自然着色の特徴と用途は何ですか?

自然着色は、主に植物の花、葉、果実、種子から自然界に見られる着色物質の一般的な用語です。ナチュラルカラーは、食品の色を改善するために使用されることが多く、医療、化粧品、ファブリックの着色にも広く使用されています。自然の着色は、次のような特徴があります。そのほとんどは、人々が毎日食べる植物や動物から得られ、安全で、無毒で、副作用はありません;それは簡単に人体に吸収され、人間の健康を維持するための有益なサプリメントです。ほとんどの自然な着色は、生理学的、薬理学的な効果があり、特定の病気を予防し、治療することができます[1];それは柔らかい色と喜びの感じをもたらす芳香の香りを持っています。 そのため、天然顔料は昔から人気があり、特に化学合成顔料の安全事故が頻繁に発生し、人々は日常生活の中で天然顔料を本当に楽しみたいと熱望しています。物理的および化学的特性、分離および精製、および天然着色の応用に関する研究の進捗状況をレビューする。

天然着色の1種類と物理的および化学的性質

鉱物顔料に加えて、天然着色は、そのソースに応じてaに分けることができますニマール色素植物色素微生物色素でその溶解度によって、水溶性色素と脂溶性色素に分けることができます;また、化学構造や色の系列によって分けることもできる[2]。以下は主に化学構造による分類を紹介する:(1)イソプレン色素(脂溶性色素):イソプレンを基本単位とする色素で、リコピン、カプサンチン、ゼアキサンチンなどの共役二重結合の長い鎖からなる。(2)ピロール由来の色素:ポルフィリン(4つのピロール環からなる)を基にした葉緑素など;(3)フェノール、ケトン、キノン色素(アルコール可溶、水溶性):アントシアニン、タンニン、ゼラニウム、ペチュニア色素など;(4)インドール色素:ナツメ色素、ナツメ色素。people&と密接に関連している主にいくつかの自然着色を紹介します#39の生産、生活と健康だけでなく、それらの物理的および化学的特性。

1.1トマトの红素

リコピンは主にトマトに含まれる(含有量は品種や成熟度によって異なります)また、スイカ、赤ピーマン、グレープフルーツなどの他の果物や野菜にも高濃度で含まれています。天然着色のイソプレン類に属する明るい赤色の針状結晶である。脂溶性顔料であり、有機溶媒に容易に溶解し、水には不溶である[3]。その構造式を図1に示します。

図1に示すように、リコペン分子は複数の二重結合を持っているため、酸化しやすく不安定である。光、o2、またはphの変化はすべて、構造変化とリコピンの酸化的分解をもたらす[4]。

120β-carotene色素

β-カロチンは最も一般的な天然色素であるニンジンなどの果物や野菜が豊富でほうれん草やマンゴー。イソプレン色素の一種である。暗赤色の粉末で、水には溶けないが、ベンゼンとクロロホルムには可溶である。鉄イオン、光、酸素などが色あせを起こすため、ベータカロチンはあまり安定しない[5]。その構造式を図2に示します。

図2に示すようにβ-carotene色素非常に不飽和で、多くの二重結合と枝を含み、良好な一重項酸素急冷剤である。もっと共役のダブル債券、βの赤み-carotene[6]。

1.3ウコン黄色の色素

ウコン黄色い色素主にウコンとサフランの塊茎に見られる黄色の色素(香り高い香り)です。それはフラボノイドのクラスに属し、主に3つの有効成分を含んでいます:クルクミン、デメトキシクルクミンおよびbisdemethoxycurcumin。融点は179~182°cで、水に不溶で、親油性で、氷酢酸、プロピレングリコール、酢酸エチル、アルカリ溶液および95%エタノールに可溶です。鉄イオンによって変色しやすく、光と熱の安定性が悪い[7]。その構造式を図3に示します。

図3からわかるように、クルクミノイド分子は非常に還元性が高く(二重結合、水酸基、カルボニル基を含む)、化学反応を起こしやすく、特にタンパク質に対して優れた着色力を持っています。zhu jinshunら[8]は、モノマーのクルクミンの安定性を調べた。phが上がるにつれて、クルクミノイドは徐々に黄色(ph4)から赤褐色(ph10)に変化する。スクロースとマルトースはクルクミンに色を強める効果がありますビタミンc、ナトリウムイオン、カリウムイオンなどマグネシウムイオンクルクミンに有意な効果はありません。

1.4アントシアニン

アントシアニン(anthocyanins)とも呼ばれるanthocyanidinsフラボノイド化合物の一種である。エタノールには容易に溶けますが、植物油には不溶である水溶性の天然着色剤です。花弁や果実の色を形成する主な色素の一つである。主にブドウやトマト、サクランボの皮や、イチゴやアサガオなどの植物の花や果実に含まれています。ほとんどの赤や紫の果物や野菜にはアントシアニンが含まれています[9]。アントシアニンの色はph (acid 赤いalkali blue)に関係しています。この構造式を図4に示します。

