식품분야에서 천연식품색은 어떻게 사용되는가?

색상은 식품의 질과 영양성분을 가늠하는 가장 직관적인 지표이다다.식품에 색소를 첨가하는것은 식품의 매력을 높이고 가공과정에서 색소가 손실되는 현상을 보완하며 제품의 질을 높이기 위한데 있다.푸드 마케팅은 색깔과 밀접하게 연관되어 있다.예를 들어, 오렌지 음료를 보면 뇌에 오렌지와 귤의 맛이 난다고 암시할 것이다.천연 염료식물, 곤충, 동물 및 미생물과 같은 천연 원천에서 추출한 염료입니다.이러한 천연염료 중에서 식물색소는 그 약효로 인하여 가장 널리 사용되고 있다.현재 비용효과적이고 실행가능한 식용색소 공정의 개발과 식품가공에서의 응용은 난제이지만 넓은 시장전망과 수요도 갖고있다.

화학적으로 합성된 염료는 색이 안정하고, 수율이 높으며, 가격이 저렴하지만 일정한 안전성의 위험성이 있다 [1].합성염료는 모두 석유로부터 정제된 것이다.예를 들어, 일반적으로 사용되는 식용 색소인 레몬 노란색은 종종에 사용됩니다사탕, 아이스크림, 시리얼, 수프, 젤리, 케이크, 음료 및 기타 식품의 생산다.안전성 측면에서 가장 논란이 많은 착색제 첨가물 중 하나다.이 색소는 인간의 혈청 단백질과 상호 작용할 수 있으며 어린이&와 관련이 있을 수 있습니다#39;의 주의력 결핍 과잉 행동 장애 [2-3].또한 아마란스는 사탕, 아이스크림, 음료 등의 음식물을 붉은색으로 만들 수 있는 합성염료이지만 [4] 발암성이 있다.물론 이런 독성효과는 첨가제의 복용량과도 밀접한 관계가 있지만 사람마다 안전하게 섭취할수 있는 복용량은 다르다.이러한 이유로, 합성 색상의 잠재적인 건강 효과와 비교하여,자연 색더 안전할 뿐만 아니라 항산화 및 항균 능력과 같은 생물학적 기능과 활동을 가지고 있습니다.

천연염료의 추출방법과 원료 1

1.1 식물안료

식물 색소는 천연 프라이머이다식물 자체의 신진대사에 의해 생산됩니다.식물 색소 주로 안토시아닌, 카로티노이드, 베탈레인 [5]의 세 가지 카테고리를 포함한다.Betalains는 tyrosine에서 추출된 pyrrole 색소이다.추출된 betalains는 빨간색과 노란색이 있습니다.초음파 처리 전에 유기 용매를 첨가하면 아마란스 잎, 비트, 선인장 열매, 및에서 betalains를 추출 할 수 있습니다드래곤 과일다.비트 색소 자체에도 항산화, 항균 효과가 있다.고온 및 알칼리성 조건 하에서, 알데히드-디아민 결합은 in빨간색 사탕무색소는 가수분해를 거쳐 노란색으로 변할 것이다.루테인그리고 카로티노이드는 식품 특유의 노란색과 주황색 색소입니다.폴리엔 안료 [6] 이며 초임계 유체 추출 [7]을 이용해 당근, 호박, 고추, 토마토 등에서 추출할 수 있다.카로 티 노이 드식품 가공 및 저장 중에 이성질화 되기 쉽고, [8] 가공 중 산화로 인해 쉽게 노란색을 잃을 수도 있다.안토시아닌은 또한 페놀성 천연 색소의 일반적인 유형이며, 대부분의 채소와 꽃에는 안토시아닌이 풍부합니다 [9-10];약산성 상태에서는 붉은색으로, 알칼리성 상태에서는 보라색으로 나타난다.안토시아닌은 수용성 색소 염료로 식품 가공 중 안정성이 떨어진다.식물 안료를 추출하는 구체적인 방법에 대한 자세한 내용은 표 1을 참조하십시오.

요약하자면, 식물 색소는 널리 이용되며 추출하기에 상대적으로 저렴합니다.그러나 대부분의 식물색소는 항산화작용이 있어 식품가공과정에서 쉽게 산화된다.또한, pH 조건에 따라 다른 색을 나타낸다.천연 식물 색소가 첨가된 식품보관 조건에 대해 더 엄격한 요건을 갖추고, 천연 색소를 첨가하면 식품의 유통기한도 단축된다.그러므로 식물색소는 화학첨가제의 밝고 완전한 색을 내기 어렵다.

