KR100516890B1 - 가시오갈피 추출물이 코팅된 기능성 쌀 - Google Patents

가시오갈피 추출물이 코팅된 기능성 쌀 Download PDF

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KR100516890B1 KR10-2003-0011818A KR20030011818A KR100516890B1 KR 100516890 B1 KR100516890 B1 KR 100516890B1 KR 20030011818 A KR20030011818 A KR 20030011818A KR 100516890 B1 KR100516890 B1 KR 100516890B1
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Abstract

본 발명은 쌀과, 상기 쌀의 외피에 코팅되며 가시오갈피 추출물을 함유하는 외피 코팅층을 포함하는 가시오갈피 추출물이 코팅된 기능성 쌀을 개시한다.
또한 본 발명은 세절된 가시오갈피 줄기 또는 잎을 에탄올로 50∼80℃로 추출하고 여과한 것을 8∼12 Brix로 농축하는 단계; 및 상기 농축액을 쌀의 중량대비 0.01∼2중량%가 되도록 쌀의 외피에 코팅하고 건조하는 단계를 포함하는 가시오갈피 추출물이 코팅된 기능성 쌀의 제조방법을 개시한다.
상기 구성에 의한 가시오갈피 코팅쌀은 간기능 활성 등이 우수하며, 취반 전 외관품질 및 취반 후의 보존기간에 따른 색도변화와 구수한 맛의 변화가 거의 없어 보존기간이 연장되는 효과가 있다.

Description

가시오갈피 추출물이 코팅된 기능성 쌀{Funtional Rice Coated with Acanthopanax Senticosus Extracts}
본 발명은 기능성 쌀로서 보다 상세하게는 가시오갈피 추출물이 코팅된 기능성 쌀 및 그 제조방법에 관한 것이다.
'80년대 이후 산업화 발달에 의한 고도성장으로 국민소득이 향상되고 식생활 문화가 선진국화 되었으나, 식생활 변화 및 환경오염에 의한 각종 성인병 발생이 급격히 증가되고 있는 추세이며, 건강유지의 일환으로 약리효과가 높은 산약초류를 찾는 사람이 점차 늘고 있다.
그 중 많은 사람들이 선호하는 산 약초중의 하나인 가시오갈피는 러시아의 사할린 및 동시베리아의 아무르가 유역, 중국의 흑룡강성 등 중국 동북부 지역, 그리고 일본의 북해도 동북부 지방에 분포하는 것으로 알려져 있다. 우리나라는 지리산, 설악산, 오대산, 덕유산, 대관령부근의 고산지대와 백두산 일원에 자생하는 세계적으로 희귀한 식물로 신농본초경과 본초강목 등에 의하면 강장, 강정, 신경통, 중풍, 당뇨 등에 효과가 있는 것으로 나타나 있으며, 동의보감에서는 성분이 따뜻하고 독이 없으며 약리적인 효과에서는 인삼에 버금간다고 알려져 있다.
러시아에서는 1960년부터 Brekman과 Dardymov의 주도아래 인삼에 대처할 만한 물질을 지닌 식물을 찾던 중 가시오갈피의 근피와 수피에서 Eleutheroside B, E등의 탁월한 약리학적 성분을 검출하였다. 이 물질은 러시아에서 운동선수들의 근육강화, 지구력향상, 피로회복 등의 목적으로 복용되면서부터 건강식품으로 각광을 받아 왔으며 일명 시베리아 인삼이라고 불리워지고 있다. Brekman과 Ovodov등에 의해 러시아산 가시오갈피에서 분리한 Eleutheroside 류가 항피로작용과 항스트레스 작용을 갖고 있음이 과학적으로 입증된 이후로 생체기관의 기능증대, 중추신경 흥분작용, 근육운동 촉진작용, 대사 촉진작용, 동맥 혈압의 정상화, 항염작용, 항암작용, 항 당뇨작용, 해독작용, 항류마티스작용, 수명연장효과, 단백 동화작용 등 다양한 생리적 작용에 관하여 보고되고 있다. 이와 같이 가시오갈피의 약리적 효과가 탁월하게 인정되어 건강음료 및 약제로 개발되고 있어 그 수효는 증가 추세에 있다.
한편 쌀은 우리 조상대대로 이어온 주식으로서 우리나라 식생활의 근본을 이루며 우리의 식문화를 형성하여 왔다. 쌀의 자급자족이 어려웠던 과거에는 쌀의 증산이 농업의 중요한 과제이었으며 다수확 품종을 개발, 재배기술의 발전 등 쌀의 증산 정책에 부단한 노력을 기울여 왔다. 이와 동시에 부족한 쌀을 보충하기 위하여 한때에는 밀분식, 혼식을 적극 권장하는 등 절미 운동과 더불어 쌀에 대한 영양학적 연구 부족이 가세하여 한때는 밀의 영양을 강조하기도 하여 쌀의 영양과 건강에 대한 올바른 정보가 제공되지 못하였고 쌀의 영양에 대한 그릇된 인식이 확산되어 왔다. 그 후 지속적인 쌀 홍보와 품종개량 및 재배기술 발전으로 80년대 이후에는 쌀의 자급을 이루었으며, 2001년에는 3,830만석을 생산하기까지 하였다. 하지만 이처럼 공급은 계속 증가하는데 반해 수요는 매년 감소하고 있어 지난 70년 136.4kg으로 정점에 달했던 1인당 소비량은 90년대 119.6kg, 2000년에는 93.6kg으로 감소하였고, 2001년에는 88.9kg으로 급속히 감소하였다. 이러한 쌀소비량의 감소는 우리의 식생활에서 주식보다 부식의 량이 증가한 것도 하나의 원인으로 들 수 있으나 무엇보다 특히 젊은이들의 식생활양식이 서구화되면서 주식이 밥에서 햄버거, 피자, 프라이드치킨 등의 패스트푸드로 그 선호도가 전환된 것이 매우 큰 원인으로 들 수 있다. 이처럼 소비의 감소는 공급의 증가에 따른 재고의 증가로 이어져 지난 95년 457만석이던 재고는 98년 559만석, 2000년 749만석으로 증가하였으며 2001년에는 적정수준을 넘어선 989만석, 2002년에는 1,318만석에 이르고 있다.
