食品メーカーが合成着色料を代替する場合、天然着色料を選択することは、製品改良の一部に過ぎません。

もう一つの課題は、新しい色を、原材料のロット、製造バッチ、そして完成品を通じて、一貫して安定して生産できるようにすることです。

この課題はますます差し迫ったものとなっています。サプリメントを含む食品にFD&CレッドNo.3を使用している製造業者は、2027年1月15日までに、対象となる製品の配合を見直す必要があります。 同時に、FDAは食品メーカー、小売業者、業界団体と連携し、他の6種類の認可着色料――FD&CグリーンNo.3、レッドNo.40、 イエローNo.5、イエローNo.6、ブルーNo.1、ブルーNo.2——を2027年末までに食品供給から排除するべく、食品メーカー、小売業者、業界団体と協力している。

研究開発(R&D)および品質管理チームにとっては、そこから次のような実務上の疑問が生じます:

天然の代替品を見つけたら、すべてのロットで承認した色が確実に再現されるようにするには、どうすればよいでしょうか?

天然着色料の採用は、一貫性や測定の面で新たな課題をもたらします。これらの課題に対処するためには、色の品質管理を再配合戦略の一環として組み込む必要があり、新配合が生産段階に入ってからのみ着手するものであってはなりません。

このガイドでは、測定可能な色基準の確立方法、適切な許容範囲の設定方法、品質管理(QC)ワークフローへの色測定の組み込み方、および天然着色料や完成品に適した測定機器の選定方法について解説します。

1. 2026/27年度の規制スケジュール:メーカーが計画すべきこと

メーカーが合成素材から天然素材への移行を計画する際には、2つの動向を区別しておく必要があります。

FD&CレッドNo. 3:2027年1月15日

FDAは、2025年1月15日、食品および経口薬におけるFD&CレッドNo.3の使用承認を取り消した

サプリメントを含む食品にレッドNo.3を使用している製造業者は、2027年1月15日までに配合を変更する必要があります。FDAは、製造業者に対し、実行可能な場合はより早期に段階的廃止を完了するよう奨励しています。

その他の6つの認定カラー:2027年までの業界の変遷

また、FDAは、製造業者、小売業者、業界団体と連携し、2027年末までに、米国の食品供給において頻繁に使用されている残りの6種類の認定着色添加物を廃止することを目指しています。それらは以下の通りです:

  • FD&C グリーン No. 3
  • FD&CレッドNo.40
  • FD&CイエローNo.5
  • FD&CイエローNo.6
  • FD&CブルーNo.1
  • FD&CブルーNo. 2

この区別は重要です。2027年1月15日は、赤色3号についてFDAが定めた食品の配合変更期限です。一方、他の6つの着色料に関する2027年末までのより広範な移行措置は、同様の規制上の期限というよりは、FDAと業界が共同で進める段階的廃止の取り組みです。

メーカーにとって、これら2つの動向は、同じ業務上の優先事項を示唆しています。2027年末よりかなり前に、配合の見直しに着手し、それに並行して新しい色素の品質管理(QC)プロセスを構築しておく必要があります。

2. 天然着色料が品質管理のあり方を変える理由

合成染料の代替は、必ずしも「1対1」の色の置き換えとは限りません。HunterLabは、天然色素への移行に際してメーカーが考慮すべきいくつかの要因を挙げています。

安定性

天然着色料は、熱、光、酸素、あるいはpHの変化によって劣化したり、色調が変化したりすることがあります。したがって、研究開発段階で望ましい色調を達成した配合であっても、製造工程や保管期間を通じて許容できる外観を維持できる必要があります。

pH

pHの変化により、一部の天然着色料の色調が変化することがあります。配合や製造工程の変更は、着色料の使用量が同じであっても、外観に影響を与える可能性があります。

自然変動

天然素材には本来、ばらつきがあります。産地、生育環境、収穫時期、加工方法、湿度、温度などの要因により、ロットごとに違いが生じることがあります。

品質管理(QC)の目的は、自然変動を排除することではありません。その目的は、自社製品においてどの程度の変動が許容範囲であるかを決定し、その範囲に対して一貫して測定を行うことです。

明瞭さ

透明な製品については、もうひとつ考慮すべき点があります。天然由来の代替品を使用すると、望ましい色調は得られるものの、濁りや白濁が生じる可能性があります。

したがって、透明な飲料、ゼリーデザート、その他の透明または半透明の製品については、仕様書において、単に色だけでなく、色と透明度も考慮に入れる必要がある場合があります。

天然染料への移行において、色と透明度がなぜ重要なのかをご覧ください

3. 測定可能な色基準から始める

Scientist examines two small vials of red liquid in a laboratory, with beets and beetroot powder on the table beside her.

