KR100622666B1

KR100622666B1 - 제주 손바닥선인장 열매 착즙액의 제조방법 및 착즙액을함유하는 유제품

Info

Publication number: KR100622666B1
Application number: KR1020040078300A
Authority: KR
Inventors: 이희준; 원병렬; 이동석; 이용현; 여명재; 권익부
Original assignee: 주식회사롯데햄.롯데우유
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2004-10-01
Publication date: 2006-09-19
Also published as: KR20060029385A

Abstract

본 발명은 손바닥선인장 열매 착즙액 제조방법 및 착즙액을 함유하는 유제품에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 손바닥선인장 열매에 소량의 물을 가하고, 다당분해 효소를 처리하여 점질 특성을 줄이며, 짧은 시간동안 가열한 후 2단 연속압착공정을 통하여 생산된 착즙액을 코미트롤을 통과시킴으로써, 원재료인 손바닥선인장 열매 고유의 특성을 유지하면서 유제품을 제조하기 위해 필요한 정도의 가용성 고형분이 함유된 손바닥선인장 열매의 착즙액을 얻을 수 있고, 상기 손바닥선인장 열매에 함유된 베타닌의 특성이 고려된 항산화제를 선택적으로 첨가하여 장기간 보존할 수 있도록 하며, 다양한 약리 작용을 가지는 손바닥선인장을 쉽게 음용할 수 있도록 한 손바닥선인장 열매 착즙액 제조방법 및 착즙액을 함유하는 유제품에 관한 것이다.

손바닥선인장, 유제품

Description

제주 손바닥선인장 열매 착즙액의 제조방법 및 착즙액을 함유하는 유제품{Opuntia ficus-indica extracting method and dairy beverage containing Cactus extract}

도 1은 항산화제 함량을 달리한 손바닥선인장 착즙액을 실온에서 5일 동안 방치한 후 색상변화를 나타낸 사진이다.

손바닥선인장에는 변비 개선과 소화기능 개선에 효과가 있는 식이섬유가 다량 함유되어 있으며, 피로회복, 노화억제, 항암 효과, 항산화 효과가 있는 플라보노이드가 다량 함유되어 있다.

특히 제주 손바닥선인장은 열대지방의 다년초로서 우리나라의 제주도에서 재배되고 있는 선인장과의 식물이며, 제주도 기념물 제35호로 지정되어 북제주군 한림읍 월령리 해안가를 중심으로 자생되고 있으며, 매년 4 ∼ 5월경에 열매에 꽃이 피었다가 지면서 얻어지는 자주색 열매를 수확한다. 우리나라에서 오래 전부터 손바닥선인장의 효능이 알려져 왔으며, 공복에 선인장즙을 마시면 변비 치료, 이뇨 효과, 장운동의 활성화 및 식욕증진 등 효과가 있고 선인장잎은 피부질환, 류마티스, 화상 치료에 사용 되어왔다.

상기한 효과를 가지는 손바닥선인장 열매를 이용하기 위해 손바닥선인장 열매를 착즙하는 가공법으로서, 대한민국공개특허 제2004-17052호에는 제주선인장 추출물을 주원료로 하는 음료의 제조방법을 기재하고 있는데, 상기 방법에 의하면 첫째,손바닥선인장 10 중량부에 정제수 90 중량부를 가하여 생산함으로써 본 유제품 개발에 필요한 4.0 Brix(%)이상의 착즙액을 만들지 못하는 문제점이 있었다. 둘째, 가용성 고형분의 함량을 높이기 위하여 손바닥선인장의 열매 첨가 비율을 높일 경우 상기한 방법으로는 손바닥선인장의 점질성이 강하기 때문에 높은 수율로 착즙액을 얻을 수 없으며 착즙액 또한 점질성을 가짐으로 유제품 제조시 문제점이 있었다.

또한, 상기한 기술상의 문제점을 해결하지 못하여 현재까지는 손바닥선인장 열매를 이용한 유제품 또는 가공법은 개발되지 못하고 있는 실정이다.

특히 손바닥선인장은 적색의 베타닌(Betanine) 색소를 함유하고 있다. 이 베타닌 색소는 적색의 베타시아닌(Betacyanines)과 황색의 베타크산틴( Betaxanthines)으로 구성된다. 천연 착색제로 이용되는 이러한 베타닌은 열에 약하여 베탈민산(Betalamic acid)와 시클로도파-5-오르토-글루코시드(Cyclodopa-5-0-glucoside)로 분해되며, 고온에서 빛에 노출되면 안정성이 크게 저하된다. 또한 베타닌은 pH 4와 pH 5에서 가장 안정하고 온도가 증가할수록 열 안정성은 감소하며 산소와 빛에 매우 민감하다.

