天然食品着色料の性格と種類

天然食品着色料は、天然原料(主に植物原料)を抽出・精製して得られる製品です。食品を着色するために使用される天然食品添加物です。食品着色料は、原料や性質によって天然顔料と合成顔料に分けることができます。中国で食品産業用として承認された色素は、植物色素48個を含めて65個。現在、天然色素は毎年中国で生産される食品着色料の90%を占めます;このうち20%は植物から抽出され微生物発酵によって抽出された天然色素で、残りはカラメル色素です。海外では、欧米などの先進国を中心に、食品加工産業向けに多くの天然色素が開発されています[1]。天然食品着色料は、将来の開発の主流となっています。近年、社会と経済の発展と食事基準の向上に伴い、食品飲料業界は食品着色料に対する要求がますます高くなっています。したがって、食品着色の安定性と加工性はますます重要になっています。また、食品加工業界のニーズに応えるため、新技術や新プロセスの開発・活用による新着色剤の開発も進めています。

1天然食品着色料の特徴

最も natural colors come from edible plant and animal tissues. Compared with synthetic colors, natural colors have the characteristics of low side effects and high safety. Some natural colors also have health and nutritional benefits. Because natural colors can retain the color of the natural product and some can add a pleasant aroma to the food, they are more popular with consumers.

植物の色素は、色を加えることができ、自然の色に似ている、自然の美しさです。しかし、植物色素は植物中に微量に存在し、分離・精製することが困難です。多くの場合、天然色素の生産コストは合成色素よりはるかに高く、植物の種類、産地、生育時期に大きく影響されます。植物色素には多くの種類があり、その性質は複雑です。いくつかの顔料は、共存している物質の存在下で独特のまたは不快な臭いを生成することがあります。ほとんどの植物色素は合成顔料と比較して、比較的着色力が弱く、均一に染色することが容易ではなく、合成顔料ほど明るく鮮やかではありません。また、光、熱、酸素、金属イオン、ph値の変化に敏感であり、安定性が劣る。使用中には、製品の貯蔵寿命を改善するために、顔料安定剤と抗酸化剤を添加する必要があります。植物色素としては、その物理的・化学的性質により、高い特異性を持ち、用途が狭い。そのため、天然顔料の研究開発においては、顔料の用途の広さが大きな関心事となっています。

2. 天然食品の着色を生成する方法

主な生産方法自然着色料バイオテクノロジーを用いた直接抽出合成生産です現在、天然顔料の製造には主に直接抽出法が用いられています。現在のところ、化学組成が安定で分子構造が比較的単純なカロチンなどの個々の色素に限られています。天然顔料の多くは、複雑な分子構造と不安定な物理化学的性質のため、化学合成が困難です。そのため、鉱物、微生物、特に動物や植物の中に新しい天然色素資源を見つけるために、人々は懸命に働いています。

近年、バイオテクノロジーの発展に伴い、天然顔料の生産には全く新しい分野が開かれています。現在、遺伝子組換え植物細胞培養と植物組織培養技術を使用して食品色素を生産することは大きな可能性を示しています[2、3]。天然色素は一般に植物や微生物の二次代謝物であり、植物や微生物の含有量は通常非常に低い。色素などの二次代謝物を増やすために、植物や微生物の代謝経路を人為的に改変するトランスジェニックプラントやトランスジェニック高効率細菌を遺伝子工学を用いて作製することは、バイオテクノロジーを用いた天然色素の生産を増やす新しい方法です。カロテノイドや赤酵母色素など多くの天然色素は、遺伝子組換え微生物の発酵によって大量生産できるようになりました。

天然食品着色料は、主に溶剤抽出によって抽出されます。溶剤抽出とは、原料の前処理、粉砕、浸出、ろ過、濃縮、乾燥などのステップを含むプロセスです。使用される溶媒は、顔料の物理的および化学的性質および顔料の供給源に依存する。天然顔料の抽出に一般的に使用される溶剤には、アセトン、エタノール、アルカン、ベンゼンなどの有機溶剤、酸、アルカリ溶液、油脂、二酸化炭素、水などがあります。近年、新たな超臨界流体抽出技術が開発され、顔料抽出に応用され、目覚ましい成果を上げています。

天然食品着色料3種類

天然食品の着色料は原料の出所によって植物の色素、動物の色素、微生物の色素、鉱物の色素に分けます;化学構造によって、アントシアニン、カロテノイド、クロロフィル、ヘモグロビンに分けられる;顔料の色合いの違いにより、赤紫系、黄オレンジ系、青緑系に分けることができます。この記事では、顔料の化学組成と主な特性に焦点を当てます。

