KR101678560B1 - 자색 옥수수 속대 추출물을 함유하는 음료 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자색 옥수수 속대 추출물을 함유하는 음료 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따라 기호도가 높을 뿐만 아니라, 가용성 고형분 함량, 색도, 안토시아닌 함량, 항산화 활성 효과가 우수한 자색 옥수수 속대 추출물을 함유하는 음료를 제공할 수 있다.

Description

자색 옥수수 속대 추출물을 함유하는 음료 및 이의 제조방법{Beverage Containing Purple Corn Cob Extract and Method for Preparing Thereof}

본 발명은 자색 옥수수 속대 추출물을 함유하는 음료 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

산소는 호흡을 통해 에너지를 생성하는 생명체에게 생명 유지에 절대적으로 필요한 물질이지만, 화학물질이나 공해 등과 같은 물리·화학적 요인이나 생체 내 대사과정의 불균형으로 인하여 생성되는 부산물로 하이드록실 라디칼(hydroxyl radical), 과산화수소(hydrogen peroxide), 초과산화물(superoxide) 등과 같은 반응성이 강한 활성산소종(reactive oxygen species: ROS)으로 전환된다. 이러한 활성산소가 생체 내에서 과도하게 발생되면 강한 산화력으로 인하여 생체막의 지질을 산화시키고 단백질의 변성을 일으켜 DNA 손상을 입혀 세포나 조직의 손상을 초래함으로써 세포노화, 동맥경화, 당뇨병, 뇌졸중 및 암과 같은 질병을 일으킨다. 따라서 항산화제의 복용으로 생체 내 활성산소의 불균형을 조절하려는 연구가 계속되어왔으며, 특히 식물 유래의 천연 항산화 물질에 관한 연구가 지속되어 왔다(Kim YS et al., Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, 43(1), 60-66, 2014).

식물체는 광합성 과정에서 발생되는 초과산화물과 같은 활성산소종으로부터 보호할 수 있는 효소 및 이차대사 산물의 방어체계가 선택적으로 발달되어 있으므로 식물체로부터 항산화 물질의 탐색은 중요한 의미가 있다고 할 것이다(Frankel EN, Food Chemistry, 57, 51-54, 1996). 대표적인 천연 항산화제로는 페놀성 화합물인 플라보노이드, 탄닌, 안토시아닌, 비타민 C, 비타민E 등이 알려져 있으며, 이들은 동맥경화, 염증, 퇴행성 만성질환 및 암을 예방하는데 효과적이라는 것이 보고되어 있다(Ali KA et al., Food Chemistry, 89, 27-36, 2005).

특히, 안토시아닌은 기능성을 갖는 천연물로써 단순히 식품이 갖는 영양소 공급을 위한 1차적 기능을 넘어서 생체의 방어기구를 향상시켜 질병을 예방하거나, 면역기능 향상 및 노화억제 등의 생체조절기능을 가지고 있는 물질 중의 하나이다. 안토시아닌은 방향족 고리로 이루어진 안토시아니딘을 기본 구조로 하며, 산소를 가지는 헤테로사이클릭(heterocyclic) 고리와 또 다른 방향족 고리와의 C-C 결합으로 이루어져 있다. 안토시아니딘과 당이 결합된 배당체를 안토시아닌이라고 하며, 화학적 구조 중 당과 결합된 지방족 또는 방향족 카르복시산염, 당의 결합 위치에 따라 안토시아닌은 자연계에 다양한 색깔로 존재한다(Castaneda-Ovando A et al., Food Chem, 113:859-871, 2009; Kong KM et al., Phytochem, 64:923-933, 2003). 안토시아닌은 포도, 베리류, 적양배추, 사과, 순무 등에 주로 존재하며, 많은 과일, 채소, 곡물 및 꽃 등 식품체의 각 부위에 폭넓게 분포되어 있는, 붉은색, 보라색, 푸른색을 나타내는 수용성 식물 색소이다(Giusti MM et al., Biochemical Engineering Journal, 14, 217-225, 2003; Coe Jr. EH et al., American Society of Agronomy, 83-258, 1988). 채소 및 과실류에 가장 많이 존재하는 안토시아닌은 시아니딘(cyanidin)이며, 이외에 델피니딘(delphinidin), 펠라르고니딘(pelargonidin), 피오니딘(peonidin), 페투니딘(petunidin) 및 말비딘(malvidin) 등의 안토시아닌계 화합물이 존재한다고 알려져 있다(Mazza G et al., CRC Press, 362, 1193). 안토시아닌은 항산화 활성(Ghiselli A et al., Journal of Agricultural and Food Chemistry, 46, 361-367, 1998; Noda Y et al., Toxicology, 148, 119-123, 2000; Wang SY et al., Journal of Agricultural and Food Chemistry, 48, 140-146, 2000; Prior RL, The American Journal of Clinical Nutrition, 78, 570S-578S, 2003; Miller HE, Journal of the American Oil Chemists' Society, 18, 439-452, 1971; Chang HJ et al., Food Sci. Biotechnol., 17:501-507, 2008; Moyer RA et al., J. Agric . Food Chem ., 50:519-525, 2002), 항돌연변이 활성(Gasiorowski K et al., Cancer Letters, 119, 37-46, 1997; Peterson J et al., Nutrition Research, 18, 1995-2018, 1998), 화학방어 활성(Koide T et al., Cancer Biotherapy & Radiopharmaceuticals, 12, 277-280, 1997; Zhao C et al., Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52, 6122-6128, 2004), 지질대사 조절 기능(Tusda T et al., J. Nutr., 133:2125-2135, 2003), 시력 및 난소 기능 향상(Kim BS et al., J. Herb., 16:139-152, 2001) 등 다양한 잠재적인 건강상의 이익을 가지는 것으로 보고된바 있다. 특히 안토시아닌은 활성산소종으로부터 야기되는 산화적 스트레스(oxidative stress)에 의한 신경세포의 손상을 보호할 수 있다고 보고된바 있다(Heo HJ et al., Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53, 1984-1989, 2005; Smith, M.A. et al., Biochim . Ciophys . Acta ., 1502, 139-144, 2000).

