KR101628263B1 - 녹차잎 추출물을 이용한 발효식품 보존제의 제조방법과 그 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 15,000~20,000MW인 분자량을 갖는 키토산에 젖산을 첨가하여 PH 4.5 ~ 5.0으로 산성화시켜 수용화된 키토산에, 녹차잎으로 부터 추출된 지용성 물질을 혼합하고, 혼합액을 고속교반기에 넣고 교반하여 상기 녹차잎으로 부터 추출된 지용성 물질을 키토산이 감싼 형태로 미세구 형태를 제작하고, 상기 미세구에 0.1%농도의 염화나트륨을 소량첨가한 상태에서 수산화나트륨이나 수산화칼륨으로 중화시켜 미세구의 겉껍질을 이루고 있는 키토산을 고체화시키는 것을 특징으로 하는 발효식품 보존제에 대한 것으로 본원 발명의 발효식품 보존제를 사용하는 경우 발효식품과 접촉하여 발효식품이 일정 산도 이하로 떨어지면 불용상태의 고분자가 용해성으로 변하면서 호기성 세균 등 발효에 관여하는 미생물 등의 생성과 활성을 억제하여 계속적인 산패와 발효를 정지시켜서 발효식품의 유통기간을 연장시키고 신선한 맛을 유지할 수 있도록 하는 발효식품 보존제에 관한 것이다.

Description

녹차잎 추출물을 이용한 발효식품 보존제의 제조방법과 그 조성물 {Manufacturing method of fermented food preserving agent using green tea extract and fermented food preserving agent thereof}

본 발명은 녹차잎으로부터 추출된 지용성 물질을 이용한 발효식품 보존제의 제조방법과 이를 이용한 발효식품보존제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 15,000~20,000MW인 분자량을 갖는 키토산에 젖산을 첨가하여 PH 4.5 ~ 5.0으로 산성화시키면 키토산이 수용화되며, 이를 녹차잎으로 부터 추출된 지용성 물질을 혼합하여 혼합액을 고속교반기에 넣어 녹차 지용성 물질을 키토산이 감싼 형태로 미세구화하고, 여기에 0.1%농도의 염화나트륨을 소량첨가한 상태에서 수산화나트륨으로 중화시켜 키토산을 고체화시킨 것으로, 이를 사용할 경우 김치와 같은 발효식품이 가장 맛이 좋을 때까지는 정상적인 발효를 하다가 최적의 맛이 나는 시기에 도달한 이후에는 마이크로 캡슐의 피막이 녹아 항산화작용을 하는 녹차의 지용성 성분이 노출되어 김치 등의 발효식품의 산화를 늦추어 가장 맛있는 상태를 오래도록 유지시킬 수 있도록 하는 발효식품 보존제의 제조방법과 이를 이용한 발효식품 보존제에 관한 것이다.

일반적으로 김치와 같은 발효식품은 호기성 균에 의해 발효가 진행되어 숙성되는데, 발효식품 특성상 어느 정도까지는 발효가 진행되어야 더욱 맛이 있는 제품으로 변하며, 일정시간이 경과해야 가장 맛이 있는 상태가 된다. 이것은 발효식품의 산도가 발효의 정도에 따라 산성으로 변하고 일정 영역의 산도를 가지는 경우 가장 맛이 있는 상태가 되고, 발효식품은 항상 발효가 진행되는 과정 중에 있기 때문에 가장 맛이 있는 상태가 조금 지나면 너무 과도한 발효가 진행되어서 신맛을 띠게 되어 맛이 없어지게 된다. 즉, 맛있는 영역을 벗어나 지나치게 산성으로 변하게 되면 발효를 멈출 수 없는 상태가 되므로 일정 기한 이내에 발효식품을 소비하지 않으면 맛없는 상태에서 억지로 소비해야 하거나, 버려야 하는 것이 큰 문제점으로 지적되고 있다.

