|
1. 색소의 개요
제품에 인위적으로 첨가하여 색을 발현시키는 착색료, 즉 색소는 과거에는 자연에 존재하는 물질에서 추출한 천연의 물질들이 주종을 이루었으나 추출의 어려움과 소재와 용도의 제한성이 커 제한적으로 사용되어 왔다. 그 후 1900년대 화학적 합성 색소가 개발되면서 미국을 중심으로 발전되어 왔다. 착색료의 정의는 1960년 FD&C Act의 Color Additives Amendment의 Title Ⅰ(permanent list)에서부터 규정하고 있는데 「착색료란 식품, 의약품, 화장품을 비롯하여 인체의 일부분에 색깔을 낼 수 있는 능력을 가진 색소와 안료, 기타물질을 말한다.」고 규정하고 있다.(any dye, pigments or other substance capable of coloring a food, drug or any part of the human body) 그러나 실제 착색료를 정의할 때에는 다음의 조건에 해당해야 착색료로 간주하고 있다.
1) 식품에 첨가 또는 이용될 때 사용되는 dye, pigment로 합성 또는 인공적으로 천연물로부터 추출, 분리하여 만들어진 것을 말하며, 첨가했을 때 식품의 성분과 반응을 일으키는 것과는 무관하다. 또 식물, 동물이외에 어떤 원료에 의해 얻어져도 상관없이 착색료가 될 수 있다.
2) 어떤 반응을 하던 색의 발현(imparting color)이 되어야 한다.
3) 식품, 약품, 화장품용 용기에 색깔을 내기 위해 사용되는 물질은 제외한다. 단, 포장에 사용한 색소가 내용물의 색을 발현시키는 경우에는 착색료로 분류하고, 모든 규제는 착색료 규제법에 의한다.
4) 착색료가 색 발현 이외의 목적에 사용되었어도 색을 발현하면 착색료로 취급된다.
5) 사료 등에 포함된 어떤 색소 물질이 육류, 난류, 우유 등의 색깔에 영향을 미치게 되는 경우 사료 중의 색소는 착색료로 분류된다.
미국과 영국의 색소 협회에서는 착색료의 손쉬운 판별을 위해 복잡한 이름보다는 간단한 Color Index(C.I)를 사용하는데, 모든 일차유기색소(prime organic dye)를 목록화 하고, 이를 판별할 수 있는 번호를 부여했다. 또한 유럽의 경우는 허용된 착색료에 한하여 E 번호를 부여하고 있다. 예를 들어 tartrazine으로 알려진 FD&C Yellow #4 는 C.I 19140이며, E102 로 되어 있다. 우리나라에서는 착색료에 대한 규정이 별도로 되어 있지 않지만, 착색료를 식품첨가물로 분류하여 「식품의 제조·가공 또는 보존함에 있어 식품에 첨가, 혼합, 침윤, 기타 방법에 의하여 사용되는 물질」로 규정하고 있다. 또한 우리나라는 식품첨가물을 용도별로 지정해놓지 않고 일반적으로 착색료로 사용된다고 판단되거나, JECFA (FAO/WHO 합동 식품첨가물 전문가 위원회)에서 착색료로 사용이 된다고 판단한 것들을 바탕으로 착색료를 분류하고 있다.
2. 색소의 분류
색소의 분류는 용도별, 사용 목적 등에 따라 다양하지만 주요 분류 내용은 원료에 따른 분류, 용해되는 성질에 따른 분류, 허가여부에 따른 분류, 천연과 인공합성에 따른 분류 등으로 분류하고 있다.
