SPSPSPSPS SPSPSPSP SPSPSPS SPSPSP SPSPS SPSP SPS-FITI TM 0007 SPS 아선약추출천연색소의시험방법 SPS-FITI TM 0007-7183:2017 F I T I 시험연구원 2017 년 6 월 20 일제정
심의 : 단체표준심사위원회 성 명 근무처 직 위 ( 위원장 ) 이혜선 제주대학교 교 수 ( 위원 ) 박윤철 한국생산기술연구원 수석연구원 함정엽 한국과학기술연구원 단 장 황병수 한국과학기술연구원 선임연구원 석은영 로코테크 대표이사 윤성민 로코테크 영업이사 최은관 나주시천연염색문화재단 팀 장 서화진 경북천연염색산업연구원 팀 장 이화준 동환물산 연구소장 윤여종 오영 부 장 이 준 송가어패럴 이 사 ( 간사 ) 김유겸 FITI시험연구원 본 부 장 단체표준열람 : e 나라표준인증 (http://www.standard.go.kr) 제정단체 :FITI 시험연구원 제 심 정 : 2017 년 00 월 00 일 의 : FITI 시험연구원단체표준심사위원회 원안작성협력 : - 표준에대한의견또는질문은 e 나라표준인증웹사이트를이용하여주십시오. 이표준은단체표준지원및촉진운영요령제 11 조제 1 항의규정에따라매 3 년마다단체 표준심의위원회에서심의되어확인, 개정또는폐지됩니다.
목 차 머리말... ii 1 적용범위... 1 2 인용표준... 1 3 용어와정의... 1 4 시료채취... 1 5 시험방법... 2 5.1 ph... 2 5.2 함수율... 2 5.3 물에대한용해도... 2 5.4 수용액의색상측정... 3 5.5 지표물질검출... 3 6 결과보고서... 4 부속서 A ( 참고 ) 아선약지표물질분석결과... 5 해설... 7 참고문헌... 10 -i-
머리말 이단체표준 ( 이하 표준 이라한다.) 은산업표준화법제 27 조 ( 단체표준의제정등 ) 의규정에따라 FITI 시험연구원 ( 이하 연구원 이라한다.) 에서단체표준지원및촉진운영요령 ( 국가기술표준원고시 ) 과단체표준업무처리규정 ( 중소기업중앙회규정 ) 및협회의업무규정에서정하는절차와방법에따라 FITI 시험연구원회원사의의견을수렴하여단체표준심사위원회의심의를거쳐개정하였다. 이표준은저작권법의보호대상이되는저작물이다. 이표준의일부가기술적성질을가진특허권, 출원공개후의특허출원, 실용신안권또는출원공개후의실용신안등록출원에저촉될가능성이있다는것에주의를환기한다. FITI 시험연구원및단체표준심의위원회는이러한기술적성질을가진특허권, 출원공개후의특허출원, 실용신안권또는출원공개후의실용신안등록출원에관계되는확인에대하여책임을지지않는다. -ii-
FITI 시험연구원단체표준 SPS-FITI TM 0007:2017 아선약추출천연색소의시험방법 Test method for natural colorants extracted from catechu 1 적용범위 이표준은아선약 (catechu) 로부터추출한천연색소에대한시험방법에대하여규정한다. 비고천연색소는생육된식물, 동물또는광물질로부터별도의화학적반응을거치지않고섬유염색에적용될수있도록가공한분말을말한다. 2 인용표준 다음의인용표준은전체또는부분적으로이표준의적용을위해필수적이다. 발행연도가표기된인용표준은인용된판만을적용한다. 발행연도가표기되지않은인용표준은최신판 ( 모든추록을포함 ) 을적용한다. KS M 0011, 수용액의 ph 측정방법 KS M ISO 787-8, 안료와체질안료의일반시험방법 제 8 부 : 수용성물질의함량 냉수추출법 KS M ISO 2832, 플루오르화나트륨 ( 산업용 ) 함수율시험방법 KS M ISO 7579, 염료 유기용매용해도측정 질량법및광도법 KS M ISO 11358, 플라스틱 고분자의열중량분석 (TG) 일반원리 3 용어와정의 이표준의목적을위하여다음의용어와정의를적용한다. 3.1 함수율 (moisture content) 제시된시료에포함되어있는수분의양을건조된시료질량기준백분율로표시한값 3.2 용해도 (solubility) 규정된조건하에서일정한부피의용매에용해되는시료의최대질량 4 시료채취 4.1 로트의크기 로트의크기는당사자간의협의에따르나, 로트별로포장단위를기준으로 2 개선정하는것을원칙으로한다. 1
