KR101404457B1 - 미나리 열수 추출물 및 매생이 열수 추출물을 함유하는 항산화능이 증진된 혼합음료의 제조방법 - Google Patents

미나리 열수 추출물 및 매생이 열수 추출물을 함유하는 항산화능이 증진된 혼합음료의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미나리 열수 추출물 및 매생이 열수 추출물을 혼합하여 제조하는 단계를 포함하는 항산화능이 증진된 혼합음료의 제조방법 및 상기 제조방법에 의해 제조된 항산화능이 증진된 혼합음료에 관한 것으로, 본 발명의 미나리 및 매생이 열수 추출물을 함유하는 혼합음료는 천연재료로부터 얻어진 물질로 세포독성이 없으며, 다양한 산화적 스트레스로부터 신체를 보호할 수 있는 항산화 효과가 뛰어나, 항산화능이 증진되고 식감 및 기호도까지 만족시킬 수 있는 음료이므로, 산업적으로 매우 유용할 것으로 판단된다.

Description

미나리 열수 추출물 및 매생이 열수 추출물을 함유하는 항산화능이 증진된 혼합음료의 제조방법{Method for producing mixed beverage with increased antioxidant ability comprising hot water extract of dropwort and maesaengi}
본 발명은 미나리 열수 추출물 및 매생이 열수 추출물을 함유하는 항산화능이 증진된 혼합음료에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미나리 열수 추출물 및 매생이 열수 추출물을 혼합하여 제조하는 단계를 포함하는 항산화능이 증진된 혼합음료의 제조방법 및 상기 제조방법에 의해 제조된 항산화능이 증진된 혼합음료에 관한 것이다.
최근 현대인들은 급격한 산업 발달로 인한 환경오염, 불규칙한 식사, 스트레스, 잦은 음주, 운동부족, 만성피로 등에 의해 자체 면역력이 떨어지고 이로 인해 간질환, 위염, 췌장염, 고혈압, 식도염, 당뇨병 및 심장병 등의 질병 및 환경적 독성 물질에 의한 암, 혈관성 질환 등 생활 습관병이라고 불리어지는 성인병 발병의 비중이 급격하게 증가하고 있다. 이러한 요소를 해결하는 방법의 하나로 단순히 먹는 것보다는 영양성, 기호성, 위생성, 기능적 측면을 고려하는 자연 건강식에 대한 요구가 증가하는 추세이다. 또한 기호 식품으로 즐기는 음료 시장에서도 탄산음료보다는 건강음료를 구매하는 경향을 보이고 있고, 더불어 건강음료 시장이 확대되고 있는 실정이다. 현재 건강 음료는 체중 조절을 위한 다이어트 음료, 수분과 전해질 공급을 위한 이온 음료, 피부미용 및 노화방지를 위한 콜라겐 음료, 숙취를 제거할 수 있는 숙취 음료 등 다양한 음료가 시판되고 있으며 이 외에도 다양한 식품 소재를 발굴하여 소비자들의 요구에 부응하는 건강 음료를 개발하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.
해조류는 알칼리성 건강식품으로 널리 알려져 있으며, 최근에는 변비, 비만, 콜레스테롤 등을 조절하는 기능 등의 다양한 생리적 기능이 밝혀지면서 그 섭취가 크게 증가하고 있다. 특히 해조류의 알칼리 이온은 체내의 산성 노폐물과 결합하여 배설됨으로써 신진대사 작용을 활발하게 돕는 한편, 열악한 바다 환경 속에서 그들만의 방어체계를 구축함으로써 인체에 2차적으로 발생될 수 있는 독성제거, 콜레스테롤 저하 및 중금속 등의 유해물질을 흡착·배출하는 능력이 뛰어나다. 또한 특이한 생리활성을 나타내는 성분을 함유하고 있는 건강기능성 식품으로 주목받고 있으며, 이에 따라 섭취량이 크게 증가하고 있다. 그 중 매생이(Capsosiphon fulvescens)는 우리나라 남해안 청정지역의 조간대 상부에 서식하고, 11월 중순부터 4~5월까지 번식하나 환경오염에 매우 민감하여 육지로부터 오염물질이 유입되면 생육이 저하되어 생산량이 극히 제한적인 녹조류이다. 매생이는 조단백질과 다양한 무기질을 다른 해조류에 비해 많이 함유하고 있다고 알려져 있으며, 이에 대한 연구로는 생활사 및 생태에 대한 기초적인 연구가 진행되었고 일부 생리활성에 대한 연구는 최근에 비로소 진행되었다(Cho et al., 2010 J Med Food 13, 1232-1239).
