KR102088187B1 - 커피 생두 추출물의 분말 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 커피 생두 추출물의 분말 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 제조방법으로 제조된 커피 생두 에탄올 추출물 및 생두 유래 다당류를 혼합한 혼합물의 분무건조 분말은 동결건조 분말, 커피 생두 유래 다당류 대신에 말토덱스트린 또는 사이클로덱스트린을 혼합한 혼합물의 분무건조 분말에 비해 수분 함량은 낮고, 입자의 크기가 작으며, 수분흡수지수는 낮고, 수분용해지수는 높아 분말의 섭취가 용이하고, 소재 안정화에 의한 장기간 유통이 가능하다. 또한, 본 발명의 제조방법으로 제조된 커피 생두 에탄올 추출물 및 생두 유래 다당류를 혼합한 혼합물의 분무건조 분말은 생두 유래 다당류 대신에 말토덱스트린 또는 사이클로덱스트린을 혼합한 혼합물의 분무건조 분말에 비해 항산화 및 지방세포 분화 억제효과가 현저하므로, 항산화 및 항비만용 건강기능식품의 소재로 유용하게 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 커피 생두 에탄올 추출물에 피복물질로 커피 생두 유래 다당류를 첨가하여 분무건조하는 커피 생두 추출물의 분말 제조방법에 관한 것이다.
커피는 세계인의 대표적인 기호 음료로 오랜 기간 음용되어 왔으며, 전 세계적으로 가장 많이 교역하는 농산물 중 하나로, 아프리카 에티오피아가 원산지인 커피나무의 식물학적 속명은 coffea로 꼭두서니(Rubicaceae)에 속하는 쌍떡잎식물이며 코페아류의 커피 관목으로 분류한다. 식물학적 분류에 따른 커피 생두의 종은 수백 종에 이르고 현재 상업적으로 재배하는 주요 품종은 아라비카(Arabica, Coffea arabica), 로브스타(Robusta, Coffea canephora) 및 리베리카(Liberica, Coffea liberica)로 3가지 품종이며, 커피 생두의 주요 구성성분은 생산지, 품종, 재배 등에 따라 차이는 있으나 대부분 수분(10~13%), 탄수화물(18~26%), 섬유소(37%), 지방(9~18%), 단백질(11~13%)의 주성분으로 구성되어 있고, 무기질(3.0~4.5%), 카페인(0.9~2.4%)과 클로로겐산(chlorogenic acid)(5.5~10%) 등이 함유되어 있다. 커피 생두는 항산화 기능을 가진 폴리페놀인 클로로겐산과 알칼로이드의 일종인 카페인(caffeine) 및 트리고넬린(trigonellien)을 포함하여 다양한 생리활성물질들을 포함하고 있다. 특히 클로로겐산은 결장암 및 간암 발병을 저해하고 산화적 스트레스로부터 in vivo 보호작용을 나타내었으며, 포도당 신생과정의 포도당-6-인산가수분해효소(glucose-6-phosphatase)를 조절하며 저밀도지단백질-콜레스테롤 산화와 총 콜레스테롤을 감소시킴으로써 심혈관 관련 질환 발병 위험을 감소시키는 것으로 보고되어 있다. 또한, 최근에는 클로로겐산이 지방세포 성장을 억제하여 비만을 개선한다고 보고되면서 클로로겐산의 항비만 기능성에 대한 관심이 높아지고 있다.
현재까지 보고된 커피에 관한 연구로는 실제로 음용하는 커피 또는 원두의 유기용매 추출물을 이용한 연구에 국한되어 있고, 커피 원두와 관련된 연구는 꾸준히 진행되고 있으나, 최근에 많이 소비되고 있는 커피 생두에 관한 연구는 부족한 실정이다.
한편, 식품 산업에서 미세캡슐화 기술은 유용성분을 인위적으로 포장하는 기술로서, 산화 방지 및 보존성 향상, 소재의 안정화, 불필요한 냄새의 차단, 액상식품의 고형화 등의 목적으로 이용되고 있다. 이 중 분무건조법은 상업적으로 보편화된 방법으로, 다른 건조방식과 비교하여 용해성과 유동성이 좋은 분말 제품을 제조할 수 있고 연속운전이 가능해 분말의 물성이 일정하게 유지되는 장점이 있으며, 분무건조된 입자는 피복물질의 조성에 의해 그 특성이 결정되는데 피복물질은 주로 전분, 사이클로덱스트린, 말토덱스트린, 셀룰로오스 및 다양한 다당류가 이용되고 있다.
한편, 커피 생두 분무건조 분말의 제조방법에 관련된 선행기술로는 한국등록특허 제1389471호에 엽록소 함량 및 항산화 활성이 증진된 클로렐라 분말의 제조방법이 개시되어 있고, 한국등록특허 제1823880호에 생두 분말을 함유하는 인스턴트 커피 제품 및 이의 제조방법이 개시되어 있지만, 본 발명의 커피 생두 에탄올 추출물에 피복물질로 커피 생두 유래 다당류를 첨가하여 분무건조하는 커피 생두 추출물의 분말 제조방법에 관해 개시된 바 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로, 커피 생두 에탄올 추출물 및 생두 유래 다당류를 혼합한 혼합물을 분무건조하여 용해도 및 저장 안정성이 증진된 커피 생두 추출물의 분말을 제조하는 방법을 제공하고, 상기 제조방법으로 제조된 커피 생두 분무건조 분말의 물성(수분 함량, 입자크기, 색도, 수분흡수지수 및 수분용해지수) 및 항산화, 항비만 효과를 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은
1) 커피 생두 추출물 및 커피 생두 유래 다당류를 혼합한 후 균질화하는 단계; 및
2) 상기 단계 1)의 균질액을 분무건조하는 단계;를 포함하는 용해도 및 저장 안정성이 증진된 커피 생두 추출물의 분말 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 용해도 및 저장 안정성이 증진된 커피 생두 추출물의 분말을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 커피 생두 추출물의 분말을 유효성분으로 포함하는 항비만용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
본 발명은 커피 생두 추출물의 분말 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 제조방법으로 제조된 커피 생두 에탄올 추출물 및 생두 유래 다당류를 혼합한 혼합물의 분무건조 분말은 동결건조 분말, 생두 유래 다당류 대신에 말토덱스트린 또는 사이클로덱스트린을 혼합한 혼합물의 분무건조 분말에 비해 수분 함량은 낮고, 입자의 크기가 작으며, 수분흡수지수는 낮고, 수분용해지수는 높아 분말의 섭취가 용이하고, 소재 안정화에 의한 장기간 유통이 가능해지는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 제조방법으로 제조된 커피 생두 에탄올 추출물 및 생두 유래 다당류를 혼합한 혼합물의 분무건조 분말은 생두 유래 다당류 대신에 말토덱스트린 또는 사이클로덱스트린을 혼합한 혼합물의 분무건조 분말에 비해 항산화 및 지방세포 분화 억제효과가 현저하므로, 항산화 및 항비만용 건강기능식품 조성물로 사용할 수 있다.
