천연과실색소와 과실쥬스농축물의 구분에 관한 연구
2 0 0 6 年 度
발표자
중앙관세분석소 분석3관실 화공주사보 양 미 애
목 차
Ⅰ. 서 론
1. 선정동기 ···
2. 관세율표 구조 ···
3. 이론적 고찰 ···
Ⅱ. 본 론
1. 실험시료 ···
2. 실험방법 ···
3. 실험결과 ···
4. 실험결과고찰 ···
Ⅲ. 결 론 ···
※ 참 고 문 헌 ···
Ⅰ. 서 론
1. 선정동기
소비자들의 건강에 대한 인식이 변화하고 식품안전성에 대한 욕구가 증가함에 따라 인공색소를 대체하기 위한 물품으로 천연 색소의 사용량이 세계적으로 증가되고 있는 추세이다.
천연색소는 크게 동물성색소, 채소색소, 과실색소, 미생물색소 등으로 구분되며, 그 중 과실색소는 일반적으로 천연쥬스를 역삼 투방식과 같은 농축기술에 의해 농축, 여과하는 방식으로 제조된 다. 즉, 천연과실색소의 제조공정만을 살펴보았을 경우 열을 가하 는 등의 특별한 공정 없이 단순히 농축쥬스를 여과하는 방식으로 제조되기 때문에 과실쥬스의 특성을 유지하는 물품으로 판단될 여지가 있으며, 2004년 품목분류협의회에서는 천연색소가 쥬스의 특성을 유지하는 물품으로 판단하여 HS 2009호에 분류하였다. 그 러나 2005년 하반기 제36차 HSC에서는 천연과실색소를 과실쥬스 의 본래 특성을 명백히 상실한 물품으로 보아 HS 3203호에 분류 하기로 결정하는 등 천연색소를 분류하기 위한 명확한 구분점이 없는 것이 현실이다.
따라서, 천연과실색소와 과실쥬스농축물과의 차이점을 분석적으 로 확인하여 정확한 품목분류에 도움이 되고자 한다.
관련세번 품 명 관 세 율
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 Juice of vegetable
기본 50%
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%
2. 관세율표 구조
3. 이론적 고찰
가) 천연색소의 특징
인공색소는 독성이 적지 않으나, 천연색소는 천연물에서(동물, 식물, 미생물) 추출하고 정제한 색소로서 안전성과 신뢰성이 높고, 종류에 따라서는 약리효과가 있는 것도 있으며 식품에 착색시 색 조가 자연스럽고 거부반응이 없으므로 사용자가 부담없이 사용할 수 있고 사용량에 대한 제한도 없다. 그러나 인공색소보다 가격이 높고 색조가 선명하지 못하며 유통과정 중에 탈색이 빠르게 나타 나는 단점이 있다.
나) 천연색소의 종류
파 랑 색 계
치자청 (Gardenia Blue)
치자 추출액에 효소반응을 일 으켜 만든 푸른색의 색소로서 산성영역에서는 침전이 생길 수 있음
스피루리나
남조식품인 스피룰리나를 물로 추출하여 얻어지는 색소. 주성 분은 Phycocyanin. 색의 밝기 는 선명하고 밝으며 내광성, 내열성이 약함
보 라 색 계
적양배추 (Red Cabbage)
적색 양배추에서 추출한 색소 로서 내열성, 내광성이 우수.
수용성으로서 주로 적자색
포도과피
포도(껍질, 과실)색소에는 껍질 로부터 얻는 것과 과즙으로부 터 얻어지는 것이 있음. 색상 은 주로 적자색
갈 색 계
캬라멜 (Caramel)
캬라멜은 전분류와 설탕류로 만들어짐. 갈색. 분말과 액상 형태가 있으며 내열성 및 내광 성이 우수
카카오 (Cacao)
카카오의 껍질에서 추출한 초 콜릿색의 색소. pH4 이상에서 내열성, 내광성이 우수
오징어 먹물
오징어의 먹물 주머니의 내용 물에서 얻어지는 색소. 내열성 및 내광성이 우수
고량색소 (Kaoliang Color)
플라보노이드계 색소로 수수 열매를 물 또는 에칠알콜로 추 출하여 얻어지는 색소. 적고량 과 흑고량으로 분리. pH에 영 향이 거의 없으며 내열성 ,내 광성이 좋은 편
빨 강 색 계
코치닐 (Cochineal)
남미의 선인장에 기생하는 연 지벌레에서 추출한 천연색소로 서 내열성, 내광성이 우수. pH 에 따라 주황색과 적색, 적자 색으로 변화
락 (Lac)
패각충의 유충이 분비하는 수 지상 물질을 추출, 정제한 것.
