食品産業におけるウコン抽出物クルクミンパウダーの用途は何ですか?

1導入

クルクミンは、主にショウガ科(ショウガ科)のクルクマの根茎に由来する、橙黄色の疎水性植物ポリフェノール化合物です(図1)[1]。それは特徴的なウコンの香り、わずかに苦い味を持つオレンジ-黄色の結晶または結晶性粉末として現れ、水に容易に溶解しない。クルクミンは、whoやその他の国で承認されている食品香料、着色料、保存料です。クルクミンは、抗炎症作用、抗がん作用、抗酸化作用、抗菌作用、抗腫瘍作用、抗ウイルス作用、低血糖作用、低脂血作用など、さまざまな生物学的活性を持つことが研究で示されています[2-6]。近年、クルクミンは徐々に研究のホットスポットとなっています。本論文では、国内外の研究成果を総合し、食品へのクルクミンの応用を、着色、香料、抗菌、ヘルスケアの4つの側面から総括・分析し、クルクミンのさらなる発展と応用の参考にすることを目的とする。

2. 食品中の着色剤としてのクルクミン

現代の食品産業では、着色剤は食品添加物として広く使用されています。クルクミンは、植物から抽出され精製された天然着色剤として、安全で信頼性が高く、毒性がなく、副作用がありません。世界中の国々で広く使用されている7つの天然着色剤の1つです[7]。

2.1. クルクミン彩色機構

クルクミンは分子式のC21H20O6からなる化学構造2 o-methylated phenolsとβ-diketone機能グループを有する。これは、酸性および中性溶液には不溶ですが、アルカリ性溶液には可溶です[9]。水素原子を皮切りにβクルクミンが-diketoneチェーン細胞内転送を行うことができ、その分子构造の形でketo-enol互変異性(図2)の形式ではほとんどが仏足跡酸性確信中立な解決法エノル形態はほとんどが仏足跡実際にその確信アルカリ性難しくなっていますエノールの形は共鳴支援水素結合によって安定化される[10,11]。

溶存量と安定クルクミンが関係のある神であるタイプの溶剤とクルクミンが博士解決方法は、pHsに别々の色を黄色酸性のない中立な条件の下で、レッド・アルカリ性条件下(図3)テーブル1から見られるように、7.2%のpHで黄色をクルクミンが解決策はまだが、代わりに沈殿に開始phは9.9で、溶液は赤色で沈殿する。クルクミンは還元剤に安定しており、着色力が強く、一度着色すると色あせにくくなります。食品業界だけでなく、化学業界(化粧品、ヘア染料など[12])、製薬業界(錠剤コーティングなど)など、幅広い分野で使用されています。

2.2クルクミンの着色機能と応用

クルクミンは、明るい色で、着色性、分散性に優れ、他の天然顔料や合成シトリニン等と比較して染色能力が優れています。特にタンパク質の染色能力が高い[14]。クルクミンは、主にソーセージ製品、缶詰、煮物の着色に使用されます。China&によれば#39; s GB 2760-2014食品安全国家標準使い食品添加物标准、クルクミンが最大許容量は、冷却缶が0.15 g / kgでココア製品の中。チョコレート、同社ソリッドチョコレート商品も、饴ちゃん0.01 g / kg、打者、打者は多い揚げるという方法がパウダーが0.3g / kg、インスタント米や小麦粉は悪く0.5g / kgが、単にメイプルシロップはとても0.5g / kg味付けラーメンダレは89 0.1g / kgで、炭酸飲料は0.01g / kg熟してナッツや種子類、grain-based男の肉パフされた食品は、生産ニーズに応じて適切な量で使用されます[15]。

水に低いクルクミンはのオオボウシバナの石油にややのオオボウシバナごとに発表することと规格の制品はクルクミンがalcohol-solubleなど水溶性クルクミン、とクルクミンがoil-soluble物理化学プロセス[16]使い、彩色のニーズに適用できる食品(図4)、近年ではナノテクノロジーを利用しクルクミンがもらえる配送システム建設(nanoemulsions、liposomes分子パッケージなど、図5)は、クルクミンが水に溶けないという問題を解決しただけでなく、クルクミンの安定性を向上させ、着色の保持時間を延長させた[17]。また、別の水溶性とクルクミンがoil-solubleの天然顔料の組み合わせ産物をのはいかがなものかが純粋な黄色い色自然に色素を単一製品様々なshades ofオレンジとした褐色では麺で広く使われているインスタントラーメン、飲料果実酒、飴マーガリン、缶詰ジュースの難破船や料理無いさまざまな用途に応じて、さまざまな食品特異的顔料が開発されてきた[18,19]。以上をまとめると、クルクミンの化学修飾、ナノカプセル化、他の顔料との配合が食品着色分野の将来のトレンドとなる。

