천연색의 원천은 무엇인가?

안료는 천연색과 두가지로 나뉜다합성 색다.천연색은 오랜 사용 역사를 가지고 있다.고대 중국에서는 이미 천연색을 직물, 쌀, 포도주, 화장품 등의 염료로 사용했다는 기록이 있었다.1856년 영국의 화학자 파킨이 최초의 인공색인 아닐린 바이올렛을 합성한 이래 합성색은 피플&에서 매우 중요한 역할을 해왔다#39;의 밝은 색상, 강한 착색력, 안정성 및 낮은 비용으로 인해 생명.독성학과 분석화학이 부단히 발전함에 따라 인류는 점차 대부분의 합성색소가 인체에 독성과 기형성, 발암성이 더 강하다는것을 인식하게 되였다.세계 각국은 안전성이 명확히 밝혀지지 않은 합성안료의 사용을 엄격히 제한하고 있으며, 여러 국가에서 승인된 사용 목록에서 많은 합성안료가 연속적으로 삭제되었다.때문에 무독성, 무해한 천연물질을 리용하여 식품, 미용, 의료용 색소를 추출해내는것은 새로운 발전추세로 되였다.천연색은 천연물질에서 나온다그리고 지금은 주로 식물조직에서 추출하지만 동물과 미생물의 색소도 일부 포함한다.천연색은 안전하고 건강하며 많은 것들은 또한 일정한 영양가치와 약리학적 기능을 가지고 있다.

천연색 추출법 1

천연색은 직접 추출, 합성, 생명공학 [1]의 크게 세 가지 방법으로 생산되고 얻어진다.현재 대다수의 천연색들은 직접 추출을 이용하여 생성되고 있다.색소 추출방법에는 용매추출, 추출, 효소법, 압착, 분쇄, 조직배양, 미생물발효, 합성법 등이 있다.다음은 일반적으로 사용되고 유망한 몇 가지 천연색 추출 방법만을 설명한다.

1.1 용매 추출

용매추출법은 현재 식물과 동물에서 색소를 추출하는데 흔히 사용되는 방법이다.용매 추출법에는 마취, 침윤, 탈지, 역류 추출법이 있다.물을 용매로 하여 추출한 천연색소는 매료 또는 탈착하여 추출할 수 있다.전자는 활성 성분이 물에 녹고 수분과 열에 안정하며 쉽게 휘발되지 않는 원료에 적합합니다.추출에는 유기용매를 사용할 수 있으며, 역류추출을 사용할 수 있다.수수의 적색 색소는 염산 0.1% 수용액에 2시간 동안 담가 불순물과 변색을 제거한 후 40°C에서 에탄올 7% 수용액으로 추출한 후 여과, 농도, 건조 [2]를 거쳐 추출한다.강황의 노란색 색소는 메탄올, 에탄올, 아세톤, 에틸아세테이트 등의 유기용매를 사용하여 추출한다 [3].새우 껍질은 염산에 24시간 담갔다가 걸러냈다.잔류 물을 95% 에탄올에 적가하고, 추출물을 농축하여 증류 [4] 하여 원유의 아스타잔틴 추출물을 얻었다.이에 비해 유기용매 추출법은 비교적 저렴하고 장비가 간단하며 조작이 간편하고 추출율이 높다.그러나이 방법을 사용하여 추출된 일부 제품의 품질이 나쁘고 순도가 낮으며 냄새 또는 용매 잔류물이 있으며 이는 제품의 적용 범위에 영향을 미친다.

초임계 유체 추출법 1.2

현재 초임계 유체 추출 (SFE) 기술에서 가장 보편적으로 사용되는 용매는 CO2이다.초임계 이산화탄소액 추출은 지난 20년간 발전해온 새로운 형태의 물질 분리 · 정제 기술이다.저점도, 기체의 확산이 많고 유체의 밀도와 용해도가 높다는 특성을 겸비하고 있다 [5].초임계 CO2 추출 공정이 간단하고 에너지 소모가 적으며 추출제가 저렴하고 추출된 산물이 순도가 높고 용매 잔류가 적으며 독성 부작용이 없는 장점이 있기 때문에 점점 그 가치가 높아지고 있다.Rozzi다.NL은 32-86 °C의 온도와 13.7800-48.2686 kPa의 압력에서 토마토 부산물로부터 리코펜의 추출을 연구하였다.그 결과 86°C, 34.4786 kPa [6]에서 38.8%의 최대 추출율을 얻었다.

