KR101508929B1 - 팽화 또는 압출성형 가공공정을 이용한 기능성 돼지감자 티백차의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팽화 또는 압출성형 가공공정을 이용한 기능성 돼지감자 티백차의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 돼지감자를 세척하는 단계; 세척한 돼지감자를 0.5~1cm 두께로 세절하고 50~70℃에서 5 내지 10시간 동안 열풍 건조시키는 단계; 열풍건조 한 돼지감자를 220~260℃의 온도에서 5~10초간 팽화시키거나 또는 압출성형하는 단계; 팽화 공정을 통해 수득한 팽화물을 12 mesh 이하의 입자크기로 분쇄하는 단계; 및 분쇄한 돼지감자를 티백 포장지에 넣어 봉하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법으로 제조된 돼지감자의 티백차는 생체 유용한 페놀 성분을 다량으로 함유하고 있으며 우수한 항산화 활성을 나타내어 종래 방법에 비해 더 품질이 우수한 돼지감자의 티백차를 소비자에게 제공할 수 있다.

Description

팽화 또는 압출성형 가공공정을 이용한 기능성 돼지감자 티백차의 제조방법{Method of manufacturing functional helianthus tuberosus tea bag using puffing or extrusion process}

본 발명은 팽화 또는 압출성형 가공공정을 이용한 기능성 돼지감자 티백차의 제조방법에 관한 것이다.

돼지감자(Helianthus tuberosus L)는 원산지가 북아메리카인 국화과의 여러 해살이 풀로 80%의 수분과 15~20%의 탄수화물, 1~2%의 단백질 및 비타민 등으로 구성되어 있다. 일반적인 식물의 경우 탄수화물은 녹말의 형태로 저장하고 있는 반면, 돼지감자는 탄수화물의 대부분이 이눌린이라는 과당 중합체로 존재하며, 건조 중량의 약 75%를 차지한다.

또한, 돼지감자에 대한 최근 연구에 따르면 이눌린 및 이눌린의 분해산물인 프락토올리고당이 고혈압이나 동맥경화 예방, 장내 병원균의 활성 억제를 통해 대장암을 예방할 수 있고, 혈당강하 효과가 있으며 무기질 흡수의 향상과 작용이 있다는 내용이 보고되고 있다.

그러나 아직까지 돼지감자의 생체 유용 작용에 대해서는 연구가 미비한 실정이다.

한편, 산업화의 발전에 따른 현대화로 인해 사람들은 여유롭지 못한 일상생활을 보내고 있다. 그러면서 동시에 건강의 중요도가 중요시되는 사회 풍조로 인해 휴대하기 편하고 생체 유용한 건강기능성 식품의 선호도가 증가하고 있다.

이러한 점에서, 티백차는 휴대성 및 간편성이 뛰어나며, 원료 고유의 풍미를 유지할 수 있고, 감미료 등의 첨가물이 첨가되지 않아 웰빙의 바람을 타고 소비자의 많은 호응을 받고 있다. 또한, 티백차의 품질 특성을 결정하는 요소로 맛, 향, 기능성이 있으며 차 원료의 수용화정도 또한 중요한 요소 중 하나이다.

따라서 식물을 이용한 기능성 티백 차의 제조는 식물의 세포벽을 수용화하는 방법이 차의 맛과 기능성 함유에 중요한 영향을 미칠 수 있는데, 식물의 세포벽 수용화 방법으로는 산이나 알칼리를 사용하거나 세포벽 성분을 가수분해 할 수 있는 효소를 사용하는 화학적인 방법이 있고, 고압살균(autoclaving), 팽화(puffing), 로스팅(roasting), 데치기(blanching), 압출가공(extrusion) 등과 같이 가열처리 방법이 있다.

한편 종래 사용되고 있는 이러한 방법은 체내 유용한 성분의 손실이 크며 기능성 작용에 대한 활성을 감소시킬 수 있어 기능성 식물로부터 유용 성분의 효능을 제대로 얻지 못하는 문제점이 있다.

한국공개특허 10-2011-0110588

이에 본 발명자들은 체내 유용한 돼지감자를 차로 음용함으로써 인체에 필요한 각종 영양성분의 섭취를 가능하게 할 수 있는 돼지감자를 이용한 티백차의 제조방법을 확립함으로써 본 발명을 완성하였다.

