KR101778044B1 - 천마 함유 신맛 오렌지 젤리의 제조 방법 - Google Patents
천마 함유 신맛 오렌지 젤리의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 정백당 100 중량부와, 정백당 100 중량부당 정제수 500 내지 600 중량부를 혼합 및 교반하여 정제수 혼합물을 만드는 정제수 혼합 단계; 정백당 100 중량부당 올리고당 20 내지 40 중량부, 겔화제 5 내지 15 중량부, 알로에베라겔 분말 0.0001 내지 0.001 중량부를 혼합 및 교반하여 올리고당 혼합물을 만드는 올리고당 혼합 단계; 상기 정제수 혼합물과 올리고당 혼합물을 탱크에 넣고 혼합한 후 멸균시키는 1차 혼합 단계; 정백당 100 중량부당 천마 추출액에 젖산균을 접종하여 발효시킴으로써 수득된 천마 발효 추출액 30 내지 45 중량부, 오렌지 농축액 15 내지 25 중량부를 상기 탱크에 첨가하여 혼합한 후 멸균시키는 2차 혼합 단계; 상기 탱크에 정백당 100 중량부당 함수구연산 1 내지 5 중량부, 비타민C 0.1 내지 2 중량부를 첨가하고 가열하는 가열 단계; 및 가열된 내용물을 냉각시키는 냉각 단계;를 포함하는 천마 함유 신맛 오렌지 젤리의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 가스트로딘, 바닐린 등 천마 고유한 기능성 성분이 높게 포함되어 있어 기억력, 주의력 및 집중력 개선에 도움을 주고, 활성 성분의 흡수율이 높으며, 항산화 활성도 우수하여 건강에 유익하며, 맛과 풍미 등 기호도가 우수하여 노년층과 어린이도 섭취하기 용이한 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 가스트로딘, 바닐린 등 천마 고유한 기능성 성분이 높게 포함되어 있어 기억력, 주의력 및 집중력 개선에 도움을 주고, 활성 성분의 흡수율이 높으며, 항산화 활성도 우수하여 건강에 유익하며, 맛과 풍미 등 기호도가 우수하여 노년층과 어린이도 섭취하기 용이한 효과가 있다.
Description
본 발명은 젤리의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 천마 발효 추출액을 함유하여 항산화 활성이 우수하고, 맛과 풍미 등 기호도가 우수하여 섭취가 용이한 천마 함유 신맛 오렌지 젤리의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 천마(Gastrodia elata)는 난초과에 속한 다년생 기생초본이고, 동속근연식물의 근경 형태이며, 일시적으로 잎과 뿌리가 있으나 퇴화하여 뿌리만이 발달하여 자가영양을 취하지 못하고 공생균인 담자균류에 속하는 뽕나무버섯속 균사와 공생하는 구근이다.
이러한 천마는 『동의보감』에 중풍으로 인한 언어장애, 마비, 경련, 관절염, 요통, 간질, 어지러움증 등에 효능이 있고 있는 것으로 소개되고 있고, 『본초강목』에 두통과 어지럼증을 없애고 냉증이나 마비를 치유한다고 소개되어 있으며, 『향약집성방』에 정풍초(定風草)라고 칭할 정도로 풍을 치료하는 신약이라 칭하는 등, 예로부터 한국, 중국 등에서 전통적으로 귀한 약재로 사용되어 왔다..
최근 연구결과에 의하면, 천마에는 가스트로딘(Gastrodin, ρ-hydroxymethyl phenyl-β-D-glucopyranoside), 4-하이드록시벤질 알코올(4-hydroxybenzyl alcohol), 4-하이드록시벤질 알데히드(4-hydroxybenzyl aldehyde), 바닐린(vanillin), 바닐릴 알코올(vanillyl alcohol) 등의 다양한 화합물이 포함되어 있고, 이들은 모두 페놀성 화합물로서 항산화 활성 기능에 관여하는 활성 성분들로 잘 알려져 있다.
특히 가스트로딘은 대표적인 생리활성 물질로 순환작용 향상, 두통과 어지러움의 치료 및 항경련 효과 등의 특성을 나타내고, 뇌의 혈류량을 증가시켜 기억력, 주의력 및 집중력을 개선시키며, 4-하이드록시벤질 알코올과 4-하이드록시벤질 알데히드 및 바닐린은 해마 CA1 세포 사멸을 억제하고, GABA성 신경조절에 대해 활성이 있으며, 항허혈성 치매 활성에도 활성이 있다는 연구 결과가 보고된 바 있다.
그러나, 국내에서는 그동안 식품의약품안전청에서 식품 원료로 사용할 수 없는 품목규제에 묶여서 식품으로 개발하는데 제약이 있었으나, 2000. 9. 1일부터 식품원료로 허가되어 국내에서도 천마 가공 기능성 식품의 개발이 이루어지고 있다.
천마 가공 기능성 식품에 관한 종래기술로 특허문헌 1에는 천마의 발효에 락토바실러스 퍼멘텀(Lactobacillus fermentum) JS 균주를 사용하여 장시간 저장하여도 유익한 유산균이 살아 있고, 천마의 소화흡수가 용이한 효과가 있는 발효 천마 과립의 제조 방법이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는 세척된 인삼을 마쇄하고 당류 및 수화된 펙틴을 혼합하여 이를 가열한 다음 구연산 용액을 첨가하여 교반하고 농축하는 공정을 포함하는 인삼젤리의 제조 방법이 개시되어 있다.
하지만, 상기 특허문헌 1은 식품 내에 포함된 활성 성분의 농도가 낮을 뿐만 아니라 활성 성분의 낮은 흡수율로 인하여 실제 적용된 식품에서 유용한 기능성을 발휘하기 어렵고, 경제성도 떨어지며, 섭취시 느껴지는 천마의 특유한 맛과 풍미로 인하여 기호도가 저하되는 문제가 있고, 상기 특허문헌 2는 단맛과 쓴맛이 너무 강하여 기호도가 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 가스트로딘, 바닐린 등 천마 고유한 기능성 성분이 높게 포함되어 있어 기억력, 주의력 및 집중력 개선에 도움을 주고, 활성 성분의 흡수율이 높으며, 항산화 활성도 우수하여 건강에 유익하며, 다소 시거나 새콤한 맛이 나도록 하여 천마의 특유한 맛을 마스킹하여 기호도가 좋고, 맛과 풍미가 우수하여 노년층과 어린이도 섭취하기 용이한 천마 함유 신맛 오렌지 젤리의 제조 방법의 제공에 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 천마 100g당 증류수 400~800ml, 천궁 1 내지 5g과 당귀 1 내지 5g을 혼합한 후 마쇄하여 혼합물을 제조하는 혼합물 제조 공정과, 상기 혼합물을 열수 추출하여 천마 추출액을 수득하되 100~120℃에서 3~5시간 동안 이루어지는 추출액 수득 공정과, 상기 천마 추출액을 냉각후 여과하는 냉각 및 여과 공정과, 여과된 천마 추출액을 110~130℃에서 10~20분 동안 멸균하는 멸균 공정과, 멸균된 천마 추출액이 첨가된 발효 배지에 Lactobacillus plantarum(기탁번호 : KCCM 11542), Lactobacillus plantarum (기탁번호 : KCCM 12116), Bifidobacterium adolesentis(기탁번호 : KCCM 11206), Bifidobacterium breve (기탁번호 : KCCM 11208) 중 어느 하나의 젖산균을 접종하는 접종 공정과, 발효기에서 20~30℃의 온도로 10~15시간 동안 발효시키는 발효 공정 및 원심분리기로 14,400×g에서 5~15분 동안 원심분리하여 상등액인 천마 발효 추출액을 수득하는 발효 추출액 수득 공정으로 이루어진 천마 발효 추출액 제조 단계; 정백당 100 중량부와, 정백당 100 중량부당 정제수 500 내지 600 중량부를 혼합 및 교반하여 정제수 혼합물을 만드는 정제수 혼합 단계; 정백당 100 중량부당 올리고당 20 내지 40 중량부, 겔화제 5 내지 15 중량부, 알로에베라겔 분말 0.0001 내지 0.001 중량부를 혼합 및 교반하여 올리고당 혼합물을 만드는 올리고당 혼합 단계; 상기 정제수 혼합물과 올리고당 혼합물을 탱크에 넣고 75 내지 85℃에서 혼합한 후 100℃로 가열하여 멸균시키는 1차 혼합 단계; 정백당 100 중량부당 천마 추출액에 젖산균을 접종하여 발효시킴으로써 수득된 천마 발효 추출액 30 내지 45 중량부, 오렌지 농축액 15 내지 25 중량부를 상기 탱크에 첨가하여 80 내지 90℃에서 혼합한 후 100℃로 가열하여 멸균시키는 2차 혼합 단계; 상기 탱크에 정백당 100 중량부당 함수구연산 1 내지 5 중량부, 비타민C 0.1 내지 2 중량부, 젖산칼슘 0.001 내지 0.01 중량부, 산화아연 0.0005 내지 0.005 중량부, 효소처리스테비아 0.0001 내지 0.001 중량부, 구연산삼나트륨 0.0001 내지 0.001 중량부를 첨가하고 90 내지 100℃에서 10 내지 30분 동안 가열하되, 가열 온도가 98℃에 도달하였을 때 마지막으로 오렌지 향료를 첨가하는 가열 단계; 및 가열된 내용물을 냉각시키는 냉각 단계를 포함하되, 제조된 천마 함유 오렌지맛 젤리는 짜먹는 스틱 형태로 포장되고, 당도가 18 내지 19 브릭스이며, pH는 3.56 내지 4.16인 것을 특징으로 하는 천마 함유 신맛 오렌지 젤리의 제조 방법을 제공한다.
