Thermal Stability of the Major Color Component, Cyanidin 3-glucoside, from a Korean Pigmented Rice Variety in Aqueous Solution

한국산 유색미의 주요성분인 Cyanidin 3-glucoside의 수용액에서의 열안정성

Thermal stability of the major color component, cyanidin 3-glucoside, isolated from Korean pigmented rice (Oryza sativa var. Suwon 415) were investigated to explore possible application of value-added natural colors as food additives. The anthocyanin showed red and blue color with maximum absorption peaks at 511 nm and 572 nm in acidic (pH 2.0) and alkaline (pH 9.0) buffer solutions, respectively, and the thermal degradation reactions were carried out with different temperature ranges at $50{\sim}95^{\circ}C$. Degree of degradation was determined with UV/Vis spectra which indicate characteristic absorption patterns with sharp isosbestic points at 350 nm (pH 2.0), and 275, 310, and 405 nm (pH 9.0). Thus the reaction follows simple first-order kinetics. The anthocyanin was very stable against heat at acidic pH and relatively stable at alkaline pH with half-life values of 50.3 hr and 0.6 hr at $70^{\circ}C$, respectively. The activation energies and Arrhenius frequency factors of the pigment were 26.9 kcal $mol^{-1}\;and\;6.0{\times}10^{11}\;s^{-1}$, at pH 2.0, and 15.2 kcal $mol^{-1}\;and\;1.4{\times}10^{6}\;s^{-1}$, pH 9.0, and respectively.

식품첨가물로서의 활용가능성을 검색하기위해, 한국산 유색미(Oryza sutiva var. Suwon 415)의 주요색소인 cyanidin 3-히ucoside의 열안정성과 pH 변화에 따른 UV/Vis 스펙트럼의 변화에 대해 연구하였다. 유색미의 안토시아닌 색소는 산성(pH 2.0)과 염기성(pH 9.0) 완충용액에서 각각 강한 적색과 청색을 나타내었고 열에 의한 색소의 분해반응은 20mM phosphate (PH 2.0)와 20mM CHES (pH 9.0) 완충용액에서 $50{\sim}95^{\circ}C$의 온도범위에서 수행되었다. 색소의 분해정도는 UV/Vis 스펙트럼의 변화를 측정하여 결정하였으며, 350nm (pH 2.0)와, 275, 310, 및 405nm (pH9.0)에서 isosbestic를 나타내었다. 이 결과는 색소분해반응이 1차 반응임을 의미한다. 유색미 안토시아닌은 산성조건에서 매우 안정하였고 염기성조건에서도 비교적 안정하였으며, 반감기는 $70^{\circ}C$에서 각각 50.3h과 0.6h이었다. 색소분해반응의 활성화에너지$(E_a)$와 Arrhenius frequence facto(A)는 pH 2.0에서는 26.9kcal $mol^{-1}$과 $6.0{\times}10^{11}\;s^{-1}$이었고, pH 9.0에서는 152Kcal $mol^{-1}$과 $1.4{\times}10^{6}\;s^{-1}$이었다.