KR102346870B1 - 어류 콜라겐 함유 가공식품 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 어류 콜라겐 함유 가공식품 및 이의 제조방법에 관한 것으로, (1) 명태 껍질을 세척하는 단계; (2) 세척된 명태 껍질을 물에 넣고 50 내지 80℃에서 가열하여 콜라겐을 추출하는 단계; 및 (3) 상기 단계 (2)에서 추출된 콜라겐, 곤약 분말, 젤화제 및 정제수를 혼합하여 콜라겐을 함유하는 곤약을 제조하는 단계를 포함하는 방법에 따라 제조된 본 발명에 따른 저분자 어류 콜라겐 곤약은 관절을 건강하게 하고, 피부를 탄력 있게 유지시켜주는 콜라겐을 함유하는 기능성 가공식품으로 정제 등과 같은 약의 형태로 콜라겐을 섭취함으로 인한 불편함 및 거부감을 해소함으로써 저분자 콜라겐을 용이하게 거부감 없이 섭취할 수 있을 뿐 아니라 다이어트에 효과가 있어 매우 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한, (1) 명태 껍질을 세척하는 단계; (2) 세척된 명태 껍질을 물에 넣고 50 내지 80℃에서 가열하여 콜라겐을 추출하는 단계; 및 (3) 상기 단계 (2)에서 추출된 콜라겐과 및 정제수를 혼합하여 콜라겐을 함유하는 육수를 제조하는 단계를 포함하는 방법에 따라 제조된 본 발명에 따른 저분자 어류 콜라겐 육수는 는 기능성 가공식품으로 간편하게 이용될 수 있으며, 냉장 상태로 장기간 보관이 가능하며 기존의 냉동 육수에 비하여 사용이 매우 간편한 이점이 있다.
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Description

어류 콜라겐 함유 가공식품 및 이의 제조방법 {The processed foods containing fish collagen and the process for the preparation thereof}

본 발명은 어류 콜라겐 함유 가공식품 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 명태 껍질 유래 콜라겐 함유 곤약 또는 육수 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

보통 사람 체중의 16%정도가 단백질로 구성되어 있으며, 이중 약 3분의 1이 콜라겐으로 이루어져 있다. 콜라겐은 형태적으로 가늘고 긴 막대 모양을 하고 있으며 우리 몸을 형태를 지탱하는 역할을 한다. 콜라겐은 연골세포, 근섬유세포, 골세포, 피부섬유아세포 등에서 만들어진다. 피부에서 콜라겐의 구성량은 약 70%에 이르며, 진피의 경우 90% 이상을 차지한다. 관절을 건강하게 하고, 피부를 탄력 있게 유지시켜주는 기능을 한다.

동물의 피부를 열수로 끓여 얻어진 유도단백질이 젤라틴이다. 젤라틴은 엄밀한 의미에서 콜라겐이라고 부를 수 없다. 콜라겐을 구성하는 아미노산으로는 프롤린, 옥시프롤린, 글리신, 글루탐산 등이 있다. 골질 또한 골 조직의 세포간질을 형성하는 물질로서 콜라겐의 일종이다. 콜라겐은 20대부터 체내에서 생성이 저하되어 40대에는 절반 이하로 떨어진다. 돼지껍질이나 족발, 도가니탕 등에 콜라겐이 들어있고, 특히 닭발에 많이 함유되어 있다.

척추동물 및 무척추 동물의 총 단백질의 30%를 차지하는 collagen은 섬유상의 구조 단백질로 피부, 뼈, 치아 유기물질을 형성하는 역할을 하고 있다. 콜라겐을 이루는 기본단위는 troprocollagen으로 분자 내 또는 분자간 공유결합성 가교결합을 이룸으로서 물리적 또는 생물학적 안정성을 가진다. 또한 콜라겐을 이루는 아미노산의 조성은 그 type에 따라 다소 차이가 있으나 보통 glycine이 전체의 1/3정도이며, proline이 1/4, hydroxyproline이 1/7 정도로 차지하고 있다. 특히 콜라겐을 구성하는 아미노산 hydroxyproline은 hydroxylysine과 함께 일정비(12.5%~14%)를 이룸으로써 콜라겐을 정량하는 지표성분으로 활용되고 있으며 콜라겐의 구성 비율은 생물의 종류와 연령에 따라 차이가 있는 것으로 알려져 있다.