자색 옥수수(Zea Mays L.)는 독특한 색을 가진, 중요한 안토시아닌의 원천이다. 자색 옥수수는 우리나라에서는 재배되지 않고, 남아메리카 페루 안데스산맥의 특정 지역에서 자생하는 종으로, 잎은 진한 녹색이며, 잎맥, 종실, 속대는 진한 보라색을 띤다. 수 세기 동안, 자색 옥수수는 색을 띤 음료, 젤리, 사탕 등을 제조하는데 전통적으로 사용되어 왔다(Jing P et al., Journal of Food Science, 72(7), 363-368, 2007). 페루산 통 자색 옥수수의 평균 안토시아닌 함량은 1640 mg/100g 생체중(fresh weight)으로, 73~430 mg/100g인 블루베리 보다도 훨씬 높은 수준이며(Jones K, HerbalGram, 65, 46-49, 2005; Cevallos-Casals BA et al., Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51, 3313-3319, 2003) 종실(55.8mg/100g) 보다 속대(92.3mg/100g)의 안토시아닌 총 함량이 더 높다고 보고된바 있다(Yang Z et al., Innov . Sci . Emerg . Technol ., 11:169-176, 2010).

종실 이외의 부분은 이용도가 매우 낮지만 그 수량이 매우 많아서 이용도를 높일 경우 부가가치를 창출할 수 있음에도 불구하고(Kim JT, Korean Journal of Crop Science, 58(2), 113-118, 2013), 자색 옥수수를 원료로 한 주스, 침출차, 식초 등의 제품이 알려져 있으나(대한민국 등록특허공보 제10-1176156호), 이들 제품은 진한 자색을 띄고 있어 베리류 음료와 차별성을 보이지 않으며, 일반 옥수수와 혼합하거나 다른 과즙을 혼합한 제품이 만들어지고 있을 뿐, 자색 옥수수만을 주원료로 만들어진 제품은 개발되지 않은 실정이다.

이에 본 발명자들은 자색 옥수수 속대를 이용한 음료 등의 식품 개발을 위해 지속적인 연구를 하였으며, 자색 옥수수 속대 추출물을 여러 조건 하에서 추출하여, 기호도가 뛰어난 자색 옥수수 속대 추출물을 함유하는 음료를 제조하고, 상기 자색 옥수수 속대 추출물을 함유하는 음료가 기호도가 높을 뿐만 아니라, 가용성 고형분 함량, 색도, 안토시아닌 함량, 항산화 활성 효과가 우수하다는 것을 밝혀내어 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 자색 옥수수 속대 추출물을 여러 조건 하에서 추출하여, 기호도가 뛰어난 자색 옥수수 속대 추출물을 함유하는 음료 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자색 옥수수 속대 추출물을 함유하는 음료를 제공한다.

본 발명의 일 구체예에서는 자색 옥수수 속대에 정제수를 가하여 추출한 것을 특징으로 하나, 이에 한정되는 것이 아니라, 헥산, 아세톤, 에틸에테르 등의 추출용매를 이용한 추출법, 초음파 추출기를 이용한 추출법, 열수 추출법 등의 일반적인 추출법에 의해 추출한 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 자색 옥수수 속대 추출물은 24시간 추출한 것을 특징으로 할 수 있고, 본 발명의 일 구체예에서는 상기 자색 옥수수 속대를 30 ℃에서 추출한 것을 특징으로 하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, 상기 자색 옥수수 속대 추출물을 함유하는 음료는 자색 옥수수 종실 추출물을 추가로 함유할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 자색 옥수수 속대 추출물을 함유하는 음료는 자색 옥수수 종실 추출물과 정제수를 추가로 함유할 수 있고, 바람직하게는 자색 옥수수 속대 추출물 대 자색 옥수수 종실 추출물 대 정제수의 혼합 비율이 6:40:54 (v/v/v)인 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, 상기 자색 옥수수 속대 추출물을 함유하는 음료는 산도 조절제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 산도 조절제는 구연산(citric acid), L-주석산(L-tartaric acid) 및 레몬즙(lemon juice)으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 있어서, pH가 바람직하게는 4.5 이하인 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 음료는 자색 옥수수 속대 추출물 이외에 통상의 음료와 같이 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 향미제, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 향미제, 포도당, 과당, 말토스, 덱스트린과 같은 천연 탄수화물 등의 추가 성분을 특별한 제한 없이 함유할 수 있다. 또한, 과일 주스 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 아울러, 필요에 따라 보존제, 유화제, 산미료, 점증제 등을 함유할 수 있다. 이와 같은 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.

