2 0 0 6 年度 천연과실색소와과실쥬스농축물의구분에 관한연구 발표자중앙관세분석소분석3관실화공주사보양미애
목 차 Ⅰ. 서론 1. 선정동기 2. 관세율표구조 3. 이론적고찰 Ⅱ. 본론 1. 실험시료 2. 실험방법 3. 실험결과 4. 실험결과고찰 Ⅲ. 결론 참고문헌
Ⅰ. 서론 1. 선정동기 소비자들의건강에대한인식이변화하고식품안전성에대한욕구가증가함에따라인공색소를대체하기위한물품으로천연색소의사용량이세계적으로증가되고있는추세이다. 천연색소는크게동물성색소, 채소색소, 과실색소, 미생물색소등으로구분되며, 그중과실색소는일반적으로천연쥬스를역삼투방식과같은농축기술에의해농축, 여과하는방식으로제조된다. 즉, 천연과실색소의제조공정만을살펴보았을경우열을가하는등의특별한공정없이단순히농축쥬스를여과하는방식으로제조되기때문에과실쥬스의특성을유지하는물품으로판단될여지가있으며, 2004년품목분류협의회에서는천연색소가쥬스의특성을유지하는물품으로판단하여 HS 2009호에분류하였다. 그러나 2005년하반기제36차 HSC에서는천연과실색소를과실쥬스의본래특성을명백히상실한물품으로보아 HS 3203호에분류하기로결정하는등천연색소를분류하기위한명확한구분점이없는것이현실이다. 따라서, 천연과실색소와과실쥬스농축물과의차이점을분석적으로확인하여정확한품목분류에도움이되고자한다.
2. 관세율표구조 관련세번품명관세율 2009.1 Orange juice 미추천 54% 2009.2 Grapefruit juice 양허 30% 2009.3 Citrus fruit juice 기본 50% 시장접근물량초과 54% 2009.4 Pineapple juice 기본 50% 2009.5 tomato juice 기본 30% 2009.6 Grape juice 양허 45% 2009.7 Apple juice 양허 45% 2009.8 Juice of fruit 기본 50% Juice of vegetable 기본 30% 2009.9 Mixture of juices of fruit Mixture of juices of vegetable Other 기본 50% 기본 30% 기본 50% 3203 Colouring matter 양허 6.5% 3. 이론적고찰 가 ) 천연색소의특징인공색소는독성이적지않으나, 천연색소는천연물에서 ( 동물, 식물, 미생물 ) 추출하고정제한색소로서안전성과신뢰성이높고, 종류에따라서는약리효과가있는것도있으며식품에착색시색조가자연스럽고거부반응이없으므로사용자가부담없이사용할수있고사용량에대한제한도없다. 그러나인공색소보다가격이높고색조가선명하지못하며유통과정중에탈색이빠르게나타나는단점이있다. 나 ) 천연색소의종류
파랑색계보라색계갈색계 치자청 (Gardenia Blue) 스피루리나적양배추 (Red Cabbage) 포도과피캬라멜 (Caramel) 카카오 (Cacao) 오징어먹물고량색소 (Kaoliang Color) 치자추출액에효소반응을일으켜만든푸른색의색소로서산성영역에서는침전이생길수있음남조식품인스피룰리나를물로추출하여얻어지는색소. 주성분은 Phycocyanin. 색의밝기는선명하고밝으며내광성, 내열성이약함 적색양배추에서추출한색소로서내열성, 내광성이우수. 수용성으로서주로적자색 포도 ( 껍질, 과실 ) 색소에는껍질로부터얻는것과과즙으로부터얻어지는것이있음. 색상은주로적자색캬라멜은전분류와설탕류로만들어짐. 갈색. 분말과액상형태가있으며내열성및내광성이우수 카카오의껍질에서추출한초콜릿색의색소. ph4 이상에서내열성, 내광성이우수 오징어의먹물주머니의내용물에서얻어지는색소. 내열성및내광성이우수플라보노이드계색소로수수열매를물또는에칠알콜로추출하여얻어지는색소. 적고량과흑고량으로분리. ph에영향이거의없으며내열성, 내광성이좋은편
