식품의 색
1. 식품의 색은?
(1) 식품의 신선도를 나타내고 수용도에 영향을 주어 식품의 기호와 식욕을 결정 (2) 천연식품은 색은 밝고 선명한데 비해 변질된 식품은 어둡고 탁함
(3) 변색은 식품의 변질을 나타내는 표식
(4) 수송, 저장, 가공과정에서 산소, 광선, 열, 효소, 미생물 등의 영향으로 쉽게 변색 (5) 발색이론
- 색소란 파장이 긴 적색부(800 nm)에서 파장이 짧은 자색부(400 nm)까지의 각 파장을 반사하는 물질
- 발색단은 C=O, -N=N-, -C=C-, NO2, -NO, -C=S 등의 원자단 - 색소원은 발색단을 갖는 분자
2. 식물성 식품의 색 (1) 수용성
- 물에 녹는 색소
- 플라보노이드계 색소: 적자색-안토시아닌, 흰색-안토잔틴, 탄닌류
- 수렴성 탄닌은 무색 투명의 교질상태로 존재하나 쉽게 산화되어 갈색, 또는 흑갈색의 불용성 물질로 변함
(2) 불용성
- 물에 녹지 않는 색소 - 클로로필류, 카로티노이드계
3. 동물성 식품의 색 (1) 헤모글로빈
- 동물의 혈액에 존재 (2) 미오글로빈
- 동물의 살코기 색 (3) 난황, 우유
- 카로티노이드 색소
4. 천연색소의 분류
5. 클로로필
- 채소와 과일의 초록색은 클로로필(엽록소)에 의함 - 단백질 또는 지단백질과 결합상태로 엽록체에 존재 (1) 클로로필의 구조
- 클로로필 a(청록색), b(황록색), c, d
- 고등식물에서 클로로필 a와 b는 2~3:1로 존재 - 클로로필 c와 d는 해조류에 존재
- 클로로필의 포르피린 고리와 결합하고 있는 마그네슘은 두 개의 공유결합과 두 개의 배위결합에 의해 결합
- 물에는 불용, 아세톤과 에테르, 벤젠 등에는 가용 (2) 산에 의한 변화
- 산과 반응하면 마그네슘이 수소와 치환되어 갈색의 페오피틴이 형성(비가역적 반응) - 산이 지속적으로 작용하면 피틸 에스테르기가 가수분해되어 갈색의 페오포바이드 형성 - 녹색채소 발효음식의 갈색은 발효에 의해 생긴 초산, 젖산이 클로로필에 작용한 것 - 변색을 억제하기 위해서는 휘발성 산을 신속히 증발시키고 클로로필과 산의 접촉시간을
짧게 함
(3) 알칼리에 의한 변화
- 알칼리 용액에서 가열하면 파이톨기가 떨어져 나가 수용성인 녹색의 클로로필리드 형성 - 다시 메틸에스테르결합이 가수분해되어 수용성인 진한 녹색의 클로로필린 형성
- 알칼리의 농도가 클 때는 염의 형태로 존재하여 물에 잘 녹으며 청록색을 띰
- 녹색채소를 삶을 때 중탄산나트륨(식소다, 중조)첨가하면 녹색은 보존되나 비타민 C등이 파괴되고 지나치게 물러짐
(4) 클로로필라아제에 의한 변화
- 식물조직이 손상되면 클로로필은 클로로필라아제의 작용으로 파이톨기가 떨어져 나가 선명한 녹색인 클로로필라이드를 형성
- 계속하여 식물조직 내의 산 또는 자가산화로 생긴 산에 의해 마그네슘이 유리되어 페오포바이드를 형성 녹색을 잃음.
- 채소를 데치면 효소가 불활성화되어 색이 보존 가능.