図4に示すように、アントシアニンの基本的な構造単位は3,5,7-トリヒドロキシ-2-フェニルピランカチオンである。水酸基の数、メチル化とグリコシル化の位置と程度、糖の種類、アントシアニンに結合する芳香族と脂肪酸の種類と量も異なるため、アントシアニンは溶液中で異なる色を示す。20種類以上のアントシアニンが同定されている[10]。アントシアニンは不安定であり、その安定性はph、酸素、金属イオンの影響を受ける。構造中に多くのヒドロキシ基を持つアントシアニンは、多くのメトキシ基を持つアントシアニンよりも安定性が低い[11]。

1.5 Betalain

薬顔料主に植物の花や果実、およびcaryophyllalesのほとんどの科の栄養組織に見られます。また、テングタケ(amanitのmuscaria)[12]のようないくつかの高等真菌にも見られます。彼らはの一種です水溶性nitrogen-containing絵の具それはピリジンの誘導体です。ビートルート色素の主な構造は2つあり、赤紫色のベタレインと黄色のベタキサンチンである。酢酸やプロピレングリコールにはほとんど溶けず、エタノール、グリセリン、脂肪には不溶である。現在、50以上のベタレインと20以上のベタキサンチンが発見されている[13]。化学構造により、ベタレインはベタイン、アマランチン、ミルシアンチン、脱炭酸に分類される。その構造式を図5に示します。

図5に示すように、ベタレイン色素の塩基基はアラニン、ベタキサンチンのr基は主にアミノ酸(またはアミン)、ベタシアニンのr基は主にグリコシルである。ベタレインは水に溶け、赤紫色に見える。4 - 7のph範囲で安定しています;phが4以下または7以上の場合、溶液の色は赤色から紫色に変化する。phが10を超えると溶液の色は急速に黄色に変わる(ベタキサンチンはベタシアニンになる)。研究によると、ベタレインとアントシアニンは互いに排他的である(つまり、同じ植物内に同時に存在することはできない)[14]。ベタレインの安定性は水の活性に反比例する。アスコルビン酸はベタレインを保護する【15位】。

1.6クチナシ黄色の色素

クチナシ黄(gardenia yellow)は、主にルビ科のgardenia jasminoidesの果実に含まれる。これは、天然着色における数少ない水溶性カロテノイドの一つである。イソプレノイド色素で、橙色(水溶液中ではレモン黄色)の粉末である。主成分はクロセチンとクロトン酸である。水溶性で、エタノールやプロピレングリコールなどの極性溶媒やその他の極性溶媒には溶けますが、ベンゼンやガソリンなどの非極性溶媒にはあまり溶けず、油や脂肪には不溶です。その構造式を図6に示します。図6に示すように、クチナシ黄色素の親核は7つの共役二重結合を持ち、両端には異なる数のグルコースが結合しています。したがって、クチナシの黄色は数少ないものの一つです天然の水溶性カロテノイド。その色は、環境のphの影響をあまり受けません(ph 3 - 9で黄色のままです;しβより安定度は高い-carotenepH4 ~ 6やpH~ 11)働き、光と耐熱度は高いより中立的或いはアルカリ性条件下酸性環境ですまた、クチナシの黄色は、簡単に人体に吸収され、人体でvaに変換することができ、強力な着色能力を持っていますタンパク質かんと! n工業的には親水性食品の着色によく用いられる。cu2 +とfe3 +は暗くなる可能性があるため、これらの物質から遠ざけて保管する必要があります。

葉緑素1.7

クロロフィルは、光合成において触媒的役割を果たすピロール誘導体である。したがって、光合成を行う生物は基本的にクロロフィルを含んでいます。高等植物は主に2種類のクロロフィルaとbを含みますが、これらの違いはピロール環上の基で、クロロフィルaはピロール環上にメチル基を持ち、クロロフィルbはホルミル基を持ちます。この構造の違いにより、クロロフィルaは青緑色、クロロフィルbは黄緑色である。水には不溶だが、エタノールやエーテルなどの有機溶媒には可溶である[16]。その構造式を図7に示します。

図7に示すように、4つのピロール環がポルフィリン環を形成している。ポルフィリン環のr基が主にメチルであるならば、それはクロロフィルa分子である;r基がホルムアルデヒド基であれば、クロロフィルb分子である。 クロロフィル分子が緑色であるのは、ポルフィリン環の一重結合と二重結合によって形成される共役系が可視光を吸収するためである。のクロロフィル分子自然状態では不安定であるが、クロロフィル中のマグネシウムイオンを銅、鉄、亜鉛などのイオンに置き換えることで安定性が大幅に向上する[17-18]。

モジロクロモドキ科モジロクロモドキ属

この色素は、米、大豆、その他の原料をモノascusで発酵させることによって調製される天然色素である。その化学構造は、脂肪酸とポリケトンの2つの部分に分けることができます。融点は160 ~192℃で、水、エーテル、酢酸、クロロホルム、ヘキサン、その他の溶媒に可溶である。これは、光、温度、酸およびアルカリ性溶液に対する安定性が低く、退色しやすい。その構造式を図8に示します。

図8からわかるように、モノascus 赤いpigmentが不安定である理由は、その分子構造が高度に共役した二重結合を含むためである。モノascus red色素は、中性環境で比較的安定であり、酸性環境(ph 3 - 5)よりもアルカリ性環境(ph 9 - 11)でより安定である。 赤色酵母イネ色素分子の二重結合はcu2 +とfe3 +によって酸化されるため、溶液の色が明るい赤色から赤褐色に変化する(そして赤褐色の沈殿物が形成される)。そのため、赤酵母米色素を保管する際には、鉄や銅などの道具は避けなければならない。