빨강색계 코치닐 (Cochineal) 락 (Lac) 모나스커스 (Monascus) 비트레드 (Beet Red) 치자적 (Gardenia red) 파프리카 (paprika) 퍼플콘색소 (Purple Corn) 적무색소 (Red Radish) 남미의선인장에기생하는연지벌레에서추출한천연색소로서내열성, 내광성이우수. ph 에따라주황색과적색, 적자색으로변화패각충의유충이분비하는수지상물질을추출, 정제한것. 수용성이고 ph에따라색상의변화가있음모나스커스 ( 홍국 ) 균을배양하여추출한적색소. 수용성. 내열성이양호. ph에대한색상의변화가없는것이특징이나내광성이약함적색무의뿌리에서추출한색소로서내열성, 내광성이떨어지는단점이있음. 중성이나약산성에서주로사용치자추출액에효소반응을일으켜만든푸른색의색소이나 ph4 이상에서선명한적색. 내광성및내열성이우수서양고추인파프리카에서추출한색소. 카로티노이드계지만붉은색상을가지고있음옥수수종자에서물또는에칠알콜로추출하여얻어지는색소. 주성분은안토시아닌. 내열성, 내광성이좋은편이나색이조금어두운편. ph 2.5~3.5 사이에서안정붉은무에서추출하여얻어지는색소. 주성분은안토시아닌. ph 2.5~ 3.5 사이에서안정. 내열성, 내광성이좋음. 딸기, 체리용도로사용
블랙커런트 (Black Currant) 엘더베리 (Elderberry) 블루베리 (Blueberry) 베리류계통의색소이며주성분은안토시아닌. PH 2.5 ~ 3.5 사이에서안정하며내열성, 내광성이우수 베리류계통의색소. 주성분은안토시아닌. ph 2.5 ~ 3.5사이에서안정하며내열성, 내광성이우수. 블루베리등의색소용도로가능베리류계통의색소. 주성분은안토시아닌. ph 2.5 ~ 3.5사이에서안정하며내열성, 내광성이우수. 엘더베리등의색소용도로가능 치자황 (Gardenia Yellow) 치자열매에서추출한색소. 내열성과내광성이우수 노랑색계 홍화황 (Safflower Yellow) 안나토 (Annatto) 베타카로틴 홍화에서추출한후라보노이드계색소. 내산성, 내열성, 내광성이우수 중남미의베니노키껍질에서추출한색소. 염착성은우수하나내열성및내광성이약한것이단점임. 유용성. 비타민 A 의전구체로서영양기능제의역할과함께착색제로서도사용 마리골드색소 (Marigold color) 황색의 Oleoresin. 지용성임. 내광성, 내열성이좋음
터메릭색소 (Tumeric) 울금색소라고도함. 생강과심황의건조뿌리를에틸알콜, 유지또는유기용제로추출하여얻어지는색소. 주성분은 Curcumin ( 쿠르쿠민 ). 내열성은좋은편이나내광성이약한편. 색의강도에비해가격이저렴. 색은밝은형광빛의노란색 초록색계 치자청 (Gardenia Blue) 치자황 (Gardenia Yellow) 치자청 (Gardenia Blue) 홍화황 (Safflower Yellow) 치자청색소와치자황색소의혼합제품. ph4 이상에서사용. 홍화황을이용하여만든초록색보다상대적으로비용이저렴 치자청색소와홍화황색소의혼합제품으로 ph4 이상에서사용하며치자황을이용하여만든초록색보다상대적으로내광성이우수 다 ) 베리류색소 - 베리류색소란천연과실색소중베리류를기원물질로하여얻어지는색소의총칭이다. 베리류과실을착즙또는물로추출하여얻어지는색소로서주성분은안토시아닌이다. 색가조정, 품질보존등을위하여희석제, 안정제및용제등을첨가할수있다. - 식품첨가물공전에 베리류색소 가등재 ( 품목번호 : 천연첨가물 25번 ) 되어있다.
