カロチノイド 色素。 野菜や果物に含まれる色素「カロテノイド」とは?美容と健康に役立つ成分効果

カロテノイドを多く含む食品と、その働き

カロチノイド 色素

光合成色素 はじめに 光合成は光によって進む反応ですから、出発点としてはまず光を吸収しなくてはなりません。 そして、光合成が使う目に見える光、すなわち可視光を物質が吸収すれば色がついて見えますから、その物質は色素でなくてはなりません。 ですから、光合成の始まりは光合成色素による可視光の吸収である、と言えます。 光合成色素にはさまざまな種類のものがあります。 まず、大きく分けると、クロロフィル、カロテノイド、そしてフィコビリンということになるでしょう。 クロロフィルとカロテノイドは多くの光合成生物に含まれますが、フィコビリンは紅藻やシアノバクテリアなどの一部の藻類しか持ちません。 以下、それぞれの光合成色素について見ていきましょう。 クロロフィル まずは、光合成色素の代表格、クロロフィルを考えてみましょう。 クロロフィルはポルフィリン環と呼ばれる炭素と窒素からなる環状構造に、フィトール鎖と呼ばれる長い炭化水素の鎖がついた形が構造の基本です。 ポルフィリン環の中央にはマグネシウムが配位しています。 クロロフィルは、青い光と赤い光をよく吸収するため、残った緑色の光が散乱・反射されて植物の葉は緑色に見えることになります。 クロロフィルには、陸上植物・藻類・シアノバクテリアが持つ、狭い意味でのクロロフィルと、光合成細菌が持つバクテリオクロロフィルがあります。 もっとも、クロロフィルとバクテリオクロロフィルは、構造的な特徴があって分類されているわけではありません。 単に陸上植物などが持つクロロフィルをクロロフィル、光合成細菌が持つクロロフィルをバクテリオクロロフィルといっているだけで、実際には、バクテリオクロロフィル gなどは他のバクテリオクロロフィルよりクロロフィル aに構造が似ていたりします。 クロロフィル、バクテリオクロロフィル共にそれぞれいくつかの種類があり、 aとか gなどといったアルファベットで区別されます。 おそらく、一番有名なのは陸上植物が持つクロロフィル aとクロロフィル bでしょう。 ちなみにこのアルファベットはイタリックにするのが決まりです。 以下にそれぞれのクロロフィルの分布と機能を示しておきます。 名称 分布 機能 クロロフィル a 陸上植物・藻類・シアノバクテリア 反応中心・アンテナ クロロフィル b 陸上植物・緑藻・ユーグレナなど アンテナ クロロフィル c 1, c 2, c 3 ケイ藻・褐藻・クリプト藻・ハプト藻など アンテナ クロロフィル d アカリオクロリス(特殊なシアノバクテリア) 反応中心・アンテナ クロロフィル f アカリオクロリスの近縁種 反応中心・アンテナ バクテリオクロロフィル a 紅色細菌・緑色硫黄細菌・緑色糸状性細菌 反応中心・アンテナ バクテリオクロロフィル b 紅色細菌 反応中心・アンテナ バクテリオクロロフィル c 緑色硫黄細菌・緑色糸状性細菌 アンテナ バクテリオクロロフィル d 緑色硫黄細菌・緑色糸状性細菌 アンテナ バクテリオクロロフィル e 緑色硫黄細菌 アンテナ バクテリオクロロフィル f 生物からは発見されていない バクテリオクロロフィル g ヘリオバクテリア 反応中心・アンテナ 表の中で、機能とあるのは、そのクロロフィルが、光合成の電子伝達反応に直接関わる反応中心として働いているのか、それとも光を集めるアンテナ(集光性色素)として働いているのか、という区別です。 昔は、光合成色素の中でも、反応中心として働くクロロフィル aに対して、アンテナとして働くクロロフィル bやカロテノイドなどを「補助色素」という言葉で表していましたが、現在では、クロロフィル aでも反応中心として働くのはごく一部であり、大多数はアンテナの役割を果たしていることがわかってきましたので、光合成色素分子の種類として「補助色素」といった分類はしないようになっています。 個々の光合成色素分子がどのような役割を果たしているかに即して分類するわけです。 なお、上記の他に、クロロフィル aの立体異性体である、クロロフィル a'、クロロフィル gの立体異性体であるクロロフィル g'が反応中心として機能していると考えられています。 また、一部の光合成細菌では、バクテリオクロロフィルの中心金属が亜鉛に置き換わった亜鉛バクテリオクロロフィル aが機能していることが見つかっています。 なお、クロロフィル dやクロロフィル a'に関する研究の新展開については「」で紹介しています。 さらにそれよりも新しい展開としてはクロロフィル fの発見が挙げられます。 クロロフィル fは2010年に新しく報告されたクロロフィルで、最初はストロマトライト(シアノバクテリアが浅い海で生育して岩石状になったもの)の中で存在が確認されました。 その後、日本の研究者が、アカリオクロリスに近縁の特殊なシアノバクテリアが光合成色素として持っていることを明らかにしました。 クロロフィル fはクロロフィル d同様に赤外領域の光を吸収し、しかも、面白ことに、赤外領域の光を照射して生育させた場合にこのクロロフィル fを持つようになるようです。 つまり、赤外線が豊富な時にそのエネルギーをも使うために発達させる特殊なシステムということのようです。 このあたりは、今後の面白い研究テーマでしょう。 カロテノイド クロロフィルに次ぐ光合成色素といったら、やはりカロテノイドでしょう。 