이러한 재고의 증가는 막대한 관리비용이 드는 것은 물론 수급에 부담으로 작용하여 쌀값 하락을 초래하고 있다. 농민들이 큰 어려움을 겪고 있는 것이 풍년의 영향도 있지만 적정수준을 넘어선 과잉재고와 이에 따른 시장불안이 원인이었던 것으로 분석된다. 이러한 쌀은 우리 농가의 소득과 농업소득에서 차지하고 있는 비중이 농가소득의 25%, 농업소득의 52%로 주 소득원이 되고 있어 쌀 가격의 하락은 농가소득의 감소와 경영불안으로 이어지므로 이에 대한 대비가 시급한 실정이다. 또한 이러한 생산의 증가에 따른 재고로 인한 쌀 값하락외에도 UR협상의 결과에 따라 매년 최소시장접근 물량을 의무적으로 수입하고 있어 우리의 쌀 농업은 WTO 개방 경제체제 무한 경쟁의 시대를 맞아 생존과 지속적인 발전을 위한 품질향상, 생산비 절감, 다양한 가공식품 개발로 쌀 소비촉진 등을 다양한 전략을 통한 농가단위 경쟁력 제고가 시급한 실정이다.
이에 대응하기 위해 다양한 쌀 소비대책이 요구되고 있는데, 특히 2004년에 완전개방되는 쌀 시장에 국내농가나 관련업체가 생존하기 위해서는 수입쌀과의 차별화가 필요하며 그 차별화 방안으로 기능성 쌀 개발이 대두되고 있다. 이런 기능성 쌀의 등장은 주식으로서의 쌀에 대한 관심이 "양"에서 "질"로 변화하면서부터 "배불리"먹는 시대가 가고 건강을 생각하면서 "맛있게" 먹는 시대로 바뀌고 있으며 2001년도부터 기능성 쌀 시장이 형성되기 시작해 2003년을 기점으로 성장이 빨라지고 있어 국내 양곡시장의 1% 이상을 차지하고 있는 것으로 조사되고 있다. 현재 시판되고 있는 기능성 쌀로는 친환경조건에서 재배한 유기농쌀, 당뇨환자쌀, 이온쌀, 무세미쌀, DHA쌀, 인삼쌀, 키토산쌀, 게르마늄쌀, 영지버섯균배양쌀, 동충하초쌀, 홍버섯쌀 등이 있다.
이에 본 발명은 쌀의 수요를 증가시키기 위한 일환으로 제공되는 것이며, 본 발명의 목적은 가시오갈피가 지니는 기능성을 그대로 유지하면서, 쌀의 외관품질, 취반 후의 관능성 및 보존 기간이 연장된 기능성 쌀을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 기능성을 구비하며, 관능성 및 취반 후의 보존 기간이 연장된 가시오갈피 추출물 코팅 기능성 쌀의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명은 쌀과, 상기 쌀의 외피에 코팅되며 가시오갈피 추출물을 함유하는 외피 코팅층을 포함하는 가시오갈피 추출물이 코팅된 기능성 쌀을 제공한다.
또한 본 발명은 세절된 가시오갈피 줄기 또는 잎을 에탄올로 50∼80℃로 추출하고 여과한 것을 8∼12 Brix로 농축하는 단계; 및 상기 농축액을 쌀의 중량대비 0.01∼2중량%가 되도록 쌀의 외피에 코팅하고 건조하는 단계를 포함하는 가시오갈피 추출물이 코팅된 기능성 쌀의 제조방법을 제공한다.
이하 본 발명의 내용을 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 사용가능한 쌀은 주식 또는 주식과 혼식이 가능한 곡류로서 일반인에게 취반 섭식이 가능한 것인 한 특별한 종류로 한정을 요하는 것은 아니다. 이러한 쌀의 예로는 백미, 현미, 오분도미, 백미찹쌀, 현미찹쌀, 흑미의 군에서 선택되어진 1종 또는 2종 이상의 혼합미가 있다.
가시오갈피 추출물에 사용되는 가시오갈피는 자연에서 채취한 것이거나, 시판되는 것 중 줄기 또는 잎을 단독 또는 혼합한 것이 이용될 수 있다.
가시오갈피 추출물은 에탄올(또는 주정)을 이용하여 바람직하게는 50∼80℃, 보다 바람직하게는 70℃로 추출하고, 여과한 것을 8∼12 Brix, 보다 바람직하게는 10 Brix 농축액의 형태로 이용된다.
또한 가시오갈피 추출액은 소정의 부재료를 이용한 추출액을 더 포함할 수 있다. 부재료는 관능성과 기능성의 측면을 고려하여 선택된다. 이러한 부재료의 예로서 본 발명의 바람직한 실시예에서는 둥글레 추출액이 소정비율로 포함된 예가 개시되어 있다. 둥글레 추출액은 둥글레 잎을 5∼20분, 바람직하게는 10분간 볶아, 80∼95℃, 바람직하게는 85℃의 물로 1시간 이상, 바람직하게는 3시간이상 추출하고 여과한 것을 5∼7Brix, 바람직하게는 6.1Brix로 농축한 것이 좋다.
부재료가 더 혼합되는 경우 가시오갈피 추출액과 둥글레 추출액의 조성비는 특별한 한정을 요하지는 아니하나, 관능적인 측면을 고려할 때, 바람직하게는 1:9∼9:1의 비, 보다 바람직하게는 3:7∼7:3의 비로 혼합하는 것이 좋다.
