KR101286757B1 - 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물과 그의 제조 - Google Patents
이눌린이 풍부한 돼지감자추출물과 그의 제조 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 세척된 돼지감자를 전처리하여 덩이뿌리 내에 존재하는 효소를 불활성화하는 공정과 전처리된 돼지감자를 추출하는 공정을 포함하는 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 돼지감자추출물에 관한 것이다. 본 발명의 돼지감자추출물의 제조방법은 (i) 돼지감자의 효소를 불활성화하는 전처리공정인 제1공정 ; (ii) 전처리된 돼지감자를 추출하는 제2공정, (iii) 제2공정의 돼지감자추출액을 감압증발 또는 동결건조하여 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물을 제조하는 제3공정을 포함한다. 본 발명의 돼지감자추출물의 제조방법을 이용하면 종래의 제품과 달리 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물을 제조할 수 있으므로, 이들의 건강기능성을 이용하여 소비자의 요구에 부응하는 새로운 제품의 개발에 널리 활용될 수 있을 것이다.
본 발명의 이눌린이 풍부한 돼지감자추출액은 콜레스테롤 조절을 개선하고 식후혈당 상승을 억제하며 유익균 증식과 유해균 억제로 인하여 장내 환경을 개선하고, 배변활동을 원활하게 하고 칼슘의 흡수를 증진시키는 기능성을 가지고 있는 건강식품재료로서 이눌린과 프락토올리고당의 기능성을 활용한 다양한 용도로 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물은 갈변현상에 의한 색깔이 없으므로 본 발명의 돼지감자추출물은 생리적 효능이 있는 여타의 식품 또는 약용재료와의 복합 조성물의 색깔과 맛에 영향을 주지 않으므로 돼지감자추출물과 생리적 효능이 있는 여타의 식품 또는 약용재료의 복합 조성물 제조를 통한 다양한 제품의 개발이 가능하다. 제조되는 음식물의 형태로는 고형식품, 크림상 또는 잼상의 반 유동식품, 겔상식품, 액상 음료 등 온갖 제품형태로 이는 캅셀제, 과립제, 정제, 음료수 등의 형태나, 상용되고 있는 임의의 기재를 사용한 기능성 음료수와 제과류(과자, 빵, 츄잉검, 초콜릿, 아이스크림, 푸딩) 등을 포함한다.
본 발명의 이눌린이 풍부한 돼지감자추출액은 콜레스테롤 조절을 개선하고 식후혈당 상승을 억제하며 유익균 증식과 유해균 억제로 인하여 장내 환경을 개선하고, 배변활동을 원활하게 하고 칼슘의 흡수를 증진시키는 기능성을 가지고 있는 건강식품재료로서 이눌린과 프락토올리고당의 기능성을 활용한 다양한 용도로 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물은 갈변현상에 의한 색깔이 없으므로 본 발명의 돼지감자추출물은 생리적 효능이 있는 여타의 식품 또는 약용재료와의 복합 조성물의 색깔과 맛에 영향을 주지 않으므로 돼지감자추출물과 생리적 효능이 있는 여타의 식품 또는 약용재료의 복합 조성물 제조를 통한 다양한 제품의 개발이 가능하다. 제조되는 음식물의 형태로는 고형식품, 크림상 또는 잼상의 반 유동식품, 겔상식품, 액상 음료 등 온갖 제품형태로 이는 캅셀제, 과립제, 정제, 음료수 등의 형태나, 상용되고 있는 임의의 기재를 사용한 기능성 음료수와 제과류(과자, 빵, 츄잉검, 초콜릿, 아이스크림, 푸딩) 등을 포함한다.
Description
본 발명은 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물과 그의 제조방법에 관한 것으로서, 좀 더 자세히는 돼지감자가 가지고 있는 천연의 이눌린을 풍부하게 가지고 있는 돼지감자추출물과 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 '이눌린이 풍부한 돼지감자추출물'이란 돼지감자 내에 있는 이눌라제를 불활성화시켜 가공 공정 후에도 돼지감자가 가지고 있는 원래의 자연 이눌린의 80% 이상을 포함하고 있는 돼지감자추출물을 의미한다.
이눌린은 식물체의 저장 다당류의 일종으로 자연계에 널리 분포하고 있으며 달리아, 돼지감자, 목향 등 국화과 식물의 괴경이나 치커리의 뿌리 등에 콜로이드상으로 존재한다. 이눌린은 이눌린 가수분해효소(이눌라제), 묽은 산 등으로 쉽게 가수 분해되고, 백색 고체로서 전분과는 달리 온수에 녹는 물리적 성질을 가지고 있다. 이눌린의 중합도는 프락토오스 사슬 길이에 따라 달라지며 식물 유래 이눌린의 경우 중합도는 약 8 내지 60 범위인데, 평균 중합도는 이와나미쇼텐의 생물학사전(이 와나미쇼텐, 제2판(1978))에 의하면 32~34, 이와나미쇼텐의 이화학사전(이와나미쇼텐, 제3판(1979))에 의하면 약 30이라고 기재되어 있다.