1.9パプリカ赤い色素

パプリカレッド(paprika red、唐辛子redとも呼ばれる)は、主にトウガラシ科の赤唐辛子の果皮に由来する。唐辛子の辛味を持つカロテノイド色素です。イソプレン色素の一種で、主な成分はパプリカレッドとトウジクシ。融点は約175℃で、水やグリセリンには不溶だが、極性有機溶媒には可溶である。濃無機酸と反応すると青色に変色します。この構造式を図9に示す。

図9に示すように、パプリカレッドは複数の不飽和二重結合を含み、好気条件下での酸化的分解と変色を促進する。pb3 +によって沈殿し、cu2 +とfe3 +によって変色することもある(しかし、k +、ca2 +、na +、mg2 +、zn2 +は安定性に影響を与えず、これらの金属イオンはパプリカレッドと共に添加物として使用できる)。加えて、パプリカレッドは熱(25 - 70℃)と酸(ph 3 - 12)に強いが、光には弱い(可視光には安定だが、紫外線には変色しやすい)。

m19他

それに加えて天然顔料現在の加工業で使われているものは、前述のように、近年、mint科のシソの葉から抽出したシソ色素など、新たな天然色素が発見されている。赤キャベツの葉から抽出した赤キャベツの色素;草の科の中のソルガムの植物の殻から抽出したソルガムの色素;赤米から抽出した赤米色素。また、動物からは、コチニール色素、ロブスター色素、蟹殻色素などの天然色素も抽出することができます[19]。

2天然着色の分離精製法

現在、天然着色に用いられている主な分離・精製方法は、超臨界流体抽出、マイクロ波による抽出、分子蒸留、溶媒抽出、酵素反応などである。

2.1超臨界流体抽出

超臨界流体抽出(超臨界fluid extraction, sfe)は、超臨界流体を利用する技術である。物質が特定の温度と圧力(8 ~ 50 mpa;35 ~ 80°c)になると気相と液相の界面がなくなり、超臨界状態と呼ばれる。この状態を超臨界流体(scf)と呼びます。scf)は、気体と液体の両方の利点を持つ高密度流体です。液体の密度と溶解度を持ち、気体の低粘度と高透過性を持つ。scfの溶解度は温度や圧力によって変化し、抽出物の分離という目的を達成する。co2の超臨界温度(31°c)は常温に近く、無毒・無公害であるため、機器を腐食させることがなく、超臨界流体として使用されることが多い[20]。様々な種類の自然着色の超臨界流体抽出のための最適なプロセス条件は、一般的に10~50 mpa、31~80°c、および3~20時間の範囲で異なります[21-22]。

2.2 Microwave-assisted抽出

マイクロ波抽出(microwave extraction、mae)は、マイクロ波の作用によって高速で回転する双極子を使用し、正極と負極の間で絶えず変化して渦電流と摩擦を発生させ、イオン伝導を発生させる。短時間に大量の熱が発生すると、細胞分子間の水素結合が切断され、細胞膜構造が切断されます。摩擦や衝突による温度上昇は、細胞壁の破壊をもたらします。これらすべてが、細胞内の天然色素の抽出剤への拡散を促進します。

マイクロ波抽出も非常に優れた選択性を有し、異なる誘電特性を持つ物質を選択的に加熱します。加熱は誘電率に反比例し、極性に正比例します。マイクロ波による自然着色抽出の利点は、マイクロ波の高周波の変動が抽出剤中の自然着色の溶解を加速させ、抽出時間を短縮しながら抽出効率を向上させることである。マイクロ波はまた、加熱機能を有し、熱エネルギーは、非常に短時間で同時にいくつかの成分を抽出することができ、マイクロ波アシスト抽出は、抽出溶媒の量を大幅に削減することができ、エネルギーを節約するだけでなく、汚染を低減し、結果を再現することができます。

2.3分子蒸留技術

分子蒸留(molecular distillation, md)は短距離蒸留(short-path distillation)とも呼ばれる。これは、異なる物質の分子運動の平均自由経路(気体分子の2つの連続した衝突の間の平均距離)が異なるという原理を使用するハイテク分離方法です。まず、加熱装置は、分離する混合物を加熱します。分子が十分なエネルギーを得ると、蒸発面から脱出します。光分子の平均自由行程は重分子の平均自由行程よりも大きい。凝縮面は、重い分子と軽い分子の自由経路の間に設定されます。重分子は凝縮面に到達して蒸発面に戻ることができないため、元の動的バランスを維持して逃げません。

光分子は結露面に到達し、連続的に凝縮し、光分子の動的バランスを破壊し、光分子を分離することができます。天然着色の分子蒸留プロセスは、主に5つのステップに分けられます。(1)天然着色分子は、液相から蒸発面に拡散する。(2)天然着色分子は蒸発面から自由に蒸発する。(3)天然着色分子は蒸発面から凝縮面に飛びます。(4)天然着色分子が凝縮面上に凝縮する。(5)蒸留物と残留物を回収する。分子蒸留の利点は、低い動作温度、低い圧力、高い分離効率、汚染のない物質の分離である。これは分離コストを削減するだけでなく、損傷から天然着色の構造を保護します。

