KR101279996B1 - 천년초 환의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 천년초 환의 제조방법은, 천년초 줄기 100 중량부에 천년초 열매 10 ~ 30 중량부, 천년초 뿌리 1 ~ 10 중량부의 혼합물을 알코올 수용액으로 추출한 후 농축하여 천년초 점액질을 제조하는 단계; 상기 천년초 줄기, 열매 및 뿌리에서 알코올 추출하고 남은 잔사를 건조 및 분쇄하는 단계; 및 상기 천년초 줄기, 열매 및 뿌리의 잔사 분말 100 중량부에 천년초 꽃 분말 3 ~ 15 중량부 및 천년초 점액질 5 ~ 30 중량부를 혼합하여 환을 제조하는 단계;를 포함하는 것으로, 천년초가 가지는 모든 부위를 영양소의 손실없이 그대로 간편하게 섭취할 수 있는 환의 제조방법을 제공하고, 이와 같이 제조된 천년초 환은 건강기능식품 또는 사료로서 이용될 수 있다.
Description
본 발명은 건강기능식품이나 사료로 사용할 수 있는 천년초 환의 제조방법에 관한 것이다.
천년초(Opuntia humifusa)는 전남 등지에서 자생하는 한국 토종 선인장으로 일반적으로 손바닥 선인장으로 널리 알려진 백년초(Opuntia ficus-indica var saboten)가 1-2 m 크기로 자라며 길고 굵은 가시가 많은 반면 천년초는 솜털 가시를 갖고 약 30 cm 크기로 자란다. 제주도에서 재배되는 백년초는 열대지방이 원산지로 저온에 약하여 노지재배가 어려운 반면, 한국 토종 선인장인 천년초는 휴면기인 겨울에도 노지에서 생존하며 병충해에 강한 특징이 있다.
귀화식물인 백년초에 비하여 천년초의 활성에 대하여는 많은 연구가 이루어지지 않은 편이나, 최근 박 등(Park MK, Lee YJ, Kang ES (2005) Hepatoprotective effect of Cheonnyuncho (Opuntia humifusa) extract in rats treated carbon tetrachloride. J Korean Food Sic Technol 37: 822-826)이 열수에 의한 천년초 줄기 추출물의 항산화 활성 및 사염화탄소로부터 간손상 예방 효과를 보고 하였고, 이 등(Lee KS, Kim MG, Lee KY (2004) Antimicrobial effect of the extracts of cactus Chounnyouncho (Oputia humifusa) against food borne pathogens. J Korean Soc Food Sci Nutr 33: 1268-1272.)은 천년초 선인장 추출물의 항산화 효과 연구에서 천년초의 ethyl acetate 분획물이 α-tocopherol과 비슷한 항산화 활성을 나타낸다고 보고하였으며, 병원성 식중독 미생물에 대하여 천년초 선인장 추출물의 항균 효과가 우수하다고 하였다. 권 및 송(Kwon DK, Song YJ (2005) Effect of opuntia humifusa supplementation on endurance exercise performance in rats fed a high-fat diet. The Korean Journal of Exercise Nutrition 9: 183-188.)은 천년초는 흰쥐의 복부 지방량과 혈중 지질 농도를 감소시키고 HDL-콜레스테롤 농도를 증가시켜 항동맥경화 효과가 있다고 보고 하였으며, 유산소운동 능력을 향상시킬 수 있는 가능성을 제시한 바 있다.
천년초의 고형물 함량은 계절에 따라 8∼15 %로 변화하는데 이것은 여름에 물함량이 높고 잘 자라며 겨울에는 동결을 방지하기 위하여 물함량이 낮아지고 생육이 멈추기 때문이다.
천년초는 단백질 함량이 높아 맛이 좋고 영양학적으로 가치가 높으며 대부분의 탄수화물은 식이섬유로 구성되어 있는데 이것은 다이어트와 건강에 필수적인 성분이다. 식이섬유함량은 약 5%로 칡 등보다 높으며 비타민C의 함량은 약 1%정도로 다른 선인장이나 알로에보다 높다. 천년초 잎을 분석하면 지방과 염분이 매우 낮고 식이섬유, 비타민C, 칼슘의 함량이 높다. 그래서 천년초는 당뇨병이 있는 사람들이 이용할 수 있으며 필수아미노산의 함량이 높은 특징이 있다.
