KR101143516B1 - 마카 추출물을 포함하며 항산화 작용 및 기억력 증진 효과가 있는 음료, 이의 제조방법 - Google Patents
마카 추출물을 포함하며 항산화 작용 및 기억력 증진 효과가 있는 음료, 이의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 마카 추출물을 포함하며 항산화 작용과 기억력 증진 효과가 있는 음료 및 이의 제조방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 음료에 있어서, 마카 추출물을 포함하는 항산화 작용과 기억력 증진 효과가 있는 음료와; 음료의 제조에 있어서, 마카 추출물을 정제수에 첨가하고 혼합하는 단계를 포함하도록 하여 마카 추출물을 포함하며 항산화 작용 및 기억력 증진 효과가 있는 음료의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 마카 추출물을 포함하며 항산화 작용 및 기억력 증진 효과가 있는 음료는 남녀노소를 불문하고 발병되는 성인병을 예방하기 위한 사람이 섭취시 항산화 작용을 기여할 수 있으며, 또한 기억력이 중요한 사람 즉, 청소년과 나이가 많아 기억력이 다소 감퇴하신 노인들이 섭취시 기억력 증진에 도움을 주어 치매 예방 방지에도 기여할 수 있다.
마카, 추출물, 항산화 작용, 기억력
Description
본 발명은 마카 추출물을 포함하며 항산화 작용과 기억력 증진 효과가 있는 음료 및 이의 제조방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 음료에 있어서, 마카 추출물을 포함하는 항산화 작용과 기억력 증진 효과가 있는 음료와; 음료의 제조에 있어서, 마카 추출물을 정제수에 첨가하고 혼합하는 단계를 포함하도록 하여 마카 추출물을 포함하며 항산화 작용 및 기억력 증진 효과가 있는 음료의 제조방법에 관한 것이다.
국민들의 소득 수준 향상과 다변화하는 소비인식의 성장으로 인하여 소비자들은 식품의 생명유지 기능과 기호적 기능뿐만 아니라 노화 방지, 만성질환 및 성인병 예방 등의 생체 조절 기능까지 갖춘 식품에 대해 관심이 증가하고 있다.
이러한 소비자들의 요구에 부흥하여 학계 및 산업계에서는 다양한 식물자원 의 생리활성을 연구하여 새로운 식품소재로의 이용 가능성에 대한 연구를 추진하고 있으며, 일부 업체에서는 종래에 비해 새로운 기능성을 지닌 식품을 보고 및/또는 시중에 제품으로 출시하고 있는 실정이다.
마카(Lepidium meyenii Walpers)는 십자화과(Brassicaceae)에 속하는 식물로서 주로 페루의 안데스 산맥 해발 4,000m 이상의 고지대에서 재배되는 다년생 식물로 감자와 비슷한 형태인 뿌리부분이 안데스 산맥 주변 토착인들에게 주요한 식량자원으로 이용되고 있다.
마카는 추위, 강풍, 가뭄 등 어려운 자연 환경에서 자라기 때문에 생명력이 매우 강하고, 탄수화물, 단백질, 지질, 비타민, 무기질, 섬유소 등이 함유되어 있어 영양가가 높고 알칼로이드, 스테로이드, 탄닌, 사포닌 등의 다양한 생리기능성 물질이 존재하는 것으로 밝혀지고 있다. 이러한 마카에 대한 생리기능성 이외에 새로운 효능을 착지 위한 마카에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다.
페루에서는 마카를 전통적인 약용식물로 간주하여 뿌리를 건조시켜 만든 분말, 캡슐, 환(丸)등의 형태로 가공 유통하고 있으며 종자의 보존 및 해외 범람을 금지하여 1차 가공하여 분말화한 것만 해외로 수출하고 있다. 마카는 미국에서 식이보충음식(DSHEA, 1994)으로 등록되어 있으며, 포리지(porridge, 우유 또는 물에 오트밀을 넣어서 먹는 죽), 잼, 푸딩과 같은 형태로 섭취하고 있다.
일본에서는 마카에 대한 기능성을 인정받아 건강식품 시장에서 꾸준한 성장세를 기록하여 2007년 기준으로 마카 제품 시장의 규모가 60～70억엔 정도로 추정되고 있다. 우리나라에서 마카는 식품의약품안전청에서 부원료로 지정한 수입허가 품목으로 기능성 식품으로 지정되어 있지는 않다.
마카에 대한 연구로는 마카에 함유되어 있는 성분에 대한 연구에 대한 것만 있을 뿐, 기능성을 연구한 사례가 전무한 상태이며 마카 가공제품의 수요 증가에 증가함에 따라 국내의 실정에 맞는 올바른 연구가 수행되지 않으면 자칫 마카의 오남용 사태를 초래할 수 있을 것이다.
