천연 식물 기반 식용 색소 7

With the development of science and technology and the progress of society, people are paying more and more attention to food safety issues. The majority of consumers are increasingly concerned about the harm of 합성 색소 contained in food, which has led to an increasing focus on natural pigments that are highly safe and have certain physiological functions. The development and application of natural plant pigments has become a common concern among scientific and technological workers in various industries. People are trying to obtain natural pigments from various plant resources and explore their physiological activities to alleviate and solve various problems caused by synthetic pigments. This article provides a brief overview of seven plant pigments currently under research, with the hope of providing theoretical guidance for researchers working with natural plant pigments.

천연 식물 기반 식용 색소 1 7

1.1 감자 색소

감자 (Solanum tuberosum L.)는 얌, 감자 또는 얌 알이라고도 하며, 영양소가 풍부하고 소화 및 흡수가 용이하며 적응성이 뛰어나 식용 및 요리에 모두 사용할 수 있는 고수확 밤그늘 작물이다.그것은 세계 & 중 하나입니다#39;s 영양가 10대 식품 [1].흑미인 감자는 껍질이 흑보라색이고 과육이 검은색이다.그것은 교배를 통해 육종된 감자 신품종입니다.전문가의 평가에 따르면이 품종은 영양소가 풍부하고 칼슘, 칼륨 함량이 높을 뿐만 아니라 안토시아닌 등 영양소도 함유되어 있다.장기간 섭취하면 체중감소와 미용, 위장을 보양하고 비장을 튼튼하게하고 배뇨를 촉진하며 해독과 항염증, 혈당과 혈중지질을 낮추는 등 다양한 효과가 있다.조홍 등 2)은'흑미'감자의 안료를 추출용매로 1.1% 염산-에탄올 용액을 사용하였다.액체와 액체의 비율 1:40, 추출시간 1시간, 추출온도 50 °C의 조건에서 가장 우수한 추출결과를 얻었다.최적의 추출 공정 조건은 온도 50 °C, 추출 시간 1시간, 액체 대 고체 비율 1:40, 염산 농도 1.1%이다.

이어서 조홍 등 3명은'흑미'감자 색소의 안정성을 연구했다.그 결과 색소가 산성 조건에서 안정하다는 것을 알 수 있었다;빛과 높은 온도는 안료 저하를 가속화합니다;실험첨가범위 내에서 금속이온 K+, Ca2+, Al3+은 색소에 영향을 미치지 않은 반면, Na+, Mg2+, Cu2+는 색소에 색을 증진시키는 효과를, Fe3+는 색소 용액의 색을 변화시키며 해로운 효과를 나타내었다;자당, 구연산, 벤조산 나트륨과 같은 첨가제는 색소에 아무런 영향을 미치지 않았다;H2O2와 Na2SO3는 색소의 안정성에 큰 영향을 미쳤다.

Li Caixia et al. [4] used a 0.1% HCl-ethanol solution to extract the “Black Beauty” potato pigment under constant temperature and shaking conditions, and used spectrophotometry to determine the change in absorbance at the maximum absorption wavelength of the pigment under different environments. The results showed that the pigment is a water-soluble anthocyanin pigment, and the pH value has a significant effect on the stability of the “Black Beauty” potato pigment. The pigment is more stable under acidic conditions; the metal ion Al3+ has a color-enhancing effect on the pigment, while Na+, K+, Ca2+, Mg2+, and Zn2+ have basically no effect on the stability of the pigment, while Cu2+ and Fe3+ have a significant adverse effect on the stability of the pigment; the pigment is highly resistant to radiation, but not to natural light or high heat, and has very poor oxidation resistance; sucrose, VC and β-cyclodextrin at low mass fractions have little effect on the stability of the pigment; citric acid at a certain mass fraction has a color-enhancing effect, while potassium sorbate has a certain effect on the stability of the pigment.

보라색 옥수수 색소 1.2

퍼플 콘 (Purple corn)은 풀과에 속하는 옥수수 종으로, 페루 가 원산지다.보라색 옥수수 색소는 보라색 옥수수 알맹이에서 추출한 안토시아닌의 일종이다.안토시아닌 색소는 식물에서 널리 발견되는 수용성 천연 색소의 일종이다.그들은 활성산소를 청소하고 산화에 저항하며 지질과산화에 저항하는 등 많은 생리기능을 가지고있다.또한 효능이 높고, 독성이 낮으며, 생물학적 이용성이 높은 것으로 알려져 있다.그것들은 약용 가치가 있는 천연 식용 색소 자원입니다.장야준 등 5)은 단일요인검정을 이용하여 에탄올 농도, 구연산 농도, 액상 대 물질 비율, 추출온도의 4가지 인자가 자색옥수수 심색소 추출에 미치는 영향범위를 초기에 규명하였다.이를 바탕으로 직교검정을 수행하여 옥수수 색소에 대한 최적 추출조건을 도출하였다.

