KR20130097589A - Extraction of natural pigment using sorghum by-product and there of composition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수수 부산물인 줄기와 잎으로부터 천연색소를 추출하는 방법에 관한 것으로서, 최적의 색소 추출조건과 색소의 안정화 방법, 수수 부산물로부터 추출한 조성물을 포함하는 건강 기능성 조성물, 식품첨가제 등에 관한 것이다.The present invention relates to a method for extracting natural pigments from stems and leaves which are sorghum by-products, and to a health functional composition including a composition extracted from sorghum by-products, optimal pigment extraction conditions, a method of stabilizing pigments, and a food additive.
수수(Sorghum bicolor Moench)는 주요 곡물 식량작물이다. 수수는 사람의 건강에 상당히 영향을 미치는 것으로 알려진, 폴리페놀, 탄닌, 석탄산, 안토시아닌, 식물스테롤, 및 폴리코사놀(policosanols) 같은 식물화합물이 풍부하다(Awika & Rooney, 2004, Phytochemistry, 65, 1199-1221). 최근의 연구는 수수의 항산화 활성 (Choi et al., 2006, Food Chemistry, 103, 130-138), 항암 효과 (Kwak et al., 2004, Journal of Korean Society Food Science Nutrition, 33, 921-929), 및 콜레스테롤 저하 효과 (Ha et al., 1998, Korean Journal of Food Science and Technology, 30, 224-229)를 가지며, 심혈관 질환을 감소시킬 수 있다고 보고하였다(Cho et al., 2000, Journal of the Federation of American Societies for Experimental Biology, 14, A249). 더욱이, 수수는 DPPH 라디칼 소거활성이 있으며, 항 돌연변이 효과를 갖는 것으로 보고되었다 (Kwak et al., 2004, Journal of Korean Society Food Science Nutrition, 33, 921-929). 수수에서 추출한 폴리페놀 화합물인 플라보노이드(flavonoids)는 플라보노이드의 대부분은 고등식물과 관다발식물에서 발견되며 모든 과일, 야채, 및 포도주, 특히 적포도주 및 차(tea)에서 발견된다. 플라보노이드는 천연적으로 주로 글리코시드(glycosidic) 형태로 존재하지만, 페놀 및 설페이트(sulphates) 유리형태, 소위 아글리콘(aglycon) 형태로 존재하거나 탄수화물 또는 단백질에 결합된 형태로 존재할 수 있다. 대부분의 경우에 플라보노이드는 폴리페놀 화합물(polyphenolic compounds)의 화학구조를 갖는다. 8,000개 이상의 플라보노이드가 식물에서 동정되었고, 이들은 많은 기능을 가지고 있다. Sorghum bicolor Moench is a major grain food crop. Sorghum is rich in plant compounds such as polyphenols, tannins, phenols, anthocyanins, phytosterols, and policosanols, which are known to significantly affect human health (Awika & Rooney, 2004, Phytochemistry, 65, 1199-1221). ). Recent studies have suggested that antioxidant activity of sorghum (Choi et al., 2006, Food Chemistry, 103, 130-138), anticancer effect (Kwak et al., 2004, Journal of Korean Society Food Science Nutrition, 33, 921-929) , And has a hypocholesterolemic effect (Ha et al., 1998, Korean Journal of Food Science and Technology, 30, 224-229) and have been reported to reduce cardiovascular disease (Cho et al., 2000, Journal of the Federation of American Societies for Experimental Biology, 14, A249). Moreover, sorghum has been reported to have DPPH radical scavenging activity and antimutagenic effect (Kwak et al., 2004, Journal of Korean Society Food Science Nutrition, 33, 921-929). Flavonoids, a polyphenolic compound extracted from sorghum, are found in most of the flavonoids in higher plants and vascular plants and are found in all fruits, vegetables, and wines, especially red wines and teas. Flavonoids are naturally present primarily in glycosidic form, but may be present in phenol and sulfate free form, so-called aglycon form, or in bound form to carbohydrates or proteins. In most cases flavonoids have a chemical structure of polyphenolic compounds. More than 8,000 flavonoids have been identified in plants, and they have many functions.
비타르계 천연 착색료인 고량(수수)색소는 수수의 열매를 물 또는 에탄올로 추출하여 얻어지는 색소로서 주색소는 플라보노이드계의 아피게닌(Apigenin, C15H10O5)이다.High amount (sorghum) pigment, which is a non-tartar-based natural coloring material, is a pigment obtained by extracting fruit of sorghum with water or ethanol. The main pigment is apigenin of flavonoids (Apigenin, C15H10O5).