그러므로 본 발명의 목적은 기능성 활성이 우수하고 유용성분이 다량 함유된 돼지감자 티백차의 최적의 제조방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 본 발명의 방법으로 제조된 기능성 돼지감자 티백차를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, (a) 돼지감자를 세척하는 단계; (b) 세척한 돼지감자를 0.5~1cm 두께로 세절하고 50~70℃에서 5 내지 10시간 동안 열풍 건조시키는 단계; (c) 열풍건조 한 돼지감자를 220~260℃의 온도에서 5~10초간 팽화시키는 단계; (d) 팽화 공정을 통해 수득한 팽화물을 12 mesh 이하의 입자크기로 분쇄하는 단계; 및 (e) 분쇄한 돼지감자를 티백 포장지에 넣어 봉하는 단계를 포함하는, 돼지감자 티백차의 제조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은, (a) 돼지감자를 세척하는 단계; (b) 세척한 돼지감자를 0.5~1cm 두께로 세절하고 50~70℃에서 5 내지 10시간 동안 열풍 건조시키는 단계; (c) 열풍건조 한 돼지감자를 100 mesh 이하의 입자크기로 분쇄하고 압출성형하는 단계; (d) 압출성형 공정을 통해 수득한 압출성형물을 12 mesh 이하의 입자크기로 분쇄하는 단계; 및 (e) 분쇄한 돼지감자를 티백 포장지에 넣어 봉하는 단계를 포함하는, 돼지감자 티백차의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 압출성형은 30마력의 압출성형기를 사용하고, 상기 압출성형기를 메인모터속도 1200내지 2000rpm, 원료투입속도 400내지 500rpm, 컨디셔너 속도 1200내지 2000rpm, 바렐온도 95 내지 150℃, 토출구 직경 2.0내지 10.0mm로 하여 수행할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 본 발명에 따른 방법으로 제조되고, 90ug GAE/ml 이상의 페놀을 함유하는 기능성 돼지감자 티백차를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 기능성 돼지감자 티백차는 항산화 활성을 가질 수 있다.

본 발명은 돼지감자를 세척하여 슬라이스 한 후, 팽화 또는 압출성형 공정을 통하여 돼지감자를 가공하였으며, 분쇄를 통해 돼지감자 티백차의 최적 입자 사이즈를 결정하고 또한, 높은 유용성분 함량 및 항산화 활성을 보이고, 가용성 고형분 함량 또한 높아 종래의 건조 및 볶음 돼지감자 티백차 보다 유용하게 사용될 수 있다.

도 1은 돼지감자 티백차의 제조공정도이다.
도 2는 압출성형에 사용된 스크류 배열을 나타낸 것이다.
도 3은 제조공정(A. 건조, B. 로스팅, C. 팽화, D. 압출성형)별 돼지감자를 나타낸 사진이다.
도 4는 제조공정(A. 건조, B. 로스팅, C. 팽화, D. 압출성형)별 돼지감자의 분쇄에 따른 수율을 나타낸 것이다.
도 5는 제조공정별 돼지감자의 수분함량(A) 및 수분활성도(B)를 나타낸 것이다.
도 6은 SEM을 이용하여 제조공정(A. 건조, B. 로스팅, C. 팽화, D. 압출성형)별 돼지감자의 표면을 관찰한 것이다.
도 7은 제조공정(a. 건조, b. 로스팅, c. 팽화, d. 압출성형)에 따른 돼지감자를 15분간 우려냈을 때의 색 변화를 나타낸 것이다.
도 8은 제조공정에 따른 돼지감자 티백차의 총 당 용출량을 나타낸 것이다.
도 9는 제조 공정에 따른 돼지감자 티백차의 유용성분의 용출 함량을 나타낸 것이다.
도 10은 제조공정에 따른 돼지감자 티백차의 항산화 활성(A. DPPF 라디칼 소거능, B. FRAP 활성)을 나타낸 것이다.
도 11은 제조 공정에 따른 돼지감자 티백차 제품의 (A)수용성 지수(WSI) 및 (B) 수분흡착지수(WAI)를 나타낸 것이다.
도 12는 분쇄에 의한 돼지감자 팽화물의 입자 사이즈 별 분류(A : 제품, B : 12 mesh 이상, C : 14-30 mesh, D : 30 mesh 미만)를 나타낸 것이다.
도 13은 입자사이즈가 다른 돼지감자 팽화물의 15분 용출 시 색도(A : 제품, B : 12 mesh 이상, C : 14~30 mesh, D : 30 mesh 미만)를 나타낸 것이다.
도 14는 입자 사이즈에 따른 팽화 돼지감자 용출액의 유용성분 함량을 나타낸 것이다.
도 15는 입자 사이즈에 따른 팽화 돼지감자 용출액의 항산화 활성성(A. DPPF 라디칼 소거능, B. FRAP 활성)을 나타낸 것이다.
도 16은 입자사이즈에 따른 돼지감자 팽화물의 (A) 수용성 지수(WSI) 및 (B) 수분흡착지수(WAI)를 나타낸 것이다.
도 17은 tea-bag 포장 기계를 나타낸 것이다.
도 18은 팽화(A) 및 압출성형(B) 돼지감자 tea-bag 제품과 용출액을 나타낸 것이다.