ナチュラルカラーの配合が合格か不合格かを判断する前に、「正しい」状態とはどのようなものかを、測定可能な基準として定義しておく必要があります。

再配合の段階から開始する。

承認済みの製品または目標とする対象を測定し、その数値的な色値を記録します。研究開発部門が天然由来の代替品を評価する際、次のような記述に頼るのではなく、その基準値と候補となる配合を比較することができます:

「これはあと少しのところだね。」

または

「今回のロットは、ちょっと黄色みが強いみたいだ。」

目視による評価は、担当者、サプライヤー、生産シフト、製造拠点によって結果にばらつきが生じやすく、再現性が低い。また、人間の色覚は、観察条件によって変化することもある。

分光光度計は、外観を数値データに変換し、そのデータを保存、伝達、比較できるようにします。

研究開発部門が改良後の外観を承認すると、その測定値が品質管理の基準となります。

質問は次のように変わります:

これ、これで合っていますか?

宛先:

これは承認済みの色仕様に合致していますか?

これにより、研究開発、サプライヤー、入荷検査、生産の各部門に共通の目標が示されることになる。

4. 測定項目:L*a*b*、ΔE、ヘイズ

有用な自然色仕様は、外観を測定可能な値に変換します。

L*、a*、b*:目標値を定義する

CIE L*a*b* 色空間は、3つの座標を用いて色を表現します:

L* = 明度
a* = 赤から緑への軸
b* = 黄色から青への軸

これらの値を総合することで、製品の色を客観的に表現することができます。

再配合の際、研究開発部門はこれらを用いて、候補となる天然着色剤の配合を、既存製品や新たに設定された目標値と比較することができます。

読む  Vista L2-ERは、21 CFR Part 11のカラーデータの完全性をどのようにサポートしているのでしょうか?

全可視スペクトルデータに基づくCIELAB:単一波長だけにとどまらない視点

一部の飲料の品質管理(QC)手法では、人工着色料の規格値として、特定の波長における吸光度を用いている。この従来の手法は、選択された波長が意図された変化に敏感であり、かつその手法が配合および濃度範囲についてバリデーション済みである人工着色料システムに適していた。

天然色素は、多くの場合、より複雑な性質を持っています。複数の光吸収成分を含んでいることがあり、そのスペクトル形状は、原料、pH、加工、酸化、光への曝露、あるいは混合によって変化することがあります。単一の吸光度値は、ある波長における発色の強さの変化を示している可能性がありますが、可視光域の他の波長域におけるシフトを必ずしも明らかにするとは限りません。

透明な液体着色剤や飲料の場合、400~700 nmの全可視光透過率または吸光度スペクトルを測定することで、色測定のためのより完全な根拠が得られます。CIE L*a*b*値はこの全スペクトルから算出され、ΔEによって承認済み標準品との全体的な差異を定量化することができます。

ΔE:色のずれ量を測定する

ΔEは、試料と標準試料との間の全体的な色差を表します。

これにより、品質管理チームは、入荷した材料や生産ロットが承認された目標値に十分に近いかどうかを数値的に判断できるようになります。

What ΔE Tolerance Should You Use for Natural Colorants?