이에 이러한 특성을 가지는 베타닌을 다량 함유하는 제주 손바닥선인장 열매는 고온 및 저산에서 급격히 색가의 변화가 발생하는 기본 물성에 의하여 장기간 보존하기가 힘든 문제점을 가지고 있으며, 또한 다양한 제품으로의 가공이 어려웠다.

이에 본 발명의 발명자는 상기한 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력하였으며, 손바닥선인장 열매와 물의 비율을 조절하고, 점질성을 없애기 위하여 다당분해 효소처리하며, 가열 온도, 가열시간 및 압착시 압력 조건를 조절하고, 물리적인 수 단으로 세절함으로써 유제품에 적용하기에 합리적인 정도의 가용성 고형분을 함유한 손바닥선인장 열매의 착즙액을 높은 수율로 얻을 수 있으며, 상기 손바닥선인장 열매에 다량 함유된 베타닌의 산에 민감한 특성을 고려한 항산화제를 최적량 가하므로써 베타닌을 오랜 기간 보존할 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 베타닌을 파괴하지 않으면서 장기간 보존 가능하고, 가용성 고형분 함량 4.0 ∼ 6.0 Brix(%) 범위의 점질성이 없는 손바닥선인장 열매 착즙액을 높은 수율로 얻는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 가용성 고형분 함량 4.0 ∼ 6.0 Brix(%) 범위의 손바닥선인장 열매 착즙액을 함유하는 유제품을 제공한다.

본 발명은 손바닥선인장 열매 착즙액의 제조방법에 있어서, 손바닥선인장 열매 100 중량부에 대하여 20 ∼ 50 중량부의 물을 가수하고, 여기에 다당분해 효소를 가하여 30 ∼ 60 분 동안 효소처리하고, 60 ∼ 90 ℃에서 2 ∼ 10 분간 가열한 다음 1 ∼ 3 bar의 압력으로 2회 연속 압착하고, 회전속도 6000 ∼ 8500 rpm이며 커터간격이 0.1 ∼ 0.2 ㎜ 범위인 코미트롤을 통과시켜 착즙액을 얻는 과정을 포함하여 구성되는 손바닥선인장 열매 착즙액의 제조방법에 관한 것이다.

또한 본 발명은 상기 방법으로 제조된 것으로 가용성 고형분 함량 4.0 ∼ 6.0 Brix(%)인 손바닥선인장 열매 착즙액 1.0 ∼ 10.0 중량%를 유효성분으로 함유하는 유제품을 포함한다.

본 발명은 제주 손바닥선인장 열매에 소량의 물을 가하고 점질성을 없애기 위해 효소반응을 거친후 짧은 시간동안 가열한 후 압착하고 코미트롤을 통과함으로써, 원재료인 손바닥선인장 열매의 특성을 최대한 유지하면서 유제품을 제조하기 위해 필요한 정도의 가용성 고형분 함량이 함유되고 점질성이 없는 손바닥선인장 착즙액을 얻을 수 있으며, 이를 유제품에 적용하여 다양한 약리 작용을 가지는 손바닥선인장을 쉽게 음용할 수 있도록 한 제주 손바닥선인장 열매 착즙액 제조방법 및 착즙액을 함유하는 유제품에 관한 것이다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저 손바닥선인장 열매를 채취하고, 세척하여 이물질을 제거한 다음 선별한다. 선별된 손바닥선인장 열매를 파쇄하고, 물을 가수한 후 일정시간동안 가열한다. 상기 물의 가수량은 손바닥선인장 열매 100 중량부에 대하여 20 ∼ 50 중량부이며, 가수량이 20 중량부 미만이면 착즙 수율이 현저히 낮아지게 되고, 50 중량부를 초과하면 유제품이 적용하기 적합한 고형분의 착즙액 생산이 힘들어진다. 여기에 손바닥선인장 고유의 특성인 점질성으로 인해 착즙이 원활하지 않는 문제점을 해결하기 위하여 효소처리를 하는데, 상기 효소로는 다당분해 효소, 특히 비스코자임(viscozyme)을 효소처리될 손바닥선인장 전체중량 중에 0.1 ∼ 0.4 중량% 투입후 30 ∼ 60 분간 처리한다.

