ウコン粉末の抽出方法は何ですか?

肉には、たんぱく質、必須アミノ酸、鉄、亜鉛など、人間の体に必要なさまざまな栄養素が含まれています。しかし、肉は脂質酸化や微生物汚染を受けやすく、腐敗や劣化を引き起こし、大きな経済的損失をもたらします[1]。現時点では、いくつかの研究は、このような天然の有効成分を使用していますクルクミンがまた、肉には抗酸化と抗菌作用を持つアントシアニンが含まれており、脂質の酸化と微生物の増殖を抑制し、保存期間を延ばす効果がある。また、クルクミン、アントシアニン、クロロフィルなどのph感受性色素を使用して肉の品質の変化を監視することもできます[2]。

ウコンは、食品加工に一般的に使用される伝統的な香辛料植物です。ウコンの主な生物活性成分はクルクミンで、ウコン根茎の約2% ~ 9%に含まれています[3]。黄色いポリフェノールがクルクミン2ベンゼン環methoxyでつながってからなるグループと某ヒドロキシ団体、とβ-diketone炭素連鎖と途中でとketo-enol tautomeric構造[3]図1に示すように。クルクミンは辛味があり、水に不溶で、エタノール、アセトン、アルカリ溶液などの溶媒に容易に溶解します[3-6]。phに敏感で、抗酸化、抗菌、抗炎症、抗がんなど様々な生物活性を持つ[2,7]。現在、クルクミンは、ウコンの根茎から得られますしかし、異なる抽出方法はクルクミンの収率に影響します。同時に、国内外の紙に肉のクルクミンの適用の体系的な要約はありません。したがって、本論文は、肉製品と新鮮な肉の分野でのクルクミンの抽出方法、生理学的特性と応用の進歩を検討することに焦点を当てて、理論的な参照を提供するクルクミンが適用。

1クルクミン抽出法

1。1マセレーション抽出法

マセレーション抽出法は、天然の有効成分を得るために一般的に使用される方法です。有機溶液、水溶液、その他の抽出試薬を用いて、植物の目的物質を溶解させる[4]。マセレーション法の収率は、主に溶媒の種類、溶媒濃度、抽出温度、抽出時間、ウコン粒子サイズ、物質と液体の比などの要因に関連している[4,5,8]。クルクミンは疎水性物質であるそれは有機溶媒を用いて抽出されることが多い。エタノールは、一般的に最良の抽出溶媒であると考えられています[9]。また、クルクミンの収率は温度の上昇に伴って増加するが、高温が原因となることも分かっている分解クルクミンたフィルムまた、歩留まりを低下させる[5]。paulucciら[8]は、クルクミンの収率に対するさまざまな条件の影響を研究した。クルクミンの収益率は1.8%抽出気温が80°Cエタノール、溶剤96%だっmaterial-to-liquid比は1:4、悲壮率は、70 r / min、抽出し24 hだったけどねも発見に影響を与える重要な要素としてエタノールの浓度がクルクミンに危機が迫っていた。

抽出には有機溶剤の他にアルカリ溶液も使用できます。[6]othmandは、2 mol/ lの水酸化ナトリウム溶液を0.5時間浸漬してクルクミンを抽出し、1グラムの凍結乾燥ウコン粉末から合計12.95±1.07 mgのクルクミンを得た。また、アルカリ溶液はクルクミンの抗酸化活性や抗菌活性を低下させないこともわかりました。従来の試薬は揮発性が高く毒性などの欠点があるため、一部の研究者はグリーン溶媒としてイオン溶液を開発してきたクルクミンが抽出。これらのイオン溶液は、低揮発性、高い熱安定性、可変粘度[10]という特性を有する。同時に、イオン液体はセルロースを溶解し、ウコンの細胞壁を破壊し、クルクミンの収量を増加させる[11]。busraら[10]は、実験室で最大収率2.94%のクルクミンを抽出するために、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムbis(トリフルオロメチルスルホニル)イミドイオン液体を使用した。

