천연의 녹색 색소를 개발하기 위하여 Rhodopseudomonas viridis DSM 133이 생산하는 색소의 물리적, 화학적 특성을 조사하였다. 가시광선 범위에서의 흡수특성을 측정한 결과 이 색소는 흡수극대가 378, 414 및 677 nm인 3개의 main peak와 510, 540 및 618 nm인 3개의 minor peak를 확인할 수 있었으며 전반적으로 녹색색조를 나타내었다. 색소는 산성 영역 보다는 알카리 영역, 즉 pH $6.0{\sim}9.0$에서 보다 안정한 경향을 보였다. 그러나 광선과 산소 존재 하에서는 색소의 파괴가 촉진되었다. $40^{\circ}C$ 이하에서는 안정하였고, $Fe^{3+}$ 및 $Al^{3+}$에 의해서는 색조의 저하와 함께 혼탁이 발생되었으나 $Cu^{2+}$에 의해서는 안정성이 유지되었다. 본 색소는 TLC결과 4종의 색소로 구성되어 있었으며 주 색소는 F-4와 F-2로 나타났다.
본 연구에서는 동충하초, 메밀쌀, 인진쑥 등 천연소재 혼합물 섭취가 당뇨병 환자의 혈당수준 및 당화혈색소 변화에 미치는 영향을 측정하였다. 천연소재 혼합물을 섭취한 후 공복혈당과 식후혈당이 각각 118.4${\pm}$3.9mg/dl, 160.5${\pm}$4.0mg/dl로 섭취 전에 비해 36.5%와 45.0%로 유의적인 감소를 보였으며, 대상자들의 혈당수준은 4주 이내에 정상범위에 도달하였다. 그러나 천연소재 혼합물의 섭취를 중단한지 3주 후에는 168.4${\pm}$6.2mg/dl 와 245.9${\pm}$7.8mg/dl로 유의적으로 증가하였고, 위약제품으로 전환하여 섭취시킨 7주후에는 실험시작 전의 혈당수준으로 돌아갔다. 대상자들의 당화혈색소는 7주간의 천연소재 혼합물을 섭취한 후 유의적으로 감소하였다. 결론적으로 7주 동안의 천연소재 혼합물의 섭취가 당뇨병 환자의 당질 대사에 긍정적인 효과를 미치는 것으로 관찰되었으므로 동충하초, 메밀쌀, 인진쑥이 첨가된 기능성 식품이 당뇨병의 치료 및 예방에서 유용한 것으로 판단된다.
현재 우리나라에서 전량 폐기처분 되고 있는 우렁쉥이 껍질의 천연색소로서의 이용가능성을 검토하기 위하여 우렁쉥이 껍질 중 색소 추출물의 양을 정량하고 이를 무지개송어 사료에 첨가하여 담수에서 8주간 사육한 결과는 다음과 같다. 1. 우렁쉥이 껍질 색소 추출물은 11,000mg/kg이었다. 이 중 카로테노이드 함량은 50mg/100g wet tissue이었으며, astaxanthin은 $6\%$ 였다. 2. 색소 추출물구의 체중증가, 사료 섭이량, 사료계수 및 일일성장율은 평균 18.86g, 534.2g, 1.63 및 $2.152\%$로 각각 나타나 다른 구에 비하여 좋았으며, 특히 일일성장율은 유의차(P<0.05)가 있었다. 3. 추출물구의 성장은 사육 6주 후부터 다른 구에 비해 다소 빨랐다. 4. 체색의 적색도(a)의 부위별(A, B, C) 차이는 pink구가 1.0, 1.7 및 1.8, 색소 추출물구가 0.9, 1.2 및 1.6이었다. 육색의 경우도 B 부위의 경우 pink구가 2.4, 색소 추출물구가 2.0으로 나타나 우렁쉥이 껍질 색소 추출물은 인공합성색소를 대체할 수 있는 유용한 천연 착색제인 것으로 평가되었다.