고량색소는 물, 함수에탄올, 프로필렌글리콜 및 알칼리용액에 녹으나 유지에는 녹지 않는다. 산성에서 녹지 않을 수 있으며 pH 4.0부근에서 색소 응집이 생긴다. 열이나 빛에 안정하며 단백질에 대한 염착성이 우수하다. 액체 고량색소는 안정화를 위해 에탄올 등을 함유한다. 우수한 염착성을 이용하여 축산가공품이나 식물 단백, 수산가공품 등에 착색료로 사용되는데 내부 침투가 없고 색이 번지지 않아 많이 이용된다. 색가 조정 및 품질보존 등을 위하여 희석제 또는 안정제 및 용제 등을 첨가할 수 있다. 음료수, 제과, 제빵, 축산가공품 등에도 사용된다.High pigments are soluble in water, hydrous ethanol, propylene glycol and alkaline solutions but not in fats and oils. May not dissolve in acid and pigment aggregation occurs around pH 4.0. It is stable to heat and light and has excellent dyeing resistance to proteins. Liquid high pigments contain ethanol and the like for stabilization. It is used as a coloring material for livestock processed products, plant proteins, and fish processed products by using excellent dyeing property. Diluent or stabilizer and solvent can be added for color value adjustment and quality preservation. It is also used in beverages, confectionery, baking, and livestock products.
한국공개특허 제10-2010-0122543호는 수수의 종자를 분쇄한 후, 수수 시료 중량의 약 2 내지 15배, 바람직하게는 약 5 내지 10배에 달하는 부피의 물 및 메탄올, 에탄올, 부탄올 등과 같은 C1 내지 C4의 저급알코올의 극성 용매 또는 이들의 약 1:0.1 내지 1:10의 혼합비를 갖는 혼합용매로, 바람직하게는 70 내지 100%의 메탄올로 약 1시간 내지 1일, 보다 바람직하게는 100%의 메탄올로 약 1일 동안 열수 추출, 냉침 추출, 환류 냉각 추출 또는 초음파 추출 등의 추출방법을 사용하여, 바람직하게는 열수 추출한 후, 여과 및 농축하여 수수 추출물을 수득하였다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0122543 discloses a volume of water that is about 2 to 15 times, preferably about 5 to 10 times the weight of a sorghum sample, after grinding the seeds of sorghum, such as methanol, ethanol, butanol, and the like. A polar solvent of C1 to C4 lower alcohol or a mixed solvent having a mixing ratio of about 1: 0.1 to 1:10, preferably about 70 to 100% of methanol for about 1 hour to 1 day, more preferably 100 By using extraction methods such as hot water extraction, cold needle extraction, reflux cooling extraction or ultrasonic extraction for about 1 day with% methanol, preferably hot water extraction, followed by filtration and concentration to obtain a sorghum extract.
한국 등록특허 10-0813638호는 강화도산 쑥(Artemisia Herba of Kang Hwa)을 메탄올 추출하고 헥센, 에틸아세테이트, 부탄올 및 물의 극성 순으로 추출한 추출물 중 활성이 가장 좋은 에틸아세테이트 층의 농축물을 역상 실리카에 충진하여 클로로포름/메탄올 = 50/1 ~ 1/1(v/v)로 용출하여 아피게닌(apigenine)화합물을 추출하였다.Korean Patent No. 10-0813638 discloses a concentrate of ethyl acetate layer having the highest activity among extracts extracted from Artemisia Herba of Kang Hwa methanol and extracted in the order of hexene, ethyl acetate, butanol and water in order to reverse phase silica. After filling, the mixture was eluted with chloroform / methanol = 50/1 to 1/1 (v / v) to extract an apigenine compound.
한국등록특허 제10-0625469호는 고구마 줄기 시료를 준비하는 단계, 상기 시료와 황산용액을 반응시킨 후 유리필터로 여과하여 여과액을 수집하는 단계, 상기 여과액을 농축시킨 뒤 상기 농축된 여과액보다 3배 많은 에탄올과 반응시킨 후 원심분리하고, 상기 원심분리 상층부에 있는 에탄올 가용부를 수집하여 농축시킴으로써 페놀성 화합물을 분리하는 단계, 상기 분리된 페놀성 화합물을 헥산, 아세트산에틸, 포름산으로 이루어진 혼합용제에 녹인 후, 용제 가용부를 실리카겔 컬럼을 이용하여 페루릭산(ferulic acid)이 포함된 분류물로 분취하는 단계를 거치어 페루릭산을 추출하였다.Korean Patent No. 10-0625469 is a step of preparing a sweet potato stem sample, the reaction of the sample and sulfuric acid solution to collect the filtrate by filtering with a glass filter, the filtrate is concentrated and the concentrated filtrate Separation of phenolic compounds by reaction with three times more ethanol and centrifugation, and separation and concentration of ethanol solubles in the upper part of the centrifugation, mixing the separated phenolic compounds consisting of hexane, ethyl acetate, and formic acid After dissolving in a solvent, the solvent soluble portion was extracted with a fraction containing a ferric acid (ferulic acid) using a silica gel column to extract the perric acid.