상기 농축액은 공지의 코팅기, 예를 들면 회전코팅팬을 이용하거나, 국내특허공보 제2000-0071982호에 개시된 바와 같은 분무형 코팅장치를 이용하여 쌀에 코팅처리되거나 또는 스크류 코팅처리된다. 이러한 코팅과정은 1회 또는 기능성 또는 관능적 품질에 영향을 주지 않는 한 2회 이상 수행되어도 좋다.
코팅시 온도는 특별한 한정을 요하는 것은 아니나, 바람직하게는 5∼40℃의 온도범위에서 수행함이 좋고, 코팅시 가시오갈피 추출물의 함량은 쌀의 중량대비 0.01∼2중량% 정도가 바람직하다.
상기 코팅처리된 쌀을 대상으로 기능성 및 관능적 특성을 측정한 결과 기능성에서는 간기능 개선, 혈압강하 및 혈당강하 활성이 우수하였고, 관능적 특성에서는 외관 품질과 특히 취반 후의 보존기능이 개선되어졌음을 확인할 수 있었다. 또한 취반 후에는 미네랄의 함량이 증가하는 것이 관찰되어졌다.
코팅쌀의 취반 전 외관관능 검사 결과는 백도를 대상으로 한 결과 쌀을 씻은 후 가시오갈피를 코팅처리한 쌀이 우수한 것으로 나타났으며, 윤기의 경우에는 코팅쌀이 원곡에 비해 다소 낮은 것으로 나타났으나 큰 차이는 없었고, 모양은 원곡과 코팅쌀 모두 같은 기호도로 나타났다.
취반 후의 보존 특성에 있어서도 취반 후 보존기간에 따른 색도의 변화는 L값(명도)은 원곡과 코팅쌀 모두 큰 차이를 나타내지 않은 반면, b값(황색도)은 원곡에서 서서히 높아지는 경향이었으나 코팅쌀에서는 변화가 없는 것으로 나타나 보존기간이 향상됨을 알 수 있었다. 한편 향취 조사에서는 구수한 맛의 경우 원곡취반에서 시간이 경과함에 따라 향취가 감소하는 반면, 코팅쌀에서는 취반 6시간까지도 구수한 맛이 거의 변화하지 않았다. 또한 이취 조사에서는 원곡이 취반 후 6시간에 20정도로 이취가 발생되었으나, 코팅쌀은 이취가 발생되지 않는 것으로 나타났다.
이하 본 발명의 내용을 구체적인 실시예를 통해 보다 상세히 설명하기로 한다. 다만 이하의 실시예는 가시오갈피 추출물과 둥글레 추출물의 혼합코팅액을 사용한 예로 개시되어 있지만 이는 관능적 특성을 보다 개선하기 위한 것일 뿐 가시오갈피 추출물 단독으로 적용하는 경우도 당연히 본 발명의 권리범위에 포함된다.
따라서 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예에 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 아니된다.
<실시예 1>
1. 실험과정
(1) 실험재료
본 실험에 사용된 가시오갈피와 오대미는 철원군에서 2002년 구입한 것으로 저장고에 보관하면서 시료로 사용하였다.
(2) 일반 성분분석
일반성분은 AOAC법에 따라 수분, 조단백질, 조지방, 조회분, 조섬유를 정량하였다.
1) 수분: 105℃건조에 의한 중량 감모율을 백분율로 표시
2) 조단백질: 켈달 분해장치로 분해하여 질소 자동 분석기(Kjetec Auto 2300, 포스 코리아, 스웨덴)로 정량
3) 조지방: 시료 2∼3g을 원통 여지에 넣고 조지방자동추출장치(Avanti 2050, 포스 코리아, 스웨덴)내에서 1∼2시간 에테르 추출 후 에테르 회수 후 건조 평량
4) 조회분: 시료 10∼20g을 도가니에 평량하여 전기회화로 550℃에서 5∼10시간 작열 회화시켜 정량
5) 조섬유: 파이버텍 시스템(파이버텍-6H, 포스 코리아, 스웨덴)으로 측정
6) 미네랄: H2SO4 : HClO4 : H2O 분해액으로 분해 여과한 후 ICP로 분석
2. 실험결과
본 시험에 사용된 가시오갈피 원시료의 일반성분 및 미네랄을 분석한 결과 표 1에서 보는 바와 같이 조섬유 59.67%로 가장 많은 것으로 나타났으나, 단백질 6.16%, 조지방 0.85%, 칼슘 539.8mg/100g, 마그네슘 78.0mg/100g 조회분 20.97%, 탄수화물 6.32%, 칼륨 11.8mg/100g로 현대인의 식생활에서 부족하기 쉬운 유용한 영양소들이 다량 함유되어 있는 것으로 나타났다.
<표 1> 일반성분 및 미네랄 성분 함량
구 분 수 분(%) 조단백(%) 조지방(%) 조섬유(%) 조회분(%) 미 네 랄(mg/100g)
Fe Ca K Mg P
가시오갈피(줄기) 8.78 6.16 0.85 59.67 4,03 18.9 539.8 294.4 78.0 529.9
<실시예 2> 기능성 검정(간기능 개선)
1. 실험과정
기능성 검정은 항암, 혈당강하, 고혈압 저해, 간 기능 개선, 면역활성을 검정하였다.
(1) 항암 활성
본 실험에 이용된 세포주는 암세포로 인간 간암세포인 Hep3B, 인간 폐암세포인 A549, 인간 유방암세포인 MCF7을 사용하였고 시료 자체의 세포독성을 알아 보기 위한 정상세포로는 인간 정상 간세포인 WRL68을 사용하였다. 실험에 사용된 세포들 중 Hep3B, MCF7, WRL68은 DMEM배지를 A549는 RPMI 1640배지에서 10% 열에 의해 불활성화된 FBS(fetal bovine serum)으로 적응시켜 배양하였다.