그 결과, 4가지 요인 중 액체 대 물질 비율이 색소 추출에 가장 큰 영향을 미쳤고, 그 다음으로 추출온도, 에탄올 농도, 구연산 농도 순으로 영향을 미치는 것으로 나타났다.최적 추출 조건은 에탄올 농도 60%, 구연산 농도 0.8%, 액체 대 고체 비율 1:10, 추출 온도 80°C이다.색소 안정성에 있어서는 장야준 등 6명이 연색법을 통해 보라색 옥수수 안토시아닌 색소의 최대 흡수 피크를 확인하고 색소의 물리적, 화학적 특성을 분석하였다.그 결과 보라색 옥수수 안토시아닌 색소의 최대 흡수 피크는 526 nm;보라색 옥수수 색소는 salt, sucrose, glucose, vitamin C, citric acid, acetic acid에 안정하였고, Cu2+, Mg2+, Ca2 +, K +, Al3 +는 안정하다;보라색 옥수수 색소는 빛과 산화제 (H2O2)와 환원제 (Na2SO3)에 민감하다.항산화 연구에 관하여,이 색소는 in vitro 항산화 능력이 강하며, 활성산소를 제거하는 능력 (DPPH· and ·OH, O2·)이 양성대조인 아스코르브산보다 현저히 우수하다는 것이 문헌에서 보고되었다.색소crude 추출물은 0.04 mg/mL에서 DPPH· 소거율이 89.88%, a ·OH 소거율이 84.87%;0.035 mg/mL에서 O2·의 청소율은 85.82%이다 [7].

리슘 루테니쿰 색소 1.3

리키움 (Lycium ruthenicum Murr).(black fruit wolfberry)는 건조한 중국 서북 지역의 고유종인 다년생 관목 야생 식물이다.Solanaceae과 Lycium 속 (Lycium L.)에 속한다.티베트 의학에서는 이를"팡마"라고 부른다.잘 익은 과일은 약재로 쓰인다.열매의 색소는 영양소가 풍부한 안토시아닌 색소의 일종으로 약과 식품으로 모두 사용되는 기능을 가지고 있다.시장 개발 가치가 크다 [8].장유안드 등 9명은 색소 함량을 지표로 하는 마이크로파 보조 방법을 사용했다.blackberry medlar anthocyanin 색소의 추출에 미치는 다섯 가지 인자 (추출용매, 방사력, 추출시간, 물질대 액비, 담금시간)의 영향을 단일인자 및 직교실험을 이용하여 조사하였다.그 결과 흑과실 메들라의 안토시아닌 함량에 미치는 각 인자의 영향은 다음과 같다:액비 대 물질 비율>에탄올 농도>방사선 전력>추출 시간>흠뻑 시간;검은열매 medlar 로부터 안토시아닌에 최적화된 추출조건은 추출용매 75% 에탄올, 복사력 70 W, 추출시간 20분, 액상 대 물질비 1:50, 담금시간 20시간이었으며, 이러한 조건에서 안토시아닌 색소 추출율은 15.32%, 총 안토시아닌 함량은 936.27 mg/100 g 이었다.또한 Chen 등 [10]은 초가시광선 분광광도법을 이용하여 흑채 울프베리 색소의 프로안토시아니딘 함량을 확인하였고, 그 결과 흑채 울프베리 색소의 프로안토시아니딘 함량은 22 g/100 g 이었다.

붉은 아마란스 색소 1.4

붉은아마란스 (Alternanthera bettzickiana L.)는 아마란스과에 속하는 다년생 초본이다.줄기와 잎은 자줏빛을 띤 붉은색이며 안토시아닌이 풍부하다.레드 아마란스는 밝고 유혹적인 색이 매력적이다.적응성이 높고 널리 분포되며 생산성이 높고 안토시아닌 색소가 많이 함유된 등 장점이 있다.류델리앵 [11]은 레드 아마란스 색소의 최적 추출조건은 추출제로 부피분율이 2%인 염산 수용액, 추출온도 30 °C, 추출시간 1.5시간, 액체와 고체의 비율이 1:20 임을 발견하였다.일반적인 식품첨가물은 색소에 큰 영향을 미치지 않는 반면 소금은 일정한 색소 강화 효과가 있다.산화제인 H2 ₂와 환원제인 NaHSO3는 모두 색소를 분해시키는데, H2 ₂와 NaHSO3 농도가 증가함에 따라 적색 아마란스 색소의 분해 속도가 빨라진다.금속이온인 Mg2+, Cu2+, Zn2+, Ca2+, K+, Na+는 적색 아마란스 색소에 큰 영향을 미치지 않는 반면 Ba2+는 색소에 색을 증진시키는 효과가 있으며 Al3+는 색소를 퇴색시킬 수 있다.