초임계 CO2 유체 추출 기술은 새로운 형태의 친환경 분리 기술이지만, 불완전한 기술, 복잡하고 비싼 장비, 높은 운영비용 등의 문제로 인해이 분야에서이 추출법의 개발 및 적용은 제한적이다.

1.3 마이크로파 추출법

마이크로파 추출법은 밀폐된 용기 안에서 시료와 유기용매를 마이크로파로 가열하여 시료 매트릭스에서 측정할 물질을 추출하는 방법이다.여러 시료 성분을 단시간에 추출할 수 있으며, 용매의 양이 적고 결과의 재현성이 좋다 [7].현재 알칼로이드, 플라보노이드, 탄닌 등의 물질과 관련된 색소 추출에 마이크로파 기술을 사용한다는 보고가 지속적으로 있다.왕웨이화 등은 마이크로파를 이용한 리코펜 추출을 위한 최적의 공정 조건을 연구해 95%의 추출률을 달성하고 추출 시간을 크게 단축시켰다.초임계 이산화탄소 추출과 비교하면 원가가 낮고 투자가 덜 필요하며 추출률이 높다 [8].비록 천연색의 마이크로파 추출 기술이 실험 작업에서 몇 가지 중요한 결과를 얻었지만, 그 특성으로 인해 응용 범위가 제한적이다.

1.4 효소법

식물색소를 추출하는 과정에 색소는 흔히 세포벽에 에워싸여있는데 대부분 식물의 세포벽은 셀룰로오스로 구성되여있다.사용 cellulase을 깰 수 있 β-D-glucoside 본드, 식물 세포 벽을 허물을 유발하 는데,은 재료의 추출에 대한 이롭다.이 원리에 근거하여 식물성분을 추출하기전에 셀루라아제를 이용한 효소분해를 진행하면 추출하기전에 식물세포벽이 분해되여 활성성분의 추출률을 높일수 있다.효소를 사용하든 사용하지 않든 추출물의 조성은 동일한데 이는 효소를 분해해도 식물색소의 조성이 파괴되지 않는다는것을 보여준다.

요약하면, 분쇄, 압착, 유기용매 추출, 역류 등과 같은 전통적인 추출 방법은 추출 시간이 길고, 노동 강도가 높으며, 원료 전처리시 에너지 소비가 많고, 쉽게 손상되는 열에 민감한 성분, 생산된 색소 산물의 순도 저하, 향 외, 용매 잔류 등의 단점이 있어 천연색 개발 및 응용에 직접적인 영향을 미친다.

합성 방법의 경우, 생합성의 복잡성으로 인해, 많은 천연색 물질은 인위적인 통제로는 화학적으로 합성하기 어렵다.합성방법은 카로틴과 같은 천연안료의 화학조성과 분자구조를 가진 극소수의 물질밖에 만들어낼수 없다.

최근 생명공학의 발달과 함께 생명공학을 이용하여 천연색을 연출하는 것은 다양한 가능성을 열어주고 있다.미생물 발효 방법을 이용한 청색 색소, 적색 효모 색소 등의 다양한 천연 색소의 생산이 현실이 되었다 [10].

천연색의 분류 및 적용 2

자연 색그 출처에 따라 세 가지 주요 범주로 나눌 수 있습니다:식물 안료, 동물 안료 및 미생물 안료;그들은 또한 수용성 안료 및로 나눌 수 있습니다지용성 색소그들의 용해도 특성에 따라;  천연색은 기능성 성분에 따라 다음과 같은 범주로 나눌 수 있다:카로티노이드;플 라보 노이 드;안 토시아 닌;chlorophylls;그리고 강황, 적효모 쌀과 같은 다른 색소,사탕무 붉은, alizarin red, lac dye, 및 cyanobacteria.여기서는 대표적인 몇 가지 천연색만 가지고 생리적인 기능과 쓰임새를 소개하겠다.