120 Soxhlet抽出

ソシュレット抽出は、植物から天然の有効成分を抽出する一般的な方法です。原理は、丸底フラスコ中の溶媒蒸気がシンブル中のウコンと接触することですクルクミンが抽出。シンブル内の液体がオーバーフロー層に達すると、クルクミンを含む液体がサイフォン管を通って丸いフラスコに戻ります。分離された溶媒はクルクミンの繰り返し抽出のためにシンブルに再導入されます,これは、揮発性試薬の消費量を減少させます[9,12]。shirsath[9]は1グラム当たり12.75 mgのクルクミンを摂取したターメリックの粉末小さじ178°cでのバッチ抽出、粒子サイズ0.09 mm、液対材料比1:25、およびエタノールを溶媒として抽出時間8時間から。バッチ抽出法と比較して、soxhlet抽出法は収率が高く、時間がかかります。抽出時間を短縮するために、クルクミンのソクレット抽出を補助するために超音波、マイクロ波などの技術を使用する研究もあります[4]。

1.3加圧液体抽出

加圧液抽出法は、圧力を上げて溶媒の沸点を上げる方法である[13]。高温高圧を利用して溶質と溶媒間の物質移動速度を加速し、抽出能力を向上させる。加圧液抽出は、抽出時間が短く、収率が高く、溶媒消費量が少ないという特徴がある[14]。趙らなど[14]を通じて最適な抽出条件は実験の一部ですウコン粒子のサイズが0.20-0.30 mmエタノール抽出溶媒に温度100°C圧力1500 psi(約10 MPa 34)を5分、させるための静的な抽出周期1、で60%をすすぎ、、直轄抽出によりウコン用に使用された12製品からクルクミンがすでにの16.48 mgを得ての各グラムウコンサンプル.

水を抽出溶媒として使用する場合、加圧液体抽出は亜臨界水抽出とも呼ばれる。kiamahallehら[15]使用亜臨界水抽出最適な抽出条件:粒子サイズ0.71 mm、温度140°c、圧力1 mpa、抽出時間14分、亜臨界水抽出ではクルクミン収率3.8%。OSORIO-TOBONら[16]合計工法加圧水型炉液体抽出有害超臨界流体抽出にクルクミンがその役目すなわち、抽出されるウコンお‐竹は精油を超臨界CO2液を使用して、それからクルクミンが現れてる加圧液体を用いることから。治療したウコンお‐竹抽出、最終0.2% 4.3%±れている。ウコン精油は、食品、および削除クルクミンの感覚に影響を与えることができる刺激臭を持っていますウコン精油食品分野での応用の可能性が広がりました

1.4 Ultrasonic-assisted抽出

超音波補助抽出は、補助として超音波を使用する伝統的な抽出方法です。原理は、超音波は、物質の放出を促進するために植物の細胞壁を破ることができるということです。同時に、キャビテーション効果によって引き起こされる乱流と溶液の循環は、システムの質量移動速度を高め、それによって抽出速度を加速することができる[9,12]。超音波の周波数とパワーは歩留まりに影響する重要な要素です。shirsathら[9]は、超音波補助soxhlet抽出を使用した。対照群で8時間ソックスレットを抽出した後クルクミン12.75 mgウコン粉末の各グラムから得られました。

しかし、超音波周波数22 khz、超音波出力250 w、抽出温度35°c、抽出時間1時間、残りのパラメータは同じで、ウコン粉末1グラム当たり9.18 mgのクルクミンが得られた。超音波アシストは、抽出時間を大幅に短縮し、エネルギー消費を削減することがわかりました。超音波による抽出はクルクミンの収率を増加させることもできる。patil[17]では、超音波補助塩素化コリン乳酸共晶溶媒抽出法を用いてクルクミンを抽出し、20分間に乾燥ウコン粉末1グラム当たり77.13 mgのクルクミンを得た。これは共晶溶媒のみを用いた場合(75分間)よりも短く、収率は16.67%増加した。ウコン粉末と水の混合物をプローブ超音波で直接処理することで、クルクミンの水溶性を高め、クルクミンの生物活性を向上させるナノクルクミンが得られることが報告されている[18]。

1.5 Microwave-assisted抽出

ウコンの細胞壁は主にセルロースで構成されています。マイクロ波放射の熱効果はセルロースの分解を促進し、細胞壁に損傷を与え、クルクミンの放出を促進する。また、マイクロ波処理は溶媒の拡散速度を高め、抽出速度を加速させることができる。マイクロ波による抽出には、抽出時間が短く、収率が高いという利点もある[19]。