이눌린은 프리바이오틱스의 일종으로 위와 소장에서 분해되지 않고, 대장으로 이동되어서 결장 내 미생물 특히, 비피도박테리움 비피덤 (bifidobacterium bifidum)의 성장을 선택적으로 자극하거나 미생물의 활력 또는 미생물의 제한된 균수를 선택적으로 자극하여서 사람과 가축에게 유익한 영향을 주는 비분해성 식이성분이다. 프리바이오틱스는 대장 내에서 항생물질, 비타민, 성장촉진인자와 같은 영양소를 미생물학적으로 생성시켜 장 기능을 개선시키고, 미네랄의 생체 이용율을 증진시킨다. 또한, 분(糞)배설량을 증가시키며, 설사예방과 면역기능이 향상되어, 최종적으로 동물의 성장을 촉진시킨다 (Cummings, et al., Brit. J. Nutr., 87:S145, 2002; Patterson et al., Poult. Sci., 82: 627, 2003; George et al., Brit. Med. J., 318: 999, 1999). 이러한 이유로, 유럽, 미국, 일본 등을 비롯한 선진제국에서는 이눌린을 이용한 생체활성 프리바이오틱스 시장개발을 위한 시도가 계속되고 있다.
2008년에 식품의약안전청이 개정한 건강기능식품 기준 및 규격(한국식품의약안전청 고시 제2008-12호)에 의하면, 이눌린은 콜레스테롤을 개선하고 식후혈당상승을 억제하며 배변활동을 원활하게 하는 기능을 가지고 있다. 또한, 이눌린은 저칼로리의 다당체로서 사람의 소화 효소에서는 분해되기 어렵고, 또 분해되어 흡수된다고 해도 프락토올리고당이 흡수되므로 혈당의 상승은 거의 일어나지 않는다. 콜레스테롤 조절의 기능을 발현하는데 필요한 일일 섭취량은 이눌린으로서 9 ~ 10g, 식후혈당상승 억제에 도움을 도움을 주기 위해 필요한 일일 섭취량은 이눌린으로서 9 ~ 10g, 배변활동을 원활하게 하는 기능을 발현하는데 필요한 일일 섭취량은 이눌린으로서 8 ~ 20g이라고 고시하고 있다. 이눌린은 식품의약안전청이 과학적 근거를 확보하여 인정한 식이섬유 중의 하나이다.
건강기능식품은 식사에서 부족한 식이섬유를 보충하기 위한 목적으로는 식이섬유의 모든 성분이 일일 영양소기준치의 20%만 넘으면 ‘식이섬유 보충’의 기능성 내용을 인정하고 있으나, 식이섬유 보충 목적 이외의 ‘배변활동’, ‘콜레스테롤 조절’, ‘식후혈당상승 억제’의 기능성을 표시하고자 하는 경우 각각의 식이섬유에 따라서 과학적 근거가 확보되어 인정된 경우에만 사용할 수 있도록 하고 있다.
프락토올리고당은 이눌린이 효소에 의한 분해나 산 가수 분해에 의해 만들어진다. 프락토올리고당은 비피더스균 등 유익균 증식과 유해균 억제로 인한 장내환경 개선, 원할한 배변활동 효과, 칼슘의 흡수증진 효과를 나타내는 것으로 식품의약안전청이 고시하고 있다. 또한, 건강한 성인이 하루 2.5~15 g의 프락토올리고당을 섭취하면 정장작용, 장기능 개선, 칼슘흡수의 증진기능을 기대할 수 있으나 하루 30 g 이상 섭취하면 더부룩한 느낌의 부작용을 보인다. 따라서 일일 섭취량은 기능성 인체적용시험 자료를 토대로 3~8 g을 제시하고 있다. 프락토올리고당은 이눌린을 이눌리나제(inulinase)로 부분 가수분해하여 제조될 수 있으며, 프락토올리고당의 기능성 성분은 GF2 (kestose), GF3(nystose), GF4(fructofuranosylnystose)이다.
돼지감자는 전분질을 함유하지 않고, 주성분으로서 과당의 중합물인 이눌린을 15% 정도로 다량 함유하는 식물이다. 또한 건조 돼지감자의 이눌린 양은 건조중량에서 65~70%를 차지한다(김동훈, 식품화학, p319~320, 탐구당, 1988). 돼지감자는 이눌린과 프락토올리고당을 동시에 함유하고 있으므로 콜레스테롤 조절을 개선하고 식후혈당상승을 억제하며 유익균 증식과 유해균 억제로 인하여 장내환경을 개선하고, 배변활동을 원활하게 하고 칼슘의 흡수를 증진시키는 기능성을 가지고 있는 건강식품 재료로 유용하게 사용될 수 있다.
