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일본천연식품 색깔의 원천은 무엇인가요?
색소는 식품에서 매우 중요한 요소이며 식품의 감각질에 중추적인 역할을 한다.음식 색깔인공적인 식용색과 천연적인 식용색으로 나눌수 있다.인공색을 광범위하게 사용하면 아이들의 알레르기 반응과 과잉 행동 등의 잠재적 건강 위해를 유발할 수 있으며 [1],이 때문에 식품 업계에서 천연색이 관심을 모으고 있다.천연 식품 색깔은 자연 속의 동물, 식물 및 미생물로부터 추출되며, 항균, 항암 및 일부 만성 질환 예방 [2] 뿐만 아니라 항산화 및 활성 라디칼 소거 활동 등 인간의 건강 증진에 중요한 역할을 한다.
천연색은 그 구조에 따라 이소프렌, 포르피린, 플라보노이드, 질소 헤테로사이클릭 타입으로 나눌 수 있다.하지만 자체적인 구조로 인해 빛, 산소, pH, 온도에 영향을 받기 쉬운 천연색 [3] 에서도 안정성이 떨어진다.최근 연구자들은이 문제를 해결하기 위해 여러 가지 안정화기술을 개발하였는데, 마이크로 캡슐화, 항산화제의 첨가, 색소 안정제의 첨가 (예:EDTA) 및 pigment&의 화학적 개량 등이 있다#39;s 구조군 [4-6].착색성은 식품 산업에서 천연색 적용에 영향을 미치는 또 다른 중요한 요소입니다.이는 천연색과 식품 중의 거대분자물질 사이의 상호작용을 포함한다.연구에 의하면 이들 사이에는 공유성 상호작용과 비공유성 상호작용 (수소결합, van der Waals 힘, 소수성 힘 등)이 있다는 것이 밝혀졌으며, 이는 또한 천연색을 식품에 응용할 수 있는 이론적 근거를 제공하였다 [7-8].근년래, 환경보호에 대한 중시로 인해 식용포장에서의 천연색 응용은 널리 연구되고 있으며 식품도료, 유색식용필름, 식용잉크인쇄, 3D인쇄 등에 응용되는 등 식품에서의 중요한 신흥분야로 되고 있다.
본 논문은 최근 관련 연구를 바탕으로 자연색의 주요 범주와 특성을 소개한다.또한 4가지 주요 유형의 구조에서 자연색의 안정화와 식품대 분자와 같은 물질과의 상호작용 메커니즘을 설명한다.마지막으로 식품분야에서 천연식품 색채의 새로운 응용분야를 열거하고 향후 식품분야에서의 천연색 개발 및 응용에 대한 전망을 제공하며, 특히 식용포장에서의 천연색 적용을 위한 기초이론 및 응용기술 참고자료를 제공하는 것을 목적으로 한다.
천연색의 분류 및 특성 1
천연색은 대부분 식물, 동물, 미생물에서 발견되는 자연의 다양한 원천에서 온다.로 나눌 수 있다수용성 색소및 용해도에 따른 지용성 안료;색조에 따른 온톤 안료와 쿨톤 안료;이소프렌 안료, 포르피린 안료,플 라보 노이 드및 기타 폴리페놀 안료, 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 화학 구조 [6]에 따른 질소 헤테로사이클릭 안료.
1.1 출처별로 분류
1.1.1 식물
식물 색소식물에서 일련의 생합성 과정을 통해 생산된다.주요 종류는 플라보노이드,카로 티 노이 드, 포르피린, 화학적 성질이 다른 질소 함유 헤테로사이클릭 화합물 [10].식물의 다양한 부분 (씨팔, 꽃잎, 꽃가루 등)에 분포하며 광합성, 외부세계로의 신호 전달, 천적에 대한 방어, 외부세계와의 열교환 등 식물에 중요한 역할을 한다 [6, 10].
1.1.2 동물
동물의 천연색은 신호를 전달하고, 이성을 유인하는 매개체 역할을 하며, 또한 항산화 작용을 하여 해로운 활성산소를 제거함으로써 세포 조직을 손상으로부터 보호하는 등 [11] 중요한 생리적 역할을 할 수 있다.동물의 색소에는 포르피린, 멜라닌, 프테린, 플라보노이드, 탄저퀴논 등이 있다 [11-12].
1.1.3 미생물
미생물의 색소는 자체로 합성할수도 있고 배양과정중에 특정성분의 변형에 의하여 형성할수도 있다.이들은 일종의 2차 대사산물이다.일반적인 종류로는 카로티노이드, 멜라닌, 퀴논 등이 있으며, 그 중에는 적색 효모 색소, 자색 바실린 [13] 등의 대표적인 색소도 있다.미생물 색소 생산은 신흥 연구 분야 중 하나이며, 다양한 산업 응용 분야에서 큰 잠재력을 가지고 있다 [14].
1.1.4 미네랄
광물 안료는 지질 과정에 의해 형성된 결정성 원소 또는 화합물로 식품, 화장품, 예술 작품 등에 사용된 역사가 길다.광물 안료는 화학적 구성이나 물리적 구조에 따라 녹색 색소, 백색 이산화 티타늄 등 다양한 색조를 띨 수 있다.
