自然な色の使用は何ですか?

合成顔料のほとんどはタール染料で、栄養価がないだけでなく、人体に有害なものもあります。したがって、自然食用色植物から抽出された最近、国内外の学者から広く注目を受けており、ある傾向があります合成着色料を代わりに。自然色の種類、抽出方法、開発と応用を以下にまとめます。

1種類

自然の色は多様なソースから来ており、複雑な構成を持っており、非常に多様です。抽出方法によって大きく4種類に分けることができます:動物や植物から抽出した液体または固体の色素;粉顔料有色動植物を乾燥させてすりつぶす。微生物によって発酵させる顔料。代謝物は液体に分離されるか、さらに固体粉末に加工される。そして、酵素作用によって天然物から作られた顔料。ウコンやビーツに加えて銅chlorophyllinナトリウム、パプリカレッド、赤酵母米色素、などカロチンそれはすでに使用されていた、研究は最近の開発につながっているトウモロコシの黄色、ソルガムの色素、大根、赤、ベンガル、クチナシ、黄色、茶の色素、藍、ソルガムの赤バラ玄米色素紅花の色素です中国との合作#39の自然な色の業界は形を取り始めている。天然色の全国総生産量はすでに10万トン以上に達し、その中で最も代表的なものはカラメル色(すなわち、砂糖色)、クチナシ黄、クチナシ青、ウコン、アマランサス赤、パプリカ赤、茶色素などである[1]。

2抽出と分離

2.1抽出法

溶剤抽出:最も広く使われて方法は溶けみたいにの原则に従い抽出されるの極性に基づいて素材やに含まれる成分に異なる物理と化学的性质共存に吸着させてその質量移送過程遷都有効成分が固体面からまたはティッシュの中の原材料溶剤。溶媒抽出法にはマセレーション、パーコレーション、煎り、還流抽出などがある。水はマセレーション法と煎り法を用いて自然な色を抽出するための溶媒として使用でき、有機溶媒は逆流法を用いて抽出するために使用できる。いくつかの天然色を抽出するために使用される溶媒を表1に示す。

超臨界流体抽出:これは、抽出のためにガスと液体の間の流体を使用します。流体は、優れた溶媒特性、低粘度、高密度、および良好な流動性、物質移動、熱伝達および溶解特性を有する必要があります。現在最も一般的に使用されている溶媒であるco2は、非毒性、不燃性、化学的に不活性で、安価で、純度が高く、環境に優しい。高圧下で溶質が液体中に溶解し、液体溶液の圧力を下げるか温度を上げると、密度と溶解度が低下して超臨界流体中に溶質が沈殿する。従来のプロセスと比較して、低い動作温度、簡単なプロセス、高効率、無公害の利点を持っています。rozzi[2]は、32-86°cおよび13.7800-48.2686 kpaにおけるトマト副産物からのリコピンの抽出を調べ、最大抽出速度は38であった。38℃- 34℃。478 6 kpa "

超音波抽出:超音波は弾性波で、強力なエネルギーを発生・伝達することができます。電磁波よりも植物の組織細胞の奥深くまで浸透し、そこに長く留まることができます。超音波は、液体を瞬時に多数の小さな空洞に分解し、瞬時に3,000 mpaのキャビテーション(キャビテーション)を発生させ、植物細胞を破壊させます。また、超音波には機械的振動、乳化分散、破砕などの複数の効果があり、植物の有効成分を移動、拡散、抽出することができます。したがって、超音波を使用して顔料を抽出することは、構造を損傷することなく、簡単かつ迅速に、加熱する必要がなく、高い抽出効率と速度と効果を持っています。li yunyangら[3]は、超音波技術を用いて栗の殻から褐色色素を抽出し、従来の方法と比較した。その結果、超音波抽出は時間とエネルギーを節約し、抽出率が高いことが示されました。超音波抽出に最適なプロセスパラメータは、質量比1:10、溶媒として30%のエタノール水溶液、70°cでの抽出時間2回(各1時間)です。wang zhenyuら[4]は、30 khzの超音波周波数において、50°cで40分間、2%の質量分率で希釈したh2 so4を抽出剤として最も高い抽出速度が得られたことを発見した。