3. 食品中の調味料としてクルクミンの応用

クルクミンはウコンの独特の味を持っていますほんのりとしたスパイシーな味わいで、ちょっぴりピリッとしたムスクな味わい、オレンジとジンジャーが混ざったような味わい。それはまた少しスパイシーで苦い味を持っています。食品の「色・香り・味」の3つの要素を持ち、調味料の分野での応用が期待されている[20]。

3.1カレー粉中の成分としてのクルクミンの応用

ウコンはインド人の生活に欠かせない伝統的なカレー食材であり、中東やペルシャ料理、タイ料理のケバブの一般的な調味料でもあり、マスタードソースの一般的な色の一つでもある[21]。カレー粉は、世界中で広く食べられている辛い調味料の一つです。天然の食用香辛料から作られており、色は黄色である。それは独特の香りとスパイシーで甘い味[22]。カレーはインドが発祥で、その後各国に広まった。本格的なインドカレーはスパイシーで香りが強い。主にクミン、フェンネルの種、コリアンダーの種、マスタードの種、ウコンパウダー、唐辛子などのスパイスから作られます。ウコンは、主に香りと着色を高め、また、体内の酸化フリーラジカルのレベルを減らすことができる強力な抗酸化作用を持っています' s処理された新陳代謝のプロセス。カレーは料理に広く使われており、主に牛肉、羊肉、鶏、鴨、カニなどの肉を調理するが、ジャガイモやカリフラワーなどの野菜、果物やスープを調理するためにも使われている[23]。

ウコンの原料となるウコンの原産地や地域によって食習慣が異なるため、地域によって生産されるカレー粉のウコンの含有量は大きく異なる。例えば、広東東莞の理想的なカレー粉のウコン含有量は0.33559%です;河南省珠馬店王守義カレー粉のウコンの含有量は0.55121%です;オーストリアのカレー粉コタニのウコン含有量は0.50968%。韓国のウコン含有量#39; s Budao'erオリジナルカレー粉は0.05598%、インドのミドカレー粉のクルクミン含有量は0.16735%です。ウコンをカレー粉の材料として使用する場合、クルクミンの含有量と製品への影響を考慮する必要があることがわかります[24]。カレーは料理の味を高めるだけでなく、体にも良い。カレー愛好家はアルツハイマー病を発症するリスクが低い&#おそらくカレー中の主要成分クルクミンは、それによって予防またはアルツハイマー病の発症を遅らせる、脳内のアミロイドタンパク質の蓄積を分解することができるため#39; sですまた、カレー粉に豊富に含まれるクルクミンには、胃がん細胞の増殖を抑制する効果がある。

3.2天然スパイスとしてのクルクミンの応用

ウコンは中世ヨーロッパでは高価なスパイス・サフランの代用として広く知られていた。植物ウコンの根の2つの最も重要な有効成分は、クルクミンとクルクミノイドです。クルクミノイドは揮発性の芳香族分子であり、ウコン粉末中に保持することが困難である。ウコン粉末は、ウコンの根茎を沸騰して乾燥させ、それらを粉砕することによって作られる明るい黄色のスパイスです[25]。ウコン油はウコンの根茎を水蒸気蒸留して得られます。主な成分はクルクミノイド、芳香族クルクミノイド、クルクメン、ジンギベレンである。揮発性が高く、橙黄色の液体である[26]。アメリカ合衆国連邦緊急事態管財庁(fema)は、飲料、調味料、スープ、肉、漬物に含まれるウコン油の最高含有量を、それぞれ0.78、59、30から40、43、40 mg/kgと規定している。ウコンオイルはタバコの香料としても使用され、香りを高め、香りを定着させ、カビを予防する効果があります。ウコン油は、ウコンの根茎を乾燥粉砕し、エタノール、プロピレングリコール、アセトンなどの有機溶媒で抽出することによって得られます。樹脂、油、クルクミン[27]から構成されています。

femaの規制では、調味料、肉、漬物、加工野菜、スープに使用するウコン油の最大使用量はそれぞれ640、100、200、200、1279 mg/kgであると規定されている。現在、ウコンは調味料や色素として食品産業で広く使用されています。クルクミンは、スープ、カレー粉、チーズ、フルーツドリンク、ヨーグルト、アイスクリーム、マスタードなどの食品に色や風味を付けるために使用できます。実際の生産では、クルクミンは、パスタ産業だけでなく、ベーキング、パフ食品、食肉製品、調味料、乳化フレーバー、漬物、健康製品で広く使用されています。ウコンエキスは調味料として、鶏肉調味料、唐辛子調味料、パフ調味料、インスタント食品調味料、鍋調味料、ビーフジャーキーなどの複合調味料に使われています。

