Stability and Sensory Evaluation of Naphthoquinone Pigments from the Roots of Lithospermum erythrorhizon

자근(紫根)으로부터 분리한 Naphthoquinone류 색소의 pH 안정성 및 관능검사

The purplish red pigment from the roots of Lithospermum erythrorhizon, a Korean edible wild plant, has been investigated concerning it's value as a natural colorant for Korean traditional foods. An attempt was made to isolate pigments and define their characteristics. Two compounds of isobutylshikonin and acetylshikonin were identified by melting point determination and spectra of UV, IR, and $^{1}H-NMR$. To examine the utility of these naphthoquinone pigments for foods, the effect of various pH values on stability were determined over a period of storage. Buffered solutions of acetylshikonin and isobutylshikonin at pH 3 and 5 showed stable purplish red. The absorption maxima if acetylshikonin and isobutylshikonin over the range of pH 3 to 7 were 518 nm and 520 nm, respectively. A bathochromic shift to 588 nm at pH 10 was observed on these two naphthoquinone pigments. Sensory evaluation was performed with acetylshikonin and isobutylshikonin of identical absorbance. These two pigments revealed purplish red color in Munsell system.

우리나라에 자생하는 야생 식용식물자원 개발의 일환으로 예로부터 사용되어온 천연 착색료인 자근(紫根)(Lithospermum erythrorhizon)의 색소 연구를 시도하였다. 자근을 n-hexane으로 추출한 후 column chromatography하여 융점측정과 IR 및 $^{1}H-NMR$ 분석에 의하여 암자색(暗紫色)의 유상물질(油狀物質)인 isobutylshikonin과 적색침상결정(赤色針狀結晶)인 acetylshikonin을 분리 동정하였다. Acetylshikonin과 isobutylshikonin 색소를 pH별로 나누어 32일간 저장하면서 pH에 의한 영향을 조사한 결과 두 가지 색소 모두 pH3 과 5에서는 안정한 붉은색을 나타내었고 pH7에서도 붉은색을 나타내었으나 저장 0.5일부터 흡광도가 급격히 감소하여 중성 pH에서 이들 색소가 불안정함을 시사하였다. 또한 알칼리범위에서는 두 색소 모두 푸른색으로 발현되었으며 pH9부터 두가지 색소가 bathochromic shift를 일으켰고 pH 10에서는 최대흡수파장이 각각 518 nm 및 520 nm에서 588 nm로 이동되었으며 매우 불안정하였다. Acetylshikonin과 isobutylshikonin 두 색소간의 차이를 관능검사 하였을때 색깔의 차이가 없는 것으로 나타났으며 기호도는 "good"(3점)으로 등급 지워졌다. 또한 두 가지 색소의 묘사분석 결과 Munsell system의 자홍(purplish red)계에 속하는 진달래색과 장미색으로 표현되었다. 따라서 acetylshikonin과 isobutylshikonin은 자홍계열에 속하는 색소이며 산성범위에서 가장 안정하므로 대부분의 음료 및 일반식품의 천연착색료로서의 가치가 있다고 사료된다.