돼지감자는 국화과(Compositae) 해바라기속(Helianthus Linne)의 여러해살이 풀로 북아메리카 원산으로 우리나라 전역에 분포한다. 돼지감자의 덩이뿌리는 15%의 이눌린(inulin)을 함유하고 있으며 식물 중에서 이눌린을 가장 많이 함유하고 있다. 돼지감자의 약재명은 국우라 하며, 운곡본초학(주영승, 서림재, 2004)에 의하면 돼지감자는 청열양혈의 효능이 있어 열병에 해열 작용을 하고 장열출혈. 질타손상, 골절종통에 치료효능을 가지고 있으며, 맛은 달고 성질은 차다(특허청, 한국전통지식포털, 2007. 12. 06).
비만 또는 당뇨를 예방하기 위한 일환으로 체내 지방대사 조절과 관련된 기능성 식품에 대한 관심이 고조되고 있으며, 특히 식이섬유소와 비소화성 다당들이 이들 질병에 대해 유익한 효과가 있는 것으로 보고되었고(Am J Clin Nutr 59:1242S-1247S, 1994), 이러한 수용성 식이 섬유소의 대표적인 작용은 혈당과 혈중지질을 낮추는 것으로(Am J Clin Nutr 61:1115-1119, 1995), 수용성 식이섬유인 이눌린(inulin)의 이용에 대한 연구가 진행되어 왔다.
돼지감자 추출물을 포함하는 당뇨병 또는 비만 예방 또는 치료용 조성물 및 건강식품이 대한민국공개특허 공개번호 10-2010-0033064, 제2007-0005317호, 제2006-0041438호 및 대한민국등록특허 제591539호, 제594520호 등에 개시되어 있으나, 혈중 및/또는 간중 카르니틴의 함량을 증가시키고, 간중 총콜레스테롤과 중성지질의 농도 및 혈중 총콜레스테롤을 감소시키는 등 체내의 지질대사를 개선시킴으로써 비만 또는 제2형 당뇨병을 예방 또는 개선할 수 있는 돼지감자 추출물을 포함하는 조성물을 공개번호 10-2010-0033064에서 개시하고 있다.
돼지감자로부터 추출한 정제 이눌린은 사람에서 혈당을 낮추기 때문에 돼지감자는 당뇨병 예방을 위한 기능성식품 소재로써 이용할 수 있다. 또한, 이눌린은 동물의 위액과 소화효소에 의해서 분해되지 않고, 80%가 대장에 도달하여 장내 미생물에 의하여 발효됨으로써, 장 내 유익한 미생물의 성장을 선택적으로 자극함과 동시에 유해한 미생물의 성장을 억제하는 효과가 크다 (Gibson, G. R., J. Nutr., 129: 1438S, 1999; Schiffrin, E. J., Innovation Food Technology, 34, 2003; Hidaka, H. et al., Bifidobacteria Microflora., 5: 37-50, 1986).
돼지감자로부터 이눌린을 가공하지 않고 그대로 건강식품에 첨가하거나, 또는 직접 가축사료에 혼합 첨가하는 것은 자연 상태 하에서 생성되어 있는 이눌라제(inulase: 돼지감자의 이눌린을 과당으로 분해하는 효소)에 의해서 이눌린이 분해될 수 있는 문제점이 있다 (biotechnology letters, 2005, 9:1573-6776). 또한 식물유래 이눌린은 수확 직후 추출을 실시하지 않으면 자가소화 등에 의해 이눌린의 함량이 감소하는 문제점이 있다.
또한, 돼지감자는 저장성이 낮으며, 상온에서 저장하면 이눌린이 쉽게 분해되고, 표피가 얇아서 금방 마르는 단점을 가지고 있다. 따라서 현재 저온 저장하는 방법을 사용하고 있으나, 이는 비용이 많이 들며, 이로 인해 장기보관이 어려운 실정이다. 인체에는 유익하나 생으로 섭취하면 아린 맛이 있어 기호도가 떨어지고 과식하면 설사를 일으키기도 한다.
저장성의 문제와 생 돼지감지의 섭취로 인한 문제를 해결하기 위해 한국등록특허 10-0652479(발명의 명칭: 항산화활성이 높은 증숙건조돼지감자의 제조방법)은 돼지감자의 아린 맛을 없애고, 단맛을 높여 기호도가 향상되어 연중 섭취가 용이한 증숙건조돼지감자 분말의 제조방법을 제공하고 있고, 한국등록특허 10-0959626(발명의 명칭: 돼지감자를 이용한 차의 제조방법 및 그에 의해 제조된 돼지감자 차)은 돼지감자를 이용한 차의 제조방법을 제공한다. 그러나 한국등록특허 10-0652479은 건조돼지감자의 제조방법에 있어서, 돼지감자를 세척한 후, 50 ~ 80 ℃에서 24 ~ 26 시간 동안 건조시켜 전처리 건조돼지감자를 제조하고 100℃의 수증기로 3시간 동안 증숙하고, 제조된 증숙물을 다시 건조기에 넣어 65℃에서 18 시간 동안 2차 건조시킨 후, 70℃에서 18 시간 동안 건조하며, 한국등록특허 10-0959626은 돼지감자를 이용한 차의 제조방법의 건조단계에서 건조기 내부의 온도를 65~70℃로 맞추어 70~75시간 동안 돼지감자를 건조하여 증숙건조돼지감자를 제조한다.