도 1은 제조방법에 따른 커피 생두 추출물의 분말의 주사형 전자 현미경 사진이다. FD는 커피 생두 에탄올 추출물의 동결건조 분말이고, SD-P10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 10 중량% 혼합한 분무건조 분말이고, SD-P20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 20 중량% 혼합한 분무건조 분말이고, SD-MD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 말토덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말이고, SD-MD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 말토덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말이고, SD-CD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 사이클로덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말이며, SD-CD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 사이클로덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말이다.
도 2는 피복물질에 따른 커피 생두 추출물의 분말의 DPPH 라디칼 소거능(A) 및 FRAP(B)를 통해 항산화 활성을 확인한 결과이다. SD-P10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 10 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-P20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 20 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-MD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 말토덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-MD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 말토덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-CD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 사이클로덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이며, SD-CD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 사이클로덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이다. 도면 내 문자 a~r 또는 a~t는 서로 유의미한 차이가 있다는 것을 의미하며, p<0.05이다.
도 3은 피복물질에 따른 커피 생두 추출물의 분말의 세포 독성(A) 및 산화적 손상에 대한 세포보호효과(B)를 확인한 결과이다. H2O2를 처리하여 세포에 산화적 손상을 발생시켰다. Control-는 H2O2를 처리하지 않은 대조군이고, Control+는 H2O2를 처리하여 세포에 산화적 손상을 발생시킨 대조군이며, 클로로겐산은 양성 대조군이다. SD-P10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 10 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-P20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 20 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-MD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 말토덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-MD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 말토덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-CD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 사이클로덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이며, SD-CD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 사이클로덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이다. 도면 내 문자 a~m 또는 a~n은 서로 유의미한 차이가 있다는 것을 의미하며, p<0.05이다.
도 4는 피복물질에 따른 커피 생두 추출물의 분말의 지방세포 분화 억제효과를 확인한 결과이다. 지방세포 분화는 MDI(10㎍/㎖ 인슐린, 0.1mM 덱사메타손, 0.5mM IBMX)를 처리하여 유도하였다. Control은 커피 생두 추출물의 분말을 처리하지 않고 분화시킨 대조군이고, SD-P10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 10 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-P20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 20 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-MD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 말토덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-MD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 말토덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-CD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 사이클로덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이며, SD-CD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 사이클로덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이다. 도면 내 문자 a~e는 서로 유의미한 차이가 있다는 것을 의미하며, p<0.05이다.
도 2는 피복물질에 따른 커피 생두 추출물의 분말의 DPPH 라디칼 소거능(A) 및 FRAP(B)를 통해 항산화 활성을 확인한 결과이다. SD-P10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 10 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-P20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 20 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-MD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 말토덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-MD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 말토덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-CD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 사이클로덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이며, SD-CD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 사이클로덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이다. 도면 내 문자 a~r 또는 a~t는 서로 유의미한 차이가 있다는 것을 의미하며, p<0.05이다.
도 3은 피복물질에 따른 커피 생두 추출물의 분말의 세포 독성(A) 및 산화적 손상에 대한 세포보호효과(B)를 확인한 결과이다. H2O2를 처리하여 세포에 산화적 손상을 발생시켰다. Control-는 H2O2를 처리하지 않은 대조군이고, Control+는 H2O2를 처리하여 세포에 산화적 손상을 발생시킨 대조군이며, 클로로겐산은 양성 대조군이다. SD-P10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 10 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-P20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 20 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-MD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 말토덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-MD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 말토덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-CD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 사이클로덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이며, SD-CD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 사이클로덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이다. 도면 내 문자 a~m 또는 a~n은 서로 유의미한 차이가 있다는 것을 의미하며, p<0.05이다.
도 4는 피복물질에 따른 커피 생두 추출물의 분말의 지방세포 분화 억제효과를 확인한 결과이다. 지방세포 분화는 MDI(10㎍/㎖ 인슐린, 0.1mM 덱사메타손, 0.5mM IBMX)를 처리하여 유도하였다. Control은 커피 생두 추출물의 분말을 처리하지 않고 분화시킨 대조군이고, SD-P10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 10 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-P20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 20 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-MD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 말토덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-MD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 말토덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이고, SD-CD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 사이클로덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이며, SD-CD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 사이클로덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말을 처리한 군이다. 도면 내 문자 a~e는 서로 유의미한 차이가 있다는 것을 의미하며, p<0.05이다.
본 발명은
1) 커피 생두 추출물 및 커피 생두 유래 다당류를 혼합한 후 균질화하는 단계; 및
2) 상기 단계 1)의 균질액을 분무건조하는 단계;를 포함하는 용해도 및 저장 안정성이 증진된 커피 생두 추출물의 분말 제조방법에 관한 것이다.
상기 단계 1)의 커피 생두 추출물은 물, C1~C4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합물을 용매로 이용하여 커피 생두 건조 분말로부터 추출한 후 여과한 것일 수 있으며, 바람직하게는 에탄올을 용매로 이용하여 커피 생두 건조 분말로부터 추출한 후 여과한 것이지만, 이에 제한되지 않는다.