수수 곡물로부터 추출한 대부분의 천연색소는 항산화력을 포함한 생리활성을 보유하고 있고, 건강 기능성 성분도 다량 함유하고 있다. 반면, 수수 곡물로부터 추출한 색소의 경우 색소의 함량이 상대적으로 적고, 저장 기간에 따라 색소가 점차 고유의 색을 잃어버리는 경향이 있어 천연색소의 이용에 상당한 제한요인으로 작용하고 있다. 수수 곡물에 비해 단위면적당 수확량이 매우 많은 수수 부산물인 줄기와 잎으로부터 천연색소를 분리한 후 그 천연색소의 물성을 분석하고, 생리활성 검정을 통해 발명을 완성하게 되었다.Most natural pigments extracted from sorghum grains have physiological activities, including antioxidant activity, and also contain large amounts of health functional ingredients. On the other hand, in the case of pigments extracted from sorghum grains, the pigment content is relatively low, and the pigment tends to lose its own color gradually according to the storage period, which is a significant limiting factor in the use of natural pigments. Natural pigments were separated from stems and leaves, which are by-products of sorghum, which have a much higher yield per unit area than sorghum grains.
따라서 본 발명의 목적은 수수 부산물로부터 천연색소의 최적의 추출방법과 추출된 천연색소의 안정화 및 활성성분을 검정하여 건강 기능성 조성물, 식품첨가제 등의 광범위한 분야에서 활용이 가능하도록 하였다. Accordingly, an object of the present invention is to optimize the extraction of natural pigments from sorghum by-products, and to stabilize the extracted natural pigments and to test the active ingredients, thereby making it possible to use them in a wide range of fields such as health functional compositions and food additives.
본 발명은 지금까지 전혀 시도되지 않은 수수 부산물인 잎과 줄기로부터 다량 함유하고 있는 천연색소를 추출하는 방법 및 상기 추출물을 함유하는 기능성 조성물을 특징으로 한다. 특히 황금찰수수의 부산물로부터 색소를 포함하는 페놀성 화합물을 추출하는 방법 및 그로부터 유도되는 기능성 조성물을 특징으로 한다. The present invention features a method for extracting natural pigments containing a large amount from leaves and stems, which have not been tried at all, and a functional composition containing the extract. In particular, a method for extracting a phenolic compound containing a pigment from the by-products of golden wax sorghum and a functional composition derived therefrom is characterized by the above-mentioned.
또한, 본 발명은 수수 부산물로부터 추출한 추출물을 함유하는 건강 기능성 조성물, 식품첨가제, 천연색소 및 천연색소의 안정화방법에 관한 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized by a health functional composition containing an extract extracted from sorghum by-products, food additives, natural pigments and natural pigment stabilization method.
본 발명은 수수 부산물로부터 천연색소의 추출방법 및 추출된 천연색소의 안정화에 관한 것으로, 본 발명의 추출방법에 의한 황금찰수수 또는 마일로수수의 부산물로부터 다량의 천연색소와 페놀성화합물을 추출하여 항산화, 항염증, 항균성 등의 건강 기능성 활성성분을 함유하는 기능성 조성물을 제공하고, 추출된 천연색소의 저장 안정성, pH조건에 따른 고유의 색의 안전성을 유지함으로써 기능성식품, 화장품, 식품 첨가물 등 여러 분야에서 활용이 가능하다. The present invention relates to a method of extracting natural pigments from sorghum by-products and stabilization of the extracted natural pigments, and extracting a large amount of natural pigments and phenolic compounds from the by-products of golden wax or myelo sorghum by the extraction method of By providing a functional composition containing health functional active ingredients such as anti-inflammatory and antimicrobial properties, and maintaining the storage stability of the extracted natural pigments, the color stability according to the pH conditions in various fields such as functional foods, cosmetics, food additives It can be used.
도 1은 수수 색소 최대 추출을 위한 용매와 용매 함량 비교를 나타낸 것이다.
도 2는 산의 종류 및 농도에 따른 수수 색소 추출량 분석을 나타낸 것이다.
도 3은 추출시간에 따른 수소 색소 추출량 분석을 나타낸 것이다.
도 4는 수수 분쇄 입자 크기에 따른 색소 비교를 나타낸 것이다.