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본 발명에 의하면, 가스트로딘, 바닐린 등 천마 고유한 기능성 성분이 높게 포함되어 있어 기억력, 주의력 및 집중력 개선에 도움을 주고, 활성 성분의 흡수율이 높으며, 항산화 활성도 우수하여 건강에 유익하며, 다소 시거나 새콤한 맛이 나도록 하여 천마의 특유한 맛을 마스킹하여 기호도가 좋고, 맛과 풍미가 우수하여 노년층과 어린이도 섭취하기 용이한 효과가 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 천마 함유 오렌지맛 젤리의 제조 방법을 나타낸 플로우 차트이고, 도 1b는 본 발명에 따른 천마 함유 오렌지맛 젤리의 제조 방법을 도시한 공정도이다.
도 2a는 실시예 1에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 pH 변화를 나타낸 그래프.
도 2b는 실시예 1에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 당도 변화를 나타낸 그래프.
도 2c는 실시예 1에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 DPPH 라디칼 소거활성의 변화를 나타낸 그래프.
도 2d는 실시예 1에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 철이온환원력의 변화를 나타낸 그래프.
도 2e는 실시예 1에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 환원력의 변화를 나타낸 그래프.
도 2f는 실시예 1에서 발효 시간에 따른 총페놀함량의 변화를 나타낸 그래프.
도 2g는 실시예 1에서 고령층의 관능평가 결과를 나타낸 비교 그래프.
도 2h는 실시예 1에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 가스트린 함량의 변화를 나타낸 그래프.
도 2i는 실시예 1에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 바닐린 함량의 변화를 나타낸 그래프.
도 3a는 실시예 2에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 DPPH 라디칼 소거활성의 변화를 나타낸 그래프.
도 3b는 실시예 2에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 철이온환원력의 변화를 나타낸 그래프.
도 3c는 실시예 2에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 환원력의 변화를 나타낸 그래프.
도 3d는 실시예 2에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 SOD 유사활성의 변화를 나타낸 그래프.
도 3e는 실시예 2에서 발효 시간에 따른 총 페놀함량의 변화를 나타낸 그래프.
도 3f는 실시예 2에서 발효 시간에 따른 총 플라보노이드 함량의 변화를 나타낸 그래프.
도 3g는 실시예 2에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 가스트린 함량의 변화를 나타낸 그래프.
도 3h는 실시예 2에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 바닐린 함량의 변화를 나타낸 그래프.
도 4a는 실시예 4에서 시료별 DPPH 라디칼 소거활성을 나타낸 막대 그래프.
도 4b는 실시예 4에서 시료별 철이온환원력을 나타낸 막대 그래프.
도 4c는 실시예 4에서 시료별 환원력을 나타낸 막대 그래프.
도 4d는 실시예 4에서 시료별 SOD 유사활성을 나타낸 막대 그래프.
도 4e는 실시예 4에서 시료별 총 페놀함량을 나타낸 막대 그래프.
도 4f는 실시예 4에서 시료별 총 플라보노이드 함량을 나타낸 막대 그래프.
도 4g는 실시예 4에서 시료별 가스트린 함량을 나타낸 막대 그래프.
도 4h는 실시예 4에서 시료별 바닐린 함량을 나타낸 막대 그래프.
도 2a는 실시예 1에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 pH 변화를 나타낸 그래프.
도 2b는 실시예 1에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 당도 변화를 나타낸 그래프.
도 2c는 실시예 1에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 DPPH 라디칼 소거활성의 변화를 나타낸 그래프.
도 2d는 실시예 1에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 철이온환원력의 변화를 나타낸 그래프.
도 2e는 실시예 1에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 환원력의 변화를 나타낸 그래프.
도 2f는 실시예 1에서 발효 시간에 따른 총페놀함량의 변화를 나타낸 그래프.
도 2g는 실시예 1에서 고령층의 관능평가 결과를 나타낸 비교 그래프.
도 2h는 실시예 1에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 가스트린 함량의 변화를 나타낸 그래프.
도 2i는 실시예 1에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 바닐린 함량의 변화를 나타낸 그래프.
도 3a는 실시예 2에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 DPPH 라디칼 소거활성의 변화를 나타낸 그래프.
도 3b는 실시예 2에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 철이온환원력의 변화를 나타낸 그래프.
도 3c는 실시예 2에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 환원력의 변화를 나타낸 그래프.
도 3d는 실시예 2에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 SOD 유사활성의 변화를 나타낸 그래프.
도 3e는 실시예 2에서 발효 시간에 따른 총 페놀함량의 변화를 나타낸 그래프.
도 3f는 실시예 2에서 발효 시간에 따른 총 플라보노이드 함량의 변화를 나타낸 그래프.
도 3g는 실시예 2에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 가스트린 함량의 변화를 나타낸 그래프.
도 3h는 실시예 2에서 발효 시간에 따른 천마 발효 추출액의 바닐린 함량의 변화를 나타낸 그래프.
도 4a는 실시예 4에서 시료별 DPPH 라디칼 소거활성을 나타낸 막대 그래프.
도 4b는 실시예 4에서 시료별 철이온환원력을 나타낸 막대 그래프.
도 4c는 실시예 4에서 시료별 환원력을 나타낸 막대 그래프.
도 4d는 실시예 4에서 시료별 SOD 유사활성을 나타낸 막대 그래프.
도 4e는 실시예 4에서 시료별 총 페놀함량을 나타낸 막대 그래프.
도 4f는 실시예 4에서 시료별 총 플라보노이드 함량을 나타낸 막대 그래프.
도 4g는 실시예 4에서 시료별 가스트린 함량을 나타낸 막대 그래프.
도 4h는 실시예 4에서 시료별 바닐린 함량을 나타낸 막대 그래프.
이하, 본 발명에 대해서 하기 실시예를 통하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 권리범위는 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니고 그와 등가의 기술적 사상의 변형까지 포함한다.
도 1a 및 도 1b를 참고하여 설명하면, 본 발명에 따른 천마 함유 신맛 오랜지 젤리의 제조 방법은 먼저 천마 발효 추출액 제조 단계(S10)를 수행한다.