미나리(Dropwort, Oenanthe javanica)는 산형과의 다년생 초본으로써 우리나라 전역에서 자생하고 있으며 중국, 일본 등 아한대에서 열대에 이르는 지역에서 널리 분포하고 식용으로 재배하고 있다. 미나리는 변비 예방, 음주 후 숙취 제거에 효과가 있다고 알려져 있고, 주요 성분으로는 수분 94.9%, 단백질 2.1%, 탄수화물 1.5%, 비타민 A와 B1을 비롯하여 비타민 B2와 C도 풍부하고, 칼슘, 인 및 철 등과 같은 무기 성분도 고르게 함유되어 있다(Kim JK. 1984 Namsangdang Seoul Korea p. 244). 미나리에 관한 연구로는 형태적 특성 및 계통분류에 관한 연구, 미나리 성분 중 퍼시카린(persicarin)의 알코올 대사 관련 효소의 활성 증진에 대한 연구, 미나리의 돌연변이 유발 억제작용과 항산화 효과의 연구 등이 보고된 바 있다.
후코이단(fucoidan)은 특이적으로 갈조류(미역, 다시마, 톳, 대황, 곰피, 감태 등)의 세포벽 성분인 점질 다당에 함유되어 있는 다당류로서 다시마와 미역포자엽의 건조중량 중 3~4 % 정도의 극소량이 함유되어 있다(Park et al., 2007 Korean J Biotechnol Bioeng 4, 265-269). 후코이단은 갈조류의 채취시기 및 종에 따라 평균 분자량이 100,000~2,000,000Da으로 다양하며, 후코이단의 생리활성에 중요한 영향을 미치는 후코스(fucose) 함량 및 황산기 함량도 차이가 난다.
본 발명에서는 다양한 생리활성기능이 있다고 알려진 미나리, 매생이 및 후코이단을 이용하여 건강 혼합음료를 제조하고 항산화 활성을 분석하였다.
한편, 한국등록특허 제0834870호에는 '매생이 추출물의 제조방법 및 이를 이용한 건강식품'이 개시되어 있고, 한국공개특허 제2009-0055420호에는 '미나리의 품질 평가 방법 및 미나리 열수 추출물을 유효성분으로 포함하는 건강기능식품'이 개시되어 있으나, 본 발명의 미나리 열수 추출물 및 매생이 열수 추출물을 함유하는 항산화능이 증진된 혼합음료에 대해서는 기재된 바가 전혀 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명에서는 미나리 및 매생이의 열수 추출물 및 후코이단의 항산화 활성을 확인하였고, 미나리 및 매생이 열수 추출물 및 후코이단을 혼합하여 제조한 혼합음료의 이화학적 품질 특성, 항산화적 특성을 최적화하고, 관능적인 특성을 고려하여 미나리 및 매생이 열수 추출물 동결건조 분말의 최적 혼합 비율을 결정하여, 기호도가 높고 항산화능이 증진된 혼합음료를 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 미나리 열수 추출물 및 매생이 열수 추출물을 혼합하여 제조하는 단계를 포함하는 항산화능이 증진된 혼합음료의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 항산화능이 증진된 혼합음료를 제공한다.
본 발명의 미나리 및 매생이 열수 추출물을 함유하는 혼합음료는 천연재료로부터 얻어진 물질로 세포독성이 없으며, 다양한 산화적 스트레스로부터 신체를 보호할 수 있는 항산화 효과가 뛰어나다. 따라서 본 발명의 미나리 및 매생이 열수 추출물을 함유하는 혼합음료는 항산화능이 증진되고 식감 및 기호도까지 만족시킬 수 있는 음료이므로, 산업적으로 매우 유용할 것으로 판단된다.
도 1은 미나리, 매생이, 후코이단 및 미나리 청의 전자공여능 및 ABTS 라디칼 소거능을 나타낸다. 값은 3회 반복 시험값의 평균 ± 표준편차로 나타내었다. 다른 문자를 가진 막대/평균값은 유의차를 나타낸다(p＜0.05).
도 2는 미나리, 매생이, 후코이단 및 미나리 청의 SOD(superoxide dismutase) 유사활성 및 잔틴 산화효소(xanthine oxidase) 저해활성을 나타낸다. 값은 3회 반복 시험값의 평균 ± 표준편차로 나타내었다. 다른 문자를 가진 막대/평균값은 유의차를 나타낸다(p＜0.05).