도 5는 수수 부산물 추출물의 세포독성 평가를 나타낸 것이다.
도 6은 수수 부산물 추출물의 항산화성(NBT) 평가를 나타낸 것이다.
도 7은 수수 부산물 추출물의 항염증성 평가를 나타낸 것이다.Figure 1 shows a comparison of the solvent and solvent content for the maximum extraction of sorghum pigment.
Figure 2 shows the analysis of extraction amount of sorghum pigment according to the type and concentration of acid.
Figure 3 shows the analysis of the amount of hydrogen pigment extraction according to the extraction time.
Figure 4 shows the pigment comparison according to the millet crushed particle size.
Figure 5 shows the cytotoxicity evaluation of sorghum by-product extract.
Figure 6 shows the antioxidant (NBT) evaluation of sorghum by-product extract.
Figure 7 shows the anti-inflammatory evaluation of sorghum by-product extract.
본 발명은 수수 부산물인 줄기와 잎으로부터 천연색소를 최대로 함유하는 추출법과 그 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 추출 조건을 달리하였을 경우의 천연색소를 함유하는 폴리페놀 성분이 최대로 생산되는 조건을 규명하고, 색소를 동정하였으며, 색소의 건강 기능성 생리활성을 비교 분석하여, 기존의 수수 유래 색소를 함유하는 조 추출물에 비해 우수한 활성을 보이는 추출물을 효율적으로 추출하는데 있다. The present invention relates to an extraction method and a composition containing a maximum amount of natural pigments from stems and leaves which are by-products of sorghum, specifically, the conditions under which the polyphenol component containing the natural pigments is produced at the maximum when the extraction conditions are different. To identify and to identify the pigments, and to compare and analyze the health functional physiological activity of the pigments, to efficiently extract extracts showing superior activity compared to the crude extract containing the conventional sorghum-derived pigments.
결국, 본 발명은 상기 수수 부산물로부터 천연색소를 최대로 포함하는 추출방법을 도출하고, 건강기능식품과 화장품 등에 상기 추출물의 활용 및 빛과 열에 안정한 색소 조성물을 효율적으로 개발할 수 있음을 특징으로 한다. After all, the present invention is derived from the sorghum by-products to extract the maximum amount of natural pigments, characterized in that the utilization of the extract and the light and heat stable pigment composition to the health functional foods and cosmetics can be efficiently developed.
상기 수수 부산물을 분쇄한 후 당업계에 널리 알려진 일반적인 추출 용매를 사용하여 통상의 방법으로 추출될 수 있다. 추출 용매로는 물, C1 ~ C4의 알코올, 에틸아세테이트, 아세톤 또는 이들의 혼합 용매가 사용이 가능하고, 바람직하게는 물을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 추출 용매의 양은 부산물 중량의 1 ~ 50 배로 함이 바람직하고, 5 ~ 30 배로 하는 것이 더 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 추출 방법은 상온추출, 열수추출, 침지 추출, 환류 냉각 추출 및 초음파 추출 등의 추출 방법을 사용할 수 있고, 바람직하게는 초음파 추출이 적당하나 이에 한정되는 것은 아니다. After milling the sorghum by-products can be extracted by conventional methods using common extraction solvents well known in the art. As the extraction solvent, water, C 1 ~ C 4 alcohol, ethyl acetate, acetone or a mixed solvent thereof may be used, and preferably water is used, but is not limited thereto. The amount of the extraction solvent is preferably 1 to 50 times by weight of the by-product, more preferably 5 to 30 times, but is not limited thereto. The extraction method may be an extraction method such as room temperature extraction, hot water extraction, immersion extraction, reflux cooling extraction and ultrasonic extraction, preferably ultrasonic extraction is not limited thereto.
상기 추출물은 건강기능식품과 화장품, 식품첨가물, 그리고 안정한 자색 계열 색소를 이용한 제품 개발을 위해 허용 가능한 담체, 부형제 또는 희석제를 포함할 수 있다. The extract may include an acceptable carrier, excipient or diluent for the development of health functional foods and cosmetics, food additives, and products using a stable purple pigment.
특히 본 발명의 조성물은 추출한 분말 형태와 추출물을 이용한 가공품의 형태로서 섭취가 가능하고, 그 추출물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 건강식품으로 사용될 수 있으며, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 사용 목적 즉, 미용, 예방, 건강, 첨가물 또는 기타 색소 활용 제품에 따라 적합하게 결정될 수 있다. In particular, the composition of the present invention can be ingested in the form of the extracted powder and processed products using the extract, the extract can be added as it is or used as a health food with other foods or food ingredients, and can be suitably used according to a conventional method. Can be. The blending amount of the active ingredient may be suitably determined according to the purpose of use, namely beauty, prevention, health, additives or other pigment utilization products.
