KR100499703B1 - 생강추출액을 함유하는 기능성 음료 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 생강에서 추출물을 추출하는 방법 및 이를 이용한 기능성 음료의 제조방법에 관한 것으로, 매운맛, 쓴맛 등 특유의 자극적인 맛이 감소된 생강추출물의 추출방법과 이를 이용한 기능성 음료를 제공하는 뛰어난 효과가 있다.
Description
본 발명은 생강의 가공방법 및 이를 통하여 처리된 함유하는 기능성 음료의 제조방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 생강에서 추출물을 추출하는 방법 및 이를 이용한 기능성 음료의 제조방법에 관한 것이다.
생강(生薑)은 특유의 향기와 매운맛 때문에 가정에서 식품원료인 향신료로 사용되어 왔으며, 한약재의 원료로는 다양한 활성 때문에 모든 한방 처방에 많이 사용되고 있다. 한약재의 원료로는 사용방법이 다양하며, 수확한 근경을 생강이라고 하며 생강의 근강을 찌거나 삶아서 건조한 것을 건강(乾薑)이라 하고 또 불에 구워 말린 것을 흑강이라 칭한다.
생강과 건강의 기능은 다르며 그 기능을 요약하면 아래와 같다. 생강은 소화액을 분비하여 식욕을 증진시키고 위장의 운동을 촉진하고 소화흡수를 도와주며, 또한 담을 없애고 기를 내리며 구토를 그치게 하고 풍한과 종기를 제거함과 동시에 천식에 사용된다(신민교. 임상본초학, 서울, 영림사. 293-296 (1997); 이상인. 본초학, 서울, 수서원. 203-204 (1981).). 또한 발한 해열약, 혈행장애, 감기풍한 등에 이용되고 있으며 방향신미 성분은 혈액순환과 체온을 증가시키며, 민간요법으로 감기와 기침을 치료하기 위해 생강즙에 꿀을 혼합하여 복용한다. 반면에 건강은 신진대사 기능이 저하되었을 때 이용되며 기침, 현기증, 손발이 찬 경우, 요통, 설사, 구토 등의 치료제로 활용된다. 또한 구풍, 소화제로서 심기를 통하고 양을 돋우며 오장육부의 냉을 제거하는데 사용된다(王筠默, 王恒芬. 신농본초경, 중국, (출판불명). 363-365 (년도불명); 보건신문사 출판국 역. 중약 본초학. 서울, 보건신문사. 376-378 (1998).).
그러나 상기와 같이 유용한 기능을 많이 가지는 생강 및 건강은 매운맛, 쓴맛 등의 특유의 자극적인 맛으로 인해 식품에 직접 첨가하거나 착즙하여 첨가할 경우, 그 첨가량이 제한되는 문제가 있었다.
또한 상기의 문제로 인하여 생강 또는 건강을 함유하는 기능성 음료의 개발이 적극적으로 이루어지지 못하였다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 생강으로부터 추출된 추출액으로서 생강 고유의 효능은 지니고 있으나 매운맛, 쓴맛 등 특유의 자극적인 맛이 줄어드는 추출방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 매운맛, 쓴맛 등 특유의 자극적인 맛이 줄어든 생강추출물을 다량 함유하는 기능성 음료를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 본 발명의 목적은, 생강을 파쇄하는 단계; 정제수를 생강의 5배 중량 첨가하여, 96~100℃의 온도로 3시간 동안 추출하는 단계; 전분 분해효소를 0.02 중량% 첨가하여 50~60℃의 온도로 2시간 동안 효소반응시키는 단계; 및 감압농축기를 이용하여 가용성 고형분이 60 Brix° 되게 농축하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 생강추출물의 제조방법을 통해 달성된다.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 상기의 방법에 의하여 제조된 60 Brix°의 생강농축액 1.825 중량%에 말티톨 17.0 중량%, 구연산 0.06 중량%, 비타민 C 0.02 중량%, 스테비오사이드 0.001 중량%, 생강향 0.11 중량%, 정제수 80.984 중량%를 함유하는 생강추출물 함유 기능성 음료를 통해 달성된다.