수용성이고 pH에 따라 색상의 변화가 있음
모나스커스 (Monascus)
모나스커스(홍국)균을 배양하여 추출한 적색소. 수용성. 내열성 이 양호. pH에 대한 색상의 변 화가 없는 것이 특징이나 내광 성이 약함
비트레드 (Beet Red)
적색무의 뿌리에서 추출한 색 소로서 내열성, 내광성이 떨어 지는 단점이 있음. 중성이나 약산성에서 주로 사용
치자적 (Gardenia red)
치자 추출액에 효소반응을 일 으켜 만든 푸른색의 색소이나 pH4 이상에서 선명한 적색. 내 광성 및 내열성이 우수
파프리카 (paprika)
서양고추인 파프리카에서 추출 한 색소. 카로티노이드계지만 붉은 색상을 가지고 있음
퍼플콘색소 (Purple Corn)
옥수수종자에서 물 또는 에칠 알콜로 추출하여 얻어지는 색 소. 주 성분은 안토시아닌. 내 열성, 내광성이 좋은 편이나 색이 조금 어두운 편. pH 2.5~3.5 사이에서 안정
적무색소 (Red Radish)
붉은 무에서 추출하여 얻어지 는 색소. 주성분은 안토시아닌.
pH 2.5~ 3.5 사이에서 안정.
내열성, 내광성이 좋음. 딸기, 체리 용도로 사용
블랙커런트 (Black Currant)
베리류 계통의 색소이며 주성 분은 안토시아닌. PH 2.5 ~ 3.5 사이에서 안정하며 내열성, 내 광성이 우수
엘더베리 (Elderberry)
베리류 계통의 색소. 주성분은 안토시아닌. pH 2.5 ~ 3.5사이 에서 안정하며 내열성, 내광성 이 우수. 블루베리 등의 색소 용도로 가능
블루베리 (Blueberry)
베리류 계통의 색소. 주성분은 안토시아닌. pH 2.5 ~ 3.5사이 에서 안정하며 내열성, 내광성 이 우수. 엘더베리 등의 색소 용도로 가능
노 랑 색 계
치자황
(Gardenia Yellow)
치자열매에서 추출한 색소. 내 열성과 내광성이 우수
홍화황
(Safflower Yellow)
홍화에서 추출한 후라보노이드 계 색소. 내산성, 내열성, 내광 성이 우수
안나토 (Annatto)
중남미의 베니노키 껍질에서 추출한 색소. 염착성은 우수하 나 내열성 및 내광성이 약한 것이 단점임.
베타 카로틴
유용성. 비타민A의 전구체로서 영양기능제의 역할과 함께 착 색제로서도 사용
마리골드색소 (Marigold color)
황색의 Oleoresin. 지용성임.
내광성 , 내열성이 좋음
터메릭색소 (Tumeric)
울금색소라고도 함. 생강과 심 황의 건조뿌리를 에틸알콜, 유 지 또는 유기 용제로 추출하여 얻어지는 색소. 주성분은 Curcumin (쿠르쿠민). 내열성은 좋은 편 이나 내광성이 약한 편. 색의 강도에 비해 가격이 저렴. 색 은 밝은 형광빛의 노란색
초 록 색 계
치자청 (Gardenia Blue)
치자황
(Gardenia Yellow)
치자청색소와 치자황색소의 혼 합제품. pH4 이상에서 사용.
홍화황을 이용하여 만든 초록 색보다 상대적으로 비용이 저렴 치자청
(Gardenia Blue) 홍화황
(Safflower Yellow)
치자청색소와 홍화황색소의 혼 합제품으로 pH4 이상에서 사 용하며 치자황을 이용하여 만 든 초록색보다 상대적으로 내 광성이 우수
다) 베리류색소
- 베리류색소란 천연과실색소 중 베리류를 기원물질로 하여 얻 어지는 색소의 총칭이다. 베리류과실을 착즙 또는 물로 추출 하여 얻어지는 색소로서 주성분은 안토시아닌이다. 색가조정, 품질보존 등을 위하여 희석제, 안정제 및 용제 등을 첨가할 수 있다.