이를 위하여 상기 천마 발효 추출액 제조 단계(S10)는 천마 100g당 증류수 400~800ml를 혼합한 후 마쇄하여 혼합물을 제조하는 혼합물 제조 공정(S11)과, 상기 혼합물을 열수 추출하여 천마 추출액을 수득하는 추출액 수득 공정(S12)과, 상기 천마 추출액을 냉각후 여과하는 냉각 및 여과 공정(S13)과, 여과된 천마 추출액을 멸균하는 멸균 공정(S14)과, 멸균된 천마 추출액이 첨가된 발효 배지에 젖산균을 접종하는 접종 공정(S15)과, 발효기에서 20~30℃의 온도로 10~15시간 동안 발효시키는 발효 공정(S16) 및 원심분리기로 원심분리하여 상등액인 천마 발효 추출액을 수득하는 발효 추출액 수득 공정(S17)으로 이루어진다.
이때, 상기 혼합물은 천마 100g당 천궁 1 내지 5g과 당귀 1 내지 5g이 더 첨가되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 추출액 수득 공정(S12)은 100~120℃에서 3~5시간 동안 이루어지고, 상기 멸균 공정(S14)은 110~130℃에서 10~20분 동안 이루어지며, 상기 접종 공정(S15)은 Lactobacillus plantarum(기탁번호 : KCCM 11542), Lactobacillus plantarum (기탁번호 : KCCM 12116), Bifidobacterium adolesentis(기탁번호 : KCCM 11206), Bifidobacterium breve (기탁번호 : KCCM 11208) 중 어느 하나의 젖산균을 사용하고, 상기 발효 공정(S16)은 25℃에서 12시간 동안 이루어지며, 상기 발효 추출액 수득 공정(S17)은 14,400×g에서 5~15분 동안 원심분리하게 된다.
나아가, 상기 발효 추출액 수득 공정(S17) 이후에 전체 대비 올리고당 3중량%를 첨가한 후 살균할 수 있다.
아울러, 상기 천마 발효 추출액 제조 단계(S10)를 수행함과 동시에 다른 분말 및 액상 원료들을 계량하여 함께 준비하고, 포장을 위한 내포장재, 외포장재 등도 함께 준비한다.
상기 천마 발효 추출액 제조 단계(S10)의 수행 후, 정제수 혼합 단계(S20)를 수행한다.
상기 정제수 혼합 단계(S20)는 정백당 100 중량부와, 정백당 100 중량부당 정제수 500 내지 600 중량부를 혼합 및 교반하여 정제수 혼합물을 만드는 공정이다.
더불어, 이와는 별도로 올리고당 혼합 단계(S30)를 수행한다.
상기 올리고당 혼합 단계(S30)는 정백당 100 중량부당 올리고당 20 내지 40 중량부, 겔화제 5 내지 15 중량부, 알로에베라겔 분말 0.0001 내지 0.001 중량부를 혼합 및 교반하여 올리고당 혼합물을 만드는 공정이다.
이때, 겔화제는 카라기난검, 한천, 글루코만난, 펙틴, 구아검, 아라비아검 등이 단독 또는 복합되어 사용될 수 있는데, 정백당 100 중량부당 겔화제 5 내지 15 중량부가 포함되어 겔화 속도가 증가하고, 탄력성이 유지되며, 물성과 안정성을 향상시켜 보존 기간을 늘릴 수 있게 된다. 이는 겔화제가 너무 적게 포함되면 젤리의 강도가 떨어질 수 있고, 겔화제가 너무 많이 포함되면 지나치게 단단해져 섭취가 곤란해 질 수 있는 문제가 있기 때문이다.
또한, 알로에베라겔(Aloeveragel) 분말은 알로에 잎 내부의 실질조직에서 나오는 묽고 투명하면서 젤리같은 점액질을 분말화한 것으로, 글루코만난이나 펙틴산과 같은 다당체와 기타 여러 무기 및 유기 화합물들을 함유하고 있다. 이러한 알로에베라겔 분말은 정백당 100 중량부당 0.0001 내지 0.001 중량부의 소량이 포함되어 젤리의 탄성을 증가시킬 수 있다.
이러한 겔화제와 알로에베라겔은 정제수에 녹지 않고 올리고당에만 녹기 때문에 이들을 올리고당과 함께 혼합하여 충분히 용해시킨 후 사용한다.
상기 정제수 혼합 단계(S20) 및 올리고당 혼합 단계(S30)의 수행 후, 1차 혼합 단계(S40)를 수행한다.
상기 1차 혼합 단계(S40)는 상기 정제수 혼합물과 올리고당 혼합물을 탱크에 넣고 75 내지 85℃에서 혼합한 후 멸균시키는 공정이다.
즉, 대략 80℃ 내외에서 상기 정제수 혼합물과 올리고당 혼합물을 탱크에 넣고 혼합하고, 수분 동안 100℃로 가열하여 멸균시킨다.
그리고, 상기 2차 혼합 단계(S50)를 수행하는데, 상기 2차 혼합 단계(S50)는 정백당 100 중량부당 상기 천마 발효 추출액 30 내지 45 중량부, 오렌지 농축액 15 내지 25 중량부를 상기 탱크에 첨가하여 80 내지 90℃에서 혼합한 후 멸균시키는 공정이다.
여기서, 상기 천마 발효 추출액은 정백당 100 중량부당 30 내지 45 중량부가 포함되고, 이는 너무 적게 포함되는 경우 천마 고유한 기능성 성분이 적게 함유되어 기억력, 주의력 및 집중력 개선 효과와 항산화 활성이 충분하지 못할 수 있고, 너무 많이 포함되는 경우 맛과 풍미 등 기호도가 저하되어 섭취가 용이하지 않을 수 있기 때문이다.
그리고, 상기 오렌지 농축액은 정백당 100 중량부당 15 내지 25 중량부가 포함되고, 이는 냉동으로 보관되었다가 해동시켜 계량 후 사용하며, 젤리에 오렌지맛이 충분히 나도록 하여 천마의 특유한 맛을 마스킹하여 기호도를 증가시킨다.
상기 2차 혼합 단계(S50)의 수행 후, 가열 단계(S60)를 수행한다.
상기 가열 단계(S60)는 상기 탱크에 정백당 100 중량부당 함수구연산 1 내지 5 중량부, 비타민C 0.1 내지 2 중량부를 첨가하고 90 내지 100℃에서 10 내지 30분 동안 가열하는 공정이다.
상기 함수구연산은 수분을 다소 포함한 구연산으로 산도조절제로 기능하고, 본 발명에서는 젤리의 pH를 3.56 내지 4.16 사이가 되도록 조절하는데 사용되며, 비타민C가 소량 첨가되어 다소 시거나 새콤한 맛이 나도록 하여 천마의 특유한 맛을 마스킹한다.
이때, 상기 탱크에 정백당 100 중량부당 젖산칼슘 0.001 내지 0.01 중량부, 산화아연 0.0005 내지 0.005 중량부, 효소처리스테비아 0.0001 내지 0.001 중량부, 구연산삼나트륨 0.0001 내지 0.001 중량부 등의 조절제를 첨가하여 함께 가열하는 것이 바람직하다.
상기 젖산칼슘은 젤리의 pH 저하 방지와 완충제로 사용되고, 상기 산화아연은 백색 분말로서 강화제로 사용되며, 상기 효소처리스테비아는 청량한 감미가 있어 감미료로 사용되고, 상기 구연산삼나트륨은 청량한 짠맛과 다소 쓴맛이 있고 pH 조정제로 사용된다.
상기 가열 단계(S60)는 가열 온도가 98℃에 도달하였을 때 마지막으로 오렌지 향료를 첨가하여 천마의 특유한 향이 마스킹되도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 오렌지 향료는 (주)삼정향료에서 제조한 오렌지 향료(Orange flovor) 제품을 사용한다.
그리고, 탱크의 내부에서 잠시 보관되어 있다가 1,2차 포장기로 이송되어 포장이 이루어지고, 그 과정에서 가열된 내용물을 냉각시키는 냉각 단계(S70)를 수행한다. 냉각 온도는 15 내지 35℃를 유지하고, 1,2차 포장기에 의한 포장 후 보관은 0 내지 10℃의 환경에서 냉장 보관된다. 아울러, 이러한 전체적인 제조 공정은 30 내지 40분 이내에 이루어져야 충분한 젤리화가 이루어지게 된다.