본 발명에서는 마카 분말을 다양한 용매로 추출하여 마카 추출물의 최적의 추출조건을 확립 및 기능성을 확인 즉, 마카 추출물에 항산화 작용 및 기억력 증진 효과가 있음을 알게 되어 마카 추출물을 포함하는 항산화 작용 및 기억력 증진용 음료 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 마카 추출물을 포함하며 항산화 작용 및 기억력 증진 효과가 있는 음료를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 마카 추출물을 정제수에 첨가하고 혼합하는 단계를 포함하도록 하여 마카 추출물을 포함하며 항산화 작용 및 기억력 증진 효과가 있는 음료의 제조방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은 음료의 제조에 있어서, 정제수에 마카를 마카 중량 대비 10～20배량의 용매에 첨가하고 30～100℃에서 100～120rpm으로 1～5시간 동안 진탕 추출한 후 5,000～10,000rpm으로 30분～2시간 원심분리한 다음 상층액을 여과하여 얻은 마카 추출물을 첨가하고 혼합하는 마카 추출물을 포함하며 항산화 작용 및 기억력 증진 효과가 있는 음료의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 상기에서 언급한 방법에 의해 제조한 마카 추출물을 포함하며 항산화 작용 및 기억력 증진 효과가 있는 음료를 제공할 수 있다.
본 발명의 마카 추출물을 포함하며 항산화 작용 및 기억력 증진 효과가 있는 음료는 남녀노소를 불문하고 발병되는 성인병을 예방하기 위한 사람이 섭취시 항산 화 작용을 기여할 수 있으며, 또한 기억력이 중요한 사람 즉, 청소년과 나이가 많아 기억력이 다소 감퇴하신 노인들이 섭취시 기억력 증진에 도움을 주어 치매 예방 방지에도 기여할 수 있다.
본 발명에 의해 마카 추출물을 포함하는 항산화 작용 및 기억력 증진용 음료의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 마카 추출물을 포함하며 항산화 작용 및 기억력 증진 효과가 있는 음료의 제조방법을 나타낸다.
본 발명은 음료의 제조에 있어서, 정제수에 마카 추출물을 첨가하고 혼합하는 것을 특징으로 하는 마카 추출물을 포함하며 항산화 작용 및 기억력 증진 효과가 있는 음료의 제조방법을 나타낸다.
상기에서 마카 추출물은 마카를 마카 중량 대비 10～20배량의 용매에 첨가하고 30～100℃에서 100～120rpm으로 1～5시간 동안 진탕 추출한 후 여과한 것을 사용할 수 있다.
상기에서 마카 추출물은 마카를 마카 중량 대비 10～20배량의 용매에 첨가하고 30～100℃에서 100～120rpm으로 1～5시간 동안 진탕 추출한 후 5,000～10,000rpm으로 30분～1시간 원심분리한 다음 상층액을 여과한 것을 사용할 수 있다.
상기 마카 추출물을 제조시 용매는 물, 에탄올의 군으로부터 선택된 어느 하 나 이상인 것을 사용할 수 있다.
상기 마카 추출물을 제조시 용매는 물, 에탄올의 군으로부터 선택된 어느 하나 이상 이외에 메탄올, 아세톤, 에틸아세테이트, 클로로포름, 헥산의 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 사용할 수 있으며, 이러한 용매는 인체에 유해한 성분이 함유되어 있으므로, 마카 추출물을 얻은 후 상기 용매를 제거하는 공정을 실시하여야 한다.
상기에서 마카 추출물을 포함하는 항산화 증진용 음료 제조시 정제수 100중량부에 대하여 마카 추출물 7～35중량부를 첨가하고 혼합할 수 있다.
본 발명의 마카 추출물을 포함하는 항산화 작용 및 기억력 증진 효과가 있는 음료 제조시 상기에서 언급한 정제수, 마카 추출물 이외에 통상적으로 음료 제조시 사용하는 감미료, 산미료, 향미증진제 등의 부재료를 적의 선택하여 사용할 수 있다. 본 발명에서는 이러한 부재료는 발명의 필수 구성성분이 아니고, 당업자가 적의 선택하여 사용할 수 있으면 족하므로, 이하 부재료에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 마카 추출물을 포함하며 항산화 작용 및 기억력 증진 효과가 있는 음료의 제조시 기능성을 더 포함하기 위해 기능성 성분을 정제수 100중량부에 대하여 1～10중량부를 추가로 더 포함할 수 있다.
상기에서 기능성 성분의 일예로 알로에, 클로렐라, 오디, 감마 오리자놀(γ-oryzanol), 매실, 오미자, 수박, 오이, 바나나, 연근, 토마토, 가지, 감귤, 배추, 셀러리, 피망, 뽕잎, 산마, 동충하초, 차가버섯, 상황버섯, 연자욱, 계피, 다시마, 두릅, 삼백초, 칡, 두충, 오가피, 토사자, 사상자, 구기자, 복분자, 함초, 스쿠알렌, 알팔파, 미나리, 쑥의 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기에서 기능성 성분은 분말, 착즙액, 추출물의 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 형태로 첨가될 수 있다.
상기 기능성 성분은 분쇄기로 분말화한 분말의 형태로 첨가될 수 있다.
상기 기능성 성분은 착즙기로 착즙화한 착즙액의 형태로 첨가될 수 있다.
상기 기능성 성분은 마카 추출물을 제조시 용매로 물을 사용하는 조건과 동일한 조건으로 얻은 추출물의 형태로 첨가될 수 있다.