- 식품첨가물공전에 “베리류색소”가 등재(품목번호 : 천연첨가 물 25번) 되어 있다.
- 농축쥬스 제조공정
- 베리류색소 제조공정
o 한외여과: 여러 가지 지름의 구멍을 가진 콜로디온1)막이나 셀로판막을 사용하여 제거하고자 하는 특정성분 (수분, 당류 등)을 역삼투압방식으로 여과하여 색 소 성분의 함량을 높여줌
o 분 말 화: 덱스트린, 수산화마그네슘 등의 부형제를 사용하 여 분무건조
1) 니트로셀룰로오스(피로크실렌) 4g을 에테르와 알코올의 혼합액에 녹여 100mℓ로 한 것 또는 셀룰로이드를 아세톤에 녹인 것을 말한다. 용제를 증발시키면 강력한 박막이 남는다. 박막의 균열을 방지하는 데는 소량의 피마자기름(3%)을 가하거 나, 또는 다시 캠퍼(2%)를 가하여 탄성(彈性) 콜로디온으로 한다.
원료 압착
압축 청징 여과 탈가스 균질화 살균 농축
원료 압착
압축 청징 여과 탈가스 균질화 살균 농축 한 외 여과
액상화 분말화
한 글 명 영 문 명 기 원
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 레드커런트색소Red 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 colorSambucus caerulea RAFIN. 등
15 우귀수카구라색소 Uguisukaguracolor
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.
※ 식품첨가물공전에서 규정하고 있는 베리류색소 ※
물품명 엘더베리 색 소
포도과피 색 소
블랙커런트 색 소
블루베리 색 소
블루베리 농축쥬스
포 도 농축쥬스 종 류 천 연 과 실 색 소 농 축 쥬 스 용 도 식 용 색 소 쥬 스 제 조 용 출 처 분석시료 시 장 구 입
성 상 분 말 상 액 상
Ⅱ. 본 론
1. 실험시료
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 1cm의 것
(3) 색가 계산법: 흡광도가 0.3~0.7의 범위가 되도록 정밀히 달아 100㎖로 한 것을 시험용액으로 한다. 필요하면 원심분리하여 상등액을 사용한다. 파장 500 ~ 540㎚ 부근의 극대흡수파장에서 시험용액의 흡 광도 A를 측정하여 다음식에 따라 색가를 구한다.
색가 ×
검체의채취량
(4) (3)의 시험용액에 수산화나트륨시액을 가하여 알칼리성으로 변성한 후 변화를 관찰한다.
천 연 과 실 색 소 농 축 주 스 물품명 엘더베리 포도과피 블랙커런트 블루베리 블루베리 포 도 b r i x
(27℃) - - 70.46 75.98 65.29 63.80 과 당
( % ) 0.22 1.29 15.97 13.59 26.87 32.20 포도당
( % ) 0.04 1.50 17.27 14.31 24.08 21.39 자 당
( % ) - - 8.30 2.38 - -
총 산
( % ) 8.88 3.44 5.48 1.94 3.00 2.30 색
가
변성전 104.87 71.07 70.21 66.37 2.97 6.04
변성후 74.05 73.07 80.62 57.62 3.87 5.70
극 대 흡 수 파 장
변성전 516 525 524 528 485 485
변성후 599 581 575 581 398 398
3. 실험결과
4. 실험결과고찰
가) Brix 비교
0
70.46
75.98
65.29 63.8
0 10 20 30 40 50 60 70 80
엘더베리색소 포도과피색소 블랙커런트색소 블루베리색소 블루베리농축주스 포도농축주스 BRIX(˚)
- 천연색소그룹(블랙커런트 70.46°, 블루베리 75.98°, 평균값 73.22°)과 농축쥬스그룹(블루베리 65.29°, 포도 63.80°, 평균값 64.54°)의 Brix는 거의 비슷하며, 천연색소그룹이 약 9° 높은 결과를 얻었다. 그 이유는 색소를 생산하기 위해 농축쥬스를 한외여과하는 과정에서 수분이 일부 제거되어, 상대적으로 Brix가 약간 높아진 것으로 판단된다.