4. 食品中の抗菌防腐剤としてウコンエキス

クルクミンには、抗酸化作用や抗菌作用などの生理活性があり、保存作用もあります。天然食品防腐剤として使用することができ、食品加工、食品調理、果物や野菜の保存と保存、ドライフルーツの生産に広く使用されています。

4.1クルクミンの抗菌および防腐メカニズム

クルクミンには抗菌保存作用と活性酸素除去作用があり、細菌の増殖や食品の酸化劣化を防ぐ効果がある[28]。クルクミンの抗酸化機構は、そのユニークな共役構造に起因しています。石炭酸ヒドロキシ派とβ-diketoneグループ抗酸化過程で陽子を提供することができる反応フリーラジカルブロックませんでしたステープルチューブリンからクルクミンが細胞分裂を抑えるされRNAタンパク質合成邪魔して滅びdownregulates細菌遺伝子発現細菌や炎症を抑えるDNA被害対策(SOS応答)細胞膜組織アイデンティティの細菌壊します細胞壁など構造細胞繁殖抑制しまたは細菌毒性因子クオラムセンシング(QS)システムを介して細菌バイオフィルム形成抑制し図6に示すように[13]。クルクミンは、抗生物質(ゲンタマイシン、アミカシン、シプロフロキサシンなど)の抗菌活性を高め、相乗的な抗菌効果を発揮することが研究で示されています[29]。

また、クルクミンは、400 ~ 500 nmの吸収スペクトルで青色光を吸収し、自然光増感剤として使用することができます。クルクミンは、青色光を照射すると活性酸素を生成し、これが細菌の細胞膜の成分を酸化して細菌を死に至らせる[30 - 31]。ウコン油は最強の抗菌力を持ち、大腸菌、枯草菌、ペニシリウム、酵母を阻害します[32]。例えば、songら[33]は、ペニシリウムに対するクルクミンの抗真菌効果を研究した。クルクミンが見つかっ100μmol / L光の約30分とも相まって、生産を減らし率とPenicillium胞子の生存率を押し上げた。処理されたカビ胞子は、未処理のカビに比べて、細胞壁の萎縮や断片化、液胞化、細胞質の押し出し、核膜や細胞小器官のぼやけなど、形態や微細構造に明らかな異常を示しました(図7)。

4.2抗菌防腐剤としてのクルクミンの応用

クルクミンは防腐剤として使用することができます食肉、水産物、その他の食品のために。ある研究でウコン粉γ-raysな薬を使用して鶏肉を治療する肉素質を高める。3%ウコン粉末と4°cで14dに2 kgy照射すると、全好気性細菌と大腸菌群が効果的に除去された[34]。また、冷凍後の皮をむいたエビ(1:1)にターメリックを適用した研究では、クルクミンに静菌効果があり、エビの保存寿命を延ばすことがわかった[35]。クルクミンは果物、ジュース、パン、豆腐などに良い防腐効果があります。へそみかんを0.05%のクルクミン保存液に浸すと、腐った果実と品質の低下率を効果的に減少させることができ、へそみかん果実の可溶性固形分、総糖、総酸およびvcの含有量を維持し、180日後に高い食用品質を持っている[36]。

〔37〕がゾウらかパイナップルスライスに格納された4°C治疗で治したいと申し出100μクルクミンがmol / Lそして光の10分を試みた後、保存・ブラウニング制御(図8)ことを示す光クルクミン(待遇が強い相乗抗菌作用があるfresh-cutパイナップル? -ああ濃度0.025%以上のウコンエキス溶液は、でんぷん質食品、タンパク質食品、肉類食品に優れた防腐効果があります。生果汁に一定の保存効果があるのは濃度が0.05%以上の場合のみである。しかし、クルクミンは100°cという高温で沸騰させると熱分解してしまい、抗菌効果が低下します。したがって、使用中は高温を避けるべきである[38]。

ウコン精油は、一般的な腐敗細菌であるaspergillus nigerやpenicillium expansumに対して、砂糖漬け前の保存時間を延長するのに役立つ[39]。不振低溶解水問題安定食貧しい互換性とマトリックス検査制限は備わっていると改善策が現在就只技術プロセス溶解水が安定的なクルクミンが主なものmicroencapsulation、electrospinning・・nanoencapsulation、・・・優しく◆数学の応用分野食品の保存[40]。