수산물을 이용한 콜라겐에 관한 연구는 불가사리, 오징어, 해파리, 홍어 등의 척추동물 및 무척추동물의 결합 조직 및 피부에서 추출한 콜라겐의 연구가 많이 보고되고 있다. Kittiphattanabawon 등(2005)은 bigeye-snapper (Lutzanus lutzanus)의 껍질과 뼈로부터 acid-soluble 콜라겐 추출 특성을 밝혔으며, Sadowska 등(2003)은 대구(Gadus morhua)로부터 콜라겐을 추출하기도 하였다. Nagai 등(1999)은 해파리 콜라겐 특성을 조사하여 보고한 바 있고, Iloma 등(2003)은 Pagrus major와 Oreochromis niloticas의 비늘로부터 추출된 콜라겐의 물리적 특성을 연구하였으며, Kolodziejska 등 (1999)는 오징어 외피로부터 산가용성 콜라겐을 추출하여 그 특성을 알아보았다. Muyonga et al. (2004)은 Nile perch (Lates niloticus)의 뼈와 껍질에서 콜라겐을 추출하여 광학스펙트럼으로 고차구조를 연구하였으며, Yoshimura et al. (2000)은 상어 껍질에서 알칼리 가용성 콜라겐을 추출하여 동적 점탄성을 해석한바 있다. 또한 Duan et al. (2009)은 잉어의 비늘, 및 껍질 콜라겐의 성질을, Wang et al. (2008)은 초어 껍질로부터 펩신가용성 콜라겐의 추출에 관하여 보고한 바 있다. 그리고 Nalinanon et al. (2007)은 bigeye smapper 껍질 콜라겐의 subunit의 분자량 특성을, Woo et al. (2008)은 황다랑어 등 껍질에서, Senaratne et al. (2006)은 은밀복 껍질에서 콜라겐의 전기영동 특성 및 변성온도 등을 각각 보고 하였다. 이와 같이 수산물에 관한 콜라겐 연구는 수산 가공 부산물로 얻어지는 껍질, 뼈, 및 비늘 등을 이용한 연구가 대부분이다. 어류 가공 부산물로 얻어지는 껍질과 뼈는 대략 30% 이상으로 그 양이 많을 뿐 아니라 콜라겐을 다량 함유하고 있으므로 수산가공 부산물을 이용하여 육상동물 유래 콜라겐을 대체할 수 있어 어류 콜라겐의 제조는 그 의미가 클 것으로 보인다. 광우병 및 구제역 발생으로 인해 콜라겐을 수급에 있어 어려움이 더 심각해짐에 따라 육상동물 콜라겐을 대체하기 위한 연구가 절실히 요구되어 왔다.

일반적으로 곤약(Konjac)은 3년 된 구약감자(Amorphophallus konjac)의 가공물이다. 구약감자는 토란과에 속하는 다년생 초본으로 지하에서 생성되는 구경을 이용한다. 곤약의 주성분인 글루코만난(Glucomannan)은 물 또는 온수를 가하면 현저하게 팽윤되어 점도가 높은 겔(Gel)을 형성한다. 이것에 수산화칼륨(石灰乳) 등의 알칼리를 가하여 가열하면 응고되어 반투명의 덩어리인 곤약이 된다.

곤약은 수분이 약 97%이며, 약 2% 함유되어 있는 글루코만난은 소화기관에서 소화되지 않는다. 따라서 곤약은 저칼로리 다이어트 식품이고, 장내에서 이물질의 흡착, 배설, 및 혈중 콜레스테롤을 낮추는 작용도 할 수 있다. 다만 곤약은 필수 영양소가 거의 없기 때문에, 곤약을 주식으로 한다면 영양실조의 위험이 있다. 따라서 필수 영양소를 보충해주는 다른 재료를 가미하여 곤약을 만들 필요가 있었다.

곤약은 통상 탄력적인 겔 형태로 제조된다. 곤약은 곤약 특유의 맛과 향으로 인해 식감이 좋지 않고, 겔 형태로 인해 음식 재료로 사용하기 어려운 문제점이 있었다. 만약 곤약이 누구나 손쉽게 음용 가능한 음료 형태로서 휴대가 용이하고 보관이 쉬운 형태로 제조될 수 있다면, 저칼로리 다이어트 식품으로서 더욱 각광받을 수 있을 것이다.

한편, 일반적으로 농경민족인 우리나라에서는 예로부터 국물요리가 발달하였으며 이러한 국물 요리에 사용되는 육수는 쇠고기와 사골 또는 해물, 멸치 및 야채 등을 함께 장시간 우려내어 요리의 맛과 품질을 높이는데 사용하였다.

이와 같이 육수는 음식 맛의 핵심요소이며 쇠고기와 야채 또는 사골을 장시간 가열 추출하여 걸러내어 사용하였기 때문에 육수의 추출물을 우려내는 과정에서 가열온도, 가열시간, 보관 또는 저장, 재사용 등 최적의 조건과 균일성이 유지되기 어렵고 육수재료에 포함된 영양분을 추출하기가 어려운 문제점이 있었다.

그러나 상기와 같은 육수 제조방법 또한 육수 재료를 장시간의 가열하여 육수를 추출하고 있어 육수 재료에서 내용물을 추출하기 위한 추출시간이 장시간 걸리는 것은 물론 모든 영양분을 추출하기가 어려운 문제점이 있었다.