4.2 시료의채취 대형용기의포장인경우는내용물의상중하부위에서균일하게채취하며, 소형포장인경우에는중심부에서채취한다. 5 시험방법 5.1 ph 시료 1 g 을증류수 100 ml 에분산용해시켜시험액을준비한다. 시험액을교반기등을사용하여잘분산용해시킨후 KS M 0011 에규정된 ph 측정기를사용하여 ph 를측정한다. ph 측정을위한표준액준비및교정은 KS M 0011 에따른다. 측정결과는 3 회측정결과값의평균으로소수점 1 자리까지표시한다. 5.2 함수율 시료의함수율은다음의건조시험법과열중량시험법을선택하여구할수있다. 다만, 측정방법은결과에표시하여야한다. 5.2.1 건조시험법 채취한시료를 110 에서약 1 h 동안건조한후, 손실질량을측정한다. KS M ISO 2832 에규정된질량다는병과전기로 ( 또는동등한성능의오븐건조기 ) 를사용하여채취한 2 g 의시료를건조시킨후질량변화를 0.001 g 까지측정하여다음에의해질량백분율로표시한다. 3 회반복시험한결과의평균값을소수점 2 자리까지표시한다. 100 ( m1 m2) ( m m ) 1 0 여기에서 m 0 : 뚜껑을닫은질량다는병질량 (g) m 1 : 건조전시료를담아뚜껑을닫은질량다는병질량 (g) m 2 : 건조된시료가담겨뚜껑을닫은질량다는병질량 (g) 5.2.2 열중량시험법 KS M ISO 11358 에규정된열중량분석기를사용하여열중량분석기에투입가능한양의시료를넣고 10 /min 의승온속도로가열한다. 이때 100 를기준으로감소하는중량을측정하고, 이로부터승온전시료의중량을기준으로감소된중량을백분율로계산하여, 소수점 2 자리까지함수율로표시한다. 5.3 물에대한용해도 KS M ISO 787-8 에규정된시험절차에따라냉수에의해시료로부터추출되는물질의양을결정한다. 이때시료는 5 g 내외로준비하고, 건조되지않은시료인경우에는 5.2 에따라확인된시료내의포함된수분량을제외한시료의질량에대한추출물질의양을소수점 1 자리까지백분율로표시한다. 2
5.4 수용액의색상측정 KS M ISO 7579 의 8.4 에규정된시험절차에따라증류수에분산용해된시료의색상을분광광도계에의해측정하고최대흡수파장을표시한다. KS M ISO 7579 의 8.4 에규정된용매로서증류수를사용하여시험용액을제조하고희석하여시험액을준비한다. 시험액을분광광도계를사용하여측정한최대흡수파장피크로부터시료가나타내는고유한색상을확인하는것으로한다. 5.5 지표물질검출 아선약시료에포함된지표물질인카테킨 (catechin) 의검출을위하여증류수와메탄올을 1:1 부피비로혼합한용매를준비하고시료 (0.1 ± 0.01) g 을 20 ml 에용해시킨다. 충분히섞어용해시킨후시험액을원심분리기를이용하여상층액을분리한후, 0.25 m 의마이크로필터를이용하여미세입자를걸러낸다. HPLC-DAD(High-Performance Liquid Chromatography with Diode-Array Detection) 와 UPLC- MS(Ultra-Performance Liquid Chromatography-Mass Spectrometry) 를이용하여크로마토그램패턴및피크의구조등을준비하여미리측정한표준물질분석결과와비교하여카테킨의검출여부를확인한다. 5.5.1 HPLC-DAD 분석조건 HPLC 시스템 Agilent Infinity 1260 흐름속도 (Flow rate) 1 ml/min 유동상 (Mobile phase) (A) 물, (B) 아세토니트릴 / 포름산혼합액 (MeCN in both 0.1 % formic acid) 컬럼 (Column) Phenomenex Luna 5 C18(2) 150 mm 4.6 mm 주입량 (Injection Vol.) 10 L 검출기 (Detector) DAD(280 nm) (Ⅰ) 10 % B(0 min) 100 % B(30 min) 구배방법 (Gradient method) (Ⅱ) 10 % B(1 min) 60 % B(24 min) 100 % B(5 min) (Ⅲ) 10 % B(5 min) 50 % B(30 min) 95 % B(5 min) 5.5.2 UPLC-MS 분석조건 