보고서 정보
주관연구기관 |
한국식품개발연구원 Korea Food Research Institute |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 1998-02 |
주관부처 |
국무조정실 The Office for Government Policy Coordination |
등록번호 |
TRKO200200051929 |
DB 구축일자 |
2013-04-18
|
키워드 |
카로티노이드.산화.열분해기작.분해산물.
|
초록
▼
1. 연구제목 모델 식품계에서 카로티노이드의 산화 및 열분해기작과 분해산물의 이동에 관한 연구 (2차년도) 2. 연구개발의 목적 및 중요성 카로티노이드는 비타민 A의 활성이 서로 다른 약 18 종류의 화합물로 구성되어 있는데 그 중에서 β-carotene 및 α-carotene과 그들의 stereoisomers, γ-carotene, β-cryptoxanthin 등이 자연계에 가장 널리 퍼져 있고 활성도 강하다. 카로티노이드는 반응성이 큰 polyene 구조를 가지고 있어 빛과 열에 파괴되기
1. 연구제목 모델 식품계에서 카로티노이드의 산화 및 열분해기작과 분해산물의 이동에 관한 연구 (2차년도) 2. 연구개발의 목적 및 중요성 카로티노이드는 비타민 A의 활성이 서로 다른 약 18 종류의 화합물로 구성되어 있는데 그 중에서 β-carotene 및 α-carotene과 그들의 stereoisomers, γ-carotene, β-cryptoxanthin 등이 자연계에 가장 널리 퍼져 있고 활성도 강하다. 카로티노이드는 반응성이 큰 polyene 구조를 가지고 있어 빛과 열에 파괴되기 싶다. 특히 수프, 마가린, flour confectionery 같은 가공식품의 식품색소로 쓰이기 위해 화학적으로 합성되는 β-carotene의 경우 가공시 고온 처리에 의해 생성된 산화 및 열분해 물질이 영양이나 위생적인 측면에서 식품 제조업자와 영양학자들의 중요한 관심사가 되고 있다. 카로티노이드는 튀김 조건에서 1-2시간이 지나면 거의 파괴된다고 알려져 있는데 이 때 생성된 산화생성물, 열분해산물들이 산화촉진제로 작용해 유지식품의 산화를 촉진시키고 체내에 흡수되어 과산화물 생성을 유발할 가능성이 있기 때문에 카로티노이드가 다량 함유된 crude palm oil 이나 red palm oil은 튀김유로 사용되지 않고 있다. 또한 아직도 많은 산화 및 열분해물질들이 확인되지 않고 남아 있다. 그러므로 가열 온도와 시간에 따른 카로티노이드의 분해 양상을 살펴봄으로써 카로티노이드를 함유한 식품의 가공 공정 과정을 최적화 할 수 있다. 3. 연구내용 및 범위 모델 식품 및 실제 식품에서 카로티노이드를 가열산화 및 열분해 시켜 그 분해 pattern과 분해산물을 동정한다. 가열 조건에 따른 β-carotene의 분해산물의 정성적, 정량적으로 분석하여 가열시 산화 및 분해기작을 규명한다. 본 연구에서는 1) β-carotene을 함유하고 있는 palm oil, 당근, 호박 등에서 β-carotene을 효율적으로 추출, 정제하는 방법을 확립하고, 2) 모델식품 내에서 가열조건에 따른 카로티노이드의 산화 및 열분해 mechanism을 규명하며, 3) 그 생성물 및 분해산물을 동정하고, 4) 그들이 모델식품 내에서 전이되고, 이동하는 현상을 밝히며, 5) 실제 식품의 가열처리시 카로틴의 분해 현상을 밝혀 적정 가열조건의 확립을 위한 자료를 제공함에 그 목적이 있다. 4. 결과의 활용에 관한 건의 가. 연구 결과 팜유, 당근 및 호박으로부터 용매추출방식을 이용하여 카로티노이드를 추출하였는데 all-trans-β-carotene이 주성분이었으며, all-trans-α-carotene, 13-cis-β-carotene, 9-cis-β-carotene 등의 입체이성질체도 검출되었다. 카로티노이드는 빛과 열, 그리고 산소에 의하여 산화되고 분해되는데, 가열산화시 all-trans-β-carotene의 파괴속도나 입체이성체들의 생성속도는 산소의 존재 하에서 더 높게 나타나 산소의 존재가 카로티노이드의 산화 및 전이에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. All-trans-β-carotene의 파괴속도나 13-cis-β-carotene의 생성속도는 모두 palm oil 내에서 가열할 때가 카로티노이드를 palm oil없이 단독으로 가열할 때보다 높게 나타났는데 이는 palm oil의 산화생성물이 카로티노이드의 free-radical 반응에 관여하면서 cis-isomerization 과정을 촉진시킴으로써 palm oil이 카로티노이드의 전이를 촉진시키는 것으로 추정된다. Palm oil을 이용하여 튀김을 할 경우, 가열시간이 길어지면 질수록 식품 내에서의 카로티노이드의 전이속도는 더 빨라지는 것으로 나타났다. 당근과 호박을 데침 (blanching)과 가압가열살균 (retort) 조건에서 가열한 결과, blanching 시에는 stereoisomer인 13-cis-β-carotene의 함량이 약간 증가하고 all-trans-β-carotene의 함량은 감소하였으며, 가압가열nching의 경우보다는 상대적으로 13-cis-β-carotene의 함량이 높았다. 나. 활용에 관한 건의 1차년도의 연구에서는 카로티노이드의 열분해 산물을 HPLC 상에서 개별 peak로 분리하였고 이성질체들을 UV spectrophoto- meter를 이용하여 동정하였다. 또한 all-trans-β-carotene의 가열산화 기작을 살피고 kinetics를 규명하였다. 1, 2차년도 연구를 통하여 얻어진 결과는 카로티노이드를 함유한 식품의 열처리 가공시 적정 가열조건을 확립하는 기초자료로써 이용될 수 있다. 카로티노이드의 추출기술은 카로티노이드 함유자원으로부터 원하는 종류의 카로티노이드를 효과적으로 추출하며 추출된 카로티노이드는 비타민 A나 붉은 색 천연 식용색소 개발의 전구물질로 이용될 수 있다.
