KR101141840B1

KR101141840B1 - 자색고구마 알갱이 음료의 제조방법

Info

Publication number: KR101141840B1
Application number: KR1020090114372A
Authority: KR
Inventors: 정영철; 김승교; 황영정; 하인수; 최준민; 조성진; 정혜광; 황용필
Original assignee: 한국국제대학교 산학협력단; 김승교
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2012-05-07
Also published as: KR20110057811A

Abstract

본 발명은 점성증강물질을 첨가하지 않고 높은 항산화 활성을 갖는 안토시아닌 색소를 함유하는 자색고구마 알갱이 음료의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고구마 자체를 90℃?95℃에서 80% 익혀 음료에 갈아 넣음으로써 자색고구마 알갱이가 침전되지 않고 떠있게 하는 점성증강물질 역할을 함과 동시에 인공향을 첨가하지 않고도 자색고구마 특유의 맛과 향을 그대로 느낄 수 있는 음료의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 자색고구마 알갱이 음료의 제조방법은 세척단계와, 절단단계와, 숙성단계와, 분리단계와, 증자단계와, 추가혼입단계와, 진공포장단계와, 자연냉각단계를 포함한다. 상기 세척단계는 자색고구마의 표면의 이물질을 제거하는 단계이다. 상기 절단단계는 상기 세척된 상기 자색고구마를 박피하고 일정한 크기로 절단하는 단계이다. 상기 숙성단계는 상기 절단된 자색고구마와, 설탕과, 올리고당과, 구연산을 혼합하여 혼합물을 당절임한 후 일정기간 동안 숙성하는 단계이다. 상기 분리단계는 상기 숙성된 혼합물을 45℃ 내지 55℃에서 25분 내지 35분간 가열하여 자색고구마알갱이와 액상을 분리하는 단계이다. 상기 증자단계는 상기 분리된 자색고구마알갱이가 침전되지 않도록 점성증강물질 역할을 하기 위해 90℃ 내지 95℃에서 15분 내지 25분 가량 증자하는 단계이다. 상기 추가혼입단계는 새로운 자색고구마 생체를 완전 증자하고 분쇄하여 균질화한 것을 상기 혼합물에 추가하는 단계이다. 상기 진공포장단계는 상기 혼합물을 85℃ 내지 90℃에서 7분 내지 13분간 끊여 살균한 후 맛과 향미를 보존하기 위하여 진공포장하는 단계이다. 상기 자연냉각단계는 상기 진공포장을 한 후 자색고구마 고유의 맛과 향을 보존하기 위해 90℃ 내지 100℃에서 7분 내지 13분간 중탕한 후 냉각하는 단계이다.

자색고구마 알갱이 음료에 다량 함유된 안토시아닌 색소는 천연 항산화제로서 항노화, 항균, 면역증강 효과뿐만 아니라 천연물이 주원료가 되므로 본 발명에 의하면 자색고구마 알갱이 음료의 제조방법을 제공함으로써, 독성 및 부작용이 없으며 농산물의 고부가가치화와 범용?기능성식품의 산업화에 기여할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 착색료, 인공향, 점성증강물질 등 합성물질이 전혀 첨가되지 않고 자색고구마 고유의 향과 맛을 부각시켜 건강 지향적인 면과 침전되지 않는 알갱이들로 인한 관능적인 면이 적절히 조화된 음료를 제공할 수 있다.

점성증강물질, 항산화, 자색고구마, 안토시아닌 색소, 음료

Description

자색고구마 알갱이 음료의 제조방법{MANUFACTURING METHOD FOR PURPLE SWEET POTATO GRAIN DRINK}

자색고구마는 농촌진흥청이 농산물의 부가가치를 높이기 위해 전략적으로 육종한 우량품종으로써, 자색고구마에는 고구마 고유의 당질과 섬유소뿐만 아니라 최근 항산화, 항암, 면역증진, 간보호 활성 등이 보고된 안토시아닌 색소가 다량 함유되어 있어 범용 및 기능성식품 소재로서의 활용가치가 매우 높은 농산물로 평가되고 있다.