UPLC 시스템 흐름속도 (Flow rate) 유동상 (Mobile Phase) 컬럼 (Column) 컬럼오븐 (Column Oven) 35 주입량 (Injection Vol.) MS 시스템 이온화방법 (Ionization method) 데이터수집 (Data acquisition) Shimadzu Nexera X2 0.3 ml/min (A) 물 (B) 아세토니트릴 / 포름산혼합액 (MeCN in both 0.1 % formic acid) Kinetics EVO C18 (100 mm 2.1 mm) 1.7 micron 1 L( 시료 : 2 mg/ml) Shimadzu LCMS2020 ESI-, ESI+ 분무가스흐름 (Nebulizer gas flow) 1.5 L/min 건조가스흐름 (Dry gas flow) Scan 100-1 000 m/z 15 L/min 계면온도 (Interface temp.) 250 계면전압 (Interface voltage) 3.5 kv 3
6 결과보고서 결과의보고는다음을표시하여야한다. a) 시료의성상 b) 시험결과 c) 이표준과다른방법으로시험한경우, 그상세한설명 ( 필요시 ) 4
부속서 A ( 참고 ) 아선약지표물질분석결과 A.1 아선약 아선약은우리말로감겨자라고하고 catechu, cutch, cashoo 라고도한다. 쌍떡잎식물장미목콩과의한속이며학명은 Acacia 분류콩과이다. A.2 아선약의지표물질분석결과 그림 A.1 아선약추출천연색재의 HPLC chromatogram(280 nm UV detector) 아선약시료의주요성분은 flavonoid 계 flavan-3-ol 그룹화합물인카테킨화합물과유도체로이들은주로아선약 (Uncaria gambir) 또는녹차에함유된화합물로떫은맛을지닌다. 지표성분의정량분석결과, (-)gallocatechin 은 31.44 mg/g, (+)-catechin 은 37.92 mg/g, (-)-epicatechin 은 35.19 mg/g 으로분석되었으며, 그밖에적은양으로 (epi)catechin-(4,8 ) -(epi)catechin, gallocatechin gallate, epigallocatechin gallate 성분이검출되었다. 5
INSIDabcdef_:MS_0001MS_000 그림 A.2 아선약 시료에 포함된 지표성분의 화학적 구조 및 분자식과 카테킨 표준물에 의한 검량선 6
SPS-FITI TM 0007:2017 해설 이해설은아선약추출천연색소의시험방법에대하여기술하는것으로표준의일부는아니다. 1 제정의취지 1.1 국제적환경규제강화에따른천연염료제품의성장가능성 합성염료에의한생산가공공정에서의유해물질배출에따른환경오염, 인체안전성위험등에대한개선이섬유업계전반의가장심각한이슈로대두되고있다. 그예로, 유럽의염색폐수관련환경규제강화및소비자보호를위한 Oeko-tex Standard 100 이전세계에보급되어활용되고있고폐기물배출관리강화기준이확대됨에따라합성염료에대한환경규제가강화되었다. 이에따라섬유패션산업계글로벌이슈인 지속가능한섬유패션 과관련하여섬유산업은환경규제강화에의해새로운염색기술을개발중이며, 이중천연유래자원을활용한천연염색제품을새로운시장으로성장시키려는시도가매우활발하다. 1.2 화학물질배출절감형제품인천연염색제품에대한요구확산 국제적인환경대책과웰빙환경친화분위기속에합성염료에밀려대중성을상실했던천연염색이산업화의길로접어들고있는추세이다. 소비자들의생활수준이하루가다르게높아가며일반적인제품보다건강기능성을갖춘제품, 개성적인제품, 환경친화적인제품등고부가가치제품을선호하는경향이증가함에따라, 친환경적기능을갖춘천연염색제품에대한관심이높아지고있어천연염색제품의시장전망은좋은편이다. 2 제정의사유 2.1 고유전통의객관적정량화를통한산업성장의발판마련 천연색소는다음과같은문제점을가지고있다. a) 사용되는천연물의한계성때문에대량생산이어렵고같은염료라도산지나채취시기, 보관상태, 추출법에따라색상이달라지는문제점 b) 수많은종류의천연색소를이용하여염색이가능한데, 천연염료는섬유에대한염착성이좋지못하여원하는색농도로염색하기위해서는반복염색을하거나다량의염료를사용해야하는문제점 c) 지역과작업장마다다른방법으로염색을진행하고있는문제점 이에산업의발전을위해서는동일하게적용가능한객관적이고정량화된데이터를만들필요성이있다. 2.2 천연염색국가표준 (KS) 제정을위한기반 7