이러한 발효식품의 대표적인 것이 김치인데, 김치의 경우도 이와 같은 발효, 숙성 과정을 거치기 때문에 최적 발효 이후의 발효의 과정을 지연시키기 위해 온도를 낮춰 호기성 균의 활성을 억제하기 위한 최적의 시기인 가을철에 김장을 하여 겨울 동안에 발효가 정지된 상태에서 김치를 소비하는 것이 오랜 전통으로 되어 있었다. 최근 들어서는 이러한 발효식품의 특성을 활용해 저온 냉장 보관하는 방법으로 여름철이라도 발효식품의 소비가 가능해지고 있으며, 특히 김치의 경우 김치의 저온 숙성상태를 조절하면서 장기간 소비가 가능하도록 하는 김치냉장고도 등장하게 되었다.

그러나, 이러한 발효식품의 저온 숙성상태 유지는 김치냉장고 등을 구비한 가정과 특정 설비가 갖추어진 곳에서나 가능할 뿐이며, 유통과정이나 운반과정에서 이루어지는 숙성을 제어하는 것은 매우 어려울 수밖에 없다. 더욱이, 포장 발효식품으로 각광을 받고 있는 포장 김치의 경우 유통과정이나 일반 소비자의 소비 과정에서 짧은 기간 동안에 숙성이 진행되어 최적의 맛을 잃어버리는 경우가 매우 흔하여 포장식품으로 취급하기에 적지 않은 어려움이 있으며, 유통과정에서 각별한 주의가 필요하여 결국 유통 비용을 상승시키는 요인이 되고 있을 뿐만 아니라 적정한 맛의 등급화나 숙성정도의 등급화가 곤란해지는 등 제품화하기에 어려운 문제가 있다.

종래에 발효식품의 숙성상태를 조절하기 위한 기술로서, 특히 김치의 숙성을 지연시키기 위한 기술이 일부 연구된 사례가 있다. 예를 들어, 십여년 전에는 김치에 대한 보존성을 개선하기 위하여 자몽 종자 추출물이나 허브류 추출물 및 지용성 비타민 등과 같은 천연 항균/항산화 물질을 적용할 수 있다는 연구가 제안되기도 하였다(경상대학교, 신영희, 조성환). 또한, 키토산과 같은 천연물질은 항세균 활성이 있으며, 이러한 키토산을 김치에 적용하는 경우 어느 정도 보존성을 개선하고, 숙성을 지연시킴으로써 절임배추의 유효보존시간을 연장시킬 수 있다는 연구가 보고되었다(문헌근거;일본, 키틴,키토산연구회편).

그러나, 이러한 경우에도 단지 새로운 천연 항균성 물질에 대한 발견이나 그 활성 연구 또는 적용가능성 여부를 확인하거나 전체적인 발효의 속도를 늦추는 정도에 그쳤고, 정상적인 발효 후 최적의 맛이 나는 시기 이후에만 발효를 늦추는 등 실생활에 적용가능한 연구가 이루어지지는 않았다. 예컨데, 대한민국 특허출원 10-1998-0023177호는 녹차추출물과 모노글리세라이드를 첨가한 김치류의 보존방법에 대한 발명이나 이는 발효식품의 전체적인 발효의 속도를 늦추는 것을 목적으로 하며 정상적인 발효 후 최적의 맛이 나는 시기 이후에만 발효를 늦추는 데에 사용할 수 있는 기술이 아니었다. 따라서, 특허출원 10-1998-0023177호의 기술도 천연의 항균물질의 발견과 단순한 식품에의 적용가능성을 고려하는 정도일 뿐이지 발효, 숙성의 효과적인 제어나 발효시기의 조절, 제품에의 적용 등과 같은 현실적인 문제들을 개선하기 위한 기술이 아니어서 발효식품에 현실적으로 적용하고, 상업적으로 이용할 수 있는 기술과는 거리가 있는 것이었다.