용해도에 의한 분류 1.2
천연색은 수용성 안료로서 용해도에 따라 분류할 수 있으며,지용성 색소그리고 알코올 용해성 안료도.수용성 안료는 물에 용해된다;지용성 안료는 물에 용해되지 않고 식물성 기름에 용해된다;알콜용성안료는 부피분율이 70% 이상인 에탄올과 같은 알콜용액에만 용해된다.천연 안료의 용해도는 표 2에 표시된 것처럼 실제 응용 분야에서 중요한 참조 지표 중 하나입니다.
색조에 의한 분류 1.3
색은 색조에 따라 따뜻한 톤, 시원한 톤, 기타 톤으로 분류한다.음식에서는 따뜻한 톤과 시원한 톤이 주된 색상입니다.따뜻한 톤은 주로 빨강, 노랑, 주황색 등이 있고, 시원한 톤은 초록, 파랑, 보라 등이 있다.
1.3.1 따뜻한 음색
1.3.1.1 붉은
붉은 색조는 리코펜, 카민, 안토시아닌 등 다양한 원천에서 나온다.리코 펜식물에서 발견되는 자연발생적이고, 생리활성적인 붉은 색소이다.그것은 풍부하다붉은 과일야채도토마토, 파파야, 핑크 자몽,분홍색 석류그리고 수박 [20].그것은 불포화, 비순환 카로티노이드이다.카민 역시 암컷 코치닐 곤충의 마른 몸에서 추출한 천연 적색 색소다.식용 색소, 약, 화장품 [21] 등에 널리 쓰인다.안토시아닌은 낮은 pH 조건에서 적색을 나타내므로, 인공 색인 알루라 레드 [22]를 대체하는 등 합성 염료의 대체제로 식품 산업에서 널리 사용된다.
1.3.1.2과 노란색
주황색은 자연 속 동물과 식물에 널리 분포하는 따뜻한 색이다.예를 들어, gardenia 노란색pigment는 식물성 과일 [17]에서 추출한 천연 착색제이다.주요 성분은 열을 맑게하고 담낭 기능을 촉진하며 간을 보호하고 [23] 콜레스테롤을 낮추는 효과가 있는 가드노사이드 (gardenoside)이다.커식품 향신료 강황에서 추출한 소수성 폴리페놀성 화합물이다.항염증, 항산화, 항혈관 생성 활성 등 다양한 약리학적 효과가 있다.전통적으로 강황은 다양한 질병을 치료하는데 사용되었으며, 특히 항염증제로 사용되어왔다.커큐민은 강황의 활성 성분으로 밝혀졌다.
1.3.2.1 녹색
천연 녹색 색소는 주로 엽록소이다, 의약품과 화장품의 첨가물뿐만 아니라 식품의 녹색 색소로도 사용되는 것.엽록소는 적색과 청색 영역의 빛을 선택적으로 흡수하므로 녹색 빛을 방출한다.엽록소는 생산비용이 많이 들고 산업적으로 생산하기 어려우므로 이를 탐색하기 위한 추가적인 연구가 필요하다.
1.3.2.2 Blue-violet
천연 청색 안료거의 사용되지 않는다.안토시아닌과 같은 특정 pH에서 푸른색을 나타내는 색소도 있는데, 안토시아닌은 pH 가 높을수록 푸르다 [25].안토시아닌은 산성 조건에서는 안정하지만 약산성 및 중성 조건에서는 불안정하다.자연에서는 당화, 아실화를 해야 안정성을 높일 수 있다 [26].가드니아 블루 (니아blue)는 동아시아에서 널리 사용되는 천연 식품용 청색 착색제이다.역사적으로 가드니아 블루는 식품과 화장품의 착색제로 사용되었으며,면, 실크, 모직 [27]과 같은 옷감을 염색하는 데에도 사용되었다.현재 아시아권 냉동 디저트, 사탕, 구운요리, 잼,면, 음료, 와인, 농산물 [28] 등에 널리 쓰이고 있다.천연 자주색 색소는 적색과 청색 사이의 일종 색소로 자주색의 천연색은 대부분 안토시아닌이다.보라색 안토시아닌은 자색 고구마 [29], 자색 옥수수 [30], 자색 당근 등의 식물에서 주로 발견되며, 보라색 박테리아 등 보라색 색소를 만드는 일부 미생물에서도 발견된다고 보고되었다.
기타 색조 1.3.3
1.3.3.1 검은
현재 가장 널리 사용되고있는 천연멜라닌은 식물성 카본블랙으로서 주로 나무줄기, 조개 등 물질의 연소와 탄화작용으로 정제된다.식물성 카본블랙은 무독성, 무해한 흑색분말로서 물과 유기시약에 용해되지 않는다.중국에서 식물성 카본블랙은 주로 사탕, 비스킷, 쌀제품 등에 사용된다.식물 카본 블랙은 또한 다양한 특성을 식품에 전할 수 있다.Ding 등 [31]은 식물 카본 블랙과 젤라틴을 혼합하여 젤라틴 식용 필름을 형성하여 자외선 저항성, 산화 저항성 등의 특성을 내재하였다.