예비 가열온도는 60 ∼ 95 ℃이며, 가열온도가 60 ℃ 미만이면 착즙수율이 낮아지고, 95 ℃를 초과할 경우 색가 변화에 따른 품질 저하의 원인이 된다. 가열시간은 2 ∼ 10분이며 가열시간은 10분을 초과할 경우 착즙액 품질 저하의 원 인이 되므로 주의하도록 한다.

상기와 같은 효소처리가 완료된 후 1 ∼ 3 bar 의 압력으로 2회 연속 압착처리하는데, 이때 압착처리는 기존의 1회 압착처리의 반복의 개념이 아닌 것으로, 기존의 방법을 2회 연속 수행할 경우에는 공정을 중단시켜야 하고 압착액을 회수하고 압착기를 다시 재가동시켜야 하는 등의 공정상의 까다로운 문제가 많이 발생하여 불합리하다. 따라서, 본 발명의 2회 연속 압착처리는 동시에 2개가 준비된 압착기를 연속적으로 통과시키는 공정으로 수행되는 것으로 기존의 압착공정과는 차별성을 갖는 처리공정이다.

상기와 같이 2회 연속 압착처리 공정에 의하여 얻어친 압착물을 커터 간격이 0.1 ∼ 0.2 ㎜이며, 회전속도 6000 ∼ 8500 rpm인 코미트롤을 사용하여 세절한다. 이렇게 얻어진 손바닥선인장 착즙액은 점질 특성이 제거되어 유제품의 적용이 더욱 용이하게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명에서 적용하고 있는 가수량과 가열조건 및 효소처리방법과 점질물 특성을 없애기 위한 코미트롤 적용은 기존의 방법에서 단순히 물을 전혀 사용하지 않고 손바닥선인장 열매만을 사용하거나, 손바닥선인장 열매를 소량(10 중량%) 사용하고 다량의 물(90 중량%) 사용하여 압착추출하던 방법과는 차별화된 방법으로서, 손바닥선인장 열매의 착즙시 손바닥선인장 고유의 특성변화를 최소화하면서 착즙액의 수율을 올릴 수 있으며 차후 유제품 적용시 문제가 되는 점질물 특성을 완전히 없앤 방법이다. 특히 효소처리를 통해 식이섬유 등의 손바닥선인장의 유효성분들이 다량 유리되는 효과가 있다.

손바닥선인장 열매 착즙액의 장기간 보관을 위해 항산화제를 첨가할 수 있다. 손바닥선인장 열매의 주색소인 베타닌은 공기와 접촉한 환경에서 분해가 빠르게 진행된다. 따라서 손바닥선인장 열매를 이용한 식품 가공 공정상에서 가열 처리공정과 공기와의 접촉은 베타시아닌 색소의 산화를 가속시키는 요인이 될 수 있다.

이에 본 발명에서는 상기한 베타닌 색소의 파괴를 최소화하기 위한 항산화제를 찾고자 하였다. 항산화제로는 프로필갈레이트(n-propyl gallate), 시스테인(L-cysteine), 아스코르빈산(Ascorbic acid), 구연산염 등을 사용할 수 있으며, 본 발명의 경우 종래에 사용되어지는 항산화제인 프로필갈레이트, 시스테인, 아스코르빈산 3종의 항산화 효과를 테스트한 결과 아스코르빈산을 사용한 경우 가장 효과적이다. 손바닥선인장 열매 착즙액의 장기 보존을 위한 아스코르빈산 사용량은 0.05 ∼ 0.2 중량%이며, 손바닥선인장 열매 착즙액이 함유된 유제품일 경우 상기 아스코르빈산과 함께 구연산염을 0.01 ∼ 0.1 중량% 추가적으로 첨가하면 보다 효과적이다.

상기와 같은 항산화제 첨가 이외에도 손바닥선인장 열매의 착즙액을 장기간 보존하기 위한 조건으로는 보관온도와 보관용기가 있다. 보관온도는 저온인 10 ℃ 이하에서 보관하면 좋으며, 보관용기로는 철(Fe), 구리(Cu) 등이 접촉되지 않도록 에나멜 코팅된 주석(Sn)용기를 사용하여야 한다. 철 또는 구리성분을 포함하는 용기에 착즙액을 상온에 보관하게 되면 철이온에 의한 급격한 산화반응으로 인한 품질 저하가 야기되며, 주석 용기 또한 약한 산화반응이 있으므로 에나멜로 내부가 코팅된 용기를 사용하여야 한다.

한편, 본 발명의 방법에 의하여 얻어진 손바닥선인장 열매의 착즙액은 가용성 고형분 함량이 4.0 ∼ 6.0 Brix(%) 범위로서 유제품에 적용하기에 좋은 조건을 형성한다.