본 발명은 체내 유용한 돼지감자를 차로 음용함으로써 인체에 필요한 각종 영양성분의 섭취를 가능하게 할 수 있는 돼지감자를 이용한 티백차의 제조방법을 제공함에 그 특징이 있다.

구체적으로 본 발명에서 제공하는 돼지감자를 이용한 티백차의 제조방법은 종래 사용되던 방법인 건조 또는 로스팅 방법에 의한 것과는 달리 팽화 또는 압출성형 공정을 통해 제조하는 것으로서, 종래 방법에 비해 돼지감자로부터 유용성분을 다량 함유할 수 있고 그 기능성도 현저히 높다는 것을 알 수 있었다.

본 발명에 사용한 돼지감자는 강원도 원주에서 2012년 10월에 수확한 것으로 표면의 이물질을 제거한 후 물로 세척하여 0.5~1cm의 크기로 슬라이스 하여 60℃ 열풍건조기에서 7시간 건조하였다.

상기 건조된 돼지감자는 팽화 및 압출성형의 가공 공정을 진행하였고, 각 공정의 조건은 다음과 같다.

팽화공정은 팽화기계를 이용하였고, 팽화 온도는 220내지 260℃, 팽화시간은 1 내지 10초의 조건으로 진행하였으며, 바람직하게는 240℃, 5초의 조건으로 하여 팽화물을 제조하였다.

또한, 압출성형은 열풍건조한 돼지감자를 100mesh 이하로 분쇄한 후, 30마력의 쌍축압출성형기를 사용하여 압출성형물을 제조하였다.

각각의 추가공정 후의 돼지감자를 10내지 15mesh 바람직하게는 12mesh의 크기로 분쇄한 후, 1내지 1.5g 씩 바람직하게는 1.3g 으로 제품화하여, 팽화 공정 티백차 및 압출성형 티백차를 제조하였다.

상기 팽화 및 압출성형의 공정을 거친 돼지감자의 경우 도 6과 같이 팽화(도 6c참조) 돼지감자의 경우 작고 많은 구멍을 지녔으며, 압출성형(도 d참조) 돼지감자의 경우 구멍의 수는 적지만 매우 큰 구멍을 지녔는데, 이로 인해 물과 반응을 할 수 있는 표면적이 넓어져 유용성분 용출량이 높아진다.

또한, 팽화 및 압출성형의 공정을 이용한 돼지감자 티백차의 경우 도 10과 같이 DPPH 라디칼 소거능 및 FRAP(ferric reducing antioxidant power) 활성이 높은 것으로 나타나는데 이는 페놀함량과 항산화 활성은 비례 관계를 나타내므로 본 발명의 돼지감자 티백차가 높은 항산화 활성을 나타내는 것을 알 수 있는 결과이다.

또한, 수용성 지수는 수용화 정도를 나타내는 지표로 특정 물질을 물에 우려내서 마시는 차의 경우 품질을 결정하는 중요한 요소 중 하나인데, 도 11a에서 나타난 바와 같이 압출성형물, 팽화물 순으로 수용성 지수가 높은 것으로 나타났으며, 이 결과는 팽화 및 압출성형으로 가공한 돼지감자 티백차의 경우 종래의 다른 기술보다 차의 품질이 우수한 것을 알 수 있다.

따라서 본 발명에서 제공하는 방법으로 돼지감자를 이용한 티백차를 제조할 경우, 종래 방법인 건조 또는 볶음 가공과정에 따라 제조된 티백차에 비해 기능성이 더 증진되고, 유용성분도 다량 함유된 기능성 티백차를 제조할 수 있다.

이하, 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명할 것이나, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1>

돼지감자를 이용한 티백차의 최적 공정 확립

본 발명자들은 돼지감자를 이용한 티백차의 제조에 있어서, 돼지감자의 유용성분을 최대한 많이 함유하면서 우수한 기능성 활성을 가지는 티백차의 최적 공정을 확립하기 위해 도 1과 같이 제조공정별 티백차를 제조하였다.