1.2 동물성 안료

껍질을 깐 수생동물은 조류로부터 카로티노이드를 사용할 수 있고 대사 반응을 통해 이를 변형할 수 있다.갑각류는 변환할 수 있다β-carotene아스타잔틴으로 들어가 외골격, 껍질, 난자, 난소에 축적시킨다.대사 변환을 통해 서, 그들의 몸에서 카로 티 노이 드에서 그들의 색 변경 노란색 β-carotene을빨 간 astaxanthin[28].생산에서, 인간은 마이크로파 보조 및 생물학적 효소 방법을 사용하여 해양 생물로부터 아스타잔틴을 추출할 수 있다 [29].로 사용될 수 있는 대부분의 식물 뿐만 아니라[식품영양학] 천연적색 식용색소에 대한 자료입니다, 선인장에서 사는 곤충의 일종인 카민풍뎅이도 있다.카민풍뎅이에게서 추출한 붉은 색소는 열 안정성과 색의 선명함 면에서 식물 색소보다 우수합니다.

동물성 안료는 안정성이 매우 뛰어나다는 장점이 있지만 추출비용이 식물성 안료에 비해 훨씬 비싸고, 만드는 색도 식물성 안료가 내는 색보다 풍부하지 않다.현재 동물성 안료의 상업적 이용은 아직 매우 제한적이다.

1.3 미생물 색소

미생물에 의해 생성되는 천연 색소계절적 영향을 피하고 화학 추출 공정으로 인한 환경 오염을 줄이기 위해 사용할 수 있다 [30].예를 들어 식물에서 추출한 안토시아닌은 지역과 저장 조건 등의 요인에 영향을 받는다.안토시아닌을 생산하는 유전자를 대장균에 삽입하고 배양 조건을 최적화하면 대장균의 대사 과정에서 대사산물인 안토시아닌을 직접 생산할 수 있다 [31].카로티노이드와 아스타잔틴은 미세조류에서 추출할 수 있다.예를 들어, 비로 태어난 해조류를 사용하여, 영양소는 비로 태어난 적혈구가 아스타잔틴을 생성하도록 하기 위해 그것의 보충제의 일분에 첨가될 수 있습니다.모나스코루브린은 모나스코스의 2차 대사산물로, 그 자체가 항산화 특성을 가지고 있습니다.고기를 재울 때 아질산염 대신 모나스커스 색소를 사용하면 양념하는 과정에서 고기가 붉고 신선할 뿐만 아니라 아질산염의 독성을 줄이고 일정한 항균효과가 있다.

현재 미생물의 합성색소를 대규모적으로 사용하기는 아직 어렵다.미생물의 대사 경로를 조절하여 유해 물질을 생성하지 못하게하고, 부산물의 축적을 줄이고 색소 합성 경로 개발을 촉진한다는 측면에서 추가적인 조절 및 개선이 필요하다.

천연 식품 색소의 분리 및 정제2

대부분의 천연 식용색소는 유기용매 (메탄올, 에탄올, 아세톤)를 이용하여 추출한다.추출 방법은 간단하지만이 방법으로 추출되는 물질은 대부분 혼합물이며 추출물의 품질도 다양하다.식품첨가물로 사용될 경우 추출된 색소의 품질을 파악할 수 있는 정확한 데이터가 없다.추출에 유기 용매를 사용할 때,의 품질천연 색소추출용매 또한 독성물질이기 때문에 타협된다.추출된 색소는 더 분리, 정제하여 순도가 높은 색소를 얻을 필요가 있다.안료를 추출하는 방법은 수지 흡착과 고속 대향 크로마토그래피 컬럼 분리 등에 중점을 둔다.구체적인 방법에 대해서는 표 2를 참조할 것.

식품 중 천연색소의 적용 3

합성 식품 색소에 대한 소비자의 우려는의 개발 및 홍보를 촉진했습니다천연 식용 색소, 소비자들이 건강을 쉽게 연상하는 것.천연 식용 색소는 음식에 색을 더해줄 수 있다.China's 국가 표준"국가 식품 안전 표준:식품 첨가물 사용 기준"(GB 2760)는 식품에 40 종류 이상의 천연 식용 색소를 첨가할 수 있도록 허용하고 있는데,이 색소는 치즈 제품, 주류 음료, 육류 가공 등 다양한 분야에서 일반적으로 사용된다.물론 식품에 첨가할 때는 색소 자체의 안정성도 고려해야 하며, 특성에 따라 첨가되는 적절한 색소도 고려해야 한다.