5. クルクミンは、健康食品の機能性活性成分としての応用

天然由来の機能性有効成分であるクルクミンは、抗酸化作用、抗炎症作用、低血糖作用、低脂血作用、免疫調節作用など、人間の健康に有益な様々な生理作用を有しています。機能性食品や健康食品の開発と応用に大きな可能性を秘めています。食品から飲料、専門的な栄養補助食品まで、クルクミンの用途は拡大しています。2019年には、娃hahaは米国からの二日酔いの治療と肝臓保護ドリンクウコン目覚め、新しい章ウコン肝臓サポートを発売し、東門碧健はウコン二日酔いドリンクを発売しました。

5.1二日酔い治療および肝保護の有効成分としてのクルクミン

アルコールは摂取後、消化管を通って循環系に吸収され、肝臓に運ばれ、アルコールデヒドロゲナーゼとアルデヒドデヒドロゲナーゼの作用により代謝されて分解される。酸化的なフリーラジカルは、肝臓に損傷を与えるアルコール代謝中に生成されます。クルクミンは肝臓の活性を低下させることができます'sグルタミン酸ピルビントランスアミナーゼは、還元されたグルタチオンのレベルを増加させ、酸化的なフリーラジカルを除去し、それによって肝臓を保護し、栄養を与える(図9)[24]。さらに、クルクミンは、アルコール性肝障害に対する修復および保護効果を有します。Curcumin'の肝臓保護効果は、その強力な抗酸化、抗炎症、および抗線維化特性によるものです[41]。

現代の医学研究は、病気の発生はフリーラジカルの形成に関連していることを示しています[42]。細胞の成長に固有の酸素消費は、一連の活性酸素種の生産につながります。活性酸素種は、核酸、脂質、タンパク質、炭水化物などの重要な生体分子に損傷を与え、dna損傷を引き起こし、変異を引き起こす可能性があります。有効に除去できないと病気の発生につながり、100以上の病気に関わっています[43]。アルコールは肝細胞でシトクロムp4502e1 (cyp2e1)とアルコールデヒドロゲナーゼ(adh)を介して代謝され、多くのフリーラジカルを形成する。クルクミンは強力な抗酸化作用があり、体内のフリーラジカルを効果的に除去・捕捉し、肝保護効果を発揮します。

研究によると、クルクミンは、肝臓の過酸化脂質レベルを減少させることによって鉄による肝障害を軽減し、in vitroおよびin vivoで低密度リポタンパク質(ldl)の酸化を抑制し、カラゲナンによって引き起こされる炎症から保護することができます[44]。クルクミンが肝臓炎症を抑える主に抑えることで炎症[45]とdownregulating要因NF -κβ転写因子(46)。また、クルクミンは、血清グルタミン酸オキサロ酢酸トランスアミナーゼ(ast)およびグルタミン酸ピルビントランスアミナーゼ(alt)の増加を阻害し、ヒドロキシプロリンの含有量を減少させ、肝線維症を改善することができます。

5.2脂質低下活性成分としてのクルクミン

高脂血症は心血管疾患(cvd)を引き起こす主な要因の1つである[47]。高脂血症は脂質代謝疾患であるアテローム性動脈硬化を誘発し、冠状動脈疾患、胆石症などと密接な関連がある。人間の健康を害する「三大原因」の一つとして知られています[47]。クルクミンの低脂血性活性が徐々に発見・認識されるようになり、クルクミンを主成分とする医薬品が次々と登場しています。

表情クルクミン抑制低密度リポ蛋白質受容体(LDLR)遺伝子を当てると発動するperoxisome proliferator-activated receptor-gに対する差動(PPARg)規制コレステロール規制素子結合タンパク質(SREBPs)遺伝子発現、すなわち、upregulating SREBP-1とdownregulating SREBP-2、レベルを低減細胞内比重抑制低密度コレステロールと(LDL)[49]。また、アポリポプロテインa (apoa)の含有量を増加させ、高密度リポタンパク質(hdl)の代謝を促進し、コレステロールの代謝分解と流入および流出の速度を加速し、細胞内コレステロールを減少させることができる。

