KR101930869B1 - 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 높은 기능성 조성물 제조방법 및 이에 따른 기능성 조성물 - Google Patents
폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 높은 기능성 조성물 제조방법 및 이에 따른 기능성 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 높은 기능성 조성물 제조방법 및 이에 따른 기능성 조성물에 관한 것으로서, (a) 니파야자가 소정의 길이 이하로 절단되는 단계; (b) 상기 (a) 단계에서 절단된 니파야자가 110℃ 내지 130℃로 제1차 가열되어 건조되는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계 이후, 상기 (b) 단계에서 건조된 니파야자가 90℃ 내지 160℃로 제2차 가열되어 구워지는 단계를 포함하는 기능성 조성물 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 높은 기능성 조성물 제조방법 및 이에 따른 기능성 조성물에 관한 발명으로서, 구체적으로 니파야자에 포함된 폴리페놀 및 플라보노이드를 추출하기 위하여 오랜 시간 동안의 열수추출과정을 거치는 종래의 기능성 조성물 제조방법과 달리, 짧은 시간에 보다 높은 함량의 폴리페놀 및 플라보노이드가 포함된 기능성 조성물을 제조할 수 있는 방법으로, 짧은 길이로 절단된 니파야제를 순차적으로 여러 차례에 걸쳐 일정한 범위의 온도에서 가열함과 동시에, 경우에 따라 물을 분무시켜, 벤조피렌이 생성되지 않는 상태에서 높은 함량의 폴리페놀 및 플라보노이드가 포함된 기능성 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근 생활수준이 높아지고 식생활이 서구화되면서 영양과잉, 운동부족 등으로 인한 비만, 당뇨, 고혈압 및 심장병 등과 같은 생활 습관병(성인병) 발병이 높아지고 있다. 또한, 평균수명 연장으로 인한 노령화 사회로의 진입 속도가 빨라지면서 건강증진에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이에 따라 홍삼, 글루코사민, 비타민 등을 이용한 건강 기능성 식품 수요가 늘고 있다.
한편, 활성산소와 자유 라디칼에 따른 산화적 스트레스는 지질, 단백질, DNA, 효소 등의 변성 및 파괴를 유발하고 이로 인해 노화 및 각종 질병이 발생된다는 것이 알려져 왔다.
즉, 산화적 스트레스를 견딜 수 있는 항산화 물질의 생체방어력에 이상이 생기거나 과도한 활성산소 및 자유 라디칼에 노출될 경우, 균형이 깨어져서 기질, 단백질, DNA 등이 비가역적으로 파괴되고, 그 결과 노화 및 암, 복합성 동맥경화, 관절염 및 파킨슨병 등과 같은 각종 질병이 유발되게 된다.
이러한 산화적 스트레스에 기인한 질병을 예방하고 개선하기 위해서, 항산화제를 개발하거나, 또는 항산화 효소의 발현을 유도하거나 비효소계 항산화 물질을 함유하는 약학제제 및 기능성 조성물을 개발하는 방향 등의 연구가 진행되어 왔다.
대표적인 항산화물질로 폴리페놀과 이와 유사한 플라보노이드 등을 고려할 수 있는데, 이러한 대표적 항산화물질의 함량이 높은 식물로 해죽순이라 알려진 니파야자에 대한 관심 대두되고 있는 실정이다.
니파야자는 인도, 말레이시아, 동남아시아 등의 맹그로브지대 습지에서 자란다. 뿌리는 땅속에서 여러 개로 뿌리는 땅속에서 여러 개로 갈라지며, 잎은 지면에서 뭉쳐나고 광택이 있는 녹색을 띤다. 그리고 꽃은 암수한그루이며, 지면의 잎겨드랑이에서 나오는데, 보통 10월에서 이듬해 6월 사이에 꽃대가 올라온다.
일반적으로 항산화물질 추출하기 위한 니파야자는 3월에서 5월 사이에 수확된 니파야자이며, 이때에 수확된 니파야자는 9월에서 11월 사이에 수확된 니파야자보다 월등히 폴리페놀과 플라보노이드를 함유하고 있는 것으로 알려졌다.
일반적으로 니파야자에서 항산화물질을 추출하기 위하여 열수추출과정을 거친다. 즉, 니파야자를 세척 및 절단 후, 물을 가하여 100℃ 정도에서 20시간 동안 추출하고 농축시켜서 폴리페놀과 플라보노이드가 포함된 추출물을 생성시킨다.