용과색소 1.5

Dragon fruit (Hylocereus undatus L.) is the fruit of an annual succulent plant in the family Cactaceae (aeataeeae) of the genus Hylocereus (Hylocereus undatus). It is also known as red dragon fruit or honey fruit. It is cultivated in Hainan, Yunnan, Guangdong, Guangxi and other places in China. Dragon fruit is rich in nutrients and has unique functions. It contains plant albumin, which is rare in general plants, as well as abundant cellulose and water-soluble dietary fiber. It is also rich in a large amount of betaine pigments. The color of the skin and flesh ranges from rose red to purple red, making it a good raw material for extracting natural pigments [12]. Liang Binxia et al. [13] studied the effects of the type of extraction solution, liquid-to-material ratio, extraction time, extraction temperature and pH on pigment extraction, and determined the optimal process conditions: freeze-storage of the pitaya peel, extraction solution of deionized water, liquid-to-material ratio of 5:1, extraction time of 30 min, extraction temperature of 50 °C, The pH of the extract was 6. The results showed that a 75% ethanol solution gave the best results. The maximum absorption wavelength of the dragon fruit peel pigment was 536 nm. The pigment was stable under acidic conditions but not light stable.

빨간색 라즈베리 색소 1.6

산딸기라고도 하는 붉은산딸기는 장미과에 속하는 식물이다.그들의 익은 과일은 붉은 색소가 풍부하며 천연 색소의 좋은 공급원이다.붉은 산딸기에 들어 있는 붉은 색소는 안토시아닌 형태로 존재하여 체내 과산화를 막을 수 있다 [15].

손시연 등은 천연색소를 추출하기 위해 붉은 산딸기 열매를 원료로 사용했다.macroporous resin 방법을 이용하여 정제하였다.정제 후, 종이 크로마토그래피를 이용하여 시료를 분리하였다.성분은 UV-Vis 분광법과 종이 크로마토그래피를 이용하여 사전적으로 확인하였다.그 결과 HPD-700대식 흡착수지가 적색 라즈베리 색소를 정제하는데 적합함을 알 수 있었다.조추출물의 pH 가 2일 때 흡착효과가 더 좋다.60% 에탄올을 용출액으로 사용하여 용출량은 4 BV, 유속은 0.6 mL/min 이었으며, 60% 에탄올을 용출액으로 하여 용출을 수행하였다.용출 효과는 더 좋았다;종이 크로마토그래피로 4가지 성분을 분리하였으며, 예비 확인은 각각 cornflower-3-glucoside, cornflower-3-rutinoside, cornflower-3-sophoroside, cornflower-3-glucose-rutinoside 이었다.왕펑 등 17명은 초음파 방법을 이용하여 붉은 산딸기 열매에 있는 색소의 추출과 안정성을 연구하였다.그 결과 적색 라즈베리 색소의 최대 흡수파장은 510 nm 이며, 최적 추출조건은 부피분율 50%, 액상 대 물질비 1:10, 추출온도 40 °C, 추출시간 30분의 에탄올용액으로 2회 추출하였다;pH는 적색 라즈베리 색소의 색에 상당한 영향을 미친다.50 ℃ 이하의 온도와 어두운 곳에서도 안정하다.붉은 산딸기 색소는 일정한 항산화 능력이 있다.수크로스는 색소에 큰 영향을 미치지 않는다.VC는 색소에 분해 효과가 있습니다.Fe3+ 이온은 적색 라즈베리 색소에 보호 효과가 있어 구조를 안정화시킵니다.

블루베리 색소 1.7

Blueberries are plants of the genus Vaccinium in the family Ericaceae. Their fruits are berries that are blue in color, making them one of the rare blue foods. Blueberries have delicate flesh and a delicious sweet and sour taste. They not only contain nutrients such as vitamin C, but are also rich in natural blue pigments. The main component of blue pigments is anthocyanins, which are a type of antioxidant that protects the human body from free radical damage and greatly enhances immunity [18]. Yang Xuefei et al. [19] optimized the ultrasonic extraction process of blueberry pigment based on single factor experiments and used the central composite design method, and analyzed the stability of the pigment. The results showed that the optimal conditions for the ultrasonic extraction of blueberry pigment were 45% ethanol volume fraction, material-to-liquid ratio (g/mL) 1:13, ultrasonic temperature 55°C, pH 4.5, ultrasonic power 450 W, ultrasonic time 50 min. Under these conditions, the extraction rate of blueberry pigment was 274.36 U/g. Blueberry pigment is heat-resistant and has high stability under conditions of metal ions such as K+, Na+, Mg2+ and food additives such as potassium sorbate, but is unstable under conditions of Zn2+, Fe2+, Fe3+, Ca2+ and alkaline environments. Wang Guyuan et al. [20] determined the optimal extraction conditions for blueberry pigments using ethanol extraction through orthogonal experiments: 70% ethanol solution as the extracting agent, extraction temperature of 30 °C, extraction time of 2 h, and liquid-to-material ratio of 1:10.