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 미나리 열수 추출물 및 매생이 열수 추출물을 혼합하여 제조하는 단계를 포함하는 항산화능이 증진된 혼합음료의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 제조방법에서, 상기 열수 추출물은 동결건조시킨 미나리 또는 매생이를 분쇄한 후 증류수를 첨가하여 75~85℃에서 2~4시간 추출할 수 있고, 바람직하게는 동결건조시킨 미나리에 1:10(w/v)의 비율로 증류수를 첨가하여 80℃에서 3시간씩 3회 반복 추출할 수 있고, 동결건조시킨 매생이에 1:25(w/v)의 비율로 증류수를 첨가하여 80℃에서 3시간 동안 추출할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 용어, "추출물(extract)"은 천연물로부터 분리된 활성성분을 의미하며, 물, 유기 용매, 또는 이들의 혼합 용매를 이용하는 추출과정으로 획득할 수 있으며, 추출액, 이의 건조 분말 또는 이를 이용하여 제형화된 모든 형태를 포함한다. 추출한 액은 바로 사용하거나 또는 농축 및/또는 건조하여 사용할 수 있다. 유기 용매를 사용하여 추출하는 경우, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올,에틸렌, 아세톤, 헥산, 에테르,클로로포름, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 디클로로메탄, N,N-디메틸포름아미드(DMF), 디메틸설폭사이드(DMSO), 1,3-부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 이들의 혼합용매인 유기용매를 사용하며 유효 성분이 파괴되지 않거나 최소화된 조건에서 실온 또는 가온하여 추출할 수 있다. 추출하는 유기용매에 따라 약재의 유효성분의 추출 정도와 손실 정도가 차이날 수 있으므로, 알맞은 유기용매를 선택하여 사용하도록 한다. 추출방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 열수 추출, 냉침 추출, 초음파 추출, 및 환류 추출 등이 있다.
상기 용매 추출물은 부유하는 고체 입자를 제거하기 위하여 추출물을 여과시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 면, 나일론 등을 이용하여 입자를 걸러내거나 한외여과, 냉동여과법, 원심분리법 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
추출액을 농축할 경우에는, 감압농축, 역삼투압 농축 등의 방법이 사용될 수 있다. 농축 후 건조 단계는 동결건조, 진공건조, 열풍건조, 분무건조, 감압건조, 포말건조, 고주파건조, 적외선건조 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 제조방법에서, 상기 혼합음료는 바람직하게는 혼합음료 100 중량부당 유효성분으로 미나리 분말 1.0~2.0 중량부, 매생이 분말 0.4~0.6 중량부 및 후코이단 분말 0.4~0.6 중량부를 혼합하여 제조할 수 있고, 더욱 바람직하게는 혼합음료 100 중량부당 유효성분으로 미나리 분말 1.0 중량부, 매생이 분말 0.5 중량부 및 후코이단 분말 0.5 중량부를 혼합하여 제조할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 각종 감미료, 산미료 및 향을 첨가할 경우에는 혼합음료 100 중량부당 미나리 분말 1.0~2.0 중량부, 매생이 분말 0.4~0.6 중량부, 후코이단 분말 0.4~0.6 중량부, 프락토 올리고당 4~6 중량부, 액상과당 4~6 중량부, 사과 농축액 0.5~1.5 중량부, 시트르산 0.3~0.5 중량부, 아스코르브산 0.02~0.04 중량부 및 혼합과일향 0.04~0.06 중량부 및 나머지 정제수를 혼합하여 제조할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 제조방법에서, 상기 혼합음료는 바람직하게는
(a) 미나리 및 매생이 각각을 동결건조한 후 분쇄시키는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 미나리 및 매생이 분쇄물 각각에 1:9~1:11(w/v) 및 1:24~1:26(w/v)의 비율로 증류수를 첨가하여 75~85℃에서 2~4시간 추출하는 단계;
(c) 상기 (b)단계의 미나리 열수 추출물 및 매생이 열수 추출물 각각을 감압농축시킨 후 동결건조하는 단계; 및
(d) 혼합음료 100 중량부당 상기 (c)단계의 동결건조된 미나리 분말 1.0~2.0 중량부, 매생이 분말 0.4~0.6 중량부 및 후코이단 분말 0.4~0.6 중량부를 혼합하여 제조할 수 있고,
가장 바람직하게는,
(a) 미나리 및 매생이 각각을 동결건조한 후 분쇄시키는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 미나리 및 매생이 분쇄물 각각에 1:10(w/v) 및 1:25(w/v)의 비율로 증류수를 첨가하여 80℃에서 3시간 추출하는 단계;
(c) 상기 (b)단계의 미나리 열수 추출물 및 매생이 열수 추출물 각각을 감압농축시킨 후 동결건조하는 단계; 및
(d) 혼합음료 100 중량부당 상기 (c)단계의 동결건조된 미나리 분말 1.0 중량부, 매생이 분말 0.5 중량부 및 후코이단 분말 0.5 중량부를 혼합하여 제조할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 또한, 상기 제조방법에 의해 제조된 항산화능이 증진된 혼합음료를 제공한다.