그러나 종래기술에 따르면 폴리페놀과 플라보노이드가 포함된 기능성 조성물을 제조하는데 있어서 거의 하루 정도를 열수추출해야하는 문제점이 있다.
나아가, 가공되지 않은 니파야자에 포함된 폴리페놀과 플라보노이드가 열수추출로 추출되지만, 열수추출로 추출된 추출물에는 추출되기 전 가공되지 않은 나파야자에 포함된 폴리페놀과 플라보노이드의 함량에 근접한 함량을 나타내는 바, 이러한 항산화물질의 함량 증대에 영향을 못미치는 문제점이 있다.
(특허문헌 1) KR10-2018-0003047 A
(특허문헌 2) KR10-1710189 B
상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자, 니파야자를 가공하여 폴리페놀 및 플라보노이드의 함량을 더욱 증대시킬 수 있는 기능성 조성물을 제조할 수 있는 방법을 제안하고자 한다.
나아가, 니파야자를 가공하여 높은 함량의 폴리페놀 및 플라보노이드가 포함된 기능성 조성물을 제조함에 있어서, 열수추출과정보다 훨씬 짧은 시간으로 기능성 조성물을 제조할 수 있는 생산효율성이 높은 기능성 조성물 제조방법을 제공하고자 한다.
상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자, 본 발명에 따른 기능성 조성물 제조방법은, (a) 니파야자가 소정의 길이 이하로 절단되는 단계; (b) 상기 (a) 단계에서 절단된 니파야자가 100℃ 내지 140℃로 제1차 가열되어 건조되는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계 이후, 상기 (b) 단계에서 건조된 니파야자가 90℃ 내지 160℃로 제2차 가열되어 구워지는 단계를 포함한다.
바람직하게는, (d) 상기 (c) 단계에서 구워진 니파야자에 물이 분무되는 단계; 및 (e) 상기 (d) 단계 이후, 상기 (d) 단계에서의 니파야자가 80℃ 내지 120℃로 제3차 가열되어 구워지는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 (c) 단계에서는 90℃ 내지 130℃로 제2차 가열된다.
바람직하게는, 상기 (b) 단계에서 가열되는 시간은 6분 내지 14분이며, 상기 (c) 단계에서 가열되는 시간은 16분 내지 24분이며, 상기 (d) 단계에서 가열되는 시간은 6분 내지 14분이다.
상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자, 본 발명에 따른 기능성 조성물은 상술한 기능성 조성물 제조방법으로 제조된다.
상술한 과제해결수단으로, 가공되지 않은 니파야자에 포함된 폴리페놀 및 플라보노이드의 함량보다, 나아가 열수추출과정을 통하여 추출되는 폴리페놀 및 플라보노이드의 함량보다 훨씬 증대된 함량의 폴리페놀 및 플라보노이드가 포함된 기능성 조성물이 제조될 수 있다.
나아가, 증대된 함량의 폴리페놀 및 플라보노이드가 포함된 기능성 조성물을 제조함에 있어서, 열수추출과정보다 훨씬 짧은 시간으로 기능성 조성물을 제조할 수 있어 생산효율성을 높일 수 있다.
나아가, 짧은 시간 동안 일정한 온도로 가열하여 구워서 기능성 조성물을 제조함에 있어서 물을 분무하면서 가열하는 바, 니파야자가 가열됨에 따라 발생될 수 있는 벤조피렌의 발생을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 가공되기 전 니파야자의 폴리페놀과 플라보노이드의 함량에 대한 검사성적서이다.
도 2는 비교시험인 열수추출과정 중 제1비교시험예에 의해 추출된 니파야자 추출물의 폴리페놀과 플라보노이드의 함량을 나타낸 검사성적서이다.
도 3은 비교시험인 열수추출과정 중 제2비교시험예에 의해 추출된 니파야자 추출물의 폴리페놀과 플라보노이드의 함량을 나타낸 검사성적서이다.
도 4는 비교시험인 열수추출과정 중 제3비교시험예에 의해 추출된 니파야자 추출물의 폴리페놀과 플라보노이드의 함량을 나타낸 검사성적서이다.
도 5는 본 발명에 따른 제조방법에 따른 각각의 실시예에서 기능성 조성물의 폴리페놀과 플라보노이드의 함량을 나타낸 검사성적서이다.