1.3.3.2 흰색
현재, 선택할 수있는 천연 백색 안료는 일반적으로 이산화 티타늄과 같은 미네랄입니다.이산화 티타늄은 용해도가 낮기 때문에 비교적 안전한 식용 색소로도 꼽힌다.식품 제형에서 이산화 티타늄은 입자 형태로 식품 내에 분산됩니다.
선 탠 1.3.3.3
갈색 안료의 경우 캐러멜 안료가 시장에서 널리 사용되고 있다.탄설탕이라고도 하는 캐러멜은 다양한 당을 열처리하여 생성된다.캐러멜은 적갈색, 암갈색 [3] 등 다양한 가공 방법을 통해 다양한 갈색을 낼 수 있다.
1.4 구조에 의한 분류
천연색의 용해도와 색갈은 자체의 구조에 의해 결정되며 화학구조도 물리적성질, 화학적성질을 결정한다.자연 속의 천연색은 화학구조에 따라 이소프렌, 포르피린, 플라보노이드 및 기타 폴리페놀성 색소, 질소 헤테로사이clic, 탄트라퀴논, 케톤 색소 등으로 나눌 수 있다.다음은 처음 4가지 화학 구조의 대표적인 천연색에 초점을 맞출 것이다.구조 분자식은 그림 1에 표시되어 있다.
1.4.1 카로 티 노이 드
카로 티 노이 드는지용성 천연색그것은 아이소프레노이드 유도체 [32]로 분류되며 생물학적 활성을 가지고 있다.고등식물, 조류, 곰팡이, 박테리아, 조류 등에서 널리 발견된다 [3].카로티노이드는 크게 두 가지로 나뉘는데, 하나는 탄소와 수소로만 이루어진 카로티노이드이다;다른 하나는 탄소, 수소, 산소 [6]로 이루어진 잔토필이다.그것은다고 보도 되었카로 티 노이 드 (α 비타민 A의 전신을 합성 할 수 있고-caroteneβ-carotene) [33].동시에 카로티노이드는 일정한 항산화 작용을 가지고 있으며 [3] 인간의 생명 활동에 필수적이다.그러나 카로티노이드의 풍부한 전자와 불포화 화학 구조로 인해 가공 및 저장 중에 쉽게 산화 및 이성질화 될 수 있습니다 [34-35].산화는 이성질화보다 카로티노이드에 더 심각한 영향을 미친다.전자는 그들의 활동과 색을 완전히 파괴할 수 있고, 후자는 활동과 색의 채도 [4]의 감소만을 야기할 뿐이다.식물에서 대부분의 카로티노이드는 트랜스 이성질체이며, 가공 및 저장 과정에서 이성질화가 일어나는데, 트랜스 이성질체는 시스 이성질체로 바뀐다 [33].이 중 온도, 빛, 산은 카로티노이드가 트랜스 이성질체에서 시스 이성질체로 이동하게 하는 주요 요인이다 [36].
1.4.2 엽록소
엽록소는 식물계에서 가장 널리 분포된 녹색색소이며 피롤류의 유도체이다.피롤의 구조적 특징은 4개의 탄소원자와 1개의 질소원자로 구성된 5개의 멤버네이트고리이다.엽록소는 주로 엽록소 a와 엽록소 b로 나뉘는데, 엽록소는 구조의 7번째 위치가 다르며, 다음과 같다엽록소-CH3로 이루어진 a와-CHO로 이루어진 엽록소 b.엽록소는 온도, 산소, 산, 빛, 효소 등에 민감하여 [37] 어느 정도 엽록소 분해와 색 변화를 일으킬 수 있다.관련 연구에 따르면 재래식 가열로는 키위프루트의 엽록소 함량을 42%에서 100%까지 줄일 수 있다고 보고되었다 [38].따라서 온도는 엽록소의 안정성에 영향을 미치는 매우 중요한 요소이다.엽록소는 구강청정제로도 사용할 수 있으며, 구강 엽록소는 아플라톡신에 의한 간암을 효과적으로 예방할 수 있다는 것이 밝혀졌다 [39-40].
1.4.3 안 토시아 닌
안토시아닌은 플라보노이드 색소로 분류되며, 이는 C6C3C6 탄소 근간을 특징으로 하는 식물의 2차 대사산물이다.안 토시아 닌많은 베리류, 붉은 양배추, 자색 감자, 석류 등을 포함한 많은 과일과 채소에서 널리 발견된다 [41-42].과일이나 채소에서 빨강, 파랑, 보라색을 낼 수 있다 [43].안토시아닌의 색은 pH, 농도, 온도, 빛, 효소, 기타 플라보노이드, 금속 이온 등 많은 요소에 따라 달라진다.안정성에 영향을 미치는이 요소들 중에서 pH와 온도가 가장 중요하다 [44].안토시아닌은 산성 조건에서 더 안정하다.pH 1에서 안토시아닌은 강한 불그스름한 빛깔을 나타낸다;pH 가 3.5에 도달하면 색상 표시의 강도가 감소하기 시작하며 전체적인 색상은 여전히 불그스름합니다.pH 가 계속 증가함에 따라 색상은 점차 옅어져 푸르스름한 색조를 띠며;pH 가 7 이상이면 안토시아닌이 분해되기 시작한다 [3, 45].안토시아닌의 당화 작용과 구조 내의 메톡시기 및 히드록시기의 수는 모두 색깔에 영향을 미치는데, 히드록시기의 함량이 높을수록 푸른 빛을, 메톡시기가 많을수록 붉은 빛을 낸다 [44, 46].연구에 따르면 아실화 안토시아닌의 색 강도는 pH 4.5에서 5로 유지될 수 있다 [3];안토시아닌의 당화를 위해서는 보통 안토시아닌 분자의 3 히드록시 위치에 당 분자가 붙는다 [47].자연에서 안토시아닌은 다양한 정도로 아실화 되고 당화되며, 이는 그들을 더 높은 안정성으로 존재하게 할 것입니다.
