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문제 정의
- 따라서 본 연구는 자색 옥수수의 부산물인 줄기와 잎을 이용하여 염액을 추출하고 여러 가지 염색 조건에서 염색정도를 비교하고 자색옥수수 부산물의 염료 가능성을 타진하여 이용성 증진을 위한 기초자료를 제공하고자 실시하였다.
제안 방법
- 자색 옥수수 줄기 및 잎 색소의 최적 추출을 위하여, Hwangbo et al.(2006) 방법을 응용하여 pH, 추출온도, 추출 시간에 따라 색소를 추출하였다. 분쇄된 자색 옥수수 줄기와 잎 각각 1g을 3차 증류수 100 ml을 첨가하여 추출하였다.
- Hwangbo et al.(2006) 방법을 응용하여 추출 농도, 온도, 시간에 따른 염색 특성을 조사하였다. 증류수에 옥수수 줄기와 잎 분말을 각각 1, 2, 3, 4, 5 g/ℓ을 첨가하여 염액 농도를 1%, 2%, 3%, 4%, 5%로 조정한 후 80℃에서 2시간 추출한 후에 filter paper(Whatmann No.
- 추출한 염액은 농도에 따른 염색 정도를 알아보기 위하여 처리 온도 80℃에서 2시간 동안 가로와 세로 5×5 cm로 제작한 cotton와 silk를 대상으로 shaking water bath에서 염색한 후 수세하여 건조하였다. 건조 후 색차계(Minolta, CM-3500d)를 이용하여 염색포의 색차를 조사하였다.
- (2006) 방법을 응용하여 pH, 추출온도, 추출 시간에 따라 색소를 추출하였다. 분쇄된 자색 옥수수 줄기와 잎 각각 1g을 3차 증류수 100 ml을 첨가하여 추출하였다. 추출용매의 pH는 sodium carbonate을 이용하여 pH 3, 4, 5 ,6이 되도록 조정하였다.
- 온도 및 처리 시간에 따른 염색 특성을 알아보기 위하여 자색 옥수수 줄기 및 잎을 10 g/L로 농도를 조절하여 각각 40, 60, 80℃에서 1, 3, 5 시간 추출하여 filter paper(Whatmann No. 42)로 여과하였다. 추출한 농도별 염액은 –4℃에 보관하면 사용하였다.
- 자색 옥수수 줄기와 잎의 천연색소를 이용하여 직물의 염색 정도를 알아보기 위하여 cotton와 silk를 각각 가로와 세로 5×5 cm로 제작하였다.
- 자색 옥수수의 줄기 및 잎에서 pH를 3, 4, 5, 6으로 조절하여 색소를 추출하여 200∼800 nm에서 흡광도 패턴을 분석하였다(Fig. 1).
- (2006) 방법을 응용하여 추출 농도, 온도, 시간에 따른 염색 특성을 조사하였다. 증류수에 옥수수 줄기와 잎 분말을 각각 1, 2, 3, 4, 5 g/ℓ을 첨가하여 염액 농도를 1%, 2%, 3%, 4%, 5%로 조정한 후 80℃에서 2시간 추출한 후에 filter paper(Whatmann No. 42)로 여과하였다. 추출한 염액은 농도에 따른 염색 정도를 알아보기 위하여 처리 온도 80℃에서 2시간 동안 가로와 세로 5×5 cm로 제작한 cotton와 silk를 대상으로 shaking water bath에서 염색한 후 수세하여 건조하였다.
- 최적 색소 추출을 위한 추출 온도와 시간에 따른 추출 정도를 알아보기 위하여 자색 옥수수 줄기와 잎을 추출온도 40, 60, 80℃에서 각각 1, 3, 5 시간 동안 shaking water bath에서 추출하였다. 추출된 염액은 상온에서 UV-Vis spectrometer(Hitachi U-2900)의 PDA(Photodiode array detector)을 이용하여 최대 파장을 측정하였다.
- 최적 색소 추출을 위한 추출 온도와 시간에 따른 추출 정도를 알아보기 위하여 자색 옥수수 줄기와 잎을 추출온도 40, 60, 80℃에서 각각 1, 3, 5 시간 동안 shaking water bath에서 추출하였다. 추출된 염액은 상온에서 UV-Vis spectrometer(Hitachi U-2900)의 PDA(Photodiode array detector)을 이용하여 최대 파장을 측정하였다.