상기 단계 1)의 커피 생두 유래 다당류는
a) 커피 생두에 물을 첨가한 후 80~120℃에서 2~6시간 동안 환류냉각 추출하는 단계;
b) 상기 단계 a)의 환류 냉각 추출물을 농축한 후, 에탄올을 첨가하여 12~36시간 동안 교반하는 단계; 및
c) 상기 단계 b) 이후에, 2000~4000rpm에서 10~30분 동안 원심분리하여 상등액을 제거하고, 침전된 다당류를 획득하는 단계;를 포함하여 제조하는 것일 수 있으며,
구체적으로는
a) 커피 생두 30g에 10배 중량의 물을 첨가한 후 100℃에서 4시간 동안 환류냉각 추출하는 단계;
b) 상기 단계 a)의 환류 냉각 추출물을 여과 및 농축한 후, 농축액 1 중량부에 대하여 5 중량부의 에탄올을 첨가하여 24시간 동안 교반하는 단계; 및
c) 상기 단계 b) 이후에, 3000rpm에서 20분 동안 원심분리하여 상등액을 제거하고, 침전된 다당류를 획득하는 단계;를 포함하여 제조하는 것이지만, 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 단계 1)의 커피 생두 추출물 및 생두 유래 다당류의 혼합은 85~95 중량%의 커피 생두 추출물 및 5~15 중량%의 생두 유래 다당류를 혼합하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 90 중량%의 커피 생두 추출물 및 10 중량%의 생두 유래 다당류를 혼합하는 것이지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 단계 2)의 분무건조는 1분당 5~10ml로 공급되는 균질액을 주입 온도 130~170℃, 방출 온도 80~120℃에서 13000~17000rpm의 속도로 분무하여 건조하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 1분당 8ml로 공급되는 균질액을 주입 온도 150℃, 방출 온도 100℃에서 15000rpm의 속도로 분무하여 건조하는 것이지만, 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 용해도 및 저장 안정성이 증진된 커피 생두 추출물의 분무건조 분말에 관한 것이다.
상기 커피 생두 추출물의 분무건조 분말은 커피 생두 추출물의 동결건조 분말에 비해 수분흡수지수는 낮으며, 수분용해지수는 상승하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상기 커피 생두 추출물의 분말을 유효성분으로 포함하는 항비만용 건강기능식품 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 커피 생두 에탄올 추출물 및 생두 유래 다당류를 혼합한 혼합물을 분무건조한 분말은 커피 생두 에탄올 추출물에 말토덱스트린 또는 사이클로덱스트린이 혼합된 분무건조 분말에 비해 지방세포 분화 억제능력이 우수하다.
본 발명의 건강기능식품 조성물을 식품첨가물로 사용하는 경우, 상기 건강기능식품 조성물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 양은 그의 사용 목적(예방 또는 개선)에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시 본 발명의 건강기능식품 조성물은 총 원료에 대하여 15 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이하의 양으로 첨가된다. 그러나 건강을 목적으로 하는 장기간의 섭취인 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로 사용될 수 있다.
상기 건강기능식품의 종류에 특별한 제한은 없다. 상기 건강기능식품 조성물을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강식품을 모두 포함한다.
또한, 본 발명의 건강기능식품 조성물은 식품, 특히 기능성 식품으로 제조될 수 있다. 본 발명의 기능성 식품은 식품 제조 시에 통상적으로 첨가되는 성분을 포함하며, 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소 및 조미제를 포함한다. 예컨대, 드링크제로 제조되는 경우에는 유효성분 이외에 천연 탄수화물 또는 향미제를 추가 성분으로서 포함할 수 있다. 상기 천연 탄수화물은 모노사카라이드(예컨대, 글루코오스, 프럭토오스 등), 디사카라이드(예컨대, 말토스, 수크로오스 등), 올리고당 또는 당알코올(예컨대, 자일리톨, 소르비톨, 에리쓰리톨 등)인 것이 바람직하다. 상기 향미제는 천연 향미제(예컨대, 타우마틴, 스테비아 추출물 등)와 합성 향미제(예컨대, 사카린, 아스파르탐 등)를 이용할 수 있다.
상기 건강기능식품 조성물 이외에 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 더 함유할 수 있다. 이러한 상기 첨가되는 성분의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 건강기능식품 조성물 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들에 의해 제한되지 않는다는 것은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.
재료 및 방법
1. 실험재료
본 실험에 사용된 커피(Coffea canephora , Vietnam) 생두는 (주)루왁코리아에서 제공받아 사용하였다. 커피 생두를 자연 건조하여 수분함량이 10% 이하가 되도록 한 후 분쇄기(RT-04, Hanil Co., Sejong, Korea)로 분쇄하여 60 mesh를 통과한 분말을 -70℃ 이하의 암소에 보관하면서 추출용 시료로 사용하였다.
2. 커피
생두
에탄올 추출물 제조
커피 생두 추출물은 생두 분말 30g에 생두 분말 대비 10배 중량의 80%(v/v) 에탄올을 첨가하여 80℃에서 4시간 동안 환류냉각추출기(CA-1112, Eyela Co., Tokyo, Japan)를 이용하여 추출하였고, 불순물을 제거하기 위하여 여과지(No.2, Whatman Intermational Ltd, Leicestershire, England)를 이용하여 감압여과하여 제조하였다.
3. 커피
생두
유래 다당류 제조
커피 생두 유래 다당류를 추출하기 위하여 생두 분말 30g에 생두 분말 대비 10배 중량의 증류수를 첨가하여 100℃에서 4시간 동안 환류냉각 추출하였고, 불순물을 제거하기 위하여 여과지로 여과시켰다. 여과된 용액은 감압농축기(Model N-1N, Eyela Co., Tokyo, Japan)로 농축한 다음, 농축액 대비 5배 부피의 에탄올을 첨가하여 24시간 교반하고 원심분리(3,000 rpm, 20분)하여 상등액을 제거하고 다당류를 분리하였다.
4.