본 발명에서 사용한 돼지감자는 강원도 원주에서 수확한 것으로 물로 씻은 후 흙이나 먼지 등의 이물질을 제거하고 0.5cm의 크기로 슬라이스 한 다음, 60℃의 열풍건조기에서 7시간 건조하였다.

이후 건조된 돼지감자의 슬라이스를 로스팅, 팽화(Puffing) 및 압출성형의 공정으로 각각 아래와 같이 가공하였다.

<1-1> 로스팅 가공과정을 통한 돼지감자 티백차의 제조

앞서 수행한 60℃의 열풍건조기에서 7시간 건조시킨 돼지감자 슬라이스를 볶음솥을 이용하여 200℃에서 30분간 골고루 볶아 로스팅 과정이 처리된 돼지감자를 제조하였다.

이후 로스팅 처리된 돼지감자는 5초 및 10초간 각각 분쇄처리하고, 분쇄된 돼지감자는 도 17에 나타낸 티백 포장기계를 이용하여 티백 하나당 1.3g 씩 넣어서 포장하여 티백차를 제조하였다.

<1-2> 팽화(퍼팅) 가공과정을 통한 돼지감자 티백차의 제조

앞서 수행한 60℃의 열풍건조기에서 7시간 건조시킨 돼지감자 슬라이스를 240℃ 온도에서 5초로 세팅된 팽화 기계를 사용하여 팽화 과정을 수행하여, 팽화 처리된 돼지감자를 제조하였고, 이후 돼지감자를 5초 및 10초간 각각 분쇄처리하고, 분쇄된 돼지감자는 도 17에 나타낸 티백 포장기계를 이용하여 티백 하나당 1.3g 씩 넣어서 포장하여 티백차를 제조하였다.

<1-3> 압출성형 가공과정을 통한 돼지감자 티백차의 제조

앞서 수행한 60℃의 열풍건조기에서 7시간 건조시킨 돼지감자 슬라이스를 먼저 100mesh이하로 분쇄하고, 쌍축압출성형기(30마력)를 사용하여 압출성형 하였는데, 쌍축압출성형기는 길이와 직경비가 16:1이며 스크류 배열이 도 2에 나타낸 것과 같은 것을 사용하였고, 압출성형 조건은 하기 표 1에 기재된 조건 하에서 수행하였다.

또한, 압출성형된 돼지감자는 5초 및 10초간 각각 분쇄처리하고, 분쇄된 돼지감자는 도 17에 나타낸 티백 포장기계를 이용하여 티백 하나당 1.3g 씩 넣어서 포장하여 티백차를 제조하였다.

압출성형 조건

항목	압출성형조건
메인모터 속도(Main motor speed, rpm)	1800
원료투입 속도(Feeder speed, rpm)	420
컨디셔너 속도(Conditioner speed, rpm)	1800
2번 바렐온도(No. 2 barrel temp. ℃)	130
3번 바렐온도(No. 3 barrel temp. ℃)	96.5
토출구 직경(Die hole size, mm)	6.0
가수량(Added water volum)	0

< 실시예 2>

제조공정별 돼지감자의 특성 분석

<2-1> 가공과정을 거친 돼지감자의 색깔분석

로스팅, 팽화 및 압출성형 공정을 각각 수행한 돼지감자를 대상으로 육안으로 각 돼지감자의 색깔을 확인하였다.

그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, 가공과정을 거치지 않은 열풍건조물 돼지감자에 비해 각 가공과정을 수행한 경우, 고온 처리로 인해 갈변 현상이 일어나 갈색이 띄는 것으로 나타났다.

<2-2> 분쇄시간에 따른 입자별 수율 분석

제조 공정별 가공된 돼지감자는 각각 5초 및 10초간 분쇄를 수행하였는데, 이때 분쇄 시간에 따른 입자별 수율 정도를 측정하였다.

그 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이, 5초간 분쇄하였을 시 분쇄가 많이 되지 않아 입자의 크기가 12 mesh 이상인 것들이 많은 것으로 나타난 반면, 10초간 분쇄하였을 시 입자의 크기가 12 mesh 이상인 것이 많이 줄어든 것으로 나타났다. 이처럼 분쇄시간의 증가에 따라 입자 사이즈가 작은 범위에 분포하기 때문에 분쇄 시간을 10초 이상으로 적용함으로써 12mesh 이하의 분쇄물의 수율을 높일 수 있는 것으로 나타났다.