도 2는 비교시험인 열수추출과정 중 제1비교시험예에 의해 추출된 니파야자 추출물의 폴리페놀과 플라보노이드의 함량을 나타낸 검사성적서이다.
도 3은 비교시험인 열수추출과정 중 제2비교시험예에 의해 추출된 니파야자 추출물의 폴리페놀과 플라보노이드의 함량을 나타낸 검사성적서이다.
도 4는 비교시험인 열수추출과정 중 제3비교시험예에 의해 추출된 니파야자 추출물의 폴리페놀과 플라보노이드의 함량을 나타낸 검사성적서이다.
도 5는 본 발명에 따른 제조방법에 따른 각각의 실시예에서 기능성 조성물의 폴리페놀과 플라보노이드의 함량을 나타낸 검사성적서이다.
이하, 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의성을 위해 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
비교시험인
열수추출과정
설명
수확한 니파야자에서 염분 및 이물질을 제거하기 위하여 세척하였고, 이후 높은 열전달을 위하여 3mm 이하의 얇은 편으로 절단하였다.
제1비교시험예에서는 압력 추출기에 니파야자 30g과 물 3L를 투입하고, 100℃에서 10시간 동안 열수추출한 후 농축하여 추출물을 생성시켰다.
제2비교시험예에서는 압력 추출기에 니파야자 30g과 물 3L를 투입하고, 120℃에서 10시간 동안 열수추출한 후 농축하여 추출물을 생성시켰다.
제3비교시험예에서는 압력 추출기에 니파야자 30g과 물 3L를 투입하고, 150℃에서 10시간 동안 열수추출한 후 농축하여 추출물을 생성시켰다.
본 발명에 따른 기능성 조성물 제조방법 설명
수확한 니파야자에서 염분 및 이물질을 제거하기 위하여 세척하였고, 이후 높은 열전달을 위하여 3mm 이하의 얇은 편으로 절단하였다.
제1실시예에서는 30g의 니파야자를 오븐기에서 120℃로 10분 동안 제1차 가열하여 건조시켰고, 이후 다시 오븐기에서 100℃로 20분간 제2차 가열하여 구웠으며, 이후 일정량의 물을 분무한 후에 다시 오븐기에서 100℃로 10분간 제3차 가열하여 구웠고, 제3차 가열이 끝난 후 오븐기에 남아 있는 잔열로 구워지도록 오븐기에 10분 동안 방치하였다.
제2실시예에서는 30g의 니파야자를 오븐기에서 120℃로 10분 동안 제1차 가열하여 건조시켰고, 이후 다시 오븐기에서 120℃로 20분간 제2차 가열하여 구웠으며, 이후 일정량의 물을 분무한 후에 다시 오븐기에서 100℃로 10분간 제3차 가열하여 구웠고, 제3차 가열이 끝난 후 오븐기에 남아 있는 잔열로 구워지도록 오븐기에 10분 동안 방치하였다.
제3실시예에서는 30g의 니파야자를 오븐기에서 120℃로 10분 동안 제1차 가열하여 건조시켰고, 이후 다시 오븐기에서 150℃로 20분간 제2차 가열하여 구웠으며, 이후 일정량의 물을 분무한 후에 다시 오븐기에서 100℃로 10분간 제3차 가열하여 구웠고, 제3차 가열이 끝난 후 오븐기에 남아 있는 잔열로 구워지도록 오븐기에 10분 동안 방치하였다.
분석방법
분석방법으로, 총 폴리페놀 함량 측정은 건강기능식품공전 방법(Korea Food and Drug Administration 2012)을 응용하여 측정하였다. 즉, 시료 일정량을 칭량하여 증류수를 가하여 초음파 처리하여 용해시 킨 각각의 시료 1mL에 증류수 7.5mL와 Folin-Ciocalteau’phenol regent(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO,USA) 0.5 mL, 35% Na2CO3(Sigma-Aldrich) 1mL를 순서대로 가한 다음 암소에서 1시간 동안 반응시킨 후 UV/VIS분광광도계(UV-1700, Shimadzu Co., Kyoto, Japan)를 사용하여 760nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 탄닌산(Sigma-Aldrich)을 표준물질로 사용하여 검량곡선을 작성하고 이로부터 총 폴리페놀 함량을 구하였다
총 플라보노이드 함량 측정은 Moreno 등의 방법에 의해 측정하였다. 즉, 각 농도별 추출액 0.1mL를 취하여 10% 질산알루미늄(aluminum nitrate)과 1M 아세트산칼륨(potassium acetate)을 함유하는 80% 에탄올(ethanol) 4.3mL에 혼합하여 실온에서 40분간 정치한 후, 415nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 총 플라보노이드 정량은 quercetin(Sigma Chemical Co.)을 이용하여 작성한 검량선으로부터 산출하여 함량을 구하였다.