한편, 이와 같은 제조 방법에 의해 제조된 천마 함유 신맛 오렌지 젤리는 PE, PP 등으로 포장된 짜먹는 스틱 형태로 낱개 포장될 수 있고, 당도가 18 내지 19 브릭스로서 기존의 젤리에 비해 낮은 수준이며, pH는 3.56 내지 4.16이고, 특히 오렌지, 비타민C의 맛과 향 등에 의하여 천마의 특유한 맛과 향이 마스킹되어 어린이도 섭취가 용이하게 된다.
1. 천마 발효 추출액의 수득
천마 95.24g에 증류수 600ml를 첨가하여 마쇄한 후 천마의 고유한 맛과 향을 제어하기 위하여 천마와 잘 어울리는 천궁 2.38g과 당귀 2.38g을 첨가하여 혼합물을 제조하였다. 혼합물을 110℃에서 4시간의 조건으로 열수추출하여 천마 추출액을 수득하고, 이를 냉각후 여과하여 700ml로 정용하였다. 다음에 121℃에서 15분간 멸균 처리하고, 젖산균을 접종(1%, v/v)하였다. 이때, 젖산균은 Lactobacillus plantarum(기탁번호 : KCCM 11542), Lactobacillus plantarum (기탁번호 : KCCM 12116), Bifidobacterium adolesentis(기탁번호 : KCCM 11206), Bifidobacterium breve (기탁번호 : KCCM 11208)을 사용하였다. 그리고, 37℃에서 24시간 동안 발효시키면서 6시간 단위로 시료를 채취한 다음 원심분리(14,400×g, 10분)하여 천마 발효 추출액에 관한 상등액을 수득하여 하기와 같은 조건으로 분석하였다.
2. 분석방법
pH는 pH미터(모델 : Orion Star Series, U.S.A.)로 직접 측정하였고, 당도는 당도계(모델 : PAL-3, Japan)으로 직접 측정하였으며, 색도는 색차계(모델 : SP-80, Tokyo Denshoku, Japan)로 Hunter scale에 따라 L(lightness), a(redness), b(yellowness) 값으로 표시하였다.
항산화 활성(antioxident activity)의 시료는 원액 또는 희석액을 사용하였고, 대조구로 0.02% BHT(butylated hydroxytoluene)를 사용하였다.
2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 분석(DPPH radical assay)은 윌리암스 등(Williams et al., 1995)의 방법을 이용하였고, 에탄올로 2배 희석한 채취 시료 1.0ml에 60mM DPPH 3ml를 첨가하여 암실에서 15분 동안 반응시킨 후 517nm에서 흡광도를 측정하였으며, DPPH 라디칼 소거활성(DPPH radical scavenging activity)은 다음의 식에 따라 계산하여 백분율로 나타내었다.
철이온환원력 분석(Ferric ion Reducing Antioxidant Power[FRAP] assay)은 헤오 등(Heo et al., 2006)의 방법을 이용하였고, 300mM acetate buffer(pH 3.6) : 10mM TPTZ 용액 : 20mM FeCl3·6H2O 용액 = 10 : 1 : 1의 비율로 혼합한 반응액 1.9ml에 채취 시료 0.1ml를 첨가하여 20분 동안 반응시킨 후 590nm에서 흡광도를 측정하였으며, FRAP는 표준물질로 FeSO4·7H2O를 이용하여 검량선을 작성한 후 환산하여 mg%로 나타내었다.
환원력(reducing power)은 오야이즈 등(Oyaizu et al., 1986)의 방법을 이용하였고, 채취 시료 1.0ml에 0.2M phosphate buffer(pH 6.6) 2.5ml와 1% K3Fe(CN)6 2.5ml를 첨가하여 수욕상(50℃, 20분)에서 반응시켰으며, 10% trichloroacetic acid 2.5ml를 첨가하여 원심분리후 상등액 2.5ml를 수득하였고, 상등액에 증류수 2.5ml와 0.1% FeCl3 0.5ml를 첨가하여 700nm에서 흡광도를 측정하였으며, 시료 첨가구와 무첨가구의 흡광도의 차이를 백분율로 나타내었다.
총 페놀함량 분석(Total Phenolic Compound[TPC] assay)은 데완토 등(Dewanto at al., 2002)의 방법을 이용하였고, 채취 시료 0.1ml에 증류수 5.0ml와 folin-ciocalteu's phenol reagent 0.5ml를 첨가하여 1분 동안 반응시킨 다음, 10% Na2CO3 1.5ml를 첨가하였으며, 암실에서 1시간 동안 반응시킨후에 765nm에서 흡광도를 측정하였고, 총 페놀함량(TPC)은 표준물질로 gallic acid(100~1,000㎍/ml)를 이용하여 검량선을 작성한 후 mg%로 나타내었다.
관능평가는 맛, 냄새, 색깔, 기호도 등에 대하여 평가하였는데, 청년층은 대학생 및 대학원생 23명을 대상으로 천마를 추출하여 얻은 천마 추출액과 이를 젖산발효시켜 얻은 천마 발효 추출액을 섭취하였을 때 느껴지는 맛 등에 대한 관능평가를 실시하였고, 관능검사는 역겨운맛, 아린맛, 비린맛, 쓴맛, 달콤한맛, 상큼한맛, 전반적 기호도 등에 대하여 9점 척도법(1점 : 매우약함 또는 매우나쁨, 9점 : 매우강함 또는 매우좋음)을 이용하였다. 또한 가장 기호도가 우수한 시료 두 가지와 이를 선택한 이유를 기재하도록 하였다.
그리고, 고령층에 대해서는 10명을 대상으로 청년층의 관능평가를 통해 선정된 4가지 시료에 대한 관능평가를 실시하였는데, 관능검사는 색, 맛(단맛,신맛), 냄새(천마 고유의 향), 목넘김, 전체적 기호도 등에 대하여 5점 척도법(1점 : 극도로 약함 또는 극도로 싫어함, 5점 : 극도로 강함 또는 극도로 좋음)을 이용하였다.
아울러, 청년층의 관능평가를 통해 선정된 4가지 시료에 대하여 기능성 물질을 분석하였고, 시료에 70% 메탄올을 동량 첨가하여 혼합한 후 원심분리(14,400×g, 10분)하여 얻은 상등액을 0.22㎛ syringe filer로 여과하여 아래의 표 1과 같은 조건으로 HPLC를 이용하여 분석하였다.
[표 1]
3. 결과
도 2a에 도시된 바와 같이 천마 발효 추출액의 pH는 초기 4.49에서 점차 감소하여 발효 24시간 후에는 3.15~3.57의 범위로 나타났다.
도 2b에 도시된 바와 같이 천마 발효 추출액의 당도는 24시간의 발효 시간 동안 2.4~2.7 Brix의 범위에서 뚜렷한 차이없이 일정한 수준을 나타내었다.
하기 표 2에 도시된 바와 같이 천마 발효 추출액의 색도는 24시간의 발효 시간 동안 L값(명도)은 23.88~26.17의 범위로, a값(적색도)은 0.79~1.87의 범위로, b값(황색도)는 11.41~16.99의 범위로 나타나 시료별로 뚜렷한 차이는 나타나지 않았다.
[표 2]
도 2c에 도시된 바와 같이, 2배 희석한 천마 발효 추출액의 DPPH 라디칼 소거활성은 24시간의 발효 시간 동안 발효되면서 발효 초기에 비하여 약간 감소하였다.