<2-3> 제조공정별 돼지감자의 수분함량 및 수분활성도 분석

제조 공정별 돼지감자의 수분함량 및 수분 활성도를 측정하였다.

제조 공정별 돼지감자의 수분함량 측정은 수분 측정기(MB45 Moisture Analyzer, Ohaus Corporation)를 이용하여 측정하였다. 제조공정별 돼지감자 1 g을 aluminum weigh pan위에 올려놓은 뒤 130℃에서 가열하여 수분함량을 측정하였다.

또한, 제조 공정별 돼지감자의 수분활성도 측정은 수분활성도 측정기(Aquaspector AQ-2, NAGY Messsysteme, G, Germany)를 이용하여 측정하였다.

분석 결과, 도 5에 나타낸 바와 같이, 수분 함량(A) 결과는 건조된 돼지감자(Dry), 즉 가공처리 하지 않은 열풍건조된 돼지감자에서 가장 높은 함량을 나타내었으며, 압출성형 돼지감자(Extrusion)에서 가장 낮은 수분함량을 나타내었다.

수분 활성도(B)는 식품의 저장에서 미생물의 증식과 밀접한 관계를 가지는데, 본 실험 결과 각 제품별로 유의성을 나타내지 않았으며, 0.20이하의 낮은 수분활성도를 가지는 것으로 나타나, 3가지 가공공정 모두 높은 저장성을 가질 수 있는 것으로 알 수 있었다.

<2-4> 제조공정별 돼지감자의 표면 분석

앞서 기재된 각각의 가공과정이 처리된 돼지감자의 표면을 Scanning electron microscope(SEM)을 이용하여 관찰하였다.

그 결과, 도 6에 나타낸 바와 같이, 가공처리 하지 않은 열풍건조된 돼지감자(a)의 경우, 입자의 표면이 전체적으로 매끈한 형태를 띠는 것으로 나타났으며, 로스팅(b) 돼지감자의 경우 (a) 돼지감자에 비해 표면이 고르지 못하며, 중간 중간 움푹 파인 곳이 보였다. 팽화 처리된(c) 돼지감자의 경우 다른 군에 비해 작고 많은 구멍을 가졌으며, 압출성형(d) 돼지감자의 경우 팽화 돼지감자에 비해 구멍의 수는 적지만 매우 큰 구멍을 가지고 있는 것으로 나타났다.

< 실시예 3>

본 발명의 방법으로 제조된 돼지감자 티백차의 특성 분석

<3-1> 갈색도 및 색도 측정

로스팅, 팽화 및 압출성형의 가공공정을 거쳐 제조된 돼지감자 티백차를 대상으로 각각의 용출액을 원심분리기를 이용하여 원심분리 후(10000× g, 10분) 상등액을 마이크로 플레이트 리더(Molecular Devices, Sunnyvale, CA USA)를 이용하여 420nm에서 흡광도를 측정하였다.

또한, 색도는 색차계(Minolta CR-400, Co. Ltd, Osaka, Japan)를 이용하여 측정하였고, 색차값은 Hunter's value인 L값(명도), a값(적색도), b값(황색도)으로 나타내었다. 이 때, 사용한 표준 백색판의 L, a, b 값은 각각 93.58, +0.30, +0.35이었다.

분석 결과는 하기 표 2 및 도 7에 나타내었으며, 도 7은 제조공정에 따라 가공된 티백 제품을 15분간 우려냈을 때 용출액이며, 상기 표 2는 공정별 용출액의 색도를 나타낸 것이다.

제조 공정별 가공된 돼지감자 티백차의 색도

	갈색도(Browness) (420 nm)	L (Lightness)	a (Redness)	b (Yellowness)
열풍건조(Dry) (가공처리 하지 않은 대조군)	0.22± 0.01b	92.94± 1.27a	0.32± 0.10a	1.96± 1.87b
로스팅(Roasting)	0.19± 0.00c	92.31± 0.42a	-1.61± 0.30b	-0.81± 1.52b
팽화(Puffing)	0.71± 0.02a	78.91± 0.36b	-1.65± 0.31b	41.78± 1.69a
압출성형(Extrusion)	0.21± 0.00b	92.54± 0.50a	-1.85± 0.43b	-0.45± 2.37b

분석결과, 제조 공정에 따른 제품별 L값(명도)은 팽화공정을 거친 군이 다른 제품에 비해 낮은 값을 나타내었으며, b값(황색도)은 팽화공정을 거친 군이 다른 제품에 비해 높은 값을 나타내었다. 또한, 마이크로플래이트 리더를 이용하여 갈색도를 측정한 결과 위의 결과와 유사하게 팽화물이 다른 제품보다 높은 갈색도를 나타내었다. 건조 돼지감자 제품의 경우 시간이 지남에 따라 갈변이 발생하여 추출액의 밝기가 어두워지는 경향을 나타냈다.