(2) 혈당 강하 기능 측정
생체 내에서 혈당 상승의 결정적인 역할을 하는 α-글루코시다제를 이용하여 실험을 수행하였다. 먼저 효소를 10mM PIPES 완충액에 용해시켜 효소액을 제조하고 20mM 말토즈와 각 추출물을 각각 10㎕, 40㎕, 10㎕를 혼합하여 최종 부피를 60㎕로 각 추출물을 농도별로 혼합한 후 37℃에서 20분간 배양하였다. 반응액 60㎕에 1㎖ DNS 시약을 첨가하고 100℃ 물에서 열탕 처리(10분)하여 반응을 정지시킨 후에 540nm에서 흡광도를 측정하여 효소 반응으로 생성된 환원당을 정량하여 각 추출물을 처리하지 않은 대조구와 비교하여 효소활성 저해율을 계산하였다.
(3) 고혈압 저해능 측정
ACE(안지오텐신 전환효소)는 고혈압을 유도하는 효소이므로 이 효소의 억제 활성을 측정하기 위해 ACE 시약을 사용했다. 실험 전에 모든 반응물을 37℃로 유지시켜 놓은 후 37℃ 증류수 10㎖에 ACE 시약 1바이알을 용해시키고 1㎖씩 취하여 에펜도르프 튜브에 넣었다. 각 에펜도르프 튜브에 농도별 추출물과 ACE 칼리브레이터를 100㎕씩 첨가한 후 37℃에서 5분간 반응시켜 340nm에서 흡광도를 측정하여 이것을 초기 A값으로 정하고 다시 5분이 지난 후 측정한 흡광도를 최종 A라 정하였다. 대조구로는 추출물 대신 증류수 100㎕를 첨가한 것으로 하였다. 대조구의 ACE(U/L) 값은 아무 것도 첨가하지 않았을 때의 흡광도 변화를 측정한 것으로 하였으며 ACE의 활성 계산은 다음 공식에 준하여 산출하였다.
ACE (U/L) = (초기 A - 최종 A)시험구 / (초기 A - 최종 A)대조구 ×ACE 시약의 활성 (50U/L)
(4) 간 기능 개선 활성 측정
1) 해독작용 - 글루타티온 에스 트랜스퍼라제 측정
가시오갈피의 해독작용 정도를 측정하기 위하여 간의 중요 해독기전 중의 하나인 GST(글루타티온 에스 트랜스퍼라제)의 활성을 측정하였다. 조제된 반응시약에 대조구로 추출물이 제외된 반응액을 대조구로 하였으며, 각 추출물을 농도별로 첨가하여 37℃에서 5분간 반응시킨 다음 기질로서 1-클로로- 2,4디나이트로 벤젠을 첨가한 후 다시 37℃에서 2분간 반응시켰다.
반응 후 20% TCA를 가하여 반응을 종결시키고 원심분리한 후 상등액을 340nm에서 흡광도를 측정한 뒤 다음과 같이 GST의 비활성과 활성율을 계산하였다.
총 활성(units) = (A340 / 9.6) × 희석배수 × (3ml / 0.1) ×조추출물(㎖)
비활성( units/㎖ 단백질) = 총 활성/총 단백질
활성율 (%) = 비활성시험구/ 비활성대조구 × 100
(5) 면역 활성 측정
면역이란 우리 몸의 내, 외부로부터의 자극 및 손상에 대항하는 방어기작을 총칭한다. 면역활성의 측정은 면역물질의 측정, 면역세포의 생육도 측정 등을 통하여 이루어지는데 면역 세포의 증가 및 감소는 우리 몸 면역계의 이상을 실질적으로 나타내주는 지표라 할 수 있을 것이다. 실험 면역 세포주 Raji(RPM1-1640 medium)을 분주하여 세포 정상 생육기에 도달(7일정도 소요)시킨 후 96-웰플레이트(5×104Cell/㎖로 농도 조절한 배지 100㎕/well)를 37℃에서 5% CO2 상태로 24시간 인큐베이션하고 각 농도로 100㎕의 샘플을 투여한 후 37℃에서 5% CO2 상태로 48시간 인큐베이션한 후 상등액을 제거하고 차가운 10%(w/v) TCA(트리클로로아세트산) 100㎕를 가하여 4℃에서 1시간 동안 방치한 후 증류수로 4∼5회 세척하여 TCA를 제거하고 실온에서 플레이트를 건조한 뒤 각 웰에 1%(v/v) 아세트산에 녹인 0.4%(w/v) SRB 용액을 100㎕씩 첨가하고 상온에서 30분 동안 염색시켰다.
결합되지 않은 SRB 염색액은 1% 아세트산으로 4∼5회 정도 세척, 건조시킨 후에 10mM 트리스 완충액 100㎕를 첨가하여 염색액을 녹여낸 후 540nm에서 마이크로플레이트 리더를 이용하여 흡광도를 측정하였다.
암세포 생육도(%) = test/control × 100
면역세포인 Raji의 생육을 증가시키는 정도를 측정하는 것이므로 세포생육이 증가함에 해당식품이 면역력을 증가시킬 수 있음을 시사한다. 면역 기능 증강 효과는 인간 면역 세포인 B 세포(Raji)를 이용하여 검증하였다. 세포의 생육은 10% FBS를 함유하는 RPMI 1640 배지에서 5% CO2, 37℃에서 배양하였으며, 면역 기능 증강 효과는 SRB 검정법을 사용하여 측정하였다.
2. 실험결과
가시오갈피 잎, 줄기의 기능성을 검정한 결과, 암세포 억제활성은 표 2와 같이 유방암세포에 대해 가장 높은 억제효과를 나타내었으며, 폐암, 간암, 위암세포에도 50%이상의 암세포억제 효과가 있는 것으로 나타났다. 한편 성인병 관련 기능성 결과에서는 모든 검정항목에서 높은 활성을 나타내었다(표 3).