2.4溶媒抽出法

天然色素を抽出する高温抽出と低温抽出に分けることができます。 抽出した天然着色の極性、共存する不純物の物理化学的性質、likeがlikeを溶解する原理などを考慮して、天然着色の場合は溶解度が高く、溶解する必要のない成分の場合は溶解度が低い溶剤を選択します。溶媒は浸透と拡散によって試料細胞内に侵入し、自然な着色と少量の不純物を溶かし、細胞内と細胞外の濃度差を形成します。細胞内に濃縮された溶液は、自然な着色を抽出する目的を達成するために外に連続的に拡散します。溶媒抽出法の利点は、溶媒が安価で、操作が簡単で、抽出速度が速いことである。欠点は、抽出された天然着色は、品質が悪く、純度が低く、不快な臭い、溶剤残渣などがあります。

2.5酵素抽出法

天然色素は一般的に植物の細胞内に存在する。植物から天然着色料を抽出する場合、細胞膜だけでなく、植物の細胞壁まで貫通する必要があり、天然着色料の抽出速度が大幅に低下します。植物の細胞壁を取り除くことができれば、自然着色料の抽出速度が大幅に向上する。植物の細胞壁はセルロースとペクチンで構成されており、セルラーゼは植物の細胞壁を分解して成分の抽出を容易にする。 yu huajuanら[23]は、水浸法と比較して、酵素抽出量が9.40%から13.35%増加したことを示した。天然の着色と特定の酵素反応によって所望の色が生成される。例えば、クチナシ配糖体线力学と黄色い色素初等科クチナシアミノ酸(α-amino酸)βの作用で-glucosidaseまたはβ青い顔料-galactosidaseで製造する。

天然色素を分離・精製する方法は数多くありますが、現在の抽出速度は理想的ではありません。他にも、クロマトグラフィー法、カラムクロマトグラフィー法、アルカリ抽出法、膜分離法などがあります[24-26]。

3自然着色用途の概要

3.1食品中の天然着色料

人にとって食べ物は最も大切なものだという言葉がある。人はよくよい料理を「色鮮やかで,香りがよく,おいしい」と形容する。People&#食品の39の第一印象は、その色です。ニンジンを揚げると油がオレンジ色になり、アマランサスを湯通しすると赤になります。天然彩色食品を限らず魅力的な色(など多彩な餃子、団子のもちもち感、小麦トウモロコシfruit-filled月饼、トウモロコシたこやきまんじゅう太郎、ケーキも色とりどりの小动物の死骸を各種など)、栄养価が飛躍的に向上も寄赠した五感や消費者素晴らしい強い购买意欲を掻き立てていた。

天然着色料は少量であるが、食品の品質に大きな影響を与える[27-30]。自然彩色食品の風味を高めるだけでなく、抗菌、除菌、賞味期限の延長などの効果もあります。食用として単独で食べることはできないため、主に醤油、チリソース、漬物、ラー油などの薬味に用いられる。例えば、赤い酵母米の赤い色素は、醤油の赤みの指標を増加させることができ、醤油の色を改善するために使用することができ、調味料や煮付けに使用され、それが黒くならないように;クチナシの黄色の色素は、醤油の黄金色をよりはっきりさせることができます;大根の赤い色素やlacの染料の赤い色素は、チリソースなどの酸性の制品を着色するために使用されます;紅花黄は甘いオレンジ、パイナップル、マンゴーなどのオレンジ色の製品を着色するために使用することができます;β-caroteneまた、ウコンの黄色の色素は、鶏肉の色と栄養を高めるために使用することができますエッセンス;パプリカレッドは、ビスケットの油の噴霧と着色に使用されます;クチナシの色素はインスタントラーメンの着色に使われている。銅chlorophyllinナトリウムとトマト赤い色素植物性乾麺の着色に使われる。クルクミンは、ケーキを飾ると月餅の詰め物を着色するために使用されます;焼き菓子の着色には赤米の赤色素が使われています。

3.2医療およびヘルスケア用途における天然着色

近年、さまざまながんや腫瘍の発生率が高いとの報告が頻繁にあります。人々はがんを恐れる一方で、その原因と予防策の解明にも熱心だ。人体の過剰なフリーラジカル(ros)が体内のいたるところで電子を奪うことは、多くの医学研究や臨床試験で示されています。タンパク質分子の電子がrosに取り込まれると、枝分かれした鎖がアルキル化してタンパク質分子が歪むことでがんが起こります。研究は、ほとんどの自然な着色は、体を強化し、フリーラジカルを除去、人体中の一重項酸素をクエンチの効果を有することを示しています'の免疫システムとがんの発生を防ぐ[31]。