天然食品着色料に対して、すべての製造業者が適用すべき普遍的なΔE許容値というものは存在しない。

用途によっては、色の調和が厳密に求められる場合もあります。一方、自然なばらつきが想定される場合は、より広い範囲の色の組み合わせが許容されることもあります。

許容範囲は、その製品において許容される色差の程度を反映したものでなければなりません。実用的なアプローチとしては、仕様策定の過程で、機器による測定値と目視評価を比較することが挙げられます。企業側が許容できる視覚的な差異の基準を決定すれば、数値による許容範囲を設定することで、再現性のある合否判定が可能になります。

目的は、一般的な「自然な色差ΔE」を見つけることではありません。

これは、貴社の製品において許容可能な色範囲を定義するΔE範囲を設定するためのものです。

透明な製品については、ヘイズ(固体の場合)や濁度(液体の場合)も考慮してください

透明な製品の場合、L*a*b*値が一致しているからといって、それがすべてを物語っているとは限らない。

例えば、配合を変更した飲料は、目標の色に近づいているにもかかわらず、濁りが強くなったために見た目が異なって見えることがあります。

したがって、色と濁度は、2つの異なる品質管理上の課題に対応しています:

その色は仕様範囲内ですか?

その明確さは仕様書の範囲内ですか?

Vista® L2は、透明および半透明の試料の透過率測定用に設計されており、色とヘイズ/濁度を1回の測定で測定できるため、メーカーは同一の測定ワークフロー内で両方の特性を評価することができます。

5. 天然着色料の品質管理:アナトー、ビート、ターメリック、スピルリナ、パプリカ

Five bottles of colorful natural food colorants displayed with matching powders, alongside fresh beets, turmeric, leafy greens, and other vegetables in a lab setting.

HunterLabは、メーカーが製品のリフォーミュレーションの際に検討できる、天然由来またはバイオ由来の代替原料として、アナトー、ビート、ターメリック/クルクミン、スピルリナ、パプリカの抽出物やオレオレジンなどを挙げています。

適切な代替案は製品や用途によって異なりますが、品質管理の原則は変わりません:

着色剤を成分名だけで指定してはいけません。その着色剤が実現すべき外観を測定してください。

アナトー色素

HunterLab社は、オレンジ色・黄色系の用途において、アナトー抽出物を天然由来の代替候補の一つとして挙げています。希望するアナトー色が承認されたら、その色を測定し、その後のサンプルにおける目標値を設定してください。

ビートを原料とする色素

ビートジュースや粉末は、HunterLabが赤色の用途向けに提示している代替品の一つです。承認された配合量を測定し、品質管理(QC)のための赤色の目標値を設定してください。

ターメリック/クルクミン

HunterLab社は、黄色系の用途における天然由来の代替候補として、ターメリック/クルクミンを挙げています。承認された測定外観値が、製造上の目標値となります。

スピルリナ

スピルリナ抽出物は、青系の用途における代替候補として挙げられています。また、HunterLab社は、スピルリナとターメリックなどを組み合わせることで緑系の色合いが得られる可能性もあると指摘しています。天然色素を混合する際は、成分の組み合わせのみに頼るのではなく、混合後に得られる承認済み色相を測定するようにしてください。

パプリカ/オレオレジン

ハンターラボがオレンジ/赤系の用途向けに提示している代替候補の一つとして、パプリカ抽出物またはオレオレジンが挙げられています。承認された配合の測定された色値は、その後の品質管理(QC)における基準値となります。

どのような天然着色料を選定する場合でも、仕様書には最終的には、その成分が作り出すのに必要な色——単にその色を生成するために使用される成分そのものではなく——を定義すべきである。

6. サプライヤーから完成品に至るまでの、自然色に基づく品質管理ワークフローを構築する

研究開発部門が規格および許容公差を承認したら、その仕様を製造工程全体を通じて一貫して適用してください:

仕入先 → 入荷検査 → 生産 → 完成品

サプライヤーに測定可能な目標を設定する

天然成分はロットごとにばらつきが生じることがあります。客観的な仕様は、製造業者や供給業者に対し、その原材料が許容基準を満たしているかどうかを判断するための共通の数値基準を提供します。

入荷材料の測定

生産工程に入る前に、入荷した天然着色料を合意された仕様と照合してください。この段階で逸脱が確認されれば、より大規模なロットに影響が及ぶ前に調査を行うことができます。

結果が具体的な行動につながる、進行中の測定

生産工程のどの段階で色の変化を検知すれば、チームがまだその原因を調査する機会を得られるかを特定してください。

HunterLab社は、色相や彩度の予期せぬ変化は、希釈、成分の誤り、汚染、あるいは製造工程や配合の変更といった問題を示唆している可能性があるとしている。

したがって、色測定は、単なる外観チェックにとどまらず、早期の品質管理(QC)の指標として機能し得る。

完成品の確認

完成品の測定は、出荷前にそのロットが承認された仕様を満たしているかどうかを判断するために行われます。

これらのチェックポイント全体で同じ客観的な基準を用いることで、各段階での個別の目視判断に頼るのではなく、サプライヤーの品質、製造、最終品質保証を結びつけることができます。

7. どちらの機器を選ぶべきか:ColorFlex® L2 それとも Vista® L2?

