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

ほとんどの自然な色は、食用の植物や動物の組織から来ています。合成色よりも自然な色合い副作用が少なく安全性が高いという特徴がある。いくつかの自然な色も健康と栄養上の利点を持っています。天然の色は、天然製品の色を保持することができ、いくつかは、食品に心地よい香りを追加することができますので、彼らは消費者に人気があります。

植物顔料は色を加えることができ、自然の色に似ています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の培養と植物組職の培養技術を利用して生産している食品顔料大きな可能性を示している[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

自然着色料植物の色素、動物の色素、微生物の色素、鉱物の色素に分けられます。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

アントシアニンとも呼ばれますanthocyanidins植物細胞には糖エステルという配糖体の形で存在します植物の茎、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。

葉緑素アルカリ条件下では安定であるが、酸性条件下ではmg2 +が水素イオンに容易に置換され、緑色を呈する[6,7]。したがって、新鮮な青菜を緑色に保つために、凍結または凍結乾燥、または高温による酸化や変色を遅らせることができる60-75°cのお湯で湯通しすることができます。クロロフィルは光で容易に分解されるため、安定性を保つために銅やクロロフィルナトリウムに作られることが多い。食品添加物の中で、青緑色の顔料シリーズはこのタイプの制品に属します;他の類似製品にはアルギンブルー(algin blue)やガーデニアブルー(gardenia blue)がある。クロロフィリン銅ナトリウム塩は、水、エタノール、脂肪に可溶であるが、光、熱、酸に不安定であり、また高価である。しかし、その明るい色のため、他の天然顔料と置き換えることは困難です。

3.3植物カロチノイド色素

カロテノイド(カロチノイド色素)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。

中carotenoids改装されたものも名をretinol -クリプトキサンチンが、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]。

カロチンとルテインに加えて、カロテノイドにはカプサンチンとクチナシの黄色も含まれます。カプサンチン(capsanthin)は、唐辛子から抽出される脂溶性の色素で、赤橙色をしている。唐辛子に含まれる色素には、カプサンチンの他にカプサリン酸も含まれており、広義にはカプサンチンと総称される。カプサンチンは、耐熱性、耐酸性、耐光性があり、ペストリー、マーガリン、缶詰、飲料、乳製品などの着色食品に適しています。トウガラシ自体が強い辛味を持つ香辛料であるため、カプサンチンを抽出する際には辛味を落とす必要がある。クチナシ黄(gardenia yellow)は、キク科クチナシの果実から抽出される色素である。水に容易に溶解し、油に不溶で、phに依存して色相にほとんど影響を与えず、熱的に安定で、わずかに光の安定性が低く、金属イオンに非常に安定です。アルミニウム、カルシウム、鉛、銅、スズなどの影響をほとんど受けないが、鉄に触れると黒くなる。クチナシの黄色の色素は、ペストリー、冷たい飲み物、お菓子、乳製品などに使用するのに適しています。不完全な統計によると、日本国内にはクチナシの黄色色素を生産している工場が20近くあり、原料の大部分は中国から輸入している。中国はクチナシの資源が豊富で、長江以南の省で大量に栽培されているので、発展する価値がある。

3.4フラボノイド

フラボノイド植物に広く見られ、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、雑穀野菜果実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

これはショウガ科の植物の地下茎から抽出した色素です失っ。主成分はクルクミンである。冷水には不溶で、エタノールやプロピレングリコールに可溶で、氷酢酸や灰汁に容易に溶解する。その利点は、高い色値、強い着色力、熱安定性、およびアルコール溶液の良好な耐光性である。キャンディ、ペストリー、調味料などに使用するのに適しています[19,20]。中国には豊富なウコン資源があり、主に四川省、福建省などで生産されています。また、黄橙色の色素シリーズは、パプリカ黄色の色素、ベニバナ黄色の色素、トウモロコシ黄色の色素、核黄色の色素、アナトオレンジの色素、シトラスの色素などが含まれています。

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。合成着色よりも自然彩色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'の天然資源と農業と副業製品は、非常に安全であるだけでなく、特定の栄養価を持っているだけでなく、天然顔料で食品産業を提供します。ここ数年、天然顔料を精製して使用する技術の進歩に伴い、天然顔料は軽工業、特に食品加工産業で使用される顔料の中でますます大きな割合を占めています。食品業界で使用されている天然食品添加物が徐々に代替されるのは避けられない傾向です合成食品添加物天然顔料使用[24~26]。このため、着色料添加物天然顔料の開発の見通しは非常に広い。

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