본 발명의 상기 미나리 열수 추출물 및 매생이 열수 추출물을 음료첨가물로 사용하는 경우, 상기 미나리 열수 추출물 및 매생이 열수 추출물을 그대로 첨가하거나 다른 음료 또는 음료 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합량은 그의 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 음료의 제조시에 본 발명의 미나리 열수 추출물 및 매생이 열수 추출물은 원료에 대하여 15 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이하의 양으로 첨가된다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
상기 음료의 종류에는 특별한 제한은 없다. 바람직하게는 각종 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강식품을 모두 포함한다.
본 발명의 혼합음료는 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드, 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드, 및 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드, 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 감미제로서는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100㎖당 일반적으로 약 0.01~0.04g, 바람직하게는 약 0.02~0.03g 이다.
상기 외에 본 발명의 유효성분은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 유효성분은 천연 과일쥬스, 과일쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 유효성분 100 중량부당 0.01~0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
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) 재료
본 발명에 사용한 매생이(Capsosiphon fulvecens)는 전라남도 완도산을 사용하였고, 미나리(Oenanthe javanica)는 경북 하양에서 구입하여 사용하였으며, 후코이단((주)에스티바이오스, 한국)은 미역 포자엽을 원료로 한 제품으로써 규격은 분자량 72KDa, 순도 95.4%의 제품을 사용하였고, 미나리 청은 한재미나리영농조합법인에서 공급받아 사용하였다.
2) 추출물 제조
매생이 열수추출물 동결건조 분말은 매생이를 담수에 3번 수세하고 동결건조한 후 분쇄하였다. 그 후 매생이 분쇄물 600g에 증류수 15ℓ를 첨가하여 80℃에서 3시간 동안 교반 추출하였다. 추출물은 여과한 후 회전식 감압농축기(rotary vaccum evaporator, Eyela N-1N)로 감압농축한 후에 동결건조기(FD SFDSM12, Samwon, 한국)를 이용하여 동결건조된 매생이 분말을 제조하였다.
미나리 열수추출물 동결건조 분말은 미나리의 식용부위(잎 및 줄기)를 세척 및 세절한 후 동결건조하여 분쇄하였다. 그 후 환류 냉각관을 부착시키고 미나리 분쇄물에 증류수를 1:10(w:v)의 비율로 첨가하여 80℃에서 3시간씩 3회 반복 추출하였다. 추출물을 여과하고, 감압농축한 후에 동결건조하여 미나리 분말을 제조하였다.
3) 폴리페놀 함량 측정
총 폴리페놀 함량은 Dewanto 등(Dewanto et al., 2002 J Agric Food Chem 50, 3010-3014)의 방법에 따라 시료 100㎕에 2% 소듐 카보네이트 2㎖ 및 50% Folin-Ciocalteu 시약 100㎕를 첨가한 후 720nm에서 흡광도를 측정하였으며, 갈산(gallic acid, Sigma-Aldrich Co., 미국)의 검량선에 의하여 함량을 산출하였다.
4) 플라보노이드 함량 측정
총 플라보노이드 함량은 Saleh 등(Saleh et al., 2009 Food Chem 114, 1271-1277)의 방법에 따라 시료 1㎖에 5% 소듐 니트라이트 0.15㎖을 첨가한 후 25℃에서 6분간 방치한 다음 10% 알루미늄 클로라이드 0.3㎖을 첨가하여 25℃에서 5분간 방치하였다. 5분 후에 1N NaOH 1㎖을 첨가하고 볼텍싱한 후 510nm에서 흡광도를 측정하였으며, 루틴 하이드레이트(rutin hydrate, Sigma-Aldrich Co., 미국)의 검량선에 의하여 함량을 산출하였다.
5) 전자공여활성( electron donating ability )
Blois(Blois MS, 1958 Nature 26, 1199-1200)의 방법에 따라 시료 0.2㎖에 0.4mM DPPH(1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl) 용액 0.8㎖을 첨가하여 볼텍싱하고 10분간 방치하였다. 그 후 525nm에서 흡광도를 측정하였으며, 계산식 전자공여활성(electron donating ability, %)=100-[(시료 OD / 대조군 OD)x100]에 의하여 활성도를 산출하였다.
6) ABTS 라디칼 소거능 ( radical scavenging ability ) 측정
Re 등(Re R, 1999 Free Radic Biol Med 26, 1231-1237)의 방법에 따라 7.4mM ABTS[2,2'-azino-bis(3-ethyl-benzothiazoline-6-sulfonic acid)diammonium salt] 및 2.6mM 포타슘 퍼설페이트(potassium persulfate)를 혼합하여 실온 및 암소에 24시간 동안 방치하여 라디칼을 형성시켰다. 그 후 실험 직전에 ABTS 용액을 732nm에서 흡광도가 0.700±0.030이 되도록 PBS 버퍼(pH 7.4)로 희석하여 사용하였다. 희석된 용액 950㎕에 시료 50㎕를 가하여 암소에서 10분간 반응시킨 후 732nm에서 흡광도를 측정하였다. 계산식 ABTS 라디칼 소거능(ABTS radical scavenging ability, %)=100-[(시료 OD /대조군 OD)x100]에 의하여 활성을 산출하였다.