그러나 천년초의 줄기, 열매 및 뿌리를 구성하는 주성분인 펙틴이나 다당류에 의해 점성을 가진 점액질이 존재하고, 이러한 점액질로 인하여 유효성분을 추출하거나 다양한 형태의 식품이나 사료 등으로 가공하기 어렵다는 문제점으로 인해 아직까지 천년초의 영양성분을 그대로 섭취할 수 있도록 한 건강기능식품 또는 사료로 사용되는 천년초 환은 거의 없는 실정이다.
본 발명은 천년초가 가지는 모든 부위를 영양소의 손실없이 그대로 간편하게 섭취할 수 있는 건강기능식품 또는 사료로 사용되는 천년초 환의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 일례로서 본 발명의 천년초 환의 제조방법은, 천년초 줄기 100 중량부에 천년초 열매 10 ~ 30 중량부, 천년초 뿌리 1 ~ 10 중량부의 혼합물을 알코올 수용액으로 추출한 후 농축하여 천년초 점액질을 제조하는 단계; 상기 천년초 줄기, 열매 및 뿌리에서 알코올 추출하고 남은 잔사를 건조 및 분쇄하는 단계; 및 상기 천년초 줄기, 열매 및 뿌리의 잔사 분말 100 중량부에 천년초 꽃 분말 3 ~ 15 중량부 및 천년초 점액질 5 ~ 30 중량부를 혼합하여 환을 제조하는 단계;를 포함한다.
이하 본 발명을 구체적으로 설명한다.
먼저 천년초 줄기 100 중량부에 천년초 열매 10 ~ 30 중량부, 천년초 뿌리 1 ~ 10 중량부의 혼합물을 알코올 수용액으로 추출한 후 농축하여 천년초 점액질을 제조한다.
천년초 꽃을 제외한 줄기, 열매 및 뿌리는 점액질을 함유하고 있어 그 자체로 건조하기 어렵다. 상기 천년초 줄기, 열매 및 뿌리는 천년초 줄기 100 중량부에 천년초 열매 10 ~ 30 중량부, 천년초 뿌리 1 ~ 10 중량부를 혼합한다. 상기 조성범위에서 천년초가 가지는 항산화 기능성 및 사료로서 증체량 및 육성율의 증대에 바람직하다.
천년초 줄기와 뿌리는 5 ~ 15 cm 크기로 절단하고, 천년초 열매는 그 자체로 또는 2 ~ 4 부분으로 절단하여 추출에 사용한다. 천년초 줄기, 뿌리 및 열매를 각각 알코올 수용액으로 추출하고, 그 잔사를 이용할 수도 있으나, 효과의 차이는 거의 없으면서 제조공정 수가 늘어나므로 먼저 각각의 조성비로 혼합한 후 알코올 추출을 하는 것이 바람직하다. 추출에 사용되는 알코올 수용액은 알코올 함량이 5 ~ 80 중량% 포함하는 탄소수 1 ~ 4의 알코올 수용액이 바람직하고, 메탄올 수용액, 에탄올 수용액, 프로판올 수용액, 부탄올 수용액 또는 이소프로필 알코올 수용액을 사용할 수 있고, 바람직하게는 에탄올 수용액을 사용한다.
상기 알코올 수용액 추출에 의해 천년초의 줄기, 뿌리 및 열매의 펙틴과 다당류 성분이 주로 추출되고, 식이섬유를 포함하는 섬유질은 추출되지 않고 잔사로 남는다. 천년초 줄기, 뿌리 및 열매 추출물과 잔사는 통상의 여과와 압착 방법으로 분리할 수 있고, 바람직하게는 필터프레스를 사용한다.
천년초 줄기, 뿌리 및 열매 혼합물 중량 대비 0.8 ~ 5배, 바람직하게는 1 ~ 2 배의 알코올 수용액을 혼합한 후, 10 ~ 50 ℃의 저온에서 8 ~ 62 시간, 바람직하게는 25 ~ 45 ℃에서 10 ~ 36 시간 추출한다. 추출온도가 상기 하한치 미만인 경우에는 추출시간이 너무 길어지고, 상기 상한치를 초과하는 경우에는 다당류 성분이 갈변되고, 응집하여 용해되지 않는 찌거기가 많이 생성되어 생산 수율이 저하되거나 천년초 환의 제조시 포함될 경우 이물감의 원인이 된다.