1) 용해도에 따른 분류
① 수용성 색소
: 타르(tar)색소, chlorophylline의 K 또는 Na염, riboflavine과 그의 유도체, 수용성 annatto, CuSO4, caramel, curcumine, cochinal
② 지용성 색소
: β-carotene, riboflavin buthylrate ester, curcumine, annatto, extract, 동 chlorophylline
③ 불용성 색소
: tar 색소의 aluminum lakes, Fe2O3(iron sesquioxide)
2) 식품첨가물로 허가 유·무에 따른 분류
① 지정색소
- tar 계 색소 : 수용성 tar 계 색소 및 그의 aluminum lakes
- 비tar계 색소 : 동chlorophylline의 K 또는 Na염, β-carotene, riboflavin, riboflavin-5'-p, riboflavin-5'-buthylrate, iron sesquioxide, 수용성 annatto, CuSO4 등
②지정되지 않은 색소
- caramel, curcumine, cochinal(carminic acid), annatto extract(bixin), cocoa red 등
3) 원료에 따른 분류
가) 천연색소(자연색소)
- 식물성색소
: chlorophyll, carotenoide, antoxanthin, anthocyanin, flavonoid
- 동물성색소
hemoglobin(Hb), myoglobin(Mb)
나) 인공색소(합성색소)
a. tar 계
i) Azo type
FD&C Red No.2, FD&C Yellow No.5, FD&C Yellow No.6, FD&C Red No.4, FD&C Red No.40
ii) Fluorescence type
FD&C Red No.3
iii) Triphenylmethan type
FD&C Blue No.1, FD&C Green No.3, FD&C Violet No.1
iv) Sulfonated indigo type
FD&C Blue No.2
b. 비tar 계
i) 천연 비타르계
β-carotene, annatto, curcumine, caramel, chlorophyll
ii) 비천연 타르계
ⓐ 천연물을 간단히 화학처리한 색소
: 수용성 annatto, 철chlorophylline의 Na,TiO2, 동chlorophylline의 Na
ⓑ 처음부터 합성한 색소
: β-carotene, CuSO4, Fe2O3
3. 원료에 따른 색소 분류
3-1. 천연색소
천연 색소는 인공합성 색소보다 종류도 다양하고 안전한데, 합성품보다 가격이 비싸고, 착색 효과가 합성품보다 떨어지고, 합성품에 비해 많은 양을 투입하여야 착색 효과가 제대로 나타나기 때문에 경제성이 훨씬 떨어지는 이유로 사용량은 적으나, 새로운 기술이 개발되어 뛰어난 기능에 대량생산 체제가 이루어진다면 수요가 많이 늘어날 것이다.(표2)
(1) 치자 황색소 (Gardenia Yellow)
꼭두서니과 치자(Gardenia augusta MERRILL Var.grandflora HORT., Gardenia jasminoides ELLIS)의 열매에서 추출하여 얻어지는 색소이다. 주성분은 크로신과 크로세틴이다. 열에 대해서 비교적 안정한데 빛에 대해서는 조금 불안정하다.
(2) 치자 청색소 (Gardenia Blue)
꼭두서니과 치자(Gardenia augusta MERRILL Var.grandflora HORT., Gardenia jasminoides ELLIS)의 열매에서 추출하여 얻어진 이리도이드 배당체와 단백질 분해물의 혼합물에 Beta - 글루코시데이즈를 첨가한 후 분리해서 얻어지는 색소이다. 열, 빛에 대해서는 비교적 안정하다.
(3) 치자 적색소 (Gardenia Red)
꼭두서니과 치자(Gardenia augusta MERRILL Var.grandflora HORT, Gardenia jasminoides ELLIS)의 열매에서 추출하여 얻어진 이리도이드 배당체와 단백질 분해물의 혼합물에 Beta - 글루코시데이즈를 첨가한 후 분리해서 얻어지는 색소이다. 열, 빛에 대해서는 비교적 안정하다.
(4) 홍국 적색소 (Monascus Red Color)
누룩균류 홍국 곰팡이 ( Monascus pilosus K.SATO ex D. HAWKSWORTH et PITT, Monascus purpureus WENT.)의 균체로부터 추출하여 얻어지는 색소이다. 주색소는 모나스콜부린과 앙카플라빈 등으로, 옛날부터 중국, 한국, 대만에서 술, 두부, 육류 등의 식품착색과 건강식품으로써 이용되어지고 있다. 열에 대해서는 비교적 안정한데 빛에 대해서는 조금 불안정하다.
(5) 홍국 황색소 (Monascus Yellow)
누룩균류 홍국 곰팡이 (Monascus purpureus WENT.)의 배양액을 건조하고 분쇄한 것에서 추출하여 얻어지는 색소이다. 주색소는 크산토모나신류 이다. 열에 대해서는 비교적 안정한데 빛에 대해서는 조금 불안하다.