<표 2> 가시오갈피의 암세포 억제 효과 (%/mg/㎖)
구 분 농 도(%) 유방암(MCF-7) 폐 암(A549) 간 암(Hep3B) 위 암(KATOⅢ)
가 시오갈피 잎 1.0 65 63 62 57
줄기 1.0 62 58 60 55
효과기준 50%이상 50%이상 50%이상 50%이상
검정방법 SRB-검정 SRB-검정 SRB-검정 SRB-검정
<표 3> 가시오갈피의 성인병관련 기능성 검정결과 (%/mg/㎖)
구 분 농 도(%) 혈 당강 하 고혈압저해능 간기능개 선 면 역활 성
가시오갈피 잎 1.0 62 66 171 156
줄기 1.0 66 67 169 161
효과기준 50%이상 50%이상 100%이상 100%이상
검정방법 α-글루코시다제 ACE 시스템 GST효소법 SRB-검정
<실시예 3> 코팅쌀의 제조
1. 가시오갈피 코팅액 제조
철원에서 생산된 3년생 가시오갈피 줄기를 수세한 후 건조하여 김의 강원대 논문(김승경, 가시오갈피의 생리, 생태 및 생리활성물질 탐색 연구, 강원대대학원 박사학위 청구논문,1-10.(2002))에 기재된 바와 같이 50%주정으로 70℃, 6시간 추출한 후 여과하여 10 Brix로 농축한 것을 코팅액으로 하였다.
여기에 둥글레잎을 10분간 볶아, 85℃물로 3시간 추출하고 여과한 것을 6.1Brix로 농축한 부재료를 코팅액의 보조성분으로 하였다.
2. 코팅쌀의 제조
가시오갈피 코팅액을 10 Brix로 농축한 것을 회전 코팅 팬(rotary coating pan; 아산 엔지니어링사, 한국)을 이용하여 25℃의 온도에서 쌀 중량 대비 가시오갈피 추출물의 농도가 0.2%가 되도록 쌀에 코팅처리하고 건조시켰다.
<실시예 3> 미질 분석
1. 실험과정
(1) 취반전 특성 : 코팅쌀의 일반성분, 미네랄, 경도, 색도, 아밀로스, 전분함량, 기능성(간기능, 고혈압, 혈당강하), 관능검사를 실시하였다.
1) 일반성분 및 미네랄 : 전처리 분석방법과 동일
2) 경도 및 색도 : 원곡, 가시오갈피 추출액:부재료가 7:3, 5:5, 3:7로 코팅된 쌀의 시료를 경도계(레오미터 콤팩-100, 일본)를 이용하여 측정하였으며, 색도는 색도색차계(JP-7200F, 일본)로 명도(L), 적색도(a), 황색도(b)값을 측정.
3) 아밀로스 함량 : 비색측정법을 이용하여 쌀가루 호화액의 요오드 정색도에 따라 함량을 측정.
4) 전분함량 : 시료를 25%의 HCL 20㎖와 증류수를 넣어 끓는 수욕상에서 3시간 가수분해하여 여과하여 DNS법으로 환원당을 정량.
5) 기능성 검정 : 각 시료들을 기능성 검정방법과 동일하게 고혈압, 간기능개선, 혈당강하효과를 측정.
6) 관능검사 : 시료의 백도, 윤기, 모양을 7점 평가제(아주좋음 : 7, 좋음 : 5, 보통 : 3, 나쁨 : 1)를 이용해 조사.
(2) 취반특성 : 철원 오대미 원곡과 가시오갈피 코팅쌀의 취반시 특성으로 취반가수량, 취반팽창용적율, 요오드정색도, pH, 용출고형분량, 알칼리붕괴도, 상온흡수율 및 가열흡수율, 관능검사를 측정하였다.
1) 취반가수량 : 압력솥과 전기밥솥에 취반용량에 따른 최적 가수량을 조사
2) 취반팽창용적율 : 스테인레스망에 시료 2g을 넣고 100㎖ 메스실린더에 40㎖정도 증류수를 채운 후 쌀부피를 측정 후 95℃로 가열된 수조에 넣고 20분간 가열한 후 취반하여 쌀의 높이로 측정.
3) 요오드정색도 : 테스트 튜브에 백미를 넣고 취반한 후 밥알이 흐르지 않게 취반액을 2회에 걸쳐 필터페이퍼에 붇고 스펙트로 포토메터를 이용하여 640nm에서 투광율을 측정.
4) pH : 상기 2)의 남은 용출액을 이용하여 pH를 측정.
5) 용출고형분량 : 상기 3)에서 여과가 끝난 후 필터페이퍼를 스테릴라이저에 가열건조 시킨 후 고형건조물의 무게를 평량.
6) 알칼리 붕괴도 : KOH 1,2%와 1.4%용액에서 각각 조사.
7) 상온 및 가열 흡수율 : 상온흡수율은 백미 1g을 시험관에 넣고 21℃에서, 가열흡수율은 77℃에서 시료를 침지후 무게를 측정.
8) 관능검사 : 향기, 냄새, 외관, 점도 및 맛을 7점 평가제로 실시.
(3) 취반후 보존기간에 따른 품질 특성 검사 : 취반 직후 상온방치 및 가온(70℃)에서 취반 1시간, 취반 6시간 경과에 따른 수분, 색도, pH, 향취를 조사하였다.
2. 실험결과
(1) 취반전 특성
취반 전 원곡과 배합을 달리한 가시오갈피 코팅쌀의 일반성분 및 미네랄을 분석한 결과는 표 4와 같다. 일반성분의 경우 수분, 조지방, 조회분은 원곡이 다소 높았으나 조섬유, 조단백질의 함량은 차이가 없는 것으로 나타났으며 미네랄함량은 칼륨과 마그네슘이 코팅쌀보다 다소 함량이 높은 것으로 나타났다.
