JP5560289B2 - 天然着色料およびその方法 - Google Patents
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Description
本発明は、自然色であり、および経口で消化される、または化粧品において適用されるときに生物学的活性もしくは健康への影響を有する、高ベタレインドラゴンフルーツ粉末をパイロットプラント規模で製造するための方法に関する。ここで、22%のマルトデキストリンDE8−12(w/w果汁)、75℃の出口空気温度および150℃の入口空気温度を用いることにより得られるドラゴンフルーツ粉末は、良好な物性を有する。マルトデキストリンが増加すると、粘着性が防止され、ベタレイン保持率が増加し、含水率および水分活性が減少し、ならびに粉末の吸湿性が低下する。
本発明を詳細に説明するに先立ち、本発明は説明される特定の態様に限定されず、そのため、もちろん、変形してもよいものと理解される。また、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲のみによって限定されるため、本明細書で用いられる専門用語は特定の態様を説明する目的のためのみのものであり、限定を意図しないこともまた理解されるべきである。値の範囲が提供される場合、文脈が他に明示的に指示しない限り下限の単位の10分の1まで、その範囲の上限と下限との間にある介在値、およびその示された範囲中の任意の他の示された値または介在値のそれぞれが、本発明に包含されると理解される。これらのより小さな範囲の上限および下限は、より小さな範囲に独立して含まれていてもよく、また本発明に包含されており、示された範囲の任意の具体的に除外された限界の対象である。その示された範囲が1または両方の限界を含む場合、含まれる限界の一方または両方を除外する範囲がまた本発明に包含されると意図される。
材料
レッドドラゴンフルーツ(Hylocereus polyrhizus)は、マレーシアのMelakaの農園より購入した。全ての化学物質は、Merckより購入した。マルトデキストリンDE8−12は、マレーシアのSelangorのSan Soon Seng Food Industriesからの贈与物であった。
a)果汁の調製
新鮮なドラゴンフルーツを、手作業で皮むきした。フィニッシャー(Bonina, ITABUNA, BA)のふるいに通して果肉を裏ごしすることにより、種子を分離および除去した。噴霧乾燥前に、果汁を−20℃で貯蔵した。
b)サンプルの調製および噴霧乾燥
凍結した果汁を解凍し、次いでマルトデキストリンDE8−12を果汁に添加した。
混合物を、T25 basic labホモジナイザー(IKA- WERKE, Germany)を用いて、9500rpmで10分間、均質化し、噴霧乾燥前に2時間貯蔵した。
実験の設計、変数間の関連性の解析、およびドラゴンフルーツ果汁の噴霧乾燥についての最適条件の調査のために、応答曲面法を適用した。実験は、3つの独立した変数で、中央複合設計、2レベル要因(two levels factorial);完全要因(full factorial)に基づき、20試行を、p<0.05で解析した。用いたソフトウェアはMinitab V14 Sub100であった。全ての解析を、3回の繰り返しで行った。
総ベタレイン含有量は、Herbach et al. (2006)およびMosshammer et al. (2005)に従って、分光光度分析により測定した。ドラゴンフルーツ粉末をpH6.5のMcIlvaineバッファーに溶解させ、Whatman No. 1ろ紙を通してろ過した。溶液の吸光度は、Lambda 25 UV/VIS(Perkin Elmer, Shelton, USA)を用いて測定した場合、538nmで0.5〜1とすべきである。より高い吸光度値の溶液は、それに応じてバッファーで希釈すべきである。ベタレイン含有量(BLC)は、[BLC(mg/L)=(A×DF×MW×1000)/(ε×l)]で計算し、式中、Aは600nmの吸光度で較正された538nmにおける吸光度値であり、DFは希釈係数であり、lはキュベットを通る光路長(1cm)である。ベタシアニンの定量化に関し、ドラゴンフルーツ果汁における主要なベタレインを構成する、ベタニンの分子量(MW)およびモル吸光係数(ε)(MW=550g/mol;ε=60,000L/mol cm;λ=538nm)を採用した。測定は3回の繰り返しで実行した。図1は、ベタレイン保持率対変数の表面プロットを示す。ベタレイン保持率に関する多くの二次式(full quadratic)を表1で説明する。p<0.05での回帰係数および統計解析に基づくと、独立変数およびベタレイン保持率の間には、中等度の関連性がある。ベタレインは150〜170℃で噴霧乾燥される場合は安定であることを意味するが、図1に示されるように、低温度および高いマルトデキストリン濃度は、より高い量のベタレイン保持率をもたらす。
ドラゴンフルーツ果汁の噴霧乾燥に関する5応答についての回帰係数、R2、および確率、p値
*0.05レベルで有意
**0.01レベルで有意
色を、Hunter Lab Colorimeter(Hunter Lab Associates Laboratory, Virginia, USA)で測定した。用いた光源はD25であり、X=81.17、Y=83.27、Z=97.59の値の反射率を有する標準白色板(No. C222951)を対照として用いた。ドラゴンフルーツ粉末を1cmの光路長で5cm×5cmガラス光学セルに均一に詰め、セルを色度計の反射率ポート(reflectance port)に配置した。鏡面反射光を含んだ反射可視光を測定し、結果を、3回の測定の平均として、L(明度)、±a(+aは赤であり、−aは緑である)、±b(+bは黄色であり、−bは青である)、h°(色相角)ここでh°=tan−1(b/a)、C(彩度または飽和度)ここでC=(a2+b2)1/2として報告した。色相、彩度、および明度に関して製造されたドラゴンフルーツ粉末の色を、表2に示す。調査した独立変数および色(a)および明度(L)の間には優位な関連性があり、独立変数と他の色特性の間には優位な関連性はなかった。マルトデキストリンの割合が増加するに従い、色の希薄化のために、Lは増加した。図2は、温度が増加することにより、「a」値または赤色が低下することを示す。