벤조피렌 분석은 식품의약품안전청에서 제시하는 분석방법을 이용하였다. 약 5g의 균질화된 시료를 둥근바닥 플라스크에 넣고 내부표준물질인 5μg/kg 3-methyl-cholanthrene 1㎖를 스파크(spike)한 뒤 1M 수산화칼륨 에탄올(KOH ethanol) 100㎖를 넣어 가열추출기에서 80℃로 3시간 알칼리 분해시켰다. 분해 후 신속히 냉각한 다음 n-hexane 50㎖를 환류냉각기를 통하여 넣어주고, ethanol : n-hexane(1:1) 용액 50㎖를 이용하여 분액여두에 옮겼다.
분액여두에 50㎖의 증류수를 넣고 진탕시켜 물 층과 n-hexane 층으로 분리시킨 후 n-hexane 층을 분리하여 다른 분액여두에 담아두고 물 층에 n-hexane 50㎖를 넣어 추출하는 과정을 두 번 반복하여 얻은 n-hexane 층을 모두 합쳤다.
n-hexane층을 증류수 50㎖로 3회 세척한 후 무수황산나트륨을 통과시켜 탈수시키고, 용출된 용액을 회전감압농축기를 사용하여 35℃에서 2㎖까지 농축하였다. 정제 컬럼으로 플로리실 카트리지(florisil cartridge)를 이용하였으며, 정제 컬럼은 dichloromethane 10㎖와 n-hexane 20㎖로 활성화한 후 사용하였다. 활성화된 정제 컬럼에 시험용액을 가하여 n-hexane 5㎖와 n-hexane : dichloromethane(3:1) 15㎖로 차례로 용출시켰다. 정제가 끝난 용출액은 37℃에서 건고한 후 잔사를 아세토니트릴(acetonitrile)로 녹여서 전량을 1㎖로 하여 이를 0.45μm PTFE membrane filter로 통과시켜 고성능액체크로마토그래피/형광검출기(HPLC/FLD)로 정량하였다.
벤조피렌 분석을 위한 HPLC/FLD 조건으로, 훈제식육식품 중 벤조피렌의 분석을 위해 사용된 HPLC는 Dionex U3000(USA)을 사용하였으며 FLD는 Waters 474 scanning fluorescence detector (Waters, USA)를 사용하였다. 벤조피렌 분석을 위한 컬럼은 Supelcosil LC-PAH column(25cm×4.6 mm, i.d. particle size 5μm, Supelco, USA)을 사용하였으며 분석조건은 아래의 [표 1]과 같다.
[표 1] 벤조피렌 분석을 위한 HPLC 조건
검사성적서에 따른 시험결과 설명
도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 도 1 내지 도 5에서 도시된 검사성적서는 본 출원인의 업체명인 참한삼몰이 의뢰한 검사성적서이다
[표 2] 비교시험예 및 실시예에 따른 폴리페놀 및 플라보노이드 함량 결과
도 1을 참조하여 설명한다. 단순히 세척한 후에 건조시킨 가공전 니파야자에 포함된 폴리페놀 함량은 40268mg/kg이며, 플라보노이드 함량은 342mg/kg으로 나타난다.
도 2를 참조하여 설명한다. 열수추출과정 중 제1비교시험예에 따른 추출물에서의 폴리페놀 함량은 46283mg/kg으로 열수추출 이전의 가공전 니파야자의 함량과 거의 차이가 없으며, 플라보노이드 함량 또한 차이가 없는 342mg/kg으로 나타난다.
도 3을 참조하여 설명한다. 열수추출과정 중 제2비교시험예에 따른 추출물에서의 폴리페놀 함량은 67626mg/kg으로 열수추출 이전의 가공전 니파야자의 함량보다 70% 정도 증대된 함량을 보이고 있으며, 플라보노이드 함량은 476mg/kg으로 열수추출 이전의 가공전 니파야자의 함량보다 40% 정도 증대된 함량을 보이고 있다.
