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식품 가공 전반에 천연착색료로 사용되고 있는 연지벌레에서 추출한 코치닐 추출색소의 경우 벌레에서 추출한 색소라는 이유로 소비자 기피현상 및 높은 가격에 대한 제조비용 부담이 가중되어 이에 대한 대체 색소 개발이 필요하였다. 이에 본 연구에서는 코치닐 추출색소와 화학적 특성이 유사한 락색소를 이용하여 코치닐 추출색소 수준의 용해성과 발색 안정성을 구현할 수 있는 대체 색소를 개발하는 것을 최종 목표로 하였다.
국내에서 주로 고가품 쪽에 사용되는 ...

식품 가공 전반에 천연착색료로 사용되고 있는 연지벌레에서 추출한 코치닐 추출색소의 경우 벌레에서 추출한 색소라는 이유로 소비자 기피현상 및 높은 가격에 대한 제조비용 부담이 가중되어 이에 대한 대체 색소 개발이 필요하였다. 이에 본 연구에서는 코치닐 추출색소와 화학적 특성이 유사한 락색소를 이용하여 코치닐 추출색소 수준의 용해성과 발색 안정성을 구현할 수 있는 대체 색소를 개발하는 것을 최종 목표로 하였다.
국내에서 주로 고가품 쪽에 사용되는 코치닐 색소는 퀴논(Quinone)계에 속하는 동물성 색소로서 타 계통의 색소에 비해 빛이나 열에 안정한 특성이 있어 적(赤)색소 중 가장 선호되고 있다. 동 색소는 현재는 페루에서만 생산(선인장에 기생하는 연지벌레 암컷의 건조충제에서 추출)되는 희소성 때문에 시장 유입량이 제한적인데, 최근 들어 유럽시장의 사용량이 늘면서 원료 가격이 상승했고, 현재 중국 역시 천연색소 사용이 늘고 있어 원료 가격은 더욱 상승할 것으로 예상된다. 또한, 코치닐 색소는 연지벌레에서 추출하는 색소로 소비자의 인지도가 매우 좋지 않아 최근 식품산업에서는 대체색소를 찾고 있는 상황이다.
이에 비해 또 다른 적(赤)색소인 락색소는 코치닐 색소에 비해 가격적 측면에서 매우 경쟁력이 있으며, 안정된 가격을 유지하고 있어 코치닐 색소에 비해 단점으로 비교되는 낮은 용해성과 어두운 발색성 등의 문제를 해결한다면 코치닐 색소의 대체제로서 충분히 시장경쟁력이 있을 것으로 판단될 뿐 아니라 원자재 인상에 따른 물가인상의 부담을 해소하는 데에도 일조할 수 있을 것으로 판단된다.
지금까지의 천연색소 개발은 새로운 천연색소의 발굴과 제품 첨가 시 효과에 관한 연구개발이 주류를 이뤄왔으나 새로운 색소 소재를 개발해도 선진국에 진입하기 위해서는 매우 까다로운 물질 등록절차를 거쳐야 하는
어려움이 있다. 그러나 기존 색소의 기능을 보완해서 개발하는 변형된 색소 소재는 복잡한 신물질 등록절차 등을 피해 갈 수 있는 장점도 있어 기존 색소제품의 기능개선 쪽으로 개발방향을 수립하게 되었다.

Ⅰ
본 연구는 최종목표를 달성하기 위하여 총 3가지의 세부 연구를 구성하여 수행하였다.
첫 번째 연구에서는 락색소의 불용성 물질을 제거하기 위해 1차적으로 산도조절제를 이용하여 색소성분을 용해한 후 여과 공정을 통해 불용성 물질을 제거하였다. 락색소는 물에 용해성이 좋지 않으며, 특히 산성용액에서는 코치닐 색소에 비해 상당히 용해성이 떨어지는 특징을 가지고 있다. 이에 반해 알칼리 용액에서는 잘 용해되는 특징이 있어, 이를 활용하여 여러 알칼리 소재를 사용하여 용해성 및 수율을 검토한 결과 가장 적합한 소재로 탄산나트륨을 사용하였고 전체 용액 기준 탄산나트륨 1.5% 용액에 락색소 5%를 용해하여 여과하는 공정과 탄산나트륨 3.0%용액에 락색소 8%를 용해하는 공정을 선정하였다.
두 번째로 단백질 함유 식품에 첨가 시 발생하는 변색 방지 기술 및 발색효과 개선 공정을 연구하였다. 락색소는 색소 성분의 화학적 특성상 단백질과 반응하여 암자색으로 변색되는 특징을 가지고 있다. 이를 개선하기 위해 황산알루미늄칼륨(이하황산알루미늄칼륨)과 여러 인산염, 산도조절제를 적용하여 우유 함량별로 색조의 변화를 측정하였다.
Ⅱ
황산알루미늄칼륨의 첨가량에 따라 붉은 색조 발현 효과가 높게 나왔으나, 4% 이상 첨가 시 석출 현상이 발생하여 그 최적 사용량은 3%로 설정하였다. 그 후 분무건조를 위해 액상덱스트린을 이용하여 43°Brix로 조절한 후 분무건조를 실시하였다. 이렇게 하여 제조된 1차 산물에 추가적으로 단백질과의 반응성을 줄이고, 발색효과를 최대화하기 위해, 용해성이 떨어져 첨가량이 제한되었던 황산알루미늄칼륨과 DL-주석산나트륨을 추가로 첨가한 결과 락색소가 우유 적용 시 암자흑색으로 변하지 않고 선홍색으로 발색됨을 확인할 수 있었다.
세번째로 최종제품의 안전성을 확보하기 위해 락색소의 유해성 여부와 반응에 의한 발암성 물질 생성 및 유해성 금속물질 등의 검사를 진행하였다. 발색을 위한 보조재료 및 안정성 향상을 위한 항산화소재 적용에 대한 반응물질 생성에 관해 발암성 물질 및 유해물질의 검사를 공인분석기관과 연계하여 실시한 결과 반응 및 분무건조에 의한 발암성 물질의 검출은 없었으며, 비소, 납 등의 중금속 또한 국내 첨가물 공전의 락색소 규격에 적합함이 입증되었다.

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