본 발명의 마카 추출물을 포함하는 항산화 작용 및 기억력 증진용 음료의 제조방법에 대해 다양한 조건에 의해 조사한바, 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 상기에서 언급한 조건에 의해 마카 추출물을 포함하는 항산화 작용 및 기억력 증진용 음료의 제조방법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기에서 언급한 방법에 의해 제조한 마카 추출물을 포함하는 항산화 작용 및 기억력 증진 효과가 있는 음료를 포함한다.
이하 본 발명의 내용을 실시예 및 시험예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
<시험예 1> 마카의 생리활성 실험
(1)재료 및 시약
본 발명에 사용한 마카는 페루에서 재배되어 분말 상태로 가공된 것을 수입(A.T.S. Corp.)하여 시료로 사용하였다. 추출에 사용된 용매와 시약은 특급 및 일등급 시약을 구입하여 사용하였다.
(2)일반성분 분석
마카 분말의 수분, 조단백질, 조지방, 회분은 AOAC법에 따라 측정하였다. 즉, 수분은 105℃ 상압가열건조법, 조단백질은 micro Kjeldahl법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 회분은 550℃ 직접 회화법으로 측정하였으며 탄수화물 함량은 시료 100 g 중에서 수분, 조단백질, 조지방 및 회분 함량을 제한 값으로 하였으며 모든 실험은 3회 이상 반복하여 실시하였다.
마카 분말에 대한 일반성분을 분석한 결과는 표 1과 같다. 마카 분말의 수분함량은 6.57％, 조단백질 함량은 12.83％, 조지방 함량은 1.05％, 회분 함량은 4.8％, 탄수화물 함량 75％인 것으로 나타났다. 한편, Gerby 등은 건조시킨 마카 뿌리의 일반성분을 분석한 결과 조단백질 17.69％, 조지방 3.61％, 탄수화물 72.78％라고 보고(2009. Physical-chemical and functional properties of maca root starch, Food chemistry 114, 492-498)하여 조단백질과 조지방 함량은 본 실험의 결과보다 다소 높고 탄수화물 함량은 낮게 나타났으나 이는 마카의 품종, 재배 지 역, 재배시기, 분석방법 등의 차이에서 기인하는 것으로 생각된다.
표 1. 마카 분말의 일반성분 분석(단위:％)
| 수분 | 조단백질 | 조지방 | 회분 | 탄수화물 |
| 6.57±0.031) | 12.83±0.13 | 1.05±0.12 | 4.80±0.02 | 74.75±0.05 |
1) Each value is mean± standard deviation (SD).
(2)추출액의 제조 및 추출수율 측정
마카에 함유된 생리활성 물질을 가장 효율적으로 추출할 수 있는 용매를 선정하기 위하여 극성을 달리한 7종류의 용매로서 물, 메탄올, 에탄올, 아세톤, 에틸아세테이트, 클로로포름, 헥산을 마카 분말에 대해 각각 20배(w/v)로 첨가하고 30℃에서 120rpm으로 3시간 진탕 추출하였다. 이것을 10,000rpm으로 30분간 원심분리한 다음 여과지(Whatman No. 1)로 여과하여 일정량으로 정용한 후 분석용 시료로 사용하였다.
마카 분말로부터 생리활성 물질을 가장 효율적으로 추출하기 위한 용매를 알아보기 위하여 물, 메탄올, 에탄올, 아세톤, 에틸 아세테이트, 클로로포름, 헥산 등 극성이 다른 7종의 용매로 추출하여 수율을 측정한 결과 표 2와 같다. 물 추출액이 46.2％로 가장 높았고 메탄올과 에탄올 추출 수율이 각각 21.4, 16.8％이었으며 특히 물 추출액은 메탄올 및 에탄올 추출 수율보다 각각 2.2배 및 2.8배 더 높은 것으로 나타났다. 아세톤, 에틸아세테이트, 클로로포름 및 헥산은 1％ 이하의 낮은 추출 수율을 나타내었는데 이는 약 80％ 이상이 탄수화물 및 단백질로 구성된 일반성분의 분석결과인 표 1의 결과를 뒷받침해 주는 결과이다.
표 2. 용매에 따른 마카 추출물의 수율(단위:％)
| 용매 | 물 | 메탄올 | 에탄올 | 아세톤 | 에틸아세테이트 | 클로로포름 | 헥산 |
| 수율 | 46.2 | 21.4 | 16.8 | 0.4 | 1.0 | 0.4 | 0.2 |
(3)총 폴리페놀 함량 측정
마카 추출물의 총폴리페놀 함량은 Folin-Denis법으로 측정하였다. 즉, 시료용액 0.1ml에 증류수를 1.9ml를 가하여 잘 혼합한 후 0.2N Folin-ciocialteau's phenol reagent를 0.2ml 가하였다. 이것을 실온에서 3분간 방치한 다음 Na2CO3 포화용액 0.4ml와 증류수 1.9ml를 가하여 혼합하고 실온에서 1시간 반응시킨 후 분광광도계(Smart Plus, Korea)를 이용하여 725nm에서 흡광도를 측정하였다. 이 때 총폴리페놀 함량은 tannic acid(Sigma Co. USA)를 이용하여 작성한 표준곡선으로부터 함량을 구하였다.