葉緑素そして、その誘導体は、薬効および健康上の幅広い利点を有する。クロロフィル分子は、ヒトのヘモグロビン分子と構造が似ている。ノーベル賞受賞者のリヒャルト・ヴィルシュテッター博士とハンス・フィッシャー博士は、クロロフィルに造血機能があることを発見しました。クロロフィルを飲むことは、出産直後の女性や、誤って血液を失った人の血液回復に大きく役立つ。 クロロフィル派生商品:クロロフィル亜鉛とナトリウム塩小児の亜鉛欠乏、皮膚損傷、消化管潰瘍の治療に有効である。クロロフィルおよびその誘導体は、治癒を助けるために経口摂取することもできます。さらに、クロロフィルおよびその誘導体は、感染性肝炎、痔、および白血病の治療に役立つことができる。体内のリコピンの量は寿命と関係しています[32 -36]。人体では合成できないので、外部から摂取しなければならない。コレステロール代謝を調節して心血管疾患を予防するだけでなく、男性不妊にも効果がある。

ドイツの医師による臨床対照試験は、その中年と高齢者の男性を示しています十分なリコピンで補う毎日の前立腺がん発生率は、リコピンがない人より80%低い[37]。リコピンを定期的に摂取する中高年女性は、乳がんや子宮がんなどの婦人科疾患の発生を大幅に減少させ、骨粗しょう症の予防にも一定の効果がある。β-カロチンは、脂質過酸化を抑制し、免疫力を高め、インスリン感受性を高め、それによって視力を保護し、がんや糖尿病の発生率を低下させることができます[38];クルクミンは、低密度リポタンパク質の作用の抗炎症性、抗凝固性、抗感染性、抗酸化性の修飾を持って、血液の脂質を低下させることができ、加齢斑とアテローム性動脈硬化の形成を防ぐ;ゼアキサンチンは、人体でvaに変換することができますので、それは保護し、視力を回復するのに役立ち、また、体を強化します'の免疫システム[39];ブドウの皮の赤い色素は、冠状動脈性心疾患とアテローム性動脈硬化を予防する効果があります;アントシアニンには、抗炎症作用、抗腫瘍作用、視力改善作用などがあり、リポタンパク質や血小板の酸化を抑制するため、がんの発生を効果的に防ぐことができます。しそ色素にはデトックス作用があり、寒さを発散させ、気や胃を整えます。 クチナシの果実から抽出されるクチナシの黄色色素は、炎症を抑え、発熱を緩和し、胆汁の流れを促進し、酸化を防ぐ作用がある[40]。

3.3化粧品の天然着色

クチナシ、黄色い色素β-carotene、紅花黄色素、キャラメル、ココア顔料および他の自然着色は、強力なフリーラジカル掃引および一重項酸素消光能力を有し、多くの場合、日焼け止め、スキンケア製品および他のタイプの化粧品に使用されています。これは、フリーラジカルの除去は、効果的に皮膚細胞がフリーラジカルによって損傷を防ぐことができ、シワやソバカスの生成を減少させるためです;一重項酸素をクエンチングすることは、紫外線損傷から皮膚を保護し、皮膚の光老化を防ぎ、皮膚癌を防ぐことができます。

ナチュラルコスメ肌に健康な成分を提供しながら、肌への負担を軽減し、皮膚細胞の呼吸や水分交換率を大幅に向上させます。天然化粧品の大きな利点は、肌に刺激を与えず、抗菌・抗炎症作用があることだ[41-42]。例えば、カラメルの着色料は非常に費用対効果が高いですが、非常に安定しており、光や高温でも変化しません。また、phの変化にもほとんど影響されません。キャラメル着色は明るくカラフルであるだけでなく、香りがあり、適用しやすいです。ルビアシンは、中国の伝統的なハーブであるアカシアから抽出され、優れた斑点除去効果を持っています;リコピンは鮮やかな赤色を与え、化粧品を魅力的に見せるだけでなく、強力な抗酸化作用があり、化粧品の保存期間を延ばすことができます。また、リップクリームや口紅などの化粧品の着色剤として使用することができます;ココア顔料は耐熱性があり、着色性に優れています。肌に潤いと水分を与え、肌の老化を遅らせます。自然な着色はまた、様々な皮膚病を予防し、治療することができます[43-45]。皮膚の代謝のより深い理解と,化粧品における天然着色の応用より広範になるでしょう

3.4染色産業における天然着色の適用

多くの合成染料は、皮膚を刺激し、皮膚アレルギーを引き起こすことがあります[46]。また、他の化学染色補助剤を必要とせずに繊維などの素材を直接染色する直接染料、酸性媒体で染色できる酸性染料、水溶性の低い非イオン性染料である分散染料なども、皮膚疾患やがんの原因となります。天然着色料は、動物、植物、微生物由来のものが多く、安全性、無害性、無公害性が高く、独特で美しい色合いをしています。天然着色は染色業界で長い歴史があります。北宋末の賈始暁の『民要集』には、植物から天然の色素を抽出して染料にした記録がある。天然の着色染料は、ファンデルワールス力と水素結合によって織物を染める水酸基が多く親水性が高く、合成繊維は疎水性が高いため、染色時に色を固定するためのモルダント(ミョウバン、硫酸銅、二クロム酸カリウムなど)が必要です。