분무건조
분말 제조
분무건조 분말 제조는 커피 생두 80%(v/v) 에탄올 추출물에 생두 유래 다당류, 말토덱스트린(maltodextrin) 및 사이클로덱스트린(cyclodextrin)을 각각 10 중량%(SD-P10, SD-MD10, SD-CD10), 20 중량%(SD-P20, SD-MD20, SD-CD20)로 첨가한 다음, 고압균질기(HG-15D, Daihan scientific Co., Wonju, Korea)를 이용하여 4,000rpm에서 20분 동안 균질화하였다. 제조된 균질액은 주입 온도 150℃, 방출 온도 100℃로 설정하였고, 분무속도는 15,000rpm에서 시료 공급속도는 8ml/min의 조건으로 아토마이저(Atomizer)가 장착된 분무건조기(KL-8, Seogang Engineering Co., Ltd., Cheonan, Korea)를 이용하여 분말을 제조한 다음, -70℃ 이하의 암소에 보관하면서 분석용 시료로 사용하였다.
물성 개선효과를 확인하기 위한 대조구로는 피복물질을 첨가하지 않고 동결건조기(FreeZone-2.5, Labconco Co., Kansas, MO, USA)를 이용하여 건조한 동결건조 분말을 사용하였다.
5. 수율 및 수분함량
수율은 커피 생두 추출물을 분무건조한 다음 건물 중량을 구하여 시료 조제에 사용한 원료 건물량에 대한 백분율로 나타내었다. 수분함량 측정은 분말 0.5g을 페트리디쉬에 담아 적외선 수분 측정기(MB-45, Moisture analyzer, INC., Ohaus, Parsippany, NJ, USA)를 이용하여 105℃에서 분말의 수분함량이 항량에 도달할 때까지 건조하여 측정하였다.
6. 색도 측정
색도 측정은 표준색도가 Y=86.6, x=0.3160, y=0.3214로 보정된 색차계(Chromameter CR400, Minolta Co., Osaka, Japan)를 이용하여 L 값(brightness), a 값(redness-greenness), b 값(yellowness-blueness)을 3회 반복 측정하여 평균치로 나타내었으며, 색차 ΔE는 동결건조 분말(FD)을 대조구로 하여 하기 식 1과 같이 계산하였다.
[식 1]
ΔE = 
7. 입자크기 및 입자표면 구조 측정
입자크기 측정은 입자 크기 분석기(particle size analyzer, LS-13-320, Beckman coulter, Fullerton, CA, USA)를 이용하여 이소프로필알코올(isopropyl alcohol)에 분산시켜 측정하였다.
입자표면구조는 각 시료에 금 이온 코팅(gold ion coating)한 후 주사형 전자현미경(S-4800, Hitachi high-Technologies Co., Tokyo, Japan)을 이용하여 3.0 kV에서 500배 배율로 관찰하였다.
8. 수분흡수지수(
WAI
) 및 수분용해지수(
WSI
) 측정
수분흡수지수(water absorption index, WAI) 및 수분용해지수(water solubility index, WSI) 측정은 Phillips의 방법(1998)을 변형하여 측정하였다. 각각의 분말 0.5g에 증류수 20ml를 첨가하여 3,000rpm에서 20분간 원심분리한 후 침전물로 수분흡수지수를 측정하였으며, 상등액은 미리 무게를 구한 수기에 분리하여 건조 오븐(OF-22GW, Jeio tech Co., Ltd., Seoul, Korea)을 이용하여 105℃에서 5시간 동안 건조시킨 고형분의 양으로 수분용해지수를 측정해, 하기 식 2 및 식 3과 같이 계산하였다.
[식 2]
수분흡수지수(WAI)=침전물의 양/시료의 양
[식 3]
수분용해지수(WSI, %) =(상등액 고형분의 양/시료의 양)×100
9. 클로로겐산 함량 분석
클로로겐산 함량은 Kintex C18 컬럼(5㎛, 4.6mm×100mm, Phenomenex Co.)이 부착된 Alliance HPLC system(Waters 2695, Waters Co., Milford, MA, USA)을 이용하여 분석하였다. 컬럼의 온도는 45℃로 조절하였고, 검출기는 photodiode array detector(Waters 2996, Waters Co.)를 사용하였다. 이동상은 물:트리플루오로아세트산(99.9:0.1, v/v)과 100% 아세토나이트릴로 유속은 1.5ml/min, 시료주입량은 3㎕로 분석하였다. 클로로겐산 표준물질은 3-CQA(3-caffeoylquinic acid), 4-CQA(4-caffeoylquinic acid), 5-CQA(5-caffeoylquinic acid), 4,5-diCQA(4,5-dicaffeoylquinic acid), 3,4-diCQA(3,4-dicaffeoylquinic acid) 및 3,5-diCQA(3,5-dicaffeoylquinic acid) 6종을 Sigma-Aldrich Co.로부터 구입하여 사용하였고, 시료에 함유된 클로로겐산 6종의 함량은 표준물질의 머무름 시간을 비교하여 분석하였다.
10.
DPPH
라디칼 소거활성 측정
DPPH 라디칼 소거활성은 DPPH(1,1-diphenyl-2-pycrylhydrazyl, Sigma-Aldrich Co.)의 환원력을 이용하여 측정하였다. DPPH 시약(reagent)은 DPPH 12mg을 무수 에탄올(absolute ethanol) 100ml에 용해한 후 증류수 100ml를 첨가하여 흡광도를 517nm에서 측정값이 약 1.5가 되도록 조정하여 제조하였다. 시료 0.5ml에 DPPH 시약 5ml를 혼합하여 실온에서 15분간 반응시킨 후 분광광도계(Ultrospec 2100pro, Biochrom Ltd.)로 흡광도를 측정하고, 하기 식 4와 같이 계산하였다.
[식 4]
DPPH 라디칼 소거 활성(%)=(1-S/C)×100
S:517nm에서 샘플 첨가군의 흡광도
C:517nm에서 샘플 무첨가군의 흡광도
11.