한편, 상기 생강추출물 함유 기능성 음료에, 음료 100 중량부를 기준으로 탄산가스를 0.63 중량부 첨가하는 것이 좋다.
이하, 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명한다.
생강과 건강의 물추출물을 대상으로 하여 혈압과 국소뇌혈류량의 변화를 조사하였다. 그 결과 혈압에 큰 영향을 미치지 않는 농도에서 생강이 혈관질환의 예방에 더 효과가 있다는 것을 발견하고 최종 재료로 생강을 채택하였다. 그리고 매운맛 쓴맛 등 생강특유의 자극적인 맛이 나지 않는 추출방법 및 상기 추출물을 함유한 음료를 제조하였다.
먼저, 생강추출물의 추출방법에 대해 설명한다.
생강의 추출은 생강을 파쇄한 다음 생강의 5배량 정제수를 첨가하고 96~100℃의 온도로 3시간 동안 추출하고, 생강전분을 제거하기 위하여 생강 추출액을 전분 분해효소 0.02% 첨가하여 50~60℃의 온도로 2시간 동안 효소반응시킨다, 한편 효소반응을 하기 전과 후에 있어 여과를 수행하는 공정을 포함하면 더욱 바람직스럽다.
상기 효소반응 단계 후, 농축기를 이용하여 가용성 고형분이 60Brix°가 되도록 농축하는 공정을 수행한다.
생강을 생강 중량 대비 5배 정제수로 추출한 결과 0.35Brix°의 가용성 고형분 농도를 나타낸다. 한편, 추출물은 매운맛과 자극성을 나타내는데 이러한 성분은 특유의 매운맛을 내는 성분으로 쇼가올(shogaol), 진저롤(gingerol), 진저론(gingerone) 등의 바닐릴 케톤류(vanillyl ketones)로 알려져 있다.
반면 생강 자체를 직접 마쇄하여 착즙하여 고형분 함량을 측정한 결과는 3.65Brix°이었다. 추출의 방법으로 얻어진 가용성 고형분의 농도는 착즙의 방법으로 얻어진 고형분의 9.58%에 해당하였다.
추출액을 농축하여 원료화 할 수 있도록 60Brix°로 진공 감압 농축하였고, 이는 생강의 농도를 조절하기에 적합한 형태였다. 특히 농축액을 이용할 경우 강한 매운맛과 냄새 등이 완화된 결과, 통상적으로는 맵고 자극적인 맛 때문에 첨가할 수 없는, 생강 착즙액 대비 30% 정도의 고형분 양까지도 농축액 상으로는 첨가시킬 수 있었다. 즉, 생강고형분을 많이 함유하면 할수록 생강고유의 활성효과를 증대시킬 수 있는데 기존의 착즙방식으로 얻어진 고형분은 생강특유의 맵고 자극적인 맛 때문에, 9 중량% 이상 첨가시킬 수가 없었으나, 본 발명의 열수추출 및 농축과정을 통해 얻어진 생강고형분은 생강 고유의 활성은 유지하되, 맵고 자극적인 맛이 사라져, 착즙방식의 형태로 얻어질 수 착즙액 30 중량% 정도를 농축액의 형태로 첨가할 수 있다.
다음으로 생강추출물 함유 음료의 제조방법에 설명한다.
생강 추출액을 이용한 음료는 추출액을 기본으로 하고 적절한 배합비에 의하여 감미료 및 산미료, 향료 등을 첨가하고 배합 공정을 거친 다음 brix°, 산도, pH의 규격검사를 하고 180 ml 병에 충전을 한 다음 95℃이상의 수조에서 30분 동안 가열 살균하고 냉각하여 제품화하였다.
