KR100760263B1

KR100760263B1 - 자미고구마를 주요성분으로 함유하는 음료조성물의제조방법

Info

Publication number: KR100760263B1
Application number: KR1020070002977A
Authority: KR
Inventors: 정영철; 강신권; 전성식; 전은우; 황영정; 우정부; 강동민; 진순우; 우정도; 김혜란; 송원영
Original assignee: 함양군; 진주국제대학교 산학협력단
Priority date: 2007-01-10
Filing date: 2007-01-10
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2027-01-10

Abstract

본 발명은 자미고구마를 세절하는 세절단계; 추출용매로 에탄올을 첨가하여 추출하는 추출단계; 상기 추출액을 여과하고 자연순환 농축을 하는 여과 및 농축단계; 상기 농축액의 안토시아닌 색소의 안정화를 위하여 덱스트린을 혼합하며 농도를 조절하는 색소 안정화 단계; 상기 색소 안정화 단계를 거친 농축액 40~50중량%에 오미자당 침출액 2~6중량%, 사과농축액 3~7 중량%, 올리고당 25~35중량%를 첨가하여 용해시키는 1차 혼합단계; 및, 상기 1차 혼합물에 정백당 8~12중량%, 구연산 0.2~0.6중량%, 향미료(flavor) 0.2~0.4중량%를 혼합하는 2차 혼합단계로 구성되는 자미고구마를 주요성분으로 함유한 음료 조성물의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 자색고구마의 교배종인 자미고구마의 안토시아닌의 항산화 활성 및 간기능 개선 효과를 확인하여 이를 음료조성물의 주요성분으로 사용함으로써 노화억제 및 간 기능 개선 효과 등 기능성을 유지하면서도 천연물을 사용하여 독성 등 부작용이 없으며, 농임산물의 부가가치 향상에 도움을 줄 수 있는 음료 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 각 조성물의 가장 바람직한 조성비를 제공함으로써 기호도, 색, 냄새, 맛에서 우수한 기능성 음료를 제공한다.

자미고구마, 오미자, 사과, 안토시아닌, 항산화, 간 기능 개선

Description

자미고구마를 주요성분으로 함유하는 음료조성물의 제조방법{Manufacturing Method of beverage composition comprising Purple-fleshed Sweet Potato}

도 1은 자미고구마의 안토시아닌 색소의 대식세포를 이용한 항산화능을 시험한 결과를 나타내는 그래프이다.

본 발명은 자미고구마를 주요성분으로 한 음료 조성물의 제조방법에 관한 것으로, 자미고구마 추출액, 오미자당 침출액, 사과농축액, 올리고당 등을 포함하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

자미고구마란 자색고구마의 교배종으로서 농촌진흥청이 1993년부터 가공용 다수성 토종 고구마 품종인 건미와 안토시아닌 색소를 많이 함유하고 있는 일본종 야마게와무라시게를 인공 교배하여 개발한 것으로서, 자미 목포 29호, 보라미 목포 35호, 신자미 목포 38호의 3종이 있다. 이들은 1996년부터 2001년까지 전남과 경남에서 지역 적응시험을 완료한 후 자미 목포 29호는 기능성 식품 가공용 소재로, 보 라미 목포 35호는 생식 및 가공용 소재로, 신자미 목포 38호는 천연색소 가공용 소재로 사용하는 것을 목표로 농가에 보급하고 있는 우량 품종이다.

자색고구마는 고구마 고유의 당질과 섬유소뿐만 아니라 자색고구마가 다량 함유하고 있는 안토시아닌 색소는 항산화, 항암, 간보호 활성 등의 효능이 있는 것으로 보고되고 있어 기능성 식품의 소재로서 활용가치가 높을 것으로 기대되고 있다. 자색고구마의 안토시아닌 색소는 caffeic acid와 ferulic acid 등과 아실화된 상태로 존재하기 때문에 다른 식물체에서 분리된 안토시아닌 색소에 비하여 중성 및 약산성, 그리고 빛에 대하여 안전성이 높고, 항산화 활성도 높은 것으로 나타나 그 활용가치가 높다고 할 수 있다.

