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Vis/NIR 초분광 분석을 이용한 고춧가루 색도 간이 측정법 개발
A Simple Method for Evaluation of Pepper Powder Color Using Vis/NIR Hyperspectral System 원문보기

원예과학기술지 = Korean journal of horticultural science & technology, v.33 no.3, 2015년, pp.403 - 408  

한고은 (서울대학교 농업생명과학대학 식물생산과학부) ,  이훈수 (충남대학교 바이오시스템기계공학과) ,  강진호 (서울대학교 농업생명과학대학 식물생산과학부) ,  최은아 (서울대학교 농업생명과학대학 식물생산과학부) ,  오세정 (농업회사법인 (주)하나종묘) ,  이용직 (농업회사법인 (주)하나종묘) ,  조병관 (충남대학교 바이오시스템기계공학과) ,  강병철 (서울대학교 농업생명과학대학 식물생산과학부)

초록
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색도는 고추의 품질을 결정하는 중요한 요인으로, 색도 측정을 위해 high-performance liquid chromatography(HPLC), thin layer chromatography(TLC), ASTA-20 방법 등이 활용되고 있다. 특히 ASTA-20 방법은 간단하고 정확하게 다수의 시료에 대한 색도 분석을 수행할 수 있다는 장점 덕분에 주로 사용된다. 하지만 전처리 과정에 시간이 많이 소요되고 아세톤과 같은 폐시약이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 ASTA-20 방법을 대체하기 위하여 Vis/NIR 초분광 분석법을 활용한 빠른 색도 분석법을 개발하고자 하였다. ASTA-20 방법과 Vis/NIR 초분광 분석법의 상관관계를 분석하기 위하여 총 488점 고춧가루의 색도를 두 가지 방법으로 측정하였다. 이후 무작위로 선발한 366개의 시료를 이용하여 Vis/NIR 초분광 분석법으로 측정한 값으로부터 ASTA 값을 예측하는 부분최소자승법(PLS) 모델을 확립하였다. 모델 개발에 활용하지 않은 122개 시료의 ASTA 값을 PLS 모델을 이용하여 예측하고, ASTA-20 방법으로 측정한 값과 비교해본 결과, 매우 유의성 있는 상관관계($R^2=0.88$)를 나타내 Vis/NIR 초분광 분석법의 신뢰도를 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 개발한 간편하고 빠른 ASTA 값 측정 방법은 전처리 단계를 요구하지 않고, 30분 이내에 100개 시료에 대한 분석을 수행할 수 있어 다수의 고춧가루 색도를 빠르게 측정하는데 유용하게 사용될 것으로 기대한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Color is one of the quality determining factors for pepper powder. To measure the color of pepper powder, several methods including high-performance liquid chromatography (HPLC), thin layer chromatography (TLC), and ASTA-20 have been used. Among the methods, the ASTA-20 method is most widely used fo...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 색도가 고춧가루의 중요한 품질 결정 요인임에도 불구하고 국내에서 판매되고 있는 고색도 품종이 많지 않으며 실제 ASTA-20 방법으로 측정한 시판 품종들의 ASTA 값도 46에서 147까지 넓게 분포하였다. 따라서 본 연구에서는 낮은 ASTA 값에서부터 높은 ASTA 값을 갖는 시료를 사용함으로써, 보다 넓은 범위에서 ASTA 값을 예측할 수 있는 새로운 분석 방법을 개발하고자 하였다. 이를 위하여 국내 종자 회사 육성 계통의 ASTA 값을 측정하였다(Supplementary Table 1 and 2).
  • 본 논문에서는 ASTA-20 분석법에 요구되는 다량의 시약과 긴 분석 시간을 절약하고, 효율적으로 고춧가루 색도를 측정하는 방법을 개발하고자 하였다. 총 488점 샘플에 대한 ASTA-20 분석 결과와 Vis/NIR 초분광 분석 결과를 비교하여 Vis/NIR 초분광 분석법을 이용한 색도 측정 모델을 확립하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고추의 카로티노이드는 어떤 것이 있는가? 고춧가루의 색도는 궁극적으로 식품의 외관에 큰 영향을 미치며, 이는 고춧가루에 포함된 카로티노이드에 의해 나타난다. 고추의 카로티노이드는 붉은 색을 띠는 capsanthin, capsorubin, 주황색인 β-carotene, 노란색인 zeaxanthin 등이 대표적이며각 카로티노이드의 조합에 따라 과실 색이 결정된다(RodriguezUribe et al., 2012; Wahyuni et al.
visible/near infrared(Vis/NIR) 초분광 영상 기술을 이용한 비파괴 측정기술은 어떤 곳에 활용되고 있는가? 최근에는 visible/near infrared(Vis/NIR) 초분광 영상 기술을 이용한 비파괴 측정기술이 원예작물, 곡물 등의 종자 발아율 확인, 당도 측정, 경도 측정, 성숙도 측정 등에 활용되고 있다(Ahn et al., 2012; Fox and Manley, 2014; Gowen et al.
ASTA-20 분석법의 단점은? , 2004). 하지만 하나의 시료를 분석하는 데 소요되는 시간이 16시간 이상이며, acetone을 사용하기 때문에 후드에서 색소를 추출해야 하며 분석 후 폐액이 발생한다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (15)