비트 안료 1.4.4
사탕무 색소질소 헤테로사이클릭 수용성 안료의 일종이다.비트 안료에는 두 가지 종류가 있습니다:시클로 프로판과 베타인이 응축되어 형성되는 적갈색 베탈라인;그리고 아민 (amine)과 베타인 (betaine)이 응축되어 형성되는 노란색-오렌지색의 베타잔틴 (betaxanthin)도 있다.베타인은 비트 색소 [48]를 형성하는 중간 생성물이다.자연에서는 betalains 가 더 흔하다.우루쿠 (남아메리카의 안데스에서 광범위하게 재배되는 경제적으로 중요한 뿌리 작물), 말라바 시금치, 선인장 열매 (라틴 아메리카, 남아프리카, 지중해에서 발견), 레드 피타야 (말레이시아, 중국, 일본, 이스라엘, 베트남에서 발견)와 아마란스 [49] 등의 식물에서 주로 발견된다.그 중 붉은 비트와 붉은 피타야는 베탈레인 [50]이 풍부한 작물이다.베터레인은 외부 환경 영향을 받기 쉬우며 [51] 가공 및 저장 중에 일정한 제한을 받는다.여러 영향 요인 중 온도가 베탈레인 [52]에 가장 큰 영향을 미친다.안토시아닌에 비해 pH 가 베탈라인에 미치는 영향은 크지 않다.베탈라인은 pH 3~7에서 안정하다;그러나 안토시아닌의 색은 pH에서 변하기 시작한다>3 [3-4, 6, 50]이다.연구에 따르면 베탈린은 착색제 외에도 산화 방지, 항암, 지질 저하, 항균 등의 약리학적 효과도 있으며 [49] 인체 건강에 중요한 역할을 한다고 한다.
1.4.5 다른
탄저균 색소에는 주로 코치닐 적색 (cochineal red)과 락염료 (lac dye) 가 있다.코치닐 레드는 암컷 코치닐 곤충에서 추출한 붉은 색소로, 주성분은 코치닐 산이다.이 색소는 찬물에는 쉽게 녹지 않지만 뜨거운 물이나 에탄올 등의 용액에는 잘 녹으며 [53] 어느 정도의 안정성과 안전성을 가지고 있다.락염료는 일명 쉘락레드라고도 하는데 락곤충이 분비하는 락염을 알칼리성에서 추출하고 정제하여 얻은 제품이다.락색 염료는 선홍색 또는 자줏빛이 도는 붉은 액체 또는 분말로 외관이 산성이다.물이나 에탄올, 프로필렌 글리콜에는 쉽게 녹지 않지만 알칼리 용액에는 쉽게 녹는다.
테아플라빈 (Theaflavin)은 차에서 추출되는 폴리페놀성 색소이다.물이나 수용성 에탄올 용액에는 쉽게 녹지만 클로로포름이나 석유 에테르에는 녹지 않는다.항산화, 항암, 항세균, 항바이러스, 항염증, 심혈관 질환 예방, 체중 감량과 혈중 지질 저하 [54] 등 다양한 건강 효능이 있다.
모나스쿠스 색소는 모나스쿠스의 발효를 통해 생성되는 천연 식용색소제이다.그것은 케톤 색소로 분류됩니다.Monascus 색소는 높은 안전성 프로포션을 가진 천연색입니다.또한 혈압과 혈중지질을 낮추는 등의 생리작용이 있어 국내외 사용자들에게 큰 인기를 끌고 있다.
천연색의 안정화 2
천연색의 낮은 안정성은 그들의 식용으로 사용을 제한한다.천연색의 안정성에 영향을 미치는 요인으로는 온도, pH, 빛, 산소, 금속이온, 효소 등이 있다.최근 학자들은 천연색의 안정화에 대한 연구를 본격화하고 있으며, 천연색의 종류별로 안정화 기법을 많이 개발하여 천연색의 실용화에 기술적 지원을하고 있다.