3.1 구운 음식

의 사용에 관한 문헌은 많지 않다천연식품은 구운 음식에서 색을 낸다, 일부라는 사실과 관련이 있을 수 있습니다식물성 색깔열 안정성이 약하고 구운 제품의 가공에 식품 첨가물로 사용하기에 적합하지 않습니다.오색밀가루에는 안토시아닌이 풍부해 각종 만성질환 예방에 도움이 된다.색깔 있는 밀로 구운 빵에는 카로티노이드가 풍부하지만 굽는 과정에서 많은 안토시아닌과 카로티노이드가 손실된다 [44].코치닐 곤충에서 추출한 붉은 색소는 강산성 조건에서는 붉은 색을, 알칼리성 조건에서는 보라색을 띤다.그러나 코치닐 곤충에서 추출한 붉은 색소는 빛이나 온도의 영향을 받지 않는다.그리고 금속 이온을 킬레이트 하여 카민을 형성할 수도 있다.카민은 매우 안정적이고 pH의 영향을 받지 않아 빵 제조에 널리 사용될 수 있습니다.그러나 코치닐 곤충에서 카민을 추출하면 색소에 곤충 단백질 잔기가 남아 품질이 떨어지고 맛이 떨어진다.연구에 따르면 색소에 잔류하는 곤충 단백질이 사람에게 알레르기를 일으켜 알레르기 천식 등을 유발할 수 있다고 한다 [45].

3. 2 음료

음료의 색채는 그것이 소비자 상품으로 받아들여지기 위해 매우 중요한 시각적 속성이다.다른 음료들은 그들만의 독특한 속성을 가지고 있다.예를 들어, 우유는 지용성 색소로 색을 낼 필요가 있는 반면과일 음료는 수용성 색소가 필요하다다.이는 음료의 특성에 따라 적절한 색소를 선택할 필요가 있음을 보여준다.안토시아닌은 풍부한 색갈을 띠는데 산성조건하에서는 좋은 적색을 유지할수 있다.상업적으로 요구르트의 식품 첨가물로 사용되는 경우가 많다.또한 안토시아닌이 풍부한 추출물은 40 mg/mL의 품질 농도에서 아밀라아제 분해를 약 1% 억제할 가능성이 있는 것으로 나타났다 [46].천연색소는 착색력이 강하며, 0.03%~0.04%를 음료에 첨가하면 원하는 색을 얻을 수 있다 [47].로젤은 안토시아닌이 풍부한 식용 calyx이다.스프레이 건조된 로젤의 안토시아닌은 음료나 젤라틴 디저트의 색소로 자주 사용된다.게다가이 결과는 이러한 식품의 색소가 최대 4주 [48]까지 보관하는 동안 안정적으로 유지된다는 것을 보여준다.안토시아닌은 산소 활성산소를 제거하는 작용이 가장 활발하며, 지단백 산화와 혈소판 응집을 억제할 수 있다.와인에 들어있는 안토시아닌은 심혈관을 부드럽게 하는 데 도움이 된다 [49].Betalains는 pH 3-7에서 안정적이다.붉은 비트에서 추출한 베타인은 소박한 맛이 나며, 선인장 열매에서 추출한 베탈레인 역시 음료수 색소의 또 다른 중요한 원천이 되었다.베타카로틴은 비타민 활성이 높은 천연 오렌지색 지용성 색소이며, 일반적으로 안료로 사용됩니다과일 맛 음료에 첨가물.

3. 3 고기

육류에는 지질이 풍부한데 지질이 산화되면 쉽게 육질이 떨어지게 된다.가공 과정에서 육류의 경우 건강한 색을 유지하기 위해 적색 색소를 보충해야 하는 경우가 많고, 유통기한을 연장하기 위해 항산화제도 첨가된다.안토시아닌과 베탈린은 천연 항산화 작용을 한다.다진 돼지고기에 2%의 베탈린을 첨가하면 항산화 작용을 상당히 강화할 수 있으며, 쇠고기 소시지나 익힌 햄에 베탈린을 첨가하면 저장 중 색이 없어지는 정도를 줄일 수 있다 [50].모나스쿠스 안료는 주로 절인 제품의 첨가제로 적합합니다.1~2주간 저장한 후 다진 육류에 monascus 색소를 1.00% 첨가한 결과, 적색 효모쌀 색소가 상당한 항산화 활성이 있는 것으로 확인되었다.적색 효모 쌀 색소는 저장 중 수산화물의 생성을 감소시키는데 강력한 항산화 효과가 있으며 [51], 아질산염의 독성도 줄일 수 있다 [52].뿐만아니라 적색효모쌀색소 자체도 일정한 정도의 항균성을 갖고있으므로 식품의 유통기한도 연장할수 있다.

천연 먹색의 안정성을 높이는 4가지 방법

비록천연색색상이 풍부하고 안전성이 높으며, 빛과 열의 안정성이 떨어지고, 식품 가공시 변색되기 쉬워 가공식품의 보존에 도움이 되지 않는다.천연안료의 열적, 화학적 안정성을 향상시키기 위해 연구자들은 이러한 현상을 개선할 수 있는 다양한 방법을 개발해왔다.