알코올 수용액에 의해 천년초 점액질을 추출한 후 알코올 수용액 및 점액질에 포함된 수분을 제거하기 위해 감압 농축한다. 감압 농축시 농축온도는 40 ~ 50 ℃ 추출온도로 유지한다. 상기 온도가 하한치 미만이면 농축이 잘 진행되지 않고 시간이 오래 걸리며, 상기 상한치를 초과하면 다당류의 갈변과 응집으로 인한 찌꺼기가 많이 발생한다. 천년초 점액질의 농축은 최초 투입된 천년초 줄기, 뿌리 및 열매 혼합물의 중량 대비 30 ~ 60 %, 바람직하게는 40 ~ 55 중량%가 될 때까지 실시한다. 30% 미만까지 농축하는 경우에는 농축에 필요한 시간과 비용이 너무 많이 소요되고, 60% 초과하는 경우에는 천년초 환의 결착제로로 충분한 결착력을 발휘할 수 없어 제조공정 중에서 또는 제조 후의 환이 부서지는 불량 발생률이 높아진다.
다음으로 천년초 줄기, 뿌리 및 열매를 알코올 수용액으로 추출한 후 남은 잔사를 건조하여 분쇄한다. 통상의 천년초 줄기, 뿌리나 열매는 점액질로 인하여 통상의 방법으로 건조하기 매우 힘들고, 일부에서는 줄기를 급속 동결시킨 후 감압건조하는 동결건조 방법을 이용한다. 그러나 이러한 동결건조는 장비가 고가이고 공정비용이 높기 때문에 대량생산에는 이용된 예가 많지 않았다. 그러나 본 발명에서는 건조되기 어려운 천년초 줄기, 뿌리 및 열매의 점액질 부분이 대부분 추출을 통해 제거되었기 때문에 통상의 열풍건조, 예를 들어 40 ~ 60 ℃에서 3 ~ 12시간 건조하는 것만으로 수분함량 5% 미만까지 건조가 가능하다. 건조된 천년초 줄기, 뿌리 및 열매의 알코올 추출 후 잔사는 통상의 분쇄기, 예를 들어 해머밀을 이용하여 평균 입자크기 10 ~ 500 ㎛로 분쇄할 수 있다.
다음으로 상기 천년초 줄기, 열매 및 뿌리의 잔사 분말 100 중량부에 천년초 꽃 분말 3 ~ 15 중량부 및 천년초 점액질 5 ~ 30 중량부를 혼합하여 환을 제조한다.
천년초 꽃 분말은 모두 40 ~ 60 ℃에서 3 ~ 12시간 건조하는 것만으로 수분함량 5% 미만까지 건조가 가능하고, 건조 후 평균 입자크기 10 ~ 500 ㎛로 분쇄한다.
천년초 점액질이 상기 하한치 미만인 경우에는 환의 제조가 어렵고, 제조된 환이 쉽게 부서지기 쉬우며, 상기 상한치를 초과하는 경우에는 환의 제조 후 건조에 시간이 오래 소요되고, 환의 표면에 점성이 남아있을 수 있다.
이와 같이 제조된 천년초 환은 이전에 없었던 다른 첨가물이나 부형제 없이 천년초의 성분만으로 사용 및 섭취하기 쉽도록 제조된 환으로서, 종래의 환에 비해 물에 넣었을 때 풀림성을 지니고 있고 씹어 먹기 용이한 특성을 지니고 있다.
다만, 천년초 점액질만으로 결착을 시킨 경우 통상의 환에 비해 강도가 약할 수 있으므로, 강도를 보완하기 위해 다음의 밀반죽을 활용할 수 있다.
환 제조를 위해 추가로 첨가될 수 있는 밀반죽은 밀가루 100 중량부에 물 30 ~ 80 중량부, 바람직하게는 40 ~ 50 중량부를 혼합하여 반죽하고 25 ~ 40 ℃에서 2 ~ 4일 발효시킨 밀반죽을 사용한다. 상기 발효과정을 통해서 제조된 밀반죽은 천년초 환 제조시 결착력을 부여하고 완제품 환의 강도를 제공한다.