2.1 이소프레네-카로티노이드 안정화
카로티노이드는 산소, 빛, 온도, 금속 이온, 과산화물 등에 의해 쉽게 산화되고 이성질화된다.이 중 산화는 카로티노이드를 분해시키는 주요 원인이다.산화를 방지하기 위해 마이크로 캡슐화 및 나노 캡슐화 기술을 사용할 수 있습니다.이 기술은 마이크론 또는 나노시스템 물질에 활성 물질을 캡슐화하여 효과적인 물리적, 화학적 장벽을 형성하여 활성 물질을 개선'유해한 환경 조건 (빛, 온도, 산소, 다른 화합물과의 부작용 등) [55]에 대한 저항성.RAHAIEE등 (56)은 크로신을 캡슐화하기 위해 이오노겔법에 의해 키토산-나트륨 알긴산 나노입자를 제조하였으며,이 기술은 불리한 환경에서도 크로신의 안정성을 대폭 향상시켰다.카로티노이드를 추출하기 전에 원료의 전처리 또한 매우 중요한 부분이다.데치는 것과 같은 물리적 방법은 리폭시게나제 등 색소에 해로운 효소를 불활성화시킬 수 있다.산화방지제 (구연산, 오르토-페닐렌트리올 등)를 첨가하는 등 화학적인 방법도 있으며, 색소의 산화속도도 낮출 수 있다 [4].
피롤-엽록소의 안정화 2.2
엽록소의 안정성에 영향을 주는 인자는 매우 많은데, 그 중에서도 산과 효소가 주요한 것이다.불리한 효소를 불활성화하여 엽록소의 안정성을 향상시킬 수 있으므로 [57] 전처리를 데쳐서 안정성을 향상시킬 수도 있다.동시에 산의 부작용도 통제해야 한다.알칼리성 물질 (KOH, NaOH 등)을 첨가하여 산을 중화시킬 수 있다 [58].보관 중 엽록소는 어두운 곳에 낮은 온도로 보관해야 한다.이렇게 하면 자외선으로 인한 색소의 손상을 효과적으로 줄이고 안정성을 유지할 수 있다.금속이온은 엽록소의 마그네슘을 대체하여보다 안정한 금속엽록소염을 형성한다.왕풍란 등 (59)은 CuSO4와 아연아세테이트를 이용하여 Bauhinia variegata의 엽록소를 처리하였으며, 그 결과 두 시약 모두 엽록소의 색을 안정화시킬 수 있음을 확인하였다.이는 Mg2+와 Cu2+ 가 모두 엽록소를 보호할수 있다는것을 증명해주기도 한다.
2.3 플라보노이드-안토시아닌의 안정화
부동한 식물체로부터 추출한 안토시아닌은 구조가 다르고 성질이 다르다.안토시아닌은 pH, 온도, 빛, 효소 및 기타 플라보노이드 물질에 비교적 민감하여 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다.
CHUNG등 [60]의 연구에서 gum arabic의 첨가 (0.05%~5.0%)는 ascorbic 산 가 존재할 때 안토시아닌의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 1.5% gum arabic을 첨가했을 때 안정성이 가장 높다는 것을 확인하였다.안토시아닌의 안정성은 다른 분자 (아미노산, 유기산, 금속 이온, 플라보노이드, 다당류 및 기타 안토시아닌 등) 와의 상호작용에 의해 향상될 수 있는데, 이러한 물질은 보색 역할을 하기 때문이다.예를 들어, 일부 공동 색소 (예:금속 이온, 다당류 및 기타 플라보노이드)는 안토시아닌과 초분자 집합체를 형성한다.공동 색소 침착은 개개의 안토시아닌 [61]의 색 안정성을 높일 수 있는 방법이다.CHUNG등 62)은 자색당근의 색안정성에 미치는 펙틴과 유장 단백질의 차이에 대한 연구를 통해 변성 유장 단백질이 안토시아닌의 색안정성에 가장 좋은 영향을 미친다는 결론을 내렸다.GRIS등 (63)은 카 베 르네소비 뇽포도 추출물에서 안토시아닌과 카페인산의 상호작용을 연구한 결과 카페인산의 첨가가 안토시아닌의 안정성을 유의적으로 증진시키는 것으로 나타났다.안토시아닌의 안정성은 또한 금속 이온-안토시아닌 분자 복합체에 의해 향상 될 수있다.안토시아닌-금속 복합체에서 가장 흔한 금속은 구리, 철, 알루미늄, 마그네슘, 칼륨이다 [64].안토시아닌의 안정성을 향상시키기 위해 마이크로 캡슐화 기술도 사용된다.TAN 등 [65]은 황산콘드로이틴과 키토산으로 구성된 음이온성 다전해질 복합체에서 안토시아닌의 공동색소 침착과 캡슐화를 조절하기 위해 카테킨을 사용하였다고 보고하였다.이번 연구를 통해 미세봉지 기술과 결합한 공동색소 형성 효과가 안토시아닌의 안정성을 크게 향상시킨 것으로 나타났다.