- 분쇄된 자색 옥수수 줄기와 잎 각각 1g을 3차 증류수 100 ml을 첨가하여 추출하였다. 추출용매의 pH는 sodium carbonate을 이용하여 pH 3, 4, 5 ,6이 되도록 조정하였다. pH가 조정된 각각의 추출용매에 자색 옥수수 줄기와 잎을 넣어 60℃에서 2시간 동안 추출하였다.
- 추출한 염액은 농도에 따른 염색 정도를 알아보기 위하여 처리 온도 80℃에서 2시간 동안 가로와 세로 5×5 cm로 제작한 cotton와 silk를 대상으로 shaking water bath에서 염색한 후 수세하여 건조하였다.
대상 데이터
- 시험 재료는 국립식량과학원에서 재배한 자색 옥수수 자식계통의 줄기와 잎을 수확한 후 건조하여 이용하였다. 건조된 줄기와 잎을 Laboratory mill 3303(Perten, Filand)을 이용하여 분쇄한 후 저온에 보관하며 사용하였다. 본 시험에서는 cotton과 silk를 구입하여 수세 한 후 건조하여 사용하였다.
- 건조된 줄기와 잎을 Laboratory mill 3303(Perten, Filand)을 이용하여 분쇄한 후 저온에 보관하며 사용하였다. 본 시험에서는 cotton과 silk를 구입하여 수세 한 후 건조하여 사용하였다.
- 시험 재료는 국립식량과학원에서 재배한 자색 옥수수 자식계통의 줄기와 잎을 수확한 후 건조하여 이용하였다. 건조된 줄기와 잎을 Laboratory mill 3303(Perten, Filand)을 이용하여 분쇄한 후 저온에 보관하며 사용하였다.
데이터처리
- 2, SAS Institute, Cary, NC, USA)을 이용하여 분석하였다. One-way ANOVA 및 Duncan multiple range test을 실시하였다.
- 모든 자료는 3반복 측정하였으며 통계프로그램인 SAS 프로그램(Statistical analysis system; Ver. 9.2, SAS Institute, Cary, NC, USA)을 이용하여 분석하였다. One-way ANOVA 및 Duncan multiple range test을 실시하였다.
성능/효과
- Silk는 자색 옥수수 추출부위와 상관없이 적색도는 80℃에서 1시간 염색한 것이 가장 높았으며 cotton은 자색옥수수 잎 추출물의 염색에서는 3시간을 기점으로 80℃에서 염색한 것이 명도가 가장 높았으며 적색도는 증가하였다. 적색도는 3시간을 기점으로 40℃에서 다른 추출온도에 비해 적색도가 가장 높았다.
- 농도에 따른 염색 정도에서는(Table 2), silk와 cotton 모두 농도가 높아질수록 밝기와 황색도는 낮아지고 적색도는 증가하는 경향을 나타내었다. 자색 옥수수 잎과 줄기를 비교해 보았을 때 줄기 보다는 잎에서 높았으며, 같은 농도에서는 밝은 정도가 낮으며 적색은 높은 경향을 보였다.
- 또한 자색 옥수수 추출시 pH에 따라서는 흡광도의 변화가 없으므로 자색 옥수수 색소 함량을 측정하기 위하여 UV 흡광도를 이용할 때 520∼560 nm에서 이용하는 것이 효율적일 것으로 생각된다.
- Cotton의 경우에는 60℃ 근처에서 염색이 잘되며 그 이상 온도가 높아지면 cotton 속의 염료가 다시 염액으로 용출되어 오히려 염색이 퇴색되고 옅어지는 경향을 나타내는 것으로 알려져 있다(Lee, 1982). 본 실험에서는 silk와 cotton이 일반적으로 염색시간이 길어질수록 명도는 증가하고, 적색도는 감소하는 경향을 나타내었다. 자색 옥수수 잎 추출물을 이용한 silk의 염색 정도는 염색 후 색도 조사에서 40℃에서 염색한 것이 염색온도와 상관없이 가장 높았다.