2. 1 카로 티 노이 드

카로 티 노이 드식물과 미생물에 의해 합성된 천연색소이다.그들은 폴리엔 색소류의 대표자이며 카로틴과 크산토필의 집합적 명칭이다.그들은 생활계에 널리 분포되여있고 지금까지 600여종이 발견되였다.카로티노이드는 그 조성과 용해도에 따라 두 가지로 나눌 수 있는데, 카로티노이드와 크산토필이다.카로티노이드는 생리적으로 활성 기능성 항산화제로 국제적으로 인정받고 있다.그들은 효과적인 singlet 산소 quenchers 이며, hydroxyl 라디칼을 제거하고, 세포 및 세포막의 지질과 결합하며, 지질 산화를 효과적으로 억제합니다.카로티노이드를 많이 섭취하면 노화와 관련된 전립선증과 망막의 노화관련 황반변성을 줄일 수 있다 [11].최근에는 카로티노이드도 항암 및 항노화 효과 측면에서 많은 새로운 기능적 가치를 가지고 있음이 보고되고 있다.그러므로 카로티노이드 색소는의 한 종류이다기능성 식품 첨가물 (functional food additive)매우 넓은 발전 전망을 가지고 있습니다.

2.2 플라보노이드 색소

플라보노이드 색소는의 한 종류이다천연 색소식물 조직에 널리 분포합니다.대부분은 연한 노란색이거나 심지어 무색이고, 몇몇은 밝은 주황색입니다.플라보노이드는 항산화제와 활성산소 제거제로 오랫동안 관심의 대상이었다.수많은 연구에 따르면 플라보노이드는 항산화, 항돌연변이, 항노화, 항종양, 항균 등과 같은 다양한 생물학적 활성을 가지고 있다 [12].이 중 가장 중요한 것은 플라보노이드의 항산화 활성이며, 플라보노이드는 주로 활성 라디칼 생성 감소 및 활성 산소 제거에서 나타납니다.플라보노이드 색소 중 수수 붉은 색소, 코코아 색소, 양파 색소는 항산화 작용이 강하다.Wang Li 등은 우판나무의 잎에서 추출한 색소로부터 4가지 플라보노이드 물질을 분리, 정제하였다.이들 4가지 물질의 활성산소 제거능력에 대해서도 연구하였는데, 흑미나무 추출물 모두 활성산소 제거능력이 강하였으며, quercetin과 6가지 물질 중 IC50의 제거능력이 가장 강한 것으로 나타났다#추출에 대해 도달 519 μ g/mL [13].

안토시아닌 색소 2.3

안토시아닌, also known as안 토시아 닌, 식물의 열매, 꽃, 줄기, 잎에 있는 세포의 액포에서 발견된다.그것들은 식물에 있는 수용성 색소의 한 종류입니다.다양한 안토시아닌의 분자구조나 pH의 차이 때문에 빨강, 보라, 파랑 같은 다른 색으로 나타난다.안토시아닌은 자원이 풍부하고 화려한 색상을 갖고있을뿐만아니라 색소왕국의 대부분을 이루고있다.그들은 또한 높은 생리활성을 가지고 있다.이들은 하이드록시기 공여자이자 활성산소 제거제 [14] 이며 안과 및 각종 혈액 순환 장애 치료에 효과적이다.

엽록소 안료 2.4

이런 종류의 색소는 주로 다음과 같다엽록소와 구리 및 나트륨 염아연과 나트륨 염도.엽록소는 고등식물의 잎, 열매, 조류 등에서 널리 발견된다.엽록소는 혈액에 영양을 공급하고 혈액생성을 촉진하며 세포를 활성화시키고 감염과 염증을 퇴치하는 효과가 있다.최근에는 암세포의 성장을 억제하는 효과도 발견돼 건강을 증진시키는 효과가 있다식용색소다.Sodium zinc chlorophyllin은 의학에서 만성 골수염, 만성 궤양, 피부 상처, 백혈구 감소증 및 기타 질환을 치료하는 데 사용됩니다.또한 식품공업에서는 좋은 색소제이며 영양강화제이기도하다.a로 사용되는 것 외에도녹색 색소그리고 탈취제, 나트륨 구리 엽록소린 또한 의학에서 많은 생리 기능을 가지고 있습니다.예를들어,나트륨 구리 chlorophyllin또는 그 유도체가 체내의 세포대사를 촉진하고 위장궤양을 치유하며 간기능을 회복시킬수 있다.감염성 간염, 치질, 백혈병, 자궁질환, 위궤양 및 십이지장궤양 치료에 사용할 수 있습니다.또 조혈기능을 강화하고 인체에 대한 복사손상으로부터 회복을 촉진할수 있다.