도 2d에 도시된 바와 같이, 천마 발효 추출액의 철이온환원력은 Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 12116) 균주로 발효시 발효 12시간 째에 17.75 mg%로 최고치를 나타내었고, Bifidobacterium adolesentis(기탁번호:KCCM 11206) 균주로 발효시 발효 18시간 째에 18.31 mg%의 최고치를 나타내었으며, Bifidobacterium breve(기탁번호:KCCM 11208) 균주로 발효시 발효 12시간 째에 17.68 mg%의 최고치를 나타내었다. 반면에 Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 11542) 균주로 발효시 발효 초기에 비하여 다소 감소하였음을 확인할 수 있다.
도 2e에 도시된 바와 같이, 천마 발효 추출액의 환원력은 Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 12116) 균주로 발효시 발효 6시간 째에 50.50%의 최고치를 나타내었고, Bifidobacterum adolesentis(기탁번호:KCCM 11206) 균주로 발효시 발효 18시간 째에 54.27%의 최고치를 나타내었으며 발효 24시간까지 그 값이 유지되었다. 또한, Bifidobacterium breve(기탁번호:KCCM 11208) 균주로 발효시 발효 12시간 째에 51.13%의 최고치를 나타내었다. 반면에 Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 11542) 균주로 발효시 발효 초기에 비해 약간 감소하였음을 확인할 수 있다.
도 2f에 도시된 바와 같이, 천마 발효 추출액의 총 페놀함량은 발효 시간 동안 48.05~53.99 mg%의 범위로 나타났고, Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 12116) 균주로 발효시 발효 6시간 째에 53.76 mg%의 최고치를 나타내었고, Bifidobacterum adolesentis(기탁번호:KCCM 11206) 균주로 발효시 발효 24시간 째에 53.99 mg%의 최고치를 나타내었으며, Bifidobacterium breve(기탁번호:KCCM 11208) 균주로 발효시 발효 12시간 째에 54.26 mg%의 최고치를 나타내었다. 반면에 Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 11542) 균주로 발효시 발효 초기에 비해 약간 감소하였음을 확인할 수 있다.
또한, 대학생 및 대학원생 23명을 대상으로 관능평가를 실시한 결과, 하기 표 3에 나타난 바와 같이, 상큼한 맛을 제외하고는 통계적으로 유의적인 차이가 나타나지 않았으나 전체적으로 맛이 개선되는 경향을 나타내었다. 역겨운 맛은 발효되면서 약간 증가하였으나 아린 맛, 비린 맛, 쓴 맛이 약해졌다. 하기 표 4에 나타난 바와 같이 가장 기호도가 높았던 시료는 K로 Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 12116) 균주로 18시간 발효한 것이었다. 그 다음으로 기호도가 높았던 것은 발효하지 않은 천마 추출액(A), Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 11542) 균주로 12시간 발효한 것(F), Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 12116) 균주로 12시간 발효한 것(G)이었다. 결과적으로, Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 11542) 균주와 Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 12116) 균주가 천마 발효시 적합한 균주라 판단되고, 그 발효 시간은 12시간에서 18시간이 적당한 것으로 판단된다. 따라서, Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 11542) 균주로 12시간 및 18시간 발효시킨 F와 J, 그리고 Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 12116) 균주로 12시간 및 18시간 발효시킨 G와 K를 선택하여 이를 갖고 고령층 관능평가를 실시하였다.
[표 3]
[표 4]
고령층 10명을 대상으로 청년층 관능평가를 통해 선정된 4가지 시료에 대하여 관능평가를 실시한 결과, 하기 표 5와 도 2g에 나타난 바와 같이, A12와 A18을 비교할 때 A12에서 발효가 더 되면서 목넘김이 안 좋아지고 냄새가 강해졌으나, 단맛과 신맛의 증가로 인하여 전반적 기호도는 증가하였음을 알 수 있다. 또한, B12와 B18을 비교할 때 B12에서 발효가 더 되면서 목넘김이 안 좋아지고 냄새가 강해졌으며, 단맛과 신맛은 거의 비슷하게 나타나 오히려 전반적 기호도가 감소하였음을 알 수 있다.
[표 5]
도 2h에 도시된 바와 같이, 천마 발효 추출액의 가스트로딘 함량은 Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 11542)균주로 발효시 발효 18시간 째에 6.72 mg%의 최고치를 나타내었고, 마찬가지로 Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 12116) 균주로 발효시에도 발효 18시간 째에 7.96 mg%의 최고치를 나타내었다.
도 2i에 도시된 바와 같이, 천마 발효 추출액의 바닐린 함량은 Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 11542) 균주로 발효시 발효가 진행되면서 수치가 약간 감소하였으나, Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 12116) 균주로 발효시 발효 6시간 째에 63.07 mg%의 최고치를 나타내었다.
결국, 실시예 1에 대한 관능평가 결과와 기능성 성분 분석 결과를 토대로 천마 발효 추출액에 가장 적합한 균주는 Lactobacillus plantarum KCCM 12116임을 알 수 있다.
1. 천마 발효 추출액의 수득
천마 95.24g에 증류수 600ml를 첨가하여 마쇄한 후 천궁 2.38g과 당귀 2.38g을 첨가하여 혼합물을 제조하였다. 혼합물을 110℃에서 4시간의 조건으로 열수추출하여 천마 추출액을 수득하고, 이를 냉각후 여과하여 700ml로 정용하였다. 다음에 121℃에서 15분간 멸균 처리하고, 젖산균으로 Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 12116)을 접종(1%, v/v)하였다. 그리고, 25℃ 및 37℃에서 24시간 동안 발효시키면서 6시간 단위로 시료를 채취한 다음 원심분리(14,400×g, 10분)하여 천마 발효 추출액에 관한 상등액을 수득하여 하기와 같은 조건으로 분석하였다.
2. 분석방법
항산화 활성(antioxident activity)의 시료는 원액 또는 희석액을 사용하였고, 대조구로 0.02% BHT(butylated hydroxytoluene)를 사용하였다.
2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 분석(DPPH radical assay)은 윌리암스 등(Williams et al., 1995)의 방법을 이용하였고, 에탄올로 10배 희석한 채취 시료 1.0ml에 60mM DPPH 3ml를 첨가하여 암실에서 15분 동안 반응시킨 후 517nm에서 흡광도를 측정하였으며, DPPH 라디칼 소거활성(DPPH radical scavenging activity)은 다음의 식에 따라 계산하여 백분율로 나타내었다.
철이온환원력 분석(Ferric ion Reducing Antioxidant Power[FRAP] assay)은 헤오 등(Heo et al., 2006)의 방법을 이용하였고, 300mM acetate buffer(pH 3.6) : 10mM TPTZ 용액 : 20mM FeCl3·6H2O 용액 = 10 : 1 : 1의 비율로 혼합한 반응액 1.9ml에 채취 시료 0.1ml를 첨가하여 20분 동안 반응시킨 후 590nm에서 흡광도를 측정하였으며, FRAP는 표준물질로 FeSO4·7H2O를 이용하여 검량선을 작성한 후 환산하여 mg%로 나타내었다.
환원력(reducing power)은 오야이즈 등(Oyaizu et al., 1986)의 방법을 이용하였고, 채취 시료 1.0ml에 0.2M phosphate buffer(pH 6.6) 2.5ml와 1% K3Fe(CN)6 2.5ml를 첨가하여 수욕상(50℃, 20분)에서 반응시켰으며, 10% trichloroacetic acid 2.5ml를 첨가하여 원심분리후 상등액 2.5ml를 수득하였고, 상등액에 증류수 2.5ml와 0.1% FeCl3 0.5ml를 첨가하여 700nm에서 흡광도를 측정하였으며, 시료 첨가구와 무첨가구의 흡광도의 차이를 백분율로 나타내었다.
SOD 유사활성(Superoxide Dismutase liked activity)는 마크룬드와 마크룬드(Marklund and Marklund, 1974)의 방법을 이용하였고, 채취 시료 0.2ml에 Tri-HCl buffer 3.0ml, 7.2mM pyrogallol 0.2ml를 넣고 10분 동안 반응시킨 후 1N HCl 1.0ml를 첨가하여 반응을 중지시키고 420nm에서 흡광도를 측정하였으며, SOD 유사활성은 다음 식에 따라 계산하여 백분율로 나타내었다.