FRAP
(
ferric
reducing
antioxidant
power
) 측정
FRAP는 Benzie와 Strain의 방법(1996)에 따라 측정하였다. FRAP 시약은 25ml 아세테이트 버퍼(acetate buffer, 300 mM, pH 3.6)를 37℃에서 가온한 후, 40mM HCl에 용해한 10mM TOTZ(2,4,6-tris(2-pyridyl)-s-triazine, Sigma-Aldrich Co.) 2.5ml와 20mM 염화제2철(FeCl3) 2.5ml를 첨가하여 제조하였다. 시료 30㎕에 제조된 FRAP 시약 900㎕와 증류수 90㎕를 넣은 후, 37℃에서 10분간 반응시켜 분광광도계(Ultraspec 2100pro, Biochrom Ltd.)를 이용하여 510nm에서 흡광도를 측정하였다. FRAP는 FeSO4·7H2O(Sigma-Aldrich Co.)을 정량하여 작성한 표준곡선으로부터 계산하였다.
12. 세포배양
실험에 사용한 인간 폐상피세포주인 L-132 세포 및 지방전구세포인 3T3-L1 세포는 한국세포주은행(KTCC, Seoul, Korea)에서 각각 분양받아 사용하였다. L-132 세포배양은 DMEM 배지(Welgene Co., Daegu, Korea)에 각각 10%(v/v) 소 태아 혈청(Gibco BRL Co., Grand Island, NY, USA) 및 1%(v/v) 페니실린-스트렙토마이신(Gibco BRL Co.)을 첨가하여 사용하였으며, 3T3-L1 세포는 DMEM 배지(Welgene Co.)에 각각 10%(v/v) 우아혈청(Welene Co.) 및 1%(v/v) 페니실린-스트렙토마이신(Gibco Co.)을 첨가하여 사용하였다. 각각의 세포는 37℃, 5% CO2 배양기(MCO-18AIC, Sanyo Co., Osaka, Japan)에서 배양하였다.
13. 세포독성
세포독성은 MTT(methyl thiazol-2-YL-2,5-diphenyl tetrazolium bromide) 분석으로 측정하였다. 배양된 세포주를 1×104 cell/well의 농도로 96 웰 플레이트에 100㎕씩 첨가하여 24시간 배양하였고, 이후 새로운 배지에 시료를 농도별로 처리한 다음 24시간 동안 배양하였다. 배양 후 PBS 완충용액에 녹인 MTT(5mg/mL, Sigma-Aldrich Co.) 용액을 각 웰에 10㎕씩 첨가하고 다시 4시간 동안 배양하여 MTT가 환원되도록 하였다. 이후 상등액을 완전히 제거하고 DMSO(Jensei Chemical Co., Tokyo, Japan) 100㎕를 각 웰에 첨가한 후, 10분간 반응시켜 포르마잔(formazan) 결정을 완전히 용해한 다음 마이크로플레이트 리더기(UVM-340, Asys Co., Biochrom, Cambridge, UK)를 이용하여 540nm에서 흡광도를 측정하였다.
14.
산화적
손상에 대한 세포보호 효과
L-132 세포를 이용한 세포보호 효과는 다음과 같이 측정하였다. 배양된 L-132 세포를 1×104 cell/well의 농도로 96 웰 플레이트에 100㎕씩 첨가하여 24시간 배양하였고, 이후 새로운 배지로 교환한 다음 H2O2(Duksan pure chemicals Co., Ltd., Ansan, Korea) 0.01mM 및 시료를 농도별로 처리하여 12시간 동안 배양하였다. 배양 완료 후, PBS 완충용액에 녹인 MTT(5mg/mL, Sigma-Aldrich Co.) 용액을 각 웰에 10㎕씩 첨가하고 4시간 동안 배양하여 MTT가 환원되도록 하였다. 이후 상등액을 완전히 제거하고 DMSO(Junsei Chemical Co.) 100㎕를 각 웰에 첨가한 후, 10분간 반응시켜 포르마잔 결정을 완전히 용해한 다음 마이크로플레이트 리더기(UVM-340, Asys Co.)를 이용하여 540nm에서 흡광도를 측정하였다.
15. 3T3-L1
지방전구세포의
분화 유도
3T3-L1 지방전구세포를 세포 배양용 24 웰 플레이트에서 세포가 가득찰때까지(confluent 상태)까지 배양한 후 10㎍/ml 인슐린, 0.1mM 덱사메타손(dexamethasone) 및 0.5mM IBMX(3-isobutyl-a-methylxanthin)가 포함된 분화 배지로 교환하여 2일간 배양하였으며, 그 후 매 2일 마다 10㎍/ml 인슐린이 포함된 배지로 교환하였다. 지방세포 분화(adipogenesis)의 진행과정에서 분무건조 분말 시료의 영향을 확인하기 위해, 배지를 교환할 때마다 시료를 함께 처리하였다.
16.
Oil
Red
O 염색
세포 내 지방구(lipid droplet) 생성을 확인하기 위하여 Oil Red O 염색을 실시하였다. 분화가 완료된 3T3-L1 세포를 PBS로 세척한 후 3.7%(v/v) 포르말린(Duksan pure chemicals Co.)으로 10분간 고정하고 60%(v/v) 이소프로판올(Duksan pure chemicals Co.)을 이용하여 세척한 다음 Oil Red O 용액(Sigma-Aldrich Co.)을 처리하여 실온에서 20분간 염색하였다. 염색 후 Oil Red O 용액을 제거하고 증류수로 4회 세척한 다음 염색된 세포를 위상차 현미경을 이용하여 관찰하였다. 또한, 정량적 분석을 위하여 100% 이소프로판올을 이용하여 지방구에 염색된 Oil Red O를 추출한 후 96 웰 플레이트에 200㎕씩 옮겨서 마이크로플레이트 리더기(Asys Co.)로 500nm에서 흡광도를 측정하였고, 대조군의 흡광도 값에 대한 백분율로 나타내었다.
17. 통계처리
모든 실험결과는 SPSS(19.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용한 분산분석(ANOVA)을 실시하였고 각 측정 평균값의 유의성 (p<0.05)은 Duncan's multiple range test를 실시하여 검정하였다.