이들 선행기술은 이눌린이 분해되고 갈변현상이 생기는 문제점을 가지고 있다. 돼지감자의 가공처리 과정 중 열처리를 오래 많이 하게 되면 생리적 효능이 거의 없는 글루코스(G), 과당(F), 2당류(GF)로 분해된다. 상기 한국등록특허 10-0652479와 10-0959626는 전처리 단계와 건조 단계에서 장시간의 가열과 돼지감자 자체의 이눌라제의 활성으로 인해 이눌린이 분해되는 문제점을 가지고 있다.
이눌린이 분해되는 문제점이 해결된다면 돼지감자의 저장성이 개선되고 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물을 제조할 수 있고, 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물은 콜레스테롤 조절을 개선하고 식후혈당상승을 억제하며, 유익균 증식과 유해균 억제로 인하여 장내환경을 개선하고, 배변활동을 원활하게 하고 칼슘의 흡수를 증진시키는 기능성을 가지고 있는 건강식품 재료로서 다양한 용도로 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 이눌린이 분해되는 문제점을 해결하여 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물을 제조하여 콜레스테롤 조절을 개선하고 식후혈당상승을 억제하며 유익균 증식과 유해균 억제로 인하여 장내환경을 개선하고, 배변활동을 원활하게 하고 칼슘의 흡수를 증진시키는 기능성을 가지고 있는 건강기능식품 재료를 제공하는 것이 목적이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명자들은 돼지감자를 추출할 때 이눌린이 분해되지 않고 돼지감자의 이눌린을 추출하기 위한 여러 가지 추출조건을 찾던 중에 돼지감자 내에 있는 이눌라제의 활성을 억제하기 위한 방법을 집중적으로 연구하여 이눌라제의 활성을 불활성화시키는 방법으로 생돼지감자를 짧은 시간에 80~100℃로 가열하는 방법과 이눌라제 저해제를 첨가하는 방법을 완성하였다.
본 발명은 상기의 문제를 해결하여 용도가 다양하며 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물을 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또, 본 발명은 콜레스테롤 조절을 개선하고 식후혈당상승을 억제하며 유익균 증식과 유해균 억제로 인하여 장내환경을 개선하고, 배변활동을 원활하게 하고 칼슘의 흡수를 증진시키는 기능성을 가지고 있는 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 다음과 같은 단계들을 포함하는 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물을 제조하는 방법은 돼지감자의 흙과 찌꺼기를 제거하는 세척 공정, 80 ∼ 100 ℃에서 5∼180분 동안 가열하여 이눌라제를 불활성화하는 전처리 공정인 제1공정과 제1공정의 전처리 돼지감자를 30 ∼ 100 ℃에서 10 ∼ 300 분 동안 가열하여 압착 추출하는 제2공정, 제2공정의 돼지감자추출액을 감압증발 또는 동결건조하여 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물을 제조하는 제3공정으로 구성된다.
또한, 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물을 제조하는 다른 방법으로는, 돼지감자의 흙과 찌꺼기를 제거하는 세척 공정, 마그네슘, 구리 등의 무기염과 비타민 C 등의 항산화제를 부가하고 80 ~ 100 ℃에서 5 ~ 180 분 동안 가열하여 이눌라제를 불활성화하는 전처리 공정인 제1공정과 제1공정의 전처리 돼지감자를 30 ~ 100 ℃에서 10 ~ 300 분 동안 가열하고 압착 추출하여 이눌린이 풍부한 돼지감자추출액을제조하는 제2공정, 제2공정의 돼지감자추출액을 감압증발 또는 동결건조하여 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물을 제조하는 제3공정으로 구성된다.
또한, 본 발명의 이눌린이 풍부한 돼지감자추출액은 제1공정과 제2공정을 구별하지 않고 단일공정으로 얻을 수도 있다.
본 발명은 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물을 제조할 수 있는 방법을 제공한다. 본 발명의 방법에 따라 제조된 돼지감자추출물은 콜레스테롤 조절을 개선하고 식후혈당 상승을 억제하며 유익균 증식과 유해균 억제로 인하여 장내환경을 개선하고, 배변활동을 원활하게 하고 칼슘의 흡수를 증진시키는 기능성을 가지고 있는 건강식품재료로서 이눌린과 프락토올리고당의 기능성을 활용한 건겅기능성 음료로 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 돼지감자의 효소 불활성화와 추출 공정에서 가열 시간을 줄일 수 있음으로 본 발명의 돼지감자추출물 제조법은 에너지를 절약할 수 있는 경제적인 방법으로 저탄소 녹색기술이다.
