KR100277571B1 - 천연 칼슘소재를 이용한 수용성 칼슘음료 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 천연칼슘을 주원료로 한 수용성 칼슘의 제조방법에 관한 것이다.
보다 상세하게는 천연칼슘의 용해성과 체내 흡수율을 향상시키기 위하여 천연 칼슘에 각종 유기산을 pH 별로 첨가하여 체내 흡수율을 높일 수 있는 수용성 천연칼슘 음료제품을 개발하는데 있다.
천연칼슘은 물에 녹지 않기 때문에 타블렛(Tablet), 캡슐(capsule) 고형제품으로 판매되고 있으나 복용이 불편하고 복용 후 체내 흡수율이 극히 낮고 합성칼슘은 물에 녹기 때문에 액상제품으로 많이 사용하고 있지만 소비자들은 합성칼슘 보다 천연칼슘을 더 선호하는 경향이 있다.
본 발명은 상기와 같이 천연칼슘과 합성칼슘의 장점을 이용하여 수용성 천연칼슘 음료제품을 제조하여 체내 흡수율을 증가시켜 칼슘부족으로부터 발생하는 질병인 골연화증, 골다공증, 구루병을 예방하고 성장기 어린이들의 발육부진 해소에 기여함으로써 국민 건강 향상에 이바지할 수 있다.
Description
본 발명은 천연칼슘을 주원료로 한 수용성 칼슘의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 천연칼슘의 용해성과 체내 흡수율을 향상시키기 위하여 천연칼슘에 각종 유기산을 pH별로 첨가하여 용해성이 좋은 천연칼슘 소재와 유기산을 반응 시켜 얻은 수용성 칼슘으로 체내 흡수율을 높일 수 있는 수용성 천연칼슘 제품을 개발하는데 있다. 성인의 1일 칼슘권장량이 700㎎이고, 성장기 어린이의 경우 800㎎으로 되어 있으나 칼슘섭취량은 칼슘권장량의 65% 정도로 약 35%가 부족하다. 칼슘섭취 부족으로 인하여 발생하는 질병은 골연화증, 골다공증, 구루병, 성장기 어린이의 발육부진 등이 대표적이다. 전세계적으로 복용되고 있는 칼슘제품은 합성칼슘과 천연칼슘(우골칼슘, 유청칼슘, 난각칼슘, 어골칼슘 등)을 복용하고 있으나 천연칼슘은 물에 녹지 않기 때문에 대부분 타브렛, 캡슐 및 고형제품으로 판매되고 있어 복용하기에 불편하고 복용후 소화 체내흡수율이 극히 낮다. 한편 합성칼슘(탄산칼슘, 유산칼슘, 염화칼슘, 수산화칼슘)은 물에 녹기 때문에 액상제품으로 많이 사용하지만 소비자들은 천연칼슘을 보다 더 선호하고 있다.
천연칼슘에 대한 융해성과 체내 흡수율을 높이기 위한 연구가 많이 이루어지고 있는데 우유, 유음료에 칼슘을 강화시키기 위하여 탄산칼슘 등을 첨가하면 침전이 생성되거나 풍미가 나쁜 단점이 있다. 또한 유음료에 칼슘과 올리고당복합체를 사용하여 물성, 풍미, 식감 등을 개선시키고자 하는 연구도 있었으나 본 발명과 같이 천연칼슘을 수용화시킨 제품은 없는 실정이다. 수용성 천연칼슘 음료는 소비자 들의 휴대복용이 간편하고 체내 소화 및 흡수율을 향상시켜 국민 건강을 증진시킬 것으로 사료된다.
본 발명의 목적은 지금까지 개발된 바가 없는 천연칼슘을 액상제형으로 개발 하는데 있어서, 천연칼슘의 용해성과 체내 흡수율을 향상시키기 위하여 천연칼슘에 각종 유기산을 pH 별로 첨가함으로써 용해성이 좋은 천연칼슘 소재와 유기산을 반응시켜 수용성 칼슘을 제조하고 수용성 칼슘 체내 흡수율을 높이기 위해 카세인 포스포펩티드(Casein phosphopeptide, CPP)와 비타민(Vitamin)D3를 혼합하여 체내에서 흡수되지 않고 배설되는 것을 방지하는 수용성 천연칼슘 제품을 개발하는데 있다.
본 발명은 유기산의 종류 및 농도별로 용해성이 좋은 천연칼슘류 및 유기산 종류를 얻고 체내흡수율을 높이기 위하여 수용성 천연칼슘을 제조한 후 관능검사 및 체내흡수율을 측정하는 단계로 구성된다.