ドラゴンフルーツ粉末の含水率を、Loksuwan(2007)により記載されるとおり、103℃の空気乾燥機中で3gの粉末を一定重量まで乾燥することにより測定した。一定重量は、4時間の乾燥の後に達成された。独立変数および含水率に関して最も適した回帰方程式を、式1に示すことができる。
式1: Y=14.4−0.12×2−0.058×3、R2=0.868、R2(adj)=0.851
回帰分析により、回帰モデルはp<0.05のデータにフィットし、X2およびX3の間に含水率との負のそして非常に高い相関があることが示された(図3)。
実験の実行順序、ドラゴンフルーツ粉末のベタレイン保持率および色測定
*データは3回の測定の平均値である。
**供給物の高い粘着性のため、粉末は製造されなかった。
水分活性の測定を水分活性メーター(AQUALAB Series 3 TE, USA)を用いて行った。水分活性(aw)は、同じ温度における、食品系における水の蒸気圧の、純水の蒸気圧に対する比率である。水分活性は、含水率よりも良好な保存期間の指標であり、生化学的反応に寄与することができ、かつ微生物学的腐敗に関与する食品系における遊離水の利用可能性を反映する。
*データは3回の測定の平均値である。
**供給物の高い粘着性のため、粉末は製造されなかった。
表3
実験の実行順序およびドラゴンフルーツパウダーの物性
少なくとも2gの粉末を、飽和塩化アンモニウム溶液を含有する79.5%の相対湿度のデシケーター中に配置した。1週間後に、粉末により得られた水分を測定し、吸湿水分を以下の式で計算し、吸湿性を測定した:[%吸湿性=(%WI+%MC)×100/(100+%WI)] 式中、MC=粉末の含水率、および%WI=(平衡後の試料の重量−試料の重量)/試料の重量×100。
溶解度を、Cano-Chauca et al. (2005)により推奨されるとおりに測定した。100mlの水および1gのドラゴンフルーツ粉末を、ミキサー中で5分間均質化した。次いで、溶液を、3000×gで5分間遠心分離した(Heraeus Multifuge 3L, Thermo, German)。上清の25mlのアリコートをペトリ皿に移し、90℃で10時間、オーブン中で乾燥させた。溶解度(%)を、予期された乾燥物質と比較した上清の乾燥重量に基づいて計算した。表3は、粉末の溶解度が、認容可能である94.9〜97.6%であったことを示す。かかる調査において、添加物としての溶解度の問題はなく、マルトデキストリンは良好な溶解特性を有し、フルーツの組成物はまた、溶解性の高い化合物であった。
Claims (13)
- 天然着色料の製造方法であって、天然着色料がHylocereus polyrhizusの果物からまたはレッドドラゴンフルーツから得られ、酵素法を用いず、以下の段階:
a)レッドドラゴンフルーツを得ること;
b)フルーツから皮および種子を除去すること;
c)段階(a)および(b)から液体溶液を得ること;
d)抗粘着化またはカプセル化材料を液体溶液に添加すること;
e)抗粘着化またはカプセル化材料および液体溶液を混合し、均質化した混合物を形成すること;
f)混合物を少なくとも2時間貯蔵すること;
g)段階(f)からの混合物を乾燥装置へと加えること;
h)段階(g)から乾燥粉末を得ること、を含む、前記方法。 - 段階(g)において、乾燥装置がキャビネット乾燥機、ドラム乾燥機、凍結乾燥機または噴霧乾燥器を含む、請求項1に記載の方法。
- 天然着色料が生物学的活性原料であり、天然着色料がベタレインを含む、請求項1に記載の方法。
- 段階(d)において、抗粘着化またはカプセル化材料がマルトデキストリンまたは抵抗性マルトデキストリンである、請求項1に記載の方法。
- マルトデキストリンまたは抵抗性マルトデキストリンが、5%〜30%(w/w果汁)の実用量を有する、請求項4に記載の方法。
- 段階(g)において、乾燥装置が噴霧乾燥器であり、段階(g)がさらに噴霧乾燥過程を含み、同過程が、以下:
a)130℃〜190℃の作動入口空気温度を有すること;
b)50℃〜100℃の作動出口空気温度を有すること、を含む請求項2に記載の方法。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法により製造されたベタレインを含む天然着色料。
- 着色料が粉末へと調製される手段を有する、請求項7に記載の天然着色料。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法によりドラゴンフルーツから得られた、または請求項7または8に記載のベタレインを含む天然着色料の、食品原料、食料製品または食料品、薬剤または栄養補助食品組成物、化粧品または局所用製剤の製造への使用。
- 化粧品が、クリーム、ローション、アイクリーム、軟膏またはゲル、サンスクリーン、経口投与物、フェイスマスク、頬紅、アイシャドー、リップスティックを含む、請求項9に記載の使用。
- 薬剤組成物が、錠剤、シロップおよびカプセルを含む、請求項9に記載の使用。
- 食料製品が、飲料、乳製品、アイスクリーム、シャーベット、氷製品、菓子、スナック、キャンディー、フルーツあめ、フルーツドライミックス、ゼリー、フルーツ充填物、トッピング、チョコレート、調味料、および原料、添加物としての食品処方におけるまたは任意の機能特性のための任意の用途を含む、請求項9に記載の使用。
- 栄養補助食品が抗酸化剤および食物繊維製剤を含む、請求項9に記載の使用。
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