본 발명은 돼지감자의 흙과 찌꺼기를 제거하는 세척 공정; 세척된 돼지감자의 효소를 불활성화하는 전처리 공정으로서 제1공정; 상기 전처리된 돼지감자를 30~100℃에서 10~300분 동안 가열하고 압착 추출하는 추출공정으로서 제2공정; 제2공정의 돼지감자추출액을 감압증발 또는 동결건조하여 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물을 제조하는 제3공정을 포함하는 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물을 제조하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제1공정에서 이눌라제 저해제로서 금속염을 부가하는 것을 특징으로 하는 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물을 제조하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 돼지감자의 산화를 방지하는 항산화제를 부가하는 것을 특징으로 하는 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물을 제조하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제 1공정에서 이눌라제 저해제로서 금속염과 돼지감자의 산화를 방지하는 항산화제를 함께 부가하는 것을 특징으로 하는 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물을 제조하는 방법을 제공한다.
아래에서는 본 발명을 좀 더 자세히 설명한다.
적기에 수확한 돼지감자 표면의 흙과 찌꺼기를 깨끗하게 제거하는 하는 세척 공정;
이눌린 함량이 가장 많은 시기인 10월 중순에서 12월 초 사이에 수확된 돼지감자를 짧은 시간에 깨끗한 물로 세척하거나 초음파세척기로 흙과 찌꺼기를 깨끗하게 제거한다.
돼지감자의 효소를 불활성화하는 제1공정(전처리공정);
세척된 돼지감자를 80 ~ 100 ℃에서 5~180분 동안 가열하여 돼지감자의 효소를 불활성화하기 위하여 전처리 돼지감자를 제조한다. 세척된 돼지감자는 파쇄기로 파쇄하거나 절단기로 0.1~1센티미터 두께로 절편하거나 통돼지감자 형태로 전처리 공정에 사용될 수 있다. 통돼지감자를 전 처리하는 것보다 절편을 전 처리하는 것이 더 바람직하다. 절편 하는 경우 0.2~0.5센티미터의 두께가 바람직하다. 통돼지감자를 제1공정에 사용하였을 때는 제1공정 후에 압착기로 0.1~1센티미터 두께로 압착한 전처리 돼지감자가 다음 제2공정에서 사용될 수 있다.
또한, 제1공정에서 무기염이나 항산화제를 단독으로 또는 무기염과 항산화제를 함께 부가될 수 있다. 식품원료로 사용될 수 있는 산화마그네슘(Magnesium Oxide), 탄산마그네슘(Magnesium Carbonate), 수산화마그네슘(Magnesium Hydroxide), 염화마그네슘(Magnesium Chloride), 황산마그네슘(Magnesium Sulphate), 글루콘산마그네슘(Magnesium Gluconate), 염화구리(Cupric Chloride), 글루콘산구리(Cupric Gluconate), 황산구리(Cupric Sulphate) 등의 무기염 또는 식품원료를 사용하여 마그네슘 또는 구리를 보충할 수 있도록 제조가공한 것이 사용될 수 있다.
항산화제로는 시스테인, 아스코빈산, 토코페롤, 퀘르세틴 등의 항산화제가 사용될 수 있으나, 아스코빈산, 토코페롤, 퀘르세틴이 바람직하다. 항산화제는 돼지감자추출물의 갈변현상을 억제할 수 있다.
제1공정에서 전처리조의 내부온도는 30~100℃이고 가열 시간은 3~180분이며, 바람직하게는 내부온도 80 ~ 100 ℃에서 5~60분 동안 가열하는 것이다. 돼지감자의 제 1공정의 가열은 마이크로파 조사, 적외선 조사 또는 원적외선 조사에 의해 이루어 질 수 있으나, 마이크로파 조사가 가장 바람직하다. 마이크로파는 돼지감자 내부에 존재하는 물의 운동에너지를 높여 돼지감자를 가열하는 방식으로 돼지감자 시료의 내부까지도 짧은 시간에 목적하는 온도까지 올릴 수 있는 이점이 있다. 이 방식은 돼지감자의 내부를 외부와 동시에 가열할 수 있고 처리시간도 대폭 단축할 수 있는 이점을 가지고 있다.
전처리된 돼지감자를 추출하는 제2공정(추출공정);
제1공정에서 수득한 전처리 돼지감자를 30~100℃의 열수에서 10~300분 동안 가열하고 압착 추출하여 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물을 제조한다. 돼지감자의 제2공정의 가열은 전기열, 마이크로파 조사, 적외선 조사 또는 원적외선 조사에 의해 이루어 질 수 있으나, 전처리공정인 제1공정의 시설을 그대로 활용할 수 있어 마이크로파 조사가 가장 바람직하다.
