고추 붉은 색소 추출 및 응용에 대한 연구 진행 상황
캡산틴은 성숙한 고추 열매에 존재하는 테트라테르페노이드계 주황색-빨간색 색소입니다. 주로 캡산틴(C40H56O3), 캡소루빈(C40H56O4) 및 노란색 색소로 구성되어 있습니다. 색상이 밝고 색가가 높습니다. 착색력이 강하고 색상 유지력이 좋습니다. 연구에 따르면 고추 붉은 색소는 체지방 대사, 면역, 방사선 방지 및 특정 유형의 심혈관 질환 발병률을 줄이는 효과도 있음이 입증되었습니다.
고추 적색 색소는 착색제로 널리 사용되며 유엔 식량농업기구(FAO)와 세계보건기구(WHO)에서 A급 색소로 분류하고 있습니다. 우리나라의 GB 2760-2014 "식품 첨가물 사용 기준"에 따르면 고추 적색 색소는 식품, 소스, 아이스크림, 아이스크림, 비스킷, 익힌 고기 및 기타 제품에 사용할 수 있습니다.
고추 붉은 색소 추출
적절한 추출 방법은 고추 색소의 주황색 및 노란색 물질과 비 색소 성분의 함량을 줄여 캡산틴과 캡소루빈의 비율을 높이고 색상 값을 높일 수 있습니다. 현재 고추 붉은 색소의 추출 방법을 보면 용매 추출, 초음파 추출, 마이크로파 보조 추출 및 초임계 유체 추출이 일반적입니다.
용매 추출 방법
용매 추출은 캡산틴 추출에 일반적으로 사용되는 방법으로, 캡산틴이 유기 용매에 용해된다는 사실을 활용합니다. 구체적인 추출 과정은 성숙한 말린 고추를 가루로 만든 다음 에탄올, 아세톤 및 기타 물질과 같은 유기 용매와 혼합하여 고추 올레오레신을 준비한 다음 증류, 분리 등과 같은 일련의 절차를 거쳐 최종적으로 고추 붉은 색소 를 얻는 것입니다.
용매 추출법의 가장 큰 장점은 비용이 저렴하고 고가의 정교한 장비가 필요하지 않다는 점이며, 단점은 추출된 캡산틴의 순도가 충분하지 않고 유기 시약 잔류물이 많다는 것입니다. 현재 고추 붉은 색소를 생산하는 대부분의 국내외 제조업체는이 방법을 사용하여 추출하지만 점차적으로 제거되는 추세를 보이고 있습니다.
초음파 추출 방법
초음파 추출 방법의 원리는 초음파를 사용하여 고추를 더 미세하게 분쇄하여 고추의 성분이 추출 용매에 더 잘 통합되어 최종적으로 순도가 높은 고추 붉은 색소를 얻을 수 있도록하는 것입니다. 초음파 추출 방법은 용매 추출 방법과 유사하지만 용매 추출 방법보다 빠르고 효율적이며 비용이 저렴합니다. 가장 중요한 것은 자연적이고 환경 친화적이기 때문에 더 인기가 있다는 것입니다.
마이크로파 지원 추출
마이크로파 추출이라고도 하는 마이크로파 보조 추출은 마이크로파와 전통적인 용매 추출 방법을 결합하여 형성된 새로운 기술입니다. 마이크로파를 이용한 고추 붉은 색소 추출은 저탄소, 환경 친화적이며 추출 효율이 높습니다.
초임계 유체 추출 방법
초임계 유체 추출 방법은 압력 제어 및 온도 제어를 사용하여 고추에 대한 CO2의 용해 효과를 향상시키고 마지막으로 고추 붉은 색소를 선택적으로 추출합니다. 이 방법은 실온에서 구현할 수 있으며 이 방법에는 용매 잔류물이 없으며 추출된 캡산틴의 순도가 높습니다. 현재 고추 붉은 색소의 이상적인 추출 방법입니다.
안정성에 영향을 미치는 요인 고추 붉은 색소
고추의 붉은 색소는 고추 열매의 세포에 의해 보호됩니다. 이때는 빛과 열에 매우 강합니다. 그러나 추출 후에는 빛, 열, 산소, pH 및 금속 이온에 의해 분해됩니다. 분해 후 올레핀 결합은 단일 단위로 변환됩니다. 결합이 끊어져 공액 구조가 파괴될 수 있으며, 퇴색하는 이유는 광촉매 산화 및 가수분해 재배열 반응이 내부에서 발생하기 때문입니다.