2 결론

천연식물색소는 식물에서 나오므로 합성색소보다 훨씬 안전하므로 합성색소보다 장점도 많다.그러나 천연식물색소는 일반적으로 식물의 2차 신진대사의 산물이고 그 구성성분이 복잡하여 완전히 분리, 정제, 식별하기 어렵다.게다가 식물색소는 종류가 많고 성질이 복잡하다.하나의 식물색소에 대하여 응용시 강한 특이성이 있으며 응용범위에서도 일정한 제한이 있다.따라서 천연안료의 구성성분의 구조와 성질 및 기능성과 안전성을 이해하고 식물천연안료의 응용범위를 넓히는것은 과학연구자들이 직면한 주요과제이다.

참조

[1] 우신좡, 리리펑, 주화.감자의 종합적 이용에 관한 연구 개요 및 전망.식품연구개발, 2004, 25 (2):27-29.

[2] 조홍, 딩슈하이, 왕아이궈.감자의 색소 안정성에 관한 연구 (the Study on the stability of pigment in the"Black Beauty"potato)식품산업과학기술, 2011, 32(9):354-356.

[3] 조홍, 딩주하이.감자의 색소 추출과정에 관한 연구 (Study on the extract process of pigment in the"Black Beauty"potato)음료산업, 2011, 14(2):22-26.

[4] 리카이하, 양샤오룽, 이경.흑미 감자 색소의 안정성에 관한 연구.식품과학, 2010, 31(9):89-94.

[5] 장야준, 량자룡, 육수주.자주색 corn cob 색소의 추출공정에 관한 연구 (J.Anhui Agricultural Science, 2011, 39(7):4041-4042.

[6] 장야준, 량자룡, 르수주.보라색 옥수수 cob 색소의 안정성 [J].광동농학, 2011 (5):128-130.

[7] 샤오춘링, 장샤오잉, 쑨잉.보라색 옥수수 색소의 항산화 활성 (J.Chinese Journal of Cereals, Oils and Foodstuffs, 2011, 26(2):18-22.

[8] 천홍준, 허우슈지, 배홍진 외.검은 과일 wolfberry [J]의 여러 영양소 분석.중국야생식물자원, 2002, 21 (2):55-57.

[9] 장유안, 바이홍진, 인선구 외.흑과실 wolfberry (J) 로부터 안토시아닌 색소의 마이크로파 보조 추출 최적화 (Optimization of microwave-assisted extract of anthocyanin pigments from black fruit wolfberry)신장농학, 2010, 47 (7):1293-1298.

[10] 원휘수 (Wen Huaixiu), 자오샤오후이 (Zhao Xiaohui) 등.흑과실 wolfberry 색소의 proanthocyanidins 측정 [J.분광학 실험실 (Spectroscopy Laboratory), 2011, 28 (04):1767-1769.

[11] 류델리앙.red amaranth 색소의 추출과정과 안정성에 관한 연구 (J.후베이 농업과학, 2012, 51 (1):143-146.

[12] Xiang B, Gao J R. 천연 안료 [M].베이징:화학공업신문, 2004:139.

[13] 량 B X, 자오 W H, 바이 W D 외.용과껍질로부터 색소의 추출공정에 관한 연구.중국식품첨가물, 2011 (6):103-108.

[14] 장취안루, 위안웨이.용과피 (龍果皮) 색소의 추출 및 안정성에 관한 연구 (硏究)농산물 가공, 2011 (9):63-64.

[15] 탕촨허, 펑지잉.천연 안토시아닌 색소의 생리 기능 및 응용 전망.차가운 음료와 냉동식품산업, 2000 (1):26-28.

[16] 손시연, 류닝, 우자오시아 등.적색 라즈베리 색소의 정제 및 조성 예비규명.식품산업과학기술, 2011, 32(2):285-288.

[17] 왕봉, 명제.적색 라즈베리 색소의 추출과 안정성 [J.북방원예학, 2010 (20):14-18.

[18] KALT W, DUFOUR D. 블루베리의 건강기능성 (J.Horti-culture Technology, 1997, 7 (3):216-221.

[19] 양 XF, PAN LH, LUO J. 초음파 추출 공정과 블루베리 색소의 안정성 [J.식품과학, 2010, 31 (20):251-255.

[20] 왕구위안, 가오렝, 공디안펭.블루베리 색소의 추출조건에 관한 연구 (J.장춘이공대학 논문집:자연과학편, 2010, 31 (2):202-206.