유색 수수인 황금찰수수를 도정할 때 grain과 함께 발생하는 도정부산물인 hull과 bran의 4가지 용매 추출물의 총 폴리페놀 함량, 항산화 활성, 천연색소 함량과 RAW 264.7 세포주를 이용하여 항염증 활성을 검정하였으며 결과를 요약하면 아래와 같다. 1. 도정부산물인 hull의 100% 메탄올과 70% 에탄올 추출물에서 총 폴리페놀 함량이 $29.4{\pm}0.4$와 $29.7{\pm}0.2mg\;GAE/100g$으로 가장 많았고, ABTS 라디컬 소거능($IC_{50}$)이 $6.8{\pm}0.4$, $6.3{\pm}0.1{\mu}g/mL$로 가장 높은 항산화 활성을 나타내었다. 2. 총 천연색소 함량에서도 수수 hull의 0.5% 염산 함유 100% 메탄올 추출물에서 $322.6{\pm}14.5mg/100g$으로 가장 많은 색소 함량을 나타내었고 hull, bran, grain 모두의 경우에서 0.5% 염산을 함유한 100% 메탄올을 용매로 추출한 경우에서 가장 많아 수수를 이용하여 천연색소를 추출할 경우 수수 부산물인 hull을 산을 함유한 메탄올로 추출하였을 때 가장 많은 색소 추출물을 얻을 수 있었다. 3. 수수 도정부산물과 grain 추출물을 LPS로 NO 생성을 유도한 RAW 264.7 세포에 처리하였을 때, 세포 독성이 없는 100 ug/mL 농도 이하에서의 NO 생성 억제량은 hull, bran, grain 추출물의 순으로 나타났고 hull 추출물의 경우에 농도에 따라 가장 큰 NO 생성 억제를 보였으며 천연색소 화합물 중에서는 apigeninidin의 NO 생성 억제 활성을 확인하였다. 4. 위 결과를 종합해 볼 때, 수수 도정부산물 중 hull은 grain에 비해 총 폴리페놀 화합물과 천연색소 함량이 높고 항산화 활성과 RAW 264.7 대식세포에서의 NO 생성량 억제 활성이 우수하여 앞으로 수수 부산물이 항산화 및 항염증 소재로 가능성이 있음을 확인하였다.
천연색소 혼합물의 생리활성을 검증하고자 하고자 천연색소 7종에 대하여 ABTS 라디칼 소거활성과 DPPH 라디칼 소거활성, 콜레스테롤 흡착활성 및 COX-2 저해활성을 측정하였으며, 활성이 우수하였던 시료 3종(아선약, 오배자, 정향)을 선별하였다. 선정된 3종 시료의 혼합물 4종(아선약+오배자, 아선약+정향, 오배자+정향, 아선약+오배자+정향)에 대해서는 콜레스테롤 흡착활성, COX-2 저해활성, ${\alpha}$-glucosidase 및 ${\alpha}$-amylase 저해활성을 측정하였다. 천연색소 시료들은 DPPH 라디칼 소거활성에 비해 ABTS 라디칼 소거활성이 더 우수하였으며, 콜레스테롤 흡착활성은 정향이 유의적으로 높았고, COX-2 저해활성은 아카시아 분말이 유의적으로 낮았으며, 여타 시료간에는 유의적인 활성의 차이가 없었다. ${\alpha}$-Amylase 저해활성은 아선약과 오배자에서 높았으나, 혼합물들에서는 서로간에 유의적인 차이가 없었다. ${\alpha}$-Glucosidase 저해활성은 아선약 분말이 가장 높았고, 아선약이 첨가된 혼합물의 활성이 더 높았다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 천연색소의 생리활성은 혼합물로 조성하여 활용할 때 시너지 효과를 얻을 수 있으나, 조합되는 물질간의 상호작용에 따라 활성의 증감 정도는 상이하므로 이에 대해서는 앞으로 더 많은 연구가 필요할 것으로 생각된다.