본 발명에 따른 수수부산물로부터 추출한 천연색소 추출물을 포함하는 약학조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있으나 이에 한정하지 않으며, 사용방법 및 용도에 따라 적절히 조절할 수 있다. 상기 추출물을 포함하는 약학적 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있으나, 이에 제한하지 않는다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. Pharmaceutical compositions comprising natural pigment extracts extracted from sorghum by-products according to the present invention, powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups, aerosols, etc. It may be used in the form of a sterile injectable solution, but is not limited thereto and may be appropriately adjusted depending on the method of use and use. Carriers, excipients and diluents that may be included in the pharmaceutical composition comprising the extract include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, xylitol, erythritol, maltitol, starch, acacia rubber, alginate, gelatin, calcium phosphate , Calcium silicate, cellulose, methyl cellulose, microcrystalline cellulose, polyvinyl pyrrolidone, water, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil. In the case of formulation, a diluent or excipient such as a filler, an extender, a binder, a wetting agent, a disintegrant, or a surfactant is usually used.
상기 수수 분산물로부터 추출한 천연색소 추출물을 첨가할 수 있는 식품으로는, 드링크제, 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 껌류, 아이스크림류, 스프, 음료수, 알코올 음료 및 비타민 복합제 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이때, 식품 또는 음료 중의 상기 추출물의 양은 전체 식품중량의 0.01 내지 15 중량%로 첨가할 수 있으며, 건강 음료 조성물은 100 ㎖를 기준으로 0.02 내지 5g, 바람직하게는 0.3 내지 1g의 비율로 첨가할 수 있으며, 식품의 종류 및 사용방법에 따라 적절히 조절하는 것이 좋다.Foods to which the natural pigment extract extracted from the sorghum dispersion can be added include drink, meat, sausage, bread, chocolate, candy, snacks, confectionery, pizza, ramen, gum, ice cream, soup, beverage, alcoholic beverage and Vitamin complexes, and the like, but is not limited thereto. At this time, the amount of the extract in the food or beverage may be added in 0.01 to 15% by weight of the total food weight, the health beverage composition may be added in a ratio of 0.02 to 5g, preferably 0.3 to 1g based on 100ml It is good to adjust according to the type of food and the method of use.
본 발명의 화장료에는 상기 수수분산물로부터 추출한 천연색소 추출물의 성분과 더불어 필요에 따라 통상 화장료에 배합되는 다른 성분을 배합해도 된다. 본 발명의 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 상기 추출물 및 분획물을 0.01 내지 10 % 중량 백분율, 바람직하게는 0.1 내지 8 % 중량 백분율, 가장 바람직하게는 0.5 내지 5 % 중량 백분율로 포함한다.You may mix | blend the cosmetics of this invention with the component of the natural pigment extract extracted from the said aqueous dispersion, the other component normally mix | blended with cosmetics as needed. The composition of the present invention comprises the extract and fractions in an amount of 0.01 to 10% by weight, preferably 0.1 to 8% by weight, most preferably 0.5 to 5% by weight, based on the total weight of the composition.
이외에 첨가해도 되는 배합 성분으로서는 유지 성분, 보습제, 에몰리엔트제, 계면 활성제, 유기 및 무기 안료, 유기 분체, 자외선 흡수제, 방부제, 살균제, 산화 방지제, 식물 추출물, pH 조정제, 알콜, 색소, 향료, 혈행 촉진제, 냉감제, 제한(制汗)제, 정제수 등을 들 수 있다. 본 발명의 미백용 기능성 화장료 조성물은 당업계에서 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있으며, 예를 들어 유액, 크림, 화장수, 팩, 파운데이션, 로션, 미용액, 모발화장료 등을 들 수 있다.Other components that may be added include fats and oils, moisturizers, emollients, surfactants, organic and inorganic pigments, organic powders, ultraviolet absorbers, preservatives, fungicides, antioxidants, plant extracts, pH adjusters, alcohols, pigments, flavorings, Blood circulation accelerators, cooling agents, restriction agents, purified water and the like. The functional cosmetic composition for whitening of the present invention may be prepared in any formulation commonly prepared in the art, and includes, for example, emulsion, cream, lotion, pack, foundation, lotion, essence, hair cosmetic, and the like.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 구체적으로 설명하나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
실시예Example 1 수수 부산물로부터 천연색소 추출 1 Extraction of natural pigments from sorghum by-products
본 발명에 사용된 수수 부산물로부터 색소를 포함하고 있는 총 페놀성 화합물의 함량을 측정한 결과는 표 1에 나타낸 것과 같이 황금찰수수의 경우 종자의 페놀성화합물의 함량은 15.0mg/g으로서 마일로수수의 19.1mg보다는 적게 함유되어 있으나, 줄기는 25.2mg으로 마일로수수의 20.6mg보다 많이 함유되어 있고, 잎도 23.3mg으로 마일로수수의 13.1mg보다 많이 함유되어있음을 확인하였다. 추출물의 색상 비교에서 보면 표 2에 나타낸 것과 같이 황금찰수수 잎에서 추출한 색소의 색이 가장 진함을 볼 수 있고 다음이 줄기, 그리고 종자 순이었다. As a result of measuring the content of the total phenolic compound containing the pigment from the sorghum by-products used in the present invention, as shown in Table 1, the content of the phenolic compound of the seed was 15.0 mg / g Although it contained less than 19.1mg, the stem contained 25.2mg of more than 20.6mg of myo sorghum, and 23.3mg of leaf also contained more than 13.1mg of myosu. In the color comparison of the extract, as shown in Table 2, the color of the pigment extracted from the golden waxy corn leaf was the darkest, followed by the stem and the seed.