2.4 질소 헤테로싸이클-베탈라인의 안정화
비트 안료는 온도, 빛, pH, 금속 이온 등과 같은 많은 외부 요인의 영향을 받습니다.농도를 높임으로써 안정성을 향상시킬 수 있으며, 아실화 및 당화 농도가 높은 곳에서도 안정하며 [50] 어둡고 추운 환경에서도 안정하다.연구에 따르면 항산화제 (아스코르브산 및 에리토르브산 등), 안정제 (EDTA) [5, 66], 사이클로덱스트린 [67] 및 기타 화합물을 첨가하면 베탈린도 안정시킬 수 있다고 한다.베탈린은 바람직하지 않은 효소를 불활성화시키기 위해 데쳐서 더 안정적으로 만들 수도 있다.다만 온도는 베탈레인에도 영향을 주는데, 유기산 (아스코르브산 등)을 넣으면 색소가 재생되지만 betaxanthin만 재생되고 betacyanin은 재생되지 않는다 [4].
식품에서 천연색과 대분자의 상호작용 3
식품의 내부와 외부에 대한 천연색의 접착은 단백질 및 다당류와 같은 식품 대분자와의 상호작용을 포함하는 응용 성능을 결정하는 중요한 요소입니다.천연색은 공유 및 비공유 상호작용 (수소 결합, 소수성 상호작용 및 van der Waals 힘 등)을 통해 이들 거대 분자와 결합하고 표면에 흡착할 수 있다.
3.1 수용성 자연색과 거대분자물질과의 상호작용
수용성 천연색친수성 거대 분자와 상호 작용할 수 있습니다.수소 결합, 소수성 상호작용, 반데르 발스 힘 등의 비공유 상호작용은 작은 유기 분자와 단백질 등의 거대 분자 사이의 주요 상호작용이며 [68], 이들 사이에도 공유 상호작용이 존재한다 [7].최근에는 이들과 단백질과의 상호작용에 대해 많은 논의가 이루어지고 있다.왕 등 [8]은 사이의 상호작용에 대해 연구하였다쌀 단백질그리고 아스파라거스 잎 색소.상호작용 후, 색소의 항산화 활성과 자유 폴리페놀 함량은 유의적으로 감소하였다.그 결과 아스파라거스 잎 색소는 소수성 및 수소 결합을 통해 쌀 단백질과 반응함을 알 수 있었다.안토시아닌은 단백질과 결합하여 복합체를 형성할 수 있는 작은 분자입니다.Jiang Lianzhou 등 [69]은 사이에 강한 상호 작용이 있음을 발견했다콩 단백질 분리그리고 안토시아닌, 그리고 둘은 1과 유사한 결합 부위를 가진 복합체를 형성할 수 있습니다.장구원 등 [68]은 뽕나무 색소 (약리학적 활성을 가진 작은 분자)와 단백질의 상호작용에 대해 연구했고, 그 결과는 뽕나무 색소와 소 혈청 알부민이 반데르발스 힘과 수소 결합을 통해 상호작용할 수 있다는 것을 보여주었다.또한 등판정 등은 여러 종류의 계면활성제를 첨가하여 식용색소인 체리레드와 단백질 사이의 작용 메커니즘을 조사하였고, 색소와 단백질 사이에 강한 상호작용이 있음을 증명하였다.공유결합작용은 비교적 강한 결합력이다.연구에 따르면 폴리페놀성 색소와 식품 거대 분자 사이에도 공유 결합이 있으며, 산화 및 친핵성 첨가 과정을 통해 공유 결합 구조가 생성될 수 있다고 한다 [7].
마찬가지로, 천연색과 다당류 사이에도 상호 작용이 있다.많은 천연색은 식물 세포의 액포 속에 있는 당 물질과 연관되어 있다 [10].보울스 등 (BOWLESet al., 71)은 효소가 당 잔류물을 식물세포의 색소로 옮기는 데 관여하며, 당이 결합하면 색소의 안정성이 어느 정도 증가한다는 것을 증명하였다.류리충 등 (72)은 전분과 적색 효모쌀 색소의 흡착메카니즘을 조사하였고, 그 결과 적색 효모쌀 색소 분자와 전분입자 사이에 주로 수소결합에 의한 물리적 흡착이 이루어지고 있음을 알 수 있었다.
천연색은 단백질과 다당류와의 약한 결합 상호작용과 잠재적인 공유결합 상호작용이 많다.또한 이들 간의 결합방식과 강도는 천연색의 착색성을 반영하므로 관련 제품에서 천연색의 가공 및 응용에 이론적 기준을 제공할 수 있다.
지용성 자연색과 거대분자물질간의 상호작용 3.2
like 가 like를 녹이는 원리에 따르면 지용성 안료는 물, 알코올 등에 녹지 않고 기름에만 녹을 수 있다.그러나 많은 용도가 친수성 물질과 결합되어야 하므로 지용성 안료가 친수성 물질과 결합할 수 있도록 하기 위해서는 특정 처리가 요구된다.