3.1植物アントシアニン

アントシアニン(anthocyanins)は、アントシアニジンとしても知られ、植物細胞中の糖配糖体、すなわち糖エステルの形で存在する。植物の茎、葉、花など、植物の異なる組織や器官に含まれるアントシアニンは、異なる色を与えます。植物のアントシアニンの欠点は、その色が酸性環境の変化や光や熱条件の変化に敏感であることです。利点は、水溶性であり、わずかな酸性条件下での光および熱条件の変化に対して比較的安定であることです。例えば、アントシアニン溶液にクエン酸を一定量加えると、安定性を高めることができます。自然は植物資源が豊富で、アントシアニンを抽出するための豊富な原料を提供しています。具体的には、植物色素の抽出は、主にトウモロコシ色素、赤米色素、黒豆殻色素、カロチン、ブドウ皮膚色素、バラ色素、柑橘類色素などの安価で低コストの農業副産物の総合的な利用である[4、5]。果物の色素エキスはフルーティーな香りがするだけでなく、一定の栄養素を含んでいる。一般的に飲料の香料添加剤や、キャンディーやフルーツワインの着色剤として使用されています。

葉緑素3.2工場

クロロフィルは植物の葉緑体の重要な成分である。緑の植物や藻類に広く見られ、高等植物や緑藻類に緑色を与えます。臨床では、クロロフィルは細胞を活性化し、血液の生産を促進し、血液を補充し、感染症と戦う効果があります。近年では、がん細胞の増殖を抑制することも発見されています。クロロフィルは、クロロフィルaとクロロフィルbに分かれているポルフィリン化合物で、水には不溶ですが、アルコール、アセトン、石油エーテルなどの有機溶媒には可溶です。

Chlorophyll is stable under alkaline conditions, but under acidic conditions its Mg2+ is easily replaced by hydrogen ions, thus losing its green color [6, 7]. Therefore, to keep fresh green vegetables green, they can be frozen or freeze-dried, or blanched in 60-75 °C hot water, which can delay or reduce the oxidation and discoloration caused by high temperatures. Since chlorophyll is easily broken down by light, it is made into copper or sodium chlorophyllin in most cases to maintain its stability. Among food additives, the blue-green pigment series belongs to this type of product; other similar products include algin blue and gardenia blue. Copper chlorophyllin sodium salt is soluble in water, ethanol and fat, but it is unstable to light, heat and acids and is also expensive. However, it is difficult to replace it with other natural pigments because of its bright colour.

3.3植物カロチノイド色素

カロテノイド(carotenoids)は、植物に広く見られる着色物質の一種である。現在、カロテノイドには600種類以上の種類があります。異なるカロテノイドは、異なる分子構造を有する。一般的に、カロテノイドはイソプレンポリマーであり、化学的には8つのイソプレン鎖を持つ炭素骨格から構成され、共役二重結合を含む。植物の葉緑体に見られるカロテノイドは、カロチンとルテインという2つの色素を含む。前者は橙色、後者は黄色である。カロチンのには三大異性体:α、β、γ。カロテノイドは脂肪には可溶だが、水には可溶ではない。物理化学的には比較的安定であり、酸、塩基、高温に対して弱い反応しかしない。しかし、光、酸化剤、酵素によって容易に分解される。カロテノイドは、緑色の野菜、黄色の果物、野菜、パーム油に豊富に含まれています。

カロチノイド色素うちに変換可能retinolさんは-クリプトキサンチンと呼ばれる、生物学的な不安はうちで最高β-carotene。トマト、スイカ、グアバに含まれるリコピンもカロテノイドであるが、ビタミンaに変換することはできない。カロテノイドは強い抗酸化作用があるため、veの100倍の効果があるため、食品業界では食品抗酸化物質としてよく使用されている。カロテノイドは、低密度リポタンパク質の酸化を効果的に防ぐことができ、紫外線の損傷から皮膚を保護し、癌細胞の成長と拡散を抑制し、前立腺癌の発生と悪化を防ぐことができます。カロテノイドを多く摂取すると、網膜黄斑変性や加齢性前立腺疾患を減少させることもあります[8~10]。

In addition to carotene and lutein, carotenoids also include capsanthin and gardenia yellow. Capsanthin is a fat-soluble pigment extracted from chili peppers that is reddish-orange in color. The pigments contained in chili peppers, in addition to capsanthin, also include capsaric acid, which is collectively referred to as capsanthin in a broad sense. Capsanthin has the advantages of being heat-, acid- and light-resistant, and is suitable for coloring foods such as pastries, margarine, canned goods, beverages and dairy products. Since chili peppers are themselves spices with a strong spicy flavor, the chili peppers need to be de-spiced during the extraction of capsanthin. Gardenia yellow pigment is a pigment extracted from the fruit of the gardenia jasminoides plant in the rubiaceae family. It is easily soluble in water, insoluble in oil, has little effect on hue depending on pH, is thermally stable, slightly less light stable, and quite stable to metal ions. It is hardly affected by aluminium, calcium, lead, copper, tin, etc., but turns black when exposed to iron. Gardenia yellow pigment is suitable for use in pastries, cold drinks, sweets, dairy products, etc. According to incomplete statistics, there are nearly 20 factories in Japan producing gardenia yellow pigment, and most of the raw materials are imported from China. China is rich in gardenia resources, and it grows in large quantities in provinces south of the Yangtze River, so it is worth developing.