これは、金属イオンが天然色素の水酸基と繊維の水酸基の両方と錯体を形成することができるためである。金属イオンは染料分子を繊維に結び付けることができ、染料取り込みと染料の堅牢性を向上させることができます。ウコン顔料酸浸や変質により綿を様々な色に染めることができ、洗浄耐性が非常に高い。お茶に含まれるカテキン(ポリフェノール)は、硫酸銅と一緒に綿やジュートの茶色い染料として用いられる。シェラック、ターメリック、タマネギの顔料は、ポリエステル生地の染色に使用できます。タマネギ染料は常圧下でポリエステルを着色することができませんが、ウコンとシェラック染料は明るい色を着色することができます;葉緑素、ココア色素、クチナシの黄色の自然着色もセルロースを染めるのに使うことができます;各種添加剤(ミョウガは染色率が高く、硫酸銅は耐光性に優れています)で処理することで、高温高圧での自然着色が可能です。大気圧法よりも高圧法の方が効果的である[47-50]。

4 研究開発と解決における自然着色問題

4.1  問題

現在、80種類以上の天然着色が知られている[51]。ほとんどの天然色素は無毒であるが、ガンビアは非常に毒性が強い。したがって、「天然」と「安全」は同義ではなく、天然着色の安全性も無視できません。天然着色料の研究開発にはまだいくつかの問題があります。遅延毒物評価安定貧しいもので低い抽出率と純度;そして、自然着色に関する研究結果の比較可能性の欠如。

4.2解決策

以下の解決策は、天然着色料の適用における上記の問題に対処するために採用することができます:(1)天然着色料の構造、生理学および薬理学的健康上の利点に関する詳細な研究を行う;(2)新規開発を厳格に規制し承認する自然色でそして、動物実験における化学構造、安定性、毒性などの安全性を総合的に評価し、それに対応するadi値(1人あたりの1日摂取可能量の上限値)を設定する[52]。(3)異なる顔料の組み合わせ、イオン交換、安定剤の添加により、天然着色の安定性が大幅に向上します。例えば、ベタレインは茶顔料と組み合わせると安定性が大幅に向上し、キノン顔料は明礬を安定剤として使用すると安定性が大幅に向上します[53]。クロロフィルは、銅がクロロフィル中のマグネシウムを置換し、ナトリウム塩またはカリウム塩が作られると非常に安定になる。(4)カルス組織と微生物を使用して天然着色を生成することは、天然着色の源を拡大し、天然着色の収量を増加させるだけでなく、環境、季節、種に対する天然着色の制限を減らすことができます。例えば、ビーツと赤い色素ビーツカルス組織から産生され、アントシアニンはブドウ細胞懸液の培養によって産生され、サフラン色素はサフラン細胞の培養によって産生される[54]。(5)のみ分離し、同じの精製した後複数のソースからの天然着色そして、その構造、機能、生物学的効果の体系的かつ包括的な研究と比較は、人々は自然な着色のより深い理解を持っています。

5まとめと展望

以上をまとめると、天然着色は化学合成顔料とは比較にならない優れた特性を有しており、顔料業界での割合が高まっています。自然彩色に関する研究が深まりつつある中、改善環境への意識の発展食品毒性評価などの分野自然着色代わる化学的に合成された颜料サイモンパワーズ強い毒性副作用やの新たな方向になるう色素。

しかし、天然着色の成分が複雑で、完全に分離・精製・識別することが難しく、天然着色成分の構造、性質、生理活性、安全性についての理解が不足していることが、現在の天然着色研究の停滞の主な原因となっています。究極的には、現在の分離・精製技術が未成熟であるためです。第一に、抽出プロセスを改善し、効率的で経済的な抽出・分離技術を開発する。第二に、副産物の総合利用率を高め、製品の付加価値を高める。第三に、天然顔料の欠点に対するより良い解決策を開発することです。第四に、自然着色の応用分野の拡大。近い将来、天然顔料は、より広く食品、医薬品、および使用されると考えられています保健印刷や染色、化粧品などの分野です。

参考:

[1] eleonora m b, daniel r c, leif h,et al。^「european food research とtechnol—ogy」。european food research とtechnol—ogy(2011年). 2011年2月3日閲覧。

[2] チャムド Y, Anamale l, fouillaud m,et アル自然hydroxy anthraqu -inoid 顔料 として 強力な 食品グレード着色剤:概要[j]。自然products とbioprospecting,2012,2(5):174-193。

[3] ho k k h y, ferruzzi m g, liceaga a m,et al.マイクロ波はトマト中のリコピン抽出を支援した 皮: 効果 全トランスおよびシス異性体の抽出条件は[j]を与える。LWT-Food科学  と  2015年技術、62 (1): 160駅- 168。

[4] Kujawska  M, Ewertowska M, Adamska T,ら  抗酸化   効果   の  リコピン -濃縮されたトマトペースト N-nitro-sodiethylamine 酸化誘導  ストレス  で 鼠か[J]。 誌  2014年Physiol直し、70(4):981-990。

[5] Frengova G I, Beshkova D M。 カロチノイド色素 から rhodotorulaとphaffia: biotechno-logicalの酵母 か[J]は重要だ。^ a b c d e f g h i l l biotechnol, 2009,36(2):163-180。

[6]延 Ru-Long、羅佳、王 Chuan-Xinメトロ・カードとデビッド アルクー  (I) -catalyzed 合成  の  polysubstituted pyrroles dialkylethyからlenedicarboxylatesとβ-Enamino類やesters酸素の存在か[J]して。 誌 有機化学,2010,75(15):5395-5397。