  1. Ahn, C.K., B.K. Cho, C.Y. Mo, and M.S. Kim. 2012. Study on development of non-destructive measurement technique for viability of lettuce seed (Lactuca sativa L) using hyperspectral reflectance imaging. J. Kor. Soc. Nondestruc. Test. 32:518-525. 

  2. Fox, G. and M. Manley. 2014. Applications of single kernel conventional and hyperspectral imaging near infrared spectroscopy in cereals. J. Sci. Food Agr. 94:174-179. 

  3. Gowen, A., C. Odonnell, P. Cullen, G. Downey, and J. Frias. 2007. Hyperspectral imaging - an emerging process analytical tool for food quality and safety control. Trends Food Sci. Technol. 18:590-598. 

  4. Hernandez-Ortega, M., A. Ortiz-Moreno, M.D. Hernandez-Navarro, G. Chamorro-Cevallos, L. Dorantes-Alvarez, and H. Necoechea-Mondragon. 2012. Antioxidant, antinociceptive, and antiinflammatory effects of carotenoids extracted from dried pepper (Capsicum annuum L.). J. Biomed. Biotechnol. 2012:524019. 

  5. Kim, S., J.B. Park, and I.K. Hwang. 2002. Quality attributes of various varieties of Korean red pepper powders (Capsicum annuum L.) and color stability during sunlight exposure. Food Chem. Toxicol. 67:2957-2961. 

  6. Kim, S., T.Y. Ha, and J. Park. 2008. Characteristics of pigment composition and colour value by the difference of harvesting times in Korean red pepper varieties (Capsicum annuum L.). Int. J. Food Sci. Technol. 43:915-920. 

  7. Lee, J.H., T.H. Sung, K.T. Lee, and M.R. Kim. 2004. Effect of gamma-irradiation on color, pungency, and volatiles of Korean red pepper powder. J. Food Sci. 69:585-592. 

  8. Lee, J.J., K.M. Crosby, L.M. Pike, K.S. Yoo, and D.I. Leskovar. 2005. Impact of genetic and environmental variation on development of flavonoids and carotenoids in pepper (Capsicum spp.). Sci. Hortic. 106:341-352. 

  9. Minguez-Mosquera, M.I. and D. Hornero-Mendez. 1993. Separation and quantification of the carotenoid pigments in red peppers (Capsicum annuum L.), paprika, and oleoresin by reversedphase HPLC. J. Agr. Food Chem. 41:1616-1620. 

  10. Minguez-Mosquera, M.I., M. Jaren-Galan, and J. Garrido-Fernandez. 1992. Color quality in paprika. J. Agr. Food Chem. 40:2384-2388. 

  11. Mo, H.S., K.S. Jang, J.E. Hwang, S.G. Jeon, and B.S. Kim. 2015. Horticultural and chemical quality characterization of accessions selected from four species of Capsicum. Hort. Environ. Biotechnol 56:54-66. 

  12. Rodriguez-Uribe, L., I. Guzman, W. Rajapakse, R.D. Richins, and M.A. O'Connell. 2012. Carotenoid accumulation in orangepigmented Capsicum annuum fruit, regulated at multiple levels. J. Exp. Bot. 63:517-526. 

  13. Tepic, A.N., and B.L. Vujicic. 2004. Colour change in pepper (Capsicum annuum) during storage. Acta Period. Technol. 35:59-64. 

  14. Wahyuni, Y., A.R. Ballester, E. Sudarmonowati, R.J. Bino, and A.G. Bovy. 2011. Metabolite biodiversity in pepper (Capsicum) fruits of thirty-two diverse accessions: variation in health-related compounds and implications for breeding. Phytochemistry 72:1358-1370. 

  15. Wold, S., M. Sjostrom, and L. Eriksson. 2001. PLS-regression: a basic tool of chemometrics. Chemom. Intell. Lab. Syst. 58:109-130. 

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