自然着色の特徴と用途は何ですか?

自然彩色 is のgeneral term ためcolo赤いsubstances found でnature, mainly からのflowers, leaves, 果物とseeds のplants, としてwell としてのsmall proportiにからinsects とmicroorganisms. 自然coloring is often used to improve のcolor のfood, とis also widely used でmedicine, cosmetics とfabric coloring. Natural Coloring hとしてfollowing characteristics: most のit is obtained からplants とanimals that people eat every day, it is safe, non-toxic とhとしてno side effects; it is easily absorbed によってのhuman body とis a beneficial supplement for maintaining human health; most Natural Coloring hとしてphysiological とpharmacological effects とcan prevent とtreat certaでdiseases [1]; it has a soft color とan aromatic smell that brings a feeling のpleasure.  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

天然色素は鉱物色素のほかに、由来によって働物色素、植物色素、微生物色素に分けることができます;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ており(含有量は品種や成熟度によって異なります)、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

ベータカロチンは、自然界で最も一般的な天然色素であり、ニンジン、ほうれん草、マンゴーなどの果物や野菜に豊富です。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、マグネシウムイオンはクルクミンに有意な影響を与えません。

1.4アントシアニン

アントシアニン(also known as anthocyanidins) are a type のflavonoid compound. They are water-soluble 自然coloring agents that are easily soluble in ethanol but insoluble in vegetable oil. They are one のthe main 顔料that form the color のflower petals とfruits. It is mainly found in the skins のgrapes, tomatoes とcherries, as well as in the flowers とfru◆のplants such as strawberries とmorning glories. Most 赤いand purple fruits and vegetables contain anthocyanins[9]. のcolor のanthocyanins is related to pH(acid 赤いalkali blue). The structural formula is shown in Figure 4.

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 are mainly found in the flowers and fruits のplants, as well as in the vegetative tissues のmost families in the Caryophyllales. They are also found in some higher fungi, such as Amanita muscaria [12]. They are a type のwater-soluble nitrogen-containing 色素that is a derivative のpyridine. There are two main structures のbeetroot pigments: the reddish-purple betalain and the yellow betaxanthin. It is poorly soluble in acetic acid and propylene glycol, and insoluble in ethanol, glycerin and fats. Currently, more than 50 betalainsand more than 20 betaxanthins have been discovered [13]. According to their chemical structures, betalains can be divided into betaine, amaranthine, myrcianthine and decarboxylated types. Their structural formulas are shown in Figure 5.

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、自然界では数少ない水溶性カロテノイドの1つです。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、クチナシの黄色は人体に吸収されやすく、体内でvaに変換され、タンパク質やデンプンに強い着色能力を持っています。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。 The reasにwhy the chlorophyll molecule is green is because the conjugated system formed by the single bond and double bond in the porphyrin ring absorbs some visible light. The chlorophyll molecule is unstable in its 自然state, but its stability is greatly improved by replacing the magnesium iにin chlorophyll とions such as copper, iron, and zinc [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 red 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

In addition to the 自然顔料that are currently used in the 処理industry, as described above, some new natural coloring have been discovered in recent years, such as perilla pigment extracted からthe leaves のperilla plants in the mint family; red cabbage pigment extracted from the leaves のred cabbage; sorghum pigment extracted from the husks のsorghum plants in the grass family; and red rice pigment extracted from red rice. In addition, natural coloring 顔料such as cochineal pigment, lobster red pigment and crab shell pigment can also be extracted from animals[19].

2天然着色の分離精製法

主separation and 浄化methods currently used for natural coloring are: 超臨界fluid extraction, microwave-assisted extraction, molecular distillation, solvent extraction, enzymatic reaction, etc.