- 농축쥬스제조공정 원료 압착압축 청징여과탈가스균질화살균농축 - 베리류색소제조공정 원료 압착압축 청징여과탈가스균질화살균농축 한외여과 액상화분말화 o 한외여과 : 여러가지지름의구멍을가진콜로디온 1) 막이나셀로판막을사용하여제거하고자하는특정성분 ( 수분, 당류등 ) 을역삼투압방식으로여과하여색소성분의함량을높여줌 o 분말화 : 덱스트린, 수산화마그네슘등의부형제를사용하여분무건조 1) 니트로셀룰로오스 ( 피로크실렌 ) 4g 을에테르와알코올의혼합액에녹여 100ml 로한것또는셀룰로이드를아세톤에녹인것을말한다. 용제를증발시키면강력한박막이남는다. 박막의균열을방지하는데는소량의피마자기름 (3%) 을가하거나, 또는다시캠퍼 (2%) 를가하여탄성 ( 彈性 ) 콜로디온으로한다.
식품첨가물공전에서규정하고있는베리류색소 한글명영문명기원 1 구스베리색소 Gooseberry color Cucumis myriocarpus NAUO 2 듀베리색소 European dewberry color Rubus caesius L. 등 3 라즈베리색소 Raspberry color Rubus idaeus L 4 레드라즈베리색소 red raspberry color Rubus strigosus MICHX 5 레드커런트색소 Red currant color Ribes sativum SYME. 6 로우건베리색소 Loganberry color Rubus loganobaccus BAILEY. 7 멀베리색소 Mulberry color Morus nigra L., M. alba L. 8 블랙베리색소 Blackberry color Rubus fruticosus L. 9 블랙커런트색소 Black currant color Ribes nigrum L. 10 허클베리색소 Black huckleberry color Gaylussacia baccata C. KOCH. 11 블루베리색소 Blueberry color Vaccinium corymbosum L. 12 새먼베리색소 Salmonberry color Rubus spectabilis PURSH. 13 스트로베리색소 Strawberry color Fragaria ananassa DUCHESNE 14 엘더베리색소 elderberry color Sambucus caerulea RAFIN. 등 15 우귀수카구라색소 Uguisukagura color Lonicera carulea L. var. emphyllocalyx NAKAI 16 훠틀베리색소 Whortleberry color Vaccinium myrtillus L. 17 카우베리색소 Cowberry color Vaccinium Vitis Idaea L. 18 크랜베리색소 Cranberry color Oxycoccus macrocarpus PERS. 19 팀블베리색소 Thimbleberry color Rubus occidentalis L.
Ⅱ. 본론 1. 실험시료 물품명엘더베리색소 포도과피색소 블랙커런트블루베리 색소색소 블루베리농축쥬스 포도농축쥬스 종류천연과실색소농축쥬스용도식용색소쥬스제조용출처분석시료시장구입성상분말상액상 2. 실험방법 가 ) Brix 측정 (1) 분석기기 : DR.KERNCHEN ABBEMAT 나 ) 당함량 (1) 분석기기 : HPLC waters2695 alliance (Waters2414 RI detector) (2) column: Carbohydrate 3.9 300mm (3) column 온도 : 35±0.1 (4) 이동상 : Acetonitrile : Water = 80 : 20
다 ) 총산함량 (1) 분석기기 : Metrohm 808 titrando (2) 적정액 : 0.1N NaOH 라 ) 정량법 ( 색가 ) (1) 분석기기 : UV-Visible Spectrophotometer 8453E (2) 사용셀 : 너비 1cm의것 (3) 색가계산법 : 흡광도가 0.3~0.7의범위가되도록정밀히달아 100ml로한것을시험용액으로한다. 필요하면원심분리하여상등액을사용한다. 파장 500 ~ 540nm부근의극대흡수파장에서시험용액의흡광도 A를측정하여다음식에따라색가를구한다. 색가 검체의채취량 (4) (3) 의시험용액에수산화나트륨시액을가하여알칼리성으로변성한후변화를관찰한다.