수수 부산물 추출물의 pH에 따른 색상변화 측정에서는 표3에 나타낸 것과 같이 황금찰수수와 마일로수수의 종자에서 추출한 색소의 경우 pH가 올라감(알칼리성)에 따라 색상이 점차 증가함을 보였고, 잎에서 추출한 색소는 가장 진해서 두드러진 색상의 변화는 관찰되지 않았으나, 줄기의 경우는 위와 같은 현상을 나타내었다.
As shown in Table 3, in the measurement of the color change according to the pH of the by-product extract, the color was gradually increased according to the increase in pH (alkaline) in the case of the pigment extracted from the seeds of golden ryegrass and milky lotus seeds, No significant color change was observed at the deepest point, but the stems showed the above phenomenon.
장기 상온 저장에 따른 색소의 파괴정도를 보기위한 실험에서 수수 색소는 유색미와 팥의 안토시아닌 색소에 비해 색소의 안정도가 매우 우수함을 표 4에서와 같이 확인하였다. 3개월이 경과한 후의 비교에서 유색미와 팥은 색소의 파괴가 이루어져 고유의 색이 갈색 계통으로 변함을 확인할 수 있는 반면, 수수의 경우는 농도가 약간 옅어진 정도로 두드러진 색상의 변화는 관찰되지 않았다. In experiments to determine the degree of destruction of the pigments due to long-term storage at room temperature, the sorghum pigments were confirmed to have excellent stability of the pigments compared to the anthocyanin pigments of colored rice and red beans, as shown in Table 4. In the comparison after three months, pigmentation of pigment and red bean showed destruction of pigment, and intrinsic color was changed into brown system. In case of sorghum, however, no noticeable change in color was observed to a slight degree.
수수 부산물에서 추출한 색소의 색차를 미놀타 CM-3500을 이용하여 Lab 색과 CMYK 색을 표 5에서와 같이 측정하였다. 잎에서 추출한 색소의 경우 줄기 색소와 명도에서는 비슷함을 보였고, 적색계열의 색에서 줄기가 높음을 보였다. 이 현상은 마일로수수의 경우도 같은 결과를 확인할 수 있었다.
The color difference of the pigment extracted from the sorghum by-products was measured by Lab color and CMYK color using the Minolta CM-3500 as shown in Table 5. The pigments extracted from the leaves showed similarity in the stem pigments and brightness, and the stems were higher in the reddish color. This phenomenon was confirmed in the case of Misusu.
색소의 색Extracted
Color of pigment
수수Golden Sword
Sorghum
적갈색dark
maroon
빨강bright
Red
수수로부터 천연색소를 최대로 추출하기 위하여 용매로서 에탄올과 메탄올, 그리고 물을 사용하였고, 각각의 비율에 따른 추출량은 도1에 나타낸 것과 같다. 용매의 종류에서는 에탄올에 비해 메탄올이 색소의 추출량이 우수하였으며, 함량에서는 에탄올과 메탄올 모두 100%에서 가장 많은 양의 색소가 추출됨을 확인할 수 있었다. 색소의 함량 조성에서는 메탄올 추출과 에탄올 추출 모두 수수 색소의 주요성분인 에피게니니딘의 추출량이 용매 100%에서 가장 많은 추출량을 보였고, 다음이 루테올리니딘, 아피게닌, 그리고 루테오린 순이었다. Ethanol, methanol, and water were used as solvents to extract natural pigments from sorghum to the maximum, and the extraction amounts according to the ratios are as shown in FIG. In the type of solvent, methanol extract amount was better than ethanol, and in the content of ethanol and methanol, the highest amount of pigment was extracted in 100%. In the pigment composition, the extraction of epigeninidine, which is the main component of sorghum pigment, was the highest in 100% of solvent, followed by luteolinidine, apigenin, and luteolin.