나아가, 본 발명은 (a) 자색 옥수수를 건조하는 단계; (b) 건조된 자색 옥수수에서 자색 옥수수 속대를 분리하는 단계; 및 (c) 분리된 자색 옥수수 속대를 정제수를 첨가하여 추출하는 단계를 포함하는 자색 옥수수 속대 추출물을 주원료로 함유하는 음료의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 (c) 단계에서 자색 옥수수 속대를 24시간 추출하는 것을 특징으로 할 수 있고, 본 발명의 일 구체예에서는 30℃에서 추출한 것을 특징으로 하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, 자색 옥수수 종실 추출물을 첨가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 자색 옥수수 속대 추출물 대 자색 옥수수 종실 추출물 대 정제수의 혼합 비율이 6:40:54 (v/v/v)이 되도록, 자색 옥수수 종실 추출물과 정제수를 첨가하는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, 산도 조절제를 첨가하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 산도 조절제는 구연산(citric acid), L-주석산(L-tartaric acid) 및 레몬즙(lemon juice)으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 있어서, pH를 바람직하게는 4.5 이하로 조절하는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 기호도가 높을 뿐만 아니라, 가용성 고형분 함량, 색도, 안토시아닌 함량, 항산화 활성 효과가 우수한 자색 옥수수 속대 추출물을 함유하는 음료를 제공할 수 있다.

도 1은 실시예 2의 추출 시간에 따른 자색 옥수수 속대 추출물의 가용성 고형분 함량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 실시예 3의 추출 시간에 따른 자색 옥수수 속대 추출물의 색도 변화를 나타낸 그래프로, 각각 명도 값(L), 적색도 값(a) 및 황색도 값(b)을 측정한 결과를 나타낸다.
도 3은 실시예 4-1의 추출 시간에 따른 자색 옥수수 속대 추출물의 안토시아닌 함량 변화를 나타낸 그래프로, 각각 시아니딘, 펠라르고니딘 및 피오니딘의 함량 변화를 나타낸다.
도 4는 실시예 4-2의 자색 옥수수 속대 추출물과 자색 옥수수 종실 추출물의 혼합 비율에 따른 안토시아닌 함량 변화를 나타낸 그래프로, 각각 시아니딘, 펠라르고니딘 및 피오니딘의 함량 변화를 나타낸다.
도 5는 실시예 5-1의 추출 시간에 따른 자색 옥수수 속대 추출물의 항산화 활성을 나타낸 그래프로, 각각 DPPH 라디칼 소거 활성, ABTS·+ 라디칼 소거 활성 및 593 nm에서의 흡광도 측정을 통한 철 이온의 환원력을 나타낸다.
도 6은 실시예 5-2의 자색 옥수수 속대 추출물과 자색 옥수수 종실 추출물의 혼합 비율에 따른 항산화 활성을 나타낸 것이다.
도 7은 실시예 6의 자색 옥수수 속대 추출물과 자색 옥수수 종실 추출물의 혼합 비율에 따른 관능 평가 결과를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예

실시예 1. 자색 옥수수 속대 추출물(PCCE) 및 이를 함유하는 음료의 제조

페루에서 재배되어 건조된 자색 옥수수를 사용하였다((주)서한냉동, 서울, 한국). 자색 옥수수 속대는 건조된 자색 옥수수에서 종실을 분리한 것(100g 당 탄수화물 82.48g, 단백질 1.8g, 지방 0.4g, 수분 13.6g, 회분 1.8g)를 사용하였다.

1-1: 자색 옥수수 속대 추출물의 제조

건조된 자색 옥수수에서 분리한 자색 옥수수 속대에 10 배의 정제수(DW)를 가하여 자색 옥수수 속대 추출물을 제조하였다. 쉐이커 인큐베이터(MR-R505, 메가 사이언스, 서울, 한국)를 추출 기기로 사용하였으며, 30℃에서 4, 8, 12, 16, 20, 24, 32 및 40 시간 동안 추출하였다. 추출물은 Whatman 여과지 No.4로 여과(filter)한 후, 4℃에서 보관하였다.