이와 같이, 발효식품에 대해 천연 항균물질을 적용함에 있어서 보다 효과적으로 발효, 숙성의 시기를 조절하고, 특정 시기에 발효, 숙성의 진행을 제어하는 방법에 대한 개발이 절실히 필요하였다. 즉, 종래의 발효식품 포장제품은 유통과정에서 쉽게 숙성하고 포장을 개봉하기 전에는 그 숙성 정도나 맛을 확인할 수 없어서, 수요자가 기호에 맞는 제품을 구매하기 어렵고 판매자도 제품의 관리를 제대로 할 수 없는 문제점이 있었다. 또한, 이렇게 숙성과정을 조절할 수 있는 근본적인 대안이 제시되어 있지 않아 항상 일정한 수준으로 제품의 품질을 유지하기 곤란한 문제점이 있고, 대량 포장판매나 상품 표준화가 어려워서 포장유통과 품질관리에 어려움이 많을 뿐만 아니라 제품의 신뢰성도 보장할 수 없는 등 다양한 수요자의 욕구에 부응하기 어려운 문제가 있었다.

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본 발명의 목적은 pH 민감성 고분자 화합물을 발효식품에 적용하여 일정 시기 이후에 발효에 관여하는 세균 등의 생성과 활성을 억제하고 계속적인 산패와 발효를 정지시켜서 발효식품의 보관성을 개선하는 발효식품 보존제를 제공하는데 있으며, 위와 같이 종래의 발효식품의 보관, 유통과정과 소비자의 소비과정에 있어서 흔히 발생되는 과도한 발효로 인한 지나친 숙성문제를 해결하기 위한 것을 주요 과제로 하고 있다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 본원발명은 15,000~20,000MW인 분자량을 갖는 키토산에 젖산을 첨가하여 PH 4.5 ~ 5.0으로 산성화시켜 수용화된 키토산에, 녹차잎으로 부터 추출된 지용성 물질을 혼합하고, 혼합액을 고속교반기에 넣고 교반하여 상기 녹차잎으로 부터 추출된 지용성 물질을 키토산이 감싼 형태로 미세구화하고, 상기 미세구에 0.1%농도의 염화나트륨을 소량첨가한 상태에서 수산화나트륨이나 수산화칼륨으로 중화시켜 미세구의 겉껍질을 이루고 있는 키토산을 고체화시키는 것을 특징으로 하고 있는 발효식품 보존제로서 이를 발효식품에 0.005 ~ 0.1 부피%를 사용할 경우 김치와 같은 발효식품이 가장 맛이 좋을 때까지는 정상적인 발효를 하다가 최적의 맛이 나는 시기에 도달한 이후에는 마이크로 캡슐의 피막이 녹아 항산화작용을 하는 녹차의 지용성 성분이 노출되어 김치 등의 발효식품의 산화를 늦추어 가장 맛있는 상태를 오래도록 유지시킬 수 있게 하고자 한다.

본 발명은 키토산의 치환체를 이용하여 일반 조건에서는 고체상태로 활성이 높은 녹차추출물과 발효효소의 접촉을 차단하다가 특정 산도 이상이 되면 키토산의 치환체가 용해하는 특성을 이용하여, 발효식품이 적절한 산도가 된 이후에 키토산 치환체의 상전이가 일어나 불용상태의 키토산 치환체의 고분자가 용해성으로 변하면서 항산화효과가 높은 녹차추출물이 유출되어 발효식품의 숙성과 발효를 억제하거나 발효를 정지시켜서 그 상태의 맛과 품질을 오랫동안 유지하도록 하여 발효식품의 유통기간을 연장시키고 신선한 맛을 장기간 유지할 수 있도록 하여, 김치와 같은 발효식품의 가치를 증대시키고, 거래를 활성화시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 녹차잎 추출물질을 이용한 미세구 형태의 발효식품보존제의 제조방법에 대한 절차도
도 2는 NaOH 중화 전후의 발효식품보존제 입자의 상태변화를 설명하는 설명도

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명들로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

그리고, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 도 1은 본 발명의 녹차잎 추출물질을 이용한 미세구타입의 발효식품보존제의 제조방법에 대한 절차도이다.