(6) 홍화 황색소 (Safflower Yellow)
국화과 홍화(Carthamus tinctorius LINNE)의 꽃에서 추출하여 얻어지는 색소이다. 주색소는 사프로민(Safflower Yellow)류이다. 열, 빛에 대해 비교적 안정하다.
(7) 아나토 색소 (Annatto Color)
학명은 Bixa Orellana L (Bixaceae)이고 Annatto Seed 피복물에서 추출하여 얻어지는 색소이다. 주색소는 빅신 또는 노르빅신이다.
* 赤色피복물에서 가수분해를 거쳐 얻어지는 색소의 색소성분은 노르빅신 칼륨염이다. 열, 빛에 대해 비교적 안정하다.
(8) 코치닐색소 (Cochineal Color)
패각충과 연지벌레 (Coccus cacti LINNE (Dactyloplus Coccus COSTA )의 건조체로부터 추출하여 얻어지는 색소이다. 주색소는 Carminic Acid 이다.
(9) Shellac Red Color (Lac Color)
패각충과 락연지벌레 (Laccifer lacca KERR)가 분비하는 수지 물질로부터 추출하여 얻어지는 색소이다. 주색소는 Laccaic Acid 이다. 열, 빛에 대해 안정하다.
(10) 고량색소 (Sorghum Red)
수수의 껍질에서 추출하여 얻어지는 색소이다. 빛과 열에 대해 안정하다.
(11) 포도과피 색소 (Grape Skin Color)
포도와 포도(Vitis vinifera LINNE)의 과피에서 추출하여 얻어지는 색소이다. 주색소는 안토시아닌 (말비딘-3-글루코시드)이다. 열, 빛에 대해 비교적 안정하다.
(12) 적양배추 색소 (Red Cabbage Color)
유채과 배추 (Brassica oleracea LINNE var. Capitata DC.)의 붉은잎에서 추출하여 얻어지는 색소이다. 열, 빛에 대해 비교적 안정하다.
(13) Elderberry Color
인동덩굴과 엘더베리(Sambucus caerulea RAFIN., Sambucus canadensis LINNE, Sambucus nigra LINNE)의 과실에서 착즙 또는 추출하여 얻어지는 색소이다. 주색소는 시아니딘 글루코시드 델피니딘 글리코시드이다. 열 , 빛에 대해 비교적 안정하다.
(14) 파프리카색소 (Paprika color)
가지과 고추(Capsicum annuum LINNE)의 과실에서 추출하여 얻어지는 색소이다. 주색소는 캡사이신류이다. 열, 빛에 대해 비교적 안정하다.
(15) 카카오색소 색소 (CaCao Color)
오동나무과 카카오 (Theobroma Aucuo LINNE)의 종자 (카카오 콩)를 발효 후, 볶은 것에서 얻어진 것과 물로 추출한 것도 있다. 열과 빛에 안정하다.
(16) Tumeric Color
생강과 심황Curcuma longa LINNE)의 건조한 뿌리에서 추출하여 얻어지는 색소이다. 주색소는 클루쿠민이다. 열에 대해서는 비교적 안정한데, 빛에 대해서는 조금 불안정하다.
(17) Beet Red Color
명아주과의 사탕무우 (Beta vulgaris LINNE)의 붉은 뿌리에서 추출하여 얻어지는 색소이다. 주색소는 베타닌 및 이소베타닌이다. 열, 빛에 대해 불안정하다.
(18) Red Radish Color
유채과무우 (Raphanus Sativus LINNE)의 적자색의 뿌리(붉은 무우)에서 추출하여 얻어지는 색소이다. 주색소는 페랄고니진아실 글루코시드이다. 열, 빛에 대해 비교적 안정하다.
(19) Corn Red Color
벼과옥수수 (Zea mays LINNE)의 자색종자에서 추출하여 얻어지는 색소이다. 주색소는 시아니딘-3-글루코시드 등이다. 열, 빛에 대해 비교적 안정하다.