1-2: 자색 옥수수 속대 추출물( PCCE ) 및 자색 옥수수 종실 추출물(PCSE)을 함유하는 음료의 제조

자색 옥수수 속대 추출물을 함유하는 음료를 제조하기 위해, 자색 옥수수 속대에 원료 중량의 10배에 해당하는 정제수를 가하여 30 ℃에서 24 시간 동안 추출한 후 여과하여 추출물을 제조하였다. 자색 옥수수 종실 추출물은 4-10 조각으로 분쇄한 종실을 250℃에서 10분간 배전한 후 원료 중량의 10배에 해당하는 정제수를 가하여 30℃에서 5분간 추출한 후 Whatman 여과지 No. 4로 여과하여 제조하였다. 이와 같이 제조된 자색 옥수수 속대 추출물과 자색 옥수수 종실 추출물을 일정 비율로 혼합한 후 정제수로 전체 용량을 동일하게 맞추어 음료를 제조하였다(표 1). 이 때 혼합물들의 헌터 값(hunter value)인 명도(L), 적색도(a) 및 황색도(b)는 서로 유사하였다. 혼합한 음료는 구연산을 이용하여 pH를 4.5 이하로 조절하고, 90℃에서 20분간 살균한 후 품질특성을 살펴보았다.

자색 옥수수 속대 추출물( PCCE ) 및 자색 옥수수 종실 추출물( PCSE )을 함유하는 음료의 조성

	함량 (%)
	A	B	C	D	E	F
PCCE	10	8	6	4	2	0
PCSE	0	20	40	60	80	100
정제수(DW)	90	72	54	36	18	0

실시예 2: 가용성 고형분 함량의 측정

가용성 고형물 함량은 FAO/WHO 공동식품규격위원회(FAO/WHO codex alimentarius Commission)에서 설정한 국제식품규격(Codex)으로 음료 특성 평가 항목의 하나이다. 안토시아닌은 석유계의 무극성 용매를 비롯하여 헥산, 벤젠, 에테르(ether), 에틸 아세테이트(ethyl acetate), 아세톤(acetone)에 녹지 않으나 물이나 알코올에 잘 녹기 때문에, 가용성 고형분 함량은 안토시아닌 함량과 비례 관계에 있다고 할 수 있다. 따라서 가용성 고형물 함량을 통해 추출 시간에 따른 상대적인 안토시아닌의 추출량을 나타내었다.

추출 시간에 따른 자색 옥수수 속대 추출물의 가용성 고형물 함량은 굴절계(refractometer, PR-201α, Atago, 도쿄, 일본)를 이용하여 °Brix의 단위로 측정하였다. 추출 시간에 따른 옥수수 속대 추출물의 가용성 고형물 함량 변화는 도 1과 같다. 추출 시간에 따른 가용성 고형물의 함량은 0.30-0.60 °Brix 범위로 추출 시간이 경과할수록 가용성 고형물의 함량이 높아지는 경향을 보였다(p<0.05). 특히 24시간 추출하여 제조한 추출물의 가용성 고형물 함량은 4 내지 20시간 추출하여 얻은 추출물의 가용성 고형물 함량에 비해 유의적으로 높았으며 추출 24시간 이후에는 추출물의 가용성 고형물 함량에 유의적인 차이가 없었다(p<0.05).

실시예 3: 색도의 측정

추출 시간을 달리한 자색 옥수수 속대 추출물 및 30 ℃에서 24 시간 추출한 자색 옥수수 속대 추출물을 원통형 용기(지름 4 cm Ⅹ 높이 1 cm)에 담아서 색차계(CR-200, Minolta, 오사카, 일본)를 사용하여, 헌터 값(Hunter value)으로 각각의 명도 값(L), 적색도 값(a) 및 황색도 값(b)을 측정하였다.

추출 시간에 따른 옥수수 속대 추출물의 색도 변화는 도 2와 같다. 4 시간 추출물에서 명도 값(L)은 40.6으로 나타났으며, 추출 시간이 길어짐에 따라 30.8까지 감소하여 점점 어두워지는 경향을 나타내었다. 적색도 값(a)은 4 시간 추출물에서 27.2로 명도와 반대로 추출 시간이 경과함에 따라 38.7까지 증가하였다. 황색도 값(b)은 4-16 시간 추출물에서 15.7-16.6 범위로 유의적으로 차이를 보이지 않았으나, 그 이후 8.6까지 감소하여 황색도가 낮아지는 결과를 보였다.

추출 시간이 길어짐에 따라 자색 옥수수 속대에서 추출되는 안토시아닌 색소가 증가하여, 적색 및 청색이 짙어지는 결과를 보인 것을 알 수 있었다(Lee HJ et al., Korean Society of Food and Nutrition, 21(2), 127-134, 2008; Montes C et al., Food Research International , 38, 983-988, 2005; Yang Z et al., International Journal of Food Science & Technology, 44, 2485-2492, 2009). 다시 말해서, 추출 시간이 길어짐에 따라 명도가 감소하고 적색도가 증가하는 것은 추출물의 안토시아닌의 함량이 높아짐을 나타낸다는 것을 알 수 있었다.

