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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 양하로부터 안토시아닌 색소를 추출하여 천연색소로서 이용가능성을 알고자 가공조건 및 저장성을 측정하여 색소의 안정성에 대한 기초 자료로 pH, 당, 유기산, 금속, 열, 빛 및 저장 온도 등의 영향을 조사하였다.
- 유기산에 대한 양하 안토시아닌 색소의 안정성을 알아보았다. 4종의 유기산(acetic acid, citric acid, formic acid, malic acid)을 pH 2.
제안 방법
- 동결건조된 양하를 삼각 플라스크에 10 g 담고 20배의 증류수를 가한 후 20°C의 shaking incubator(SI-900R, JEIO TECH, Kimpo, Korea)에서 100 rpm, 12시간 2회 반복하여 추출물을 제조하였다.
- 각종 당을 종류별로 첨가한 양하 추출액을 cap test tube에 넣고 밀봉하여 10일 동안 60°C에서 보관하면서 2일 간격으로 514 nm에서 흡광도의 변화를 측정(JASCO)하였다.
- 양하 추출물의 열에 대한 색소 안정성을 조사하기 위하여 pH 2.0의 Clark-Lubs 완충용액으로 2 mg/mL 의 농도로 제조한 후 각각 30, 60 및 100°C의 항온수조(BF-355B, Bio free, Seoul, Korea)에 10시간 동안 보관하면서 2시간 간격으로 찬물에 냉각시킨 후 514 nm에서 흡광도의 변화를 측정하여(JASCO) 색소 잔존율로 나타내었다.
- pH 2.0의 Clark-Lubs 완충용액을 사용하여 2 mg/mL 농도로 제조하고 각각의 금속염을 첨가한 후 60°C에서 10일 동안 보관하면서 2일 간격으로 514 nm에서 흡광도의 변화를 측정하여(JASCO) 색소 잔존율로 나타내었다.
- 각종 유기산을 종류별로 첨가한 양하 추출액을 cap test tube에 넣고 밀봉하여 10일 동안 4°C에 보관하면서 2일 간격으로 514 nm에서 흡광도의 변화를 측정(JASCO)하였다.
- 각 추출물은 30°C 이하에서 감압농축하여(NVC-2100, EYELA, Tokyo, Japan) 건조한 후 분말화하여 일정 농도로 제조하여 실험에 사용하였다.
- pH에 대한 양하 안토시아닌 색소 안정성을 측정하기 위하여 시료 추출물을 2 mg/mL 농도로 제조한 후 pH 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0 및 7.0의 완충용액을 가하였다. pH 1.
- 0의 완충용액을 가하였다. pH 1.0, 2.0는 Clark-Lubs 완충용액(0.2 M KCl+0.2 M HCl), pH 3-7은 Macllvain 완충용액(0.1 M citric acid+0.2 M Na2HPO4)으로 조정하였다. pH가 조정된 각 시료액은 400-600 nm의 파장범위에서 spectrophotometer(V-530, JASCO, Tokyo, Japan)로 측정하여 최대 흡수파장을 알아보았다.
- 2 M Na2HPO4)으로 조정하였다. pH가 조정된 각 시료액은 400-600 nm의 파장범위에서 spectrophotometer(V-530, JASCO, Tokyo, Japan)로 측정하여 최대 흡수파장을 알아보았다.
- 유기산에 대한 양하 안토시아닌 색소의 안정성을 알아보았다. 4종의 유기산(acetic acid, citric acid, formic acid, malic acid)을 pH 2.0의 Clark-Lubs 완충용액을 사용하여 0.01, 0.05, 0.1 M 농도로 용해시킨 후 2 mg/mL 농도로 제조하고 각 시료의 흡광도를 514 nm에서 측정하여 (JASCO) 유기산의 농도에 따른 색소의 안정성을 평가하였다. 이들 중에서 색소의 강도가 가장 높았던 유기산 0.
- 1 M 농도로 용해시킨 후 2 mg/mL 농도로 제조하고 각 시료의 흡광도를 514 nm에서 측정하여 (JASCO) 유기산의 농도에 따른 색소의 안정성을 평가하였다. 이들 중에서 색소의 강도가 가장 높았던 유기산 0.05 M의 양하 추출용액을 대상으로 저장기간에 따른 양하 안토시아닌 색소의 안정성을 측정하였다. 각종 유기산을 종류별로 첨가한 양하 추출액을 cap test tube에 넣고 밀봉하여 10일 동안 4°C에 보관하면서 2일 간격으로 514 nm에서 흡광도의 변화를 측정(JASCO)하였다.