適切な分析機器の選択は、単に試料に含まれる天然色素の種類だけでなく、試料の物理的特性によって決まります。

多くの天然着色料の用途において、重要な区別となるのは、そのサンプルが 不透明/固体 であるか、あるいは 透明/半透明 であるかという点です。

インフォメーション  詳細情報

ColorFlex® L2:不透明で発色の良い天然着色料および食品

A laboratory technician examines a food sample using a benchtop spectrophotometer, with a microscope and petri dish visible in the foreground.

ColorFlex® L2は、不透明な固体、液体、粉末、顆粒、ペレットのほか、半透明の固体や液体も測定します。

そのため、天然着色剤粉末や不透明な食品サンプルなどの用途に最適です。

ColorFlex L2は、45°a:0°の環状照明光学系を採用しており、CIE L*a*b*、ΔE、その他の色尺度および色差計算に対応しています。

製造現場における品質管理(QC)において、もう1つの重要な利点は、測定、分析、データ保存、あるいは日常的な操作に外部のコンピュータが不要であることです。内蔵の処理機能とタッチスクリーンインターフェースにより、オペレーターは装置上で直接、日常的な色に関する品質管理を行うことができます。

ColorFlex® L2 を選択して、反射率測定による、粉末を含む適切な不透明かつ均一な天然着色料や不透明な食品製品を測定してください。

Vista® L2:透明液体天然着色料

A laboratory technician places a yellow sample into a benchtop color measurement instrument, with its digital display visible.

透明な液体着色剤については、不透明な試料に通常用いられる反射率測定法ではなく、透過率測定を行う必要があります。

Vista® L2は、透明および半透明の液体・固体試料用に設計された可視光透過分光光度計です。

この装置は、透過色とヘイズを1つの工程で測定できるため、配合変更によって透明製品の色彩と透明度の両方が変化する可能性がある場合に特に有用です。

Vista L2は、可視光領域全域にわたる波長ごとの透過率および吸光度のデータに加え、CIE色値や色指標も表示します。内蔵の演算・保存機能により、外部PCを使用せずに日常的な測定や分析を行うことができます。

Vista® L2は、透明な液体天然着色料や、透明・半透明の完成品に適しています。特に、透過色や、必要に応じてヘイズ/濁度を制御する必要がある場合に最適です。

8. 2026/27年度のナチュラルカラー品質管理行動計画

2027年の移行が近づく中、メーカー各社は本ガイドに記載された原則を、具体的な配合変更計画へと落とし込むことができます。

1. 対象となる製剤を特定する。 現在、レッドNo.3または移行対象となっているその他の認定着色料を使用している製品を特定する。

2. 天然由来の代替品を評価する。 各製剤に適した天然着色剤の候補を特定する。

記事を読む:「You」のような食品ブランドが、合成着色料から天然着色料へ切り替える方法

3. 目標とする外観を決定する。 現行製品を測定するか、研究開発部門が実現したい新しい外観を定義する。

4. 候補となる配合を評価する。 候補となる配合を評価する。可視光全波長域の分光データから算出したCIELABおよびΔEを用いて、それらを目標値と比較し、透明な製品については、必要に応じてヘイズも比較する。

5. 規格および許容誤差を承認する。 許容される色範囲を定義する。

6. サプライヤーと入荷検査の基準を統一する。 入荷する天然着色料の評価には、同一の仕様書を使用する。

7. 品質管理(QC)のチェックポイントを設定する。 逸脱を早期に発見し、調査を行うことができる段階において測定を行う。

8. 測定器を試料に合わせて設定する。 測定器を試料および仕様に合わせて設定する。適切な反射または透過測定法を用い、その測定器が品質管理(QC)手法で要求される分光データおよび色データを提供できることを確認する。

