[논문]흑미 미강으로부터 안토시아닌의 최적 추출 조건 및 안토시아닌 추출 분말의 저장 안정성

김효주; 위지향; 양은주

doi:10.3746/jkfn.2015.44.10.1543

흑미 미강으로부터 안토시아닌의 최적 추출 조건 및 안토시아닌 추출 분말의 저장 안정성
Optimal Conditions for Anthocyanin Extraction from Black Rice Bran and Storage Stability of Anthocyanin Extract 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.44 no.10, 2015년, pp.1543 - 1549

김효주 ((재)전남생물산업진흥원 식품산업연구센터) , 위지향 ((재)전남생물산업진흥원 식품산업연구센터) , 양은주 ((재)전남생물산업진흥원 식품산업연구센터)

초록
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농업 부산물인 흑미 미강으로부터 식품 원료로 활용하기 위한 안토시아닌을 최적으로 추출하기 위하여 추출 조건을 평가하였다. 흑광 품종 미강의 안토시아닌을 분석한 결과 주요 안토시아닌 성분은 cyanidine-3-glucoside(C3G)인 것으로 조사되었다. 흑미 미강의 안토시아닌을 추출하기 위하여 추출 용매, 추출 온도, 추출 시간에 따라 추출 분말의 수율 및 C3G 함량을 분석한 결과 흑미 미강은 50% 에탄올 용매, $70^{\circ}C$, 2시간 추출에서 안토시아닌이 최적으로 추출되는 것으로 평가되었다. 흑미 미강으로부터 최적 조건에서 추출된 안토시아닌 분말을 식품 원료로서 안정성을 평가하기 위하여 저장 온도($-20^{\circ}C$, $4^{\circ}C$, 실온)와 기간(168일)에 따라 색차와 C3G 함량의 변화를 측정하였다. 흑미 미강에서 추출한 안토시아닌 분말의 색차는 명도(L), 적색도(a), 황색도(b) 모두 저장 기간이 늘어남에 따라 증가하는 경향을 나타내었으며, 저장 온도가 높을수록 증가폭이 크게 나타났다. 반면 안토시아닌 분말의 C3G 함량은 저장 기간이 늘어남에 따라 서서히 감소하여 안토시아닌 함량과 색도 간에 유의한 부의 상관관계를 나타내었다. 흑미 미강의 안토시아닌 분말은 저장 168일 후에도 모든 저장 온도에서 C3G 함량이 초기 함량의 90% 이상을 유지하여 매우 안정한 것으로 확인되었다. 안토시아닌이 풍부하며 저장 안정성이 높은 흑미 미강의 추출 분말은 식품 산업에서 천연색소 및 기능성 원료로서 활용 가치가 매우 높을 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Black rice bran, a by-product from rice milling process, is a good natural source of anthocyanin pigment. The purpose of this study was to determine the optimum conditions for anthocyanin extraction from black rice bran as well as the stability of anthocyanin extract according to different storage temperatures. The main anthocyanin in 'Heugkwang' rice bran was identified as cyanidine-3-glucoside (C3G) by HPLC and LC-MS/MS. The yield and C3G content of black rice bran extract were investigated with various extraction solvents, temperatures, and times. The results indicate that the optimum extraction solvent, temperature, and time were 50% ethanol, $70^{\circ}C$, and 2 h, respectively. The stability of anthocyanin extract was studied during a storage period of 168 days at various temperatures ($-20^{\circ}C$, $4^{\circ}C$, and room temperature). Hunter's values (L, a, and b) of anthocyanin extract increased, whereas C3G content continuously decreased up to 168 days. Variations in Hunter's values and C3G content become larger as storage temperature increased. Anthocyanin extract from black rice bran was very stable, as C3G content after storage at all temperatures was maintained at more than 90% of initial content. These results suggest that anthocyanin extract from black rice bran may be useful as a natural food colorant.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 농업 부산물인 흑미 미강으로부터 천연색소와 기능성 식품 첨가물로서 활용 가치가 높은 안토시아닌을 최적으로 추출하기 위한 조건을 평가하였다. 또한 흑미 미강의 안토시아닌 추출 분말을 저장 온도와 기간에 따라 안토시아닌의 저장 안정성을 평가하여 식품 원료로 사용하기 위한 기초자료를 제시하고자 하였다. ;
본 연구에서는 농업 부산물인 흑미 미강으로부터 천연색소와 기능성 식품 첨가물로서 활용 가치가 높은 안토시아닌을 최적으로 추출하기 위한 조건을 평가하였다. 또한 흑미 미강의 안토시아닌 추출 분말을 저장 온도와 기간에 따라 안토시아닌의 저장 안정성을 평가하여 식품 원료로 사용하기 위한 기초자료를 제시하고자 하였다.

제안 방법

흑미 미강으로부터 추출된 안토시아닌 추출 분말의 저장 안정성을 확인하기 위하여 최적 조건에서 추출한 안토시아닌 추출 분말을 -20°C, 4°C 실온으로 저장 온도를 달리하여 168일 동안 저장하면서 저장 기간에 따른 C3G 함량 및 색차 변화를 측정하였다. C3G 함량은 상기의 안토시아닌 분석 조건으로 측정하였으며, 색차 변화는 색차계(CM-3500d, Konica Minolta, Tokyo, Japan)를 이용하여 Hunter's value인 명도(L), 적색도(a), 황색도(b)값을 측정하였다.

대상 데이터

실험에 사용한 흑미 미강은 2014년도에 생산된 흑광 품종으로 전남 진도군 농업회사법인 잠(유)로부터 공급받아 사용하였으며, 사용 전까지 -20°C에 보관하면서 실험에 사용하였다.

데이터처리

실험 결과는 SPSS program(Statistical Package for Social Science, version 17, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 일원배치 분산분석(one-way ANOVA)을 실시한 후 Duncan's multiple range test로 사후 검증하였다(P<0.05).

성능/효과

77 mg/g으로 나타나 추출 2시간이 가장 높은 함량을 나타내었다. 이러한 결과로 흑미 미강의 안토시아닌은 50% 에탄올 용매와 70°C 온도 조건에서 추출 2시간에 최적으로 추출되는 것으로 평가되었다. ;
Fragment ion [M]⁺m/z 287은 C3G 구조에서 aglycon인 cyanidin이며, neutral loss m/z 162는 glucose 분자인 것으로 보고되고 있다(25,26). 이상의 분석 결과를 바탕으로 흑미 미강의 주요 안토시아닌은 C3G로 최종 확인되었다.
흑미 미강의 안토시아닌 분말은 저장 168일 후에도 모든 저장온도(-20°C, 4°C, 실온)에서 C3G 함량이 초기 함량의 90% 이상을 유지하며 상당히 안정한 것으로 확인되었다. Park 등(29)은 오디와 블루베리 과립을 실온에서 저장한 후 안토시아닌 함량을 측정한 결과 오디 과립은 저장 초기 76.

후속연구

안토시아닌의 안정성은 flavylium 양이온 구조에 기인하며 pH, 온도, 효소, 빛, 당류, flavonoid, phenolic acid, 금속 등의 화합물에 영향을 받는 것으로 알려져 있다(32-34). 따라서 흑미 미강 안토시아닌 분말을 식품용 천연색소나 건강기능소재로서 다양하게 활용하기 위하여 실온이나 장기 저장에도 안정성을 높일 수 있는 추가적인 연구가 필요하다.

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