빛과 열이 고추 붉은 색소의 안정성에 미치는 영향
천연 카로티노이드는 주로 자연에서 올 트랜스 형태로 존재합니다. 80°C 이하의 온도는 고추 붉은 색소의 안정성에 거의 영향을 미치지 않습니다. 고온과 가열 시간은 색소 손실률에 영향을 미치는 주요 요인입니다. 빛과 열 조건에서 안료 분자는 에너지 준위 전환을 거쳐 시스 구조로 변합니다. 전자기 스펙트럼 파란색은 2~10nm 이동하여 안료 분자 사슬의 산화 및 파손을 가속화하여 스펙트럼이 자외선 영역으로 이동하여 고추색 안료가 분해되어 색을 잃게 합니다. 빛의 청색광과 자외선 조사는 일련의 산화, 재배열, 이성질화 및 기타 분해 반응을 일으켜 특히 7 ~ 8, 9 ~ 10 및 8 ~ 9 위치에서 고추 적색 안료의 색상 손실률을 증가시킵니다. 탄소-탄소 결합이 끊어져 궁극적으로 안료가 퇴색하게 됩니다.
산소가 고추 붉은 색소의 안정성에 미치는 영향
산화제는 고추 붉은 색의 손실을 유발합니다. 퍼옥시다아제(POD)와 카탈라아제(CAT)를 첨가하면 활성산소에 의한 고추 붉은 색의 손상을 줄일 수 있습니다. VE, 차 폴리페놀 및 아스코르빌 팔미테이트와 같은 항산화제를 첨가하면 고추의 붉은 색을 보호 할 수 있습니다. 동일한 산소 함량에서 1% 카르노산을 사용한 고추 붉은 색소의 색상 유지율이 가장 높습니다.
방사선 조사가 고추 붉은 색소의 안정성에 미치는 영향
연구에 따르면 방사선 조사량이 증가함에 따라 안료의 변색 손실이 심해지는 것으로 나타났습니다. 에스테르화 구조는 모노머보다 내방사선성이 강하고 적색 안료의 안정성이 황색 안료보다 높습니다. 조사 후 좋은 색상을 유지하려면 조사 선량을 4kGy 이하로 제어해야 합니다. 고추의 색소 중 70% ~ 80%는 주로 에스테르 형태로 존재합니다. 노란색 계열은 주로 불포화 지방산을 결합하고 빨간색 계열은 포화 지방산을 결합합니다. 빨간색과 노란색 고추 색소의 안정성 차이는 특수한 분자 구조와 지방산과 관련이 있을 수 있습니다. 구성, 다양한 카로티노이드 조합의 비율 및 비 카로티노이드 물질의 함량은 관련이 있습니다.
초음파가 고추 붉은 색소의 안정성에 미치는 영향
초음파는 고추에서 캡산틴을 추출하는 보조 방법으로서 고추가 추출액과 완전히 접촉하고 융합하여 용매 추출 효율을 향상시킵니다. 그러나 초음파 자체는 고추의 카로티노이드에 분해 효과가 있습니다. 초음파에 의해 생성된 하이드 록실 라디칼은 제아잔틴의 분해 및 구조적 변화를 일으켜 제아잔틴의 분해와 스펙트럼의 청색 이동을 초래할 수 있습니다. 초음파 공정이 β-카로틴에 미치는 영향은 ① 온도 상승의 열 효과, ② 초음파 캐비테이션 효과로 인한 색소 분해의 두 가지 측면이 있습니다.
pH와 금속 이온이 고추 붉은 색소의 안정성에 미치는 영향
연구에 따르면 캡산틴은 광범위한 산 및 알칼리 내성을 가지며 4~10의 pH 범위 내에서 안정적인 화학 구조를 유지할 수 있는 것으로 나타났습니다. 소스 시스템의 일반적인 금속 이온이 캡산틴의 색상과 가치에 미치는 영향은 6% 미만입니다. . 고추 붉은 색소는 산성 조건에서 안정성이 좋은 마이크로 에멀젼으로 제조됩니다. Cu2+, Fe3+ 및 Fe2+ 이온의 작용으로 고추 적색 안료의 색조가 크게 손상됩니다. 단일 안료 아세톤 용액에 다양한 유형과 농도의 금속 이온을 첨가했습니다. 금속 이온의 농도가 증가하고 작용 시간이 증가함에 따라 캡산틴의 흡광도가 다양한 정도로 감소했습니다. 따라서 실제 도포 과정에서 도포 시스템의 금속 이온 농도를 엄격하게 제어하거나 간섭 방지제를 추가하여 고추 적색 안료의 손상을 방지해야합니다.