상기 밀반죽은 천년초 환의 제조에서 상기 천년초 줄기, 열매 및 뿌리의 잔사 분말의 합 100 중량부에 천년초 점액질 5 ~ 30 중량부와 함께 5 ~ 20 중량부 더 첨가된다.
상기 밀반죽에는 밀가루 100 중량부에 대하여 유산균(1 × 107 CFU/g 기준) 1 ~ 5 중량부가 더 포함될 수 있다. 유산균이 포함된 밀반죽은 발효과정에서 산미가 생성되면서 반죽이 부드러워지고, 천년초 줄기, 열매, 뿌리 및 꽃 성분과 어우러져 건강기능식품과 사료로 사용되었을 때 기능성을 증진시키는 역할을 한다.
상기 본 발명에 의하면 천년초가 가지는 모든 부위를 영양소의 손실없이 그대로 간편하게 섭취할 수 있는 환의 제조방법을 제공하고, 이와 같이 제조된 천년초 환은 건강기능식품 또는 육계, 오리, 양돈 등의 축산 사료로는 물론 어류 양식 사료로도 이용될 수 있다.
이하 실시예 등에 의하여 본 발명을 구체적으로 설명하겠는 바. 본 발명이 다음 실시예 등에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
1) 천년초 점액질 제조
세척한 천년초 줄기 1 kg, 뿌리 50 g을 10 cm 크기로 절단하고, 열매 200 g을 더 혼합하여 에탄올 함량이 10 중량%가 되도록 정제수로 희석한 주정 1 kg를 혼합하여 30 ℃에서 12시간 마다 1회 저어 주면서 36 시간 알코올 추출하였다. 천년초 줄기, 뿌리 및 열매의 알코올 추출물을 필터 프레스로 압착하여 잔사 400 g을 별도로 보관하고, 알코올 추출물을 45 ℃에서 감압 농축하여 농축액의 중량이 300 g 이 될 때까지 농축을 실시하여 천년초 점액질을 제조하였다.
2) 천년초 환의 제조
상기 1) 단계의 천년초 줄기, 뿌리 및 열매 알코올 추출물의 잔사와 천년초 꽃을 각각 55 ℃에서 6 시간 건조한 후, 해머밀로 분쇄하여 각각 평균 입자크기 300 ㎛가 되도록 분쇄하였다.
각각의 천년초 줄기, 뿌리 및 열매 알코올 추출물의 잔사 분말 100 중량부, 천년초 꽃 분말 10 중량부를 혼합한 후, 상기 1) 단계의 천년초 점액질 25 중량부를 혼합하여 천년초 환을 제조하였다.
실시예 2
실시예 1과 동일하게 천년초 점액질, 천년초 줄기, 뿌리 및 열매 알코올 추출물의 잔사 분말, 천년초 꽃 분말을 제조한 후, 각각의 천년초 줄기, 뿌리 및 열매 알코올 추출물의 잔사 분말 100 중량부, 꽃 분말 10 중량부를 혼합하고, 천년초 점액질 15 중량부와 밀반죽 15 중량부를 혼합하여 천년초 환을 제조하였다.
상기 밀반죽은 밀가루 1 kg에 물 400 g과 유산균(1 × 107 CFU/g 기준) 2 g을 넣고 반죽한 후 35 ℃에서 3일 발효하여 제조한 것을 사용하였다.
비교예
1
천년초 줄기를 55 ℃에서 24 시간 건조하였으나, 겉 부분이 딱딱해지고 속부분의 점액질은 늘어붙어 건조가 불가능했기 때문에 이를 이용하여 다른 천년초 부위의 분말, 예를 들어 천년초 꽃 분말과 혼합하여 환을 제조하는 것이 불가능 하였다.
비교예 2
천년초 줄기 100 중량부, 열매 20 중량부, 뿌리 5 중량부, 꽃 10 중량부를 혼합한 후 - 20 ℃로 급속 동결시킨 후 동결건조한 후 이를 분쇄하였다. 천년초 줄기, 열매, 뿌리 및 꽃의 동결건조분말 100 중량부에 밀반죽 20 중량부를 혼합하여 환을 제조하였다. 밀반죽은 밀가루 1 kg에 물 400 g을 반죽하여 제조한 밀반죽을 바로 환 제조에 이용하였다.
