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]。現在、いくつかの研究は、肉の中に抗酸化と抗菌作用を持つクルクミン、アントシアニンなどの天然の有効成分を使用して、脂質酸化と微生物の成長を抑制し、その保存期間を延長しています。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 is a traditional spice 植物that is commonly used in food processing. のmain bioactive ingredient in turmeric is curcumin, which is found in approximately 2% に9% ののturmeric rhizome [3]. Curcumin is a yellow polyphenol composed のtwo benzene rings connected によってa methoxy group とa hydroxyl group, とa β-diketone とa carbにchain connected in のmiddle, とa keto-enol tautomeric structure [3], としてshown in Figure 1. Curcumin has a spicy taste, is insoluble in water, とis easily soluble in solvents such as ethanol, acetone, とalkali solutions [3-6]. It is sensitive to pHとhas various biological activities such as antioxidant, antibacterial, anti-inflammatory, and anticancer activities [2, 7]. At present, クルクミンがis obtained からthe rhizome のturmeric, but different 抽出methods will affect the yield のcurcumin. At the same time, there is no systematic summary のapplicatiにのクルクミンがin meat in domestic and foreign papers. Therefore, this paper focuses にreviewing the 抽出methods, physiological properties and application progress クルクミンがのin the field のmeat products and fresh meat, in order to provide a theoretical reference ためthe application のcurcumin.

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、有機溶媒を用いて抽出されることが多い疎水性物質です。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とともに増加するが、高温はクルクミンを分解して収率を低下させる可能性があることも分かっている[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があるため、クルクミンを抽出するための緑色溶媒としてイオン溶液を開発する研究者もいる。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

Soxhlet抽出is a common method ためextracting 自然active ingredients からplants. The principle is that the solvent vapor in the round-bottomed flask comes into contact with the turmeric in the thimble and extracts curcumin. When the 液体in the thimble reaches the overflow layer, the liquid containing クルクミンがreturns to the round-bottomed flask through the siphon tube. The separated solvent is reintroduced into the thimble ためrepeated 抽出のcurcumin, which reduces the consumption of volatile reagents [9, 12]. SHIRSATH[9]obtained 12.75 mg of クルクミンがper gram of 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製品は12種、すでにとクルクミン16.48ミリグラムと各グラムによりウコンサンプルから取得される。

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。ウコンの精油には、食品の感覚に影響を与える刺激臭があり、ウコンの精油を除去するクルクミンは食品への応用が期待されています。

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時間のソックスレット抽出後、各グラムのウコン粉末から12.75 mgのクルクミンが得られた。

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amyloglucosidase pretreatターメリック粉、そしてで使用されているN N-dipropylammonium-N「,N」-dipropylcarbamate)イオン溶液は抽出使われた。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

Curcumin is a polyphenol extracted からturmeric, and has a good ability to scavenge active oxygen, nitrogen dioxide radicals, superoxide anions, hydroxyl radicals and 1,1-diphenyl-2-trinitrophenylhydrazine (DPPH) radicals [25]. The principle of its 抗酸化効果is that the phenolic hydroxyl and methylene groups cのprovide H atoms and react with free radicals to scavenge them [26]. Studies have also shown that クルクミンがcan inhibit the activity of lipoxygenase, cyclooxygenase and xanthine oxidase, thereによってinhibiting the production of reactive oxygen species [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。abdou[28]は、対照群と比較して、クルクミンを含むフィルムが、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を示した。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

クルクミンが研究疫痢菌などが著明は良い抑制効果大肠菌菌、ブドウ球菌原因でもあるブドウ球菌、绿脓菌[6]、原因になるmonocytogenes、サルモネラtyphimurium【7】、は芽胞(29)、続いて一定の抑止効果をもたらしている菌類属CandidaなどAspergillus属[6]。(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]。

