KR101332194B1 - 원적외선 조사를 이용한 케르세틴 함량이 증가된 메밀싹 분말의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건조한 메밀싹을 분쇄한 후 원적외선 조사하는 것을 특징으로 하는 케르세틴 함량이 증가된 메밀싹 분말을 제조하는 방법, 상기 방법으로 제조된 메밀싹 분말 및 상기 메밀싹 분말이 함유된 식품 및 음료에 관한 것으로, 메밀싹의 기능성 물질인 케르세틴 함량이 증가된 새로운 형태의 기능성 메밀싹 분말 및 이를 함유한 식품을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 건조한 메밀싹을 분쇄한 후 원적외선 조사하는 것을 특징으로 하는 케르세틴 함량이 증가된 메밀싹 분말을 제조하는 방법, 상기 방법으로 제조된 메밀싹 분말 및 상기 메밀싹 분말이 함유된 식품 및 음료에 관한 것이다.
메밀(Fogopyrum esculentum Moench)은 쌍자엽식물의 마디풀과에 속하는 1년생 초본으로 교맥, 삼각매, 교자로 불리며 성미가 차고 달다. 한방에서는 칭엽, 백화, 홍경, 흑실, 황근의 오색을 갖추어 그에 상응하는 오장에 좋은 효험을 지닌 오방지영물이라고 하였다. 본초강목에서는 “메밀이 적체를 없애고, 열종과 통풍을 사라지게 한다.”고 기록하고 있다. 최근에는 이러한 메밀을 발아시킨 싹채소를 시판하여 일반인들에게도 잘 알려져 있다. 메밀싹나물에는 비타민 P로 잘 알려진 루틴이라는 기능성 물질이 다량 함유되어 있는데, 특히 전통적인 방법으로 재배하였을 경우 그 함량이 20~150배까지 증가된다. 이러한 메밀싹나물이 다양한 효능에도 불구하고 아직까지 생식용 싹채소로만 이용될 뿐 다양한 이용법을 제시되지 못하고 있는 실정이다.
플라보노이드(flavonoids)는 벤조감마피론(benzo-γ-pyrone)를 모방한 디페닐 프로판(diphenyl propane) 골격을 가지고 있는 3개의 링으로 이루어져 있으며, 이것들은 야채, 과일, 차, 레드와인 등에서 자연적으로 생기며 식물에서 풍부하게 생겨나고 당의 형태로 활용된다. 플라보노이드는 주로 음식을 통해서 섭취하게 되는데, 그 이유는 야채나 음료에 많이 포함되어 있기 때문이다. 플라보노이드는 항산화, 항염증, 항바이러스, 항암 등과 같은 높은 생물학적 활성을 지니고 있다.
케르세틴(2-(3,4-dihydroxyphenyl)-3,5,7-trihydroxy-4H-chromen-4-one)은 플라보노이드이며, 정확히는 글리코사이드나 아글리콘 형태로 대부분 야채나 과일에서 생산되는 플라보놀이다. 케르세틴 및 이들 배당체는 항산화, 항염증, 항균, 항바이러스, 암세포증식억제, 혈압강하 및 모세혈관 강화 작용 등 다양한 약리 작용이 있다고 알려져 있어, 케르세틴 물질을 함유한 식품에 대한 관심이 고조되고 있다. 더욱이 케르세틴의 아글리콘은 글리코사이드보다 더 강력한 약리 활성을 가지고 있는 것으로 보고되고 있는데, 이러한 케르세틴의 아글리콘은 화학적 또는 효소적 처리를 이용하여 안전하고 간단하게 생산할 수 있으나, 화학적 처리에 따른 불감증, 효소적 처리에 따른 고비용이 큰 문제점으로 지적되고 있는 상황이다.
원적외선은 약 3~1,000 ㎛의 파장을 가지고 있으며, 가열과 비가열의 방법으로 이용되고, 식품의 숙성, 풍미 향상 등에 적용되고 있다. 원적외선은 생물적으로 활성이 있으며, 물질의 중심까지 고르게 열을 전달하는 특성을 가지고 있으며, 이러한 특성으로 인해 가열시간을 단축시킴으로써 에너지 절감 등의 효과가 있을 수 있고, 열분해에 의한 영양물질 또는 생리활성물질의 손실을 최적화할 수 있다. 천연 항산화 물질들은 중합체인 폴리페놀, 토코페롤, 플라보노이드 등의 고분자를 가지고 있는데 원적외선 처리가 이들을 저분자로 유리시킨다고 보고되었으며, 또한 원적외선 처리에 의하여 왕겨의 고분자 폴리페놀들이 유리되어 항산화능이 증가하였다는 보고가 있다.