천연염색에는다양한천연물염재가존재하고그종류에따라천연염색전문가들이있다. 천연염색전문가혼자모든천연염색법을섭렵하고있는경우는거의없고각지역별로특색있는천연염재와천연염색법에대해서만전문성을보유하고있는경우가대부분인상황이다. 이에따라다양한종류의천연물을모두모아서단체표준으로제정할필요는없고, 추후천연물의국가표준제정시참고할부속서로사용하기위한몇가지대표적인천연물들의단체표준을제정하고자한다. 2.3 천연염색제품의천연물확인을위한신규단체표준개발필요 합성섬유에는 KS K 0123 합성섬유염색물의염료종류판정 이라는표준이존재하여합성섬유에사용된염료의종류를감별하는시험방법이존재하나, 천연염색물의경우천연물관련표준은현재까지는전무하다. 그렇지만천연염색물에기존합성염료에관한표준을적용하는것은무리가있어, 천연염색물에서지표물질을검출하여염색에사용된천연물 ( 아선약 ) 을확인하는시험방법의단체표준을제정하고자한다. 3 그밖의해설사항 3.1 천연염색제품에대한국내 외표준현황 a) ISO/TC 38, 256 기술위원회에서천연염색관련표준의개발실적없음 b) AATCC 및 ASTM에서천연염색관련표준은없음 c) CEN/TC 248 Textile에서개발과관련된표준은없음 d) KS에서천연염색관련표준은없음 3.2 인용표준에대한설명 3.2.1 KS M 0011, 수용액의 ph 측정방법 ph 시험 (5.1 참조 ) 에서사용되는 ph 측정기를규정하기위하여 KS M 0011 의 4 절 ph 측정기의종류및형식과 5 절 ph 측정기의구성부분이인용되었다. 3.2.2 KS M ISO 787-8, 안료와체질안료의일반시험방법 제 8 부 : 수용성물질의함량 냉수추출법 물에대한용해도시험 (5.3 참조 ) 에서냉수에의해시료로부터추출되는물질의양을결정하기위한시험절차를규정하기위하여 KS M ISO 787-8 의 6 절시험절차부분이인용되었다. 3.2.3 KS M ISO 2832, 플루오르화나트륨 ( 산업용 ) 함수율시험방법 건조시험법 (5.2.1 참조 ) 에서사용되는질량다는병과전기로에대하여규정하기위하여 KS M ISO 2832 의 4 절장치부분이인용되었다. 3.2.4 KS M ISO 7579, 염료 유기용매용해도측정 - 질량법및광도법 수용액의색상측정 (5.4 참조 ) 을위한시험절차를규정하기위하여 KS M ISO 7579 의 8.4 항광도법을 8
이용한용해된염료의농도측정부분이인용되었다. 3.2.5 KS M ISO 11358, 플라스틱 고분자의열중량분석 (TG) 일반원리 열중량시험법 (5.2.2 참조 ) 에서사용되는열중량분석기를규정하기위하여 KS M ISO 11358 의 5 절기기부분이인용되었다. 9
참고문헌 [1] Jaiswal, R, et al. "Identification and characterization of proanthocyanidins of 16 members of the Rhododendron genus(ericaceae) by tandem LC MS." Journal of Mass Spectrometry 47.4(2012): 502-515. [2] Shen, D, et al. "Determination of the predominant catechins in Acacia catechu by liquid chromatography/electrospray ionization-mass spectrometry." Journal of agricultural and food chemistry 54.9(2006): 3219-3224. 10
단체표준 발간 보급 아선약추출천연색소의시험방법 F I T I 시험연구원 02569 서울특별시동대문구정릉천동로 102 (02)3299-8181 Fax (02)3299-8155 http://www.fiti.re.kr
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