본원발명은 녹차잎 추출물질인 녹차 지용성 추출액을 사용하며, 녹차의 지용성 추출액에 다량 함유된 대표적인 항산화 성분은 카테킨이며, 녹차잎 추출물의 쌉싸름한 맛은 카테킨(catechin)이라 불리는 탄닌 성분 때문이다. 카테킨 성분은 항암 효과와 혈관 건강을 지키는 기능을 한다고 알려져 있다. 카테킨은 위암, 폐암 등을 예방하는 효과가 있고, 혈압을 낮추어주며 심장으로의 혈류를 늘리는 효과도 있다. 소화기관 내에서의 콜레스테롤의 흡수를 저해하고 지질의 체내 침착을 억제하여 혈압을 떨어뜨리고, 심장을 강화하며, 지방간이나 동맥경화를 예방한다. 또 감기 바이러스의 활동을 저지시키고 체내 세포가 바이러스에 감염되는 것을 막는다. 카테킨에는 주로 EC, EGC, ECG, EGCG와 이들의 광학이성질체 등이 존재한다. 일반적으로 이 네 가지가 차카테킨류로 불리워지며, 이 중 EGCG가 가장 많은 양을 차지하며, 생리활성 또한 가장 높은 것으로 알려져 있다. 항산화 작용을 하는 폴리페놀의 한 종류인 카테킨은 녹차 한 잔에 대략 100㎎이 들어 있으며, 그중 가장 강력한 성분인 'EGCG'는 비타민 C보다 항산화 효능이 20배나 높은 것으로 알려져 있다.

본원 발명은 키토산을 포함하며, 본래 키토산은 세균 증식을 억제하는 효과가 있는 천연물질로 알려져 있으며, 천연성분으로 게, 새우, 버섯류 등에 함유되어 있는 물질로서 천연물인 키틴의 탈아세틸화합물이기 때문에 합성첨가물로서의 규제를 받지 않는 물질이므로 적어도 식품보존제 등으로 사용하는 경우에 안전한 물질로 알려져 있다.

본 발명은 이러한 키토산을 식품에 사용하는 경우 항균성으로 인해 발효를 지연시킬 수 있으며, 인체에 무해한 천연물질일 뿐만 아니라 오히려 지방흡수를 저하시키는 특성을 가지고 있으므로 이것을 원료로 이용하여 적절한 조건으로 치환시키고 인체에 유익한 식품으로 각광받고 있는 발효식품에 적용하면 매우 바람직할 것이라는 생각에 기초하고 있다.

본 발명에서는 단순히 키토산을 발효식품에 적용하는 것으로는 효과적인 이용이 되지 못하고 있는 현실적인 문제를 개선하기 위하여, 키토산의 특성을 연구하던 중에 키토산을 특정의 치환체로 치환하거나 일정한 분자량에 따라 일정한 산도 이상에서는 불용성을 가지다가 특정 산도보다 강한 산성조건에서만 용해성을 나타낸다는 중요한 사실을 알아내고, 이러한 선택적 용해성을 기술구성의 핵심 매카니즘으로 이용하게 된 것이다.

키토산은 항균성을 가지면서도 천연성분과 같이 인체에 무해한 특성을 나타내며, 키토산 화합물은 모두 pH 민감성을 가지고 있으며, 산도에 반응하는 영역에는 다소 차이가 있는데, 이는 물에 친화되는 산도의 차이에서 기인하는 것이다.

본 발명은 키토산이 분자량의 크기에 따라 불용성 상태를 유지하다가 특정 산도 미만에서 용해하는 특성을 이용하여 pH 민감성 고분자 화합물을 제공하는 데 있다. 본 발명은 키토산에 젖산을 혼합하여 키토산을 가수분해하여 분자량을 조절하며, pH 4.5 정도에 녹는 키토산의 분자량은 15,000~20,000정도 이므로 이러한 분자량을 가진 키토산을 사용하여 껍질부분으로 사용하고 내부에 강한 항산화성질을 가진 녹차잎의 지용성 물질을 사용하면 적정 산도에서 키토산이 녹고 내부의 항산화물질이 발효식품의 발효를 막아 적정 산도를 최대한 유지할 수 있게 되는 것이다.