Curcumin has a good bacteriostatic effect, and its bacteriostatic effect is positively correlated with its concentration. OTHMAN [6] found that as the concentration of クルクミンがincreased, the larger the bacteriostatic zone produced. ALTUNATMAZ etアル【7】also showed that the bacteriostatic effect is related to the concentration of curcumin. Minced meat was inoculated with 104 CFU/g bacteria and different concentrations of クルクミンがwere added. After 7 days of incubation, it was found that the addition of 1% curcumin reduced the plate counts of Staphylococcus aureus, Salmonella typhimurium, Escherichia coli O157:H7 and Listeria monocytogenes by 1.84, 1.87, 2.24 and 1.48 lgCFU/g, respectively while the addition of 2% クルクミンがreduced the plate count by (3.15, 2.42, 2.31, 2.91 lgCFU/g) respectively. At the same time, the bacteriostatic effect of curcumin is also related to the type of microorganism. For example, the minimum inhibitory concentration (MICvalue) of curcumin against Listeria monocytogenes and Staphylococcus aureus is 125 μg/ml, the MIC value ためSalmonella typhimurium and Escherichia coli O157:H7 is 250 μg/ml [7]; and 10 mg/mLcurcumin has no significant inhibitory effect on fungi of the genus Trichoderma [6]. Curcumin has a good inhibitory effect on foodborne pathogenic bacteria and can be used as a natural antimicrobial agent in the meat industry.

2.3 pHインジケータ

クルクミンはph変化を示す能力があり、phによって異なる色を示します。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、クルクミンの香りがソーセージの感覚スコアを下げた。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。

クルクミンには抗酸化作用と抗菌作用があるため、クルクミンをフィルムに添加することで、新鮮な肉の保存寿命を延ばすことができます。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。

At present, there are some studies on the preparation of クルクミンナノ粒子 and curcumin nanoemulsions to improve the water solubility and biological activity of curcumin. SHEN etアル[42] used イオンcross-linking technology to prepare curcumin nanoparticles, which greatly improved their water solubility (0.017 μg/mL → 35.92 μg/mL). and added to a sodium hydroxypropyl cellulose film ためthe preservation of 豚肉(4±1 °C). It was found that at the same concentration, the ナノ粒子had better antioxidant activity. The MDのcontent on the 15th day was 0.248 mg/kg, which was significantly lower than that of the ordinary curcumin film group.

khanら[41]食用ゼラチン複合フィルムにクルクミンナノエマルジョンを添加。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

In recent years, smart packaging has been widely used to モニタthe 品質changes during the 記憶of fresh meat. Its greatest feature is that it can reflect the changes in food quality through the color changes of the indicator, without the need ためtesting, and the quality of the product can be directly communicated to consumers [44]. Natural plant pigments such as curcumin, anthocyanins, betalains, and chlorophyll are often used as indicators in smart packaging [2]. Curcumin is a natural pigment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。

LIU etal.[45] added chitosan-coated curcumin microcapsulesto a sodium hydroxypropyl methyl cellulose film and used to monitor the quality changes of pork during refrigeration (4 ℃). After 2 days of storage, the TVBN content of the pork was 15.12 mg/100g, the pH was 6.25, the pork had changed からfresh to not fresh, and the color of the film had changed からlight yellow to dark yellow, indicating that the curcumin smart film has the function of indicating the 鮮度of the pork. Shrimp and other aquatic products are prone to spoilage during storage, so their 鮮度needs to be monitored. ZHANGetアル[31] added curcumin and agar to polyvinyl alcohol to prepare pH indicator films for use in a study of 冷やしエビ(4 °C). The results showed that the shrimp had spoiled after 36 h, the film color had turned orange, At 60 h, the TVBN content in the shrimp meat reached 56.8 mg/100 g, and the meat was severely spoiled, with the color of the film turning orange-red. As the fresh meat spoiled, the color of the curcumin film also changed significantly, and there was a positive correlation with the TVBN content. The film can effectively monitor the quality changes during the 記憶of fresh meat.

4結論

Curcumin has antioxidant, antibacterial biological activity and pH indicator ability. A large number of studies have shown that curcumin can effectively inhibit lipid oxidation and microbial growth, thereby extending the shelf life of meat and meat products and reducing food waste. At the same time, the intelligent curcumin film can nondestructively reflect the 鮮度and degree of spoilage of meat and intuitively convey this to consumers, so it has broad application prospects in the field of meat. However, further research is still needed in the following areas: (1) The traditional curcumin 抽出method requires a large amount of organic solvents and a long time.

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)クルクミンを用いた能動的かつインテリジェントなフィルムは、肉の保存や腐敗の指標としての応用が期待されている。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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