3-2. 비타르계 색소
비타르계 색소는 천연 비타르계 색소와 비천연 비타르계 색소로 구분되는데 실제로 식품에 합성 인공색소인 타르계 색소보다 많이 사용하고자 이에 대한 개발이 가속되고 있다. 그러나 이들 모두 인공합성 색소이므로 순수 천연색소와는 다르다. 또한: 비타르계 색소로 지정 된 것은 원래 천연물이지만 사용용도나 안전성을 높이기 위해 간단한 화학 처리를 한 색소들을 말한다.
(1) 카로티노이드(carotenoid)계 색소류
β-carotene 색소는 자연계에 널리 존재하는 색소로 과거에는 제한성이 많아 극히 일부만이 천연 착색제로 사용되어 왔다. 그러나 현재는 β-carotene 색소를 공업적으로 합성하여 이용하고 있다. β-carotene은 합성품과 천연품이 서로 동일하다.
i)
ii)
(2) 기타 비타르계 색소의 종류
i) 황산동
: 황산동은 청색의 결정 또는 결정성 분말로 공기 중에서 서서히 풍해 된다. 물에 잘 녹고 청색을 나타낸다. 구리의 독성 때문에 사용량을 규제하고 있다.
ii) 삼산화이철(Fe2O3)
: 적색 안료로 「벤가라」라고 불려지는데 체내에 들어가서 흡수되지 않고 그대로 배출되기 때문에 독성이 거의 없다. 사용기준이 거의 없을 만큼 안정하나 식품에는 거의 사용하지 않는다.
iii) 캐러멜
: 설탕이나 포도당을 가열하여 산화 및 분해 산물에 의한 갈색화 반응에서 생성된 당 탈수 축합물의 혼합물이다. 물에 잘 녹고 춘장, 탄산음료, 맥주 등에 사용된다.
iv)
vii)
(표2) 국내에서 사용되는 천연 착색료
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
한글명 영문명
──────────────────────────────────
감색소 Persimmon Color
고량색소 Kaoliang Color
마리골드 색소 Targets Extract
베리류색소 Berries Color
비트레드 Beet Red
스피룰리나 청색소 Spirulina Color
심황색소 Tumeric
안나토색소 Annatto extract
적양배추색소 Red cabbage color
치자청색소 Gardenia Blue
치자적색소 Gardenia red
캐러멜 Caramel
치자황색소 Gardenia yellow
코치닐 추출색소 Cochineal extract
카카오 색소 Cacao color
타마린드 색소 Tamarind color
콘색소 Corn color
포도과피 추출색소 Grape skin
extract
파프리카 추출색소 Oleoresin paprika
홍국황색소 Manascus yellow
홍국적색소 Monascus red
홍화황색소 Carthamus Yellow (saffower yellow)
홍화적색소 Carthamus red
오징어 먹물색소 Sepia color
알파파추출색소 Alfafa extract
꼭두서니색소 Madder color
자주색옥수수 색소 Maize morao color ; Puple corn color
땅콩색소 Peanut color
누리장나무색소 Kusagi color
백단향색소 Sandalwood red
무궁화색소 Hibiscus color
시아너트색소 Shea nut color
사프란색소 Saffron color
자주색고구마 색소 Puple sweet potato color
양파색소 Onion color
자주색참마색소 Puple yam color
적차조기색소 Perlla color
카로틴 Carotene
클로로필 Chlorophyll
포도과즙색소 Grape juice color
피칸너트색소 Pecan nut color
락색소 Lac color
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
3-3 FD&C Lakes
FD&C Lakes는 1959년 정식으로 착색료로 되어 그 사용이 점차 늘고 있는 색소이다. 일반적으로 타르색소는 수용성인데, 불용성 색소를 쓰게 될 때에는 적당한 용매를 찾는데 많은 고심을 했다. 이러한 문제를 해결하기 위해 나온 것이 색소 레이크를 사용하게 되었다. FD&C Lakes는 물에 가용성인 색소를 Al 또는 Ca과 같은 금속 기질에 반응시켜 불용성인 금속염으로 만든 알루미늄염을 말한다. 즉 금속과 색소를 반응시켜 수용성 색소를 불용성 색소로 만든 것이다. 예전에는 수용성 색소를 전분, 셀룰로오스, 밀가루와 같은 불용성 용질에 색소를 흡습시켜 사용하였는데, 이 경우 색소 발현 정도가 고르지 못하여 사용에 불편이 많았다. 레이크 색소는 용해에 의한 착색이 아닌 색소의 분산력에 의해 착색이 된다.