메밀싹의 건조 및 유효성분을 변화시키기 위하여 열풍건조, 진공건조, 동결건조, 감마선 처리, 화학적 처리 및 효소적 처리 등 제조공정 기술에 머물러 있으며, 건조시간이 길고 고비용에 안전한 먹거리에 따른 불감증이 있음에 따라 안전하고 효율적인 원적외선을 이용한 연구가 관심을 받고 있다.
한국특허등록 제1009957호에는 원적외선 조사를 이용한 로즈마린산 함량이 증가된 로즈마리의 제조방법이 개시되어 있으나, 원적외선을 이용하여 메밀싹의 약리 성분 함량을 높이고 기능성을 변화시킨 종래기술은 없는 실정이다.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 메밀싹에 함유된 케르세틴의 여러 가지 효능이 검증됨에 따라 원적외선 조사를 하여 일반건조 메밀싹과 케르세틴 함량 및 그 생리활성을 비교함으로써, 유효성분이 증진된 메밀싹 분말의 제조에 있어 시간과 노동력, 경제적인 면에서 효율을 높일 수 있는 건조 조건을 확립하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 최적화된 원적외선 건조처리 조건을 바탕으로 메밀싹의 기능성 성분 증강효율을 높이고 원적외선 처리된 메밀싹들의 케르세틴의 함량 및 메밀싹 추출물들의 생리활성 분석을 통하여 메밀싹의 기능성 성분인 케르세틴이 증가된 최적의 건조메밀싹 제조방법을 규명하고, 물과 알코올을 이용한 추출물을 이용한 음료 등의 기능성 식품을 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 메밀싹을 열풍 건조시켜 마쇄한 후 분말화한 메밀싹 분말에 다시 원적외선을 조사하여 메밀싹의 기능성 성분인 케르세틴 함량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 케르세틴 함량 및 생리활성이 증가된 메밀싹을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 방법에서, 상기 원적외선은 3~1,000 ㎛, 바람직하게는 3~14 ㎛ 범위의 파장을 방출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 방법에서, 상기 원적외선을 100 내지 140℃, 바람직하게는 100~120℃, 더욱 바람직하게는 110℃의 온도에서 메밀싹에 조사할 수 있는데, 상기 온도에서 원적외선 조사하는 것이 다른 온도에 비해 메밀싹의 케르세틴 및 기능성 성분 함량을 증진시킬 수 있었다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 방법에서, 상기 원적외선을 30분 내지 80분, 바람직하게는 50~70분, 더욱 바람직하게는 60분 동안 메밀싹에 조사할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 방법으로 제조된 케르세틴 함량이 증가된 메밀싹 분말을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 방법으로 제조된 메밀싹 분말을 함유한 식품 및 음료를 제공한다.
본 발명에 기초한 메밀싹을 원적외선을 이용하여 처리함으로써, 최적의 기능성 성분을 증가시킬 수 있는 건조 효율을 지닌 새로운 방법을 제시하고, 메밀싹의 케르세틴 함량이 증가된 기능성을 향상시킨 새로운 형태의 건강 지향 기능성 원료를 제공하며, 원적외선 특유의 가공 처리로 인해 메밀싹의 케르세틴 함량이 증가된 기능성 건조 메밀싹을 제공하여 농가의 생산력 향상 및 부가가치 증대를 꾀할 수 있다.