<표 4> 원곡과 코팅쌀의 일반성분 및 미네랄 함량
구 분 수 분(%) 조단백(%) 조지방(%) 조섬유(%) 조회분(%) 미 네 랄(mg/100g)
P K Mg Ca
원 곡 15.26 6.50 0.25 1.22 0.34 48.9 78.6 29.6 30.2
코팅(7:3) 14.47 6.23 0.23 0.20 0.23 44.1 57.5 11.3 26.1
코팅(5:5) 14.43 6.52 0.21 0.21 0.22 45.2 54.8 11.8 28.4
코팅(3:7) 14.64 6.08 0.22 0.22 0.22 48.3 54.7 11.3 31.9
코팅쌀과 원곡의 경도, 색도, 아밀로스 및 전분함량을 비교한 결과 표 5와 같이 경도는 코팅쌀이 다소 약한 것으로 나타났으며, 색도는 코팅쌀이 밝은 색을 보였으며, 아밀로스함량은 코팅쌀이 다소 높았으나 전분함량은 원곡이 높은 것으로 나타났다.
<표 5> 원곡과 코팅쌀의 경도, 색도 아밀로스 및 전분 비교 (%)
구 분 경도(g/cm) 색도 아밀로스 전분
L a b
원 곡 665863.5 68.6 -1.09 14.2 30.27 76.90
코팅(7:3) 593983.9 73.6 -0.54 13.8 32.57 62.24
코팅(5:5) 622602.8 72.1 -0.65 12.9 31.81 71.05
코팅(3:7) 591607.6 73.5 -0.81 13.2 32.04 72.44
가시오갈피 코팅쌀의 기능성을 검정한 결과, 원곡에 비해 가시오갈피 코팅쌀이 글루타티온에스트랜스퍼라제에 의한 간기능 개선효과가 9∼19% 상승되었으며, 안지오텐신 전환효소에 대한 혈압기작 억제효과는 1∼2%, α-글루코시다제의 혈당강하 활성은 4∼5% 증대되어 가시오갈피 코팅쌀을 지속적으로 섭취할 경우 생체활성을 향상시키는 동시에 성인병을 예방하는 효과가 있음을 확인하였다 (표 6).
<표 6> 기능성 검정 결과 (%/mg/ml)
구 분 간기능 고혈압 혈당강하
원 곡 100 10 24
코팅(7:3) 119 11 29
코팅(5:5) 114 12 28
코팅(3:7) 109 12 29
취반 전 가시오갈피 코팅쌀과 철원오대 원곡간의 관능검사를 실시한 결과, 표 7과 같이 취반 후 관능에 영향을 주는 백도의 경우 가시오갈피를 코팅한 쌀이 우수한 것으로 나타났다. 한편 모양의 경우 원곡과 코팅쌀 모두 같은 기호도로 나타나 모양에는 영향을 주지 않는 것으로 나타났다.
<표 7> 취반전 관능검사 결과
구 분 기호도(♩)
백도 윤기 모양
원 곡 3 5 4
코팅(7:3) 4 3.5 4
코팅(5:5) 4.5 3.5 4
코팅(3:7) 4 3.5 4
♩ 1. 아주나쁘다 2. 나쁘다 3. 보통이다 4. 좋다 5. 아주좋다
(2) 취반 후
취반 용량은 취반 가수량과 반비례 한다. 즉, 취반 용량이 많다 하여 취반 가수량이 그만큼 증가하는 것은 아니다. 또한 취반 용량이 적다하여 취반 가수량이 그만큼 적어지는 것은 아니다. 그것은 일정한 수준의 수분함량만 있으면 완전호화가 가능하기 때문이다. 표 8과 같이 코팅쌀의 취반시 최적 가수량은 압력솥의 경우 1인분의 쌀에 대해 가수량이 1.3배, 4인분 및 8인분의 경우 1.1배의 가수량이 필요했으며, 전기밥솥의 경우는 1인분 가수량이 1.5배, 4인분은 1.25배, 8일분은 1,3배의 가수량이 적당한 것으로 나타났다. 압력솥과 전기밥솥의 가수량이 틀린 것은 압력솥은 가압으로 쌀전분이 빨리 호화되기 때문에 가수량이 적은 것으로 나타났다.
<표 8> 취반시 최적 가수량
취반기구 취반가수량
원곡 1인분(120g) 4인분(480g) 8인분(960g)
코팅7:3 코팅5:5 코팅3:7 코팅7:3 코팅5:5 코팅3:7 코팅7:3 코팅5:5 코팅3:7
압 력 솥 1 1.3 1.3 1.3 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1
전기밥솥 1.3∼4 1.5 1.5 1.5 1.25 1.25 1.25 1.3 1.3 1.3
취반팽창용적율은 표 9에 나타난 것과 같이, 원곡에 비해 코팅쌀의 용적율이 다소 떨어지는 경향을 나타내었다. 이는 코팅쌀의 용적율이 원곡보다 낮은 것으로 보아 원곡에 비해 식미가 우수하다는 것을 나타낸다. 요오도정색도 또한 취반액중 용출된 전분의 양과 관계가 있는 것으로 원곡에 비해 코팅쌀이 다소 높아지는 것으로 보여 원곡에 비해 식미가 개선되는 결과로 나타났다. 한편 냉각시킨 취반액의 pH는 쌀에서 용출된 지방산의 함량을 나타내는 것으로 원곡과 코팅쌀처리간의 차이는 없는 것으로 나타났다.