실시예 4: 안토시아닌 함량의 측정

자색 옥수수 속대 추출물과 자색 옥수수 종실 추출물의 혼합 비율을 달리하여 제조한 음료의 안토시아닌 함량을 측정하였다. 안토시아닌을 정량하기 위한 표준물질인 시아니딘, 펠라르고니딘 및 피오니딘은 Chromadex(Irvine, CA, 미국)에서 구입하여 사용하였다. 고성능액체크로마토그래피(high performance liquid chromatography; HPLC) 시스템(Chrompass Data System, JASCO, 도쿄, 일본)은 광 다이오드 어레이 검출기(photodiode array detector, MD-2010, JASCO, 도쿄, 일본), 자동 견본기(auto sampler, AS-2051 plus, JASCO, 일본) 및 크롬파스 소프트웨어(Chrompass, ver. 1.8.6.1, JASCO, 도쿄, 일본)를 설치하여 사용하였다. 컬럼은 5 μm 대칭 C18 컬럼(Symmetry C18 column, 250 mm X 4.6 mm, SunFire^TM, Waters Corp., MA, 미국)을 사용하였으며, 컬럼의 온도는 30℃로 유지하였다. 주입량은 50 μL이었으며, 이동상 A는 물/아세트산/아세토니트릴/인산 (84:10:5:1, v/v/v/v)을 이용하였고, 이동상 B는 100% 아세토니트릴을 이용하였다. 이동상은 0-5분에서는 0% B를, 5-45분에서는 0-30% B를, 45-55분에서는 30-100% B로 하여 분석하였다.

펠라르고니딘 글루코시드(pelargonidin glucoside) 및 피오니딘 글루코시드(peonidin glucoside) 또한 옥수수 식물에서 발견되었으나(Styles ED et al., Phytochemistry, 11, 3019-3021, 1972), 시아니딘-3-글루코시드(Cyanidin-3-glucoside)는 자색 옥수수 속대의 주요한 안토시아닌이다(Nakatani N et al., Agricultural and biological chemistry , 43, 389-391, 1979).

4-1 : 추출 시간에 따른 안토시아닌 함량

추출 시간을 달리한 자색 옥수수 속대 추출물의 안토시아닌 성분별 함량 변화는 도 3과 같다. 4-24 시간 추출한 자색 옥수수 속대 추출물의 시아니딘 함량은 추출 시간이 증가함에 따라 20.3~246.4mg/100mL 범위로 유의차를 보이며 증가하였다. 특히, 추출 시간이 24시간일 때 시아니딘의 함량은 246.4mg/100mL로 유의적으로 가장 높았다(p<0.05).

추출물의 펠라르고니딘 함량 또한 시아니딘과 유사한 경향으로 나타났다. 4-24 시간 추출한 자색 옥수수 속대 추출물의 펠라르고니딘은 0.6~3.5mg/100ml 차이를 보이며 증가하였으며, 특히, 추출 시간이 24시간일 때 펠라르고니딘의 함량은 3.5mg/100mL로 유의적으로 가장 높았다(p<0.05). 추출 24 시간 이후에는 1.9~2.5mg/100mL로 유의차를 보이며 감소하였음을 확인할 수 있었다.

피오니딘의 함량은 4-20 시간 추출한 자색 옥수수 속대 추출물에 대하여 17.9~69.2mg/100mL 농도로 나타나, 추출 시간에 따라 피오니딘이 증가하였음을 확인할 수 있었다. 24 시간 추출했을 때, 피오니딘 함량은 20 시간 추출하였을 때와 유의적 차이를 보이며 174.2mg/100mL까지 증가하였다. 또한, 32 및 40 시간 추출한 자색 옥수수 속대 추출물의 피오니딘 함량은 각각 113.3 및 152.7mg/100mL로 32 시간 추출한 경우 24 시간 추출한 경우에 비해 감소하였으나 40 시간 추출한 경우 24 시간 추출한 경우와 유의차를 보이지 않았다.

그 결과, 최대 안토시아닌 함량을 얻을 수 있는 최적 추출 조건은 24시간으로 판단되었으며, 이때 추출물의 시아니딘, 펠라르고니딘 및 피오니딘 함량은 100g 당 각각 246.4mg, 3.5mg, 174.2mg이었다.

4-2 : 자색 옥수수 속대 추출물과 자색 옥수수 종실 추출물의 혼합 비율에 따른 안토시아닌 함량

자색 옥수수 속대 추출물과 자색 옥수수 종실 추출물의 혼합 비율을 달리하여 제조한 음료의 안토시아닌 함량은 도 4와 같다. 자색 옥수수 속대 추출물의 함량이 4-10%이고, 자색 옥수수 종실 추출물의 함량이 0-60% 일 때, 시아니딘의 함량은 12.3-18.3mg/100mL의 범위로 유의적인 차이가 없었으나, 자색 옥수수 속대 추출물의 함량이 0-2%이고, 자색 옥수수 종실 추출물의 함량이 80-100%인 음료에 비해서 유의적으로 낮았다(p<0.05). 음료 중의 펠라르고니딘 함량은 100mL 당 0.2mg으로 다른 안토시아닌 성분에 비하여 70-90배 적게 포함되어 있었다. 혼합 비율에 따른 펠라르고니딘 함량은 유의적으로 차이를 보이지 않았는바, 펠라르고니딘 함량은 혼합 비율에 영향을 받지 않는 것으로 판단되었다. 피오니딘 또한 시아니딘과 마찬가지로 자색 옥수수 속대 추출물의 감소 및 자색 옥수수 종실 추출물의 증가에 따라 그 함량이 증가하였다(p<0.05). 자색 옥수수 종실 추출물 100%로 만들어진 음료를 제외하고, 자색 옥수수 속대 추출물 함량이 2-10%, 자색 옥수수 종실 추출물의 함량이 0-82%일 때, 피오니딘의 함량은 유의적인 차이가 없었다.