도 4를 참조하여 설명한다. 열수추출과정 중 제3비교시험예에 따른 추출물에서의 폴리페놀 함량은 71574mg/kg으로 열수추출 이전의 가공전 니파야자의 함량보다 80% 정도 증대된 함량을 보이고 있으며, 플라보노이드 함량은 476mg/kg으로 열수추출 이전의 가공전 니파야자의 함량보다 40% 정도 증대된 함량을 보이고 있다.
도 5를 참조하여 본 발명에 따른 실시예에 따른 폴리페놀 및 플라보노이드 함량에 대해서 설명한다.
제1실시예에 따른 구운 시료에서의 폴리페놀 함량은 126525mg/kg으로 가공전 니파야자의 함량보다 210% 이상 증대된 함량을 보이고 있으며, 나아가 대응되는 열수추출과정을 통한 추출물의 함량보다 2.7 배 이상 많은 함량을 보이고 있다. 플라보노이드 함량은 1257mg/kg으로 가공전 니파야자의 함량보다 270% 이상 증대된 함량을 보이고 있으며, 나아가 대응되는 열수추출과정을 통한 추출물의 함량보다 3.7배 정도 많은 함량을 보이고 있다.
제2실시예에 따른 구운 시료에서의 폴리페놀 함량은 121607mg/kg으로 가공전 니파야자의 함량보다 200% 이상 증대된 함량을 보이고 있으며, 나아가 대응되는 열수추출과정을 통한 추출물의 함량보다 1.8 배 이상 많은 함량을 보이고 있다. 플라보노이드 함량은 1341mg/kg으로 가공전 니파야자의 함량보다 290% 이상 증대된 함량을 보이고 있으며, 나아가 대응되는 열수추출과정을 통한 추출물의 함량보다 2.8배 정도 많은 함량을 보이고 있다.
제3실시예에 따른 구운 시료에서의 폴리페놀 함량은 123270mg/kg으로 가공전 니파야자의 함량보다 206% 이상 증대된 함량을 보이고 있으며, 나아가 대응되는 열수추출과정을 통한 추출물의 함량보다 1.7 배 이상 많은 함량을 보이고 있다. 플라보노이드 함량은 1056mg/kg으로 가공전 니파야자의 함량보다 200% 이상 증대된 함량을 보이고 있으며, 나아가 대응되는 열수추출과정을 통한 추출물의 함량보다 2.1배 정도 많은 함량을 보이고 있다.
종래기술에 따르면, 기능성 조성물을 추출함에 있어서 열수추출과정이 사용되었는데, 이른 가열하여 굽는 과정 중 벤조피렌이 생성될 위험성 때문이었다. 본 발명에 따른 기능성 조성물 제조방법에서는 이러한 벤조피렌의 생성을 억제하고자 3차 가열전 일정량의 물을 분무하였다. 제1실시예 내지 제3실시예 모두에서 벤조피렌이 불검출되었는 바, 본 발명에 따른 기능성 조성물 제조방법에서는 제3차 가열전 일정량의 물이 니파야자에 분무됨에 따라 벤조피렌 생성 위험이 제거되었다.
비교시험인 열수추출과정 및 본 발명에 따른 기능성 조성물 제조 방법에 사용된 니파야자는 베트남산 니파야자로서 9월에서 11월 사이에 수확된 니파야자이며, 상술한 바와 같이 3월에서 5월 사이에 수확된 니파야자의 경우에는 본 시험 결과보다 월등히 높은 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 보일 것이다.
이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
Claims (5)
- (a) 니파야자가 소정의 길이 이하로 절단되는 단계;
(c) 상기 (a) 단계에서 절단된 니파야자가 18분 내지 22분 동안 90℃ 내지 160℃로 가열되어 구워지는 단계;
(d) 상기 (c) 단계에서 구워진 니파야자에 물이 분무되는 단계; 및
(e) 상기 (d) 단계 이후, 상기 (d) 단계에서의 니파야자가 6분 내지 14분 동안 80℃ 내지 120℃로 가열되어 구워지는 단계를 포함하는 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 증대시키는 니파야자 가공방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 (a) 단계 이후,
(b) 상기 (a) 단계에서 절단된 니파야자가 6분 내지 14분 동안 100℃ 내지 140℃로 가열되어 건조되는 단계를 더 포함하며,
상기 (b) 단계 이후 상기 (c) 단계가 진행되는 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 증대시키는 니파야자 가공방법.
- 삭제
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| R401 | Registration of restoration |