- 녹차를 만들 때 차잎을 덖거나 찌면 차잎의 효소를 불활성화시켜 녹색 유지 (5) 가열에 의한 변화
- 가열하면 채소 조직의 부분적인 파괴에 의해 액포 내의 휘발성 및 비휘발성 유기산이 유리됨
- 녹색채소를 천천히 오래 삶으면 단백질과의 결합이 끊어져 클로로필이 유리되고 유기산과 반응해서 페오피틴을 생성하므로 갈색으로 변화
- 가열할 때 많은 양의 물을 사용하면 유기산이 희석되는 효과가 있어 클로로필이 더 잘 유지
(6) 금속과의 반응
- 클로로필은 구리나 철과 함께 가열하면 클로로필의 마그네슘이온이 이들 금속이온과 치환되어 안정한 청록색의 구리-클로로필, 또는 선명한 갈색의 철-클로로필을 형성 - 이들은 수용성 염 형태로 착색제로 이용
- 완두콩 통조림 제조 시, 변색을 억제하기 위해 소량의 황산구리를 사용. 구리- 클로로필의 짙은 청록색을 갖게 함
- 금속-클로로필은 물에 녹지 않으므로 진한 알카리로 가수분해한 후, 나트륨염으로 만들어 착색제로 사용
6. 카로티노이드계 색소
- 등황색·황색·오렌지색·주홍색의 지용성 색소
- 카로티노이드가 클로로필과 공존하면 녹색에 가려 나타나지 않아 녹색채소로 보임 - 식물, 미생물은 카로티노이드계 합성
- 동물성 식품은 동물의 먹이에서 기인한 것 (1) 분류
- 카로틴류는 이소프렌의 축합체인 탄화수소
- 잔토필류는 수산기, 카르보닐기 등을 갖는 카로틴의 산화유도체
- 카로티노이드 구조는 양끝에 고리 모양으로 되어있는 경우와 사슬 모양으로 되어 있는 경우가 있으며, 카로티노이드 양끝의 구조에 따라 색 및 화학적 성질이 달라짐
(2) 성질
- 물에는 녹지 않으나 기름에는 녹음
- 열에 안정하며 약산과 약알칼리에는 파괴되지 않음 - 조리 과정 중에 손실은 거의 없음
- 산소나 산화효소, 햇빛 등에 의해 쉽게 산화 변색 - 가열하면 프로비타민 A 효력상실
- 자연계에는 트랜스형으로 존재하나 가열, 산, 광선에 의해 일부 시스형으로 이성화가 됨 - 변색 방지법 : 효소의 불활성화, 산소의 차단(진공 포장, 질소 충진, 항산화제 첨가) 등
7. 플라보노이드계 색소
- 디페닐프로판을 기본골격으로 하는 페놀류
- 안토잔틴, 안토시아닌, 저분자의 탄닌인 카테킨 및 루코안토시안 등
- 기본구조는 모두 2개의 벤젠핵이 3개의 탄소로 연결된 C6-C3-C6의 탄소골격 - 식물계에 널리 존재하는 수용성 색소
- 세포 내의 액포 중에 유리상태 또는 배당체로 존재 (1) 안토잔틴
- 담황색 또는 황색의 색소
- 안토잔틴은 식물체에서 유리상태(아글리콘, aglycone)로 존재하나 대부분은 당류와 결합된 배당체 글리코시드(glycoside)로 존재
- 구조에 따라 플라본, 플라보놀, 플라바논, 이소플라본 등이 존재(
- 플라본 : 벤조피렌의 2위치에 페닐기를 가진 2-페닐벤조피렌 - 플라보놀 : 플라본의 3위치의 수소가 OH로 치환된 것(무색) - 플라바논 : 2, 3의 이중결합이 포화상태인 구조(무색)
- 이소플라본 : 벤조피렌의 3위치에 페닐기를 가진 3-페닐벤조피렌 - 물에 잘 녹고 산에 안정하며 알칼리와 산화에는 불안정
- 약산성에서는 무색이고 경수로 가열하거나 알칼리성으로 하면 황색을 띠며 산화하면
갈색으로 변화
- 주석(Sn)과 복합체를 형성하나 색깔 변화 없음 - 철과 결합하면 처음에는 녹색을 띠나 곧 갈색화