각 용매에 따른 마카 추출물의 총폴리페놀 함량을 측정한 결과는 표 3과 같다. 물을 용매로 하는 마카 추출물의 총폴리페놀 함량은 328.68mg/100ml로 가장 높았고, 메탄올을 용매로 하는 마카 추출물의 총폴리페놀 함량은 197.47mg/100mL, 에탄올을 용매로 하는 마카 추출물의 총폴리페놀 함량은 90.15mg/100mL, 아세톤을 용매로 하는 마카 추출물의 총폴리페놀 함량은 6.84mg/100mL이었으며 에틸아세테이트, 클로로포름 및 헥산을 용매로 하는 마카 추출물에서는 폴리페놀 성분이 검출되지 않았다. 폴리페놀은 식물에 존재하는 다기능성 물질로 주로 항산화 활성을 가지는 것으로 보고되고 있다. 폴리페놀은 분자 내에 하나 이상의 하이드록 실(hydroxyl)기를 가지고 있고 에테르(ether) 결합에 의하여 당이나 수용성의 단백질 분자와 결합하여 존재하는 경우가 많아 극성용매에 잘 녹기 때문에 물 추출액에서 가장 높은 함량을 보인 것으로 사료된다.
표 3. 용매에 따른 마카 추출물의 총폴리페놀 함량(단위:mg/100nl)
| 용매 | 물 | 메탄올 | 에탄올 | 아세톤 | 에틸아세테이트 | 클로로포름 | 헥산 |
| 총폴리페놀 함량 | 328.68 ±29.95d1) |
197.47 ±11.64c |
90.15 ±3.47b |
6.84 ±4.18a |
N.D.2) | N.D. | N.D. |
1)Each value is mean±SD.
Each value with different letters are significantly different at p<0.05.
2)Not detected.
(4)전자공여능 측정
전자공여능은 Blois의 방법을 일부 변형하여 측정하였다. 즉 마카 추출물 0.5 mL에 0.2mM 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)(Sigma Co., USA) 2mL를 가하여 혼합하고 실온에서 10분간 반응시킨 후 517nm에서 흡광도를 측정하여 다음의 계산식으로부터 전자공여능을 산출하였다.
용매에 따른 마카 추출물의 전자공여능을 측정한 결과는 표 4와 같다. 메탄올을 용매로 하는 마카 추출물이 52.36％로 가장 높은 값을 나타내었고, 그 다음 물을 용매로 하는 마카 추출물 39.79％, 에탄올을 용매로 하는 마카 추출물 25.00％ 순이었으며 그 외의 용매 추출액에서는 1.62～6.55％의 낮은 활성을 나타내었다. 본 실험의 결과에서 전자공여능을 나타내는 항산화물질은 총 폴리페놀성분이 가장 많은 물 추출물에 가장 많이 함유되어 있을 것이라는 기대와 달리 물보다 극성이 낮은 메탄올 추출물에 가장 많이 함유되어 있는 것으로 나타났다.
표 4. 용매에 따른 마카 추출물의 전자공여능을 측정 결과(단위:％)
| 물 | 메탄올 | 에탄올 | 아세톤 | 에틸아세테이트 | 클로로포름 | 헥산 |
| 39.79 ±0.43e1) |
52.36 ±1.40f |
25.00 ±1.59d |
6.55 ±0.93c |
2.87±0.37a | 4.66 ±0.91b |
1.62 ±0.48a |
1)Means with different letters are significantly different at p<0.05.
Each value is mean± standard deviation (SD).
(5)SOD(Superoxide dismutase) 유사활성 측정
Superoxide dismutase(SOD) 유사활성은 Maklund와 Maklund의 방법에 따라 측정하였다. 즉, 시료 추출액 0.2mL에 Tris-HCl buffer(pH 8.5) 3mL와 기질물질인 7.2mM의 pyrogallol 0.2mL를 가하여 혼합한 후 실온에서 10분간 반응시켰다. 이 용액에 1N HCl 0.2mL를 가하여 반응을 정지시킨 다음 420nm에서 흡광도를 측정하였고 다음의 계산식을 이용하여 SOD 유사활성을 산출하였다.
용매에 따른 마카 추출물의 SOD 유사활성을 측정한 결과는 표 5와 같다. 메탄올을 용매로 하는 마카 추출물이 19.84％로 가장 높게 나타났고, 그 다음 에탄올을 용매로 하는 마카 추출물이 17.18％, 물을 용매로 하는 마카 추출물이 11.09％ 이었으며 그 외의 용매 추출액에서는 0～6.64％의 범위로 낮은 활성을 나타내었다.
SOD는 몸 안에 생긴 활성산소를 과산화수소로 전환시키는 반응(2O2 + 2H+ → H2O2 + O2)을 촉매하는 항산화효소로써 이 과정에서 생성된 과산화수소는 퍼옥시다아제(peroxidase)나 카탈라아제(catalase)에 의하여 무해한 물분자와 산소분자로 전환된다. SOD는 30KDa 이상의 분자량을 가진 단백질 물질로 체내에 쉽게 흡수되지 못하고 체외로 배출되며 열과 pH에 불안정하다. 이에 SOD와 유사한 활성을 가지면서 SOD의 단점을 보완할 수 있는 SOD 유사활성 물질에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며 본 실험에서는 물을 용매로 하는 마카 추출물이 다른 용매에 의한 마카 추출물보다 높은 SOD(Superoxide dismutase) 유사활성을 나타내어 항산화 작용이 매우 우수함을 알 수 있었다.