적용 고추 붉은 색소
식품 산업 분야
고추 붉은 색소는 안정된 성질, 좋은 착색 효과, 독성이나 부작용이 없습니다. 그것은 신체의 카로티노이드 화합물을 보충 할 수 있습니다. 따라서 식품 산업 생산 분야는 고추 적색 색소에 대한 의존도가 높습니다. 고추 붉은 색소는 주로 음식 색을 개선하고 식욕을 향상시키는 데 사용됩니다. 육류 제품, 사탕, 음료, 소스 및 제과류와 같은 일상적인 식용 제품에 사용할 수 있습니다.
치킨 찹과 다진 돼지고기에 고추 붉은 색소를 첨가하여 색상과 밝기를 조절하면 소비자의 시각적 경험을 향상시키고 제품의 감각 품질을 향상시킬 수 있습니다. 크랩스틱이나 새우볼과 같은 바이오닉 식품에 캡사이신 레드 색소를 첨가하면 실제 수산 식품의 색을 시뮬레이션할 수 있습니다. 그러나 제품 매트릭스의 특성과 보관 시간, 온도 등의 요인에 따라 차이가 있기 때문에 유통 기한 동안 일정한 제품 품질을 보장하기 위해 고추 적색 색소가 포함 된 제품에 대해 여러 안정성 평가를 수행해야합니다.
동물 사료 분야
동물 사료의 생산도 고추 붉은 색소와 뗄 수 없는 관계입니다. 고추 적색 색소를 동물 사료에 사용할 수 있는 이유는 크게 두 가지입니다: 첫째, 고추 붉은 색소는 순전히 천연 색소로 안전하고 안정적으로 착색됩니다. 둘째, 동물은 스스로 색소를 합성 할 수 없으므로 사료는 동물에게 보충 색소가됩니다. 필요한 방법으로 고추 붉은 색소는 돼지, 소, 양, 생선, 새우 등의 피부 착색을 개선하고 색소 합성을 돕고 동물의 건강을 증진하며 외모를 개선 할 수 있습니다. 따라서 고추 붉은 색소는 동물 사료에서 매우 인기가 있습니다.
연구에 따르면 금붕어와 잉어의 사료에 100mg/kg의 고추 붉은 색소를 첨가하면 일정 기간 동안 먹인 후 체표의 a*(발적)가 크게 증가하고 혈청과 간의 MDA(말론디알데히드)가 낮아져 고추 붉은 색소가 물고기 체표의 붉은 색을 효과적으로 향상시키고 신체의 항산화 능력을 향상시킬 수 있다는 것을 보여주었습니다.
의료 분야
고추 붉은 색소는 의료 분야에서 널리 사용됩니다. 캡산틴은 안정된 착색 효과와 특정 건조 효과가 있기 때문에 약물 코팅 및 캡슐 입자에 자주 사용됩니다. 특히 어린이 약의 경우 밝은 고추 빨강 색소는 약에 대한 어린이의 두려움을 줄이고 복용에 대한 어린이의 관심을 높일 수 있습니다. 또한 최근에는 캡산틴의 카로티노이드가 동맥경화를 치료하는 효과가 있다는 것이 밝혀졌습니다. 이 발견은 의료 분야에서 고추의 응용 가치를 향상 시켰습니다.
화장품 분야
천연 색소인 고추 붉은 색소는 밝은 색을 띠며 립스틱, 블러셔, 아이섀도 및 기타 제품에 첨가할 수 있습니다. 합성 색소를 대체하여 제품을 더 안전하게 만들 수 있지만 지용성 색소인 고추 적색 색소는 안정성에 영향을 미치는 많은 요인이 있습니다. 첨가할 때는 사용 형태와 성분이 색상에 미치는 영향을 고려해야 합니다.
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