한편 오미자는 목련과의 낙엽성 덩굴식물로 한국, 사할린, 아무리지방, 중국, 일본 등지에 분포하고 있으며, 줄기는 가지에서 드문드문 나고 자루가 달린 잎이 어긋난다. 이의 열매를 말려 검게 만든 것을 오미자라고 부르며, 한방에서는 진해, 강장, 흥분, 지사·지한제로서 천해, 도한, 음위, 과로, 신경계 질환의 치료에 사용하여 왔다.

그리고, 사과는 수분이 약 86~87%를 차지하며, 주성분은 탄수화물로 단백질과 지방질 함량이 비교적 적고 비타민 A와 C, 칼륨, 칼슘, 나트륨 등 무기물의 함량은 다른 식품에 비하여 비교적 다량 함유하고 있는 알칼리성 식품에 속한다. 이의 주요 성분은 유기산과 펙틴, 당분이다. 당질은 품종에 따라 다소 차이가 있으나 약 10~15%이며, 대부분이 과당과 포도당으로 인체에 흡수가 잘된다. 유기산은 0.5% 가량 들어있으며 주로 사과산이 대부분을 차지하고 있으며 구연산, 주석산 등도 함 유한다. 특히 이들 유기산은 인체에 쌓인 피로물질을 제거하는데 효과적이다.

한편, 자색고구마의 안토시아닌 색소의 항산화 효과 등에 대한 연구가 보고되고 있으나 이를 포함한 노화억제 및 간기능 개선을 위한 기능성 식품조성물에 대한 개발의 예는 드물다. 특히 자색고구마의 교배종인 자미고구마를 이용한 항산화 효과에 의한 노화억제 및 간 기능 개선을 위한 식품조성물의 개발 예가 없는 바 손쉽게 음용이 가능한 음료의 형태로 항산화 효과, 간기능 개선 등의 기능성을 지니면서도 수요자의 기호를 만족하는 음료의 개발이 요구되었다.

본 발명은 상술한 것과 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 황산화 활성 및 간기능 개선 효과가 있는 자미고구마 추출물을 주요성분으로 함유하면서도 맛, 색, 향에서 우수한 기호성이 높은 음료 조성물을 제공하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 자미고구마를 세절하는 세절단계; 추출용매로 에탄올을 첨가하여 추출하는 추출단계; 상기 추출액을 여과하고 자연순환 농축을 하는 여과 및 농축단계; 상기 농축액의 안토시아닌 색소의 안정화를 위하여 덱스트린을 혼합하며 농도를 조절하는 색소 안정화 단계; 상기 색소 안정화 단계를 거친 농축액 40~50중량%에 오미자당 침출액 2~6중량%, 사과농축액 3~7 중량%, 올리고당 25~35중량%를 첨가하여 용해시키는 1차 혼합단계; 및, 상기 1차 혼합물에 정백당 8~12중량%, 구연산 0.2~0.6중량%, 향미료(flavor) 0.2~0.4중량%를 혼합하는 2차 혼합단계로 구성되는 자미고구마를 주요성분으로 함유한 음료 조성물의 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 추출단계는 20% 에탄올을 원료대비 5~10배로 첨가하여 냉각추출장치로 30~40℃에서 4~5시간 추출하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 여과 및 농축단계는 진동스크린에 의한 1차 여과 및 마이크로 필터에 의한 2차 여과단계를 거치는 것을 특징으로 한다. 또한, 40~50℃에서 자연순환 농축을 실시하여 자미고구마 추출액의 농도가 30~50Brix가 되도록 농축하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 색소 안정화 단계는 덱스트린을 혼합하여 50~60 Brix로 농도를 조정함이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기술함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.

(1) 자미고구마 선별 및 전처리 공정 - 세절단계

냉장 저장된 상태의 자미고구마의 이물질을 제거한 다음 물로 깨끗이 세정하고 추출이 용이하도록 직경2-3cm, 두께 3-5mm내외로 세절한다.