Abstract
▼
1. Title : A Study on the Thermal Degradation of Carotenoids and the Transfer of Degradation Products in a Model Food System (2nd Phase) 2. The Purpose and Significance of the Research Carotenoids which are comprised of approximately 18 compounds varying in vitamin A activity with the most
1. Title : A Study on the Thermal Degradation of Carotenoids and the Transfer of Degradation Products in a Model Food System (2nd Phase) 2. The Purpose and Significance of the Research Carotenoids which are comprised of approximately 18 compounds varying in vitamin A activity with the most prevalent and active ones consisting of β-carotene, α-carotene and their stereoisomers along with γ-carotene and β-cryptoxanthin. Besides their normal vitamin A function, recent research has shown that some provitamin A compounds have anticancer and antiulcer properties. Because of their important role in nutrition and in some case disease and because of their different degrees of vitamin A activity, there is a need for a simple, rapid and specific method for individual carotenoids in foods. Carotenoid pigments possess a polyene structure which gives them considerable activity towards light and heat. β-Carotene, a vitamin A precursor, is chemically synthesized for use as a color for foods such as soup, margarine, flour confectionery. Hence, its oxidative and thermal degradation is of concern to food manufactures and nutritionists. Carotenoids almost decompose after 1 or 2 hours in frying condition and their oxidative and thermal degradation products would be expected to act as catalysts of the oxidation of lipid foods. The less volatile degradation products may remain in the oil and so be incorporated in the eventual foodstuff. Further these substances could be toxicologically suspect and suggested that they are polycyclic compounds. Therefore, crude palm oil and red palm oil which contain much carotenoids are not used as frying oil. Decomposition pattern of carotenoids based on heating time and heating temperature will help to optimize the processing of foods which contains much carotenoids and to calculate the optimum frying time and temperature of palm oil. Further, the separation and identification of decomposition products would provide the basis for the toxicological experiments 3. Contents and Scopes The objectives of the research are 1) to develope the extraction and refining methods of carotenoids from palm oil, carrot and pumpkin, and its analytical procedures, 2) to study the thermal oxidation and pyrolysis of carotenoids in model food systems, 3) to identify the degradation products qualitatively and quantitatively, 4) to elucidate the transformation and transportation of carotenoids and degradation products in model foods, 5) to depict the thermal degradation of carotenoids in foods, and 6) to provide the basic informations for the practical thermal processing of foods containing carotenoids. 4. Results and Recommendations 1) Results The major component of carotenoids present in palm oil, carrot and pumpkin was shown to be all-trans-β-carotene, and its stereoisomers such as all-trans-α-carotene, 13-cis-β-carotene and 9-cis-β-carotene were also detected. The rates of thermal oxidation, degradation and isomerization of all-trans-β-carotene in the presence of oxygen of all-trans-β-carotene were shown to be higher than those in the absence of oxygen. The rates of thermal degradation of all-trans-β-carotene and development of 13-cis-β-carotene in palm oil were shown higher than without palm oil. This was considered to be due to that the oxidized compounds of palm oil facilitated the isomerization reaction of carotenoids. The rate of transformation of carotenoids in fried foods was higher than in palm oil with the increase of frying time. During blanching process of carrot and pumpkin, the contents of 13-cis-β-carotene increased whereas all-trans-β-carotene contents decreased. The increase of 13-cis-β-carotene contents and the decreases of all-trans-α,β-carotene were also observed in retort process. The contents of 13-cis-β-carotene in carrot and pumpkin blanched were higher than those in carrot and pumpkin obtained by retort. 2) Recommendations for the usage In the 1st phase of the research, the thermal degradative products of β-carotene were separated by HPLC, and were identified by UV spectrophotometer. Kinetic study on thermal oxidation of carotenoids was carried out. The results of 1st and 2nd phase studies can be utilized for the establishments of 1) the efficient extraction and refining methods of carotenoids, 2) the optimization of process for heat treatment of foods, and 3) the elucidation of the mechanism and kinetics of thermal oxidation of carotenoids.
목차 Contents
- 요약...4
- 표목록...13
- 그림 목록...14
- 목차...18
- I.서 론...19
- II. 재료 및 방법...24
- 가. 재료 및 시약...24
- 나. 실험방법...24
- III.결과 및 고찰...27
- 가. 카로티노이드의 추출, 정제 및 분석...27
- 나. β-carotene의 가열산화 및 열분해...28
- 다. Palm oil 내에서 β-carotene의 가열산화...29
- 라. Palm oil 내에서 튀김시 β-carotene의 가열산화...69
- 마. 카로틴 함유식품의 가열조건에 따른 가열산화...73
- IV.결 론...81
- V.참고문헌...82
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.