자색고구마는 안토시아닌 색소를 생체 중량대비 약 3.8% 함유하고 있고 표피층뿐만 아니라 육질 전체가 진한 자색을 띠고 있으며, 이러한 안토시아닌 색소의 함량은 cranberry 보다는 10?60배, 포도 보다는 5?7배 높아 천연 기능성 색소원 뿐만 아니라 범용 및 기능성식품 소재로서 가치가 매우 우수하다.

자색고구마에 대한 연구는 일본에서 일부 수행되어 안토시아닌 색소의 분리?정제 및 구조분석, 간 손상 보호활성이 주류를 이루고 있으며, 국내에서는 호남농업시험장 산하 목포시험장이 주축이 되어 안토시아닌 색소의 추출?분리 및 특성 등을 수행한 예는 있으나 범용 및 기능성식품 소재 개발 및 상품화를 위한 과학적?체계적 연구는 극히 미흡한 실정이다.

한편, 자색고구마를 주원료로 이용한 음료의 예로는 고구마 자체를 추출?농축하거나 착즙하여 점성증강물질 및 설탕 또는 꿀을 첨가하여 제조한 것이 일반적이나, 이와 같은 형태의 음료는 고구마 고유의 맛을 살리기 위해 인공향 또는 합성착색료를 첨가하는 경우가 대부분이며 고구마 자체에 함유된 유용성분들이 잘 우러나오지 않아 항산화 활성이 미미한 단점들이 있다.

이에, 점성증강물질 및 자색고구마의 인공향 및 합성착색료를 전혀 첨가하지 않고 자색고구마의 항산화 활성 성분들이 최대한 우러나올 수 있는 새로운 자색고구마 알갱이 음료의 개발이 적극적으로 요구된다.

본 발명은 자색고구마를 주원료로 하여 점성증강물질을 첨가하지 않고 높은 항산화 활성을 가지는 안토시아닌 색소를 다량 함유하는 자색고구마 알갱이 음료를 제조하는 기술로, 특히 점성증강물질을 첨가하지 않고 자색고구마를 일정 크기로 세절한 알갱이 및 자색고구마를 증숙?분쇄하여 첨가함으로서 자색고구마 자체가 점성증강물질 역할을 하게 되어 음료 섭취 시 자색고구마 알갱이가 침전되지 않도록 하며 자색고구마 고유의 향과 맛을 부각시켜 건강지향적인 면과 침전되지 않는 알갱이들로 인한 관능적인 면이 적절히 조화된 음료를 개발 하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 자색고구마 알갱이 음료의 제조방법은 세척단계와, 절단단계와, 숙성단계와, 분리단계와, 증자단계와, 추가혼입단계와, 진공포장단계와, 자연냉각단계를 포함한다. 상기 세척단계는 자색고구마의 표면의 이물질을 제거하는 단계이다. 상기 절단단계는 상기 세척된 상기 자색고구마를 박피하고 일정한 크기로 절단하는 단계이다. 상기 숙성단계는 상기 절단된 자색고구마와, 설탕과, 올리고당과, 구연산을 혼합하여 혼합물을 당절임한 후 일정기간 동안 숙성하는 단계이다. 상기 분리단계는 상기 숙성된 혼합물을 45℃ 내지 55℃에서 25분 내지 35분간 가열하여 자색고구마알갱이와 액상을 분리하는 단계이다. 상기 증자단계는 상기 분리단계의 혼합물에서 상기 분리된 자색고구마알갱이가 침전되지 않도록 점성증강물질 역할을 하기 위해 90℃ 내지 95℃에서 15분 내지 25분 가량 증자하는 단계이다. 상기 추가혼입단계는 새로운 자색고구마 생체를 완전 증자하고 분쇄하여 균질화한 것을 상기 증자단계의 혼합물에 추가하는 단계이다. 상기 진공포장단계는 상기 추가혼압단계의 혼합물을 85℃ 내지 90℃에서 7분 내지 13분간 끊여 살균한 후 맛과 향미를 보존하기 위하여 진공포장하는 단계이다. 상기 자연냉각단계는 상기 진공포장을 한 후 자색고구마 고유의 맛과 향을 보존하기 위해 90℃ 내지 100℃에서 7분 내지 13분간 중탕한 후 냉각하는 단계이다.