3. 실험결과 천연과실색소농축주스 물품명엘더베리포도과피블랙커런트블루베리블루베리포 도 b r i x (27 ) 과당 ( % ) 포도당 ( % ) 자당 ( % ) 총산 ( % ) - - 70.46 75.98 65.29 63.80 0.22 1.29 15.97 13.59 26.87 32.20 0.04 1.50 17.27 14.31 24.08 21.39 - - 8.30 2.38 - - 8.88 3.44 5.48 1.94 3.00 2.30 색변성전 104.87 71.07 70.21 66.37 2.97 6.04 가변성후 74.05 73.07 80.62 57.62 3.87 5.70 극대변성전 516 525 524 528 485 485 흡수파변성후 599 581 575 581 398 398 장
4. 실험결과고찰 가 ) Brix 비교 80 70 70.46 75.98 65.29 63.8 60 50 BRIX( ) 40 30 20 10 0 0 엘더베리색소포도과피색소블랙커런트색소블루베리색소블루베리농축주스포도농축주스 - 천연색소그룹 ( 블랙커런트 70.46, 블루베리 75.98, 평균값 73.22 ) 과농축쥬스그룹 ( 블루베리 65.29, 포도 63.80, 평균값 64.54 ) 의 Brix는거의비슷하며, 천연색소그룹이약 9 높은결과를얻었다. 그이유는색소를생산하기위해농축쥬스를한외여과하는과정에서수분이일부제거되어, 상대적으로 Brix가약간높아진것으로판단된다. - 엘더베리색소와포도과피색소는덱스트린을부형제로하여분무건조시킨분말상태이므로 Brix측정을할수없었다.
나 ) 당함량비교 (1) 과당 35 32.2 30 25 26.87 20 과당함량 (%) 15 10 15.97 13.59 5 0 0.22 1.29 엘더베리색소포도과피색소블랙커런트색소블루베리색소블루베리농축주스포도농축주스 - 과당함량은천연색소물품들간에차이가크게나타났다. 엘더베리색소와포도과피색소의경우거의대부분의과당이제거되었으나블랙커런트색소와블루베리색소는 13~15% 의과당이존재하는것으로나타났다. 천연색소물품들간의당함량차이는농축쥬스에서당을제거하는정도에따라달라질수있을것으로사료되며, 또한엘더베리색소와포도과피색소는분말화를위해사용된부형제로인해액상의물품보다상대적으로희석된상태일것이므로이러한요인이엘더베리색소와포도과피색소의당함량이낮아지는데영향을미쳤을것으로판단된다. - 과당함량을그룹별로비교해보면천연색소그룹 ( 평균값 7.77%) 이농축쥬스그룹 ( 평균값 39.53%) 에비해약 1/5수준으로낮아졌으며, 같은종류인블루베리만을비교했을때블루베리색소는블루베리농축쥬스에비해과당함량이절반으로줄어들었다. 즉, 색소를생산하기위해농축쥬스에서당을제거하였음을확인할수있다.
(2) 포도당 30 25 20 17.27 24.08 21.39 포도당함량 (%) 15 14.31 10 5 0 0.04 1.5 엘더베리색소포도과피색소블랙커런트색소블루베리색소블루베리농축주스포도농축주스 - 포도당함량역시천연색소물품들간에차이가크게나타났다. 엘더베리색소와포도과피색소의경우거의대부분의포도당이제거되었으나블랙커런트색소와블루베리색소는 14~17% 의포도당이존재하는것으로나타났다. - 과당함량을그룹별로비교해보면천연색소그룹 ( 평균값 8.28%) 이농축쥬스그룹 ( 평균값 45.47%) 에비해약 1/5수준으로낮아졌으며, 같은종류인블루베리만을비교했을때블루베리색소는블루베리농축쥬스에비해포도당함량이대략절반으로줄어들었다. 과당함량의변화에서살펴보았듯이, 색소를생산하기위해농축쥬스에서당을제거하였음을확인할수있다.
다 ) 총산함량비교 10 9 8.88 총산함량 (%) 8 7 6 5 5.48 4 3 2 3.44 1.94 3 2.3 1 0 엘더베리색소포도과피색소블랙커런트색소블루베리색소블루베리농축주스포도농축주스 - 총산함량은천연색소그룹 ( 엘더베리 8.88%, 포도과피 3.44%, 블랙커런트 5.48%, 블루베리 1.94%, 평균값 4.94%) 이농축쥬스그룹 ( 블루베리 3.00%, 포도 2.30%, 평균값 2.65%) 에비해약 2 배높은결과를얻었다. 그이유는색소를생산하기위해농축쥬스를한외여과하는과정에서수분이일부제거되어, 상대적으로총산함량이높아진것으로판단된다.