* 유기산의 농도별 천연칼슘의 용해도
본 발명의 유청칼슘, 난각칼슘, 해조칼슘, 산호칼슘, 우골칼슘, 상어연골칼슘 등은 수입제품(Cotteet사 호주, DMV lternational사 네델란드, Smits사 미국, Dairy Boaard사 뉴질란드, Nature Gold사, 호주)인 천연칼슘에 증류수를 가하여 혼탁한 후 아스콜빈산, 구연산, 말린산, 개미산, 호박산, 주석산, 수산, 푸마린산 등의 유기산을 첨가에 따른 pH별로 용해성이 좋은 천연칼슘과 유기산을 얻는다.
* 수용성 천연칼슘의 제조
용해성이 좋은 천연칼슘의 체내 흡수율을 높이기위해 CPP와 vitamin D3를 혼합하여 수용성 천연칼슘을 제조한다. 본 발명의 수용성 천연칼슘은 체내에서 칼슘과 결합시 배설되는 것을 방지할 수 있는 천연칼슘을 제조한다.
*관능검사 및 체내흡수율 측정
본 발명의 수용성 천연칼슘을 음료로 제조한 후 9점 항목척도 기호도 검사로 관능검사 및 체내흡수율을 측정한다.
다음의 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위한 것으로 이들 실시예가 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
표 1은 pH 조건에 따른 유청칼슘의 용해성 및 유기산 소요량을 실혐한 결과이다. 먼저 유청칼슘 400㎎에 증류수 200㎖를 가하여 혼탁용액을 조제한 후 pH 5.0, 4.0, 3.5, 3.0, 2.5로 조정하면서 각종 유기산(ascorbic acid, citric acid, malic acid, formic acid, succinic acid, lactic acid, tartaric acid, oxalic acid, fumaric acid)을 첨가한 후 용해성과 유기산 함량을 조사하였다. 9가지의 유기산 중 아스콜빈산(ascorbic acid), 구연산(citric acid), 사과산(malic acid), 개미산(formic acid), 젖산(lactic acid)은 유청칼슘을 수용화 시킬 수 있었으나, 호박산(succinic acid), 수산(oxalic acid), 주석산(tataric acid), 푸마린산(fumalic acid)은 유청칼슘의 수용화가 불가능하였다. 가장 적은 양으로 용해시킬수 있는 유기산 소재는 구연산, 사과산으로 나타났다. 보통 음료 제형제품의 산도는 pH 3.5 의 제품이 많은 점을 고려할 때 구연산의 경우 pH 3.5일 때 660㎚에서의 흡광도는 0.014이고 소요량은 0.91g이었으며 사과산의 경우 흡광도는 0.014이고 소요량은 0.91g으로 나타났다.
[표 1] pH별 유청칼슘의탁도 및 유기산 소요량 조사
* pH에 따는 탁도 (660㎚)
** pH에 따른 유기산 첨가량 (g)
[실시예 2]
표 2는 pH 조건에 따른 난각칼슘의 용해성 및 유기산 소요량을 실혐한 결과이다. 난각칼슘 400㎎에 증류수 200㎖를 가하여 혼탁용액을 조제한 후 pH 5.0, 4.0, 3.5, 3.0, 2.5로 조정하면서 각종 유기산(ascorbic acid, citric acid, malic acid, formic acid, succinc acid, lactic acid, tartaric acid, oxalic acid, fumaric acid)을 첨가한 후 용해성과 유기산 함량을 조사하였다. 9가지의 유기산중 아스콜빈산, 구연산, 사과산, 개미산은 수용화가 가능하나 호박산, 수산, 주석산, 푸마린산은 수용화가 불가능하였다. 난각칼슘을 수용화 시킬수 있는 가장 좋은 유기산은 개미산과 구연산이었다. pH가 3.5일 때 구연산의 흡광도은 0.051이고 소요량은 1.44g이었으며 개미산은 흡광도가 0.037이고 소요량은 1.16g으로 조사되었다.
