KR100198824B1 - 저점도 알긴산나트륨용액의 제조방법 및 이를 주재로 하는 기능 성 음료의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 100℃ 미만의 온도조건과 적정 pH 조건하에서 알긴산을 10cp 이하로 저점도화하여 혈중 콜레스테롤 함량의 저하 및 고혈압 예방 등의 기능성이 향상된 음료을 경제적이고 효율적으로 제조할 수 있는 방법에 관한 것으로서, 알긴산나트륨을 저점도화하는 방법은 70-100℃의 정제수에 산을 첨가하여 pH를 4.0pH5.0으로 조절하고 알긴산나트륨을 0.1-10% 투입하여 2-48시간 가열하는 것으로 이루어지며, 상기 저점도 알긴산나트륨용액을 이용하여 기능성 음료를 제조하는 방법은 저점도 알긴산나트륨용액 10-90%에 액상과당 3-13%, 이소말토올리고당 1.5-3.0%, 배과즙 5-12%, 구연산 0.03-0.2%, 젖산칼슘 0.01-0.1%, 비타민 C 0.01-0.1%, 요오드칼륨 0.0001-0.0003%, 향료 0.1-0.2%, 및 탄산가스 0.1-0.5%를 혼합하고, 나머지는 물을 사용하여 pH가 3.9-4.5가 되도록 조절하는 것으로 이루어진다.

Description

저점도 알긴산나트륨용액의 제조방법 및 이를 주재로 하는 기능성 음료의 제조방법

제1도는 pH와 가열시간에 따른 알긴산나트륨 용액의 점도변화를 나타내는 그래프.

본 발명은 알긴산나트륨의 저점도화 및 저점도 알긴산용액을 주재로 하는 기능성 음료의 제조방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 100℃ 미만의 온도조건과 적정 pH 조건하에서 알긴산을 10cps 이하로 저점도화하여 혈중 콜레스테롤 함량의 저하 및 고혈압 예방 등의 기능성이 향상된 음료를 경제적이고 효율적으로 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 알긴산 미역, 다시마 등의 해조류에 많이 함유되어 있으며, 이것이 몇가지 종류의 암의 예방과 치료 및 혈중 콜레스테롤의 함량을 줄이고 고혈압을 낮추는 등의 효력을 가짐은 이미 공지된 바와 같다. 알긴산은 해조류 중 미역이나 다시마 등의 갈조류의 세포막을 구성하는 주요성분으로서, 물에 담그어 두면 끈적끈적한 점질물로서 유출되는 독특한 고분자 복합다당류이다. 즉, 알긴산은 그 구조상 만우론산(mannuronic acid)과 글루론산(gluronic acid)으로 이루어지고 식 (i)과 같은 구조를 가지며, 고분자 콜로이드로서의 점성, 겔형성능, 막형성능 등의 특성으로 인하여 주로 식품공업, 화장품공업 및 의약품공업 뿐만 아니라 경수연화제로서 용수처리에도 이용되고 항바이러스제로서 농약에 이용되는 등 다양한 용도를 가진다. 특히 최근에는 알긴산나트륨을 사료에 첨가하여 흰쥐를 사육실험한 결과 혈청 콜레스테롤, 간 중의 콜레스테롤 및 총지방 농도의 상승을 억제하는 효과를 가져서 성인병을 예방하며, 방사선 핵종인 스트론튬이 체내에 흡수되는 것을 억제하는 효과가 있다는 사실이 보고된 바 있고, 카드뮴 등의 중금속에 대하여도 효과가 있는 것으로 밝혀진 바 있다.

또한 알긴산은 수분함량이 97-98%에 이르는 젤리를 형성하고 면상, 필름상 등의 젤리를 형성하여, 이를 섭취할 경우 배변을 원활하게 하는 효과를 가지며, 함유수분에 의한 윤활효과로 인하여 정장효과 또한 큰 것으로 밝혀졌고, 그 점성이나 피막작용으로 위궤양 등의 예방이나 치료약으로 이용되기도 하였다. 이외에 알긴산을 동물에 투여하여 체내 과산화지질을 분석한 결과 과산화지질의 생성을 억제하여 생체의 노화를 지연시키고 성인병을 예방하는 효과가 있음이 밝혀졌으며, 정상세포의 암세포화 과정을 막아서 항암효과도 가지고, 무칼로리로서 비만방지의 효과도 있음이 알려져, 이를 식품의 소재로 이용한 예 또한 다수 보고된 바 있었다.