본 발명의 손바닥선인장 열매 착즙액을 유제품에 적용시킬 경우 원유 또는 원유 발효액에 상기한 방법으로 제조된 가용성 고형분 함량 4.0 ∼ 6.0 Brix(%)인 손바닥선인장 착즙액 1.0 ∼ 10.0 중량%를 유효성분으로 함유시킨 유제품을 제조한다.

상기한 손바닥선인장 열매 착즙액을 유효성분으로 함유시킨 유제품은 통상의 방법으로 살균(130 ∼ 137 ℃, 2 ∼ 5 초)하고, 균질(150 ∼ 200 bar)화 시켜 제조한다. 유제품으로는 다양한 가공 유제품으로 제조할 수 있으며, 마실 수 있는 액상 유제품, 액상 발효유, 액상 유산균 음료, 떠먹을 수 있는 호상 발효유 제품 등의 다양한 제품으로 제조할 수 있다.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 구체적으로 설명하겠는바, 다음 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 : 손바닥선인장 착즙액의 제조

손바닥선인장 열매 2,197.3 ㎏에 1,098 ㎏의 물을 가수한 후 비스코자임(viscozyme)을 3.3 ㎏ 투여하여 30 분 동안 효소처리하고, 80 ℃에서 2 분 동안 가열처린 한 다음 1차 스크류 프레스(3bar)로 압착하고 연속적으로 2차 스크류 프레 스(1bar)로 압착한 다음 7,500 rpm으로 회전하는 코미트 롤(커터 간격 0.1 ∼ 0.2 ㎜)을 통과시켜 손바닥선인장 착즙액을 얻었다.

최종 착즙액은 1,718 ㎏(착즙수율 74.4%)이었고, 얻어진 착즙액의 가용성 고형분 함량은 4.0 Brix(%)이며, 점질특성은 없었다.

비교예 : 손바닥선인장 착즙액의 제조

공지된 대한민국공개특허 제2004-17052호에 제시된 방법으로 손바닥선인장 열매로부터 착즙액을 얻었다. 사용된 손바닥선인장 열매는 1,844.8kg이었으며, 1회 스크류 프레스(3bar)하여 착즙액 1,303.2kg(착즙수율 70.6%)을 얻었으며, 가용성 고형분 함량은 4.0Brix(%) 였다.

실험예 : 항산화제 종류에 따른 손바닥선인장 착즙액의 경시적 변화 관찰

아스코르빈산(비타민 C) 및 구연산염의 사용량에 따른 손바닥선인장 착즙액(10 중량% 함유된 수용액)을 실온에 5일 동안 방치한 후 색변화를 살펴보았으며, 그 결과 사진을 첨부 도면 도 1에 나타내었다. (a)는 구연산염 0.03 중량%, 비타민 C 0.05 중량%을 첨가한 경우이고, (b)는 비타민 C 0.05 중량%를 첨가한 경우이며, (c)는 구연산염과 비타민 C를 첨가하지 않은 것으로서, 뚜렷한 색상 차이를 관찰할 수 있다.

실시예 2 : 가공 유제품의 제조

다음 표 1에 나타낸 비율로 원료들을 배합한 후 살균(130 ∼ 137 ℃, 2 ∼ 5초), 균질(150 ∼ 200 bar)을 거쳐 가공 유제품을 제조하였다.

성분	함량(중량%)
원유	40.000
액상과당	7.000
탈지분유	3.000
제주 손바닥선인장 착즙액¹⁾	1.000
치커리 식이섬유	0.100
탄산수소나트륨	0.050
재제소금	0.050
소포제²⁾	0.005
향료	0.100
처리수	48.695
1) 실시예 1에서 제조된 착즙액, 가용성 고형분 함량 4.0Brix(%) 2) 상품명 : 포밍스톱, 제조사명 : 고제, 주요 성분 : 규소 수지

실시예 3 : 마시는 액상 요구르트 제조

다음 표 2에 나타낸 비율로 원료들을 배합한 후 살균(130 ∼ 137 ℃, 2 ∼ 5초), 균질(150 ∼ 200 bar)을 거쳐 마시는 액상 요구르트를 제조하였다.