이는 돼지감자에 존재하는 폴리페놀 산화효소(polyphenol oxdase)에 의한 갈변으로 폴리페놀 산화효소(polyphenol oxdase)의 경우 60℃ 이상의 고온에서는 불활성화 되는데 로스팅, 팽화 및 압출성형물의 경우 공정 과정에서의 고온으로 인해 불활성화가 되어 갈변이 진행되지 않는 반면, 건조 돼지감자 제품의 경우 폴리페놀 산화효소(polyphenol oxdase)가 완전히 불활성화 되지 않아 갈변이 발생한 것이다.

<3-2> 총 당 함량 측정

상기 <3-1>에서 수행한 각 가공공정에 따른 티백차의 용출액을 대상으로 총 당 함량을 페놀-황산법으로 정량하였다. 제조 공정별 용출액을 증류수를 이용해 10배 희석한 후 상기 희석액 1mL에 5% 페놀 용액 1mL를 가하여 볼텍싱(voltexing) 한 후, 진한 황산 5mL를 가한 후 30분간 반응 시킨 뒤 490nm에서 흡광도를 측정하여 표준곡선으로부터 총 당 함량을 구하였다. 이 때 표준곡선(standard curve)은 글루코스(glucose)를 이용하여 작성하였다.

그 결과, 도 8에 나타낸 바와 같이, 각 공정별로 유의성을 나타내지 않았다. 돼지감자는 과당 결합체인 이눌린과 그 분해 산물인 프락토올리고당이 많이 존재하는데 이 물질들은 체내에서 다양한 생리활성을 나타낸다. 총 당 함량 측정을 통하여 이눌린과 프락토올리고당의 함량을 간접적으로 알 수 있었다.

<3-3> 총 페놀 함량 측정

제조 공정별 용출액의 총 페놀 함량 측정은 폴린-시오칼토(Folin-Ciocalteau)의 방법을 변형하여 측정하였다. 상기 각 공정별 용출액 1mL, 2% 탄산 나트륨(sodium carbonate) 용액 1 mL 및 10% 폴린-시오칼토(Folin-Ciocalteau)시약 1mL을 혼합하여 1시간 방치 후 마이크로플레이트 리더로 750nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때, 갈산(gallic acid)을 이용하여 표준곡선을 작성하여 총 페놀 함량을 환산하였다.

식물성 식품은 많은 페놀 성분을 함유하고 있는데 이러한 페놀은 체내에서 유용한 생리 활성 효능을 나타낸다고 알려져 있다.

도 9는 제조 공정별 돼지감자의 시간에 따른 페놀 용출량을 나타낸 것으로 팽화물(90.9ug GAE/ml), 압출성형물(78.1ug GAE/ml), 로스팅물(35.8ug GAE/ml), 열풍건조만 수행한 군(26.7ug GAE/ml)(대조군)의 순으로 용출량이 높은 것으로 나타났다. 이는 각 입자별 표면 상태와 연관된 것으로 다공성인 돼지감자 팽화물과, 큰 구멍이 존재하는 압출성형이 다른 군에 비해 반응 표면적이 높아서 유용성분 용출량이 높다는 것을 알 수 있었다.

따라서 이러한 결과를 통해 본 발명자들은 돼지감자를 이용하여 티백차를 제조할 경우, 가공 공정으로 팽화 또는 압출성형 과정을 수행하는 것이 로스팅을 수행하는 것에 비해 유용성분을 월등이 높게 용출시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다.

<3-4> 항산화 활성 측정

본 발명의 가공 공정별 수득한 돼지감자 티백차의 용출액을 대상으로 항산화 활성을 측정하였다. 항산화 활성은 DPPH 라디칼 소거능의 분석을 통해 확인하였는데, 이를 위해 먼저 에탄올에 용해시킨 0.4mM DPPH 용액 0.8 ml에 시료(각 용출액) 0.2 ml를 첨가하여 볼텍스 믹서로 5초간 혼합하고, 암소에서 10분 동안 방치 후 517nm에서 흡광도를 측정하였다. 전자공여능은 다음 식에 의하여 DPPH 자유 라디칼 소거능을 계산하였다.