제2공정에서 사용하는 물의 양은 생 돼지감자 중량의 10~300%가 바람직하나, 본 발명의 추출액의 용도에 따라 물의 중량을 조절할 수 있다.
제1공정으로 얻어진 돼지감자를 추출하는 제2공정은 압착기로 압착 추출하는 공지의 일반 추출 방법대로 추출하는 공정으로, 이 공정에서 이눌린이 풍부한 돼지감자추출액을 제조할 수 있다.
제2공정으로 얻어진 돼지감자추출액은 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물을 제조하는 제3공정에서는 공지의 용매증발법대로 감압증발기 또는 동결건조기를 사용하여 감압증발 또는 동결건조하여 고체 상태의 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물을 제조할 수 있다.
이하에서는 구체적인 실시 예를 통하여 본 발명의 구성을 좀 더 자세히 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 아래 실시 예의 기재에 의하여 한정되는 것이 아님은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
돼지감자 덩이뿌리를 초음파 세척기를 이용하여 물로 잘 세척하고 찌꺼기를 제거한다. 세척한 돼지감자 1킬로그램을 1~3밀리미터 두께로 절단하여 전처리조에 넣고 발진 주파수 2,450MHz, 고주파 출력 900 W의 마이크로파를 조사하여 10분간 가열한다. 전처리된 돼지감자를 80℃의 물 1리터가 들어있는 추출조에 넣고 80℃를 유지하면서 30분 동안 가열한 후에 압착 추출하여 이눌린이 풍부한 돼지감자추출액을 얻었다.
실시예 1과 같이 절단한 돼지감자 1킬로그램을 표 1의 가열 조건에서 전처리와 추출공정을 거쳐 이눌린이 풍부한 돼지감자추출액을 제조하였다.
실시예 1과 같이 절단한 돼지감자 1킬로그램을 표 1의 가열 조건에서 전처리와 추출공정을 거쳐 이눌린이 풍부한 돼지감자추출액을 제조하였다.
실시예 1과 같이 절단한 돼지감자 1킬로그램을 표 1의 가열 조건에서 전처리와 추출공정을 거쳐 이눌린이 풍부한 돼지감자추출액을 제조하였다.
돼지감자 덩이뿌리를 초음파 세척기를 이용하여 물로 잘 세척하고 찌꺼기를 제거한다. 세척한 돼지감자 1킬로그램을 아스코빈산 10그램과 식품 원료급 황산마그네슘 2.5그램으 함께 분쇄기로 분쇄하여 수증기 배출구와 연결된 전처리조에 넣고 발진 주파수 2,450MHz, 고주파 출력 900 W의 마이크로파를 조사하여 5분간 가열한다. 전처리된 돼지감자를 80℃의 물 1리터가 들어있는 추출조에 넣고 발진 주파수 2,450MHz, 고주파 출력 900 W의 마이크로파를 조사하여 80℃를 유지하면서 60분 동안 가열한 후에 압착 추출하여 이이눌린과 마그네슘이 풍부한 이눌린이 풍부한 돼지감자추출액을 얻었다.
돼지감자 덩이뿌리를 초음파 세척기를 이용하여 물로 잘 세척하고 찌꺼기를 제거한다. 세척한 돼지감자 1킬로그램을 통째로 전처리조에 넣고 발진 주파수 2,450MHz, 고주파 출력 900 W의 마이크로파를 조사하여 10분간 가열한다. 전처리된 돼지감자를 80℃의 물 1리터가 들어있는 추출조에 넣고 발진 주파수 2,450MHz, 고주파 출력 900 W의 마이크로파를 조사하여 100℃를 유지하면서 30분 동안 가열한 후에 압착 추출하여 이눌린이 풍부한 돼지감자추출액을 얻었다.
실시예 1의 방법으로 얻은 이눌린이 풍부한 돼지감자추출액 1리터를 감압증발기로 물을 감압증발시켜 분말로서 추출물 87.1그램을 제조하였다.
실시예 1의 방법으로 얻은 이눌린이 풍부한 돼지감자추출액 1리터를 동결건조기로 물을 동결건조시켜 분말로서 추출물 86.4그램을 제조하였다.
비교예
1. 볶음 돼지감자 슬라이스의 제조
초음파 세척기를 이용하여 세척한 돼지감자 1,000그램을 0.5~1.0cm의 두께로 얇게 썰어 돼지감자를 건조기에 넣고, 건조기 내부의 온도를 65℃로 맞추어 75시간 동안 돼지감자를 건조하여 건조된 돼지감자 슬라이스를 얻었다. 건조된 돼지감자 슬라이스를 볶음솥에 넣고, 75℃ 온도에서 10~15분 동안 볶는다.
비교예
2.