키토산으로 pH 민감성 고분자 화합물을 구성하여 사용하면 초기에는 불용성 상태로 아무런 작용을 하지 않고 있다가 특정 pH조건에서 용해하여 고유의 항균성을 발휘하는 성질을 나타내므로, 이러한 특성을 이용하여 발효식품의 숙성 정도를 조절하기 위해 pH 7.0 ~ 3.0 사이의 특정 pH에서 불용성 상태에서 수용성 상태로의 상의 변화를 일으키는 pH 민감성 고분자 화합물을 만들어 다양한 용도로 사용할 수 있다.

본원발명에서는 분자량 15,000~20,000 정도의 pH 민감성 고분자화합물을 제조하는 방법을 포함하며, pH 민감성을 가진 키토산을 껍질로 사용하고 pH 민감성이 없지만 고도의 항균특성을 가진 천연의 녹차잎의 지용성 추출물을 내부물질로 결합한 것을 김치에 적용하기로 하였다. 김치는 처음 담궜을 때 pH 5.8 ~ 5.0 정도의 산도를 나타내며, 새김치로 먹는 상태는 pH 5.0 ~ 4.8 정도의 산도를 나타내다가 가장 맛있는 상태에서는 pH 4.5 ~ 4.0 정도의 산도를 나타내고, pH 3.9 이하에서는 신김치로 변하므로, 최적의 시점인 pH 4.5에서 항균 성분이 작용하여 발효를 저지할 경우 오랫동안 맛있는 김치를 먹을 수 있게 된다는 결론에 도달하였다.

본 발명에 따르면 상기와 같은 pH 민감성 고분자 화합물을 단독으로 사용하거나 상기와 같은 식품용의 다양한 천연 또는 합성의 식품 보존제, 항균물질 등과 혼합 사용하여 특히 김치의 포장 내에 적용하면 매우 우수한 효과를 나타내는바, 본 발명의 발효식품 보존제를 포장김치의 포장지 내부에 0.005 ~ 0.1부피%의 비율로 사용하게 되면, 산도변화에 따라 김치 맛이 일정한 상태로 장기간 유지될 수 있도록 하는 제품으로 표준화하여 포장할 수 있어, 상품화에 크게 기여할 수 있을 것이다. 이때 사용량이 너무 적으면 사용목적을 달성할 수 없고, 너무 과량이면 비경제적이다.

이러한 본 발명의 제품은 김치와 같은 발효식품의 맛 유지 시스템으로서, 예를 들어 대단위 김치 포장 공장에서 진공 포장용 포장지에 적용할 수 있을 뿐만 아니라 통상적인 알루미늄 캔이나 플라스틱 포장용기 등에도 적절한 형태로 구성하여 적용이 가능하다.