(2) 추출, 여과 및 농축 공정

- 자미고구마의 추출단계

상기 공정에서 얻어진 재료를 추출장치에 넣고 추출용매로 추출한다. 이때 추출용매로 20% 에탄올을 원료대비 10배를 첨가하여 냉각추출 장치로 30℃에서 4 시간 이상 추출한다. 이때 바람직하게는 에탄올은 원료대비 5~10배로 사용하고, 추출온도는 30~40℃, 추출시간은 4~5시간으로 하는 것이 바람직하다.

- 여과 및 농축단계

상기 추출액을 진동스크린에 의해 1차 여과하고 마이크로필터에 의해 2차 여과한다. 이때 여과된 액은 고형물 함량 7.2Brix로 pH는 3.3, 적자색을 띤다. 여과된 추출액을 40~50℃에서 자연순환 농축을 실시하여 고형물 최적농도가 30-50 Brix가 되도록 농축, 조절한다.

(3) 색소안정화 공정

상기 농축액의 안토시아닌 색소를 안정화시키기 위하여 덱스트린(DE50)을 혼합하여 고형분이 50~60 Brix가 되도록 농도를 조정한다.

(4) 1차 및 2차 혼합공정

상기 공정을 통해 얻어진 농축액 40~50중량에 오미자당침출액 2-6 중량%, 사과농축액 3-7 중량%, 올리고당 25-35 중량%를 첨가하여 완전 용해시킨다. 이때, 오미자당 침출액은 20~25 Brix의 것을 사용하고, 사과농축액은 60~65 Brix의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 음료의 기호성과 기능성을 증대시키기 위해 정백당 8-12중량%, 구연산 0.2-0.6중량%, 향미료(flavor) 0.2-0.4중량%을 첨가하여 용해시킨다. 상기 조성비는 제조된 음료 조성물의 기호성, 색깔, 향 등의 기호도를 고려한 최적의 조성비이다.

이때 상기 자미고구마 추출물 농축액은 원액액상제품으로 제조시에는 상기 50~60 Brix의 것을 그대로 사용하나, 통상의 음료제품으로 제조시에는 상기 자미고구마 추출물 농축액에 정제수를 가하여 20~25 Brix로 희석하여 사용한다.

(5) 포장 및 살균공정

상기 공정을 통해 얻어진 혼합액을 파우치형 포장기에 40g씩 자동포장하여 밀봉한다. 밀봉된 용기를 자동살균기를 통해 살균한 다음 찬물에 냉각하여 내용물의 온도를 신속히 감소시키고 포장한다.

실시예 1. 본 발명의 음료 조성물의 기호도 테스트

본 발명의 음료 조성물에 대한 기호도를 테스트하기 위하여 먼저 다음과 같이 음료를 제조하였다.

즉 상기와 같이 추출단계 및 여과, 색소 안정화 단계를 거친 자미고구마 추출액(60Brix)에 정제수를 가하여 25 Brix로 희석하였다. 그리고 희석된 자미고구마 농축액 45중량%에 오미자당 침출액 5중량%, 사과농축액 5중량%, 올리고당 33중량%, 정제당 11중량%, 구연산 0.6중량%, 향미료 0.4중량%를 혼합하였다. 이때, 자미고구 마 농축액에 오미자당 침출액, 사과농축액, 올리고당을 먼저 첨가해 용해시킨 후, 다시 이에 정백당, 구연산, 향미료(flavor)를 첨가하여 용해시켰다. 오미자당 침출액 및 사과농축액은 각각 25Brix와 65Brix로 시중유통제품을 구입하여 사용하였다.

상기의 음료에 대한 관능검사는 판넬요원 20명(20-23세)을 대상으로 하여 기호도, 색깔, 냄새, 맛의 4항목을 기준으로 수행하였다. 제조된 음료에 대한 관능은 10점 스케일의 기호도 검사법으로 평가하였으며 그 평가 결과는 다음과 같다.