총 페놀함량 분석(Total Phenolic Compound[TPC] assay)은 데완토 등(Dewanto at al., 2002)의 방법을 이용하였고, 채취 시료 0.1ml에 증류수 5.0ml와 folin-ciocalteu's phenol reagent 0.5ml를 첨가하여 1분 동안 반응시킨 다음, 10% Na2CO3 1.5ml를 첨가하였으며, 암실에서 1시간 동안 반응시킨후에 765nm에서 흡광도를 측정하였고, 총 페놀함량(TPC)은 표준물질로 gallic acid(100~1,000㎍/ml)를 이용하여 검량선을 작성한 후 mg%로 나타내었다.
총 플라보노이드 함량(Total flavonoid content)는 시료 0.5ml에 5% NaNO2 0.075ml를 넣고 5분 동안 상온에 반응시킨 후 10% AlCl3 0.05ml를 넣고 5분 동안 반응시킨 다음, 1M NaOH 0.5ml, 증류수 0.275ml를 첨가하고 510nm에서 흡광도를 측정하였으며, 표준물질로 epicatechin을 이용하여 검량선을 작성한 후 mg%로 나타내었다.
관능평가는 맛, 냄새, 색깔, 기호도 등에 대하여 평가하였는데, 청년층은 대학생 및 대학원생 9명을 대상으로 천마를 추출하여 얻은 천마 추출액과 이를 젖산발효시켜 얻은 천마 발효 추출액을 섭취하였을 때 느껴지는 맛 등에 대한 관능평가를 실시하였고, 관능검사는 색, 맛(단맛, 신맛), 냄새(천마 고유의 향), 전체적 기호도 등에 대하여 5점 척도법(1점 : 극도로 약함 또는 극도로 싫어함, 5점 : 극도로 강함 또는 극도로 좋음)을 이용하여 관능평가를 실시하였다.
가스트로딘(Gastrodin) 및 바닐린(Vanillin)의 함량은 채취 시료에 70% 메탄올을 동량 첨가하여 혼합한 후, 원심분리(14,400×g, 10분)하여 얻은 상등액을 0.22㎛ syringe filter로 여과하여 상기 표 1과 같은 조건으로 HLPC를 이용하여 분석하였다.
3. 결과
도 3a에 도시된 바와 같이, 10배 희석한 천마 발효 추출액의 DPPH 라디칼 소거활성은 24시간의 발효 시간 동안 발효되면서 뚜렷한 증감없이 일정한 수준으로 유지되었고, 발효 온도에 따른 차이는 나타나지 않았다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 천마 발효 추출액의 철이온환원력은 25℃에서 발효시 점차 증가하여 발효 18시간 째에 17.65mg%로 가장 높게 나타났고, 37℃에서 발효시 점차 증가하는 추세를 보였으며 발효 24시간 째에 15.71mg%로 가장 높게 나타났고, 25℃에서 발효시 37℃에서 발효시보다 그 값이 더 높게 나타났다.
도 3c에 도시된 바와 같이, 천마 발효 추출액의 환원력은 25℃에서 발효시 발효 12시간째 까지 증가하여 44.15%의 최고 활성을 나타낸 후 약간 감소하였고, 반면에 37℃에서 발효시 발효가 진행되면서 값이 점차 증가하여 발효 18시간 째에 44.35%의 최고치를 나타낸 후 발효 24시간째 까지 그 값을 유지하였다.
도 3d에 도시된 바와 같이, 천마 발효 추출액의 SOD 유사활성은 발효가 진행됨에 따라 증가하는 경향을 보였고, 25℃에서 발효했을 때보다 37℃에서 발효했을 때 그 값이 약간 높게 나타났다.
도 3e에 도시된 바와 같이, 천마 발효 추출액의 총 페놀함량은 발효되면서 뚜렷한 증감없이 일정한 수준으로 유지되었고 발효 온도에 차이가 거의 나타나지 않았다.
도 3f에 도시된 바와 같이, 천마 발효 추출액의 총 플라보노이드 함량은 25℃에서 발효했을 때 약간 증가하였고, 발효 6시간 째에 5.50mg%로 가장 높은 함량을 나타내었으며, 반면에 37℃에서 발효했을 때에는 그 함량이 약간 감소하였다.
관능평가의 대상 시료는 예비 관능평가를 통해 신맛이 너무 강했던 발효 18시간 째 시료와 발효 24시간 째 시료는 제외시켰다. 대학생 및 대학원생 9명을 대상으로 관능평가를 실시한 결과, 하기 표 6에 나타난 바와 같이, 색, 냄새, 단맛에서는 통계적으로 유의적인 차이가 나타나지 았았다. 다만, 신맛에서 다소 차이가 나타났는데 젖산 발효를 하지 않은 추출액이 가장 신맛이 약하다고 판단되고, 발효 시간이 증가할수록 신맛이 강해지는 것으로 판단된다. 전체적 기호도는 25℃에서 6시간 발효시 가장 높은 점수를 얻었으나 통계적으로 유의적인 차이는 나타나지 않았다.
[표 6]
도 3g에 도시된 바와 같이, 천마 발효 추출액의 가스트로딘 함량은 25℃에서 발효시 발효 12시간 째에 18.86mg%의 최고치를 나타낸 후 감소하였고, 반면에 37℃에서 발효시 발효가 진행되면서 점차 증가하여 발효 24시간 째에 19.39mg%의 최고치를 보였다.
도 3h에 도시된 바와 같이, 천마 발효 추출액의 바닐린 함량은 25℃에서 발효시 발효 12시간 까지 증가하여 21.58mg%의 최고 함량을 나타낸 이후 감소 추세를 나타냈고, 37℃에서 발효시에도 마찬가지로 발효 12시간 까지 증가하여 21.51mg%의 최고 함량을 나타낸 후 다시 감소하는 경향을 나타내었다.
이와 같이, 최적의 발효 온도와 발효 시간을 결정하기 위하여 Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 12116) 균주로 25℃ 및 37℃의 온도에서 각각 24시간 동안 발효시키면서 6시간 단위로 천마 발효 추출액의 항산화 활성, 기능성 성분 분석 및 관능평가를 실시한 결과, 대체로 25℃에서 발효시가 37℃ 발효시보다 항산화 활성이 높게 나타났고, 관능평가 결과에 있어서 맛은 발효 시간 12시간까지가 적합한 것으로 판단되었다. 발효 시간 12시간 이하에서는 기능성 물질인 가스트로딘의 함량 분석 결과를 볼 때 25℃에서 12시간 발효시 가장 높게 나타났으므로 최적 발효 온도 및 발효 시간은 25℃에서 12시간이 가장 적합하다고 판단된다.
또한, 하기 표 7에 나타난 바와 같이, 천마 발효 추출액의 발효 전과 발효 후의 항산화 활성의 변화를 살펴보면, DPPH 라디칼 소거활성과 총 페놀함량이 각각 2.18%와 1.14%가 감소하였으나 그 감소폭은 크지 않았고, 반면에 철이온환원력은 16.81% 증가하였고, 환원력은 12.57% 증가하였으며, SOD 유사활성은 207.62% 증가하였고, 총 플라노보이드 함량은 10.82% 증가하여, 젖산 발효로 인하여 항산화 활성이 크게 증가함을 확인할 수 있었다.
그리고, 천마 발효 추출액의 발효 전과 발효 후의 기능성 성분 변화를 살펴보면, 가스트로딘 함량은 16.20% 증가하였고, 바닐린 함량은 3.40%가 증가하여 발효로 인하여 천마의 기능성 성분이 증가하는 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
[표 7]
1. 천마 발효 추출액의 수득
천마 95.24g에 증류수 600ml를 첨가하여 마쇄한 후 천궁 2.38g과 당귀 2.38g을 첨가하여 혼합물을 제조하였다. 혼합물을 110℃에서 4시간의 조건으로 열수추출하여 천마 추출액을 수득하고, 이를 냉각후 여과하여 700ml로 정용하였다. 다음에 121℃에서 15분간 멸균 처리하고, 젖산균으로 Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 12116)을 접종(1%, v/v)하였다. 그리고, 25℃에서 12시간 동안 발효시킨 다음 시료를 채취한 후 원심분리(14,400×g, 10분)하여 천마 발효 추출액에 관한 상등액을 수득하였으며, 여기에 하기 표 8과 같은 조건으로 올리고당을 첨가하여 맛을 개선하고자 예비실험을 수행한 결과, 올리고당의 첨가량은 5% 이하가 적당하다고 판단되어 천마 발효 추출액에 올리고당을 각각 0%, 3%, 5%가 되도록 첨가하여 관능평가를 실시하였다.