7) SOD ( Superoxide dismutase ) 유사활성 측정
Marklund 등(Marklund et al., 1974 Eur J Biol Chem. 47, 468-474)의 방법에 따라 시료 200㎕에 pH 8.5로 조정한 Tris-HCl 버퍼 3㎖ 및 7.2mM 피로갈롤(pyrogallol) 200㎕를 첨가하고 25℃에서 10분간 반응시켰다. 그 후 1N HCl 1㎖을 첨가하여 반응을 정지시키고 420nm에서 흡광도를 측정하였다. 계산식 SOD 유사활성(SOD-like activity, %)=100-[(시료 OD / 대조군 OD)x100]에 의하여 활성을 산출하였다.
8) 잔틴 산화효소( Xanthine oxidase ) 저해활성 측정
Stirpe 등(Stirpe et al., 1969 J Biol Chem 244, 3855-3862)의 방법에 따라 시료 0.1㎖ 및 0.1M PBS(pH 7.5) 0.6㎖ 에 2mM 잔틴(xanthine) 기질액 0.2㎖을 첨가하고 잔틴 산화효소(xanthine oxidase, 0.2 U/㎖) 0.1㎖을 첨가하였다. 그 후 37℃에서 15분간 반응시킨 후 1N HCl 1㎖을 첨가하여 반응을 종결시키고, 반응액 중에 생성된 요산(uric acid)의 양을 292nm에서 흡광도로 측정하였다. 계산식 잔틴 산화효소 저해활성(xanthine oxidase inhibitory activity, %)=100-[(시료 OD / 대조군 OD)x100]에 의하여 활성을 산출하였다.
9) 혼합음료의 제조
혼합음료의 제조는 매생이 및 미나리 열수 추출물 동결건조 분말 및 미나리 청의 배합비를 달리하여 제조하였고, 혼합음료의 배합표를 표 1에 나타내었다. 미나리 열수 추출물 동결건조 분말의 첨가 농도를 0.5%, 1.0% 및 2.0%로 하고 매생이 열수 추출물 동결건조 분말 및 후코이단을 혼합한 혼합음료, 매생이 열수 추출물 동결건조 분말의 첨가농도를 1.0% 및 2.0%로 하고 미나리 열수 추출물 동결건조 분말 및 후코이단을 혼합한 혼합음료 및 미나리 청의 첨가농도를 0.3%, 0.5% 및 1.0%로 하고 매생이 열수 추출물 동결건조 분말 및 후코이단을 혼합한 혼합음료 조건으로 하여 총 8구간(시료 1 내지 시료 8)으로 나누어 음료를 제조하였다. 이후의 실험은 모두 시료 1 내지 시료 8의 혼합음료를 이용하여 시험하였다.
감미료로는 프락토 올리고당(fructo-oligosaccharide), 액상과당 및 사과 농축액을 사용하였고, 산미료는 시트르산(citric acid) 및 아스코르브산(ascorbic acid)을 사용하였고, 향은 혼합과일향(fruit mix flavor)을 사용하였고, 최종 부피는 증류수로 조정하여 혼합음료를 제조하였다.
Figure 112012101417810-pat00001
10) 가용성 고형분 측정
가용성 고형분의 함량은 시료의 일부를 취해 디지털 당도계(PR-201, ATAGO, Japan)를 사용하여 측정하였다.
11) pH 및 산도 측정
음료의 pH는 pH meter(Toledo Gmbh HG53, 스위스)를 사용하여 측정하였고, 적정 산도는 AOAC 방법에 의하여 0.1N NaOH를 사용하여 pH 8.3까지 중화 적정하고, 이 때 소비된 0.1N NaOH 용액의 ㎖수를 아세트산(acetic acid)으로 환산하였다.
12) 색도 측정
음료의 색도는 색차계(Chromameter CR-200 Minolta, Tokyo, 일본)를 이용하여 Hunter scale에 의해 L*(lightness, 밝기), a*(redness, 적색도), b* (yellowness, 황색도) 및 ΔE(total color difference) 값으로 나타내었으며, ΔE는 저장 초기 시료의 L, a 및 b 값을 기준으로 나타내었다.
13) 관능 평가
관능적 품질 평가는 품질지표가 될 수 있는 색(color), 맛(tasted), 향미(flavor) 및 종합적인 기호도(acceptability)를 5점 스케일 법에 따라 평가하였으며, 대구가톨릭대학교 식품가공학과 대학원생 및 학부생 15명을 대상으로 실시하였다.