제조 공정별 용출액의 Ferric ion reducing antioxidant power(FRAP) activity 측정은 아세테이트 버퍼(Acetate buffer, pH 3.6, 300mM)와 10mM의 TPTZ(2,4,6-tripyridyl-s-triazine) 및 20mM Fecl₃6H₂O를 10:1:1의 비율로 섞어 실험직전에 만들어 제조공정별 용출액과 혼합하고, 10분간 상온에서 보관 후 590nm에서 흡광도를 측정하였다.

분석 결과, 도 10에 나타낸 바와 같이, 팽화물이 가장 우수한 항산화 활성을 보이는 것으로 나타났고 그 뒤로 압출성형물, 로스팅물, 건조물 순으로 항산화 활성이 있는 것으로(도 10a참조).

또한, 도 10b는 제조 공정별 용출액의 FRAP 활성을 나타낸 것으로 팽화물, 압출성형물, 로스팅물, 건조물 순으로 FRAP 활성이 높은 것으로 나타나 DPPH 분석 측정 결과와 유사한 경향을 나타냈다.

따라서 이러한 결과를 통해서도 돼지감자를 이용한 티백차 제조시, 팽화 공정을 수행한 경우가 가장 우수한 항산화 활성을 갖는 티백차를 제조할 수 있다는 것을 알 수 있었고, 압출성형 공정을 수행한 경우도 로스팅에 비해 훨씬 우수한 항산화 활성을 나타내는 것을 알 수 있었다.

<3-5> 수용성지수 및 수분흡착지수 측정

수용성 지수 및 수분흡착지수의 측정은 AACC 방법을 응용하여 분석하였다. 건량 기준 시료 1g에 증류수 25mL를 가하여 30℃의 항온수조에서 30분간 교반 후, 감압플라스크와 필터 페이퍼를 이용하여 여과하였다. 여과액은 알루미늄 접시에 부어 105℃의 건조기에서 건조하였다. 건조된 알루미늄 접시는 30분간 방냉 후 고형분 함량을 측정하였다. 또, 여과되지 않은 불용성 물질을 칭량하였으며, 수분용해지수 (water soluble index, WSI)와 수분흡착지수 (water absorption index, WAI)를 각각 다음 식을 이용하여 계산하였다.

수용성 지수는 샘플의 수용화 정도를 나타내는 지표로 특정 물질을 물에 우려내서 마시는 차의 경우 품질을 결정하는 중요한 요소 중 하나이다. 네 가지 제조공정에 따른 수용성 지수를 측정한 결과(도 11a) 압출성형물, 퍼핑물, 로스팅물, 건조물 순으로 수용성 지수가 유의적으로 높은 것으로 나타났다. 수분 흡착지수의 경우 건조물과 로스팅물에서 가장 높이 측정되었으며 압출성형물의 경우 낮은 값을 가졌다. 압출성형물의 경우 수분을 흡수하기 보다는 성형물이 물에 녹아 다른 제품과는 다르게 수분 흡착지수가 1보다 낮은 값을 기록하였으며(도 11b 참조), 수용성 지수 또한 다른 군에 비교하여 높은 값을 나타냈다.

통계분석

모든 실험은 3회 반복 실시하였으며, 실험결과는 SAS(release 9.2)를 이용하여 일원분산분석(one-way ANOVA)을 하였으며, 평균값의 통계적 유의성은 p＜0.05 수준에서 검정하였다.

<실시예 4>

팽화공정을 수행하여 수득한 돼지감자 티백차의 품질분석

상기 실시예들의 결과를 통해 본 발명자들은 돼지감자를 이용하여 티백차를 제조할 경우, 팽화 가공공정을 수행하는 경우가 압출성형, 로스팅과 같은 가공공정을 수행하는 것에 비해 더 높은 항산화 활성 및 더 많은 유용성분을 함유하고 있다는 것을 알 수 있었다.

이에 본 발명자들은 다양한 가공공정 중, 팽화 공정을 수행한 돼지감자 팽화물에 대해 다양한 품질특성 분석을 수행하였다.

먼저, 돼지감자 팽화물을 대상으로 입자사이즈별로 용출액의 품질특성을 분석하였는데, 그 결과는 도 12와 하기 표 3에 나타낸 바와 같다.