<표 9> 취반시 취반팽창용적율, 요오드정색도 및 pH
구 분 취반팽창용적율(%) 요오드정색도(ppm) pH
원 곡 3.13 2.6167 6.3
코팅(7:3) 2.72 3.8389 6.4
코팅(5:5) 2.79 3.3445 6.2
코팅(3:7) 3.00 3.3767 6.3
가시오갈피 코팅쌀의 취반특성을 조사한 결과(표 10), 80℃에서 3시간 추출한 추출물의 수율과 당도는 원곡이나 가시오갈피 코팅쌀 처리에 차이가 없는 것으로 나타났으나, 알칼리 붕괴도의 경우 가시오갈피 코팅 7:3 처리구가 다른 처리구에 비해 미미한 차이로 퍼짐성도 적고 맑기도 적은 것으로 나타났다.
<표 10> 수율, Brix, 알칼리 붕괴도(ADV)
구 분 수율(%) Brix ADV
퍼짐 맑기
원 곡 0.16 0.4 4.6 4.3
코팅(7:3) 0.17 0.5 4.5 3.9
코팅(5:5) 0.16 0.5 4.8 4.3
코팅(3:7) 0.17 0.4 4.7 4.3
※ ADV : Akali Digestion Value
가열흡수율(표 11)은 원곡의 경우 상온과 가열처리구 모두 시간이 지남에 따라 수분흡수율이 증가하였으나, 가시오갈피 코팅쌀의 경우 상온에서의 수분 흡수율은 코팅비율에 관계없이 변화가 없는 것으로 나타났지만, 가열처리구에서는 원곡과 같이 시간에 따라 수분흡수율이 증가하는 것으로 나타났다.
<표 11> 원곡과 가시오갈피 코팅쌀의 수분흡수율 비교
구 분 수분흡수율(%)
상온흡수율(21℃) 가열흡수율(77℃)
10분 30 50 10분 30 50
원 곡 1.17 1.21 1.22 1.54 2.10 2.64
코팅(7:3) 1.27 2.26 1.26 1.74 2.34 2.91
코팅(5:5) 1.26 1.25 1.28 1.72 2.36 2.83
코팅(3:7) 1.25 1.25 1.26 1.71 2.24 2.69
가시오갈피 코팅쌀과 원곡의 취반특성중 용출고형분량, 색도 및 경도를 측정한 결과, 표 12와 같이 용출고형분량은 원곡에 비해 가시오갈피와 부재료를 5:5로 혼합하여 코팅처리한 것이 0.017로 낮았으나 코팅 5:5나 3:7은 원곡보다도 높은 것으로 나타났다. 색도의 경우에는 L값의 경우 원곡보다 밝은 계열을 나타내 백도가 높은 취반전 특성과 같은 결과를 나타내었으며, a값은 코팅쌀 전처리구가 원곡보다 붉은 계열을 나타내 코팅물질의 색과 관계가 있는 것으로 보였으며, b값의 경우는 원곡과 코팅 5:5처리, 코팅7:3과 3:7처리가 서로 비슷한 색도를 나타내었다.
<표 12> 용출고형물량, 색도 및 경도 비교
구 분 용출고형물량 색도♩ 경도(g/cm)
L a b
원 곡 0.020 63.38 -2.21 7.10 26380.64
코팅(7:3) 0.025 67.74 -1.76 6.79 28100.84
코팅(5:5) 0.017 64.68 -1.88 7.13 23524.89
코팅(3:7) 0.030 66.95 -1.91 6.29 266317.93
♩ L:+White ∼ - Black a: + Red ∼ -Green b : +Yellow ∼ -Blue
취반 후 관능검사를 실시한 결과, 표 13 같이 가시오갈피와 부재료의 7:3 코팅처리구가 모든 다른 처리구에 비해 향기 등 전반적인 관능검사에서 우수한 것으로 나타났다.
<표 13> 취반 후 관능검사
구 분 향기 냄새 외관 및 색택 경도와 점성 맛
원 곡 5.8 5.2 6.5 5.0 5.0
코팅(7:3) 6.2 6.2 6.5 5.5 5.8
코팅(5:5) 6.0 6.2 6.3 5.5 5.5
코팅(3:7) 6.0 6.0 6.3 5.5 5.5
※ 아주좋음 : 7, 좋음 : 5, 보통 : 3, 나쁨 : 1
(3) 취반후 보존기간에 따른 품질변화
1) 취반 후
취반 후 보존기간에 따른 품질변화를 조사하기 위해 취반후 밥의 수분, pH, 색도 및 향취를 조사한 결과 수분은 원곡에 비해 코팅쌀이 많은 것으로 나타났으며, pH와 향취는 처리간에 차이가 없었다. 한편 색도의 경우 명도는 원곡보다 코팅쌀이 밝은 색을 많이 보였으나 황색도의 경우는 원곡과 5:5 혼합코팅한 처리구, 7:3과 3:7 혼합코팅한 처리구가 비슷한 색을 나타내었다(표 13)
<표 13> 취반 후 품질특성
구 분 수분 pH 색도 향취
L b 구수한맛 이취
원 곡 56.35 6.7 63.38 7.10 100 -
코팅(7:3) 56.85 7.1 67.74 6.79 100 -
코팅(5:5) 56.71 6.8 64.68 7.13 100 -
코팅(3:7) 59.00 6.7 66.95 6.29 100 -
2) 취반 후 1시간 보존
취반 후 1시간을 방치한 밥의 품질을 조사한 결과 표 14 및 표 15와 같이 상온방치한 처리구는 원곡의 경우 취반 후 수분에 비해 밥의 수분함량이 증가하였으나, 코팅처리구에서는 7:3처리구 증가, 3:7처리구는 감소, 5:5처리구는 변화가 없는 것으로 나타났다. pH와 향취는 처리구에 따른 변화가 보이지 않았으나 색도의 경우 명도는 취반 즉시와 비슷한 경향으로 나타났고, 황색도는 원곡에서 급격한 갈변현상이 나타나 황색도가 증가하였으나, 코팅쌀 처리구에서는 취반즉시와 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 한편 가온방치구에서는 원곡의 경우 수분함량이 취반즉시에 비해 감소하여 상온방치와 반대의 결과를 나타내었고, pH와 향취의 변화는 없는 것으로 나타났으나, 색도에서는 명도가 원곡이 증가하여 상온방치와 반대의 결과를 나타내었고 황색도의 경우는 원곡과 코팅쌀이 전반적으로 황색도가 높아지기 시작하였다.