- Table 1은 자색 옥수수 부산물인 잎과 줄기를 이용한 직물 염색 가능성을 살펴보기 위하여 pH를 조절하여 추출한 염액을 silk와 cotton에 염색한 결과이다. 자색 옥수수 잎 추출물로 염색한 직물인 silk와 cotton은 pH가 높아질수록 직물의 밝기와 적색도가 낮아졌다. 특히, cotton에 비해 silk에서 pH가 높아짐에 따라 밝기가 낮아졌으며 붉은색도 엷어지는 경향을 보였다.
- 본 실험에서는 silk와 cotton이 일반적으로 염색시간이 길어질수록 명도는 증가하고, 적색도는 감소하는 경향을 나타내었다. 자색 옥수수 잎 추출물을 이용한 silk의 염색 정도는 염색 후 색도 조사에서 40℃에서 염색한 것이 염색온도와 상관없이 가장 높았다.
- 농도에 따른 염색 정도에서는(Table 2), silk와 cotton 모두 농도가 높아질수록 밝기와 황색도는 낮아지고 적색도는 증가하는 경향을 나타내었다. 자색 옥수수 잎과 줄기를 비교해 보았을 때 줄기 보다는 잎에서 높았으며, 같은 농도에서는 밝은 정도가 낮으며 적색은 높은 경향을 보였다. 이것은 줄기 추출물보다는 잎 추출물에서 염색이 붉게 잘되는 것을 의미하였다.
- 2에 나타내었다. 자색 옥수수 줄기 및 잎을 3 시간 추출할 때 UV 흡광도 값이 높아서 추출이 가장 효율적인 것으로 나타났다. 추출온도에 따라서는 온도가 높을수록 UV 흡광도 값이 높아지는 경향이 나타났다.
- 적색도는 3시간을 기점으로 40℃에서 다른 추출온도에 비해 적색도가 가장 높았다. 자색 옥수수 줄기 추출물을 이용한 염색 특성은 적색도는 같은 경향을 보였지만 명도는 cotton의 경우 염색시간이 지날수록 증가하였으나 silk는 감소하는 경향을 보였다.
- 줄기의 경우에는 뚜렷한 경향을 나타내지는 않았지만 pH 값이 높아질수록 밝기와 적색도가 높아지는 경향을 나타내었다. 줄기를 이용한 염색에서 silk는 pH 5에서 밝기가 가장 밝았으며(44.06), 적색도는 pH 6에서 17.25로 가장 붉은 빛을 띠었다. Cotton은 pH 6에서 45.
- 특히, cotton에 비해 silk에서 pH가 높아짐에 따라 밝기가 낮아졌으며 붉은색도 엷어지는 경향을 보였다. 줄기의 경우에는 뚜렷한 경향을 나타내지는 않았지만 pH 값이 높아질수록 밝기와 적색도가 높아지는 경향을 나타내었다. 줄기를 이용한 염색에서 silk는 pH 5에서 밝기가 가장 밝았으며(44.
- 이것은 줄기 추출물보다는 잎 추출물에서 염색이 붉게 잘되는 것을 의미하였다. 직물에 따른 염색 정도에서는 농도에 상관없이 밝기 및 적색도를 비교해 보았을 때 cotton이 silk 보다 직물 염색이 잘되는 경향을 나타내었다.
- 자색 옥수수 잎 추출물로 염색한 직물인 silk와 cotton은 pH가 높아질수록 직물의 밝기와 적색도가 낮아졌다. 특히, cotton에 비해 silk에서 pH가 높아짐에 따라 밝기가 낮아졌으며 붉은색도 엷어지는 경향을 보였다. 줄기의 경우에는 뚜렷한 경향을 나타내지는 않았지만 pH 값이 높아질수록 밝기와 적색도가 높아지는 경향을 나타내었다.
후속연구
- 따라서 자색 옥수수 부산물인 잎과 줄기를 이용한 염색은 pH와 추출 시간 및 추출 온도를 잘 고려하여야 하며, 더 나아가 자색 옥수수 부산물을 염료 재료로 이용하기 위해서는 물리적, 화학적, 생물학적으로 견디는 성질인 견뢰성(fatness)에 대한 실험이 필요할 것으로 생각되어진다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.