생강의 5배 추출액과 농축액을 이용한 음료화 실험결과, 추출액을 이용한 제품의 경우, 생강 함량이 9.58% 함량일 때 생강의 맛과 향이 매우 강하였다. 따라서 농축액을 이용한 음료 제조실험은 생강의 함유량을 가능한 다량 함유시킬 수 있으며 착즙액을 기준으로 30중량%에 해당하는 양만큼 높게 함유시켜도 음용하기에 거부감이 없도록 개발하였다. 그결과, 생강착즙액 30 중량%에 해당하는 60 Birx°의 생강 농축액양으로 1.825 중량%의 60 Brix°생강농축액을 준비하고, 여기에 말티톨 17.0 중량%, 구연산 0.06 중량%, 비타민 C 0.02 중량%, 스테비오사이드 0.001 중량%, 생강향 0.11 중량%, 정제수 80.984 중량%를 첨가한 생강추출물 함유 기능성 음료를 제조하였다. 특히, 당뇨병을 위한 조성 및 저칼로리 감미료로 말티톨 시럽(maltitol sylup)을 사용하였으며 칼로리가 전혀없는 설탕과 유사한 감미를 가지는 슈크랄로스 적용하여 기능성을 더욱 강화하였다.
이하, 본 발명의 구성을 하기 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하지만 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실험예 1: 생강추출액 및 건강추출액의 혈압 및 국소뇌혈류량에 미치는 효과 조사
생강은 전라북도 생강농업협동조합에서 수확한 것으로 생강에 묻어 있는 토양을 제거하고 세척한 다음 동결시켜 보관하며 실험에 사용하였다.
검액조제와 약물투여는 다음과 같이 하였다.
생강 또는 건강 50g을 각각 2,000ml 환저 플라스크에 증류수 1,000ml과 함께 넣은 다음 120분간 가열하여 얻은 전탕액을 여과지로 여과한 다음, 원심분리(3,000rpm, 30분)하고, 회전진공증발기(rotary vaccum evaporator)로 감압 농축하여 50ml의 농축액을 만들었다. 이 농축액은 1g/1ml로써 간주하고, 농도는 0.01mg, 0.1mg, 1mg, 10mg을 흰쥐에 30분 간격으로 정맥주사하였다.
흰쥐의 혈압 및 뇌혈류량 측정은 전 등의 방법(Chen ST, Hsu CY, Hogan EL, Maricque H, Balentine JD, A model of focal ischemic stroke in the rat : Reproducible extensive cortical infraction. Storke 17(4), 738-743, (1986); Bederson JB, et al, Rat middle cerebral artery occlusion : Evolution of the model and development of a neurologic examination. Stroke 17(3), 472 - 467, (1986)) 준하여 측정하였다. 흰쥐를 우레탄(urethane; 75mg/kg, i.p.)으로 마취시키고 체온을 37-38℃로 유지할수 있도록 열판(heat pad) 위에 앙와위로 고정하였다. 전신 혈압 변동을 관찰하기 위하여 실험동물의 대퇴동맥에 삽입된 폴리에틸렌 튜브(polyethylene tube)에 연결된 압력 유도기(pressure transducer; Grass, USA)를 통하여 혈압을 맥랩(MacLab; MacLab/8e, AD instruments, England)과 매킨토시 컴퓨터(Macintosh computer; Power Macintosh 6100/66)로 구성된 데이터 획득 시스템(data acquisition system)에 기록하였고, 뇌혈류량은 흰쥐를 스테레오탁틱 프레임(stereotactic frame)에 고정시키고 정중선을 따라 두피를 절개하여 두정골을 노출시킨 후 브레그마(bregma)의 4-6mm 측방, -2-1mm 전방에 직경 5-6mm의 크래니오토미(craniotomy)를 실시하였다. 이때 두개골의 두께를 최대한 얇게 남겨 경막외 출혈을 방지토록 하였다. 레이저-도플러 플로우미터(Laser-Doppler flowmeter; Transonic Instrument, USA)용 바늘 탐침(needle probe; 직경 0.8mm)을 대뇌(두개엽)피질 표면에 수직에 되도록 스테레오탁틱 마이크로마니풀레이터(stereotactic micromanipulator)를 사용하여 뇌연막동맥에 조심스럽게 근접시켰다. 일정시간 동안 안정시킨 후 실험 프로코톨(protocol)에 따라 국소뇌혈류량(regional cerebral blood flow, rCBF)를 측정하였다.