라 ) 색가비교 (1) 변성전 120 100 104.87 색가 80 60 40 71.07 70.21 66.37 20 0 2.97 6.04 엘더베리색소포도과피색소블랙커런트색소블루베리색소블루베리농축주스포도농축주스 - 색가실험결과두그룹간의차이가명확히나타났다. 천연색소그룹 ( 엘더베리 104.87, 포도과피 71.07, 블랙커런트 70.21, 블루베리 66.37, 평균값 82.05) 은농축쥬스그룹 ( 블루베리 2.97, 포도 6.04, 평균값 4.50) 에비해약 20배높은결과를얻었다. 즉, 과실쥬스에함유되어있는당류등을제거하여색소성분의함량이월등히높아졌음을알수있다. (2) 변성후 90 80 70 74.05 73.07 80.62 60 57.62 색가 50 40 30 20 10 0 3.87 5.7 엘더베리색소포도과피색소블랙커런트색소블루베리색소블루베리농축주스포도농축주스 - NaOH를사용하여변성시킨후동일한조건에서색가실험을한결과천연색소그룹 ( 엘더베리 74.05, 포도과피 73.07, 블랙커런트 80.62, 블루베리 57.62, 평균값 71.34) 은변성전 ( 평균값 82.05) 에비해약 10 감소되었으나, 농축쥬스그룹 ( 블루베리 3.87, 포도 5.70, 평균값 4.78) 은변성전 ( 평균값 4.50) 과비교시거의변화가없다.
(3) 변성전과후의최대흡수파장변화 엘더베리색소 700 600 포도농축주스 500 포도과피색소 400 300 변성전변성후 블루베리농축주스 블랙커런트색소 블루베리색소 - 변성전과후의최대흡수파장 ( 최대흡광도를나타내는파장 ) 변화를살펴보면, 천연색소그룹은최대흡수파장이장파장쪽으로변화 ( 평균 523nm 584nm) 하였으나, 농축쥬스그룹은단파장쪽으로변화 ( 평균 485nm 398nm) 하였다. 마 ) 천연과실색소와농축쥬스의구별점 - 위의실험결과에나타나듯이, 천연과실색소는농축쥬스에서수분과당류등을제거하여색소성분의함량을높여줌으로인해색가가 70이상으로매우높게나타난다. 또한, NaOH로변성하였을경우최대흡수파장이장파장쪽으로변화한다. 한편농축쥬스는색가가 10이하로매우낮으며변성하였을경우최대흡수파장이단파장쪽으로변화한다. - 또한, 천연과실색소의당함량은농축쥬스에비해 1/5수준으로줄어든다. 그러나, 사용되는원료의종류에따라당함량변화가크므로단순히당함량만을비교하여색소와농축쥬스를구분하는것은적절하지못하다고생각한다.
- 따라서, 천연과실색소와농축쥬스의 Brix값이유사할지라도, 천연과실색소의색가는농축쥬스색가의약 20배, 천연과실색소의당함량은농축쥬스당함량의약 1/5수준이며, 이러한차이는색소성분의함량을높이기위한처리 ( 한외여과 ) 로인해나타난결과로판단된다. Ⅲ. 결론 과실색소는천연쥬스를여러가지지름의구멍을가진콜로디온막이나셀로판막을사용하여당류등을역삼투압방식으로여과 ( 한외여과 ) 하여상대적으로색소성분의함량을높여주는방식으로제조된다. 따라서, 천연과실색소와농축쥬스의 Brix값이유사할지라도색가및당함량등에서확연한차이를나타내며, 이러한분석결과를기초로판단해보면, 천연과실색소는 농축쥬스를여과하는방식으로제조되기때문에과실쥬스의특성을유지하는물품 으로정의하는것보다 색소로사용하기위한목적에맞도록생산된식물성착색제 로분류하는것이더바람직할것으로생각된다.
참고문헌 1. { 식품첨가물공전 }, 한국식품공업협회 2. 원융희, { 술 / 음료의세계 }, 서울 : 백산출판사, 2003. 3. HSC 제 36 차결정문, NC0999E1a, 2005.