실시예 1. 소재의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량
페놀성 물질은 식물에 존재하는 많은 피토케미칼(phytochemical) 중의 하나로서 여러 가지 식품에 널리 분포되어 있고, 자유 라디칼을 수용할 수 있는 페놀 하이드록실(phenolic hydroxyl)기 여러 개가 결합하고 있어 구조와 분자량이 다양하며 항산화, 항균, 항암 등의 생리기능을 가져 천연 항산화제로 작용할 수 있다.
미나리와 매생이의 열수 추출물 동결건조 분말, 후코이단 및 미나리청의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 표 2에 나타내었다. 총 폴리페놀 함량은 건물기준으로 미나리 열수 추출물 동결건조 분말은 23.3mg/g, 매생이 열수 추출물 동결건조 분말은 6.30mg/g, 후코이단은 4.24mg/g, 미나리 청에서는 3.42mg/g으로 나타났다. 총 플라보노이드 함량은 미나리 열수 추출물 동결건조 분말은 11.13mg/g, 매생이 열수 추출물 동결건조 분말은 1.51mg/g, 후코이단은 2.24mg/g, 미나리 청에서는 1.34mg/g으로 미나리 열수 추출물 동결건조 분말에서 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 현저하게 높게 나타났다. 미나리 청에서 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 낮은 것은 발효 및 숙성 과정 중 불안정한 폴리페놀 및 플라보노이드계 화합물이 변화하기 때문인 것으로 판단된다.
Figure 112012101417810-pat00002
1)값은 3회 반복 시험값의 평균 ± 표준편차로 나타내었다. 열의 다른 첨자(a-d)는 유의차를 나타낸다(p＜0.05).
실시예 2. ABTS 라디칼 소거능 및 전자공여능
인체 내의 자유 라디칼은 지질, 단백질 등과 반응하여 생체의 노화를 촉진할 수 있는 물질이므로 이를 제거할 수 있는 천연 물질에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 특히 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 라디칼 소거법은 항산화 물질의 전자공여능을 이용한 항산화 측정법으로써 주로 페놀(phenolic) 구조 및 방향족 아민(aromatic amine) 화합물에서 많이 사용되는 방법이다. 미나리 및 매생이의 열수 추출물 동결건조 분말과 후코이단, 미나리 청의 농도별 항산화 효과를 DPPH 라디칼 제거 정도를 측정하여 전자공여능으로 나타내었으며, 또 다른 라디칼 제거능에 대한 방법으로 ABTS 라디칼 소거능을 측정하였다(도 1).
전자공여능의 경우 10mg/mL 농도에서 미나리 열수 추출물 동결건조 분말은 99.29%, 매생이 열수 추출물 동결건조 분말은 14.88%, 후코이단은 9.65%, 미나리 청은 5.45%였으며, ABTS 라디칼 소거능의 경우 같은 농도에서 98.44%, 53.77%, 27.83%, 15.98%의 활성을 나타내어 미나리 열수 추출물 동결건조 분말에서 전자공여능과 ABTS 라디칼 소거능의 활성이 월등히 높게 나타났다. 이러한 결과는 총 폴리페놀 함량 및 플라보노이드 함량의 결과와 유사한 순이었으며, 이는 그 함량에 기인된 것으로 판단된다.
실시예 3. SOD 유사활성 및 잔틴 산화효소 억제능
미나리와 매생이의 열수 추출물 동결건조 분말과 후코이단, 미나리청의 SOD 유사활성 및 잔틴 산화효소(Xanthine oxidase) 억제능을 측정한 결과를 도 2에 나타내었다. SOD(Superoxide dismutase)는 항산화 효소로서 세포에 유해한 활성 산소를 과산화수소로 전환시키고, 이를 카탈라제(catalase)에 의해 무해한 물 분자와 산소분자로 전환하게 하여 활성 산소로부터 생체를 보호하게 하는 기능에 관여한다. 하지만 SOD는 분자량이 비교적 큰 단백질로서 열이나 알칼리에 약하므로 이러한 단점을 보완할 수 있는 저분자 물질로 체내에서 유사한 역할을 하는 물질에 대한 연구가 진행되고 있다.
미나리 및 매생이 열수 추출물 동결건조 분말과 후코이단, 미나리청의 SOD 유사활성을 분석한 결과, 0.5% 농도에서의 SOD 유사활성은 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량, 전자공여능, ABTS 라디칼 소거능과는 다르게 매생이 열수 추출물 동결건조 분말에서 13.57%로 가장 높은 활성을 나타내었고, 그 다음으로는 미나리 열수 추출물 동결건조 분말이 11.18%의 높은 활성을 보였다. 잔틴 산화효소 억제능의 경우 미나리 열수 추출물 동결건조 분말에서 86.81%, 후코이단 67.99%, 매생이 열수 추출물 동결건조 분말 24.8%, 미나리 청 13.54%의 순으로 나타났다.
