パンを研究する中で

日々パンの研究、教育をする中で考えていること。
～神戸女子大学名誉教授  瀬口  正晴～

セルロース粒のパンへの利用研究を行ってます。

食品添加物の着色料エリスロシンという色素は、明太子の真っ赤、レッドチェリーの真っ赤などの赤色色素として広く食品に利用されています。タール系の色素で石油原料からつくられる合成着色料（赤色３号）で、いろいろ議論のある物質です。

色調はきれい、安定で、色伸びは良く、安価である等のメリットがあり、近年益々利用される食品添加物です。この色素は体内でどのようになっているのか議論の多いところです。これを許可している国は少なくて、ドイツ、ポーランド、アメリカでは食品への使用は禁止されています。


この色素は、ハロゲン化キサンチンというベンゼン環を数個、１分子中に持っていて、しかもヨウ素（ハロゲン元素）を持っている物質です。

同じ基本構造をもつローズベンガル(EU、アメリカでは禁止）、フロキシン（EUでは禁止）があります。この物質を体内に摂取した後、わざわざ体外へ取り出せるものを捜してます。それにはセルロース粒を考えています。セルロース粒はそのままでは駄目で、250℃、20分以上加熱したものがこれらを結合する事がわかり、目下この素材を使っています。

エリスロシンらこの３者はうまくセルロース粒に結合するので、この面白い現象を論文にしようと考えてます。目下大学院ドクターコースの田原さんとその結合のメカニズムを連日デスカッションしています。

セルロース表面には加熱処理するとプラスの電荷の性質がでてきます。これはアミノ基（NH+)による性質でした。

一方色素の方はというと、ハロゲン化キサンチンの構造には-COO 基があって、それはマイナスの電荷を負っています。このため、セルロースとエリスロシンは＋とーは引き合うからここで色素は結合するのであろうと推察されました。


ところが類似構造の食用色素には負の電荷をもっているものもありますが、このセルロースには結合しません。なぜか。電荷だけでの問題ではないのでしょう。


エリスロシンにはベンゼン環が個々の分子中には存在しているが、ベンゼン環は水を嫌う性質（疎水性）があります。疎水性は他に疎水性があると引き合う性質があります。ベンゼン環があれば、加熱して疎水的なセルロース面の疎水性がひっぱりの相手になるでしょう。

しかし先ほどもあった他の色素でもベンゼン環を持つものもありますが、これは結合しないのです。ならばなぜか。

エリスロシンにはベンゼン環にヨウ素元素が付いています。ハロゲンにより疎水化を示しますが、ベンゼン環について疎水化をより強化する性質があるのでしょう。これがエリスロシンがセルロースに吸着する理由でしょう。

さらにベンゼン環にはリングの中を駆け巡るπ電子があり、これはセルロース分子からのーCHの水素との間で水素結合（CH-π結合）やら、アミノ基の水素と水素結合（NH-π結合）の様な引っぱりの力に関与します。

更にセルロース表面のでこぼこの穴があって、この穴が丁度サイズ的に合致して色素がはまります。色々な可能性があって、エリスロシンを中心とするハロゲン化キサンチンは多分炭化したセルロース表面に吸着するのでしょう。

いろいろの要因でハロゲン化キサンチンは炭化したセルロース粒に吸着するのでしょう。


毎回、彼女の実験データーで彼女と議論しているのが現状です。実際に起っている事が事実で、それに対して上から押したり、下から押したり、左右から押したりし、それに対する実験結果 をみて、実際に起っている理屈を外側からああでもないこうでもないと推論するのです。そしてうまくぴったり現象と理屈が一致すれば、分子論的に起っている事がこうなのだろうと判断するのがサイエンスでしょう。分子レベルの事となると実際には見えないのだから仕方ありません。

何とか製パンに応用を。