるため、アントシアニンの抽出、貯蔵、処理中は金属容器をできるだけ避けなければならない。edtaなどのいくつかの金属キレート剤は、金属イオンをブロックし、金属イオンの影響を排除し、天然顔料の安定性を向上させるために添加することができます。酸素によるアントシアニンの酸化を防ぐために、アントシアニン色素を添加した製品は密封され、酸素の侵入を防ぎます。このようなアントシアニンの保存条件や、アントシアニン自体の明るい色や優れた生理機能を考えると、アントシアニン色素はヨーグルト、アイスクリーム、果汁飲料、果実酢などへの応用が非常に有望であると考えています。

2.2天然顔料の精製と精製

天然顔料製品には、一般的にさまざまな不純物が含まれています。これらの不純物の存在が顔料の安定性に悪影響を与えるかどうかについては明確な結論はありません。しかし、不純物の存在は顔料の色強度と色価に影響を与える可能性があります。また、未精製の顔料は粉末化しにくく、水分を吸収しやすいため、水分を吸収しやすくなります。色素の精製と精製の主な方法は、酵素法、イオン交換法、膜分離法、および総合的な技術的方法です。その中でも、近年最も一般的に使用されている色素精製法の一つが、マクロ多孔性樹脂による吸着法です。

pengらは、マクロ多孔性樹脂の吸着分離を用いて桑の赤色色素を精製し、5つの樹脂の桑の赤色色素への吸着を比較した。その結果、吸着剤としてab-8樹脂を使用することが最も有効であることがわかりました。従来の方法に比べて、製品の色値が高く、最大38.50に達します。対照的に、未精製顔料の色値はわずか5.35から5.65です。同時にab-8樹脂は非常に安定しています。18回使用しても、吸着率はわずか2.3%しか低下しない[18]。liuらは、マクロ多孔質吸着樹脂d101aによる桑のアントシアニンの吸着と分離を調べた。その結果、この樹脂は桑のアントシアニンの吸着能力が良く、精製した桑のアントシアニンの色値が大幅に向上し、粉末化しやすく、水分を吸収しにくいことがわかった[19]。   また、d3520、d4020、x-5、nka-9、ab-8の5種類の樹脂についても吸着率を調べたところ、x-5が最も吸着率が高かった[20]。

2.3補助顔料の添加

Recent studies have found that when anthocyanin molecules bind to certain compounds, it can change the stability of anthocyanin [21, 22]. These compounds that can bind to anthocyanin molecules are usually colorless, but when they are added to the pigment solution and bind to anthocyanin molecules, it will change the color of the solution to some extent. These compounds include substances such as some amino acids, organic acids, nucleotides, flavonoids, polyphenols or anthocyanins themselves. They are generally referred to as copigments. Copigments are rich in electron cloud systems and can form molecular complexes with anthocyanins through hydrophobic and hydrogen bonding,   したがって、ある程度、水分子による色素分子の水和と求核攻撃を排除し、それによってアントシアニンの安定性を高めます[22]。化合物がアントシアニン分子に結合すると、通常、色素の最大吸収波長が赤方偏移し、最大吸収度が増加する。この化学反応は、ph1からph7の条件下で存在する[23]。

アンナらはルチンなどの物質を選択しましたastragaloside, クロロゲン酸また、中国の薬草であるscutellaria baicalensis georgiの根に由来するタンニン酸とポリフェノールを共色素として、アントシアニンの安定性を調べた。実験では、混合した顔料溶液を加熱し、紫外線にさらした。その結果、scutellaria baicalensis georgiポリフェノールが顔料の安定性向上に最大の効果を発揮し、共色素効果はph約3.5で最も強いことが判明した[6]。プラメンらは、イチゴ飲料にバラの花びらから抽出したポリフェノールを添加した。標準顔料溶液(psa)、飲料、飲料および補助顔料(rpp)、顔料溶液(psa)および補助顔料(rpp)の加熱条件下での安定性を調査した。その結果、アントシアニンの熱分解は、補助顔料を添加した後の最初の熱力学式とまだ一致していることを示した。  この結果は、他の研究者と一致している[24、25]。85°cでのpsaの半減期は131分ですが、同じ条件でのpsa + rppサンプルの半減期は173分と約0.3倍になります。ビバレッジ+ rpの安定性はpsa + rppよりも高い。これは、イチゴ飲料自体が飲料の安定性に一定の効果を持ついくつかのポリフェノールが含まれていることが分析され' s颜料[26]ん。

一部の研究者は、ポリフェノールアントシアニンの反応は分子認識の複雑な反応であると指摘している。ポリフェノールの分子配置は変形することができ、分子量は大きく、p-クマロイル基を持つものは通常アントシアニンと強い結合能を持つ。ゼラチンを添加するとすぐに二次反応が消え、ポリフェノールがタンパク質の結合に関与していることがわかります。塩が系内に存在する場合、ポリフェノール-アントシアニン複合反応を促進することができる。ワインの鮮やかな赤色は、カテキン、凝縮タンニン、その他様々なフラボノイドの存在によるものです[27]。ポリフェノールとアントシアニンの反応モードでは、水素結合と疎水結合の複合作用によって両者の組み合わせが達成される[27]。

2.4概要

このように、アントシアニンの安定性を決める主な要因は、アントシアニンの構造です。安定性を変えるには、貯蔵温度を変えて、光から保護された気密容器に保管する方法と、酸素や金属イオンなど安定性に影響を与える物質を除去する方法の2つがあります。2つ目は、アントシアニンと同様に非常に強い生理機能を持つフラボノイドやポリフェノールを組み合わせて構造を変えることです。

の安定性を向上させるために自然食品色アントシアニンの安定性を向上させ、急速に発展する食品産業のニーズに応えるためには、特に顔料の分子構造の面でさらなる研究が必要です。

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