カロテノイドは二重結合と一重結合を交互に持つ(このような形を共役二重結合といいます)炭化水素の鎖が基本構造です。 直線状のものもありますし、両端が丸まって、環状構造になっているものもあります。 青い領域の光を主に吸収するので、見た目は黄色からオレンジ色をしています。 ものによっては、酸素分子を含むものあり、酸素分子を含まないものをカロテン、含むものをキサントフィルと呼びます。 カロテノイドの種類は極めて多く、藻類などでは、どのカロテノイドを含んでいるかが分類の一つの基準となっています。 クロロフィルがエネルギーを吸収した状態におかれると、その一部が三重項クロロフィルと呼ばれる特別な状態になります。 この三重項クロロフィルが酸素と反応すると一重項酸素という活性酸素が生じ、細胞に害を与える可能性があります。 ビオラキサンチン、アンスラキサンチン、ゼアキサンチン この3種のキサントフィルは、分子内に含む酸素の数が異なり、酸素を付加もしくは取り外す酵素の反応により相互変換します。 この中で、ビオラキサンチンはアンテナの機能を持ち得るのですが、ゼアキサンチンは、クロロフィルへエネルギーを渡すアンテナの役割を果たさず、むしろクロロフィルからエネルギーを受け取ってそれを熱に変えてしまいます。 熱に変えると言うことは、せっかく吸収した光エネルギーをどぶに捨てるようなものですから、もったいないように思いますが、実は、エネルギーはあればあるほどよい、というものではないのです。 光が強すぎる場合には、そのエネルギーを使い切ることができず、かえって余分なエネルギーが光合成を阻害してしまう場合もあります。 このような強すぎる光による光合成の阻害を光阻害といいます。 そして、ゼアキサンチンがエネルギーを熱に変えるのは、この光阻害から植物を守るためであると考えられます。 面白いことに、最初に述べた酸素を付加もしくは取り外す酵素の活性は植物がおかれた状況によって変化し、光が強すぎてエネルギーが余っている場合にはゼアキサンチンを作る方向に反応が進み、逆に光が弱くてエネルギーが欲しい状況ではビオラキサンチンを作る方向に反応が進みます。 つまり、エネルギーが余る時にはそれを熱に変え、エネルギーが不足する時には、アンテナとして光を集めるという、極めて合理的な反応が自動的に起こるようになっているわけです。 このような、光環境による3種のキサントフィルの相互変換はキサントフィルサイクルと呼ばれています。 そのうちの多くは、いわゆる光合成色素のイメージ通りアンテナとして光エネルギーの捕集に関わっていますが、はっきりと機能のわかっていないものもあります。 一部の藻類だけに含まれるような光合成色素の場合、その機能を解明するのも一筋縄ではいかない場合があり、これからの研究が必要なところでしょう。 フィコビリン 光合成色素の最後にフィコビリンを紹介しておきましょう。 フィコビリンは、上記のクロロフィルやカロテノイドとは決定的に違う点が一つあります。 クロロフィルやカロテノイドは、生体内でタンパク質に結合して存在していることが多いのですが、その結合は共有結合ではなく配位結合です。 ですから、有機溶媒などで抽出すれば、タンパク質に結合していない状態のクロロフィルなり、カロテノイドなりの溶液を作ることができます。 そして、それらの溶液も、クロロフィルなら緑色をしていますし、カロテノイドなら黄色です。 しかし、フィコビリンはタンパク質と共有結合をした状態で存在しており、そのままでは有機溶媒には抽出されてきません。 そして、共有結合をしているタンパク質が変性したり、タンパク質から取り外されたりすると、その元の色を失ってしまうのです。 海苔をあぶると黒っぽい色からより緑色っぽい色に変わりますが、これは、紅藻の一種であるアサクサノリにおいて、フィコビリンが熱変性して退色すると比較的熱に安定なクロロフィルの色だけが残るのが原因の一つです。 褐藻であるワカメを湯通ししても同様のことが起こりますが、こちらは褐藻の含むフコキサンチンというカロテノイドの吸収がタンパク質に配位した状態かどうかによって大きく変化することによります。 このような変化はカロテノイドとしては例外です。 フィコビリンは、クロロフィルの吸収が少ない緑色の領域の光を吸収することができ、そのため見た目は青から紫色に見えます。 フィコビリンというのは、本来はタンパク質を除いた色素部分(発色団といいます)の名称ですが、通常は、タンパク質に結合した全体(フィコビリタンパク質)をさしてフィコビリンという呼び方もします。 フィコビリンの発色団は、ちょうどクロロフィルのポルフィリン環の部分を切り開いた形をしていて、タンパク質のシステイン残基と共有結合をしています。 フィコビリンの種類としては、フィコシアニン、アロフィコシアニンが一番普遍的に存在し、フィコエリスリンを持つものもよく見られます。 一部のシアノバクテリアはフィコエリスロシアニンというかわったフィコビリンを持ちます。 フィコビリンはフィコビリゾームという巨大な複合体を形成して、二つある光化学系の内、光化学系IIのアンテナとして主に働くと考えられます。 ただし、フィコビリゾームに吸収されたエネルギーのうち、一部は光化学系Iにも使われます。 このエネルギー分配の仕組みなどについては、いまだに謎に包まれています。 最後に このように、光合成色素といっても、従来のように、単に光エネルギーを集めている、というものではないことがわかってきました。 今後は、そのような従来考えられていなかったさまざまな役割の解明に力が注がれると思います。