- 비타민P: 정상적인 모세혈관을 튼튼하게 또는 투과성을 유지에 필요한 물질. 메밀에 함유된 헤스페리딘, 푸틴, 퀘르세틴 물질
(2) 안토시아닌(화청소)
- 과일, 채소의 선명한 적색, 자색 또는 청색의 색깔을 가진 수용성 색소로 배당체로 존재 - 안토시아니딘
: 비당 부분(아글리콘)
: 플라빌리움화합물과 같은 구조(그림 8-5)
- 안토시아니딘의 벤젠 고리의 치환기의 수에 따른 분류
: 펠라고니딘계는 기본구조에서 2의 위치에 있는 페닐기에 OH기가 한 개 : 시아니딘계는 기본구조에서 2의 위치에 있는 페닐기에 OH기가 두 개 : 델피니딘계는 기본구조에서 2의 위치에 있는 페닐기에 OH기가 세 개
8. 안토시아닌에 영향을 미치는 요인들 (1) pH
- 양성물질 (amphoteric substance), pH에 따라 색 변함 - 산성에서 적색, 중성에서 자색, 알칼리성에서 청색 (2) 금속
- 철과 반응하면 청색으로 변화(예 : 가지 염장 시, 쇳조각을 넣어두면 가지가 고운 청색을 띰)
(3) 산소
- 산소가 없는 상태: 안토시아닌이나 안토시아니딘의 안정성은 증가하나 산화되면 갈변 됨 (예 : 오래된 포도주의 갈변. 가지 절임의 갈변
(4) 효소
- 안토시아나제는 안토시아닌을 분해하여 안토시아닌의 함량을 감소시켜 식품을 퇴색하게 함
9. 탄닌
- 카테킨류, 루코 안토시안류, 클로로겐산등이 있으며 기본 구조는 플라보노이드와 같음 - 수렴성이 있고 떫은맛(삽미, astringency)을 가진 것과 보통 떫은맛이 없는 것도
포함하여 무색의 폴리페놀 성분을 총칭
- 무색이나 공기, 금속이온 또는 산화효소 작용으로 짙은 갈색, 흑색 또는 홍색으로 변화되는 불안정한 물질
- 식품의 갈변 반응에 중요한 기질 (1) 카테킨류
- 카테킨, 갈로카테킨 : 떫은 맛은 없고 쓴맛을 띠나 이들의 갈레이트는 떫은맛 - 과일, 채소에는 대부분 카테킨
- 카테킨류는 무색이지만 폴리페놀옥시다아제에 의해 산화, 갈변
- 홍차는 발효과정에서 카테킨과 갈로카테킨이 폴리페놀옥시다아제의 작용으로 결합하여 테아플라빈 색소가 생성된 것
(2) 루코안토시안류
- 플라반-3,4-디올 구조의 루코안토시아니딘 함유과일의 통조림의 적변현상은 루코시아니딘을 낮은 pH에서 장시간 가열하면 시아니딘(안토시아니딘계물질)이 생성되기 때문
(3) 클로로겐산 및 폴리페놀류
- 폴리페놀류 : 저분자의 카페산, 파라-쿠마르산, 갈산, 엘라그산
- 클로로겐산과 네오클로로겐산 : 커피콩, 감자, 사과, 포도의 효소적 갈변 기질
10. 탄닌의 성질 (1) 산화
- 공기 중에 쉽게 산화, 중합되어 흑갈색의 중합체 형성
- 탄닌은 과일이 익으면 산화되어 안토시아닌 또는 안토잔틴으로 전화 - 과일이 익으면 불용화되므로 떫은 맛과 수렴성 소실
(2) 단백질과 반응
- 탄닌은 단백질과 결합하면 침전
- 호프나 보리의 루코안토시아닌이 보리의 글로불린과 결합하여 이온을 흡착하면 불용성의 침전물을 형성하므로 맥주를 혼탁하게 함
(3) 금속과 반응
- 금속과 복합염을 형성하여 회색, 갈색, 적색, 청록색 형성 - 떫은 감을 철제 칼로 깎으면 암갈색화
- 차를 끓일 때, 경수중의 칼슘과 마그네슘이 탄닌과 결합하여 적갈색 침전 형성