돼지감자 팽화물의 입자 사이즈별 용출액의 품질 특성

	Browness (420 nm)	L (Lightness)	a (Redness)	b (Yellowness)
제품	0.648± 0.01c	73.36± 0.06b	0-0.29± 0.10c	45.14± 0.09c
Group 1 (12 mesh 이상)	0.45± 0.00d	86.27± 0.20a	-2.96± 0.01d	27.05± 0.05d
Group 2 (14~30 mesh)	0.732± 0.02b	79.44± 0.08b	0.98± 0.02b	49.5± 0.05a
Group 3 (30 mesh 미만)	0.925± 0.02a	76.31± 0.04c	1.48± 0.01a	47.95± 0.02b

또한, 도 13은 돼지감자 팽화물의 입자사이즈에 따른 용출액과 그 색도를 나타낸 것이고, 상기 표 3은 돼지감자 팽화물의 입자 사이즈별 용출액의 색도를 나타낸 것이다.

L값(명도)은 입자사이즈가 가장 작은 Group 3에서 가장 작은 값을 나타내었으며, 마이크로 플래이트 리더를 이용하여 갈색도를 측정한 결과, 색도 측정 결과와 유사하게 입자사이즈 크기가 작은 Group 3에서 갈색도가 가장 높은 값을 나타내었다.

도 14는 돼지감자 팽화물의 입자사이즈에 따른 페놀 용출량을 나타낸 것으로 입자의 사이즈가 작을수록 페놀 용출량이 높은 것으로 나타났다. 이는 입자사이즈가 작아질수록 물과 반응할 수 있는 표면적이 넓어져 용출량이 높아지기 때문이다. 용출 초기에는 Group 3의 페놀 용출량이 가장 높으나, 시간이 지날수록 용출곡선 평형에 도달하여 15분 후에는 Group2 와 3 사이에 유의성을 나타내지 않았다.

도 15a는 돼지감자 각 입자 사이즈별 DPPH 라디칼 소거능을 나타낸 것으로 제품(Control)의 경우 가장 낮은 DPPH 라디칼 소거능을 나타내었으며, Group 1, 2 및 3은 유의적인 차이를 나타내지 않았다.

도 15b는 각 입자 사이즈별 FRAP 활성을 나타낸 것으로 제품(Control)과 Group 1에서 낮은 FRAP 활성을 나타내었으며, Group 2와 3은 제품과 Group 1에 비해 유의적으로 높은 FRAP 활성 값을 나타내었다. 이는 앞에서 분석한 페놀함량과 밀접한 관계를 가지는 것을 알 수 있다.

도 16은 돼지감자 팽화물의 입자 사이즈별 수용성 지수(a)와 수분흡착지수(b)를 나타낸 것이다. 수용성 지수를 측정한 결과(도 16 a참조), 입자사이즈가 작아질수록 수용성 지수는 상승하는 것으로 나타났다. 수분 흡착지수의 경우(도 16 b참조) 제품, Group 1과 2사이에 유의성을 나타내지 않았으며 Group 3에서 유의적으로 낮았다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특히 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. (a) 돼지감자를 세척하는 단계;
   (b) 세척한 돼지감자를 0.5cm 두께로 세절하고 60℃에서 7시간 동안 열풍 건조시키는 단계;
   (c) 열풍건조 한 돼지감자를 240℃의 온도에서 5초간 팽화시키는 단계;
   (d) 팽화 공정을 통해 수득한 팽화물을 12 mesh 이상의 입자크기로 분쇄하는 단계; 및
   (e) 분쇄한 돼지감자를 티백 포장지에 넣어 봉하는 단계를 포함하는, 돼지감자 티백차의 제조 방법으로서,
   상기 제조된 돼지감자 티백차는 90ug GAE/ml 이상의 페놀을 함유하고,
   상기 제조된 돼지감자 티백차는 항산화 활성을 갖고,
   상기 제조된 돼지감자 티백차는 DPPH 라디칼 소거능 및 FRAP(ferric reducing antioxidant power) 활성을 갖고,
   상기 제조된 돼지감자 티백차의 색도로서 갈색도(Browness)가 흡광도 420nm에서 0.45±0.00이고, 명도(Lightness, L값)값이 86.27±0.20이고, 적색도(Redness, a값)값이 -2.96±0.01이고, 황색도(Yellowness, b값)값이 27.05±0.05인 것을 특징으로 하는 돼지감자 티백차 제조 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항의 방법으로 제조된 돼지감자 티백차.
5. 제4항에 있어서,
   상기 돼지감자 티백차는 항산화 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 돼지감자 티백차.

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