3-4 타르계 색소
타르계 색소는 코울타르(coal tar)에서 얻은 방향족 탄화수소를 주원료로 하여 합성한 대표적인 착색료로 식품에 사용되는 타르계 색소는 많지 않다. 일반적으로 타르계 색소는 독성이 강해 사용에 문제가 있으나 식품에 사용하는 것들은 모두 수용성 산성 타르계 색소에 국한되어 있다.
(표1) 국내에서 사용되는 합성 착색료
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
한글명 영문명 ADI : ㎎/㎏·bw
(일일 허용 섭취량)
─────────────────────────────────────
수용성 안나토 Annatto 0∼1.25
β-아포-8'-카로티날 β-apo-8'-carotenal
카르민 carmine
β- 카로틴 β-carotene
동클로로필 copper chlorophyll
식용색소 녹색 3호 및 Food green No.3 0∼12.5
알루미늄레이크 (fast green FCF)&Lake
식용색소 적색 2호 및 Food red No.2 0∼0.75
알루미늄레이크 (Amaranth)&Lake
식용색소 적색 3호 Food red No.3 (Erythrosine) 0∼2.5
식용색소 적색 40호 및 Food red No.40
알루미늄레이크 (Allura red)&Lake
식용색소 청색 1호 및 Food blue No.1 0∼1.25
알루미늄레이크 (Brillant Blue FCF)&Lake
식용색소 청색 2호 및 Food blue No.2 0∼5.0
알루미늄레이크 (Indigocarmine)&Lake
식용색소 황색 4호 및 Food Yellow No.4 0∼7.5
알루미늄레이크 (Tartrazine)&Lake
식용색소 황색 5호 및 Food Yellow No.5 0∼5.0
알루미늄레이크 (Sunset Yellow FCF)&Lake
삼산화이철 Iron Sesquioxide
동클로로필린칼륨 Potassium copper chlorophyllin
비타민 B2 Riboflavin
비타민 B2 Riboflavin 5'-phosphate sodium
인산에스테르나트륨
동클로로필린나트륨 Sodium copper chlorophyllin
철클로로필린나트륨 Sodium iron chlorophyllin
이산화티타늄 Titanium dioxide
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
4. 색소시장의 현황 및 업계 동향
국내의 식용색소시장은 약 110억 원대로 업계는 예측한다. 그 중 타르 색소를 포함한 합성색소 시장은 약 10억 원대, 천연 색소 시장은 약 100억 원대의 시장을 형성한다고.<표3>
<표3> 색소 시장의 규모변화 (단위 : 만원)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
년도 시장규모
─────────────────────
1994 69억 8,000
1995 114억 9,800
1996 58억 5,300
1997 95억 5,700
1998 110억
1999 120억
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
천연색소는 합성색소에 비해 가격대가 몇 십배 이상이기 때문에 시장규모 역시 몇 십배 가량 높게 형성되어 있다. 더욱이 천연색소의 수요가 증가되는 추세이기 때문에 시장 규모는 점차 커질 것이나 가격에 비해 사용되는 양이 적기 때문에 물량적인 측면에서의 시장 확대는 급속하게 일어나지 않을 전망이다.국내 색소제조 업체수는 전국 약 260여 곳이 있는데<표4> 이들 업체의 경우 캐러멜 색소와 몇몇 천연색소를 제외하고는 전량 외국에서 원료나 완제품을 들여와 소분, 혼합 판매하는 정도이다
<표4> 품목군별 식품 첨가물제조 업소현황 (97년12월)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
지 역 서울 부산 대구 인천 광주 대전 울산 강원 경기
─────────────────────────────────
업체수 12 7 4 24 3 1 22 1 91
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
지 역 충북 충남 전북 전남 경북 경남 제주 계
─────────────────────────────────
업체수 28 26 0 19 20 17 3 266
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
|