다시 말해서, 자색 옥수수 속대 추출물과 종실 추출물의 혼합 비율을 달리하여 제조한 음료의 펠라르고니딘 함량은 유의차가 없었으며, 시아니딘 함량은 자색 옥수수 속대 추출물이 0-2%, 피오니딘은 자색 옥수수 속대 추출물이 0%인 음료를 제외하고는 유의적인 차이가 나타나지 않았다.

실시예 5: 항산화 활성의 측정

제조한 음료의 항산화 활성을 측정하였다.

DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 라디칼-소거 활성(DPPH radical-scavenging activity)은 기존의 방법을 변형하여 측정하였다(Blois MS, Nature, 181:1990-2100, 1958). 시료 0.1 mL에 0.1mM DPPH 용액 3 mL을 혼합하여 30℃의 암소에서 30분간 방치한 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. ABTS(2,2'-azinobis-3-ethyl-benzothiazoline-6-sulfonic acid) 라디칼 소거능 활성은 기존의 방법에 준하여 측정하였다(Pavel S et al., Journal of Agricultural and Food Chemistry, 54, 607-616, 2006). 7.0 mM ABTS와 4.95 mM 과황화칼륨을 혼합하여 암소에서 15시간 방치하였다. 731 nm에서 흡광도가 1.0-1.5가 되도록 인산염 완충액으로 희석하였다. 희석된 ABTS 용액 3.9 mL과 시료 0.1 mL을 혼합하여 10분간 37℃의 암소에서 정치한 후 731 nm에서 흡광도를 측정하였다. 철 이온 환원력 분석은 기존의 방법에 준하여 수행하였다(Benzie IF et al., Journal of Analytical Biochemistry, 239(1), 70-76, 1996). 각 시료 0.2 mL에 FRAP 용액 (300 mM 아세트산 나트륨 완충액 : 10.0 mM TPTZ: 20.0 mM의 FeCl₃·6H₂0, 10:0:0, v/v/v) 3.8 mL을 첨가하여 30℃에서 30분간 방치하였으며, 593 nm에서 흡광도를 측정하였다.

DPPH 라디칼 소거 활성은 과일의 폴리페놀 및 안토시아닌 등의 항산화 활성을 확인하는데 광범위하게 이용되고 있다. 폴리페놀이나 안토시아닌의 수소 공여자에 의하여 DPPH 라디칼은 수소와 결합하여 DPPH-H·를 형성함에 따라 DPPH 라디칼이 제거된다. 라디칼의 제거에 따라 자색은 황색으로 색변화가 일어나게 된다. 이를 517 nm 파장에서 흡광도를 측정하여 DPPH 라디칼의 감소 정도를 측정할 수 있다(Bondet V et al., LWT - Food Science and Technology, 30, 609-615, 1997; Chang HY et al., Botanical Studies, 48, 407-417, 2007).

ABTS·⁺ 라디칼 소거능은 DPPH 라디칼 소거능과 상관관계가 높은데, DPPH는 유리 라디칼이고, ABTS·⁺는 양이온 라디칼이라는 점에서 차이가 있으며, 항산화성 물질의 정도에 따라 두 라디칼과 결합하여 제거되는 능력에 차이가 있다(Wang M et al., J. Agric . Food Chem ., 46:4869-4873, 1998).

5-1: 자색 옥수수 속대 추출물의 항산화 활성

자색 옥수수 속대 추출물의 DPPH 라디칼 소거 활성을 측정한 결과는 도 5와 같다. 4 시간 추출한 자색 옥수수 속대 추출물의 DPPH 라디칼 소거 활성은 61.0%로 나타났으며, 추출 시간이 길어짐에 따라 라디칼 소거 활성은 추출 24 시간 후 82.3%까지 증가하는 것을 확인할 수 있었다(p<0.05). 32 및 40 시간 추출한 경우에는 라디칼 소거 활성이 각각 82.3% 및 81.9%이었으며, 이는 24 시간 추출물과 유의차가 있지는 않지만, 추출 시간이 24 시간을 경과함에 따라 라디칼 소거 활성이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

아울러, TEAC(trolox equivalents antioxidant capacity) 실험 결과, DPPH 실험 결과와 유사한 경향이 나타났다. 4 시간 추출물에서 소거 활성은 61.5%이었으며, 이후 24 시간까지의 추출물은 추출 시간의 경과(8, 12, 16, 20 및 24 시간)에 따라 소거 활성이 각각 66.2, 66.9, 68.6, 71.6 및 83.5%로 증가하였다(p<0.05). 그러나 24 시간 이후 추출물에 대해서는 소거 활성이 일정하게 유지되었다.

FARP을 통한 흡광도 측정 결과, 4-24 시간 추출한 경우 흡광도는 0.3-0.5 범위로 추출시간이 길어질수록 흡광도가 증가함을 확인할 수 있었다(p<0.05). 32 및 40 시간 추출한 경우에는 24 시간 추출한 경우와 유의차는 나타나지 않았으나 24 시간 추출한 경우에 비해 0.02-0.04 범위로 흡광도가 감소하였음을 확인할 수 있었다.