4.1 화학적 방법

불안정한 추출된 안료의 기능성 그룹은 화학적으로 반응하여 새로운 안정적인 기능성 그룹을 형성합니다.안토시아닌과 베탈린은 둘다 불안정한 수용성 색소이다.안토시아닌의 당 분자는 에스테르 결합을 통해 유기산과 아실화하여 열안정성과 광전저항성을 향상시키고, 안토시아닌의 분자 크기와 극성을 변화시키며, [53] 수용성을 낮추고 [54] 가공 중 열안정성을 높일 수 있다.베타인의 열적 불안정성은 식품 가공에서의 적용을 제한한다.베타인의 탈색 효소는 데치면 비활성화될 수 있다.탈색 후, 베타인 용액에 에리토르브산을 첨가하면 베타인의 재생을 도울 수 있으며, 재생된 베타인의 열적 안정성을 상당히 향상시킬 수 있다 [55].모나스쿠스 색소는 물에 용해되지 않으며 pH 4에서 침전물을 형성한다.카세인 (Casein)은 친수성 그룹을 갖는다.모나스쿠스 색소와 카제인을 결합시키면 모나스쿠스 색소-나트륨 카제네이트 복합체가 형성되며, 모나스쿠스 색소를 안정화시켜 산성 조건에서 침전되는 것을 방지한다 [56].

마이크로 캡슐화 (Microencapsulation) 4.2

봉지 (Encapsulation)는 생물체의 활성 성분을 적합한 운반체에 가두는 방법이다.미세봉지 (Microencapsulation)는 식품산업에서 가장 일반적으로 사용되는 방법이며, 나노봉지 (nanoencapsulation)는 높은 봉지 효율, 높은 안정성, 봉지 물질을 목표로 하는 방출 및 거대 분자 물질을 봉지할 수 있는 능력 등으로 인해 관심이 증가하고 있다.신체리껍질 추출물의 안토시아닌은 동결건조법을 이용하여 미세캡슐화 하였으며, 유청 단백질 분리제와 gum 아라비아제를 코팅제로 사용하였다.추출된 분말은 항산화성이 좋으며, 캡슐화된 안토시아닌 색소는 젤리 분말의 인공색소 대용으로 사용된다.합성 착색제와 비교했을 때 안토시아닌 색소를 7% 캡슐화한 젤리가 모든 감각적, 물리화학적 평가에서 더 높은 점수를 받았다 [57].마이크로 및 나노 봉지 (nanoencapsulation)는 유해한 환경 조건으로부터 안료를 보호하는 데 효과적인 플랫폼이며 표적화되고 제어된 방출 [58]을 제공할 수 있습니다.선인장의 betaxanthin을 분무건조와 maltodextr에서matrix로 sub-micronization을 이용하여 캡슐화하면 betaxanthin의 밝은 노란색을 보존할 뿐만 아니라 항산화 활성 [59]도 보존할 수 있다.

요약 및 전망 5

Naturally-derived 색소일반적으로 합성 안료보다 비싸다.그러나 최근 식품안전 및 보건에 대한 소비자의 인식이 높아지는 추세에 따라 food 컬러링 회사들천연 식용색소제를 연구, 개발하기 시작했다.천연 안료를 안정적으로 공급하는 것은 항상 업계가 직면한 가장 큰 과제였습니다.이 문제는 천연 식품 색소의 생산, 추출, 정제 및 안정화에 대한 참신하고 경제적으로 실행 가능한 해결책을 찾는 계기가 되었습니다.식물 색소의 유전자를 미생물에 발현시켜 직접 색소 대사산물을 얻거나, 풍부한 색소를 함유하는 식물을 개발하려는 시도가 이루어지고 있다.

시중에 판매되는 대다수의 천연색소는 여전히 식물에서 추출한 것으로 계절과 재배 환경의 제한을 받고 있다.또한 미생물로부터 추출하는 방법은 추출된 안료의 품질이 일정하지 않다는 단점을 완전히 피할 수 있다.앞으로 천연색소의 새로운 생산기술을 탐구하려면 미생물의 대규모적인 재배과정이 수반될수 있다.또한 미생물의 재배가 확대되기 위해서는 생산과정 중에 영양소를 첨가해야 하며, 더 많은 식물색소를 확보하면서 더 많은 부산물이 생성되지 않도록 반응시간의 추가적인 조절이 필요하다.추출된 식물색소의 불안정성 문제에 대하여 현재의 전통적인 방법은 천연색소의 사용범위를 제한하는 가공방법을 변경함으로써 식물색소의 활성을 보존할 수 있을 뿐이다.식물색소에 식용 재료를 입히는 봉지 (Encapsulation)는 천연색소의 활성을 보존하면서 안정성을 높일 수 있다.캡슐화는 식품의 생산비용을 증가시킬 것이므로 미생물 전파배양에 있어서 천연색소의 생산량을 높이고보다 저렴한 비용으로 색소의 안정성을 높일 수 있는 방법은 향후 식용색소 연구에서 해결해야 할 핵심문제임을 유의해야 한다.

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