マイクロ波出力とマイクロ波処理時間は歩留まりに影響する重要な要素である[20]。WAKTEら[20]初の与野党pretreatedウコンwater-soakedパウダー配合でマイクロ波の使用照射(270 W)の7分がすすみ、マイクロ波通信じゃあ一緒に抽出アセトン60でW 5分電力の最大収益率は1.9%をアセトン、胃酸の逆流Soxhlet抽出を使用することに収量ながらたった8 h成果= 2.1%、ことを示すmicrowave-assisted抽出はかなり抽出時間を短縮。mandalらはまた、マイクロ波による抽出は、マセレーション抽出、撹拌抽出、およびソックスレット逆流抽出よりも短く、収率が高いことを示した[21]。マイクロ波による抽出技術の発展に伴い、マイクロ波による抽出能力を向上させるために、真空マイクロ波による抽出(vmae)、窒素保護マイクロ波による抽出(npmae)、超音波マイクロ波による抽出(umae)、動的マイクロ波抽出(dmae)などの方法が開発されている[22]。

1.6 Enzyme-assisted抽出

酵素支援抽出は、酵素を用いてウコン細胞壁の構造を分解し、クルクミンの放出を促進し[23]、それによってクルクミンの収量を増加させる。酵素は特異的で特異性があるため、酵素の種類が収量に影響する重要な要因となります。α-Amylase、amyloglucosidase [4]cellulase[11、24]大人とglucoamylase[23]はしばしば置換可能に使用を処理する。酵素補助の使用は、クルクミンの収量を大幅に増加させることができます。SAHNE追加[3]α-amylaseとamyloglucosidasepretreatターメリックの粉末小さじ1そして、抽出のために使用されたn, n-ジプロピルアンモニウム- n ', n ' -ジプロピルカルバミン酸)イオン溶液を使用しました。対照群と比較して、クルクミンの収率は3.58%から5.73%に増加し、純度は96%に達した。また、酵素量、酵素加水分解時間、酵素加水分解ph、酵素加水分解温度も収率に影響する[24]。Ningnaら。[24]cellulase-assistedマイクロ波が抽出のクルクミンを増進させることが出来るの机械刈取最適な酵素を得処遇条件:cellulase量(1万U / g) 98 mg / gであっ(酵素:ウコン)タンパクプロダクトオブザ酵素は75アンミン峠のpHは4.7と「ウッチャンナンチャン気温は43°C。最後に、各グラムのウコンから21.96 mgのクルクミンが得られた。これは、マイクロ波によるクルクミン抽出単独の使用よりも優れている。

2クルクミンの生理的性質

2.1抗酸化作用

クルクミンは、ウコンから抽出されるポリフェノールです活性酸素、二酸化窒素ラジカル、スーパーオキシドアニオン、ヒドロキシルラジカル、および1,1-ジフェニル-2-トリニトロフェニルヒドラジン(dpph)ラジカルを除去する優れた能力を持っています[25]。その抗酸化作用の原理は、フェノールのヒドロキシル基とメチレン基がh原子を供給し、フリーラジカルと反応してそれらを除去することである[26]。また、クルクミンは、リポキシゲナーゼ、シクロキシゲナーゼ、キサンチンオキシダーゼの活性を阻害し、活性酸素種の生成を阻害することが研究で示されています[27]。

クルクミンは優れた抗酸化能力を持っています。naksuriyaら[25]は、dpphラジカルに対するさまざまな抗酸化物質の掃討速度を比較し、そのカークミンを発見した'の抗酸化活性は、アスコルビン酸およびガルシニアフラボンよりも有意に高く、ガリア酸よりもわずかに低かった。クルクミンの抗酸化活性は、その濃度とともに増加しました。maらは[26]、クルクミンを添加すると、フィルムの抗酸化能力が大幅に向上することを発見した。対照フィルムのdpph除去率はわずか1.81%であったが、クルクミン含有量(1%→5%)の増加に伴ってフィルムのdpph除去率は7.81%から35.16%に増加した。クルクミンは肉の脂質酸化を抑制する能力を持っています。アブドゥ[28]はそれを示しましたクルクミンが映画を含む対照群と比較して、鶏肉中のマロンジアルデヒド(mda)含有量を有意に減少させ、脂質酸化を抑制することができます。したがって、クルクミンは、酸化を防ぐために肉や抗酸化活性フィルムに使用することができる優れた抗酸化物質です。