クルクミンは、ラットの肝臓に対するリポ多糖類(lps)の影響を減少させることができます,チオバルビツール酸反応性物質の含有量を減少させます(tbar),グルタチオンの活性を増加させます(gsh)とスーパーオキシドジスムターゼ(sod),したがって、その脂質低下および抗脂質過酸化作用を示します[50]。クルクミンは単球/マクロファージの脂質蓄積を調節し、脂肪細胞の脂質レベルを低下させ、酸化的および脂質誘導損傷から血管系炎症細胞を保護するfoxo3a転写活性を増加させることが研究によって示されている[51]。nezhadらによる2018年の血液透析患者を対象とした研究では、クルクミン80 mgを2ヶ月間摂取した患者の血中脂質レベルが、低密度リポタンパク質コレステロール(ldl-c)濃度の低下および高密度リポタンパク質コレステロール(hdl-c)濃度の上昇を含む低下したことが明らかになった[52]。

5.3免疫調節活性成分としてのクルクミン

免疫系は非常に複雑な中枢(骨髄、胸腺)および末梢(リンパ節、脾臓、血液)リンパ器官および組織から構成されており、さまざまなリンパ球集団および分子を分泌することにより、感染やがんに対する防御、臓器移植や自己免疫疾患の有害作用を抑制する役割を担っている[53]。クルクミンは、単球、好中球、ナチュラルキラー(nk)細胞、樹状細胞(dcs)、マクロファージ、リンパ球(t細胞およびb細胞)を含む免疫系のさまざまな免疫細胞の成長と応答を調節し、それによって免疫機能を強化することが多くの研究によって明らかにされている[54]。

li xinjianらは、mtt比色法によるマウス脾臓リンパ球の増殖およびマウス腹膜マクロファージの貪食機能に対するクルクミンの効果を研究した[55]。クルクミンがその結果のphagocytic機能を増進させることが出来る腹膜播种がマウスマクロファージが625μでクルクミンが0待mol / Lはかなり拡散upregulate Tリンパ球のかかったConA行為が韓国戦争にピーク効果は観测μmol / L;後125μmol / L,減衰効果展示抑止効果が強い。表情クルクミンが抑えられるNF -κB p65タンパク質脾リンパ球の核での抑圧にかかわるかもしれませんNF -κBシグナル伝達経路。

クルクミンには投与量に関連する免疫調節効果があることがわかります。b細胞は、主に骨髄で発達し成熟する重要な免疫細胞でもある。その主な機能は、液性免疫を仲介することです。b細胞はまた、抗原を摂取し、加工し、提示することができる重要な抗原提示細胞でもある。クルクミンはb細胞の増殖とbリンパ球を介した免疫機能に影響を与える。クルクミンは、シクロスポリンおよび過酸化水素誘起酸化ストレスを低下させることによってebウイルス誘発b細胞の不死化をブロックする[56]。クルクミンはまた、小腸粘膜のb細胞数を増加させることから、クルクミンが粘膜免疫系に対する免疫調節効果を有することが示された。また、Soe immunomodulatory影響を与えるをクルクミンが発见らあるブドウ糖homeostasisインスリン抵抗性というのはプラズマインシュリン濃度の拡大を通じて、主を活性化させ、肝臓でglycolysis比重増加、gluconeogenesisやlipometabolism酵素活動抑制と作用(LPL)骨格筋[57]?

6まとめと展望

近年、クルクミンに関する研究が盛んに行われている。中国は世界の一つです&#クルクミンの39の主要なサプライヤーと資源が豊富です。クルクミンは、天然の着色剤、香料、機能性活性物質として長い歴史を持ち、食品・調味料業界で広く使用されています。しかし、水溶性が低く、不安定で、生物学的利用能が低いため、その開発・利用が制限されており、今後、生物学的利用能を向上させることが重要な研究課題となっている。経済と社会の発展に伴い、人々はますます自分の健康を重視し、自然食品の概念と食品と薬の融合を提唱している。循環器疾患、脳血管疾患、がん、糖尿病、慢性呼吸器疾患などの慢性疾患に苦しむ人が増え続けています#健康維持と回復効果を持つ機能性食品の需要も増加しています。クルクミンは、天然植物源を持つ医薬品と食品起源の両方の食品として、人々を満たす様々な生物活性を持っています'の健康ニーズと非常に人気があります。

したがって、今後、クルクミンを着色剤、防腐剤、香料として使用した製品は、その生理的効果を強調し、製品の付加価値を高めるために再配置される必要があります。クルクミンを主成分とする機能性食品の開発が可能になる。これらの食品は、健康ミルク、機能性飲料、ペストリーなどの一般的な食品の形、またはカプセル、錠剤、医薬品などの非食品の形である場合があります。要するに、クルクミンの生理活性に関する研究の深化とその生物学的利用能の向上に伴い、クルクミン製品はより広範な応用の展望を持つことになります。

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