Physicochemical Stabilities of Carthamins from Safflower Petals as Food Colorants

홍화 Carthamin의 식품색소로서의 안정성

The physical and chemical stabilities of carthamin of red pigment from safflower petals were investigated at various conditions of pHs, temperatures, inorganic ions, sugars, light and polysaccharides. The half-life values at pH 3.0, 5.0, 9.0 and 11.0 were 5.3, 5.0, 11.0 and 45.0 h, respectively, at $25^{\circ}C$. Therefore, carthamin is unstable at acidic condition. Carthamin was red, orange and yellow at acidic, neutral and alkaline solutions, respectively. At pH 3.0, carthamin was thermally unstable and the half lives were 3.62, 9.05 and 48.2min at $90^{\circ}C$, $70^{\circ}C$ and $50^{\circ}C$, respectively. Among various inorganic ions, $Al^{3+}$ stabilized carthamin at acidic condition. At pH 5.0, carboxymethylcellulose prolonged the half-lives of carthamin at $25{\sim}90^{\circ}C$. Carthamin was very sensitive to light (20,000 lux) and the half-life was 2.32 min at pH 3.0.

전통 천연 색소원인 홍화 꽃잎으로부터 추출한 적색소인 carthamin을 식품색소로 활용하기 위한 기초연구로 carthamin의 여러 가지 이화학적 안정성을 분해속도와 반감기를 구하여 조사하였다. Carthamin은 산성에서는 매우 불안정하여 반감기가 pH 3.0에서는 5.26시간, pH 5.0에서는 4.9시간으로 매우 짧았으며 중성(pH 7.0)에서는 11.1시간, 알칼리 조건(pH 11.0)에서는 45.1시간으로 조금 더 안정했으나 적색에서 각각 주황색과 노란색으로 변화하였다. 온도가 증가함에 따라 색소 분해속도가 급격히 증가하였다. 많은 식품들이 약산성이므로 첨가물에 의한 안정성은 pH 5.0과 3.0에서 조사하였는데 무기이온들을 첨가하였을 때 큰 변화는 없었으나 $Al^{3+}$ 첨가 후에 농색화 현상과 함께 분해속도가 감소하여 안정화효과를 나타내었다. 빛에 의해(20,000 lux) 색소 분해가 촉진되어 대조구에 비해 2-3배 단축된 반감기를 나타내었다. 단당류와 이당류에 의해서는 변화가 거의 없었고 다당류를 첨가한 경우 약간의 안정화 효과가 관찰되었으며, 특히 CMC(carboxymethylcellulose)에 의해 pH 5.0의 조건에서 증가된 반감기를 나타내어 앞으로의 안정화 기술 개발의 가능성을 보여주었다.