증숙
돼지감자의 제조
세척한 돼지감자 1.80 킬로그램을 건조기에 넣은 후 50 ℃에서 24 시간 동안 1차 건조시킨 후, 스팀을 이용하여 100 ℃에서 3 시간 동안 증숙시켜 증숙물을 제조하였다. 제조된 증숙물을 다시 건조기에 넣어 65 ℃에서 18 시간 동안 2차 건조시킨 후, 70 ℃에서 18 시간 동안 건조시켰다.
시험 1.
이눌린이
풍부한 돼지감자추출액의 제조공정에서 갈변현상 관찰
표 1에서 보는 바와 같이 본 발명의 돼지감자추출액을 제조하는 과정 중에 본 발명의 전처리와 추출공정의 가열 조건에서는 갈변 현상이 일어나지 않음을 알 수 있다.
| 실시 예 |
세척돼지감자 시료무게(gr) |
추출공정 후 중량 (ml) |
가열 조건 전처리공정 // 추출공정 |
| 1 | 1,000 | 1,736 | 마이크로파*/10분//마이크로파**/10분, 갈변 없음 |
| 2 | 1,000 | 1,720 | 100℃/30분 // 100℃/300분, 갈변 없음 |
| 3 | 1,000 | 1,766 | 마이크로파*/10분//80℃/60분, 갈변 없음 |
| 4 | 1,000 | 1,751 | 마이크로파*/15분//80℃/60분, 갈변 없음 |
| 5 | 1,000 | 1,753 | 100℃/30분 // 80℃/40분, 갈변 없음 |
| 6 | 1,000 | 1,741 | 마이크로파*/10분 // 100℃/30분, 갈변 없음 |
* 발진 주파수 2,450MHz, 고주파 출력 900 W
** 발진 주파수 2,450MHz, 고주파 출력 700 W
시험 2.
이눌린이
풍부한 돼지감자추출물의 수용성 탄수화물의 조성
상기 실시예 1의 방법에 의해 제조된, 이눌린이 풍부한 돼지감자추출액과 비교예 1과 2의 방법에 의해 제조된 건조돼지감자의 열수 추출액의 탄수화물의 조성을 시험하였다.
(1) 건조돼지감자의 열수 추출물 제조
비교예 1과 2의 방법에 의해 제조된 건조돼지감자 각각의 100그램을 80℃ 물 200밀리리터에 넣은 혼합물을 추출기를 사용하여 2시간 동안 열수 추출하고 추출액을 감압 증발시켜 건조돼지감자 추출물을 얻었다.
(2) 돼지감자추출액의 수용성 탄수화물의 조성 시험
HPAEC-PAD 방법을 이용한 분석방법으로 천연 돼지감자추출액의 탄수화물의 조성을 분석하였다. 실험에서 사용된 분석 조건은 다음과 같다.
Detector: ED50 electrochemical detector
Column: Carbopac PA1 analytical(250mm x 4mm)과 Carbopac PA1 guard(50mm x 4mm)
Solvent: 100mM NaOH Flow rate: 1000 μL/min
Column temperature: 30oC Injection volume: 10 μL
표 2는 비교예 1과 2 그리고 실시예 7의 건조돼지감자의 수용성 탄수화물의 조성 변화를 보여 주고 있다. 실시예 7의 기술로 제조한 돼지감자추출물의 이눌린 구성 비율은 총 수용성 탄수화물의 67.4%로 생 돼지감자에 포함된 이눌린의 약 4.4%만 분해되었으나, 비교예 1의 기술로 제조한 건조 돼지감자 슬라이스와 비교예 2의 기술로 제조한 증숙 건조돼지감자의 이눌린 구성 비율은 각각 총 수용성 탄수화물의 5.7%, 4.3%로 생 돼지감자에 포함된 이눌린의 약 92%, 94%가 분해되었다.
| 건조시간 |
G F GF (%) |
GF2 GF3 GF4 GF5 GF6 GF7 (%) |
>GF7 (%) |
| 생 돼지감자 |
0.1 0.3 5.7 | 5.4 2.8 3.1 3.6 3.9 4.7 | 70.5 |
| 6.0 | 23.5 | ||
| 실시예 7 |
1.3 5.4 3.0 | 7.3 5.7 4.6 1.8 1.4 2.1 | 67.4 |
| 9.7 | 22.9 | ||
| 비교예 1 |
7.8 25.4 8.6 | 9.5 10.9 7.9 7.6 7.2 9.4 | 5.7 |
| 41.8 | 52.5 | ||
| 비교예 2 |
5.5 22.4 11.3 | 9.4 12.8 7.7 8.7 8.5 9.4 | 4.3 |
| 39.2 | 56.5 |
G는 글루코스(Glucose)를 의미하고, F는 프락토스(Fructose)를 의미하며, GFX(GF, GF2, GF3, GF4, GF5, GF6, GF7 등)는 글루코스를 말단기로 하고 글루코스에 X개의 프락토스가 차례로 연결되어 있는 다당체를 의미한다. 일반적으로 GF2~GF7의 다당체를 올리고당, X가 8 이상의 정수인 다당체를 이눌린이라 한다.