표 5. 용매에 따른 마카 추출물의 SOD 유사활성 측정 결과(단위:％)
| 물 | 메탄올 | 에탄올 | 아세톤 | 에틸아세테이트 | 클로로포름 | 헥산 |
| 11.09 ±0.65c1) |
62.89 ±0.20e |
17.18 ±1.83d |
N.D.2) | N.D. | 6.64 ±1.90b |
3.59 ±2.48a |
1) Means with different letters are significantly different at p<0.05.
Each value is mean± standard deviation (SD).
2) N.D. : Not detected.
(6)아질산염 소거능 측정
아질산염 소거능(nitrite scavenging ability)은 Kato 등의 방법에 준하여 실시하였다. 시료 추출액 0.1mL에 1mM NaNO2 0.2mL를 가하고 시트레이트 완충용액(citrate buffer)을 사용하여 반응용액의 pH를 각각 pH 1.2 및 pH 3.0으로 맞춘 다음 37℃에서 1시간 동안 반응시켰다. 이 용액에 2％ acetic acid 5mL와 Griess 시약 0.4 mL를 가하여 잘 혼합하고 15분간 실온에서 방치한 다음 520nm에서 흡광도를 측정하여 다음의 계산식에 따라 아질산염 소거능을 산출하였다.
A: 1mM NaNO2 용액에 시료를 첨가하여 1시간 반응시킨 후의 흡광도
B: 시료 추출물의 흡광도
C: 1mM NaNO2 용액에 시료 대신 증류수를 첨가하여 1시간 반응 시킨 후의 흡광도
용매에 따른 마카 추출물의 아질산염 소거능을 측정한 결과는 표 6과 같다. pH 1.2에서는 물을 용매로 하는 마카 추출물이 77.51％로 가장 높았고 에탄올을 용매로 하는 마카 추출물과 메탄올을 용매로 하는 마카 추출물이 각각 73.42％와 62.89％로 나타났다. pH 3.0에서는 에탄올을 용매로 하는 마카 추출물이 54.09％로 가장 높았고 메탄올을 용매로 하는 마카 추출물과 물을 용매로 하는 마카 추출물이 각각 48.62％와 42.15％를 나타내어 pH 1.2에서의 아질산염 소거능보다 감소하였다. 아세톤, 에틸아세테이트, 클로로포름 및 헥산을 용매로 하는 마카 추출물의 아 질산염 소거능은 41.26～52.05％의 범위로 나타났다. pH 4.2와 pH 6.2에서는 모든 추출액이 10％ 이하의 낮은 활성을 보였다(data not shown).
육제품의 가공시 첨가되는 아질산염은 발색능, 보존성 및 관능성을 향상시키지만 많은 양을 섭취할 경우 위장 내의 낮은 산성 조건에서 아민과 반응하여 발암물질인 니트로소아민(nitrosoamine)을 형성하며 혈중 헤모글로빈(hemoglobin)을 산화시켜 메트헤모글로빈혈증(methemoglobinemia)을 유발한다. 본 실험에서 물을 용매로 하는 마카 추출물은 pH 1.2에서 효과적으로 아질산염을 소거하는 것으로 나타나 아질산염과 아민에 의한 니트로소(nitroso)화 반응을 최소화시키는 것으로 판단할 수 있다.
표 6. 용매에 따른 마카 추출물의 아질산염 소거능 측정 결과(단위:％)
| pH | 물 | 메탄올 | 에탄올 | 아세톤 | 에틸아세테이트 | 클로로포름 | 헥산 |
| 1.2 | 77.51 ±7.06c1) |
62.89 ±0.20b |
73.42 ±7.69bc |
49.25 ±0.83a |
52.05 ±5.74a |
41.26 ±1.40a |
43.93 ±0.05a |
| 3.0 | 42.15 ±7.13a'b |
48.62 ±5.75b'c' |
54.09 ±1.81c' |
35.74 ±4.99a' |
42.96 ±5.68a'b'c' |
38.45 ±2.10a'b |
37.28 ±1.85a'b' |
1) Means with different letters are significantly different at p<0.05.
Each value is mean± standard deviation (SD).
<시험예 2> 추출온도와 시간에 따른 최적의 조건 확립
극성이 다른 7종의 용매를 사용하여 마카를 추출하고 총 폴리페놀 함량과 전자 공여능, SOD 유사활성 및 아질산염 소거능을 비교한 결과 물, 메탄올 및 에탄올 추출액에서 높은 활성이 나타났으나 추출수율 대비 활성도를 감안할 때 추출수율이 월등히 높은 물을 최적의 용매로 선정하여 향후 실험을 진행하였다.