pH 민감성 고분자 화합물을 함유하는 발효식품 보존제의 바람직한 적용 방법으로는 미세구 등과 같은 미세캡슐 형태나 사이클로덱스트린과 같은 통상의 포접 화합물 등을 이용한 포접된 형태로 적용할 수 있는바, 예컨대 서스팬션 가교나 용매 추출법 또는 코아세르베이션이나 스프레이 건조법을 사용할 수 있으며, 용매 추출법의 경우 본 발명의 화합물과 항균성 물질을 적당한 용매에 녹인 후 초음파처리를 통해 에멀젼 상태로 만들어 이용할 수 있다. 그 외에도 본 발명의 화합물은 여러 가지 통상의 다양한 방법으로 김치는 물론 그 이외의 다양한 발효식품, 예를 들면 전통발효식품, 장류식품, 건육물보존제, 건어물보존제, 식초류, 발효주에도 적용할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 키토산을 이용한 합성기술과 미세구 또는 포접화 기술적용 및 김치 등의 발효식품 내에서 각종 발효 미생물을 제어하는 약물의 선정 등을 복합적, 선택적으로 이용하는 기술을 포함하여 응용할 수 있는 것으로서, 키토산을 기본으로 하여 pH 민감성 고분자 물질로 이용하되 경우에 따라서 다른 식품보존제나 항균성 물질을 혼합하여 미세구 형태와 같은 형태로 사용하여 김치 등의 발효식품에 사용하기에 매우 적합하다. 이를 김치에 적용하는 경우 김치에서의 적절한 맛과 품질을 가지는 산도는 4.5도 정도이므로, 이런 수준의 산도에서 발효상태를 유지하게 하는 유효성분인 항균성 약물을 김치 내로 방출하여 원하는 수준의 산도 유지와 함께 적정한 맛을 장기간 유지할 수 있게 한다.

이하에서는 본 발명에 의한 발효식품 보존제의 제조방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

<키토산 용액 제조 단계(100)>

키토산의 원료로 사용하는 갑각류는 특별히 제한되는 것은 아니나, 홍게, 대게와 같은 게, 가재 또는 새우 등의 껍질 성분인 키틴을 사용하며, 갑각류의 껍질을 벗겨 내어 잘게 파쇄한 다음, 탈단백질을 하기 위해 물과 가성소다를 혼합한 3-4%의 가성소다 용액을 만들어 껍질의 건조중량의 10배 정도로 껍질이 충분히 잠길 정도로 투입한 후 100℃로 2시간 정도 교반하면서 가열하면 단백질 성분이 녹아 떨어진다. 이를 물로 깨끗이 세척한 다음, 세척한 껍질에 물을 껍질의 상부까지 잠길 정도로 붓고, 염산(35%)을 혼합하여 최소 10% 이상의 HCL용액이 되게 하면서 80℃에서 2시간 정도 교반하면 탈칼슘이 이루어진다. 이때 온도가 낮으면 키틴의 분자량이 커지며, 온도가 높으면 분자량이 더 작아지게 된다. 탈칼슘된 칼슘염을 제거하기 위해 물에 담가두고 3-4회 물로 씻은 다음 탈아세틸화를 위해 50%의 가성소다를 키틴이 충분히 잠길 정도로 키틴량의 약 20배 정도를 투입하여 100℃로 가열한 상태로 반응시킨다. 이때 반응시간을 길게 하면 분자량의 크기가 점점 작아진다. 반응 후 발생한 초산소다와 유기물을 물로 씻어 분리해 낸 것이 키토산이다. 상기와 같이 분리된 키토산을 자동 PH유지장치인 PH스탯(PH-STAT)에 넣고 PH를 5.0에 맞추어 놓으면 녹은 것이 15,000~20,000MW인 분자량을 갖는 키토산이며, PH스탯은 지정된 PH에 맞도록 내부에 저장된 염산과 수산화나트륨이 자동투입되어 일정한 산도를 유지할 수 있도록 하는 장치이다. PH 5.0에 녹은 키토산을 원심분리기로 걸러내어 추출된 키토산을 건조기에 넣어 60℃에서 열풍건조 후 100메쉬의 크기로 분쇄하여 함유하고 있는 내용물을 추출하기 용이하게 준비한다.

열풍건조 후 분쇄된 내용물 30kg을 2배 용량의 2N 젖산이 담긴 추출탱크에 투입하고 휘저으면서 18시간 끓여서 회분을 추출, 분리, 농축하여 PH 4.5 ~ 5.0으로 산성화시켜 15,000~20,000MW인 분자량을 갖는 키토산을 녹여 액상으로 만든다.