도 1은 원적외선 처리온도에 따른 메밀싹의 총폴리페놀 함량을 비교한 것이다. (untreated: 열풍건조)
도 2는 원적외선 처리온도에 따른 메밀싹의 총플라보노이드 함량을 비교한 것이다. (untreated: 열풍건조)
도 3은 원적외선 처리온도 및 메밀싹 추출물의 농도에 따른 메밀싹의 항산화 활성을 비교한 것이다. (untreated: 열풍건조)
도 2는 원적외선 처리온도에 따른 메밀싹의 총플라보노이드 함량을 비교한 것이다. (untreated: 열풍건조)
도 3은 원적외선 처리온도 및 메밀싹 추출물의 농도에 따른 메밀싹의 항산화 활성을 비교한 것이다. (untreated: 열풍건조)
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
재료 및 방법
1) 공시재료
본 실험에 사용한 메밀싹은 메밀싹 재배기에서 7일간 재배한 메밀싹을 50℃에서 열풍 건조시켜 마쇄한 후 분말화하여 재료로 사용하였다.
2) 원적외선 처리
건조된 메밀싹 분말을 3~14 ㎛ 파장의 원적외선 건조기(한국에너지기술, Seoul, Korea)를 이용하여 각각 100℃, 110℃, 120℃, 140℃ 및 160℃에서 60분 동안 원적외선 조사하였다.
3) 추출물 제조
메밀싹 분말을 80% 에탄올을 사용하여 환류 추출하였으며, 추출물을 필터하여 회전식 증발기(rotatory evaporator)를 이용하여 40℃의 온도에서 농축한 후 동결건조하여 사용하였다.
4) 메밀싹의 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량 분석
총 폴리페놀의 함량은 Folin-Ciocalteu 방법을 사용하였다. 샘플 추출물 1 mL(1 mg/mL)에 200 uL의 페놀 시약(phenol reagent, 1M)을 가해주고 1.8 mL의 증류수를 넣어준 후 3분간 방치한다. 그 후 400 uL의 Na2CO3(10% in water, v/v)을 가해주고 0.6 mL의 증류수를 가해주었다. 이 후 상온에서 1시간 동안 방치한 후 725 nm의 파장으로 측정하였고, standard는 갈산(gallic acid)을 사용하였다.
총 플라보노이드의 함량측정은 샘플 추출물 1 mL(1 mg/mL)에 0.1 mL의 질산알루미늄(aluminum nitrate, 10%)와 0.1 mL의 초산칼륨(potassium acetate, 1M)을 가해주고 2.8 mL의 80% 메탄올을 가해주어 40분 후 415 nm의 파장에서 측정하였다. standard는 케르세틴(quercetin)을 사용하였다.
5) 항산화 활성 검증
항산화 효과는 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) free radical activity 측정방법을 이용하였는데. 각각의 샘플 추출물 1 mL에 3 mL의 DPPH(0.15 mM)용액을 가해주어 상온에서 30분간 방치 후에 517 nm의 파장에서 측정하였다.
6) 메밀싹의 케르세틴 함량 분석
메밀싹추출물의 케르세틴의 함량은 HPLC(CBM-20A, Shimadzu Co, Ltd., Japen)를 이용하여 측정하였다. 2개의 gradient pumps(LC-20AT, Shimadzu)와 auto sample injector(SIL-20A, Shimadzu), UV-detector(SPD-10A, Shimadzu), column oven(35℃ CTO-20A, Shimadzu)를 사용하여 분석하였고 C18 column (Synergi 4MAX-RY, 150 X 4.6 mm, 4 micron Phenomenex)을 사용하였다. 유량은 1.0 mL/min으로 하였고, 355 nm의 파장을 이용하여 측정하였으며, 샘플은 각각 20 uL씩 주입하였다.
실시예
1: 원적외선 처리온도에 따른
총폴리페놀과
총플라보노이드함량
분석
메밀싹 원적외선 조사 온도별 총 폴리페놀과 플라보노이드의 함량을 갈산(gallic acid)과 케르세틴(quercetin)을 이용한 표준검량곡선을 이용하여 그 함량을 구하였다(도 1 및 2). 원적외선 조사온도에 따른 메밀싹의 총 폴리페놀 함량의 차이를 보면, 열풍건조만 한 메밀싹에서는 37.03 mg/g으로 나타났고, 원적외선 조사온도 100, 110, 120, 140 및 160℃에서는 각각 37.88, 49.17, 37.22, 22.01 및 10.45 mg/g으로 나타난 것을 알 수 있었다. 원적외선 조사온도에 따른 메밀싹의 총 플라보노이드 함량의 차이를 보면, 열풍건조만 한 메밀싹에서는 12.17 mg/g으로 나타났고, 원적외선 조사온도 100, 110, 120, 140 및 160℃에서 각각 14.45, 18.32, 14.39, 7.94 및 2.96 mg/g으로 나타났다. 원적외선 온도 110℃에서 조사한 메밀싹이 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량 모두 열풍건조 메밀싹에 비해 각각 1.33배, 1.51배 증가하여 다른 원적외선 온도에 비해 가장 높게 나타났으며, 더 높은 원적외선 온도인 120℃에서부터는 그 함량이 감소하는 것으로 나타났다.