실시예 4. 혼합음료의 pH , 적정 산도, 가용성 고형분 및 색도
미나리 및 매생이의 열수 추출물 동결건조 분말과 미나리 청의 첨가 비율을 달리하여 제조한 혼합음료의 pH, 적정 산도(titrable acidity) 및 가용성 고형분 함량의 측정결과를 표 3에 나타내었다.
혼합음료의 pH는 2.60~3.12로 pH 3.00 근처였으며, 미나리 및 매생이의 열수 추출물 동결건조 분말 및 미나리 청의 첨가량이 증가함에 따라 소폭씩 증가하는 것으로 나타났고, 매생이 열수 추출물 동결건조 분말을 첨가한 혼합음료에서 pH가 보다 높게 측정되었다.
혼합음료의 적정 산도는 0.68~0.90% 사이로 나타났으며 적정 산도의 경우 pH와 반대로 미나리 열수 추출물 동결건조 분말 및 미나리 청의 첨가량이 증가함에 따라 감소하였고, 매생이 열수 추출물 동결건조 분말을 첨가하여 제조한 혼합음료에서는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 가용성 고형분은 11.53~15.87˚Brix의 범위로 나타났다.
혼합음료의 가용성 고형분의 함량은 소재의 첨가 농도에 따라 소폭 증가하는 경향을 보였고, 전반적으로 미나리 열수 추출물 동결건조 분말과 미나리 청을 첨가하여 제조한 혼합음료에서 높게 측정되었다. 이러한 결과는 혼합음료의 소재로 사용한 각기 다른 분말과 미나리 청에 함유된 당성분 및 유기산 함량의 차이에 의한 것으로 여겨진다.
한편, 혼합음료의 색도(표 4) 중 명도를 나타내는 L(lightness) 값은 35.76~69.01을 나타내었고, 소재의 첨가량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 특히 매생이 열수 추출물 동결건조 분말을 첨가한 혼합음료에서 L 값이 가장 낮게 측정되었는데 매생이 자체의 색에 의한 결과라 판단된다. 적색도를 나타내는 a(redness) 값은 -0.73~2.97로 나타났는데 소재의 첨가 농도에 따라 a 값이 증가하였으며, 매생이 열수 추출물 동결건조 분말을 첨가한 혼합음료에서 높게 측정되었다. 황색도를 나타내는 b(yellowness) 값은 6.15~19.80을 나타내었고, 미나리 열수 추출물 동결건조 분말을 2.0%(시료 3)의 농도로 첨가한 혼합음료에서 가장 높게 측정되었다. L 값과 반대로 분말의 첨가량이 증가함에 따라 a 및 b 값이 증가하는 경향을 보였다. 상기 결과로 보아 일반적인 음료로써 갖춰야할 품질특성 요소에 적합하다고 판단되었으며, 안정성이 있는 것으로 확인되었다.
Figure 112012101417810-pat00003
1)값은 3회 반복 시험값의 평균 ± 표준편차로 나타내었다. 열의 다른 첨자(a-f)는 유의차를 나타낸다(p＜0.05).
Figure 112012101417810-pat00004
1)값은 3회 반복 시험값의 평균 ± 표준편차로 나타내었다. 열의 다른 첨자(a-e)는 유의차를 나타낸다(p＜0.05).
실시예 5. 혼합음료의 항산화 특성
미나리와 매생이의 열수 추출물 동결건조 분말과 미나리 청의 첨가 비율을 달리하여 제조한 혼합음료의 항산화 특성을 나타낸 결과를 표 5 및 표 6에 나타내었다.
총 폴리페놀 함량 및 플라보노이드 함량(표 5)의 경우 미나리 및 매생이의 열수 추출물 동결건조 분말의 첨가량이 증가함에 따라 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 증가하는 것으로 나타났으며, 미나리 청의 첨가 비율에 따른 변화는 없었다. 미나리 열수 추출물 동결건조 분말을 첨가한 혼합음료에서 매생이 열수 추출물 동결건조 분말을 첨가하였을 때 보다 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 전반적으로 높은 것으로 나타났다.
혼합음료의 전자공여능 및 ABTS 라디칼 소거능(표 6)의 경우 모두 소재의 첨가 농도가 증가함에 따라 활성이 증가하는 것으로 나타났다. 전자공여능의 경우 미나리 열수 추출물 동결건조 분말을 첨가한 혼합음료(시료 3)에서 90.28%로 가장 높은 활성을 보였으며 다음으로 매생이 열수 추출물 동결건조 분말 > 미나리 청 첨가 혼합음료의 순으로 나타났다. ABTS 라디칼 소거능 또한 총 폴리페놀 함량 및 플라보이드 함량, 전자공여능과 유사한 경향을 나타내었다. 상기 결과는 총 폴리페놀 함량이 증가하면 항산화능도 증가한다는 것을 나타내고 있으며, 전자공여능이 크면 다른 라디칼에 대한 소거능도 높을 것으로 판단된다.