키토산의 분자량측정은 사이즈 익스클루젼 크로마토그래프(size exclusion chromatography)방법에 의해 측정하였다. 이때 사용한 칼럼으로는 티에스케이 겔 피더블유 믹스트 베드 칼럼을 사용하였다. 검출기로서는 Differential Visoometer /Refractometer/Right Angle Laser Light Scattering Detector(Vis cotek corp.,U.S.A)를 사용하였다. 얻어진 결과는 TriSEC(Viscotek Corp.,U.S.A)프로그램을 이용하여 결과를 분석하였다.

<녹차 지용성 물질 추출단계(200)>

녹차잎으로 부터 지용성 물질을 추출하는 방법으로는 용매추출법, 초임계추출법 등이 있으며, 공업적으로 대량추출을 위해서는 보통 초임계추출법을 사용할 수 있다. 녹차잎으로 부터 유효한 성분을 추출하려면 일반적으로 성분을 추출하기 전에 녹차잎을 건조하여 사용하고 있다. 추출 대상물의 입자를 작게 하면 표면적이 증가하여 반응속도와 용해속도가 개선되므로 건조된 녹차잎은 그라인더 등을 이용하여 분말이 되도록 분쇄하여 사용한다. 용매추출법에서는 상기와 같이 분쇄된 녹차분말에 용매인 에탄올을 투입하고 끓여서 녹차잎으로 부터 유지성분을 추출한 다음 에탄올을 제거하여 지용성 성분을 추출할 수가 있다. 초임계 추출법에 의한 추출방법은 초임계추출기를 이용하며 녹차 분말에 용매로 보통 실온에서 기체인 CO₂를 사용하며, 용매에 압력을 가하여 유체상태로 변환하여 사용하며, 에탄올, 팔미트산 등의 보조용매를 사용할 수도 있다.

녹차 지용성 물질의 추출과정은 녹차분말을 추출조에 넣고 추출기를 가동시키면, 이산화탄소는 저장용기로부터 펌프에 유입될 때 기상으로 되지만 냉각기에 의해 온도가 내려가 액상으로 변환되며, 액체 이산화탄소는 고압 (51.4MPa)의 용량을 가진 가압펌프에 의해 압축이 되고, 열교환기에 공급된다. 액체 이산화탄소는 상기 열교환기에 의해 가온이 되면 초임계 상태가 되어 추출조로 정량적으로 공급되게 된다.

추출조 내부에서 초임계 또는 아임계 이산화탄소가 상기 추출조 내부에 있던 녹차잎 분말과 접촉하면서 유지성분을 용출해 내게 되고, 일정 시간이 경과하면, 초임계 또는 아임계 이산화탄소는 외부로 배출된다.

추출조를 빠져나온 초임계 또는 아임계 이산화탄소는 니들밸브를 통해서 분리기로 주입되는 과정에서 단열팽창에 의해 온도와 압력이 내려가 초임계 또는 아임계 상태에서 해제되며, 무극성 성분인 녹차 지용성 성분과 이산화탄소 및 극성성분인 수용성성분과 부산물로 분리되고, 수용성 성분과 부산물은 상기 분리기의 하단으로 배출되고, 녹차 지용성 성분과 이산화탄소는 이산화탄소와 지용성 물질을 분리하는 기액 분리기로 이동하고, 추출대상물질로부터 원하는 녹차 지용성 성분은 기액분리기에서 이산화탄소와 분리되어 기액분리기의 하부에 구비된 밸브를 통하여 외부로 배출된다.

<키토산 용액과 녹차 지용성 물질의 혼합단계(300)>

수용화된 키토산에, 녹차잎으로 부터 추출된 지용성 물질을 혼합한다. 혼합비는 캡슐입자가 작으면 표면적이 늘어나므로 캡슐의 겉 껍질원료인 키토산이 많이 소비되고, 캡슐입자가 크면 캡슐의 겉 껍질 원료인 키토산이 적게 소비되는 관계를 가지며, 키토산과 녹차잎 지용성 물질의 부피 비가 1:1이 바람직하나, 캡슐 입자의 크기에 따라 2:1에서 1:2의 범위내에서 혼합이 가능하다.