식품부산물인 포도과피에 함유된 수용성 색소인 anthocyanin을 새로운 천연식용색소로 개발하고자 pH, 당, 유기산 및 빛 등의 영향에 대한 색소안정성을 조사하였다. 포도과피의 anthocyanin 색소는 pH가 낮을수록 색깔의 강도가 높고 안정하였으며 pH가 증가함에 따라 최대흡수파장이 장파장 쪽으로 이동하는 bathochromic shift현상을 나타내었으며 저장기간에 따른 영향은 pH가 낮을수록 안정하였고 pH 가 증가할수록 색소파괴가 많아지는 경향이었다. 당류처리에 따라서는 glucose, mannose 처리구가 무처리 및 다른 당류처리구보다 색소안정화에 기여하였으며, 첨가농도별 영향은 0.3M에서 가장 우수하였다. 유기산 첨가에 따른 영향은 citric acid가 ascorbic acid보다 저장안정성이 월등히 우수하여 anthocyanin색소 첨가제로 유용함을 알 수 있었다. 빛에 대한 anthocyanin색소의 안정성은 암소에서 저장하는 것이 일광에 노출된 경우 보다 안정하여 anthocyanin첨가 식품의 포장시 빛을 차단함으로써 색소안정성을 증진시킬 수 있을 것으로 판단되었다.
한국산 맨드래미 꽃의 적색 색소인 베타시아닌 색소의 식품학적 안정성을 조사하기 위하여 온도, pH, water activity, 빛 및 공기조절에 따른 변화를 관찰하였다. 이 적색 색소는 pH4.0에서 가장 안정하였으며, 열에 대한 분해 활성화에너지 (Ea)는 17.55kcal/mol이었다. 일반적으로 당화합물의 첨가는 0.1M농도에서 색소 분해 방지효과가 있었고, 식품속에 존재하는 농도의 유기산, 금속이온 및 항산화제들은 적색 색소의 분해를 심하게 일으키지 않음으로써, 이 적색 색소는 천연식품 색소로서 이용될 가능성이 증명되었다.
Monascus anka Y7이 생성하는 황색소의 항균활성 특성을 규명하였다. Y7의 조황색소는 그람 양성균보다 그람 음성균에 대한 항균 활성이 더 크게 나타났으며 Candida 등과 같은 효모에 대해서도 항균활성을 나타냈다. 특히 황색소의 항균성분 중 TLC로 분리한 E2 분획은 E. coli에 대한 항균활성이 크며 373 nm에서 주된 흡광 특성을 보이고 있고 흡수 파장 범위가 장파장 부위로 넓어져 있어 외관상 진한 밝은 황색을 나타내는 형광색소이다. Y7의 조색소 및 각 TLC 분획의 HPLC분석 결과 citrinin이 검출되지 않았다. 이는 Y7의 항균 특성이 최근 Monascus 색소에서 안전성의 논란이 되고 있는 citrinin과는 무관한 것을 의미한다. 한편 E2 분획을 주로하는 조황색소는 식품에 일반적으로 사용되고 있는 천연황색소인 치자황색소, 아나토색소, 홍화색소보다 황색도(b/a)가 매우 높고 이들 색소와 유사한 색조를 나타내므로 항균성을 보유한 대체 황색소로서의 가치가 높을 것으로 사료된다.
면섬유는 천연적으로 지방, 왁스, 펙틴, 단백질 등 비섬유소 물질과 천연색소를 지니고 있는데다가, 제직 시 제직성 향상을 위해 가호를 하게 된다. 그러므로, 면섬유의 염색ㆍ가공을 효과적으로 하기 위해서 발호, 정련, 표백의 전처리 과정을 거치게 된다. 이 전처리 공정은 용수를 다량 소비하고 BOD/COD등의 폐수부하가 크므로 환경부하 감소의 차원에서 용수 재사용 기술개발과 환경친화적인 조제의 사용이 바람직하다. (중략)
한국산 검정콩 종피의 천연색소로의 이용가능성을 알아보기 위하여 온도, 당류, 유기산류, 비타민 C 그리고 금속 이온의 영향을 살펴보았다. 검정콩 색소의 열안정성은 다른 안토시아닌 계열의 색소와 비교할 때 유사하거나 더 안정한 것으로 나타났다. 당류의 영향에서는 타 색소와는 달리 농색화 현상은 일어나지 않았고 저장성에서는 모두 포도당에서 양호하였다. 유기산에서는 모든 첨가구에서 색의 강도가 증가하였으며 비타민 C 첨가의 경우 안토시아닌 색소에 부정적인 영향을 나타내었고 금속이온의 영향에서는 $Cu^{2+}$와 $Zn^{2+}$ 이온에서 안정하였으며 $Mn^{2+}$에서는 불안정하였다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 검정콩 종피색소는 pH 3에서 다른 색소와 비교하여 상당히 안정한 색소임을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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