2.1超臨界流体抽出

超臨界流体抽出(supercritical 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

天然色素の溶媒抽出は、高温抽出と低温抽出に分けられる。 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。

Although natural coloring is used in small amounts, it has a significant impact on the quality のthe food[27-30]. Natural coloring not only enhances the flavor のthe food, but also has the 効果antibacterial, bacteriostatic, and extending the shelf life のthe product. Since it cannot be eaten alone as food, it is mainly used in condiments such as soy sauce, chili sauce, pickles, and chili oil. For example, red yeast rice red pigment can increase the redness index のsoy sauce, can be used to improve the color のsoy sauce, which is used for seasoning and braising, so that it does not turn black; gardenia yellow pigment can make the golden yellow color のsoy sauce more obvious; radish red pigment and lac染料red pigment are used to color acidic products such as chili sauce; safflower yellow pigment can be used to color orange-yellow products such as sweet oranges, pineapples, and mangoes; β-carotene and turmeric yellow pigment can be used to enhance the color and nutrition of chicken essence; paprika red pigment is used for oil spraying and coloring of biscuits; gardenia yellow pigment is used for coloring instant noodles; sodium copper chlorophyllin and 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]。

Chlorophyll and its derivatives have a wide range of medicinal and health benefits. The chlorophyll molecule is similar in structure to the human hemoglobin molecule. Nobel laureates Dr. Richard Willstatter and Dr. Hans Fischer discovered that chlorophyll has hematopoietic function. Drinking chlorophyll can greatly help the blood recovery of women who have just given birth and people who have lost blood accidentally.  クロロフィル誘導体クロロフィル亜鉛およびナトリウム塩は、小児の亜鉛欠乏症、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では、毎日十分な量のリコピンを摂取している中高年の男性は、リコピンを摂取していない男性よりも前立腺がんの発生率が80%低いことが示されています[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、黄色い色素がβ-carotene、紅花、黄色い色素カラメルが生成されココア顔料など天然色でのフリーラジカルをが强くてそして単線を形成する酸素焼き能力、ボーダーラインによく用いられ、スキンケアや他のタイプの検出化粧品がある。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。

Natural cosmetics provide healthy ingredients for the skin while also reducing the burden on the skin, greatly improving the respiration of 肌細胞and the water exchange rate. The great advantage of natural cosmetics is that they are antibacterial and anti-inflammatory without irritating the 肌[41-42]. For example, caramel coloring is very cost-effective, but it is also very stable and does not change under conditions such as light or high temperatures. It is also almost unaffected by changes in pHにする。Caramel coloring is not only bright and colorful, but also fragrant and easy to apply. Rubiachin is extracted from the traditional 中国herb Rubia cordifolia, and has a good spot-removing effect; リコピンnot only gives a bright red color and makes cosmetics ap梨attractive, but also has strong 抗酸化文化財that can extend the shelf life of cosmetics. It can also be used as a coloring agent in cosmetics such as lip balm and lipstick; cocoa pigment is heat-resistant and has good coloring properties. It can moisturize and hydrate the skin and delay skin aging. Natural Coloring can also prevent and treat various skin diseases [43-45]. With a deeper understanding of skin metabolism, the application of Natural Coloring in cosmetics will become more extensive.

3.4染色産業における天然着色の適用

Many synthetic dyes can irritate the skin and cause skin allergies [46]. Direct dyes (which directly 染料materials such as fibers without the need for other chemical 染色aids), acid dyes (which can be dyed in an acidic medium) and disperse dyes (which are non-ionic dyes とpoor water solubility) can also cause skin diseases and induce cancer. Natural Coloring dyes are mostly derived from animals, plants and microorganisms, and are highly safe, harmless, non-polluting and have unique and exquisite hues. Natural coloring has a long history of use in the 染色industry. In the “Qimin Yao Shu” (The Essential Techniques for Common People) written by Jia Sixiao at the end of the Northern Song Dynasty, there is a record of people extracting natural pigments from plants as dyes. Because natural coloring dyes have many hydroxyl groups (which dye fabrics via van der Waals forces and hydrogen bonds) and are therefore highly hydrophilic, and synthetic fibers are highly hydrophobic, mordant (alum, copper sulfate, potassium dichromate, etc.) is needed to fix the color during dyeing.

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。ウコン色素は、酸浸や変質によって綿をさまざま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)新規に開発した天然着色料を厳格に規制・承認し、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1日の摂取限度量)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、ビートカルス組織からビートレッド色素を、ブドウ細胞懸液からアントシアニンを、サフラン細胞からサフラン色素を生産することができる[54]。(5)複数のソースから同じ天然着色の分離と精製、およびその構造、機能および生物学的効果の体系的かつ包括的な研究と比較した後にのみ、人々は天然着色のより深い理解を持つことになります。

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。天然色素は、食品、医薬、ヘルスケア、印刷染色、化粧品などの分野で、今後さらに広く利用されるとみられています。

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