- 양하 추출물의 금속에 대한 색소 안정성은 K+(K2SO4), Na+(Na2SO4), Ca2+(CaCl2), Mg2+(MgSO4), Fe2+(FeSO4) 등 5종의 금속염에 대해서 시험하였다. pH 2.
- 0 M이 되도록 용해시켰다. 각각의 시료는 514 nm에서 흡광도를 측정하여 당의 종류 및 농도에 따른 색소의 강도를 비교하였다. 이들 중에서 색소의 강도가 가장 높은 0.
- 각각의 시료는 514 nm에서 흡광도를 측정하여 당의 종류 및 농도에 따른 색소의 강도를 비교하였다. 이들 중에서 색소의 강도가 가장 높은 0.1 M 농도의 양하 추출물을 선택하여 저장기간에 따른 색소의 안정성을 조사하였다. 각종 당을 종류별로 첨가한 양하 추출액을 cap test tube에 넣고 밀봉하여 10일 동안 60°C에서 보관하면서 2일 간격으로 514 nm에서 흡광도의 변화를 측정(JASCO)하였다.
- 빛의 영향을 알아보기 위해 pH 2.0의 Clark-Lubs 완충용액으로 2 mg/mL 농도로 제조하여 투명한 병에 시료를 넣고 일광에 노출시키면서 상온에 보관하였고, 일부는 갈색 병에 담고 암소에 보관하면서 10일 동안 2일 간격으로 514 nm에서 흡광도 변화를 측정(JASCO)하였다.
- 각각의 시료를 냉동, 냉장 온도로 나누어 -70°C, -20°C, 4°C, 37°C에서 보관하면서 60일 동안 10일 간격으로 514 nm에서 흡광도의 변화를 측정하여(JASCO) 저장 중 색소의 안정성을 알아보았다.
- 양하에서 추출한 안토시아닌 색소의 안정성에 미치는 pH의 영향을 조사하기 위하여 pH 1.0-7.0로 조절하고 400-600 nm에서 흡광도의 변화를 측정하였다(Fig. 1). 일반적으로 안토시아닌 색소는 pH에 따라 특징적인 변화를 보이는데, pH 1-3의 산성영역에서는 적색 또는 연한 자주색, pH 7의 중성에서는 무색, pH 9 이상에서는 청색을 나타낸다(Jackman RL 등 1987).
- 양하에서 추출한 안토시아닌 색소의 유기산에 대한 안정성을 측정하기 위하여 acetic acid, citric acid, formic acid, malic acid를 각 0.1 M, 0.5 M, 1.0 M 첨가한 후 색소의 변화를 측정하였다(Fig. 2). 유기산의 종류와 농도에 따라 안정성에 영향을 미치는 것으로 나타났다.
- 저장기간 동안 각종 유기산에 의한 양하 색소의 안정성을 알아보기 위하여 각 유기산을 0.5 M의 농도로 첨가 하여 흡광도의 변화를 10일 동안 측정하였다(Fig. 3). 저장기간이 증가할수록 색소의 강도가 감소하였다.
- 양하의 금속에 의한 안정성을 측정하기 위하여 ClarkLubs 완충용액을 이용하여 pH 2로 조절한 추출물에 K+(K2SO4), Na+(Na2SO4), Ca2+(CaCl2), Mg2+(MgSO4), Fe2+(FeSO4)가 100 μg/mL 농도가 되도록 조절하여 10일 동안 60°C의 incubator에서 저장하며 2일 간격으로 514 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 양하의 열에 의한 안정성을 측정하기 위하여 추출물에 pH 2의 Clark-Lubs 완충용액을 사용하여 2 mg/mL로 제조하여 30°C, 60°C, 100°C에서 10시간 저장하면서 2시간 단위로 514 nm에서 흡광도를 측정하였다(Fig. 5).
- 빛에 대한 안정성을 측정하기 위하여 추출물에 pH 2의 Clark-Lubs 완충용액을 사용하여 2 mg/mL로 제조하여 10일 동안 저장하면서 2일 단위로 514 nm에서 흡광도를 측정하였다(Fig. 6). 10일 후 암조건에서 저장한 양하 색소는 72% 잔존하였고, 빛 조건에서는 58% 잔존하였다.