また、超音波を用いて桑の赤色素を抽出することでも良い結果が得られました。

マイクロ波の抽出:マイクロ波の技術は急速な温度上昇、容易な制御、加熱、省エネなどの利点があります。抽出プロセスを強化し、生産サイクルを短縮し、エネルギー消費を削減し、廃棄物を削減し、歩留まりを向上させ、純度を抽出することができます。現在、マイクロ波技術を使用して顔料を抽出する報告には、アルカロイド、フラボノイド、タンニンなどの物質が含まれています。li yuら[5]は、無水エタノールを抽出剤とし、マイクロ波出力800 w、抽出時間450秒で、カモミール黄色色素のマイクロ波抽出を3回行った。溶媒抽出法と比較すると、抽出時間は12時間から450秒に短縮され、抽出率は88.6%から91.1%に増加した。cai jinxingら[6]は、マイクロ波超音波法を用いてイチゴ色素を抽出し、その物理的および化学的性質を調べた。マイクロ波と超音波を組み合わせて処理すると、色素の結合が切れて組織細胞が分裂し、イチゴ色素の抽出速度が向上するという研究結果が出た。

酵素法:植物の色素は、多くの場合、細胞壁に囲まれています。cellulaseβを破る使う-D-glucoside債券を破壊し細胞壁工場では、容易に成分を抽出する。この原理に基づいて、植物成分を抽出する前にセルラーゼを使って消化することで、有効成分の抽出速度を上げることができます。酵素を使用しているかどうかにかかわらず、抽出物の組成は同じであり、酵素による加水分解が植物成分を破壊しないことを示しています。

空気崩壊方法:このメソッド事実を使う植物組織の空気は圧縮圧力が突然発表し、発表した強い圧迫組織工場内に植物細胞壁と涙蒸気タービン発電機を壊し、弛緩構造工場では、容易に溶媒伸銅所の内部工場浸透し数として大きく伸びて連絡の表面积の有効成分を抽出するこの方法は、根、茎、樹皮、葉などの繊維状組織の抽出に適していますが、あまり研究されていません。

2. 2分離方法

溶液分離:最も一般的な方法は、溶液中の混合物の成分の異なる溶解度を使用して分離を達成することである。例えば、分布係数顔料のひとつ極地溶剤地方で异なった,異なる将来選択3 ~ 4溶剤の異なる描くことにより(石油エーテルなどクロロホルム、酢酸エチルn-butanol)を実行する抽出の抽出解決策に一段極性性の低い部分から高い部分へ極性し、異なる将来抽出異なる解決策を描くことによりを取得する。次に、異なるph値で顔料を分離することができます。例えば、勾配ph抽出は遊離アントラキノン誘導体を分離する古典的な方法であり、フラボノイドを分離するために最も一般的に使用される方法でもある。さらに、化学反応や溶液のphや温度(タンニン色素など)を変化させることによって分離された物質を固体状に沈殿させるために、特定の溶媒や沈殿物をサンプル溶液に添加することができます。例えば、金属塩とタンニンを沈殿させることで分離することができる。フラボノイド色素は、鉛塩を用いた沈殿法を用いて分離することもできる。伝統的な漢方薬のエタノールまたはメタノール抽出物に中性酢酸鉛の飽和水溶液を加えると、o-ジヒドロキシ基またはヒドロキシ基を持つフラボノイドが沈殿する。

膜分離:これは、外部エネルギーまたは化学的な電位差を駆動力として、混合物を分離、分類、精製、濃縮するために、天然または合成高分子膜を使用することを指します。顔料の分離には、顔料と不純物の分子サイズの違いを利用します。繊維性限外ろ過膜と逆浸透膜を用いることで、様々な不溶性高分子(多糖類やタンパク質など)を保持することができます。この方法は簡単で非常に効果的で、ココア顔料と赤酵母顔料の分離に使用できます。ペクチンなどの高分子物質を限外ろ過膜で90%以上除去した後、逆浸透膜で20%以上の固体に濃縮することも可能だ。室温で操作すると、膜が100%色素を保持することができます。アントシアニンの分離は、硫酸を含む水で抽出した後、限外ろ過膜を用いて糖などの低分子物質を選択的に除去することで、収率を2倍にすることができる[7]。