실시예
1. 커피
생두
유래 다당류의 이화학적 품질 특성
커피 생두 열수 추출물로부터 분리된 다당류의 수율은 23.7%로 비교적 높은 수율을 보여주었고, 다당류의 DPPH 라디칼 소거활성은 1,000 및 5,000㎍/ml 농도에서 각각 40.74% 및 85.21%로 비교적 높은 항산화활성을 보여주었다.
실시예
2. 수율 및 수분함량
커피 생두 에탄올 추출물 분무건조 분말의 수율 및 수분함량은 하기 표 1과 같다. 수율은 동결건조 분말이 91.46%를 나타내었으며, 분무건조 분말에서 71.63~89.31%를 나타내었고, 피복물질(커피 유래 다당류, 말토덱스트린, 사이클로덱스트린) 첨가량의 증가에 따라 수율이 증가하는 경향을 나타내었다. 수분함량은 피복물질 첨가량의 증가에 따라 증가하는 경향을 나타냈으며, 분무건조 분말에서 1.39~1.88%로 커피 생두 유래 다당류 10 중량% 첨가 분무건조 분말(SD-P10)에서 가장 낮은 함량을 나타내었다. 이를 통해 분무건조 분말이 동결건조 분말에 비해 낮은 수분함량을 나타내는 것을 확인하였다.
| 샘플 | 수율 (%) | 수분함량 (%) |
| FD | 91.46 | 3.19±0.10a |
| SD-P10 | 77.63 | 1.39±0.18d |
| SD-P20 | 89.31 | 1.72±0.18bc |
| SD-MD10 | 71.63 | 1.53±0.21cd |
| SD-MD20 | 84.14 | 1.88±0.19b |
| SD-CD10 | 75.13 | 1.49±0.22d |
| SD-CD20 | 87.98 | 1.86±0.18bc |
열 내의 문자 a~d는 서로 유의미한 차이가 있다는 것을 의미하며, p<0.05이다.
FD는 커피 생두 에탄올 추출물의 동결건조 분말이고, SD-P10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 10 중량% 혼합한 분무건조 분말이고, SD-P20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 20 중량% 혼합한 분무건조 분말이고, SD-MD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 말토덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말이고, SD-MD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 말토덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말이고, SD-CD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 사이클로덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말이며, SD-CD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 사이클로덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말이다.
실시예
3. 색도, 입자크기 및 입자표면 구조
커피 생두 에탄올 추출물 분무건조 분말의 색도, 입자크기 및 입자표면 구조는 하기 표 2 및 도 1에 개시된 바와 같다.
분말의 외관 품질을 결정하는 요소 중 하나인 색도는 동결건조 분말에서 L 값, a 값 및 b 값이 각각 52.91, 0.96, 9.65로 나타났으며, 분무건조 분말은 L 값이 58.50-70.49, a 값이 3.20-4.17, b 값이 16.76-22.77로 나타나 동결건조 분말에 비해 L 값, a 값 및 b 값 모두 증가하였다.
커피 생두 유래 다당류 첨가 분무건조 분말의 경우 커피 생두 유래 다당류 첨가량이 증가할수록 L 값, b 값은 감소하였고 a 값은 증가하였으며, 말토덱스트린 또는 사이클로덱스트린 첨가 분무건조 분말의 경우 피복물질 종류와 관계없이 첨가량이 증가할수록 L 값은 증가하고, a 값은 감소하였으며, b 값은 유의적인 차이가 없었다.
동결건조 분말을 대조구로 하여 산출한 △E값은 9.62-21.93으로 다당류 20 중량% 첨가 분무건조 분말에서 9.62로 가장 낮아 말토덱스트린 또는 사이클로덱스트린을 사용한 분무건조 분말보다 커피 생두 유래 다당류를 사용한 분무건조 분말이 색소 안정성이 뛰어날 것이라는 것을 확인하였다.
분말의 입자크기는 동결건조 분말이 147.67㎛, 분무건조 분말이 34.93-69.50㎛로 나타났으며, 피복물질 첨가량이 증가할수록 입자크기가 커지는 경향이었다.
분말의 입자표면 구조는 도 1에 개시된 바와 같이 전체적으로 구형을 형성하고 있어 분말 유동성이 뛰어날 것으로 판단되며, 움푹 들어간 형태를 관찰할 수 있었는데 이는 고온에서 건조하는 과정 중에 입자들이 수축하여 생긴 현상이다.
| 샘플 | 색도 값 | 입자 크기 (㎛) |
|||
| L | a | b | △E | ||
| FD | 52.91±1.72d | 0.96±0.05e | 9.65±0.54d | - | 147.67±0.62a |
| SD-P10 | 62.84±0.32b | 3.20±0.06d | 17.56±0.23b | 12.90±1.87b | 34.93±0.08f |
| SD-P20 | 58.50±1.76c | 4.09±0.21ab | 16.76±1.92c | 9.62±0.94c | 64.69±0.08d |
| SD-MD10 | 69.32±0.72ab | 3.95±0.08b | 22.77±0.24a | 21.25±2.04a | 54.69±0.01e |
| SD-MD20 | 70.49±0.25a | 3.63±0.02c | 22.47±0.17a | 21.93±1.77a | 69.50±0.10b |
| SD-CD10 | 68.16±0.60b | 4.17±0.09a | 22.42±0.31a | 20.15±1.32a | 54.23±0.07e |
| SD-CD20 | 69.04±0.86ab | 4.06±0.21ab | 22.61±0.19a | 20.92±1.53a | 66.07±0.06c |
열 내의 문자 a~f는 서로 유의미한 차이가 있다는 것을 의미하며, p<0.05이다.
FD는 커피 생두 에탄올 추출물의 동결건조 분말이고, SD-P10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 10 중량% 혼합한 분무건조 분말이고, SD-P20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 20 중량% 혼합한 분무건조 분말이고, SD-MD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 말토덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말이고, SD-MD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 말토덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말이고, SD-CD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 사이클로덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말이며, SD-CD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 사이클로덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말이다.