<표 1>

관능항목	기호성	색깔	냄새	맛
제조된 음료	8.9	9.6	8.3	8.9

아주나쁨: 0점, 보통: 5점, 아주좋음: 10점

상기 표 1과 같이 평가 결과 각 항목에서 모두 8점 이상으로 평가되어 기호성, 색깔, 냄새, 맛에서 모두 우수한 것으로 나타났으며, 이에 제품화가 가능한 것으로 확인되었다.

실시예 2. 자미고구마의 안토시아닌 색소의 항산화 활성 시험.

본 발명의 자미고구마를 주요성분으로 함유한 음료 조성물의 항산화 효과를 조사하기 위하여 자미고구마의 안토시아닌 색소의 항산화 활성을 다음과 같이 시험하였다. 시험에 사용한 안토시아닌 색소는 실시예 1과 같이 20%로 에탄올을 원료대비 10배 첨가하여 냉각추출장치에서 30℃에서 4시간 이상 추출한 자미고구마 추출 액에서 통상의 방법으로 분리한 것이다.

지질과산화의 연쇄반응에 관여하는 산화성 자유 라디컬(free radical)을 소거함으로써 항산화제로 작용하는 물질은 자유 라디컬(free radical)인 BHA와 DPPH (1,1-diphenyl-2- picrylhydrazyl)를 하이드라진(hydrazine) 형태로 환원시키는 능력을 조사함으로써 검색할 수 있다.

이에 BHA 방법과 DPPH 방법을 이용하여 자미고구마 유래 안토시아닌 free radical 소거능을 확인하였으며, 그 결과는 표 2와 같다. 표 2와 같이 DPPH의 경우 vitamin C의 1/2정도의 항산화 능을 보였으며, BHA를 이용한 항산화 작용은 vitamin C와 거의 동일한 정도의 높은 항산화 효능을 볼 수 있었다.

<표 2>

Compounds	SC50^a values(mM)
Compounds	DPPH^b	Superoxide radical^c
자미고구마유래안토시아닌	0.18	0.18
BHA^d	0.12	0.25
비타민 C	0.10	0.21

a: SC50 values, 활성산소종(reactive oxygen species)을 50%까지 배출하는 시료의 농도. b: DPPH, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical. c: 크산틴 산화반응에 의해 크산틴으로부터 배출되는 초과산화물 라디컬(superoxide radical). d: BHA, 3-t-butyl-4-hydro xyanisole.

한편, 최근에 차세대 질병예방과 건강지원 차원의 관리형 진단 마커로 큰 관 심을 모으고 있는 것이 자유 라디컬(free radical)에 의한 산화적 스트레스와 이를 방어하는 항산화 작용으로 산소는 여러 요인들에 의하여 반응성이 매우 큰 활성산소종(reactive oxygen species; ROS)로 전환되면 생체에 치명적인 산소독성을 일으키는 양면성을 지니고 있다. 또한 이들 활성산소에 의한 지질과산화 결과 생성되는 지질과산화물을 비롯하여 체내에서 생성되는 과산화물도 세포에 대한 산화적 스트레스를 유발하여 각종 기능장애를 야기함으로써 노화와 질병의 원인이 되기도 한다.

이에 상기 자미고구마의 안토시아닌 색소의 항산화 효과가 동물세포를 이용한 항산화 실험에서도 동일하게 효과를 나타내는지 알아보기 위하여, 대식세포를 이용하여 활성산소종(ROS)을 측정하였다. 측정결과, 도 1과 같이 과산화수소(H₂O₂)에 의해 증가한 ROS의 값이 자미고구마의 안토시아닌 색소의 농도에 의존해 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 도 1에서 AA는 비타민 C를 나타낸다.

실시예 3. 자미고구마의 안토시아닌 색소의 간기능 개선 효과 시험

본 발명의 자미고구마를 주요성분으로 함유한 음료 조성물의 간기능 개선 효과를 조사하기 위하여 자미고구마의 안토시아닌 색소의 항산화 활성을 다음과 같이 시험하였다. 사용한 안토시아닌 색소는 실시예 2와 같이 준비하였다.