최적의 추출온도 및 시간을 알아보기 위한 추출액 제조는 마카분말과 물의 비율을 용매별 추출액이 제조 비율과 동일하게 하였고(1:20, w/v) 30℃, 70℃, 100℃의 온도에서 1시간, 3시간, 5시간 동안 각각 추출한 다음 원심분리하여 얻어진 상층액을 동결건조(ShinIl, Korea)하여 시료로 사용하였다.
물을 용매로 하여 마카를 추출할 경우 추출온도와 시간이 마카의 기능성에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 30℃, 70℃, 100℃에서 각각 1시간, 3시간, 5시간 추출한 후 추출액의 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과는 표 7과 같다. 총 폴리페놀 함량은 30℃에서 339.85～371.33mg/100mL, 70℃에서 331.47～354.74mg/100mL, 100℃에서 362.79～396.36mg/100mL로 추출온도가 높을수록 증가하였다.
추출시간과 추출온도를 달리한 물을 용매로 하는 마카 추출물의 전자공여능은 표 8에 나타난 바와 같이 30℃에서 40.98～54.54％, 70℃에서 60.55～69.07％, 100℃에서 80.00～90.38％를 나타냄으로써 추출온도가 증가할수록 전자공여능이 증가하는 경향을 나타내었다. 30℃와 70℃에서는 1시간 추출한 것 보다 3시간 이상 추출한 경우에 전자공여능이 다소 감소하였으나 100℃에서는 추출시간이 길어질수록 전자공여능이 유의적으로 증가하였다(p<0.05).
추출시간과 추출온도를 달리한 물을 용매로 하는 마카 추출물의 SOD 유사활성은 표 9에 나타낸 바와 같이 30℃에서 11.01～12.16％, 70℃에서 14.24～16.9％, 100℃에서 17.13～19.53％로 시간이 증가할수록 약 30％씩 활성이 유의적으로 증가 하였다.
추출시간과 추출온도를 달리한 물을 용매로 하는 마카 추출물의 아질산염 소거능은 표 10에 나타난 바와 같이 체내의 위(??)와 유사한 조건인 pH 1.2에서 가장 높게 나타났다. 30℃에서는 81.56～83.09％, 70℃에서 82.12～83.26％, 100℃에서 82.58～86.17％를 나타내어 추출온도와 시간에 따라 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. pH 3.0에서도 추출 온도가 증가함에 따라 아질산 소거능은 크게 차이를 보이지 않았으며 50％ 내외로 pH 1.2보다 약 40％ 낮게 나타났다.
표 7. 물을 용매로 하는 마카 추출물의 추출시간, 추출온도에 따른 폴리페놀 함량(단위:mg/100ml)
| 추출시간 | 30℃ | 70℃ | 100℃ |
| 1시간 | 371.33±25.42 | 354.74±18.95 | 362.79±24.64 |
| 3시간 | 360.60±27.25 | 344.94±30.81 | 389.24±18.17 |
| 5시간 | 339.85±33.20 | 331.47±24.23 | 396.36±10.93 |
표 8. 물을 용매로 하는 마카 추출물의 추출시간, 추출온도에 따른 전자공여능(단위:％)
| 추출시간 | 30℃ | 70℃ | 100℃ |
| 1시간 | 54.54±3.73c1) | 69.07±0.73e | 80.00±1.09f |
| 3시간 | 40.98±0.88a | 60.55±1.64d | 86.01±0.06g |
| 5시간 | 48.31±1.32b | 65.25±0.97d | 90.38±0.49h |
1) Means with different letters are significantly different at p<0.05.
Each value is mean± standard deviation (SD).
표 9. 물을 용매로 하는 마카 추출물의 추출시간, 추출온도에 따른 SOD 유사활성(단위:％)
| 추출시간 | 30℃ | 70℃ | 100℃ |
| 1시간 | 12.16±1.74ab1) | 14.83±1.54cd | 17.13±1.27de |
| 3시간 | 11.01±1.69a | 14.24±2.47bc | 19.51±3.30e |
| 5시간 | 11.33±2.43a | 16.9±1.84de | 19.53±2.29e |
1) Means with different letters are significantly different at p<0.05.
Each value is mean± standard deviation (SD).
표 10. 물을 용매로 하는 마카 추출물의 pH, 추출시간, 추출온도에 따른 아질산염 소거능(단위:％)
| 반응조건 | 추출시간 | 30℃ | 70℃ | 100℃ |
| pH 1.2 |
1 | 81.56±1.80a1) | 82.12±0.54ab | 82.58±0.37ab |
| 3 | 82.12±0.54ab | 83.26±1.74ab | 83.57±1.77ab | |
| 5 | 83.09±1.51ab | 82.12±0.54ab | 86.17±1.35b | |
| pH 3 | 1 | 45.48±2.42abc | 49.12±1.01bcd | 48.19±0.93 abc |
| 3 | 41.10±4.42a | 47.59±4.58abc | 52.71±1.99cd | |
| 5 | 42.59±3.25ab | 48.04±4.40abc | 55.84±0.56d |
1) Means with different letters are significantly different at p<0.05.
Each value is mean± standard deviation (SD).