성분	함량(중량%)
발효원액	55.000
액상과당	7.000
프락토올리고당	2.000
제주 손바닥선인장 착즙액¹⁾	2.000
백설탕	1.000
안정제²⁾	0.200
비타민 C	0.050
구연산나트륨	0.030
구연산	0.005
향료³⁾	0.100
처리수	32.615
1) 실시예 1에서 제조된 착즙액, 가용성 고형분 함량 4.0 Brix(%) 2) 상품명 : AYD28, 제조사명 : Degussa, 주요성분 : 펙틴 3) 상품명 : Nopal향, 제조사명 : FKA, 주요 성분 : 에탄올

실시예 4 : 떠먹는 호상 요구르트의 제조

다음 표 3에 나타낸 비율로 원료들을 배합한 후 살균(90 ∼ 95 ℃, 10분), 균질(150 ∼ 200 bar), 배양(35 ∼ 45 ℃, 7 ∼ 10 시간) 후 20 ∼ 25 ℃에서 손바닥선인장 시럽과 혼합하여 떠먹는 호상 요구르트를 제조하였다.

성분	함량(중량%)
원유	64.000
제주 손바닥선인장 착즙시럽¹⁾	20.000
혼합탈지분유	4.000
유청분말	0.800
소맥전분	0.800
백설탕	0.400
액상과당	0.400
펙틴	0.080
구연산나트륨	0.040
제3인산칼슘	0.030
소포제²⁾	0.010
향료³⁾	0.080
유산균⁴⁾	0.010
처리수	9.350
1) 실시예 1에서 제조된 착즙액(가용성 고형분 함량 4.0 Brix(%))을 20 % 함유 된 50 Brix(%) 시럽 2) 상품명 : 포밍스톱, 제조사명 : 고제, 주요성분 : 규소수지 3) 상품명 : Nopal향, 제조사명 : FKA, 주요성분:에탄올 4) 균주명 :Lactobacillus Bulgaris,Streptooccus thermophilus

실시예 5 : 유산균 음료의 제조

다음 표 4에 나타낸 비율로 원료들을 배합한 후 살균(130 ∼ 137 ℃, 2 ∼ 5초), 균질(150 ∼ 200 bar)를 거쳐 유산균 음료를 제조하였다.

성분	함량(중량%)
발효원액	5.500
백설탕	7.000
액상과당	4.000
제주 손바닥선인장 착즙액¹⁾	2.000
치커리 식이섬유	0.300
C.M.C.²⁾	0.300
구연산	0.200
구연산염	0.050
향료³⁾	0.100
처리수	80.550
1) 실시예 1에서 제조된 착즙액, 가용성 고형분 함량 4.0 Brix(%) 2) 카르복시메틸셀룰로스나트륨 3) 상품명 : Nopal향, 제조사명 : FKA, 주요성분 : 에탄올

이상과 같이 본 발명은 제주 손바닥선인장 열매의 착즙방법을 개선함으로써 손바닥선인장 열매 본래의 특성 변화를 최소화 하였으며 착즙수율을 향상시켰다. 특히 개선된 착즙방법으로 생산된 착즙액을 이용한 유제품을 개발함으로써 선인장의 맛과 영양, 약효를 쉽게 먹을 수 있게 하였다.

Claims

손바닥선인장 열매 착즙액의 제조방법에 있어서,

손바닥선인장 열매 100 중량부에 대하여 20 ∼ 50 중량부의 물을 가수하고, 여기에 다당분해 효소를 가하여 30 ∼ 60 분 동안 효소처리하고, 60 ∼ 90 ℃에서 2 ∼ 10 분간 가열한 다음 1 ∼ 3 bar의 압력으로 2회 연속 압착하고, 회전속도 6000 ∼ 8500 rpm이며 커터간격이 0.1 ∼ 0.2 ㎜ 범위인 코미트롤을 통과시켜 착즙액을 얻는 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 손바닥선인장 열매 착즙액의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 다당분해 효소가 비스코자임(viscozyme)인 것을 특징으로 하는 손바닥선인장 열매 착즙액의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 손바닥선인장 착즙액에 아스코르빈산 0.05 ∼ 0.2 중량%을 첨가하는 것을 특징으로 하는 손바닥선인장 열매 착즙액의 제조방법.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 손바닥선인장 착즙액에 추가적으로 구 연산염 0.01 ∼ 0.05 중량%를 첨가하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 손바닥선인장 열매 착즙액의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 손바닥선인장 착즙액은 가용성 고형분 함량이 4.0 ∼ 6.0 Brix(%)이며, 점질성이 10 ∼ 40 cps 범위인 것을 특징으로 하는 손바닥선인장 열매 착즙액의 제조방법.
청구항 1에 따른 제조방법으로 제조된 것으로 가용성 고형분 함량 4.0 ∼ 6.0 Brix(%)인 손바닥선인장 착즙액 1.0 ∼ 10.0 중량%를 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 유제품.