실시예
4. 수분흡수지수(
WAI
) 및 수분용해지수(
WSI
) 측정
커피 생두 에탄올 추출물 분무건조 분말의 수분흡수지수 및 수분용해지수는 하기 표 3과 같다. 수분흡수지수는 동결건조 분말이 0.92로 가장 높은 값을 나타내었으며, 분무건조 분말은 0.51-0.80로 커피 생두 유래 다당류 10 중량% 첨가 분무건조 분말에서 0.51로 가장 낮은 지수를 나타내었다. 일반적으로 수분흡수지수는 저장안정성과 밀접한 관계가 있어 흡수지수가 크면 고화현상의 발생이 용이하여 저장안정성이 낮은 것으로 간주된다. 수분용해지수는 분무건조 분말이 77.26-90.07%로 동결건조 분말 70.07%에 비해 높은 용해지수를 나타내었으며, 커피 생두 유래 다당류 10 중량% 첨가 분무건조 분말에서 90.07%로 가장 높은 지수를 나타내었다. 이에 따라 수분흡수지수는 낮고, 수분용해지수가 높은 다당류 10 중량% 첨가 분무건조 분말은 저장안정성과 용해성이 향상된 분말임을 확인하였다.
| 샘플 | 수분흡수지수 (WAI) |
수분용해지수 (WSI, %) |
| FD | 0.92±0.07a | 70.07±2.20f |
| SD-P10 | 0.51±0.04f | 90.07±0.81a |
| SD-P20 | 0.59±0.02e | 88.62±0.17b |
| SD-MD10 | 0.74±0.01c | 79.06±1.26e |
| SD-MD20 | 0.80±0.02b | 77.26±2.97e |
| SD-CD10 | 0.70±0.03d | 85.43±0.65c |
| SD-CD20 | 0.75±0.02c | 84.26±0.29d |
열 내의 문자 a~f는 서로 유의미한 차이가 있다는 것을 의미하며, p<0.05이다.
FD는 커피 생두 에탄올 추출물의 동결건조 분말이고, SD-P10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 10 중량% 혼합한 분무건조 분말이고, SD-P20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 20 중량% 혼합한 분무건조 분말이고, SD-MD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 말토덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말이고, SD-MD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 말토덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말이고, SD-CD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 사이클로덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말이며, SD-CD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 사이클로덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말이다.
실시예
5. 피복물질에 따른 클로로겐산 함량
커피 생두 에탄올 추출물 분무건조 분말의 클로로겐산 함량은 하기 표 4와 같다. 클로로겐산 함량은 4.20-13.10g/100g으로, 피복물질의 종류에 따라 유의적인 차이를 나타내었으며, 커피 생두 유래 다당류 10 중량% 첨가 분무건조 분말에서 13.10g/100g으로 가장 높아 말토덱스트린 또는 사이클로덱스트린을 피복물질로 사용한 분무건조 분말보다 함량이 높았다.
| 샘플 | 클로로겐산 (g/100g) | ||||||
| 3-CQA | 4-CQA | 5-CQA | 4,5-diCQA | 3,4-diCQA | 3,5-diCQA | Total | |
| SD-P10 | 2.93±0.38a | 2.14±0.08a | 4.88±0.25a | 0.84±0.05a | 1.63±0.02a | 0.68±0.05c | 13.10 |
| SD-P20 | 2.27±0.07b | 1.13±0.11b | 2.78±0.10b | 0.92±0.12a | 1.32±0.17b | 0.95±0.07a | 9.37 |
| SD-MD10 | 1.95±0.02c | 1.16±0.06b | 2.30±0.01c | 0.68±0.04b | 0.85±0.13cd | 0.31±0.03f | 7.26 |
| SD-MD20 | 0.96±0.02e | 0.58±0.06c | 1.11±0.07e | 0.45±0.02c | 0.69±0.09d | 0.41±0.08e | 4.20 |
| SD-CD10 | 1.93±0.05c | 1.18±0.05b | 2.30±0.05c | 0.91±0.15a | 0.95±0.04c | 0.85±0.03b | 8.13 |
| SD-CD20 | 1.23±0.07d | 1.14±0.11b | 1.78±0.10d | 0.55±0.01bc | 0.97±0.04c | 0.51±0.03d | 6.19 |
열 내의 문자 a~f는 서로 유의미한 차이가 있다는 것을 의미하며, p<0.05이다.
SD-P10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 10 중량% 혼합한 분무건조 분말이고, SD-P20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 커피 생두 유래 다당류를 20 중량% 혼합한 분무건조 분말이고, SD-MD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 말토덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말이고, SD-MD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 말토덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말이고, SD-CD10은 커피 생두 에탄올 추출물 90 중량%에 사이클로덱스트린을 10 중량% 혼합한 분무건조 분말이며, SD-CD20은 커피 생두 에탄올 추출물 80 중량%에 사이클로덱스트린을 20 중량% 혼합한 분무건조 분말이다.
실시예
6.
DPPH
라디칼 소거활성 및
FRAP
활성
커피 생두 에탄올 추출물 분무건조 분말의 DPPH 라디칼 소거활성 및 FRAP 활성은 도 2에 개시된 바와 같다. DPPH 라디칼 소거활성은 모든 시료에서 농도 의존적으로 활성이 증가하는 것을 확인하였고, 100-1,000㎍/ml 농도에서 8.63-89.08%를 나타내었다. 특히 커피 생두 유래 다당류 10 중량% 및 20 중량% 첨가 분무건조 분말은 1,000㎍/ml 농도에서 각각 89.08% 및 81.40%의 높은 활성을 나타내 말토덱스트린 또는 사이클로덱스트린을 사용한 분무건조 분말보다 항산화 활성이 우수한 것을 확인하였다.
FRAP 활성은 100-1,000㎍/ml 농도에서 200.18-1479.87μM을 나타내었으며, 커피 생두 유래 다당류 10 중량% 첨가 분무건조 분말은 1,000㎍/ml 농도에서 1479.87μM을 나타내 가장 높은 FRAP 활성을 나타내었다.
실시예
7.
