2018 Fiscal Year Research-status Report
Stabilization of pigments in food by formation of nano-sized self aggregates
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17K00840
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| Research Institution | Nishikyushu University |
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Principal Investigator |
安田 みどり 西九州大学, 健康栄養学部, 教授 (20279368)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田端 正明 佐賀大学, 理工学部, 客員研究員 (40039285)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | クロロフィル / カロテノイド / 光退色 / 凝集体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
食品中の色素は、光に不安定で退色や変色を招き、食品の保存・保蔵において大きな問題になっている。本研究では、光に対する脂溶性色素の色の保持を目的としている。今年度は以下の２点について研究を行った。
１．光によるカロテノイド色素の退色作用の解明
水-エタノール系におけるカロテノイド色素のＵＶ照射による色の変化について調べた。カロテノイド色素として、α-カロテン、β-カロテン、β-クリプトキサンチンを用いた。カロテノイド色素はエタノールに溶解し、エタノール濃度10～100％の水-エタノール溶液とした。これらの溶液にUVを照射し、色差およびUV-Visスペクトルの測定を行った。３つの色素のうち、β-クリプトキサンチンが最も退色されにくいということが分かった。これは、β-クリプトキサンチンの抗酸化作用が高く、酸化分解反応を受けにくいためではないかと考えられる。また、カロテノイド色素はエタノール濃度80-90％の場合が最も退色されにくいことも明らかになった。水が少し含まれることで、カロテノイドの凝集が起こり、光からのダメージを防いだのではないかと思われる。
２．乳化剤によるクロロフィルの光退色の抑制効果
食品添加物である乳化剤（ショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、キラヤサポニン）を用いて光退色の抑制効果がみられるかについて検討を行った。クロロフィルは乳化剤に溶けなかったため、エタノールに溶解し、乳化剤溶液等を添加してエタノールの最終濃度は0.5%とした。実験の結果、キラヤサポニン、ショ糖脂肪酸エステルはクロロフィルの光退色を抑制した。この結果より、親水性が高く、クロロフィルと疎水性相互作用をしやすい乳化剤ほど、クロロフィルと凝集体を形成しやすく、光による退色を防ぐことができると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
クロロフィルの実験において、乳化剤の選定に時間がかかり、予定していたすべての実験を行うことができなかった。しかしながら、乳化剤がクロロフィルの光退色を抑えるという新しい知見を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回得られた成果についてさらに検討を行い、食品中の色素の光退色を防止するメカニズムの解明を行う。また、次年度は最終年となることから、実用化に向けた研究も行う。具体的には、以下の2点について行う予定である。
１．クロロフィルの光退色抑制のメカニズム解明について
乳化剤によるクロロフィルの光退色抑制が起こる要因として、凝集体の形成が考えられる。しかしながら、実際に凝集体の形成が起こっているのかについては明らかにできていない。そこで、動的光散乱法を用いた粒子径の測定や円偏光二色性（ＣＤ）スペクトルの測定を行う。これらにより、凝集体の形成が起こっているのか、また、その場合のクロロフィル同士の相互作用について調べる。また、クロロフィルは、ＵＶにより光増感反応が起こり、一重項酸素が生じることが知られている。これがクロロフィルの光退色の原因ともなっていることから、一重項酸素の発生に乳化剤がどのように影響するのかについて調べる。一重項酸素の測定は、蛍光試薬であるSinglet Oxygen Sensor Green (SOSG)を用いて行う。カロテノイド色素についても同様の実験を行い、凝集体の形成を調べる。
２．光に安定な食品の開発
まず、食品中の脂溶性色素の溶存状態を調べる。例えば、クロロフィルについては、UV-Visスペクトルや粒子径等の測定にて単量体か凝集体かといった溶存状態を調べる。その後、光退色を防止するような条件、つまり、凝集体を形成させるような乳化剤を添加するなどの条件を検討し、光に安定な食品の開発を試みる。
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| Causes of Carryover |
乳化剤の選定に時間がかかり、予定していた実験スケジュールがやや遅れたため。次年度は最終年となるため、成果報告を行うことを予定していることから、残金は次年度に使用する予定である。
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