- 양하에서 추출한 안토시아닌 색소의 당에 대한 안정성을 측정하기 위하여 glucose, galactose, sucrose, maltose, fructose를 각 0.1 M, 0.5 M, 1 M 첨가한 후 색소의 변화를 측정하였다. Fig.
- 저장기간에 따른 색소 안정성을 알아보기 위해 색소 강도가 높았던 0.1 M에서 10일 동안 측정하였다(Fig. 8). 전반적으로 저장기간이 길어짐에 따라 색소의 강도가 감소하였다.
- 추출물에 pH 2의 Clark-Lubs 완충용액을 사용하여 2 mg/mL로 제조하여 -70°C, -20°C, 4°C, 37°C에서 60일 동안 저장하면서 10일 간격으로 양하의 색소 안정성을 측정하였다(Fig. 9).
- 0에서 가장 높은 흡광도를 나타냈으며 pH 증가함에 따라 색소의 강도가 감소하였다. 저장기간에 따른 각종 유기산에 대한 변화를 10일 동안 측정하였다. 저장기간이 증가할수록 색소의 강도가 감소하였고 유기산의 종류에 따라 색소의 강도는 malic acid, citric acid, acetic acid, formic acid 순으로 높은 색소 잔존율을 나타냈다.
- 암조건에서 저장할 때 비교적 안정함을 알 수 있었다. 당에 대한 안정성을 측정하기 위하여 glucose, galactose, sucrose, maltose, fructose를 농도별로 첨가하였고, 당의 함량이 증가할수록 안정성이 감소하였다. 0.
대상 데이터
- 실험에 사용된 양하는 제주도 애월읍에서 재배된 것을 2013년 9-10월경에 구입하였다. 세척 후 동결건조(MCFD 8508, Ilshin Bio Base, Dongducheon, Korea)하여 분쇄(100 mesh)하고 -40°C에서 보관하면서 사용하였다.
데이터처리
- 실험결과에 대한 통계처리는 SPSS Statistics(ver. 22.0, IBM Corp., Armonk, NY, USA)를 이용하여 평균과 표준편차로 나타내었고, 각 처리군 간의 유의성에 대한 검증은 ANOVA를 이용하여 유의성을 확인한 후, p<0.05 수준에서 Duncan’s multiple test를 이용하여 분석하였다.
성능/효과
- 2). 유기산의 종류와 농도에 따라 안정성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 유기산 농도에 따른 변화는 0.
- 저장기간이 증가할수록 색소의 강도가 감소하였다. 4일 이후부터 급격한 색소 감소를 보였고 10일 이후 22-37% 정도의 색소 잔존율을 보였다. 유기산의 종류에 따라 색소의 강도는 malic acid, citric acid, acetic acid, formic acid 순으로 높은 색소 잔존율을 나타냈다.
- 4일 이후부터 급격한 색소 감소를 보였고 10일 이후 22-37% 정도의 색소 잔존율을 보였다. 유기산의 종류에 따라 색소의 강도는 malic acid, citric acid, acetic acid, formic acid 순으로 높은 색소 잔존율을 나타냈다. Malic acid와 citric acid가 비교적 감소율이 적었으나 유기산간의 큰 차이는 없었다.
- 30-60°C는 색소 감소에 큰 영향을 주지 않았다. 안토시아닌의 열분해 정도는 온도가 높을수록 가열시간이 길어질수록 감소하는 경향을 보였다. 아로니아 색소는 100°C에서 가열한 경우 색소의 파괴가 급격히 나타나 150분과 300분에서 60.
- 6). 10일 후 암조건에서 저장한 양하 색소는 72% 잔존하였고, 빛 조건에서는 58% 잔존하였다. 자색 고구마를 저장한 결과 암조건에서는 30일 동안 77.
- 자색고구마 색소 보다 양하 색소가 빛에 더 안정하였다. 암조건에서 저장할 때 비교적 안정함을 알 수 있었다.