2.5기타 안료

주로 붉은 효모쌀색소, 강황색소, 자색풀색소를 가리킨다.

붉은효모벼색소는 맛을 돋구고 항균, 세균성, 유통기한 연장효과가 있는 식품에 사용될뿐만아니라 항균효과도 있다.또한, a 로서한의학, 적색효모벼색소는 또한 혈중지질, 혈압, 혈당을 낮추고 종양세포를 억제하며 이질과 위병을 치료하는 기능이 있다.

강황 색소착색력이 강하고 항염증, 활성산소 소거, 독소 억제 및 항암성 때문에 식품과 약재로 널리 사용된다.그것은 a진귀한 약초그것은 음식과 약 모두에 사용될 수 있고, 향신료이기도 합니다.그것의 가장 중요한 생리 기능은 항산화 및 관련 생리 기능입니다.

컴프리는 전통적인 한약으로서 오랫동안 임상에서 사용되어 왔습니다.혈액을 냉각시키는 효과, 혈액순환 촉진, 해독, 분출 촉진, 항염증, 항균, 항바이러스 효과가 있다.그로부터 추출한 천연 색소인 컴프리 색소는 유망한 생물학적 색소다.그 선홍색은 화장품 첨가제로 사용되어 화장품의 항균, 항염증, 유백, 주근깨 제거 효과를 대폭 향상시킬 수 있다.또 과일주, 음료, 과자 등에 식품첨가물로 사용되여 열을 없애고 살균, 항염과 항균, 질병예방과 항암 등 기능을 높일수 있다.

천연색 개발의 문제점 및 연구방향 3

합성 안료와 비교했을 때,천연색 역시 개선해야 할 몇 가지 단점이 있다:(1) 대부분의 천연 색상은 빛, 열, 산소, 금속 등에 민감하고 안정성이 떨어집니다;(2) 대부분의 천연색은 염색력이 떨어지고 쉽게 고르게 염색되지 않는다;(3) 자연 색상은 pH의 변화에 매우 민감하며, 색조는 그에 따라 크게 변할 것입니다;(4) 천연안료에는 복잡한 성질을 가진 종류가 많다.한가지 류형의 자연색에 대해서는 그 응용이 비교적 구체적이고 응용범위가 좁다.또 다른 문제는 아직 발견되지 않은 많은 안료들이 개발되지 않은 땅과 해양에 있을 수 있고, 이를 상업적으로 개발하기 어렵다는 점이다.이러한 어려움을 고려하여 현재 천연색에 대한 연구는 주로 합성공정, 생산기술, 대체색소원 등 다음의 세 가지 분야에 집중되어 있다.새로운 식용천연색을 연구, 개발하는 동시에 천연색의 안정성과 사용중 색소에 대한 안정화기술에 대한 연구도 강화해야 한다.

자연에서 미생물이 만들어내는 색소는 매우 다양하며, 자원, 환경, 공간의 제한을 받지 않는 장점이 있다.따라서 이들은 발전 및 활용 가능성이 매우 크다고 할 수 있다.특히,천연색 제품대량의 미생물을 배양하여 생산원가를 크게 절감함과 동시에 환경과 생태균형을 보호하고 자원부족의 모순을 해결하며 지속가능한 개발과 이용이라는 장점을 가질수 있다.이렇게 생산된 안료는 천연색의 특징을 갖고있어 식품, 제약, 화장품 등 공업에 리용될수 있다.미생물 색소 역시 천연색 개발의 주요한 방향이 될 것이다.

참조

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