[표 2] pH별 난각칼슘의 탁도 및 유기산 소요량 조사
* pH에 따른 탁도 (660㎚)
**pH에 따른 유기산 첨가량 (g)
[실시예 3]
표 3은 pH 조건에 따른 해조칼슘의 용해성 및 유기산 소요량을 실험한 결과이다. 해조칼슘 400㎎에 증류수 200㎖를 가하여 혼탁용액을 조제한 후 pH 5.0, 4.0, 3.5, 3.0, 2.5로 조정하면서 각종 유기산(ascorbic acid, citric acid, malic acid, formic acid, succinc acid, lactic acid, tartaric acid, oxalic acid, fumaric acid)을 첨가한후 용해성과 유기산 함량을 조사하였다. 해조칼슘을 용해시킬 수 있는 유기산의 종류는 아스콜빈산, 구연산, 사과산, 개미산, 젖산이고, 호박산, 푸마린산, 주석산, 수산은 해조칼슘을 용해시킬 수 없었다. 해조칼슘을 수용화시킬 때 유기산 소요량이 가장 적은 소재는 개미산으로 나타났으며, 아스콜빈산, 사과산, 젖산은 수용화는 가능하나 유기산의 사용량이 많으므로 액상제품에는 부적당한 것으로 조사되었다. pH가 3.5일 때 구연산의 흡광도는 0.034이며 소요량은 1.64g이고, 젖산의 흡광도는 0.039이며 소요량은 2.35g으로 나타났다.
[표 3] pH 조건에 따른 해조칼슘의 탁도 및 유기산 소요량 조사
* pH에 따른 탁도 (660㎚)
** pH에 따른 유기산 첨가량 (g)
[실시예 4]
표 4는 pH 조건에 따른 산호칼슘의 용해성 및 유기산 소요량 실험한 결과이다. 산호칼슘 400㎎에 증류수 200㎖를 가하여 혼탁용액을 조제한 후 pH 5.0, 4.0, 3.5, 3.0, 2.5로 조정하면서 각종 유기산(ascorbic acid, citric acid, malic acid, formic acid, succinc acid, lactic acid, tartaric acid, oxalic acid, fumaric acid)을 첨가한 후 용해성과 유기산 함량을 조사하였다. 상기의 9가지 유기산은 pH 5.0~2.5로 유기산 첨가함량을 계속 증가시켜도 산호칼슘을 수용화 시키지 못하며 탁도의 변화도 없었다.
[표 4] pH 조건에 따른 산호칼슘의 탁도 및 유기산소요량조사
* pH에 따른 탁도 (660㎚)
** pH에 따른 유기산 첨가량 (g)
[실시예 5]
표 5는 pH 조건에 따른 우골칼슘의 용해성 및 유기산 소요량을 실험한 결과이다. 우골칼슘 400㎎에 증류수 200㎖를 가하여 혼탁용액을 조제한 후 pH 5.0, 4.0, 3.5, 3.0, 2.5로 조정하면서 각종 유기산(ascorbic acid, citric acid, malic acid, formic acid, succinc acid, lactic acid, tartaric acid, oxalic acid, fumaric acid)을 첨가한 후 용해성과 유기산 함량을 조사하였다. 9가지의 유기산 소재를 pH 조건에 따라 계속 첨가하면서 탁도는 약간 감소하나 흡광도가 0.1이상이었다.
[표 5] pH 조건에 따른 우골칼슘의 탁도 및 유기산 소요량 조사
* pH에 따른 탁도 (660㎚)
** pH에 따른 유기산 첨가량 (g)
[실시예 6]
표 6은 pH 조건에 따른 상어연골칼슘의 용해성 및 유기산 소요량을 실험한 결과이다. 상어연골칼슘 400㎎에 증류수 200㎖를 가하여 혼탁용액을 조제한 후 pH 5.0, 4.0, 3.5, 3.0, 2.5로 조정하면서 각종 유기산(ascorbic acid, citric acid, malic acid, formic acid, succinc acid, lactic acid, tartaric acid, oxalic acid, fumaric acid)을 첨가한 후 용해성과 유기산 함량을 조사하였다. 9가지의 유기산 소재를 pH 조건에 따라 첨가하였던 바 탁도는 약간 감소하나 흡광도가 0.1이상이었다.
[표 6] pH에 따른 상어연골칼슘의 탁도 및 유기산 소요량 조사
* pH에 따른 탁도 (660㎚)
** pH에 따른 유기산 첨가량 (g)
[실시예 7]
정제수 대비 용해성이 좋은 천연 유청칼슘 2.8중량%에 구연산 2.5중량%, CPP 0.1중량%, vitamin D30.25중량%, 설탕 10.0중량%, 액상과당 10.0중량%를 혼합하여 수용성 천연칼슘 음료를 제조하였다.