실험예 1: 관능검사
상기 실시예 및 비교예에 의하여 제조된 천년초 환을 25세 내지 50세의 무작위 대상자 20 명의 관능검사요원에 의하여 5점법으로 실시하였고, 3회 반복 수행한 결과를 평균하여 다음 표 1에 기재하였다.
| 항목 | 실시예1 | 실시예2 | 비교예2 |
| 풍미 | 4.1 | 4.2 | 3.8 |
| 이취 | 1.2 | 1.4 | 2.3 |
| 질감 선호도 | 4.6 | 3.9 | 3.7 |
| 전체 선호도 | 4.6 | 4.2 | 3.1 |
| 1) 1: 매우 싫음, 3: 보통, 5 : 매우 좋음 | |||
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 실시예와 비교예의 풍미의 차이는 크지 않았으나, 실시예에서 천년초와 복합 다당류의 깊은 맛을 느낄 수 있었다는 의견이 있었으며, 비교예 2에서는 실시예 1 및 2에 비해 이취가 많이 느껴졌다.
또한 질감에 있어서, 실시예 2와 비교예 2는 큰 차이는 없었으나 실시예 1에서 부드럽고 촉촉하게 씹힌다는 의견이 있었고, 실시예 2와 비교예 2에서는 강하고 부스러진다는 의견이 제시되었다.
전체적으로 실시예가 비교예1에 비해 선호되고, 특히 실시예 1의 선호도가 높았다.
실험예 2: 사료첨가제로서의 효과
본 발명의 실시예 1의 천년초 환이 육계의 생산성에 미치는 영향을 확인하기 위하여, 수분함량을 40 중량%로 조정한 탈지강을 사료첨가제 대신 첨가한 군(대조군) 및 탈지강에 천년초 환을 1 중량% 첨가하고 수분함량을 40 중량%로 조정한 사료첨가제를 첨가한 군(실시예 1)을 각각 일반 육계용 사료에 0.2 중량% 첨가하여 사용하였다.
크기가 동일한 육계용 병아리 50수를 대조군과 실시예 1의 사료를 급이하는 축사에 각각 입식하였다. 육계를 35일간 사육한 후, 폐사수 및 육성율을 측정하였고 개시체중, 종료체중, 증체량을 측정하였다.
| 항목 | 비교예 1 | 실시예 1 |
| 개시체중(g) | 42.5 | 42 |
| 종료체중(g) | 1,760 | 1,980 |
| 일당증체량(g/d) | 49.1 | 55.4 |
| 사료섭취량(kg) | 2.88 | 3.02 |
| 폐사수 | 4 | 1 |
| 육성율(%) | 92% | 98% |
사육시험 결과 본 발명의 천년초 환을 첨가한 경우 일당 증체량이 12.8% 높게 나타났으며, 폐사수가 1/4로 줄어 육성율이 6% 높게 나타났다. 육계에 본 발명의 천년초 환을 사료첨가제를 급여함으로써 폐사율감소, 일당증체량 증가는 미생물에 의해 면역력이 증가하여 질병에 의한 폐사가 줄어든 것으로 사료된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 등에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
Claims (5)
- 천년초 줄기 100 중량부에 천년초 열매 10 ~ 30 중량부, 천년초 뿌리 1 ~ 10 중량부의 혼합물을 알코올 수용액으로 추출한 후 농축하여 천년초 점액질을 제조하는 단계;
상기 천년초 줄기, 열매 및 뿌리에서 알코올 추출하고 남은 잔사를 건조 및 분쇄하는 단계; 및
상기 천년초 줄기, 열매 및 뿌리의 잔사 분말 100 중량부에 천년초 꽃 분말 3 ~ 15 중량부 및 천년초 점액질 5 ~ 30 중량부를 혼합하여 환을 제조하는 단계;
를 포함하는 천년초 환의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 환을 제조하는 단계에 밀가루와 물을 반죽하여 25 ~ 40 ℃에서 2 ~ 4일 발효시킨 밀반죽 5 ~ 20 중량부를 더 혼합하여 환을 제조하는 것을 특징으로 하는 천년초 환의 제조방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 밀반죽의 제조에는 밀가루 100 중량부에 물 30 ~ 80 중량부 및 유산균(1 × 107 CFU/g 기준) 1 ~ 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 천년초 환의 제조방법.
- 청구항 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 환 형태의 건강기능식품.
- 청구항 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 환 형태의 사료.
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