2.2静菌活動

研究によるとクルクミンには良い抑制効果があります大腸菌、黄色ブドウ球菌、表皮ブドウ球菌、緑膿菌(pseudomonとしてaeruginosa)[6]、リステリア・モノサイトゲネス、チフス菌(salmonella typhimurium)[7]、枯草菌(bacillus subtilis)[29]などの細菌に対して、またカンジダ属やアスペルギルス属[6]などの真菌に対しても一定の抑制効果があります。(1)クルクミンは、細菌の分裂に必要な繊状温度感受性変異体z (ftsz)に結合し、zリングの形成を阻害して、細菌の分裂を阻害する[29]。(2)クルクミンは細胞膜の完全性を破壊し、細胞質の漏出を引き起こし、細菌を阻害する[30]。

クルクミンには良好な静菌効果があり、その静菌効果はその濃度と正の相関があります。クルクミン濃度が上昇すると、静菌領域の産生量が増加することをothman[6]は発見した。altunatmazら[7]はまた、静菌効果がクルクミン濃度と関連していることを示した。ひき肉に104 cfu /g菌を接種し、異なる濃度のクルクミンを添加した。の7日以降も孵化を調べたところ、クルクミンが1%のほかにより板件の原因でもあるブドウ球菌サルモネラtyphimurium、がわかっ大腸菌いる:H7で始まる原因になるmonocytogenes、184 187、それぞれ2.24、数148 lgCFU / g、クルクミンが2%ながら板で伯爵を減らし(291 lgCFU 3.15、2.42 2.31%、/ g)。同時に、クルクミンの静菌効果も微生物の種類に関連しています。例えば、最小抑制クルクミンが濃度(MIC値)原因になるmonocytogenesと黄色ブドウ球菌は125μg / ml、マイク値がわかっ大腸菌サルモネラtyphimurium、いる:H7で始まるは250μg / ml [7];10 mg/ mlのクルクミンは、トリコデルマ属の真菌に対して有意な阻害効果を示さない[6]。クルクミンには良い抑制効果があります食品由来の病原性細菌であり、食肉産業における天然抗菌剤として使用することができます。

2.3 pHインジケータ

クルクミンはph変化を示す能力を持つそして、異なるphsで異なる色を表示します。酸性条件下(ph 3.0 ~ 7.0)ではクルクミンは黄色、アルカリ性条件下(ph≥8.0)ではオレンジ色または赤色に変化する[31]。クルクミンの色の変化は、その構造の変化に関連している可能性があります。酸性条件下、クルクミンが主にβ-diketone構造アルカリ性条件の途中、採択している[32]ketene-enol構成について説明する。

一方、いくつかの研究では、アルカリ環境はクルクミンの両端のヒドロキシル基の電子雲の偏りの共役効果を引き起こし、その結果、色が黄橙色から赤に変化することが示されている[33]。xiaoら[34]は、クルクミンをインテリジェントフィルムに添加し、異なるph(3.0、5.0、7.0、9.0、11.0)のリン酸緩衝液に浸漬した。ph 3.0から7.0では、フィルムの色が薄い黄色であったことがわかりました。phが上昇し続けると、フィルムの色が大きく変化した。ph 9.0では橙色、11.0では赤色になる。また、クルクミンスマートフィルムの色変化傾向は、クルクミン溶液の色変化傾向と一致しており、このフィルムがクルクミンのph指示薬効果に影響を与えないことを示した。したがって、クルクミンは、phの変化を示すためにスマート包装に使用することができます。