[표 8]
2. 분석방법
대학생 및 대학원생 10명을 대상으로 천마를 추출하여 얻은 추출액과, 이를 젖산발효하여 얻은 천마 발효 추출액과, 여기에 올리고당을 첨가한 천마 발효 추출액을 섭취하였을 때 느껴지는 맛에 대한 관능평가를 실시하였다.
관능검사는 색, 맛(단맛, 신맛), 냄새(천마 고유의 향), 전체적 기호도에 대하여 5점 척도법(1점 : 극도로 약함 또는 극도로 싫어함, 5점 : 극도로 강함 또는 극도로 좋음)을 이용하여 관능평가를 실시하였다.
3. 결과
대학생 및 대학원생 10명을 대상으로 관능평가를 실시한 결과, 하기 표 9에 나타난 바와 같이 색과 냄새에서는 유의적인 차이가 나타나지 않았고, 단맛과 신맛에서 올리고당 첨가에 따른 차이가 발생하였으며, 올리고당을 3% 첨가시 전체적 기호도가 가장 높게 나타났다.
[표 9]
1. 천마 발효 추출액의 수득
천마 95.24g에 증류수 600ml를 첨가하여 마쇄한 후 천궁 2.38g과 당귀 2.38g을 첨가하여 혼합물을 제조하였다. 혼합물을 110℃에서 4시간의 조건으로 열수추출하여 천마 추출액을 수득하고, 이를 냉각후 여과하여 700ml로 정용하였다. 다음에 121℃에서 15분간 멸균 처리하고, 젖산균으로 Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 12116)을 접종(1%, v/v)하였다. 그리고, 25℃에서 12시간 동안 발효시킨 다음 시료를 채취한 후 원심분리(14,400×g, 10분)하여 천마 발효 추출액에 관한 상등액을 수득하였으며, 여기에 올리고당이 3%가 되도록 첨가 배합한 후 95℃에서 10분간 살균하여 천마 음료를 제조하였다.
2. 분석방법
유리당 함량은 채취 시료에 70% 메탄올을 동량 첨가하여 혼합한 후 원심분리(14,400×g, 10분)하여 얻은 상등액을 0.22㎛ syringe filter로 여과하여 아래의 표 10과 같은 조건으로 HLPC를 이용하여 분석하였다.
[표 10]
유기산 함량은 채취 시료에 70% 메탄올을 동량 첨가하여 혼합한 후 원심분리(14,400×g, 10분)하여 얻은 상등액을 0.22㎛ syringe filter로 여과하여 아래의 표 11과 같은 조건으로 HLPC를 이용하여 분석하였다.
[표 11]
항산화 활성(antioxident activity)의 시료는 원액 또는 희석액을 사용하였고, 대조구로 0.02% BHT(butylated hydroxytoluene)를 사용하였다.
2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 분석(DPPH radical assay)은 윌리암스 등(Williams et al., 1995)의 방법을 이용하였고, 에탄올로 10배 희석한 채취 시료 1.0ml에 60mM DPPH 3ml를 첨가하여 암실에서 15분 동안 반응시킨 후 517nm에서 흡광도를 측정하였으며, DPPH 라디칼 소거활성(DPPH radical scavenging activity)은 다음의 식에 따라 계산하여 백분율로 나타내었다.
철이온환원력 분석(Ferric ion Reducing Antioxidant Power[FRAP] assay)은 헤오 등(Heo et al., 2006)의 방법을 이용하였고, 300mM acetate buffer(pH 3.6) : 10mM TPTZ 용액 : 20mM FeCl3·6H2O 용액 = 10 : 1 : 1의 비율로 혼합한 반응액 1.9ml에 채취 시료 0.1ml를 첨가하여 20분 동안 반응시킨 후 590nm에서 흡광도를 측정하였으며, FRAP는 표준물질로 FeSO4·7H2O를 이용하여 검량선을 작성한 후 환산하여 mg%로 나타내었다.
환원력(reducing power)은 오야이즈 등(Oyaizu et al., 1986)의 방법을 이용하였고, 채취 시료 1.0ml에 0.2M phosphate buffer(pH 6.6) 2.5ml와 1% K3Fe(CN)6 2.5ml를 첨가하여 수욕상(50℃, 20분)에서 반응시켰으며, 10% trichloroacetic acid 2.5ml를 첨가하여 원심분리후 상등액 2.5ml를 수득하였고, 상등액에 증류수 2.5ml와 0.1% FeCl3 0.5ml를 첨가하여 700nm에서 흡광도를 측정하였으며, 시료 첨가구와 무첨가구의 흡광도의 차이를 백분율로 나타내었다.
SOD 유사활성(Superoxide Dismutase liked activity)는 마크룬드와 마크룬드(Marklund and Marklund, 1974)의 방법을 이용하였고, 채취 시료 0.2ml에 Tri-HCl buffer 3.0ml, 7.2mM pyrogallol 0.2ml를 넣고 10분 동안 반응시킨 후 1N HCl 1.0ml를 첨가하여 반응을 중지시키고 420nm에서 흡광도를 측정하였으며, SOD 유사활성은 다음 식에 따라 계산하여 백분율로 나타내었다.
총 페놀함량 분석(Total Phenolic Compound[TPC] assay)은 데완토 등(Dewanto at al., 2002)의 방법을 이용하였고, 채취 시료 0.1ml에 증류수 5.0ml와 folin-ciocalteu's phenol reagent 0.5ml를 첨가하여 1분 동안 반응시킨 다음, 10% Na2CO3 1.5ml를 첨가하였으며, 암실에서 1시간 동안 반응시킨후에 765nm에서 흡광도를 측정하였고, 총 페놀함량(TPC)은 표준물질로 gallic acid(100~1,000㎍/ml)를 이용하여 검량선을 작성한 후 mg%로 나타내었다.
총 플라보노이드 함량(Total flavonoid content)는 시료 0.5ml에 5% NaNO2 0.075ml를 넣고 5분 동안 상온에 반응시킨 후 10% AlCl3 0.05ml를 넣고 5분 동안 반응시킨 다음, 1M NaOH 0.5ml, 증류수 0.275ml를 첨가하고 510nm에서 흡광도를 측정하였으며, 표준물질로 epicatechin을 이용하여 검량선을 작성한 후 mg%로 나타내었다.
가스트로딘(Gastrodin) 및 바닐린(Vanillin)의 함량은 채취 시료에 70% 메탄올을 동량 첨가하여 혼합한 후, 원심분리(14,400×g, 10분)하여 얻은 상등액을 0.22㎛ syringe filter로 여과하여 상기 표 1과 같은 조건으로 HLPC를 이용하여 분석하였다.
3. 결과
하기 표 12에 나타난 바와 같이, 천마 추출액의 pH는 5.05, 이를 발효시 4.38로 감소하였고, 여기에 올리고당을 첨가하였을 때 pH에 영향이 없었다. 당도는 천마 추출액에서 2.3Brix로 측정되었고, 이를 발효시 2.2Brix로 감소하였으며, 여기에 올리고당 3% 첨가시 4.5Brix로 증가하였다. 색도는 천마 추출액의 L값은 16.94, a값은 -1.51, b값은 -0.19로 나타났고, 이를 발효했을 때와 발효 후 올리고당을 첨가하였을 때 뚜렷한 차이를 보이지 않았다.