또한, 상기의 자색고구마 알갱이 음료의 제조방법에 있어서, 상기 추가혼입단계는 상기 새로운 자색고구마 생체를 상기 분리된 자색고구마알갱이의 중량 대비 5 내지 15중량%를 추가하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 자색고구마 알갱이 음료의 제조방법에 있어서, 상기 숙성단계는 영하 3℃ 내지 영하 6℃에서 3개월간 숙성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 자색고구마 알갱이 음료의 제조방법에 있어서, 상기 숙성단계는 자색고구마를 50중량%, 설탕을 30중량%, 올리고당을 19.8중량%, 구연산을 0.2중량%의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 자색고구마 알갱이 음료의 제조방법에 있어서, 상기 세척단계는 자색고구마 외피의 흙, 이물질, 부식?부패된 부분을 1차세척하고, 링블로워(Ring blower)를 이용하여 세척수 내부에 강력한 공기를 혼입한 후 와류를 발생시켜 굴곡이 심한 원료표면의 이물질을 제거하는 2차세척을 하고, PE세척기를 이용하여 굴곡이 심한 부분과 손상된 부분의 이물질을 제거하는 3차세척하는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명에 따른 자색고구마 알갱이 음료 제조방법의 일 실시예의 순서도이다. 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 자색고구마 알갱이 음료 제조방법의 일 실시예를 설명한다.

본 발명에 따른 자색고구마 알갱이 음료 제조방법은 세척단계(S10)와, 절단단계(S20)와, 숙성단계(S30)와, 분리단계(S40)와, 증자단계(S50)와, 추가혼입단계(S60)와, 진공포장단계(S70)와, 자연냉각단계(S80)를 포함한다.

세척단계(S10)에서는 수확한 자색고구마 외피의 흙, 이물질, 부식?부패된 부분을 1차세척하고, 링블로워(Ring blower)를 이용하여 세척수 내부에 강력한 공기를 혼입한 후 와류를 발생시켜 굴곡이 심한 원료표면의 이물질을 제거하는 2차세척하고, PE 세척기를 이용하여 굴곡이 심한 부분과 손상된 부분의 이물질을 제거하는 3차세척을 한다.

절단단계(S20)에서는 세척단계(S10)에서 깨끗하게 세척된 원료를 Rotary slice로 박피하고 약 1cm×1cm로 절단(깍둑썰기)하여 최종 세척한다.

숙성단계(S30)에서는 세척단계(S10)와 절단단계(S20)가 끝난 후 주원료인 자색고구마 50%, 설탕 30%, 올리고당 19.8%, 구연산 0.2%를 혼합하여 당절임 한 후 -3~-6℃ 바람직하게는 -4~-5℃에서 3개월간 숙성하여 최적 혼합물을 제조한다.

분리단계(S40)에서는 당절임 및 3개월간 숙성이 완료된 당절임 혼합물은 자색고구마 알갱이가 침전되어 있는 상태이므로 자색고구마 알갱이와 액상을 분리하기 위해 45℃ 내지 55℃에서 25분 내지 35분간 가열한다. 바람직하게는 50℃에서 약 30분간 가열하여 자색고구마 알갱이와 액상을 분리한다.

증자단계(S50)에서는 분리된 자색고구마 알갱이가 자색고구마 알갱이 음료의 맛과 향을 배가시키고 알갱이가 침전되지 않도록 하는 점성증강물질 역할을 하기 위해 90~95℃에서 15분 내지 25분 가량 바람직하게는 약 20분간 증자하여 80% 익힌다.