일 예로 일본 특허공개 평 6-7093(1994. 1. 18자 공개)호의 알긴산 함유식품에서는 비만방지의 효과가 있는 것으로 알려진 알긴산을 평균분자량 1-90만 정도로 저분자량화 하기 위하여, 고분자량(평균 270만)의 원료 알긴산을 가압하에서 100-200℃의 온도조건에서 가열 처리하는 방법을 개시하고 이를 함유하는 식품을 그 권리범위로서 개시하였다. 그러나 상기 방법은 알긴산을 저분자량화 하기 위하여 고온의 온도조건과 압력을 조성해 주어야 하므로 비경제적이고, 단순히 100℃ 이상으로 가열함으로써 알긴산을 저분량화할 수는 있지만 10cps 이하의 저점도를 요하는 음료수용으로는 적절하게 이용될 수 없었다.

한편 알긴산은 상기한 바와 같이 다양한 용도를 가질 뿐만 아니라 성인병 예방을 비롯한 생리활성효과가 탁월하여 각종 건강식품 또는 기능성 음료로서 이용될 가치가 높았던 바, 음료수용으로 이용하기 위해서 물에 잘 녹지 않는 알긴산을 칼슘 또는 칼륨, 나트륨염의 형태로 전환하여 수용성화할 필요가 있었으며, 이 중 칼슘이나 칼륨을 사용하여 칼슘염 또는 칼륨염의 형태로 할 경우 일정농도 이상에서 점도가 높아지고 응고, 석출하는 등의 현상이 일어남으로 인해, 나트륨염이 가장 일반적으로 사용된다.

그런데 알긴산나트륨의 점도는 보통 1% 농도에서 350cps, 5% 농도에서는 80000cps로서 그 점도가 상당히 높아서 음료로서 이용하기에는 부적합하였으며, 특히 pH 4.0미만의 산성조건에서는 알긴산나트륨의 점도가 급격히 상승하여 응고, 침전되는 현상이 관찰되어, 알긴산나트륨을 음료수의 원재료로 이용하기 위해서는 점도를 10cps 이하로 떨어뜨리는 동시에 산성에서는 응고, 석출되지 않는 조건을 조성해 주어야 한다.

알긴산나트륨을 저점도화하는 종래의 방법은 주로 분말상태에서 가열하는 것이었으며, 상기 일본공개특허에서도 100-200℃로 가열함으로써 1000cps 이하로 저점도화 하였던 바, 이러한 종래의 방법들은 알긴산나트륨의 pH에 따른 점도의 변화를 고려하지 않은 것으로서 음료용 원료로서 만족스럽게 이용될 수 없었다.

이에 본 발명자들은 보다 경제적이면서도 효과적으로 10cps 이하의 저점도 조건을 만족할 수 있는 방법에 대한 연구를 거듭한 결과, 알긴산나트륨이 1% 농도의 용액을 기준으로 pH 8에서 가장 점도가 높고 8 이상에서는 점도가 서서히 떨어지며, pH 8 이하에서도 pH4까지는 서서히 떨어지다가 pH4를 기점으로 점도가 급속히 상승함을 밝혀내어, 구연산, 주석산, 인산, 아다핀산 등의 유기산 및 무기산의 첨가로 알긴산나트륨의 pH를 4.0보다는 높고 5.0보다는 낮게 조절하고, 70-100℃의 온도조건에서 일정시간 가열함으로써, 종래의 방법에 비하여 압력을 부과하거나 100℃ 이상의 고온을 조성할 필요없이 비교적 저온의 조건에서 pH를 조절하여 알긴산을 저점도화하는 방법을 완성하게 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 성인병 예방과 생리활성효과가 우수한 알긴산나트륨을 저점도화함에 있어서, 각종 유기산과 무기산을 이용하여 pH를 조정하고 저온의 조건에서 경제적, 효과적으로 알긴산을 저점도화하여, 이를 기능성음료의 제조에 이용하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따라 알긴산을 저점도화하는 방법은 70-100℃의 정제수에 산을 첨가하여 pH를 4.0pH5.0으로 조절하고 알긴산나트륨을 0.1-10% 투입하여 2-48시간 가열하는 것으로 이루어진다. 즉 이와 같은 처리방법에 따라 10cps 이하, 바람직하게는 5-7cps의 점도를 가지는 알긴산나트륨의 제조가 가능하며, 이를 음료의 원재료로 사용하여 기능성이 향상된 음료를 제조할 수 있게 되는 것이다.