수수로부터 색소를 최대로 추출하기 위한 실험에서 염산, 시트릭산, 아세트산, 말릭산 등의 산 종류에 따른 색소추출량 분석에서는 도2에 나타낸 것과 같이 염산 농도 0.5% 이상에서 수수로부터 색소가 최대로 추출됨을 확인하였다.In the experiment for extracting the pigment from the sorghum to the maximum, the pigment extraction amount analysis according to the acid type such as hydrochloric acid, citric acid, acetic acid, malic acid, etc. shows that the pigment is extracted from the sorghum at maximum concentration of 0.5% or more as shown in FIG. Confirmed.
추출시간에 따른 수수의 색소 추출량분석에서는 12시간부터 72시간의 추출 실험중 24시간 이상의 추출에서 색소 추출량이 도 3과 같이 별다른 차이가 관찰되지 않아 색소 최대 추출을 위한 적정 시간은 24시간 추출이 적당함을 확인하였다.In the analysis of extraction amount of sorghum according to the extraction time, the difference in the amount of pigment extraction was not observed in more than 24 hours of extraction experiments from 12 hours to 72 hours. It was confirmed.
수수의 품종별, 부위별 천연색소 함량을 비교한 결과는 표 6에 나타낸 것과 같이 황금찰수수의 경우 흰찰수수와 마일로수수에 비해 총 천연색소 함량에서 34.5mg/100g으로 26.3mg의 흰찰수수와 13.8mg의 마일로수수에 비해 총 천연색소 함량도 많고 주요 색소 성분으로는 황금찰수수의 경우 에피게니니딘의 함량이 다른 두 품종에 비해 월등히 많음을 확인할 수 있었다. 흰찰수수의 경우는 에피게닌의 함량이 가장 많았다. 또한 부산물인 줄기와 잎의 색소 함량은 총량에서 황금찰수수 줄기의 경우 1,881mg/100g으로 종자에 비해 매우 다량 함유하고 있음이 확인되었으며, 마일로수수의 경우도 957mg/100g으로 종자에 비해서는 다량 함유하고 있음을 확인하였다. 잎의 경우는 황금찰수수의 경우 줄기와 비슷한 경향이었고, 함량만 절반 수준인 895mg/100g 함유되어 있었으며, 마일로수수의 잎의 경우도 줄기와 비슷한 경향으로 색소가 함유되어 있고, 함량만 108mg/100g 함유되어 있었다.As a result of comparing the natural pigment content of each sorghum cultivar and each part, as shown in Table 6, 24.5 mg of white sorghum and 13.8 mg of golden wax sorghum were 34.5 mg / 100 g compared to white sorghum and milo sorghum. The total amount of natural pigments was higher than that of Milo sorghum and the major pigment component of golden wax sorghum was significantly higher in epigenidine than in the other two varieties. In the case of white waxed sorghum, epigenin was the highest. In addition, it was confirmed that the pigment content of the stem and leaves, which are by-products, was 1,881 mg / 100 g in the total amount of the stem and the golden sorghum stem was much higher than the seed, and the sorghum was 957 mg / 100 g in the total amount. It was confirmed that there is. In the case of the leaves, the golden tender sorghum tended to be similar to the stem, and the content of the half was 895mg / 100g. It was.
리니딘Luteol
Linidine
니니딘Epigae
Ninidine
수수로부터 색소 추출을 위해 분쇄입자를 크기별로 구분하고, 색소를 추출한 결과는 표 7에 나타낸 것과 같이 총 함량에서 입자가 840um 이상에서는 7.7mg/100g추출되었고, 300~840 사이에서는 13.1, 200~300 사이에서는 18.1로 가장 많이 추출되었으며, 가장 입자가 작은 53~200 사이에서는 17.0mg이 추출되었다. 입자 크기에 따른 추출량을 종합해 보면 300um 이하의 크기로 분쇄하였을 경우 수수색소의 추출이 최대로 됨을 확인할 수 있었다. 도 4는 분쇄 입자의 크기별로 실제 색소를 추출한 결과를 사진으로 나타낸 것이다.The pulverized particles were separated by size for extracting pigment from sorghum, and the results of pigment extraction were as follows. Among them, the most extracted was 18.1, and among the smallest particles, between 53 and 200, 17.0 mg was extracted. Comprehensive extraction amount according to the particle size was confirmed that the maximum extraction of the sorghum when pulverized to less than 300um size. Figure 4 shows the result of extracting the actual pigments for each size of the pulverized particles in a photograph.