9. 完成品の確認。 完成したロットが承認された色規格を満たしていることを確認する。

10. 安定性の監視。 経時的に測定を行い、配合変更後の製品が規格範囲内にとどまっているかどうかを確認する。

移行が完了する頃には、「成功」とは単に次のようなことを指すだけではないはずです:

「合成染料を別のものに置き換えました。」

これは、次のことを意味するはずです:

「代替色を安定して製造し、客観的に測定し、仕様範囲から外れたかどうかを把握することができます。」

9. 2027年の製品再配合計画に、着色に関する品質管理を組み込む

合成染料の代替は、あくまで一つの節目に過ぎません。改良された製品が本格生産に入る前に、承認された外観を維持するために必要な色基準、許容誤差、測定方法、および品質管理のチェックポイントを確立してください。

HunterLabは、合成着色料から天然着色料への移行において、客観的な色測定を品質管理(QC)戦略として活用できるよう支援します。これにより、ロット間の均一性を維持し、色仕様を満たし、規格外製品を削減し、消費者が貴社ブランドに期待する一貫した外観を実現するのに役立ちます。

ColorFlex® L2 を使用して、粉末を含む不透明な固形着色剤を測定し、Vista® L2 を使用して透明な液体着色剤を測定します。

1. 天然の着色料の色はどのように測定するのですか?

天然の着色料は、分光光度計を用いて客観的に測定することができます。 この装置は、試料と光との相互作用を、CIE L*a*b*などの標準化された数値的な色データに変換します。これにより、製造業者は試料を承認済みの標準品と比較し、ΔEを用いて全体的な色差を定量化することができます。不透明な試料は反射光を用いて測定しますが、透明な液体着色剤の場合は透過光による測定が必要となります。

2. 単一波長の吸光度仕様だけで十分でしょうか?

波長と許容限界が検証済みであれば、単純で安定した着色システムにとってはそれで十分かもしれません。 天然着色剤の場合、CIELAB値は単一の波長ではなく可視光スペクトル全体から算出されるため、一般的に400~700 nmの全スペクトルを測定する方がより有益な情報を得られます。また、分光曲線は、混合物の変化や劣化を明らかにするのにも役立ちます。最終的な仕様は、製品のリスク、検証データ、および測定の目的に基づいて決定すべきです。

3. なぜ天然の着色料は、合成着色料に比べて色調を一定に保つのが難しいのでしょうか?

天然着色料は、ロット間のばらつきが大きくなる可能性があり、熱、光、酸性条件、pHの影響を受けることがあります。また、天然素材は、産地、加工工程、湿度、温度などの要因によってばらつきが生じることがあります。客観的な色基準と許容範囲を確立することで、製造業者は、こうしたばらつきが許容範囲内であるかどうかを定量的に判断できるようになります。

4. 天然着色料には、どの程度のΔE許容値を設定すべきか?

すべての天然食品着色料や食品に適用できる単一のΔE許容値というものは存在しません。製造業者は、測定された色差と、許容範囲内とみなされる視覚的なばらつきの程度を照らし合わせることで、特定の用途に応じた許容値を設定する必要があります。そうすることで、その許容値に基づき、再現性のある合否判定を行うことが可能になります。

5. 食品メーカーは、合成着色料から天然着色料に切り替える際、どのようにして色の均一性を維持できるのでしょうか?

処方の見直しに際しては、客観的な色基準を確立し、許容範囲を定義した上で、サプライヤーの適格性評価、入荷検査、製造、および完成品の出荷に至るまで、一貫して同一の仕様を適用してください。適切な管理ポイントで測定を行うことで、逸脱が完成品の問題となる前にそれを特定することができます。

品質管理(QC)において、天然食品着色料を測定する機器はどれですか?

ColorFlex L2 and Vista L2, with sample cups and digital measurement screens visible.

適切な測定機器は、試料によって異なります。ColorFlex® L2は、天然着色料の粉末や不透明な食品など、不透明で固体の試料に適しています。 Vista® L2 は、透明および半透明の試料用の透過型分光光度計であり、色とヘイズを1つのステップで測定できるため、透明な液体天然着色料や、透明度が重要な製品に適しています。