3.4フラボノイド

フラボノイドは植物に広く存在し、多くの誘導体を有する。これまでに何千ものフラボノイドが発見されています。分類、科、属、種によって植物に含まれるフラボノイドの種類が異なり、花や根など植物の組織や器官に含まれるフラボノイドの種類も異なります。一般的に、穀物、野菜、果物にはフラボノイド色素が多く含まれています。フラボノイドは水溶性フェノール化合物である。分子構造では、3炭素リンク(c6 - c3 - c6)が2つのベンゼン環を結ぶ。フラボノイドは、抗酸化活性やフリーラジカル除去などの生理活性を持ち、心血管疾患の予防や細菌、ウイルス、アレルギー対策に効果があります。大豆にも含まれるイソフラボンは、血中脂質の上昇、骨粗鬆症、更年期症候群などの低ホルモンと関連する疾患の治療と予防に効果がある[11-13]。いくつかのフラボノイドは、エストロゲンレベルが高い人の抗ホルモン能力を高めることができ、肺、結腸、皮膚、子宮内膜、胸、前立腺、他の心血管疾患や白血病などの様々な疾患を予防し、治療するのに有効であり、癌細胞の成長を抑制することができます。

3.5赤酵母米

Monascus赤は屋号に含まれる赤い酵母色素の分泌自然食品カラー剤Monascus菌糸体から栄養を受けますこれはascusの二次代謝物である。モノascusをもち米および非もち米で発酵させると、大量の赤色酵母色素を生成することができる。未加工の赤麹菌米をそのまま着色食品に使用できます。モノascus色素は複雑な物質であり、その赤色は6つの成分の混合物によって生成される。このうち、モナスコルブリンとモナスコルブリンは赤紫色、モナスコルブリンとモナスコルブリンは赤橙色、モナスコルブリンとモナスコルブリンは黄色である。赤酵母米色素は、他の天然色素に比べて強い着色力を持ち、特にタンパク質に強い着色力があります。また、軽くて耐熱性があり、酸やアルカリに強く、酸化還元剤や金属イオンの変化に強いなど、多くの利点があります。現在、赤酵母米の色素は、肉、水産物、発酵食品、大豆制品、ワインの着色に広く使用されています[14~16]。

3.6カラメル色素

カラメル着色は、糖の脱水・凝縮に由来する水溶性色素です。制造工程によって、制品はアンモニウム塩と非アンモニウム塩の2種類に分けられる。アンモニウム塩キャラメルは、優れた色、酸とアルカリに対する安定性、耐熱性、耐光性、簡単な加工方法、高い収率の利点を持っています。キャラメル色は、さまざまな飲料、スナック、醤油などの製品の着色に広く使用されています[17,18]。

3.7ウコン色素

This is a pigment extracted from the underground rhizomes of plants in the ginger family, Curcuma. Its main component is curcumin. It is insoluble in cold water, soluble in ethanol and propylene glycol, and easily soluble in glacial acetic acid and lye. Its advantages are high color value, strong coloring power, thermal stability, and good light resistance of its alcoholic solution. It is suitable for use in candy, pastries, condiments, etc. [19, 20]. China has abundant turmeric resources, which are mainly produced in Sichuan, Fujian and other places and should be vigorously developed. In addition, the yellow-orange pigment series also includes paprika yellow pigment, safflower yellow pigment, corn yellow pigment, nuclear yellow pigment, annatto orange pigment, rehmannia yellow pigment, citrus pigment, etc.

3.8他

上記の顔料のほか、現在中国では研究段階にある顔料があり、ベニザケ科ベニザケの塊茎から抽出したベタランなど少量生産されているものもある。シソ科シソの葉から抽出したシソ。紫キャベツの葉から抽出される赤キャベツの色素;コウリャン科コウリャンの殻から抽出したコウリャンの色素;赤米から抽出した赤米の色素;ココアの木の熟れた種子を発酵させて焙煎して作ったココア色素;赤カボチャから抽出した赤カボチャの色素;アマランサス科などが食べているアマランサスから抽出した赤色色素[21~23]。

4天然食品着色料の開発の見通し

people&として#39の生活の質が向上し、ヘルスケアの意識が高まり、食品着色の安全性と栄養価がますます重要になっています。天然着色は合成着色に比べて副作用が少なく安全性が高いなど多くの利点があります。いくつかの天然着色はまた、健康と栄養上の利点を持っており、天然植物色素は自然に着色されています。中国は生物資源と非生物資源が豊富で、植物資源は全国各地で見つかっている。これらの植物の多くは伝統的な漢方薬であるだけでなく、赤、黄、紫などのさまざまな色素を抽出するための高品質な原料でもあります。

また、農産品や副業品の加工も盛んで、多種多様な色素が生産されています。したがって、合理的な開発と中国の利用's natural resources and agricultural and sideline products will provide the food industry with natural pigments that are not only highly safe but also have certain nutritional value. In recent years, with the technological progress and the increasingly perfect process of refining and using natural pigments, natural pigments have accounted for an increasingly large proportion of the pigments used in the light industry, especially in the food processing industry. It is an inevitable trend for natural food additives used in the food industry to gradually replace synthetic food additives with natural pigments[24~26] . Therefore, as a food coloring additive, natural pigments have very broad development prospects.

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