[표 12]
하기 표 13에 나타난 바와 같이, 천마 추출액의 유리당으로 fructose, glucose, sucrose가 검출되었고, 이를 발효시 유리당 함량이 감소하였으며, 여기에 올리고당을 3% 첨가하였을 때 fructose 함량은 242.06mg%, glucose 함량은 222.75mg%, sucross 함량은 182.17mg%로 나타났으며, 총 유리당 함량은 646.98mg%으로 나타났다.
[표 13]
하기 표 14에 나타난 바와 같이, 천마 추출액의 유기산으로 citric acid, malic acid, succinic acid가 검출되었고, 이를 발효시 총 유기산 함량이 증가하였으며, lactic acid가 새롭게 생성되었다. 여기에 올리고당을 3% 첨가하였을 때 citric acid는 40.42mg%, malic acid는 141.15mg%, lactic acid는 56.13mg%, succinic acid는 16.54mg%였으며, 총 유기산 함량은 258.24mg%로 나타났다.
[표 14]
도 4a에 도시된 바와 같이, 10배 희석한 천마 발효 추출액의 DPPH 라디칼 소거활성은 올리고당 3% 첨가에 따라서 뚜렷한 차이를 보이지 않았다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 천마 발효 추출액의 철이온환원력은 올리고당 3% 첨가시 17.02mg%에서 16.50mg%로 약간 감소하였다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 천마 발효 추출액의 환원력은 올리고당 3% 첨가시 47.17%로 나타났고, 올리고당 3% 첨가에 따른 영향은 별로 나타나지 않았다.
도 4d에 도시된 바와 같이, 천마 발효 추출액의 SOD 유사활성은 올리고당 3% 첨가시 3.45%로 나타났고, 올리고당 3% 첨가에 따른 영향은 별로 나타나지 않았다.
도 4e에 도시된 바와 같이, 천마 발효 추출액의 총 페놀함량은 올리고당 3% 첨가시 37.36mg%으로 나타났고, 올리고당 3% 첨가에 따른 영향은 별로 나타나지 않았다.
도 4f에 도시된 바와 같이, 천마 발효 추출액의 총 플라보노이드 함량은 올리고당 3% 첨가시 4.83mg%로 나타났고, 올리고당 3% 첨가하였을 때 0.51mg% 감소하였다.
도 4g에 도시된 바와 같이, 천마 발효 추출액의 가스트로딘 함량은 올리고당 3% 첨가시 18.32mg%로 나타났고, 올리고당 3%를 첨가하였을 때 0.72mg% 감소하였다.
도 4h에 도시된 바와 같이, 천마 발효 추출액의 바닐린 함량은 올리고당 3% 첨가시 20.49mg%였고, 올리고당 3% 첨가하였을 때 0.93mg% 감소하였다.
이와 같이, 하기 표 15에 나타난 바와 같이 천마 발효 추출액에 올리고당 3%가 첨가된 천마 음료의 항산화 활성을 살펴보면, 천마 추출액에 비하여 총 페놀함량이 약간 감소하였으나, DPPH 라디칼 소거활성, 철이온환원력, 환원력, SOD 유사활성, 총 플로보노이드 함량 등은 천마 음료에서 더 높게 나타났다.
천마 음료의 기능성 성분 중 가스트로딘 함량은 천마 추출액에 비하여 14.14% 높게 나타났고, 바닐린 함량은 1.69% 높게 나타났다.
[표 15]
따라서, 천마 음료는 천마 추출액을 젖산균인 Lactobacillus plantarum(기탁번호:KCCM 12116)으로 발효함으로써 항산화 활성 및 기능성 성분의 함량이 증진되었을 뿐만 아니라, 천마 고유의 섭취 거부감도 개선되는 효과를 나타내었다.
이상 다수의 실시예를 통하여 확인한 바와 같이, 본 발명에 따른 항산화 활성과 기호도가 우수한 천마 발효 추출액은 가스트로딘, 바닐린 등 천마 고유한 기능성 성분이 높게 포함되어 있고, 활성 성분의 흡수율이 높으며, 항산화 활성도 우수하여 건강에 유익하며, 맛과 풍미 등 기호도가 양호하여 섭취가 용이한 것이다.
그러므로, 이러한 천마 발효 추출액과, 오렌지 농축액과 오렌지 향료, 비타민C 등이 함께 포함되어 제조된 젤리는 가스트로딘, 바닐린 등 천마 고유한 기능성 성분이 높게 포함되어 있어 기억력, 주의력 및 집중력 개선에 도움을 주고, 활성 성분의 흡수율이 높으며, 항산화 활성도 우수하여 건강에 유익하며, 천마 특유의 맛과 향이 마스킹되어 맛과 풍미 등 기호도가 우수하여 노년층, 어린이도 섭취하기 용이한 것이다.
본 발명에서 상기 실시 형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
Claims (10)
- 천마 100g당 증류수 400~800ml, 천궁 1 내지 5g과 당귀 1 내지 5g을 혼합한 후 마쇄하여 혼합물을 제조하는 혼합물 제조 공정과, 상기 혼합물을 열수 추출하여 천마 추출액을 수득하되 100~120℃에서 3~5시간 동안 이루어지는 추출액 수득 공정과, 상기 천마 추출액을 냉각후 여과하는 냉각 및 여과 공정과, 여과된 천마 추출액을 110~130℃에서 10~20분 동안 멸균하는 멸균 공정과, 멸균된 천마 추출액이 첨가된 발효 배지에 Lactobacillus plantarum(기탁번호 : KCCM 11542), Lactobacillus plantarum (기탁번호 : KCCM 12116), Bifidobacterium adolesentis(기탁번호 : KCCM 11206), Bifidobacterium breve (기탁번호 : KCCM 11208) 중 어느 하나의 젖산균을 접종하는 접종 공정과, 발효기에서 20~30℃의 온도로 10~15시간 동안 발효시키는 발효 공정 및 원심분리기로 14,400×g에서 5~15분 동안 원심분리하여 상등액인 천마 발효 추출액을 수득하는 발효 추출액 수득 공정으로 이루어진 천마 발효 추출액 제조 단계;
정백당 100 중량부와, 정백당 100 중량부당 정제수 500 내지 600 중량부를 혼합 및 교반하여 정제수 혼합물을 만드는 정제수 혼합 단계;
정백당 100 중량부당 올리고당 20 내지 40 중량부, 겔화제 5 내지 15 중량부, 알로에베라겔 분말 0.0001 내지 0.001 중량부를 혼합 및 교반하여 올리고당 혼합물을 만드는 올리고당 혼합 단계;
상기 정제수 혼합물과 올리고당 혼합물을 탱크에 넣고 75 내지 85℃에서 혼합한 후 100℃로 가열하여 멸균시키는 1차 혼합 단계;
정백당 100 중량부당 천마 추출액에 젖산균을 접종하여 발효시킴으로써 수득된 천마 발효 추출액 30 내지 45 중량부, 오렌지 농축액 15 내지 25 중량부를 상기 탱크에 첨가하여 80 내지 90℃에서 혼합한 후 100℃로 가열하여 멸균시키는 2차 혼합 단계;
상기 탱크에 정백당 100 중량부당 함수구연산 1 내지 5 중량부, 비타민C 0.1 내지 2 중량부, 젖산칼슘 0.001 내지 0.01 중량부, 산화아연 0.0005 내지 0.005 중량부, 효소처리스테비아 0.0001 내지 0.001 중량부, 구연산삼나트륨 0.0001 내지 0.001 중량부를 첨가하고 90 내지 100℃에서 10 내지 30분 동안 가열하되, 가열 온도가 98℃에 도달하였을 때 마지막으로 오렌지 향료를 첨가하는 가열 단계; 및
가열된 내용물을 냉각시키는 냉각 단계를 포함하되,
제조된 천마 함유 신맛 오렌지 젤리는 짜먹는 스틱 형태로 포장되고, 당도가 18 내지 19 브릭스이며, pH는 3.56 내지 4.16인 것을 특징으로 하는 천마 함유 신맛 오렌지 젤리의 제조 방법.
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