5-2 : 자색 옥수수 속대 추출물 및 자색 옥수수 종실 추출물의 혼합 비율에 따른 항산화 활성

자색 옥수수 속대 추출물 및 자색 옥수수 종실 추출물의 혼합 비율을 달리한 음료의 항산화 활성을 도 6과 같다. 자색 옥수수 속대 추출물을 정제수로 10배 희석한 음료 및 자색 옥수수 종실 추출물 100% 음료의 DPPH 라디칼 소거능은 각각 40.1% 및 69.5%로 나타났다. 음료 중 자색 옥수수 종실 추출물의 함량이 증가할수록 항산화 활성이 높아짐을 확인할 수 있었다(p<0.05).

ABTS·⁺ 라디칼을 이용한 항산화 활성 실험도 DPPH 라디칼 소거능 실험결과와 유사한 경향을 보였다. 자색 옥수수 종실 추출물의 첨가량이 각각 감소 및 증가함에 따라 라디칼 소거능은 45.1%, 49.1%, 53.5%, 57.4% 및 63.5%로 점차 증가하였다(p<0.05).

FRAP을 이용한 항산화 활성 실험 결과, 자색 옥수수 속대 추출물 및 정제수를 10:90의 비율로 혼합한 음료의 흡광도가 0.5로 나타났다. 자색 옥수수 속대 추출물의 함량을 줄이고, 자색 옥수수 종실 추출물의 함량을 늘릴수록 흡광도는 유의적으로 높아져서 자색 옥수수 속대 추출물, 자색 옥수수 종실 추출물 및 정제수를 0:100:0으로 혼합한 음료의 흡광도는 0.8로 나타났다.

자색 옥수수 속대 추출물의 함량이 낮아지고 자색 옥수수 종실 추출물의 함량이 높아질수록 라디칼 및 이온의 소거능은 유의적으로 높아졌는데, 이는 자색 옥수수 속대 추출물의 감소량에 비해 자색 옥수수 종실 추출물의 첨가량이 상대적으로 많아 나타나는 결과로 판단된다.

실시예 6: 관능평가

경기도 성남시 소재의 한국식품연구원 직원 20명을 패널로 선정하여 실험 목적과 설문지에 표시된 평가항목을 인지하도록 훈련시킨 후 관능평가를 실시하였다. 관능평가를 위하여 4℃의 음료를 무작위로 조합된 3자리 숫자가 적힌 일회용 백색 컵에 담아 제공하였다. 각 시료를 평가한 후 입안을 헹굴 수 있도록 물을 함께 제공하였다. 평가 항목은 외관, 향, 맛 및 종합적 기호도이며, 9점 척도법으로 '1점=매우 나쁘다, 9점=매우 좋다'로 하여 실시하였다.

자색 옥수수 속대 추출물과 자색 옥수수 종실 추출물의 혼합비율에 따른 음료[실시예 1-2 표 1; 자색 옥수수 속대 추출물: 자색 옥수수 종실 추출물: 정제수의 혼합 비율 10:0:90(A), 8:20:72(B), 6:40:54(C), 4:60:36(D), 2:80:18(E), 0:100:0(F)]의 관능특성을 비교한 결과는 도 7과 같다. 자색 옥수수 속대 추출물과 정제수로만 제조한 음료의 외관은 7.2점으로 다른 혼합비율로 만들어진 음료(5.5-6.5점)에 비해 유의적으로 높게 나타났으며(p<0.05), 자색 옥수수 종실 추출물의 혼합량이 증가할수록 색에 대한 기호도는 감소하였다. 향에 대한 기호도는 자색 옥수수 속대를 정제수로 희석한 음료에서 3.1점으로 유의적으로 낮게 나타났다. 자색 옥수수 속대 추출물의 첨가량이 감소할수록 종실 추출물의 첨가량이 증가할수록 7.1점으로 유의적으로 향의 기호도가 높아졌다(p<0.05). 자색 옥수수 속대 추출물을 이용하여 제조한 음료는 자색 옥수수 속대 추출물, 자색 옥수수 종실 추출물 및 정제수를 각각 6:40:54의 비율로 혼합하였을 때 6.4점으로 맛에 대한 기호도가 높게 나타났다(p<0.05). 자색 옥수수 종실 추출물이 60% 이상 혼합될 경우 맛의 기호도가 5.3-5.7점으로 낮아졌다. 자색 옥수수 속대 추출물과 정제수만을 이용하여 제조한 음료의 종합적 기호도는 3.6점으로 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.05). 특히 자색 옥수수 종실 추출물을 40% 첨가한 음료의 종합적 기호도는 6.5점으로 높아졌으나 자색 옥수수 종실 추출물이 60% 이상 첨가될 경우 종합적 기호도는 오히려 낮아지는 경향을 나타내었다.