- 엘더베리색소와 포도과피색소는 덱스트린을 부형제로 하여 분 무건조시킨 분말상태이므로 Brix측정을 할 수 없었다.
나) 당함량 비교 (1) 과 당
0.22 1.29
15.97
13.59
26.87
32.2
0 5 10 15 20 25 30 35
엘더베리색소 포도과피색소 블랙커런트색소 블루베리색소 블루베리농축주스 포도농축주스 과당함량(%)
- 과당함량은 천연색소물품들 간에 차이가 크게 나타났다. 엘더 베리색소와 포도과피색소의 경우 거의 대부분의 과당이 제거 되었으나 블랙커런트색소와 블루베리색소는 13~15%의 과당이 존재하는 것으로 나타났다. 천연색소물품들 간의 당함량 차이 는 농축쥬스에서 당을 제거하는 정도에 따라 달라질 수 있을 것으로 사료되며, 또한 엘더베리색소와 포도과피색소는 분말 화를 위해 사용된 부형제로 인해 액상의 물품보다 상대적으 로 희석된 상태일 것이므로 이러한 요인이 엘더베리색소와 포도과피색소의 당함량이 낮아지는데 영향을 미쳤을 것으로 판단된다.
- 과당함량을 그룹별로 비교해 보면 천연색소그룹(평균값 7.77%)이 농축쥬스그룹(평균값 39.53%)에 비해 약 1/5수준으 로 낮아졌으며, 같은 종류인 블루베리만을 비교했을 때 블루 베리색소는 블루베리농축쥬스에 비해 과당함량이 절반으로 줄어들었다. 즉, 색소를 생산하기 위해 농축쥬스에서 당을 제거하였음을 확인 할 수 있다.
(2) 포도당
0.04
1.5
17.27
14.31
24.08
21.39
0 5 10 15 20 25 30
엘더베리색소 포도과피색소 블랙커런트색소 블루베리색소 블루베리농축주스 포도농축주스 포도당함량(%)
- 포도당함량 역시 천연색소물품들 간에 차이가 크게 나타났다.
엘더베리색소와 포도과피색소의 경우 거의 대부분의 포도당 이 제거되었으나 블랙커런트색소와 블루베리색소는 14~17%의 포도당이 존재하는 것으로 나타났다.
- 과당함량을 그룹별로 비교해 보면 천연색소그룹(평균값 8.28%)이 농축쥬스그룹(평균값 45.47%)에 비해 약 1/5수준으 로 낮아졌으며, 같은 종류인 블루베리만을 비교했을 때 블루 베리색소는 블루베리농축쥬스에 비해 포도당함량이 대략 절 반으로 줄어들었다. 과당함량의 변화에서 살펴보았듯이, 색 소를 생산하기 위해 농축쥬스에서 당을 제거하였음을 확인 할 수 있다.
다) 총산함량 비교
8.88
3.44
5.48
1.94
3
2.3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
엘더베리색소 포도과피색소 블랙커런트색소 블루베리색소 블루베리농축주스 포도농축주스 총산함량(%)
- 총산함량은 천연색소그룹(엘더베리 8.88%, 포도과피 3.44%, 블 랙커런트 5.48%, 블루베리 1.94%, 평균값 4.94%)이 농축쥬스 그룹(블루베리 3.00%, 포도 2.30%, 평균값 2.65%)에 비해 약 2 배 높은 결과를 얻었다. 그 이유는 색소를 생산하기 위해 농 축쥬스를 한외여과하는 과정에서 수분이 일부 제거되어, 상대 적으로 총산함량이 높아진 것으로 판단된다.
라) 색가 비교 (1) 변 성 전
104.87
71.07 70.21 66.37
2.97 6.04
0 20 40 60 80 100 120
엘 더베 리 색 소 포 도 과 피색 소 블 랙커 런 트 색 소 블루 베 리 색 소 블 루베 리 농 축 주 스 포 도 농축 주 스
색 가
- 색가실험결과 두 그룹간의 차이가 명확히 나타났다. 천연색소 그룹(엘더베리 104.87, 포도과피 71.07, 블랙커런트 70.21, 블루 베리 66.37, 평균값 82.05)은 농축쥬스그룹(블루베리 2.97, 포도 6.04, 평균값 4.50)에 비해 약 20배 높은 결과를 얻었다. 즉, 과실쥬스에 함유되어 있는 당류 등을 제거하여 색소 성분의 함량이 월등히 높아졌음을 알 수 있다.