실시예 2: 원적외선 처리온도에 따른 메밀싹 추출물들의 항산화 활성 차이
원적외선 조사온도에 따른 메밀싹 추출물(500 mg/L)들의 항산화 활성 차이를 보면, 열풍건조 및 원적외선 조사한 메밀싹 추출물 모두에서 90% 이상의 높은 항산화 활성을 나타냈다. 그러나 메밀싹 추출물(250, 125 mg/L)에서는 원적외선 조사온도에 의해 항산화 활성 차이를 보였는데, 특히 추출물 농도 125 mg/L에서는 열풍건조 메밀싹 추출물의 항산화 활성이 46.92%로 나타났고, 원적외선 조사 온도 100, 110, 120, 140 및 160℃에서 각각 48.97, 55.74, 62.04, 49,85 및 38.32%로 나타난 것을 알 수 있었다. 원적외선 조사 온도가 증가함에 따라 120℃까지는 항산화 활성이 증가하였으나, 그 이상의 140℃부터는 오히려 그 항산화 활성이 오히려 감소한 것으로 나타났다(도 3).
실시예
3: 원적외선 처리온도에 따른 메밀싹의 케르세틴 함량 차이
원적외선 조사온도에 따른 메밀싹의 케르세틴 함량의 차이를 보면, 열풍건조한 메밀싹에서는 1.19 mg/g으로 나타났으며, 원적외선 조사온도 100, 110, 120, 140 및 160℃에서는 각각 10.44, 14.59, 10.92, 4.78 및 1.63 mg/g으로 나타난 것을 알 수 있었다(표 1). 원적외선 조사에 의해 케르세틴 함량이 증가함으로써 원적외선 조사가 케르세틴 글리코시드(quercetin glycoside)의 디글리코실화 반응(deglycosylation) 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다. 원적외선 조사온도에 따른 케르세틴의 함량 변화를 보면 조사온도가 길어짐에 따라 증가하는 양상을 보였으나, 조사온도 120℃ 이상에서는 오히려 그 함량이 감소하는 것으로 나타났다. 원적외선 110℃에서 60분간 조사시킨 메밀싹의 케르세틴 함량은 원적외선 처리하지 않은 메밀싹에 비해 12배 이상 높게 나타난 것을 미루어 볼 때 원적외선 110℃ 좌우에서 60분 정도 조사시키는 것이 바람직할 것으로 사료된다.
| 건조방법 | 처리온도(℃) | 케르세틴함량(mg/g) |
| 열풍건조 | 1.19±0.14 | |
| 원적외선 |
100 | 10.44±0.17 |
| 110 | 14.59±0.40 | |
| 120 | 10.92±1.29 | |
| 140 | 4.78±0.61 | |
| 160 | 1.63±0.49 | |
Claims (8)
- 건조한 메밀싹을 분쇄한 후 3 내지 14 ㎛ 범위의 파장을 방출하는 원적외선을 100 내지 120℃의 온도에서 50~70분 동안 조사하는 것을 특징으로 하는 케르세틴 함량이 증가된 메밀싹 분말을 제조하는 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항의 방법으로 제조된 케르세틴 함량이 증가된 메밀싹 분말.
- 제6항의 메밀싹 분말이 함유된 식품.
- 제6항의 메밀싹 분말이 함유된 음료.
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| KR1020120005851A KR101332194B1 (ko) | 2012-01-18 | 2012-01-18 | 원적외선 조사를 이용한 케르세틴 함량이 증가된 메밀싹 분말의 제조방법 |
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2012
- 2012-01-18 KR KR1020120005851A patent/KR101332194B1/ko active IP Right Grant
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