자연 엽록소물에 쉽게 녹지 않지만 엽록소에 있는 마그네슘이온을 구리이온으로 바꿔 구리 엽록소나트륨을 만들면 물에 녹일 수 있다.L6PEZ-CARBALLO 등 73)은 젤라틴을 결합하기 위하여 sodium copper chlorophyllin을 사용하였으며, 그 결과 sodium copper chlorophyllin의 첨가는 젤라틴 막의 항균성을 증진시키는 것으로 나타났다.DE CARVALHO et 알다.(74)은 마이크로캡슐화 기술을 사용하여 리코펜을 캡슐화하여 물에 분산시키고 젤라틴과 결합하기 쉽게 만들었다고 보고하였다.RESZCZYNSKA 등 [75]은 분자분광학을 이용하여 세 가지 카로티노이드 (카로틴, 루테인, 제아잔틴)와 소 혈청 알부민의 상호작용을 연구하였다.소혈청 알부민 용액을 PBS(pH 7.4)에 조제한 후, 카로티노이드를 테트라하이드로퓨란 (카로티노이드에 대한 용해도 한계치가 높고, 물과 잘 섞이지 않으며 단백질의 구조적 변화를 일으키지 않는다)에 용해시켰다.그 후 37 °C에서 단백질 용액에 카로티노이드 용액을 투입하고, 철저하게 섞이도록 1시간 동안 계속 흔들어 주었다.그 결과 카로티노이드와 단백질 사이에 상호작용이 있으며, 서로 결합할 수 있음을 알 수 있었다.실제 생산에서, 종종 지용성 안료의 용해도 특성이 적절하게 전환 될 수 있기를 희망합니다.이는 지용성 천연색이 식품 생산에 유연하게 적용될 수 있도록 화학적 개질, 마이크로 캡슐화 기술, 유화 등을 통해 달성될 수 있다.
식용 포장에서 자연 식품 색상의 새로운 응용 4
식품 내 천연색과 일부 대분자 간의 상호 작용으로 인해, 이는 식용 포장 (예:식용 필름, 코팅 등)을 포함한 식품 산업에서 사용할 수 있는 기초를 제공합니다.이들은 그림 2와 같이 특정 조건에서 결합되어 제품 내부에 분포되거나 표면에 흡착되어 색상을 표시하는 목적을 달성할 수 있습니다.4.1 천연식품 색상의 식품코팅에 적용 최근 천연색소를 기반으로 한 식품코팅은 친환경적이고 건강한 특성으로 인해 관심이 증가하고 있다.코팅은 색깔, 맛을 제공하고 내부의 음식을 보호할 수 있습니다.그것은 매끄럽고 심지어 하드 또는 소프트 코팅으로 만들 수 있습니다.만다티 등 (76)은 색소가 다른 물질과 상호작용하여 안정성을 떨어뜨리는 것을 막기 위해 코팅에서 맛과 색이 분리되는 유색 경질 껌과 사탕 제품을 개발했다.
히츠펠트 (HITZFELD) 등 [77]은 아나토 오렌지를 미세캡슐화하여 분산 또는 분말 형태로 식용 코팅에 첨가하였다.이렇게 제조된 코팅제는 과자류 (초코콩 등)에 사용될 수 있으며 코팅제는 과자류에 코팅하여 적오렌지색을 낼 수 있다.아나토 오렌지의 안정성을 유지하기 위해 필요하므로, 제형의 pH는 5~8 사이로 조절해야 한다.천연 색상의 안정성을 유지하는 것은 코팅 적용에 있어 중요한 요소입니다.따라서 실제 제작시 천연색을 최대한 제형 환경에 맞게 조정해야 한다.제품의 종류에 따라 안료에 대한 요구 사항이 다릅니다.예를 들어, 제품의 산도 및 알칼리도와 용해도 조건에 따라 [78] 제품에 적합한 천연 안료를 선택해야 한다.코팅 준비를 위해서는 시스템 내 안료의 안정성이 보장되어야 할 뿐만 아니라 시판되는 색상에 적응해야 하기 때문에 인공 색상을 천연 색상으로 대체하는 것이 중요한 과제입니다.[79] 과자류 식품에 있어서 색의 외관은 매우 중요하며, 인공색을 천연색으로 대체하면 과자류 식품의 안전성을 담보할 수 있다.그러나 다양한 천연색이 가지고 있는 고유의 불안정성으로 인해 추가적인 수정 연구가 요구된다.
4.2 식용 필름 제조시 천연식품 색상 적용
식용 필름의 색채의 감각적 효과를 높이기 위해 천연색과 식용 필름의 조합이 연구의 대상이 되었다.컬러 먹을 수 있는 필름은 사람들에게 더 매력적인 감각적 색상을 제공 할 것이며, 이는 또한 people&를 증가 시킬 것입니다#39년생 어느 정도 구매 욕구가 생길 듯.부르게테 (BURGUETE) 등 [80]은 속을 채운 육류 제품을 준비하기 위한 인공 케이싱을 발명했다.인공 케이싱에는 환원당이 들어있어 속이 꽉 찬 완성된 육가공품이 기분 좋은 황금갈색을 띤다.소브랄 등 [81]은의 첨가에 대해 연구하였다구리 나트륨 chlorophyllin젤라틴 필름에 색소가 필름의 특성에 미치는 영향을 조사하고 제품의 외관을 더 매력적으로 만들기 위해.리코펜과 젤라틴 필름을 조합하면 젤라틴 필름에 투명한 기준으로 특정한 색 특성을 부여할 수 있다 [74].외국의 연구에서 유색식용 영화는 보고된 바 있으나 중국의 유색식용 영화에 대한 연구는 거의 시작되지 않았다.향후 중국 식용필름의 발전을 위해 무독성, 친환경, 천연유래 색소와 생리활성 및 식용필름의 결합은 건강을 중시하는 사람들의 폭넓은 환영을 받을 것이다.