3肉製品や新鮮な肉のクルクミン

3.1肉製品中のクルクミン

クルクミンは、脂質酸化を減らすために肉の加工に使用することができます。ソーセージ[35,36]やパテ[37]などの肉類には高脂肪が含まれています。脂質の酸化によって生成されるアルデヒド、アルカン、アルケンなどの物質は、臭みや悪臭があり[38]、肉製品の品質を低下させる可能性があります。クルクミンには抗酸化生物活性があり、肉製品にクルクミンを添加すると、脂質の酸化を抑えることができます。したがって、多くの場合、肉の加工で食品抗酸化剤として使用されます。村岡ら[35]は、クルクミン微結晶の塊をソーセージに0.002%添加したところ、mda含有量が有意に減少した。90日後のmda含有量は1.11 mg/kgで、対照群の3.10 mg/kgよりも低かった。しかし、のにおいクルクミンが感覚スコアを下げたソーセージ。脂肪代替物を添加することで、肉製品の脂肪含有量を減らすことができ[36]、脂質酸化を抑制する効果的な方法です。

liらは[36]クルクミンを含む乳ゲル脂肪の代替品をソーセージに添加し、クルクミンを添加すると脂肪の酸化がさらに抑制され、ソーセージの調理損失が減少することを見いだした。植物油や海洋魚油を使用したオイルジェル脂肪の代替品の調製は、不飽和脂肪酸が豊富で、人間の健康に合っています。しかし、オイルゲルの調製に必要な高温処理は、脂質酸化を引き起こす可能性があります。クルクミンを添加すると、オイルゲルの調製中に脂質酸化を減少させることができ、また、調理中や肉パテの保存中に脂質酸化を抑制することができます[37]。

高タンパク質食肉製品は、高温処理中に複素環式芳香族アミンを生成することがあり、これは特定の発がんリスクを引き起こす[39]。クルクミンは肉製品中の複素環アミンの含有量を減らすことができる。wangら[39]は、クルクミンが豚肉の蒸し煮中の複素環芳香族アミンnorharmanおよびharmanの含有量を減少させることを発見した。作用機構はheterocyclicの形成や炎症を抑える芳香アミン前駆カルボニル化合物、1 2 3 4-tetrahydro -β-carboline-3-carboxylic酸(THCA)、芳香heterocyclicアミンですも取り出し直接することができるの健康や安全です。

3.2新鮮な肉のクルクミン活性フィルム

肉の保存と販売の過程で、微生物と酵素の作用を受け、タンパク質の分解、脂質の酸化などを引き起こし、味の悪い、悪臭を発生させ、肉の品質を低下させ、肉産業に大きな経済的損失をもたらします。生分解性フィルムは、従来のプラスチック包装とは異なる新しいタイプの包装材料です。生分解性があり、環境汚染を低減できることが最大の特徴であり[40]、生肉の保存に広く利用されている。

映画にクルクミンを追加クルクミンは抗酸化と抗菌の特性を有し、フィルムの物理的隔離も新鮮な肉と外部環境との接触を減らすことができるため、新鮮な肉の賞味期限を延長することができます。ラム[1]、鶏肉[28,41]、豚肉[40,42]、魚[43]の保存にクルクミン活性化フィルムを使用すると、腐敗を遅らせ、保存期間を延ばすことができることが多くの研究で示されています。xieら[40]バクテリアセルロースを含むジャガイモのフィルムにクルクミンを添加してフィルムを改良' sの抗酸化能力、および豚肉の保管に使用される(4±1℃)。クルクミンを含むフィルムで豚肉を覆うと、mda含有量が大幅に減少し、豚肉の酸化度が最も低くなります。しかし、クルクミンは水への溶解度が低いため、抗酸化作用や抗菌作用に影響を与える可能性がある。

現在、クルクミンの水溶性および生物活性を向上させるためのクルクミンナノ粒子およびクルクミンナノエマルジョンの調製に関する研究がある。shenら[42]は、イオン架橋技術を用いて調製したクルクミンナノ粒子性が大幅に改善さ溶解水(0.017μg / mL→35.92μg / mL)。豚肉の保存用にナトリウムヒドロキシプロピルセルロースフィルムに添加(4±1°c)。同じ濃度では、ナノ粒子の方が抗酸化活性が高いことがわかりました。15日のmdaは0.248 mg/kgで、一般のクルクミンフィルム群に比べて大幅に低かった。

khanら[41]追加aクルクミンnanoemulsion食用ゼラチン複合フィルムにしましたフィルムのdpph除去率は60.51%に達し、大腸菌やサルモネラ菌などの食品由来病原性細菌に対しても良好な抑制効果を示します。チキンの保存期間(4℃)を17日に延長することができ、従来のプラスチック包装よりも優れている。abdouら[28]はまた、ターメリックナノエマルジョン-ペクチンコーティングが鶏肉の保存期間を延長するだけでなく、鶏肉の品質をより良く保存することも発見した。対照群と比較して、保水性と筋肉のテクスチャーが良好であったのは、クルクミンが腐敗微生物の増殖を抑制し、ニワトリタンパク質の分解を抑制するためと考えられる。したがって、ターメリック含有フィルムは、新鮮な肉の保存に大きな可能性を秘めています。