<표 14> 취반 후 1시간 상온방치(21℃)
구 분 수분 pH 색도 향취
L b 구수한맛 이취
원 곡 60.36 6.8 62.83 4.91 100 -
코팅(7:3) 58.42 6.7 64.44 6.33 100 -
코팅(5:5) 56.95 6.7 66.72 6.88 100 -
코팅(3:7) 54.80 6.8 64.37 6.84 100 -
<표 15> 취반 후 1시간 가온(70℃)
구 분 수분 pH 색도 향취
L b 구수한맛 이취
원 곡 53.92 6.8 65.75 5.48 100 -
코팅(7:3) 54.52 6.7 62.68 6.96 100 -
코팅(5:5) 56.60 6.7 63.67 7.44 100 -
코팅(3:7) 56.18 6.8 65.98 7.71 100 -
3) 취반 후 6시간 보존취반 후 6시간을 방치한 밥의 품질을 조사한 결과 표 16 및 표 17과 같이 수분함량, pH 및 색도에서 상온과 가온방치구 모두 1시간 방치 처리결과와 비슷한 경향을 나타내었으나, 향취에서는 상온과 가온방치구에서 구수한 맛이 원곡과 코팅쌀에서 서서히 감소하는 경향을 나타내었다.
<표 16> 취반 후 6시간 상온방치(21℃)
구 분 수분 pH 색도 향취
L b 구수한맛 이취
원 곡 58.52 6.8 66.08 5.61 60 -
코팅(7:3) 56.14 6.7 65.88 7.02 80 -
코팅(5:5) 54.77 6.7 66.84 7.73 80 -
코팅(3:7) 54.09 6.8 64.81 7.20 80 -
<표 17> 취반 후 6시간 가온(70℃)
구 분 수분 pH 색도 향취
L b 구수한맛 이취
원 곡 53.66 6.8 65.83 6.13 40 -
코팅(7:3) 51.79 6.8 65.57 8.28 70 -
코팅(5:5) 55.82 6.7 64.58 8.12 70 -
코팅(3:7) 55.47 6.7 64.89 8.32 70 -
4) 취반 후 12시간 보존
취반 후 12시간을 방치한 밥의 품질은 표 18 및 표 19과 같다. 수분함량의 경우 상온방치구에서는 상온 6시간과 비슷한 경향으로 원곡보다 코팅쌀의 수분이 감소하는 하는 경향이 나타났으며, 색도에서는 명도의 경우, 원곡과 3:7 혼합코팅처리구의 색이 어두워지는 경향이었고, 황색도에서는 원곡의 갈변도가 심해 3.8의 황색도를 나타내었다. 향취에서는 원곡의 경우 구수한 맛이 급격히 감소하고 이취가 다소 발생하였으나 코팅쌀에서는 구수한 맛만 50%정도 감소한 것으로 나타났다. 한편 가온방치구에서는 6시간 방치구의 결과와 같은 7:3처리구의 수분이 더욱 감소하였으며 pH와 색도도 6시간 방치와 같은 결과를 나타내었다. 또한 향취의 경우 이취가 원곡에서 50, 코팅쌀에서 10의 결과를 나타내어 코팅쌀이 취반 후 보존시에도 밥맛을 잃지 않는 것으로 나타났다.
<표 18> 취반 후 12시간 상온방치(21℃)
구 분 수분 pH 색도 향취
L b 구수한맛 이취
원 곡 56.78 6.8 63.41 3.81 20 20
코팅(7:3) 55.24 6.6 67.16 6.39 50 -
코팅(5:5) 52.73 6.6 67.28 6.19 50 -
코팅(3:7) 50.41 6.8 64.99 6.78 50 -
<표 19> 취반 후 12시간 가온(70℃)
구 분 수분 pH 색도 향취
L b 구수한맛 이취
원 곡 51.95 6.6 67.07 6.12 10 40
코팅(7:3) 47.98 6.7 61.85 8.10 40 10
코팅(5:5) 55.28 6.7 68.40 7.19 40 10
코팅(3:7) 54.68 6.8 66.17 7.35 40 10
본 발명에 의한 가시오갈피 코팅쌀은 간기능 활성 등이 우수하며, 취반 전 외관품질 및 취반 후의 보존기간에 따른 색도변화와 구수한 맛의 변화가 거의 없어 보존기간이 연장되는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 쌀과, 상기 쌀의 외피에 코팅되며 가시오갈피 추출물과 둥글레 추출물을 함유하는 외피 코팅층을 포함하는 가시오갈피 추출물이 코팅된 기능성 쌀.
  2. 제1항에 있어서, 쌀은 백미, 현미, 오분도미, 백미찹쌀, 현미찹쌀, 흑미의 군에서 선택되어진 1종 또는 2종 이상의 혼합미인 기능성 쌀.
  3. 삭제
  4. 세절된 가시오갈피 줄기 또는 잎을 에탄올로 50∼80℃로 추출하고 여과한 것을 8∼12브릭스(Brix)로 농축하는 단계;
    둥글레 잎을 5∼20분 볶아 80∼95℃에서 추출하고 여과한 것을 5∼7브릭스(Brix)로 농축하는 단계; 및
    상기 가시오갈피 농축액을 쌀의 중량대비 0.01∼2중량％ 및 5∼7브릭스(Brix)로 농축한 둥글레 농축액을 가시오갈피 농축액과 1:9∼9:1의 비가 되도록 쌀의 외피에 코팅하고 건조하는 단계를 포함하는 가시오갈피 추출물이 코팅된 기능성 쌀의 제조방법.
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