(2) 변 성 후
7 4 .0 5 7 3 .0 7
8 0 .6 2
5 7 .6 2
3 .8 7 5 .7
0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0
엘 더 베 리 색 소 포 도 과 피 색 소 블 랙 커 런 트 색 소 블 루 베 리 색 소 블 루 베 리 농 축 주 스 포 도 농 축 주 스 색 가
- NaOH를 사용하여 변성 시킨 후 동일한 조건에서 색가실험을 한 결과 천연색소그룹(엘더베리 74.05, 포도과피 73.07, 블랙커 런트 80.62, 블루베리 57.62, 평균값 71.34)은 변성전(평균값 82.05)에 비해 약 10 감소되었으나, 농축쥬스그룹(블루베리 3.87, 포도 5.70, 평균값 4.78)은 변성전(평균값 4.50)과 비교시 거의 변화가 없다.
(3) 변성 전과 후의 최대흡수파장 변화
300 400 500 600 700 엘더베리색소
포도과피색소
블랙커런트색소
블루베리색소 블루베리농축주스
포도농축주스
변성전 변성후
- 변성 전과 후의 최대흡수파장(최대흡광도를 나타내는 파장) 변화를 살펴보면, 천연색소그룹은 최대흡수파장이 장파장쪽으 로 변화(평균 523nm → 584nm)하였으나, 농축쥬스그룹은 단 파장쪽으로 변화(평균 485nm → 398nm)하였다.
마) 천연과실색소와 농축쥬스의 구별점
- 위의 실험결과에 나타나듯이, 천연과실색소는 농축쥬스에서 수분과 당류 등을 제거하여 색소 성분의 함량을 높여줌으로 인해 색가가 70이상으로 매우 높게 나타난다. 또한, NaOH로 변성하였을 경우 최대흡수파장이 장파장쪽으로 변화한다. 한 편 농축쥬스는 색가가 10이하로 매우 낮으며 변성하였을 경 우 최대흡수파장이 단파장쪽으로 변화한다.
- 또한, 천연과실색소의 당함량은 농축쥬스에 비해 1/5수준으로 줄어든다. 그러나, 사용되는 원료의 종류에 따라 당함량 변화 가 크므로 단순히 당함량만을 비교하여 색소와 농축쥬스를 구 분하는 것은 적절하지 못하다고 생각한다.
- 따라서, 천연과실색소와 농축쥬스의 Brix값이 유사할지라도, 천연과실색소의 색가는 농축쥬스 색가의 약 20배, 천연과실색 소의 당함량은 농축쥬스 당함량의 약 1/5수준이며, 이러한 차이는 색소 성분의 함량을 높이기 위한 처리(한외여과)로 인 해 나타난 결과로 판단된다.
Ⅲ. 결 론
과실색소는 천연쥬스를 여러 가지 지름의 구멍을 가진 콜로디 온막이나 셀로판막을 사용하여 당류 등을 역삼투압방식으로 여과 (한외여과)하여 상대적으로 색소 성분의 함량을 높여주는 방식으 로 제조된다. 따라서, 천연과실색소와 농축쥬스의 Brix값이 유사할 지라도 색가 및 당함량 등에서 확연한 차이를 나타내며,
이러한 분석결과를 기초로 판단해보면, 천연과실색소는 ‘농축쥬 스를 여과하는 방식으로 제조되기 때문에 과실쥬스의 특성을 유 지하는 물품’으로 정의하는 것 보다 ‘색소로 사용하기 위한 목적 에 맞도록 생산된 식물성 착색제’로 분류하는 것이 더 바람직할 것으로 생각된다.
― 참고문헌 ―
1. {식품첨가물공전}, 한국식품공업협회
2. 원융희, {술/음료의 세계}, 서울:백산출판사, 2003.
3. HSC 제36차 결정문, NC0999E1a, 2005.