추가혼입단계(S60)에서는 새로운 자색고구마 생체를 완전 증자하고 분쇄하여 균질화한 것을 상기 혼합물에 추가한다. 이때 상기 새로운 자색고구마 생체를 상기 분리된 자색고구마 알갱이의 중량 대비 5 내지 15중량%를 추가한다. 이렇게 함으로써 자색고구마 알갱이 음료의 맛과 향에 따른 고유특성을 더욱더 부각시킬 수 있다.

진공포장단계(S70)에서는 상기의 과정에서 분리된 액상 및 자색고구마 알갱이, 완전 증자하여 균질화한 자색고구마를 각각 혼합하여 85~90℃에서 7분 내지 13 분간 바람직하게는 약 10분간 끓여 살균하여 맛과 향미를 보존한다. 그리고 원형 유리병에 충진하여 1000ml씩 자동으로 포장하여 냉각으로 진공을 유도한다.

자연냉각단계(S80)에서는 진공포장을 한 후 자색고구마 알갱이 음료가 자색고구마 고유의 맛과 향을 보존하기 위해 90~100℃에서 약 10분간 중탕한 후 자연냉각 한다.

이하에서는 본 발명의 효능을 알아보기 위하여 실험한 실험예를 설명한다.

[실험 예 1 : 자색고구마 안토시아닌 색소의 지질과산화 측정]

산화적 스트레스(Oxidative stress)에 의해 유발되는 식품의 산패작용과 인간의 노화 및 각종 질병을 유발하는 것으로 알려져 있는 산화작용에 대한 자색고구마 유래 안토시아닌 색소의 항산화 효능을 알아보기 위해 각각 콩에서 분리한 식용지질과 쥐의 뇌를 추출한 지질을 이용하여 지질과산화를 측정하였다. DMSO에 녹인 안토시아닌 색소를 첨가하여 7일 동안 상온에서 방치한 식용지질의 경우 일반 지질에 비해 산패 정도가 30% 이상 감소하였으며 쥐의 뇌 지질을 이용한 항산화 효능을 지질과산화(Lipid peroxidation ; LPO) 수준을 이용하여 측정한 결과 안토시아닌 색소의 농도에 비례하여 산화반응이 감소하는 것을 확인하였다. 도 2는 콩에서 분리한 지질을 이용한 지질과산화 측정 그래프이며, 도 3은 쥐의 뇌에서 추출한 지질을 이용한 지질과산화 측정 그래프이다.

[실험 예 2 : 자색고구마 안토시아닌 색소의 항산화 활성 검증]

지질과산화의 연쇄반응에 관여하는 산화성 free radical을 소거함으로써 항산화제로 작용하는 물질은 free radical인 BHA와 DPPH (1,1-diphenyl-2- picrylhydrazyl)를 hydrazine 형태로 환원시키는 능력을 조사함으로써 검색할 수 있다. BHA 방법과 DPPH 방법을 이용하여 자색고구마 유래 안토시아닌 free radical 소거능을 확인한 결과 DPPH의 경우 vitamin C의 1/2정도의 항산화 능을 보였으며, BHA를 이용한 항산화 작용은 vitamin C와 거의 동일한 정도의 높은 항산화 효능을 볼 수 있었다. 최근 차세대 질병 예방과 건강지원 차원의 관리형 진단 마커로 큰 관심을 모으고 있는 것이 free radical에 의한 산화적 스트레스와 이를 방어하는 항산화 작용이다. 산소는 여러 요인들에 의하여 반응성이 매우 큰 활성 산소종(reactive oxygen species; ROS)으로 전환되면 생체에 치명적인 산소독성을 일으키는 양면성을 지니고 있다. 또한 이들 활성산소에 의한 지질과산화 결과 생성되는 지질과산화물을 비롯하여 체내에서 생성되는 과산화물도 세포에 대한 산화적 스트레스를 유발하여 각종 기능장애를 야기함으로써 노화와 질병의 원인이 되기도 한다. 위의 안토시아닌 색소의 항산화 효과가 동물세포를 이용한 항산화 실험에서 동일하게 효과를 나타내는지 알아보기 위하여, 대식세포를 이용하여 ROS를 측정 하였다. 측정결과, 과산화수소(H₂O₂)에 의해 증가한 ROS의 값이 안토시아닌 색소의 농도에 의존해 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 표 1은 DPPH 및 Superoxide radical을 이용한 안토시아닌 색소의 항산화 활성 테이블이며, 도 4는 대식세포를 이용한 안토시아닌 색소의 ROS 측정 그래프이다.