백서(白鼠)의 혈압에 미치는 생강의 효과를 관찰하기 위하여 생강 물추출물을 0.01, 0.1, 1.0, 10.0 ㎎/㎖/㎏의 농도별로 정맥에 투여한 실험구는 대조군에 비해 생강물추출물 투여군에서는 유의한 혈압의 변화를 관찰할 수 없었다(도 1).
백서의 국소뇌혈류량에 미치는 생강 물추출물의 효과를 관찰하기 위하여 생강 물추출물을 0.01, 0.1, 1.0, 10.0 ㎎/㎖/㎏의 농도별로 정맥에 투여한 실험구는 정상 백서의 국소뇌혈류량을 100%라고 하였을 때, 생강을 각각 0.1, 1.0, 10.0㎎/㎖/㎏을 투여하였을 때 각각 105.89±0.03, 121.21±0.04, 126.24±0.07%로 유의한 증가를 나타냈다(도 2).
백서의 혈압에 미치는 건강 물추출물의 효과를 관찰하기 위하여 건강 물추출물을 0.01, 0.1, 1.0, 10.0 ㎎/㎖/㎏의 농도별로 정맥에 투여한 실험구는 대조군에 비해 건강 물추출물 투여군에서는 유의한 혈압의 변화를 관찰할 수 없었으나 혈압을 떨어뜨리는 경향을 나타냈다(도 3).
백서의 국소뇌혈류량에 미치는 건강의 효과를 관찰하기 위하여 생강을 0.01, 0.1, 1.0, 10.0 ㎎/㎖/㎏의 농도별로 정맥에 투여한 실험구는 대조군에 비교하여 건강 투여군에서는 유의한 국소뇌혈류량의 변화를 관찰할 수 없었다(도 4).
이상의 결과를 종합해 볼 때, 혈압에 큰 영향을 미치지 않는 농도에서 생강이 혈관질환의 예방에 더 효과가 있는 것으로 증명됐다.
이러한 결과는 마루타 등(Mutata, P., Kase, Y., Ishige, A., Sasaki, H., Kurosawa, S. and Nakamura, T. The herbal mdicine Dai-kenchu-to and one of its active components [6]-shogaol increase intestinal blood flow in rats. Life Science 70, 2061-2070 (2002))이 보고한 [6]-shogaol이 장내 혈류를 촉진시킨 결과와 유사하며, 생강의 방향성 성분이 혈류를 촉진하는 것으로 추정된다.
따라서 생강과 건강 중 생강을 이용하여 음료제조에 대한 조성물 실험을 수행하였다.
실시예 1: 생강추출액의 추출 및 농축
생강의 추출은 생강을 파쇄한 다음 생강의 5배량되는 정제수를 첨가하고 98℃로 3시간 동안 추출하였다. 추출액은 여과포로 여과하고 생강전분을 제거하기 위하여 아밀레이스를 0.02 중량% 첨가하여 55℃의 온도로 2시간 동안 효소반응 시켰다. 그 후 정치한 다음 1.0㎛ 유리 마이크로섬유 필터(glass microfibre filters; Whatman GF/A)로 여과하여, 추출액으로 사용하거나 농축액 제조에 이용하였다. 감압농축기를 이용하여 가용성 고형분이 60(Brix°) 되도록 농축하였다.
표 1은 추출액과 농축액의 농도 차이 및 그 환산수치 그리고 기호성을 나타낸다.
| 구 분 | Brix° | 100%착즙액에 대한 비율(%) | 매운맛 | 쓴맛 | 냄새 |
| 착 즙 액 | 3.65 | 100 | ◎ | ◎ | ◎ |
| 추 출 액 | 0.35 | 9.58 | ◎ | ○ | ○ |
| 농 축 액 | 60.0 | 1,643 | ◎ | ◎ | ○ |
| 농축액 환원 | 3.65 | 100 | ○ | ○ | △ |
| 1.09 | 30 | △ | △ | △ | |
| 0.73 | 20 | △ | □ | □ | |
| 0.36 | 10 | □ | □ | □ |
◎:매우강함, ○:약간강함, △:적당, □:약함
그 결과 농축액을 이용할 경우 강한 매운맛과 냄새등이 완화되었음을 확인할 수 있었다. 따라서 음료제품화에는 생강추출액을 농축하였으며, 기호성을 중심으로 생강 특유의 맛과 향을 조화시키고자 조성물에 대한 배합시험을 실시하였다.