Figure 112012101417810-pat00005
1)값은 3회 반복 시험값의 평균 ± 표준편차로 나타내었다. 열의 다른 첨자(a-f)는 유의차를 나타낸다(p＜0.05).
Figure 112012101417810-pat00006
1)값은 3회 반복 시험값의 평균 ± 표준편차로 나타내었다. 열의 다른 첨자(a-g)는 유의차를 나타낸다(p＜0.05).
실시예 6. 혼합음료의 관능적 특성
미나리와 매생이 열수 추출물 동결건조 분말과 미나리 청의 첨가 비율을 달리하여 제조한 혼합음료의 관능적 특성을 평가 결과를 표 7에 나타내었다. 혼합음료의 색은 1.40~4.00로 미나리 열수 추출물 동결건조 분말 0.5% 첨가군(시료 1)에서 가장 높은 점수를 받아 색이 가장 우수한 것으로 평가되었으며, 첨가량이 증가할수록 낮게 평가되었다. 음료의 향은 미나리 청을 첨가하여 제조한 혼합음료에서 좋은 것으로 평가되었으며 미나리 열수 추출물 동결건조 분말 첨가군의 경우 색과 마찬가지로 첨가량이 증가할수록 낮은 평가를 받았다. 혼합음료의 맛의 경우 향과 유사한 경향을 보였으며, 매생이 열수 추출물 동결건조 분말 2.0%(시료 5)의 농도에서 1.90, 같은 농도의 미나리 열수 추출물 동결건조 분말(시료 3)에서 1.90으로 낮게 평가되었다. 특히 매생이의 첨가 농도를 높여 제조한 혼합음료의 경우 모든 평가 구간에서 기호도가 전반적으로 낮게 평가되었는데, 이는 해조류 특유의 갯내음이나 비린 맛에 의한 영향으로 생각된다. 종합적 기호도는 2.00~3.73으로 평가되었으며, 미나리 열수 추출물 동결건조 분말 1.0% 첨가군(시료 2)에서 3.70 및 미나리 청 0.5% 첨가군(시료 7)에서 3.73의 평가를 받아 기호도가 높은 것으로 나타났다.
따라서 미나리 및 매생이 열수 추출물 동결건조 분말 및 미나리 청의 첨가 비율을 달리하여 제조한 혼합음료의 최종 배합 비율은 음료로서의 이화학적 품질특성에 근접하고 항산화적 특성 및 관능적인 특성을 고려하여 미나리 열수 추출물 동결건조 분말 1.0%에 매생이 열수 추출물 0.5%를 혼합한 조건(시료 2)을 최적 배합 비율로 결정하였다.
Figure 112012101417810-pat00007
1)값은 3회 반복 시험값의 평균 ± 표준편차로 나타내었다. 열의 다른 첨자(a-d)는 유의차를 나타낸다(p＜0.05).

Claims (4)

  1. (a) 미나리 및 매생이 각각을 동결건조한 후 분쇄시키는 단계;
    (b) 상기 (a)단계의 미나리 및 매생이 분쇄물 각각에 1:9~1:11(w/v) 및 1:24~1:26(w/v)의 비율로 증류수를 첨가하여 75~85℃에서 2~4시간 추출하는 단계;
    (c) 상기 (b)단계의 미나리 열수 추출물 및 매생이 열수 추출물 각각을 감압농축시킨 후 동결건조하는 단계; 및
    (d) 혼합음료 100 중량부당 유효성분으로 상기 (c)단계의 동결건조된 미나리 분말 1.0~2.0 중량부, 매생이 분말 0.4~0.6 중량부 및 후코이단 분말 0.4~0.6 중량부를 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 항산화능이 증진된 혼합음료의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 (d)단계는 혼합음료 100 중량부당 상기 (c)단계의 동결건조된 미나리 분말 1.0~2.0 중량부, 매생이 분말 0.4~0.6 중량부, 후코이단 분말 0.4~0.6 중량부, 프락토 올리고당 4~6 중량부, 액상과당 4~6 중량부, 사과 농축액 0.5~1.5 중량부, 시트르산 0.3~0.5 중량부, 아스코르브산 0.02~0.04 중량부 및 혼합과일향 0.04~0.06 중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하는 항산화능이 증진된 혼합음료의 제조방법.
  4. 제1항 또는 제3항의 제조방법에 의해 제조된 항산화능이 증진된 혼합음료.
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