Compounds	SC50^a values(mM)
Compounds	DPPH^b	Superoxide radical^c
Purple-fleshed sweet potato	0.18	0.18
BHA^d	0.12	0.25
Vitamin C	0.10	0.21

여기서 a는 SC50 values, sample concentration to scavenge reactive oxygen species by 50% 이고,

b는 DPPH, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical이며,

c는 Superoxide radicalwas produced from xanthin with xanthin oxydase oxidation reaction이다.

그리고 d는 BHA, 3-t-butyl-4-hydro xyanisole. AA : Vit.C. 이다.

도 1은 본 발명에 따른 자색고구마 알갱이 음료 제조방법의 일 실시예의 순서도,

도 2는 콩에서 분리한 지질을 이용한 지질과산화 측정 그래프,

도 3은 쥐의 뇌에서 추출한 지질을 이용한 지질과산화 측정 그래프,

도 4는 대식세포를 이용한 안토시아닌 색소의 ROS 측정 그래프이다.

Claims

자색고구마의 표면의 이물질을 제거하는 세척단계와,

세척된 상기 자색고구마를 박피하고 일정한 크기로 절단하는 절단단계와,

상기 절단된 자색고구마와, 설탕과, 올리고당과, 구연산을 혼합하여 혼합물을 당절임한 후 일정기간 동안 숙성하는 숙성단계와,

상기 숙성된 혼합물을 45℃ 내지 55℃에서 25분 내지 35분간 가열하여 자색고구마알갱이와 액상을 분리하는 분리단계와,

상기 분리단계의 혼합물에서 상기 분리된 자색고구마알갱이가 침전되지 않도록 점성증강물질 역할을 하기 위해 90℃ 내지 95℃에서 15분 내지 25분 가량 증자하는 증자단계와,

새로운 자색고구마 생체를 완전 증자하고 분쇄하여 균질화한 것을 상기 증자단계의 혼합물에 추가하는 추가혼입단계와,

상기 추가혼입단계의 혼합물을 85℃ 내지 90℃에서 7분 내지 13분간 끊여 살균한 후 맛과 향미를 보존하기 위하여 진공포장하는 진공포장단계와,

상기 진공포장을 한후 자색고구마 고유의 맛과 향을 보존하기 위해 90℃ 내지 100℃에서 7분 내지 13분간 중탕한 후 냉각하는 자연냉각단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자색고구마 알갱이 음료의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 추가혼입단계는 상기 새로운 자색고구마 생체를 상기 분리된 자색고구 마알갱이의 중량 대비 5 내지 15중량%를 추가하는 것을 특징으로 하는 자색고구마 알갱이 음료의 제조방법.
제2항에 있어서,

상기 숙성단계는 영하 3℃ 내지 영하 6℃에서 3개월간 숙성하는 것을 특징으로 하는 자색고구마 알갱이 음료의 제조방법.
제3항에 있어서,

상기 숙성단계는 자색고구마를 50중량%, 설탕을 30중량%, 올리고당을 19.8중량%, 구연산을 0.2중량%의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 자색고구마 알갱이 음료의 제조방법.
제4항에 있어서,

상기 세척단계는 자색고구마 외피의 흙, 이물질, 부식?부패된 부분을 1차세척하고, 링블로워(Ring blower)를 이용하여 세척수 내부에 강력한 공기를 혼입한 후 와류를 발생시켜 굴곡이 심한 원료표면의 이물질을 제거하는 2차세척을 하고, PE세척기를 이용하여 굴곡이 심한 부분과 손상된 부분의 이물질을 제거하는 3차세척하는 것을 특징으로 하는 자색고구마 알갱이 음료의 제조방법.