カラムクロマトグラフィー:異なる吸着剤または固定相を使用して、カラムクロマトグラフィーによって顔料を分離・精製することを指します。例えば、イオン交換樹脂カラムクロマトグラフィーは、ブドウの皮膚色素を浄化し、糖や有機酸などの不純物を除去するために使用することができます;ポリアミドカラムクロマトグラフィーは、フラボノイド、キノン、およびベニバナ黄色素や赤色素などのフェノール色素の分離に適しています;シリカゲルカラムクロマトグラフィーは、低分子脂溶性色素の分離に適しています;活性炭カラムクロマトグラフィーは、ベンゾピラン色素(アントシアニン、アリザリン、ゲニピンなど)などの水溶性成分の分離に使用されます。マクロポーラス吸着樹脂は、顔料に対する強い吸着効果を有し、様々な天然色に対して良好な吸着・浄化効果を有します。提案した分離物質にマクロ多孔質吸着樹脂を用いた吸着・遮蔽効果により、分離目的を達成することができる。伝統的な製法で作られた自然な色の多くは吸湿性が強い。しかし、マクロポーラス吸着樹脂カラムクロマトグラフィー処理を行うと、水性エキスやアルコールエキスに含まれる糖類、無機塩、粘液などの吸湿成分を効果的に除去することができ、製品の安定性を高めることができます。沈永根(シン・ヨングン)らは、x-5樹脂がph 4、流量2.0 ml /minで強い吸着能力を持つことを見いだした[8]。室温および脱着流量で1.5ミリリットル/分,溶出効果が最適な場合60%エタノールが脱着剤として使用されています。紫芋の色素を精製することで高純度の色素を得ることができる。rukye musa[9]は、ab-8マクロポーラス吸着樹脂カラムクロマトグラフィーを用いて紫芋エキスを濃縮・精製し、高品質で高純度のアントシアニン系天然色を得ました。

薄膜クロマトグラフィー(tlc):原理はカラムクロマトグラフィーと基本的に似ていますが、主な違いは、tlcは、吸着剤の粒子サイズがより細かく、一般的に250メッシュ以上であり、粒子サイズが均一であることです。tlc法は、アントシアニン、フラボノイド、カロテノイドなどの個々またはクラスの顔料の分析に使用できます。一部の研究者は、tlcを用いて紅心大根の色素を分析し[10]、色素量、溶出液、溶出時間などが色素分離に及ぼす影響を調べた。輔Zhengshengらます[11]との蕎麦つゆを選択しシリカゲルG静止期と容積率(大地量色素のなかには粘性液体する水色素1:1)、混合[無水ethanol-water(例)や[無水エタノールethanol-water-petroleum(6:1:1)]開発剤で、開発に要した期間は挙げられるミン開発距離は6 ~ 10 cmであった。これらの条件を使用すると、顔料は完全に分離され、斑点は明確かつ濃縮されました。

高性能液体クロマトグラフィー(hplc):未知の試料の分離や分析に用いられる。吸着クロマトグラフィー、分布クロマトグラフィー、イオンクロマトグラフィー、分子排除クロマトグラフィーの4種類があります。hplc分析は、特に質量分析や核磁気共鳴と組み合わせて使用する場合に、サンプル中の未知の成分を特定するために使用することができます。また、クロマトグラフィーのピークの高さまたは面積に基づいて、定義された条件下で測定される成分の量と比較して、サンプル中の成分の正確な含有量を決定するためにも使用できます。また、未知の微量化合物の構造を迅速に決定するためにも使用できます。liu xiaolingら[12]は、液体クロマトグラフィー質量分析法(hplc-ms)を用いて、ドラゴンフルーツ中の色素の異なる成分を分離し、分離された成分の構造を同定した。その結果、ドラゴンフルーツの果肉と果皮の色素はいずれもベタイン色素で、果肉から4つのベタイン色素が分離された。

高速反電流クロマトグラフィー(hsccc: high-speed counter-current chromatography)近年急速に発展している液体-液体分離クロマトグラフィー技術。依存の方向よ四フッ化エチレン蛇纹岩管と遠心力発生が特定の高速の惑星自転によってcarrier-freeを安定的に留保位相に伝えることを蛇纹岩管で静止静止位相一方向にモバイル・位相低速で連続して抽出および分離の物质の目的を達成したがあります。利点は、キャリアを使用して、不可逆的な吸着、サンプルの変性や汚染、クロマトグラフィーピークの異常なテーリングを除去する必要がないことです。試料は定量的に回収でき、非極性成分と極性成分の分離に適しています。この方法は赤ワインからアントシアニンを、クチナシからカロテノイドを分離するために用いられてきた。