3.3新鮮な肉の品質を示すクルクミンスマートフィルムの応用

近年、スマート包装は、新鮮な肉の保管中の品質変化を監視するために広く使用されています。その最大の特徴は、検査を必要とせずに、インジケータの色の変化を通じて食品の品質の変化を反映することができ、製品の品質を消費者に直接伝えることができることです[44]。クルクミン、アントシアニン、ベタレイン、クロロフィルなどの天然植物色素は、スマート包装の指標としてよく使用されます[2]。クルクミンは天然の色素ですウコンから抽出される。phに敏感なため、スマート包装に適した指標です。全揮発性塩基性窒素(total volatile basic nitrogen、tvbn)は、貯蔵中の微生物の働きにより肉中のタンパク質が分解されて生成されるアンモニアやアミンなどのアルカリ性の窒素性物質の総称である。tvbnの生産は、環境のphを増加させる[45]。そのため、新鮮な肉の品質はクルクミンの色の変化によって反映されます。現在、クルクミンベースのスマートフィルムは、エビ[31、34]、鶏肉[32]、豚肉[45、46]、牛肉[47]、魚[48]などの新鮮な肉の品質を監視するために使用されています。

[45]ナトリウムヒドロキシプロピルメチルセルロース膜にキトサン塗布クルクミンマイクロカプセルを添加し、冷凍中の豚肉の品質変化を監視するために使用した(4℃)。保管さが2日後にTVBN豚肉の内容は15.12 mg / 100 g、pHは韓国戦争、豚肉はない新鮮から変わったのだ、の色と映画はを浅黄から浓い黄色で、変更のクルクミン映画は利口機能を示すの豚肉の清新さを示していません。海老などの水産物は、保管中に腐敗しやすいため、鮮度管理が必要です。zhangら[31]は、冷やしたエビ(4°c)の研究で使用するためのph指標フィルムを調製するために、ポリビニルアルコールにクルクミンと寒天を添加した。その結果、エビは36時間後に腐っていて、フィルムの色はオレンジ色になっていました。60時間後にエビの肉のtvbnの含有量は56.8 mg/100 gに達し、肉はひどく腐っていて、フィルムの色はオレンジ色になっていました。として、新鮮な肉の色を台無しにしたクルクミンのフィルムも大きく変化したそして、tvbnのコンテンツと正の相関関係がありました。このフィルムは、新鮮な肉の保管中の品質変化を効果的に監視することができます。

4結論

クルクミンは、抗酸化、抗菌生物活性とph指標能力を持っています。クルクミンは脂質酸化と微生物の増殖を効果的に抑制し、肉や肉製品の保存寿命を延ばし、食品廃棄物を減らすことが多くの研究で示されています。インテリジェントクルクミンフィルムは、肉の鮮度や腐敗の程度を非破壊的に反映し、消費者に直感的に伝えることができるため、肉分野での応用の見通しが広い。(1)従来のクルクミン抽出法では、大量の有機溶媒を必要とし、時間がかかる。

したがって、クルクミンをより効率的かつ安価に調製し、クルクミンの大量生産を実現する方法が利用できる。(2)クルクミンには一定の辛味があり、そのため使用が制限される。したがって、クルクミンの脱臭とマスキングを研究する必要があります。(3)クルクミンの抗酸化・抗菌作用は、食肉製品や肉の使用に大きく貢献しています。クルクミンの水溶性を高めて生物活性を高めたり、他の有効成分との相乗効果を研究したりすることができます。(4)クルクミンをベースにしたアクティブで知的な映画肉の保存と腐敗インジケータに潜在的なアプリケーションを持っています。しかし、その適用範囲を広げるためには、さまざまな種類の肉への影響を研究する必要があります。

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