【7】Subudhi U, Chainy G B クルクミンが ビタミンEの 変調 肝 抗酸化 遺伝子 急行-イオン  で  「PTU -induced   ん  鼠か[J]。分子 Biolgy 2012年報告、39人(11日):9849 -9861。

[8] 朱晋順,何芳。ウコン黄色素の抽出と顔料安定性分析[j]。中国繊維検査、2015(1):86-88。

[9] Hirth M, Preiβ R,メイヤー-Miebach E et al.Influence の HTST  セージングダイスで 調理方法 逃げ面及び  安定 アントシアニンのprocyanidins と hydroxycinnamic 酸 として 主な生理活性チョコベリーポリフェノール[j]。 LWT-Food 科学 と 2015年技術、62 (1): 511-516。

[10] Nems  のPeksa  A Kucharska  A  Z et   アル アントシアニン と 抗酸化 活動 の お菓子 と  色  ジャガイモ  [J]。   食品   2015化学と172:175-182下位です。

[11]くるJ、Madhusudhan M c, raghava - rao k s m s .赤キャベツからのアントシアニンの抽出 と 浄化 使用 adsorpiに[J]。食品   と  Bioproducts  2012年処理、90:615-623。

[12] huang huan, hu huixia, jiang lianhe, et al。植物カブトムシ色素の研究[j]。公報の生物学で、2014年、49(8):1 ~ 4人である。

[13] Chauhan  S PSheth N R, Rathod 私 Set al.Analysis  の  betalains  から 果物   の  opuntia種  [J]。   Phytochemistry    2013年レビュー(12):スペーは。

[14] Ravichandran K見 N M M ^ a b c d e f g h i、a アル 影響 の 処理 の 赤い  ビーツと betalain日  コンテンツ  と  抗酸化  活動[J]。食品 研究国際、2013年、天武天皇4 50(2):670 -。

[15] cao jiliang, cao yi, zhang chengyu, et al。betalainの安定性に関する議論[j]。染色と仕上げ技術,2014,36(3):28-31。

[16]劉 Weibing、姜 Huanfeng彼の 引き入れればいい。 1 potsilvercatalyzed と ディペット-mediated興味深 seqential反応:合成  の ポリ-substitutedと  アルキル酸およびアミンから直接ピロール[j]。2010年有機手紙、12(2):312-315。

[17] sukhendu m, srijit b, umasis s j n .鉄(iii)触媒 4 -component 結合 反応 の 1,3-ジカルブオンリー化合物、アミン、アルデヒド、ニトロアルカン:簡単かつ直接の合成 functionalized pyrroles [J]。 誌 有機 2010年化学、75(5):1674-1683。

[18]ジェシカ  G   G、サラ  J P  Y、ネイサン  R  B 。unsymmetrical synthesis のunsymmetrical 3,4 -diaryl 雫姉 -ピロールweinrebアミドを利用したピロリン-2-オン[j]。journal のorganic chemistry chem,2011,76(20):8203-8214。

[19] yang shuangchun, li chunyu, pan yi。食品産業における微生物色素の研究[j]。食品研究開発機構,2014,35(1):114-117。

[20] zhang y . capsanthinの超臨界抽出と有機溶媒抽出の比較[j]。^ a b c d e f g hi(2013年)、101-103頁。

[21] m - sanchez w d . nannoch loropsis gaditanaからのカロテノイドおよびcholophyllaの超臨界流体抽出[j]。^『官報』第66:25 -251号。

。[22]梁  M  T、ヤン・  C  H、李  S  T, et  アル抗菌   と  抗酸化  文化財  ramulusの      cinnamomi  使用  supercritical   CO2抽出[J]。 欧州 食品 研究 2008年技術、227(5):1387-1396。

[23] 于華娟、孫智大、謝碧君。蓮の花のアントシアニンの酵素補助抽出とその酸化活性のプロセスに関する研究[j]。^「自然product research とdevelopment」。natural product research とdevelopment(2010年). 2010年10月22日閲覧。

[24]大人周防 q l, he w z。 自然界のミクロネーション 色素  bixin  によって  の  SEDS  過程  を通じて prefilming atomizatiに[J]。 粉 技術、05シーズンまで、154:110-115た。

[25]陳ダン武Zanmin。研究テーマは抽出抽出 過程 の capsicum  red  颜料か[J]。農業科学誌(journal のagricultural science),2009,1(20):94- 100。

[26]辛  雪ケ峰、  L, Zouqing  Z et  アル  RAPD teachniqueは、ハイブリッド唐辛子の種子の純度を抑止するために使用[j]。湖南農業科学技術通信2000(1):119-123。

【27】Munawar  Nチュソン  H  M  T Hにする。 の イスラム観点  アプローチ  に  植物  顔料  自然食品として colourants [J]。 Procedia 社会 行動科学課、、2014年、121:193-203人である。

[28] Spoerle。複合調味料食品における天然着色料の応用[j]。中国の調味料,2011,36(2):97-101。

[29]苗x .食用天然着色料の研究状況と開発見通し[j]。2013年(平成25年)4月5日:ダイヤ改正。

[30]手綱  P演技  C F アントシアニン 自然食品として 色 選択 態様は、か[J]。 1997年食品化学58(2):103-109。

[31] ssous M T   M, Abdel H  M M, Medany G 紫色のニンジンから抽出された赤い色素の評価  と  ◆  利用  として  抗酸化  天然食品着色料[j]。三国志 の 農科、2014年、59(1):1 ~ 7人である。