遠心液体クロマトグラフィー:従来のカラムクロマトグラフィーを大幅に改良。カラムの代わりに皿状の円盤を使い、その上に吸着剤が広がっています。その後、試料を添加して溶出し、遠心力の作用により順次成分が分離され、検出器により区分されます。操作は完全に自動化されています。この方法は分離サイクルが短く,操作が容易であるという利点がある。色帯に応じて成分を収集することができます。吸着剤としては、通常の薄板クロマトグラフィーで使用されるシリカゲルやアルミナのほか、イオン交換樹脂やデキストランゲルも使用できます。

3アプリケーション

ぶどう红速色素:主成分はマルビニジンで、通常はそこから抽出されるぶどう肌硫酸を用いたワイン製造に用いられる。phは色相の変化に影響し、溶液が酸性であるほど、より鮮やかになります赤色。酸性環境では安定であるが、光や熱に対してはあまり安定ではない。飲料に使用すると、色を高め、品質の低下をある程度防ぐことができます。

無窮色素ハイビスカスはアフリカ原産の樹木で、熱帯・亜熱帯地域に広く分布する一年草。ハイビスカスの萼は赤紫で、色素はアントシアニンの一種。主成分はデルフィニジンで、次にシアニジンが続く。水性エキスは特徴的な酸味を持ち、デペクチンエキスは天然の酸味剤としても使用できます。この色素は、ブドウの皮膚色素と性質が似ています。飲料に着色するのに使用すると、長期間保存すると褐変しやすい。

クルクミン:比較的安定した顔料で、明るい色と卓越した光沢があります。耐熱性と耐光性があり、主にaとして使用されます黄色い着色料。熱を取り除き、食欲を刺激し、脾臓を強化し、消化を促進し、着色する機能を持っています。主に菓子やキャンディーの製造に使われます缶詰にソフトドリンク漬物など、特に薬効が高い。製薬業界で広く使用されています。クルクミノイドは、クルクミンを含む約3 ~ 6%の成分を含む中国のハーブウコンの主な有効成分です。demethoxycurcuminbisdemethoxycurcumin。これらのフェノール顔料3の同様の構造(interconversionベンゼン環間建物diketone構造やenoneはアルデヒドヒドロキシグループはベンゼン環)いろいろの点で薬理的効果似ていタリバンに与え、消炎など抗酸化、フリーラジカルを作用があると、脂血症に対する拒否である。特に、抗がん・抗がん作用が注目されていますが、わずかな構造の違いにより、3つのクルクミノイドは抗がん・抗酸化作用の能力が大きく異なります。例えば、デメトキシクルクミンは、tpaによって引き起こされる腫瘍細胞の増殖を阻害するのが最もよく、次いでクルクミンがある;そして、demethoxycurcuminは、細胞内の脂質過酸化物の形成を防ぐのが最もよく、次にdemethoxycurcuminが続きます。したがって、ウコンから3つのクルクミノイドのより純粋な混合物を抽出し、さらにそれらを分離することは、実際の薬物生産のための良いガイドと実用的な価値を提供することができます。

リコピン:熟したで発見トマトスイカ、ブドウ、その他の果物や野菜にも含まれています。1 kgの新鮮な熟したトマトには0.02 gのリコピンが含まれています。研究によると、リコピンはヒト血清中のカロテノイドの約50%を占め、体内で最も吸収されやすく、代謝され、利用されやすいことが示されています。また、睾丸、副腎、前立腺に高濃度で見られます。哺乳類は体内でカロテノイド(リコピンを含む)を合成することができないため、人体のリコピンは主に果物や野菜、特にトマトやトマトから作られていますトマト製品。疫学研究によると、リコピンは肺がん、胃がん、前立腺がん、すい臓がん、大腸がん、食道がん、口腔がん、子宮がんのリスクを減らすことができます。トマトは、1997年の米国癌研究会議と米国癌学会年次総会の報告書で、抗癌食品の1位に選ばれた。現在は『the world』に所属#リコピンの39の開発と生産は、主に植物のトマト、化学合成および他の方法から抽出され、イスラエル、日本、ロシアなどの国だけでなく、ロシュとbasfなどの多国籍企業が主導的な地位にあります。

サフラン:黄色い色素光や熱に比較的安定し、phの影響を受けない。これまでの研究で、血液循環を促進する紅花の有効成分は、水溶性の紅花黄色素に主に集中していることがわかっている。サフラン黄色色素は、冠状動脈拡張、抗酸化、心筋保護、血圧低下、免疫抑制、脳保護などの薬理作用の様々なカルコノイド化合物です。ベニバナの効能を評価する主な指標の一つに、ベニバナ黄色素の含有量があります。紅花の黄色素は漢方薬の紅花の薬理成分であり、毒性の副作用はないという研究結果がある。血小板活性化因子によって誘導される血小板の凝集と放出を阻害し、血小板活性化因子の血小板受容体への結合を競争的に阻害することができる。これは、直接医療だけでなく、健康製品、食品、化粧品、繊維着色料に使用することができます。