- 5 M, 1 M 첨가한 후 색소의 변화를 측정하였다. Fig. 7과 같이 0.1 M에서 가장 높은 색소 안정성을 보였으며 당의 함량이 증가할수록 안정성이 감소하였다. 오디(Kang CS 등 2003), 꽃베고니아(Park YJ 등 2006), 유색미(Yoon JM 등 1997), 아로니아(Hwang ES & Ki KN 2013)에서도 저농도에 비해 고농도의 당류를 첨가하였을 때 안토시아닌 색소 감소가 나타나 본 연구의 결과와 유사하였다.
- 오디(Kang CS 등 2003), 꽃베고니아(Park YJ 등 2006), 유색미(Yoon JM 등 1997), 아로니아(Hwang ES & Ki KN 2013)에서도 저농도에 비해 고농도의 당류를 첨가하였을 때 안토시아닌 색소 감소가 나타나 본 연구의 결과와 유사하였다. 안토시아닌 색소의 안정성은 당의 종류와 강도에 따라서 영향을 받는것으로 나타났다.
- 2일 이후부터 sucrose, maltose, fructose, glucose, galactose 순서로 안정성에 변화를 보였다. 저장기간에 따라 전반적으로 단당류보다 이당류에서 안정성을 보였고 당 종류마다 큰 차이를 보이지 않았다. Kim YH(1999)에 따르면 꽃사과의 안토시아닌은 20일까지 85% 잔존하여 별다른 영향을 미치지 않았고 4일 이후부터 50%이상의 감소를 보였으며 본 연구와 마찬가지로 당류마다 큰 차이를 보이지 않았다.
- 60일에 측정한 결과 -70°C는 저장 초기에 비해 73.27% 잔존하였고 -20°C는 71.98%, 4°C는 69.40%으로 37°C에서 저장한 경우보다 안정적이었다.
- 양하 색소의 안정성을 측정한 결과, 양하 안토시아닌 색소는 pH 1.0에서 가장 높은 흡광도를 나타냈으며 pH 증가함에 따라 색소의 강도가 감소하였다. 저장기간에 따른 각종 유기산에 대한 변화를 10일 동안 측정하였다.
- 온도 조건을 -70°C, -20°C, 4°C, 37°C에서 60일 동안 10일 간격으로 저장한 결과 4일 이후부터 50% 이상의 감소를 보였다. 냉동과 냉장온도에 저장한 경우는 저장기간 동안 안정하였으나 37°C에서 저장한 경우 색소가 감소하는 경향을 보였다.
- 저장기간에 따른 각종 유기산에 대한 변화를 10일 동안 측정하였다. 저장기간이 증가할수록 색소의 강도가 감소하였고 유기산의 종류에 따라 색소의 강도는 malic acid, citric acid, acetic acid, formic acid 순으로 높은 색소 잔존율을 나타냈다. 저장기간이 길어짐에 따라 첨가한 모든 유기산에서 색소의 강도가 감소하는 경향을 보였다.
- 저장기간이 증가할수록 색소의 강도가 감소하였고 유기산의 종류에 따라 색소의 강도는 malic acid, citric acid, acetic acid, formic acid 순으로 높은 색소 잔존율을 나타냈다. 저장기간이 길어짐에 따라 첨가한 모든 유기산에서 색소의 강도가 감소하는 경향을 보였다. K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Fe2+ 종류의 금속염을 첨가하였을 때 Fe 이온 첨가시 다른 금속이온에 비해 색소의 안정성이 감소하였다.
- K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Fe2+ 종류의 금속염을 첨가하였을 때 Fe 이온 첨가시 다른 금속이온에 비해 색소의 안정성이 감소하였다. 빛의 영향을 알아보기 위하여 10일 동안 저장한 후 암조건에서 저장한 양하 anthocyanin 색소는 72% 잔존하였고, 빛 조건에서는 58% 잔존하였다. 암조건에서 저장할 때 비교적 안정함을 알 수 있었다.
- 당에 대한 안정성을 측정하기 위하여 glucose, galactose, sucrose, maltose, fructose를 농도별로 첨가하였고, 당의 함량이 증가할수록 안정성이 감소하였다. 0.1 M 농도로 당을 첨가하여 10일 동안 저장한 결과 sucrose, maltose, glucose, fructose, galactose 순으로 안정성을 보였다. 온도 조건을 -70°C, -20°C, 4°C, 37°C에서 60일 동안 10일 간격으로 저장한 결과 4일 이후부터 50% 이상의 감소를 보였다.
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