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トウガラシ色素

カロチノイド 色素

知って安心 〜トピックス〜 用途別 主な食品添加物 用途別 主な食品添加物 2 着色料 食品には、本来様々な色あり、食欲を増進させたり、食生活を豊かにするといった効果があります。 しかし、自然の状態の色は、長期にわたって維持することが大変難しいため、加工段階で人為的に色調を調整するために着色料が使われてきました。 このうち、タール系色素は鮮明な色を出し、退色しにくいという優れた特徴を持った代表的な着色料です。 一方、我が国では、伝統的な食習慣から色の派手なものよりも、より自然に近い色を好む傾向があります。 また、紅花の赤色やクチナシの実の黄色、ヨモギの葉の緑色などを食品の着色に使用してきた経験もあって、天然の着色料も広く使用されています。 ただし、鮮魚介類や食肉、野菜類に着色料を使用することは禁じられています。 これら生鮮食品等に着色料を使用することは、その品質、鮮度等に関して消費者の判断を誤らせるおそれがあり、添加物本来の目的に反するからです。 主成分はカロテノイド系の黄橙色の色素です。 使用対象食品:ハム、ソーセージ、水産加工品、チーズ、マーガリンなど カロテノイド:carotenoid 動物ではエビやカニの殻、植物では花弁の有色体などに含まれ、細菌などからも見つかっている、脂溶性の酸化されやすく不安定な色素で、黄色、赤色、紫色を発色します。 現在、天然カロテノイドは約300種類確認されています。 主成分はクルクミンという鮮やかな黄色の色素です。 カレー粉の色はこの色素によるものです。 製法の違いで4種類に分けられますが、いずれも同じような褐色を示します。 また、カラメルには着色の他に風味付け効果もあり、古くからしょう油やソースなどに使用されています。 また、ウイスキーの品質調整など、製造用剤として使用されることもあります。 黄色〜橙色〜赤褐色を呈します。 カロテンは、体内でビタミンAに変わるプロビタミンなので、栄養強化の目的で使用されることもあります。 使用対象食品:バター、マーガリンなどの油脂製品や混濁系果汁飲料の着色に使われる他、めん類、菓子類、健康 食品などに使用されます。 昔から家庭できんとんの着色に使われてきました。 また、果実の抽出液に酵素を作用させて得られる色素が、クチナシ青色素やクチナシ赤色素です。 主成分はカルミン酸という物質で、色調は橙〜赤紫色を示します。 イタリアのリキュール「カンパリ」の着色に古くから用いられてきました。 使用基準が定められ、カステラ、きなこ(うぐいす粉を除く)、魚肉漬物、鯨肉漬物、こんぶ類、しょう油、食肉、食肉漬物、スポンジケーキ、鮮魚介類(鯨肉を含む)、茶、のり類、マーマレード、豆類、みそ、めん類(ワンタンを含む)野菜及びわかめ類に使用してはならないことになっています。 この分子中のマグネシウムを銅に置き換えて作られたものが銅クロロフィルです。 青〜緑色を呈します。 使用対象食品:使用基準があり、昆布、野菜類や果実類の貯蔵品、チューインガム、魚肉ねり製品、生菓子、チョコレート及びみつ豆缶詰中の寒天。 銅クロロフィリンナトリウムについては、あめ類にも使用できます。 主成分は、モナスコルブリンやアンカワラビンなどで、抽出に酸性アルコールを用いると黄色の色素が得られます。 紅麹は、酒造りにも使われ、中国の老酒や沖縄の泡盛の色は、この色素によるものです。 これから、黄色素を除去した後、弱アルカリで抽出すると、同じくフラボノイド系のカルタミンという物質を主成分とする赤色素が得られます。 紅花は、日本では昔から化粧品や高級和菓子に使われてきました。 使用対象食品:清涼飲料水、菓子、めん類、漬物など フラボノイド:flavonoid ベンゼン環2個が炭素3個で結ばれ、かつ、中央のC3が酸素を含むヘテロ環をつくった構造を持っている一群の植物色素の総称。 フラボン類、イソフラボン類、フラボノール類、フラバノン類、アントシアン類、カテキン類(フラバノール類)に分類され、約400種が確認されています。