알긴산나트륨의 pH가 상기 범위를 벗어나 너무 높을 경우, 예를 들면 pH가 7.2일 경우에는 상기의 온도조건에서 가열하더라도 목적하는 만큼의 저점도의 알긴산나트륨을 얻을 수 없게 되며, 반대로 상기의 범위보다 pH가 낮을 경우에는 상술한 바와 같이 알긴산나트륨이 응고되어 음료로서 이용할 수 없게 된다.

본 발명에서 pH를 조절하기 위하여 첨가하는 산은 구연산, 주석산, 사과산, 호박산, 인산, 젖산, 초산, 유산, 낙산, 옥살산, 글루콘산, 푸마르산, 아스코르빈산 또는 아디핀산 등이 이용될 수 있다.

또한 상기 알긴산의 저점도화 방법에서 가열온도가 70℃ 이하일 경우에는 알긴산의 점도저하가 거의 일어나지 않으며, 반대로 100℃ 이상일 경우에는 입력에 따른 온도조절을 하여야 하므로 제조공정상 현실성이 없으며 비경제적이다.

또 가열시간이 2시간 이하일 경우에는 충분한 점도저하의 효과를 얻을 수 없으며, 48시간 이상 가열할 경우에는 점도저하의 상승효과도 없을 뿐만 아니라 비경제적이다.

한편 상기의 저점도 알긴산나트륨용액(0.1-10%)을 이용하여 기능성 음료를 제조하는 방법은, 중량비로 저점도 알긴산나트륨용액 10-90%을 포함하는 것을 특징으로 하며, 좀 더 구체적으로는 저점도 알긴산나트륨용액 10-90%, 액상과당 3-13%, 이소말토올리고당 1.5-3.0%, 배과즙 5-12%, 구연산 0.03-0.2%, 젖산칼슘 0.01-0.1%, 비타민 C 0.01-0.1%, 요오드칼륨 0.0001-0.0003%, 향료 0.1-0.2%, 및 탄산가스 0.1-0.5%를 혼합하여, 나머지는 물을 사용하여 pH가 3.9-4.5가 되도록 조절하여 제조하는 것으로 이루어진다.

본 발명의 알긴산의 저점도화 방법 및 저점도 알긴산을 주재로 하는 기능성 음료의 제조방법을 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같으며, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니다.

[실시예 1]

95℃의 정제수 94.7g에 구연산 0.3g을 첨가,교반하여 pH를 4.1로 조절하고 상기 구연산이 충분히 용해되었을 때 알긴산나트륨을 5g 투입하여 약 5시간 교반하면서 가열하였다. 가열하는 동안 알긴산나트륨 용액의 점도변화를 측정한 결과는 제1도의 그래프에서 보는 바와 같으며, 이를 수치로 나타낸 결과는 표 1과 같다.

[실시예 2]

95℃의 정제수 94.8g에 초산 0.2g을 첨가,교반하여 pH를 4.6로 조절하고 상기 초산이 충분히 용해되었을 때 알긴산나트륨을 5g 투입하여 약 5시간 교반하면서 가열하였다. 가열하는 동안 알긴산나트륨 용액의 점도변화를 측정한 결과는 제1도의 그래프에서 보는 바와 같으며, 이를 수치로 나타낸 결과는 표 1과 같다.

상기 실시예 1,2에 의하여 제조된 알긴산나트륨 용액의 시간에 따른 점도변화를, 산을 첨가하지 않고 가열처리만 한 경우의 알긴산나트륨 용액과 비교한 결과는 아래 표 1과 같다.

[실시예 3]

상기 실시예 1에서 제조한 저점도 알긴산나트륨 용액(5% 농도)을 아래의 중량비로 사용하여 알긴산 함유 기능성 음료를 제조하였다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 각종 산을 이용하여 pH를 4보다 높고 5보다 낮게 조절함으로써 종래보다 저온에서 단시간내에 알긴산나트륨의 점도를 10cps 이하로 할 수 있는 경제적이고 효과적인 저점도화방법을 제공하게 되며, 이를 이용하여 성인병 예방이나 생리활성효과가 우수한 알긴산 함유 기능성 음료를 제공할 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 90∼100℃의 정제수에 구연산을 첨가하여 pH를 4.0∼5.0으로 조절하고, 알긴산나트륨을 0.1∼10% 투입하고, 3∼7시간 가열하는 것을 특징으로 하는 저점도 알긴산나트륨 용액의 제조방법.