산화적
손상에 대한 보호효과
커피 생두 에탄올 추출물 분무건조 분말을 폐 정상세포(L-132)에 농도별로 처리하여 MTT 분석 방법으로 세포 독성을 측정한 결과, 도 3A에 개시된 바와 같이 분무건조 분말의 100-1,000㎍/ml 농도까지 유의적인 세포 사멸이 나타나지 않아 세포 독성이 없음을 확인하였다.
커피 생두 에탄올 추출물 분무건조 분말을 100-1,000㎍/ml 농도로 처리하여 L-132 세포의 산화적 손상에 대한 세포보호 효과를 측정한 결과, 도 3B에 개시된 바와 같이 H2O2에 의해 유도된 산화적 손상에 대한 커피 생두 에탄올 추출물 분무건조 분말의 세포보호 효과를 확인하였다. 모든 시료 처리군에서 0.01mM H2O2 첨가구와 비교하여 활성이 유의적으로 증가하는 것을 확인하였으며, 커피 생두 유래 다당류 10 중량% 첨가 분무건조 분말이 100-1,000㎍/ml 농도에서 58.15-88.99%로 가장 높은 활성을 나타내었다.
실시예
8. 지방세포 분화 억제효과
커피 생두 에탄올 추출물 분무건조 분말이 3T3-L1 세포가 지방세포로 분화하는 과정에 작용하여 지방구의 생성을 억제하는지 확인하기 위해 Oil Red O 염색 시약을 이용하여 3T3-L1 세포 내에 생성된 지방구를 염색하였다. 그 후 염색된 Oil Red O 염색 시약을 추출하여 측정한 결과, 도 4에 개시된 바와 같이 시료를 처리하지 않은 대조군과 비교하여 커피 생두 유래 다당류, 사이클로덱스트린 및 말토덱스트린 첨가 분무건조 분말 순으로 지방세포 분화를 억제시키는 것을 확인하였고, 특히 커피 생두 유래 다당류 첨가 분무건조 분말에서 강한 억제 활성을 나타냈다.
상기 결과를 통해 피복 물질로서 커피 생두 유래 다당류를 사용한 커피 생두 에탄올 추출물의 분무건조 분말이 사이클로덱스트린 또는 말토덱스트린을 피복물질로 사용한 분무건조 분말에 비해 지방 생성 억제 효과가 현저하다는 것을 확인하였다.
Claims (7)
1) 커피 생두 추출물 및 커피 생두 유래 다당류를 혼합한 후 균질화하는 단계; 및
2) 상기 단계 1)의 균질액을 분무건조하는 단계;를 포함하는 용해도 및 저장 안정성이 증진된 커피 생두 추출물의 분말 제조방법.
2) 상기 단계 1)의 균질액을 분무건조하는 단계;를 포함하는 용해도 및 저장 안정성이 증진된 커피 생두 추출물의 분말 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 단계 1)의 커피 생두 추출물은 물, C1~C4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합물을 용매로 이용하여 커피 생두 건조 분말로부터 추출한 후 여과한 것을 특징으로 하는 용해도 및 저장 안정성이 증진된 커피 생두 추출물의 분말 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 단계 1)의 커피 생두 유래 다당류는
a) 커피 생두에 물을 첨가한 후 80~120℃에서 2~6시간 동안 환류냉각 추출하는 단계;
b) 상기 단계 a)의 환류 냉각 추출물을 농축한 후, 에탄올을 첨가하여 12~36시간 동안 교반하는 단계; 및
c) 상기 단계 b) 이후에, 2000~4000rpm에서 10~30분 동안 원심분리하여 상등액을 제거하고, 침전된 다당류를 획득하는 단계;를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 용해도 및 저장 안정성이 증진된 커피 생두 추출물의 분말 제조방법.
a) 커피 생두에 물을 첨가한 후 80~120℃에서 2~6시간 동안 환류냉각 추출하는 단계;
b) 상기 단계 a)의 환류 냉각 추출물을 농축한 후, 에탄올을 첨가하여 12~36시간 동안 교반하는 단계; 및
c) 상기 단계 b) 이후에, 2000~4000rpm에서 10~30분 동안 원심분리하여 상등액을 제거하고, 침전된 다당류를 획득하는 단계;를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 용해도 및 저장 안정성이 증진된 커피 생두 추출물의 분말 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 단계 1)은 85~95 중량%의 커피 생두 추출물 및 5~15 중량%의 생두 유래 다당류를 혼합하는 것을 특징으로 하는 용해도 및 저장 안정성이 증진된 커피 생두 추출물의 분말 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 단계 2)의 분무건조는 1분당 5~10ml로 공급되는 균질액을 주입 온도 130~170℃, 방출 온도 80~120℃에서 13000~17000rpm의 속도로 분무하여 건조하는 것을 특징으로 하는 용해도 및 저장 안정성이 증진된 커피 생두 추출물의 분말 제조방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 용해도 및 저장 안정성이 증진된 커피 생두 추출물의 분말.
제6항의 커피 생두 추출물의 분말을 유효성분으로 포함하는 항비만용 건강기능식품 조성물.
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|---|---|---|---|
| KR1020180146580A KR102088187B1 (ko) | 2018-11-23 | 2018-11-23 | 커피 생두 추출물의 분말 제조방법 |
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| KR102088187B1 true KR102088187B1 (ko) | 2020-03-12 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20220043260A (ko) | 2020-09-29 | 2022-04-05 | 김용주 | 동결 커피의 제조 방법 및 그 제조 장치 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011520429A (ja) * | 2008-04-30 | 2011-07-21 | ネステク ソシエテ アノニム | コーヒー抽出物 |
| KR20130139399A (ko) * | 2011-12-02 | 2013-12-23 | 주식회사 테크푸드 | 커피콩을 이용한 폴리페놀 농축액의 제조방법 |
| KR20180004531A (ko) * | 2016-07-04 | 2018-01-12 | 전남대학교산학협력단 | 배 주스 분말의 제조방법 |
-
2018
- 2018-11-23 KR KR1020180146580A patent/KR102088187B1/ko active IP Right Grant
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