[32] 保華陰市がいた。過去5年間におけるリコピンの薬理作用の研究[j]。2014年食品研究開発、35(19):145-147。

[33] tamilselvan p、langeswaran k、vijayaprakash sら生殖および発達に対するリコピンの効率 毒性 の bisp -henol a でmale sprague dawley rats [j]。2014年バイオ医薬品予防栄養、4日(4)、491-498。

[34]陳 盧W Y、呉 J et アル β-elemene抑制  メラノーマ  成長  and   転移  鎮圧経由 血管 内皮 成長 因子仲介 血管新生[J]。 がん 2011年Chemother Pharmacol、799 67(4):た。

[35] Lopes   L B Vandewall H、李H t,et al   の   マイクロエマルジョンを使用したリコピン:強化された  肌   浸透と 組織抗酸化 活動[J]。誌 の 2010年薬学、99(3):1346-1357。

[36] zhang yanmei, huang zeqing, gao haoran, et al。肺癌患者における周術期免疫機能に対するリコピンの調節[j]。^『仙台市史』仙台市史研究会、2011年、32(1):35-37頁。

[37]陳  栗平、  叔英、鄭  衡もたちも  アル Effectsand  メカニズム  の  リコピン   on    の 拡散  の  血管  滑らかな  筋肉  細胞 [J]。  中国  誌  の  自然 2010年薬(3):218-222。

[38]バン P G、Goldbohm Ra . Epidemiologic証拠 β caroteneand がん 予防か[J]。^ a b c d e f g h『日本の歴史』日本評論社、1995年、62 - 134頁。

【39】杜澤華、任焦言。ゼアキサンチンの抽出過程および生物活性に関する研究[j]。中国食品添加物、2014(2):214-219。

[40]周潭陽、羅芙蓉、白ビン。ブドウ種子プロアントシアニジンの生物薬理活性に関する研究[j]。^『仙台市史』第46巻第1号、仙台市、2012年、94-96頁。

[41] Mcardle Fローズ L F Parslew R のGメトロ・カードとデビッドal.Effects  服用  ビタミンEやβ -carotene  ウルトラヴィオールの伝統を補足する ヒト皮膚における酸化ストレス誘導[j]。アメリカン・ジャーナル・オブ・アメリカ 臨床  栄养80:1270-1275 04

[42] Wulf H C、Sandby-Moller J Kobayasi T, et アル肌  高齢化   and    natural   photoprotection [J]。2004年マイクロン、35(3):185-191。

[43] yeh s l、hu m l、huang c s .リコピンはuva誘発性を増強する DNA ダメージ and  表情 ヒーメの 添加酵素1 in   培養 マウス  胚 线维芽细胞[J]。 欧州 誌 の 2005年栄養、44(6):365-370。

[44]生きる M, Patzelt A Gehse S et アル  皮肤 リコピンの濃度が相関している 大きく と の 荒さ の の 肌 [J]。 欧州 journal のpharmactics and biopharmaceutics, 2008,69(3):943-947。

表面[45] G Pカステロ M L・マール-Caja M, et アル安定 of  すべて-trans リコピンから によってトマト パッケージ 使用 cyclo-dextrins [J]。 2007年食品化学105(4):1335-1341。

[46] ヤン・ジャンジュン、崔燕。天然染料の染色技術と加染法[j]。同華師範大学紀要:人文社会科学,2014,35(6):37-43。

[47] Bulut  M  O Akar  E  生態  染色  一部  植物  pulps    on   ウール    糸    そしてカチオン加工されたコットン生地[j]。^『週刊ファミ通』2012年1月号、21 - 21頁。

[48] ibrahim n a, el-gamal a r, gouda m,et al. a new approach  ため  natural   染色  and   機能を終え of  綿  セルロース [J]。 2010年炭水化物高分子、82(4):1205-1211。

[49] sava v m, yang s m, hong m y,et al.由来メララン色素の単離および特性評価 お茶とポリフェノールから[j]。 食品 化学、01 73(2):177-184。

[50] Kamel M M、El-Shishtawy R M B M、ヨセフほか超音波染色Ⅲを補佐。羊毛の染色  lac として a  natural  染料 [J]。   染料  , 2005顔料65(2):アラン・アイボスン選手。

[51]チャムド Y, Anamale L, Fouillaud M, et al.  自然すいそ anthraquinoid 顔料 として 強力な 食品グレード着色剤:概要[j]。natural products and bioprospecting,2012,2(5): 174-193。

[52] スンリ。天然着色料の特性・応用・安全性評価・安全管理[j]。2012年食物科学専攻、33(23):399-404。

[53]アリ N F El -Mohamedy R  S  R・ エコ-friendlyと  保護  ntaural 染料  から red  刺パーリー 梨  (Opuntia Lasiacanthapfeiffer) 植物か[J]。  誌  of   きれい  2003年生産11 (5): 499-509。

[54]マリー-Rose v c, martine c b, francois c,et アル分光     特性化     of      crocetin派生商品  から  クロッカス   sativus  and   jasminoides科クチナシ[J]。農業食品化学   1997年海兵隊員45:1055-1061。