パプリカOleoresin:のナチュラル熟した唐辛子に含まれています。主な材料はβ-caroteneそして、キサントフィル科に属するカプサンチンとカプソルビンです。天然色研究のホットスポットであり、国内外の広い市場と高い応用価値を持っています。パプリカを抽出して焙煎した粉末顔料は、水溶性、耐熱性、耐塩性、耐酸性、金属耐性、微生物耐性などに優れている。発色力が強く、分散・隠蔽力に優れています。は质の天然色それは広く生産に使用することができます食品、薬、化粧品。一般的な天然顔料に比べて高い価格で販売されているだけでなく、生産コストも低くなっています。

ゼインとゼインアルコール広く製薬、食品、包装業界で使用することができます。Zeinはカロテノイド色素抽出コーンスターチ生産の副産物(コーンゼイン)から、それはaです自然あんた奴捜査官それは使うことができますカラー食品と化粧品。ゼインアルコールは食用タンパク質の一種で、成膜性、接着性、防湿性に優れています。これは、医薬品の防湿外装コーティングや食品の鮮度維持コーティングに使用できます。ゼインは、優れた成膜性、接着性、防湿性を持つ食用タンパク質です。製薬業界では耐湿性の外装コーティングに、食品業界では鮮度を保つコーティングに使用されています。

黄色:科クチナシ安全で無毒であり、胆嚢機能と解毒を促進し、自然で鮮やかな色を提供するという利点から、近年注目されています。クチナシは昔から食用や染色用の色素として使われてきました。クチナシ黄は、デンプン、タンパク質などの染色能力に優れ、菓子、パスタ、飲料、キャンディーなど様々な食品に広く使用されています。医療や化粧品の分野でも使用されています。安全性が高く、安定性が高く、毒性がなく、副作用もありません。そのため、国内外のit需要は年々増加しています。

赤紫色赤い色素:アマランスの茎や葉は紫色または紫色ですグリーン色栄養価が高く、種子はトッピングにもなります。紫色の茎と葉には明るい顔料が含まれており、それを使用することができます食用色素でまたは薬用液を着色する。それらは無毒で、無害で、安定しています。天然アマランス赤い色素は、物理的な抽出と精製によって得られた赤いアマランス(成熟期は6月から8月)から作られています。主成分はアマランシンとベタインである。暗紫色の乾燥粉末であり、水に非常に溶け、低グレードのエタノールに可溶である。その溶液は、phが2から7の範囲で明確な紫-赤の色であり、柔らかく自然な色合いです。その物理的・化学的性質は、国際的に使用されているビートレッド色素と類似しており、短時間保存される冷凍食品や飲料の着色に適しています。

くるみ色素:クルミはユグランス科ユグランス属の植物です。薬草、染料、油の機能を兼ね備えた特殊な換金作物です。緑のクルミの皮は、抗真菌、抗腫瘍の薬効があるだけでなく、aとして使用することができます天然の色と染料食品、化粧品などに広く使われている[13-14]。

4展望

目下のところ,中国は発展して利用したものが相対的に少ない天然食品着色料の品種。ほとんどは生産条件や季節によって制限され、原料源は不安定です。また、原料は成分が複雑で、顔料の含有量が少なく、製造コストが高いため、広く普及することができません。しかし、技術の進歩により広く利用されるようになった。最初に商業的に使用された天然色は単に植物エキスであった。将来的には、品質が高く、品質基準が統一され、賞味期限が長くなることが期待されており、自然な色への需要はますます高まっています。より多くの食品飲料加工会社がそうします合成色を自然な色に置き換えますこれにより、より多くのお客様が自然で健康的なライフスタイルを追求することが促進されます。したがって、自然な色の開発と利用を加速することは、人々を保護するための肯定的かつ広範な意義を持っています'の健康と農業と副業製品の経済的価値を向上させる。

参照:

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[2] Rozzi NLます。トマト加工副産物からのリコピンの超臨界抽出[j]。の農産物や食品化学の雑誌、2002年、(9):2638-2643

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