[실시예 8]
정제수 대비 천연 난각칼슘 3.1중량%에 구연산 5.0중량%, CPP 0.2중량%, vitamin D30.28중량%, 설탕 10.0중량%, 액상과당 10.0중량%를 혼합하여 수용성 천연칼슘 음료를 제조하였다.
[실시예 9]
정제수 대비 천연 해조칼슘 2.5중량%에 구연산 3.0중량%, CPP 0.5중량%, vitamin D30.4중량%, 설탕 10.0중량%, 액상과당 10.0중량%를 혼합하여 수용성 천연칼슘 음료를 제조하였다.
[실시예 10]
정제수 대비 용해성이 좋은 천연 유청칼슘 2.8중량%에 사과산 2.5중량%, CPP0.1중량%, vitamin D30.25중량%, 설탕 10.0중량%, 액상과당 10.0중량%를 혼합하여 수용성 천연칼슘 음료를 제조하였다.
[실시예 11]
정제수 대비 천연 난각칼슘 3.1중량%에 아스콜빈산 5.0중량%, CPP 0.2중량%, vitamin D30.28중량%, 설탕 10.0중량%, 액상과당 10.0중량%를 혼합하여 수용성 천연칼슘 음료를 제조하였다.
[실시예 12]
정제수 대비 천연 해조칼슘 2.5중량%에 젖산 3.0중량%, CPP 0.5중량%, vitamin D30.4중량%, 설탕 10.0중량%, 액상과당 10.0중량%를 혼합하여 수용성 천연칼슘 음료를 제조하였다.
[실시예 13]
정제수 대비 천연 해조칼슘 2.5중량%에 개미산 3.0중량%, CPP 0.5중량%, vitamin D30.4중량%, 설탕 10.0중량%, 액상과당 10.0중량%를 혼합하여 수용성 천연칼슘 음료를 제조하였다.
본 발명의 유청칼슘 음료, 난각칼슘 음료, 해조칼슘 음료제품을 대상으로 하여 소비자의 기호도를 알아보기 위하여 9점 항목 척도 기호도 검사를 한 조사결과를 표 7에 나타냈다. 단맛, 신맛, 떫은맛에서는 유청칼슘, 난각칼슘, 해조칼슘의 제품 상호간에 큰차이는 없으나 이취, 향취, 후미에서 유청칼슘제품이 난각칼슘과 해조칼슘제품보다 훨씬 우수하였으며, 특히 전반적인 기호도면에서 유청칼슘제품이 가장 좋은 것으로 나타났다.
[표 7] 관능검사 결과
* 9점 항목척도 기호도 검사(9점: 대단히 좋다, 1점: 대단히 싫다)
본 발명에 의한 천연칼슘 음료의 체내 흡수율을 조사한 바 우골칼슘 약 37%, 난각칼슘 약 41%, 유청칼슘 약 53%, 해조칼슘 약 49%인 것으로 확인되었다.
본 발명의 천연칼슘소재로서 유청칼슘, 해조칼슘, 난각칼슘을 수용화 시킬수 있는 유기산 소재는 구연산, 사과산, 비타민C, 개미산 및 젖산이 우수하였다. 이들을 원료로 하여 비타민 D3,CPP 설탕, 액상과당을 첨가하여 수용성 칼슘음료를 제조한 후 관능 검사한 바 기호성과 체내흡수율이 37~53%로 우수한 칼슘음료임을 알 수 있다.
Claims (2)
- 정제수 대비 유청칼슘, 해조칼슘 또는 난각칼슘 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 천연칼슘 2.5~3.1중량%, 구연산, 사과산, 아스콜빈산, 젖산 또는 개미산중에서 선택된 적어도 하나 이상의 유기산 2.5~5.0중량%, 비타민 D30.25~0.4 중량%, 카세인포스포펩티드 0.1~0.5중량%, 설탕 10중량%, 액상과당 10중량%를 함유한 것을 특징으로 하는 수용성 천연칼슘음료.
- 정제수 대비 유청칼슘, 해조칼슘 또는 난각칼슘 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 천연칼슘 2.5~3.1중량%과 구연산, 사과산, 아스콜빈산, 젖산 또는 개미산 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 유기산 2.5~5중량%를 pH 2.5~4.5에서 탁도 0.30(660㎚) 이하 될 때까지 교반한 후 비타민 D30.25~0.4중량%, 카세인포스포펩티드 0.1~0.5중량%, 설탕 10중량%, 액상과당 10중량%를 첨가하는 것을 특징으로 하는 수용성 천연칼슘음료의 제조방법.
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