상기 표 7 내지 표 10의 결과를 종합하여 보면 100℃에서 3시간 추출물과 5시간 추출물의 전자공여능, SOD 유사활성 및 아질산염 소거능은 큰 차이를 보이지 않아 시간 및 에너지의 효율적 측면을 고려한다면 마카 분말로부터 활성물질을 추 출하는 조건은 물을 용매로 하여 100℃에서 3시간 동안 추출하는 것이 가장 적합한 조건으로 판단된다.
<실시예 1> 마카 추출물을 포함하는 음료 제조
물 100중량부에 대하여 마카 추출물 7중량부, 액상과당 40중량부, 자일리톨15중량부, 검믹스 0.4중량부, 식이섬유 3중량부, 대추 엑기스 0.5중량부를 첨가하고 혼합하여 마카 추출물을 포함하는 음료를 제조하였다.
상기에서 마카 추출물은 마카 분말을 마카 분말 중량 대비 20배량의 물에 첨가하고 100℃에서 3시간 동안 120rpm으로 진탕 추출한 후 이를 10,000rpm으로 30분간 원심분리 한 다음 여과지(Whatman No. 1)로 여과하여 얻은 마카 추출물을 사용하였다.
<실시예 2> 마카 추출물을 포함하는 음료 제조
마카 추출물 14중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 마카 추출물을 포함하는 음료를 제조하였다.
<실시예 3> 마카 추출물을 포함하는 음료 제조
마카 추출물 21중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 마카 추출물을 포함하는 음료를 제조하였다.
<실시예 4> 마카 추출물을 포함하는 음료 제조
마카 추출물 28중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 마카 추출물을 포함하는 음료를 제조하였다.
<실시예 5> 마카 추출물을 포함하는 음료 제조
기능성 성분으로서 미나리 분말 2중량부를 추가로 더 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 마카 추출물을 포함하는 음료를 제조하였다.
<시험예 4> 마우스의 기억력 증진 효과 측정
본 발명의 마카 추출물에 대한 기억력 증진 효과를 측정하기 위해서 상기 실시예 1에서 제조한 마카 추출물을 포함하는 음료에 대한 기억력 증진 효과에 대한 실험으로서 마우스를 이용하여 하기와 같이 실시하였다.
(1)실험 동물
본 실험에서 사용한 동물은 12주령, 34.46±1.3g으로 ICR계 수컷 마우스를 나라바이오텍에서 공급받아 사용하였다. 먼저 마우스는 동물실에서 7일간 적응시켰으며, 적응기간 동안 사료와 물은 자율적으로 섭취하도록 하였고, 온도는 24±2℃, 명암주기 12시간 주기로 일정하게 유지하였다.
(2)시료의 처리
모든 동물은 체중을 기준으로 난괴법(Latin Square method)에 의해 각 군당 6마리씩 총 4군으로 나누었다. 아무런 처리를 하지 않은 보통군(normal), 물을 경구투여한 후 실험 테스트 시 스코폴라민(scopolamine)을 복강 주사한 대조군(control), 실시예 1에서 제조한 마카 추출물을 포함하는 음료를 투여한 마카군(maca), 실시예 1에서 제조한 마카 추출물을 포함하는 음료를 투여한 후 실험시 scopolamine을 복강 주사한 maca+Scopolamine 군으로 나누어 실험하였다.
실시예 1에서 제조한 마카 추출물을 포함하는 음료는 18일간 오전 9시에서 오후 4시 사이에 투여하였으며, 이때 실시예 1에서 제조한 마카 추출물을 포함하는 음료는 마우스의 체중을 3일 간격으로 측정하여 체중 변화에 맞춰서 2g/kg를 1일 1회 경구투여 하였다. scopolamine은 control과 maca+scopolamine군에 복강주사하였으며, 수미로 테스트 30분전에 주사하였다.
(3)실험장치 : 수미로 실험 장치(Morris Water Maze, MWM)
공간지각 능력검사에 사용된 수미로 장치는 지름과 폭이 각각 70㎝, 45㎝로 대종기기산업에서 제작한 것으로 구입하였다. 수미로의 플랫폼은 지름 10.3cm, 높이 19cm로 물은 플랫폼 위로 1cm까지 채워서 실험하였다.
물에 유청분말을 섞어서 플랫폼이 보이지 않도록 하여 마우스가 시각에 의한 발견이 아닌 기억력에 의한 작용으로 찾을 수 있도록 하였다. 실험 1일째, 마우스를 10초 동안 플랫폼위에 올려두어 학습을 시킨 후, 5분 동안 휴식을 시켰다. 이후 플랫폼의 반대방향에서 출발시켜, 플랫폼을 찾을 때까지 시간을 측정하였다. 120초 이내에 실패 할 경우 15초 휴식 후 다시 플랫폼위에 올려 15초 동안 재탐색할 수 있도록 하고, 10분간 휴식시간을 취하게 한 후 재측정하였다. 이와 같은 방법으로 한 마리당 3반복 실험하였으며, Control과 Maca+Scopolamine군은 실험 30분전 Scopolamine 1 mg/kg 복강주사 하였다. 실험 2일～4일째는, 실험 1일과 동일한 위치에 동일한 방법으로 측정하였다.