크기
(㎛)Crushed particles
size
(탆)
실시예Example 2 수수부산물 추출물의 생리활성 검정 2 Biological Activity Assay of Sorghum By-Product Extract
본 발명에 사용된 수수 부산물 추출물의 생리활성 평가 중 세포독성 평가를 위해 수수 추출물을 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.5% 및 1%의 농도로 배지에 분산시켜 24시간 동안 fibroblast(1×105 cell)를 배양한 배지에서 살아남는 세포를 MTS((3- (4,5-dimethylthiazol -2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium) 분석을 통해 평가하였다. 세포독성 평가 결과 도 5와 같이 0.5% 농도에서는 세포가 더 우수하게 자람이 확인되었고, 1%의 농도에서도 세포독성이 거의 없음을 확인하였다. In order to evaluate the cytotoxicity during the evaluation of the physiological activity of the sorghum by-product extract used in the present invention, sorghum extract was dispersed in the medium at concentrations of 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.5% and 1% for fibroblast (1 × 10) for 24 hours. MTS ((3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -5- (3-carboxymethoxyphenyl) -2- (4-sulfophenyl) -2H-tetrazolium) assay was performed on the cells that survived the culture of 5 cells). As a result of the cytotoxicity evaluation, as shown in Fig. 5, the cells grew better at 0.5% concentration, and it was confirmed that there was almost no cytotoxicity at the concentration of 1%.
수수 부산물 추출물의 항산화성 평가에서는 NBT 검정법과 DPPH 분석법을 사용하여 평가하였다. NBT 검정법에서는 수수 부산물 추출물의 농도가 증가할수록 항산화성은 증가하여 1% 농도에서는 100%의 항산화력을 도 6에 나타내었다. Antioxidative evaluation of sorghum by-product extracts was evaluated using NBT assay and DPPH assay. In the NBT assay, as the concentration of the sorghum by-product extract increased, the antioxidant activity increased, and the antioxidant power of 100% was shown in FIG. 6 at 1% concentration.
반면 DPPH 검정법을 이용한 항산화력 측정에서는 황금찰수수 부산물 추출물 중 잎에서 추출한 추출물에서 항산화 활성이 관찰되었으며, 줄기와 흰찰수수의 부산물에서는 항산화 활성이 관찰되지 않았다.On the other hand, antioxidant activity was observed in the extracts of leaf extracts of golden waxy by DPPH assay, and no antioxidative activity was observed in the by - products of stem and white waxy wastes.
수수 부산물 추출물의 항염증성 시험을 위하여 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.5% 및 1%의 농도로 배지에 분산시켜 macrophage (RAW264.7 cell)를 배양하여 pro-inflammatory cytokine인 IL-1β, IL-6, TNF-α 및 PGE2 등의 발생량을 측정한 결과, 도 7과 같이 수수 부산물 추출물의 경우 염증을 개시하는 IL-1β, 과도한 fibrosis를 일으키는 IL-6, TNF-α와 같은 cytokine의 발생량 감소가 눈에 띄게 나타나므로 항염증성이 우수한 것을 확인할 수 있었다. IL-1β의 경우 수수추출물의 농도가 0.1%이상이 되면 발생량이 50% 이상 감소함을 보였고, IL-6의 경우 수수추출물의 농도 0.05%이상부터 cytokine 발생이 현저하게 떨어지는 것을 확인 할 수 있었으며, TNF-α의 경우 수수추출물의 농도 0.5%이상에서 효과를 나타내었다. For anti-inflammatory testing of sorghum by-product extracts, they were dispersed in medium at concentrations of 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.5%, and 1% and cultured macrophage (RAW264.7 cell) to pro-inflammatory cytokine IL-1β, IL As a result of measuring the incidence amount of -6, TNF-α and PGE 2 , as shown in FIG. 7, the amount of cytokine such as IL-1β which initiates inflammation, IL-6 causing excessive fibrosis, and TNF-α as shown in FIG. As the reduction was noticeable, it was confirmed that the anti-inflammatory properties were excellent. In the case of IL-1β, when the concentration of sorghum extract was more than 0.1%, the incidence was reduced by more than 50% .In the case of IL-6, cytokine production was significantly decreased from 0.05% of sorghum extract. TNF-α showed an effect at the concentration of more than 0.5% of sorghum extract.
Claims (10)
A method for extracting natural pigment extract of sorghum by-products having antimicrobial and antioxidant activity extracted from low-alcohol for 12 to 36 hours after grinding sorghum by-products into 200-300 μm particles.
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