본 발명의 이눌린이 풍부한 돼지감자추출물은 이눌린과 프락토올리고당을 함유하고 있는 우수한 식자재로서, 콜레스테롤 조절을 개선하고 식후혈당 상승을 억제하며 유익균 증식과 유해균 억제로 인하여 장내 환경을 개선하고, 배변활동을 원활하게 하고 칼슘의 흡수를 증진시키는 기능성을 가지고 있는 건강식품재료로서 이눌린과 프락토올리고당의 기능성을 활용한 건강기능성 음료로 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명의 이눌린이 풍부한 돼지감자추출액은 갈변현상에 의한 색깔이 없으므로 생리적 효능이 있는 여타의 식품 또는 약용재료와의 복합 조성물의 색깔에 영향을 주지 않으므로, 돼지감자추출액은 생리적 효능이 있는 여타의 식품 또는 약용재료와의 복합 조성물 제조를 통한 다양한 제품의 개발에 가능하다. 제조되는 건강 기능식 형태로는 액상 음료 형태이나, 상용되고 있는 임의의 기재를 사용한 기능성 음료수 등을 포함한다.
이눌린 또는 이눌리노(또는 프락토)올리고당으로 표시되는 유효성분으로 하였을 때 이눌린이 풍부한 돼지감자추출액의 일일섭취량은 복용자의 나이, 신체적 조건, 몸무게 등에 의해 다양화될 수 있다. 일반적으로 식품의약안전청의 1일 섭취량 범위 내에서 하루에 한번 또는 하루에 여러 번 나누어 섭취한다.
Claims (9)
- 이눌린이 풍부한 돼지감자추출액의 제조방법에 있어서,
돼지감자를 세척한 후, 세척된 돼지감자를 0.1∼1.0 cm 두께로 절단하고 마이크로파, 적외선 또는 원적외선으로 80 ∼ 100 ℃에서 5 ∼ 180분 동안 가열하여 이눌라제가 불활성화 된 전처리 돼지감자를 제조하는 제1공정,
제1공정의 전처리 돼지감자를 생 돼지감자 중량의 20 내지 300％의 물이 들어있는 추출조에 넣고 직접가열, 마이크로파, 적외선 또는 원적외선으로 30 ∼ 100 ℃에서 5 ∼ 300분 동안 가열하고 압착 추출하는 제2공정으로 구성된,
이눌린이 풍부한 돼지감자추출액의 제조방법.
- 이눌린이 풍부한 돼지감자추출액의 제조방법에 있어서,
돼지감자를 세척한 후, 세척된 돼지감자에 이눌라제 억제제와 항산화제를 단독 또는 함께 부가하여 파쇄기로 파쇄하여 마이크로파, 적외선 또는 원적외선으로 80∼100 ℃에서 5∼180분 동안 가열하여 전처리돼지감자를 제조하는 제1공정,
제1공정의 전처리 돼지감자를 생 돼지감자 중량의 20 내지 300％의 물이 들어있는 추출조에 넣고 직접가열, 마이크로파, 적외선 또는 원적외선으로 30 ∼ 100 ℃에서 5 ∼ 300분 동안 가열하고 압착 추출하는 제2공정으로 구성된,
이눌린이 풍부한 돼지감자추출액의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 효소 억제제로서 식용 가능한 마그네슘염 또는 구리염을 생 돼지감자 중량의 0.1~10%, 항산화제로서 시스테인, 아스코빈산, 토코페롤 또는 퀘르세틴을 생 돼지감자 중량의 0.1~10%를 부가하는 것을 특징으로 하는, 이눌린이 풍부한 돼지감자추출액의 제조방법.
- 이눌린이 풍부한 돼지감자추출액 제조방법에 있어서,
돼지감자를 세척한 후, 세척된 돼지감자를 통째로 마이크로파, 적외선 또는 원적외선으로 80 ∼ 100 ℃에서 5 ∼ 180분 동안 가열하여 전처리 돼지감자를 제조하는 제1공정,
제1공정의 전처리 돼지감자를 생 돼지감자 중량의 20 내지 300％의 물이 들어있는 추출조에 넣고 직접가열, 마이크로파, 적외선 또는 원적외선으로 30 ∼ 100 ℃에서 5 ∼ 300분 동안 가열하고 압착 추출하는 제2공정으로 구성된,
이눌린이 풍부한 돼지감자추출액의 제조방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된,
이눌린이 풍부한 돼지감자추출액.
- 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 돼지감자추출액의 물을 증발시켜 제조한 것을 특징으로 하는,
이눌린이 풍부한 돼지감자추출물.
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