(4)실험결과
수미로 실험결과, normal, maca, control, maca+scopolamine군의 마우스가 플랫폼을 찾을 때까지 걸린 소요시간은 표 11에 나타내었다.
첫째날 normal은 26.67±23.1초, Scopolamine만 단독 투여한 Control이 97±42.63초, 마카를 18일간 지속적으로 경구 투여한 maca과 마카 투여 후 scopolamine을 복강 주사한 maca+Scopolamine군은 각각 32.14±44.88초와 47.95±28.77초로 나타나다.
실험 2일째, 3일째, 4일째 테스트 결과, normal은 각각 18.33±7.03초, 30.17± 22.29초, 15.5±8.22초 maca은 각각 13±8.02초, 14.14±4.85초, 17.57±7.61초maca+Scopolamine군은 각각 33.06±35.26초, 31.99±26.86초, 26.54±21.98초로 나타나, maca군이 normal군과 유사한 경향을 보였고 maca+scopolamin군은 maca군과 normal군보다 플랫폼을 찾는데 걸린 시간이 좀 더 길었으나 control과 비교하면 소요시간이 감소되어 마카 추출물을 경구 투여한 maca의 마우스가 기억력이 향상되었음을 알 수가 있었다.
<표 11> 마우스에 대한 마카 추출물의 기억력 개선 효과(단위:sec)
| 항목 | 실험1일째 | 실험2일째 | 실험3일째 | 실험4일째 |
| Normal | 26.67±23.11) | 18.33±7.03 | 30.17±22.29 | 15.5±8.22 |
| Maca | 32.14±44.88 | 13±8.02 | 14.14±4.85 | 17.57±7.61 |
| Control | 97±42.63 | 87.83±49.39 | 70.33±48.34 | 56.33±42.98 |
| Maca+ Scopolamine |
47.95±28.77 | 33.06±35.26 | 31.99±26.86 | 26.54±21.98 |
1) Each value is mean± standard deviation (SD).
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예 및 시험예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 마카 추출물을 포함하는 항산화 작용 및 기억력 증진 효과를 가지는 음료는 남녀노소를 불문하고 발병되는 성인병을 예방하기 위한 사람이 섭취시 항산화 작용을 기여할 수 있으며, 또한 기억력이 중요한 수험생활을 하는 청소년, 성인들에게 기억력 증진에 기여할 수 있다.
한편, 기억력이 중요한 사람 이외에도 나이가 많아 기억력이 다소 감퇴하신 노인들이 섭취시 기억력 증진에 도움을 주어 치매 예방 방지에도 기여할 수 있다.
Claims (5)
- 음료의 제조에 있어서,정제수 100중량부에 대하여 마카 추출물 7～35중량부; 알로에, 클로렐라, 오미자, 오이, 연근, 가지, 배추, 셀러리, 피망, 뽕잎, 산마, 동충하초, 차가버섯, 상황버섯, 연자욱, 다시마, 삼백초, 칡, 두충, 함초, 스쿠알렌, 알팔파, 미나리의 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 기능성 성분 1～10중량부를 분말, 착즙액 또는 추출액의 형태로 첨가하고 혼합하되;상기 마카 추출물은 마카를 마카 중량 대비 10～20배량의 물에 첨가하고 30～100℃에서 100～120rpm으로 1～5시간 동안 진탕 추출한 후 5,000～10,000rpm으로 30분～2시간 원심분리한 다음 상층액을 여과한 것이고;상기의 기능성 성분 추출액은 기능성 성분을 기능성 성분 중량 대비 10～20배량의 물, 에탄올의 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 용매에 첨가하고 30～100℃에서 100～120rpm으로 1～5시간 동안 진탕 추출한 후 5,000～10,000rpm으로 30분～2시간 원심분리한 다음 상층액을 여과한 것 임을 특징으로 하는 마카 추출물을 포함하며 항산화 작용 및 기억력 증진 효과가 있는 음료의 제조방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090037706A KR101143516B1 (ko) | 2009-04-29 | 2009-04-29 | 마카 추출물을 포함하며 항산화 작용 및 기억력 증진 효과가 있는 음료, 이의 제조방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090037706A KR101143516B1 (ko) | 2009-04-29 | 2009-04-29 | 마카 추출물을 포함하며 항산화 작용 및 기억력 증진 효과가 있는 음료, 이의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20100118816A KR20100118816A (ko) | 2010-11-08 |
| KR101143516B1 true KR101143516B1 (ko) | 2012-07-09 |
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ID=43405004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020090037706A KR101143516B1 (ko) | 2009-04-29 | 2009-04-29 | 마카 추출물을 포함하며 항산화 작용 및 기억력 증진 효과가 있는 음료, 이의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101143516B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200023849A (ko) | 2018-08-27 | 2020-03-06 | 박찬영 | 마카를 이용한 건강음료 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 건강음료 |
-
2009
- 2009-04-29 KR KR1020090037706A patent/KR101143516B1/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200023849A (ko) | 2018-08-27 | 2020-03-06 | 박찬영 | 마카를 이용한 건강음료 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 건강음료 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20100118816A (ko) | 2010-11-08 |
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