<고속 교반단계(400)>

키토산 용액과 녹차 지용성 물질이 혼합된 혼합액을 고속교반기에 넣어 1,000 ~ 5,000RPM으로 10분 정도 교반하면, 상기 녹차잎으로 부터 추출된 지용성 물질을 액상성분인 키토산이 감싸는 미세한 구의 형태가 만들어진다.

<중화단계(500)>

상기 고속 교반단계(400)에서 녹차잎으로 부터 추출된 지용성 물질을 액상성분인 키토산이 감싸는 미세구의 형태인데, 녹차 지용성 물질을 감싸고 있는 상기 액상의 키토산 피막을 고체화하기 위하여 상기 미세구에 0.1%농도의 염화나트륨을 소량첨가한 상태에서 10% 농도의 수산화나트륨이나 수산화칼륨으로 중화시켜 미세구의 겉껍질을 이루고 있는 키토산을 고체화시키면 우리가 원하는 미세구 형태의 발효식품 보존제가 만들어진다.

이렇게 제작된 발효식품 보존제를 발효식품에 0.005 ~ 0.1 부피%를 사용할 경우 김치와 같은 발효식품이 가장 맛이 좋을 때까지는 정상적인 발효를 하다가 최적의 맛이 나는 시기에 도달한 이후에는 마이크로 캡슐 피막이 녹아 항산화작용을 하는 녹차의 지용성 성분이 노출되어 항산화작용을 하게 되며 김치 등의 발효식품의 산화를 늦추어 가장 맛있는 상태를 오래도록 유지시킬 수 있게 할 수 있다.

이상 본 발명의 일 실시 예를 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

100 키토산 용액 제조단계
200 녹차 지용성 물질 추출단계
300 키토산 용액과 녹차 지용성 물질 혼합단계
400 고속 교반단계
500 중화단계

Claims (4)

15,000~20,000MW인 분자량을 갖는 키토산에 젖산을 첨가하여 PH 4.5 ~ 5.0으로 산성화시켜 수용화된 키토산을 제조하는 키토산 용액 제조단계(100);
녹차잎으로 부터 지용성 물질을 추출하는 녹차 지용성 물질 추출단계(200);
상기 수용화된 키토산과 녹차 지용성 물질을 부피 비가 2:1에서 1:2의 범위 내에서 혼합하는 키토산 용액과 녹차 지용성 물질 혼합단계(300);
혼합된 키토산 용액과 녹차 지용성 물질을 고속교반기에 넣어 1,000 ~5,000RPM으로 7 ~ 12분간 교반하여 상기 녹차잎으로 부터 추출된 지용성 물질을 키토산이 감싼 형태로 미세구화하는 고속교반단계(400); 및 상기 미세구에 0.1%농도의 염화나트륨을 소량첨가한 상태에서 10%농도의 수산화나트륨이나 수산화칼륨으로 중화시켜 미세구의 겉껍질을 이루고 있는 키토산을 고체화시키는 중화단계(500)를 포함하고, 상기 키토산 용액 제조단계(100)에서 중분자의 키토산을 추출하기 위하여, 키토산을 PH스탯(PH-STAT)에 넣고, PH를 4.5~5.0에 맞추어 녹은 키토산을 걸러내는 방법으로 중분자의 키토산을 추출하며, 상기 추출된 키토산을 건조기로 60℃에서 열풍건조 후 100메쉬의 크기로 분쇄하여 사용하는 것을 특징으로 하는 녹차잎 추출물을 이용한 발효식품 보존제의 제조방법.

삭제

제1항에 있어서,
상기 녹차 지용성 물질 추출단계(200)에서 녹차 지용성 물질 추출은 CO₂를 용매로 사용한 초임계추출기를 이용하여 이루어지며, 보조용매로 에탄올 또는 팔미트산을 사용하는 것을 특징으로 하는 녹차잎 추출물을 이용한 발효식품 보존제의 제조방법.

제1항 또는 제3항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 발효식품 보존제.

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