즉, 외관은 자색 옥수수 속대 추출물과 정제수로 만든 음료에서 기호도가 높았으나, 향은 자색 옥수수 종실 추출물의 첨가 비율이 높아질수록 옥수수 향에 의해 기호도가 높아졌다. 그러나 자색 옥수수 속대 추출물: 자색 옥수수 종실 추출물: 정제수를 6:40:54로 첨가하였을 때 맛과 종합적 기호도가 유의적으로 높게 나타났으며, 이는 종실 추출물이 40% 이상 혼합될 경우 종실의 전분이 텁텁함을 부여하여 기호도가 낮아지는 것으로 판단되었다.

실시예 7: 살균 전후 음료의 품질 비교

품질 변화를 고려하여 최종적으로 선정된 자색 옥수수 속대 추출물:자색 옥수수 종실 추출물:정제수를 6:40:54 (v/v/v)의 비율로 제조한 음료에 대하여 살균 여부에 따른 안토시아닌 함량은 표 2와 같다. 살균 처리 이전의 음료는 100 mL 중 안토시아닌 함량이, 시아니딘 14.9 mg, 펠라르고니딘 0.2 mg, 피오니딘 10.8 mg으로 나타났다. 살균 처리 후 음료의 안토시아닌 함량은 음료 100 mL 당 시아니딘, 펠라르고니딘, 피오니딘이 각각 14.5 mg, 0.2 mg, 10.6 mg으로 나타났는바, 살균 처리에 따라 음료의 시아니딘과 피오니딘 함량은 감소하였으나, 유의적인 차이는 없음을 확인할 수 있었다.

	살균
	전	후
시아니딘	14.9±0.6	14.5±0.4
펠라르고니딘	0.2±0.1	0.2±0.1
피오니딘	10.8±0.4	10.6±0.7

(단위: mg/100 mL)

살균 처리 전후 음료의 항산화 활성은 표 3과 같다. 살균 처리하지 않은 음료에서 54.0%로 확인된 DPPH 라디칼 소거능은 살균 이후 53.5%로 나타났다. 음료의 ABTS 라디칼 소거능은 살균 처리에 따라 0.3% 감소하였으며, 음료의 흡광도는 살균 여부와 관계없이 0.6으로 나타났다. 살균 처리에 따른 음료의 안토시아닌 함량과 라이칼 소거능이 감소하였으나 유의적으로 차이가 나타나지 않으므로, 살균 처리에 따른 음료의 품질 변화는 없는 것으로 판단되었다.

	살균
	전	후
DPPH 라디칼 소거 활성 (%)	54.0±0.7	53.5±0.1
ABTS+ 소거 활성 (%)	49.4±0.2	49.1±0.6
593 nm에서의 흡광도	0.6±0.0	0.6±0.0

통계분석

SAS 프로그램(SAS program 2002, SAS/STAT Software for PC, Release 9.0, SAS Institute Inc., Cary, NC, 미국)을 이용하여 실험결과를 분산분석(one-way ANOVA)과 던칸(Duncan)의 다중검정방법을 이용하여 5% 유의수준에서 실시하였다. 음료의 살균처리에 따른 품질 비교는 측정값 평균 간의 차이에 대해 t 검정(Student's t-test)을 이용하여 5% 유의수준에서 분석하였다. 측정값의 다른 문자(예를 들어, a-h) 표기는 유의적으로 다른 값을 의미한다(p<0.05).

지금까지 예시적인 실시 태양을 참조하여 본 발명을 기술하여 왔지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서도 다양한 변화를 실시할 수 있으며, 그의 요소들을 등가물로 대체할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범주를 벗어나지 않고서도 많은 변형을 실시하여 특정 상황 및 재료를 본 발명의 교시내용에 채용할 수 있다. 따라서, 본 발명이 본 발명을 실시하는데 계획된 최상의 양식으로서 개시된 특정 실시 태양으로 국한되는 것이 아니며, 본 발명이 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 태양을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (17)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. (a) 자색 옥수수 속대에 원료 중량의 10배에 해당하는 정제수를 가하여 30 ℃에서 24시간 동안 추출한 후 여과하여 자색 옥수수 속대의 물 추출물을 수득하는 단계;
   (b) 자색 옥수수 종실을 250℃에서 10분간 배전한 후 원료 중량의 10배에 해당하는 정제수를 가하여 30℃에서 5분간 추출한 후 여과하는 과정을 통해 자색 옥수수 종실의 물 추출물을 수득하는 단계; 및
   (c) 상기 (a) 단계를 통해 수득한 자색 옥수수 속대의 물 추출물에 상기 (b) 단계를 통해 수득한 자색 옥수수 종실의 물 추출물과 정제수를 6:40:54의 부피로 혼합하는 단계를 포함하는, 음료의 제조방법.
   
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 제9항에 있어서, 산도 조절제를 첨가하는 단계를 추가로 포함하는 음료의 제조방법.
    
15. 제14항에 있어서, 상기 산도 조절제는 구연산(citric acid), L-주석산(L-tartaric acid) 및 레몬즙(lemon juice)으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 음료의 제조방법.
    
16. 제9항에 있어서, pH를 4.5 이하로 조절하는 것을 특징으로 하는 음료의 제조방법.
17. 삭제

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