식용 잉크 인쇄에서의 천연 식품 색깔 4.3
최근년간 천연색갈로 만든 식용 잉크를 이용한 인쇄는 연구의 거점으로 되고있다.식용잉크는 독성이 없고 색갈이 산뜻하며 식용할수 있어 식품과 약품포장의 첫 선택으로 되였다.식용 잉크로 인쇄하면 식품과 약품 (캡슐, 정제) 등의 표면에 문양과 텍스트를 새길 수 있다.이런 식품은 아이들에 대한 매력을 높일뿐만아니라 식품포장에 전통적인 인쇄로 인한 오염을 효과적으로 감소시킨다.식용 잉크는 대부분 안료, 바인더, 용매, 첨가제 [82]로 구성되어 있다.
Shastry 등 [83]은 식용 기판에 고해상도 잉크젯 인쇄 기술을 보고했다.식용 잉크 제형에는 색소, 지방, 왁스가 들어 있다.먹을 수 있는 기질은 소수성 표면을 가진 사탕 블록일 수 있습니다 (예:왁스 광택 사탕).포와르 등 [84]은 사탕무 등의 재료를 이용해 색색의 허브 잉크를 만들었다.잉크에 혈압 감소, 심혈관 보호, 혈관 확장, 항균 작용 등 약리학적 활동을 첨가한 것이 특징이다.류 등은 보라색 강낭콩 색소를 추출해 식용 잉크를 준비하는데 사용했다.그 결과 준비된 식용 잉크는 기질에 따라 발색이 잘 됨을 알 수 있었다.또한 우 등 (86)은 키토산/아가로즈 하이드로겔 (chitosan/agarose hydrogel)에 안토시아닌을 내장하는 전기화학적 작성법을 연구하였다.글씨 기질은 다당류 필름이었다.기존의 인쇄와 달리 이번 실험에서는 하이드로겔과 접촉하는 음극으로 (펜 대신) 스테인레스 강선을 사용하고 다당류 필름에 글씨를 썼다.이 전기화학적 필기의 특징은 안토시아닌은 박사 변화에 따른 색의 변화에 반응한다는 것이다. 친환경 개념을 바탕으로 새로운 친환경 잉크가 미래 발전 추세로 전통 잉크를 대체하고 있으며 디지털 인쇄 기술과 식용 잉크의 결합은 응용에 탄탄한 기초를 마련했다.중국에서는 식용 잉크가 아직 탐색 단계에 있지만, people&로 인해#39;s 건강한 식습관과 미적 요구 사항에 대한 인식 증가, 식용 잉크의이 유형은 시장에서 널리 연구 및 적용될 것입니다.
3D프린팅에서의 천연식품 색상 4.4
3D 프린팅 기술은 편리하고 빠른 [87]"층별로 제조하고 쌓는"준비 원리를 사용한다.3D 식품 프린팅 기술도 이런 특성을 갖고 있다.기술은 주로 선택적 열공기 소결, 핫멜트 압출, 바인더 제팅, 잉크젯 인쇄 [88]의 4가지로 나뉜다.잉크젯 프린팅은 액상의 물질을 층으로 적층하는 방법으로, 여러 개의 층이 겹쳐지면 3차원 물체가 형성된다 [89].인쇄 재료는 특정 색상 특성을 부여하기 위해 천연 식품 색과 혼합될 수 있습니다 [87, 90].3D 식품 프린팅의 장점으로는 식품 디자인을 사용자 정의하고, 공급망을 단순화하고, 사용 가능한 식품 재료의 범위를 넓힐 수 있는 기능이 있습니다.하지만 3D 프린팅 기술의 정확도, 정밀도, 프린팅 속도 등에서 더욱 획기적인 발전이 기대된다.식품 분야에 3D 프린팅 기술을 적용하면 새로운 식품의 디자인과 개발이 촉진될 것이다.
5 전망
people&과#39;의 보건 및 환경 보호에 대한 수요 증가,천연 색소식품 포장에서 점점 더 중요한 역할을 해왔습니다.최근년간 식용포장에 천연색을 응용해 광범한 주목을 받고있다.그러나 이러한 실제 응용에는 여전히 천연색을 충분히 오랜 기간 유지 및 안정화하는 방법과 약한 착색력 및 색상 불일치 등의 관련 문제를 해결하는 방법 등 큰 과제가 있습니다.현재 이러한 분야에 대한 연구는 아직 걸음마 단계이며, 향후 천연색에 대한보다 기초적이고 응용적인 연구가 필요하다.과학기술의 발전에 따라 천연색은 인체건강에 대한 잠재적 가치, 무독성 · 무해한 성질, 식품에 다양한 색상을 부여하는 능력 등으로 인해 신흥 식용포장 분야에서 점점 더 응용될 것이며, 따라서 전체 건강식품 산업사슬의 신속하고 안정적인 발전을 촉진하는데 일조할 것이다.
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