실시예 2: 생강추출물을 함유하는 음료의 제조
생강 추출액을 이용한 음료는 추출액을 기본으로 하고 적절한 배합비에 의하여 감미료 및 산미료, 향료등을 첨가하고 배합 공정을 거친 다음 brix°, 산도, pH의 규격검사를 하고 180 ml 병에 충전을 한 다음 95℃이상의 수조에서 30분 동안 가열 살균하고 냉각하여 제품화하였다.
제품 규격검사는 다음과 같이 수행하였다.
총산도는 제조한 음료10g에 증류수 25ml를 가한다음 0.1N NaOH용액으로 pH 8.2가 될 때까지 적정하여 소비된 0.1N NaOH의 소비량을 구하여 구연산으로 환산하였으며, 가용성 고형분 Brix°는 디지털당도계(Refractometer RX-5000, Aatgo CO, Japan)로 측정하였다.
생강의 5배 추출액과 농축액을 이용한 음료화 실험은 표 1과 같은 결과에 의하여 각각 구분하여 제품화를 하였는데 추출액을 이용한 제품의 경우 생강 함량 9.58%의 함량일 때 생강의 맛과 향이 매우 강하였다.
농축액을 이용한 음료 제조실험은 생강의 함유량을 가능한 다량 함유시킬 수 있으며 생강착즙액의 30 중량%에 대응하는 농도까지 높게 함유시켜도 음용하기에 거부감이 없도록 개발하였다. 생강착즙액의 30 중량%에 대응하는 60Brix°의 생강농축액 및 기타 식품첨가제의 배합비는 표 2와 같았다.
| 원료명＼함량 | % | 비 고 |
| 생강농축액 | 1.825 | 60Brix° |
| 말티톨 | 17.0 | |
| 구연산 | 0.06 | |
| 비타민 C | 0.02 | |
| 스테비오사이드 | 0.001 | |
| 생강향 | 0.11 | |
| 정제수 | 80.984 |
한편, 상기의 배합비를 이용하여 제품의 청량감을 높이기 위한 방법으로 탄산가스를 0.63%를 함유시킬 수 있는 방법으로 기호성을 더욱 높일 수 있는 음료로 개발할 수 있었다.
이상, 상기 설명한 바와 같이 본 발명은 매운맛, 쓴맛등의 특유의 자극적인 맛이 상당히 감소된 생강추출물의 추출방법과 이를 이용한 기능성 음료를 제공하므로, 식품산업상 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 생강 물추출물이 혈압에 미치는 영향을 보여주는 그래프이다.
도 2는 생강 물추출물이 뇌혈류량에 미치는 영향을 보여주는 그래프이다.
도 3은 건강 물추출물이 혈압에 미치는 영향을 보여주는 그래프이다.
도 4는 건강 물추출물이 뇌혈류량에 미치는 영향을 보여주는 그래프이다.
Claims (3)
- 생강을 파쇄한 후, 정제수를 생강의 5배 중량 첨가하여 96～100℃의 온도로 3시간 동안 추출하고, 전분분해효소를 0.02 중량% 첨가하여 50～60℃의 온도로 효소반응시킨 다음, 감압농축기를 이용하여 가용성 고형분이 60 Brix° 되게 농축한 생강농축액 1. 825 중량%에 말티톨 17.0 중량%, 구연산 0.06 중량%, 비타민 C 0.02 중량%, 스테비오사이드 0.001 중량%, 생강향 0.11 중량%, 정제수 80.984 중량%를 첨가하여 생강추출물 함유 기능성 음료를 제조한 후, 상기 음료에 추가로 음료 100 중량부를 기준으로 탄산가스 0.63 중량부를 첨가하여 제조됨을 특징으로 하는 생강추출물 함유 기능성 음료.
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