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カロチノイド(カロテノイド)色素とは?

カロチノイド 色素

チーズ・マーガリン チーズ・マーガリンなどの乳製品の黄色にカロテノイド色素が使われます。 エビ・カニなどの水産加工物 エビ・カニなどの水産加工物(チーカマ等)の赤色にカロテノイド色素が使われます。 菓子類 菓子類の着色にもカロテノイド色素が使われます。 尚、食品の成分表示では、カロテノイド色素(カロチノイド色素)と記載されている場合と、カロテン(カロチン)、カロテン色素(カロチン色素)と記載されている場合があります。 では何故、これらの食品の着色料としてカロテノイド色素が使われているのでしょうか? 勿論、着色する事で、食品が色鮮やかになり、食欲をそそることが大来ですが、着色は合成着色料でもできます。 カロテノイド色素の使用を謳うのは、カロテノイド色素が天然由来の色素なので、合成着色料無添加を標榜でき、ユーザーに与える印象が良いからです。 カロテノイド色素に「着色」だけでなく、カロテノイド自体の効果効能も期待できます。 カロテノイド色素の効果効能 カロテノイドには約700種類ありますが、いれずも抗酸化力が高いのが共通した特徴です。 カロテノイドの主な効果効能には以下のものがあります。 加齢性網膜黄斑変性病予防効果 人間の網膜とレンズには、ルテインとゼアキサンチンが存在し、光による組織の酸化を抑制しています。 その他の効果 動脈硬化・老化・ガン・アレルギーの主原因は活性酸素だと考えられています。 カロテノイドの抗酸化力には活性酸素の発生を抑え、除去する作用があります。 その結果、動脈硬化・老化・ガン・アレルギーを抑制する効果が期待できます。 カロテノイド色素の副作用の危険性 カロテノイド色素の体への影響(副作用の危険性)はないのでしょうか? カロテノイド色素は天然由来の色素です。 その点では、合成着色料に比べて体への影響はない(安全)と考えたいところですが、カロテノイド色素の原料が汚染されていた場合、体への悪影響が懸念されます。 実際、アナトー色素はベニノキの種子から作られる赤い色素ですが、 原料となるベニノキの栽培地が水銀に汚染されていたことがあり、アナトー色素から水銀が検出されたことがあります。 また、カロテノイド色素の原料がコストを削減する為に 遺伝子組み換えの植物だった場合、染色体異常などの危険性が高まります。 妊娠中には胎児に悪影響を及ぼす可能性がありますので、摂取は避けましょう。 カロテノイド色素=天然由来色素=「安全」とは限らないので注意が必要です。 一概には言えませんが、カロテノイド色素と表記されていても、明るすぎる色、鮮やかすぎる色の食材は避けるのも1つの方法です。 カロテノイド色素の退色 カロテノイド色素を含有する着色剤は、特に光の影響により経時的に退色を起こし易いという問題があります。 日光による退色の問題は、カロテノイド色素に限らず、通常、着色した物に起こる現象です。 カロテノイド色素の退色防止する方法には、退色防止剤等があります。

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