시험은 자미고구마에서 분리한 안토시아닌 색소를 이용하여 일차 간세포를 배양하여 t-BHP에 의한 간세포의 독성에 의한 LDH, MTT에 대한 영향 및 tBHP에 의 해 유발된 간세포 손상에 대한 자미고구마의 안토시아닌 색소의 보호효과를 조사하는 것으로 이루어졌다. 즉 6시간 동안 t-BHP는 250μM로, 안토시아닌 색소는 각각 200, 400, 또는 800㎍/㎖의 농도로 처리하여 LDH 및 MTT assay로 산출하였다.

시험 결과, 표 3과 같이 산화성 손상을 유발하는 화학물질에 의해 손상된 간세포로부터 유리되는 Lactate dehydrogenase(LDH) 효소 활성 측정에서 안토시아닌을 투여한 군들에서는 투여 농도에 의존적으로 LDH 효소 활성이 감소하였다. 또한 세포 증식(Cell proliferation)과 세포독성(cytotoxicity)을 in vitro 상에서 분석하는 매우 유용한 MTT 법에서는 측정한 결과 t-BHP에 의해 유도된 간세포 독성은 안토시아닌 색소의 처리 농도에 의존적으로 보호되었다.

<표 3>

농도 (㎍/㎖)	LDH release (% of t-BHP)	MTT (% of control)
대조군	32±6.7	100±7.3
안토시아닌 800	39±4.3	96±12
t-BHP(250μM)	100±8.8	34±3.8
안토시아닌 200 + t-BHP	87±6.4	65±8.4
안토시아닌 400 + t-BHP	55±7.2	83±10
안토시아닌 800 + t-BHP	42±5.3	92±11

상기에서 각 수치는 3중으로 수행된 3개의 독립적 실험의 평균 ±S.D를 나타낸다.

이상에서와 같이, 본 발명은 자색고구마의 교배종인 자미고구마의 안토시아닌의 항산화 활성 및 간기능 개선 효과를 확인하여 이를 음료조성물의 주요성분으로 사용함으로써 노화억제 및 간 기능 개선 효과 등 기능성을 유지하면서도 천연물 을 사용하여 독성 등 부작용이 없으며, 농임산물의 부가가치 향상에 도움을 줄 수 있는 음료 조성물을 제공한다.

Claims

자미고구마를 세절하는 세절단계;

추출용매로 에탄올을 첨가하여 추출하는 추출단계;

상기 추출액을 여과하고 자연순환 농축을 하는 여과 및 농축단계;

상기 농축액의 안토시아닌 색소의 안정화를 위하여 덱스트린을 혼합하며 농도를 조절하는 색소 안정화 단계;

상기 색소 안정화 단계를 거친 농축액 40~50중량%에 오미자당 침출액 2~6중량%, 사과농축액 3~7 중량%, 올리고당 25~35중량%를 첨가하여 용해시키는 1차 혼합단계; 및

상기 1차 혼합물에 정백당 8~12중량%, 구연산 0.2~0.6중량%, 향미료(flavor) 0.2~0.4중량%를 혼합하는 2차 혼합단계;

로 구성되는 자미고구마를 주요성분으로 함유하는 음료 조성물의 제조방법.
제1항에서,

상기 추출단계는 20% 에탄올을 원료대비 5~10배로 첨가하여 냉각추출장치로 30~40℃에서 4~5시간 추출하는 것을 특징으로 하는 자미고구마를 주요성분으로 함유하는 음료 조성물의 제조방법.
제1항에서,

상기 여과 및 농축단계는 진동스크린에 의한 1차 여과 및 마이크로 필터에 의한 2차 여과단계를 거치는 것을 특징으로 하고,

40~50℃에서 자연순환 농축을 실시하여 자미고구마 추출액의 농도가 30~50Brix가 되도록 농축하는 것을 특징으로 하는 자미고구마를 주요성분으로 함유하는 음료 조성물의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에서,

상기 색소 안정화 단계는 덱스트린을 혼합하여 50~60 Brix로 농도를 조정하는 것을 특징으로 하는 자미고구마를 주요성분으로 함유하는 음료 조성물의 제조방법.