이에 본 발명자들은 관절을 건강하게 하고, 피부를 탄력 있게 유지시켜주는 콜라겐을 함유하는 기능성 가공식품을 개발하기 위해 계속 연구를 진행하던 중 명태 껍질로부터 추출된 저분자 콜라겐을 함유하는 곤약 및 육수를 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 관절을 건강하게 하고, 피부를 탄력 있게 유지시켜주는 콜라겐을 함유하는 기능성 가공식품의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 제조방법에 따라 제조된 콜라겐을 함유하는 기능성 가공식품을 제공하기 위한 것이다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콜라겐을 함유하는 곤약의 제조방법을 제공한다:

(1) 명태 껍질을 세척하는 단계;

(2) 세척된 명태 껍질을 물에 넣고 50 내지 80℃에서 가열하여 콜라겐을 추출하는 단계; 및

(3) 상기 단계 (2)에서 추출된 콜라겐, 곤약 분말, 젤화제 및 정제수를 혼합하여 콜라겐을 함유하는 곤약을 제조하는 단계.

상기한 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 상기 제조방법에 따라 제조된 콜라겐 함유 곤약을 제공한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콜라겐을 함유하는 육수의 제조방법을 제공한다:

(1) 명태 껍질을 세척하는 단계;

(2) 세척된 명태 껍질을 물에 넣고 50 내지 80℃에서 가열하여 콜라겐을 추출하는 단계; 및

(3) 상기 단계 (2)에서 추출된 콜라겐과 및 정제수를 혼합하여 콜라겐을 함유하는 육수를 제조하는 단계.

상기한 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 상기 제조방법에 따라 제조된 콜라겐 함유 육수를 제공한다.

본 발명에서 사용하는 콜라겐 원료인 명태는 지방의 함량이 낮고 담백한 맛을 지닌 생선으로, 우리나라를 비롯한 러시아, 일본의 주요 수산물로 주낙이나 그물을 이용해 잡고 연중 대부분의 시기에 포획이 이루어진다. 예로부터 제사와 고사, 전통혼례 등 관혼상제에 없어서는 안될 귀중한 생선으로 여겨졌으며, 상태, 잡힌 시기 및 장소, 습성 등에 따라 다양한 이름으로 불리는 것이 특징이다.

본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 저분자 콜라겐은 명태 껍질로부터 추출되며, 젖은 명태 껍질을 50 내지 80℃의 2 내지 5배량의 물에 넣고 1 내지 2시간 동안 가열하여 저분자 어류 콜라겐을 수득할 수 있다.

본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 수득된 저분자 콜라겐을 곤약 분말, 젤화제 및 정제수를 혼합하여 콜라겐을 함유하는 곤약을 제조할 수 있다.

본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 단계 (3) 이후에, 상기 곤약을 용기에 충진하고 70~80℃에서 10~20분 동안 살균한 후 25~35 ℃에서 10~20분 동안 냉각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 수득된 저분자 콜라겐을 정제수를 혼합하여 콜라겐을 함유하는 육수를 제조할 수 있다.

상기 콜라겐 육수는 냉장 상태로 장기간 보관이 가능하며 기존의 냉동 육수에 비하여 사용이 매우 간편한 이점이 있다.

본 발명에서 상기 겔화제란 겔을 형성하는 능력이 있는 물질로서 식품의 제조, 가공 조리 등에 널리 쓰이는 물질을 의미한다. 유동성을 고정하고 모양을 갖추거나 식감을 개선하기 위해 사용되며, 본 발명에서 상기 겔화제는 한천, 카라기난, 젤란검, 로커스트빈검, 구아검, 잔탄검, 타라검, 젤라틴, 카르복시메틸셀룰로오즈, 알긴산, 펙틴 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되며, 바람직하게는 한천, 카라기난, 잔탄검 또는 젤란검일 수 있다.

본 발명의 콜라겐 곤약에는 기호도를 증대시키기 위하여 당류를 추가로 첨가할 수 있다. 상기 당류는 당알코올류 및 올리고당류를 포함하는 것으로서, 젤리 특유의 쥬시함과 달콤한 맛을 낼 뿐 아니라, 젤리 형태로 제조하기 위해 사용하는 감미료이다. 당류로는 설탕, 맥아당, 포도당 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 당알코올로는 자일리톨, 솔비톨, 만니톨, 락티톨, 폴리글리시톨, 에리스리톨, 말티톨, 이소말트 등을 사용할 수 있고, 올리고당류로 이소말토올리고당, 자일로올리고당, 프락토올리고당, 갈락토올리고당을 사용할 수 있으며 고감미료로 스테비오사이드, 수크랄로오즈, 나한과, 감초추출물, 아세설팜칼륨, 토마틴 등을 추가로 첨가할 수 있다. 젤리 조성물 중의 당류의 함량은 전체 젤리 조성물 대비 14 ~ 20 중량%로 하는 것이 바람직한데, 함량이 14중량% 미만이면 젤리 형성 후 고형물 함량이 낮아 젤리에서 물이 분리되는 문제가 있을 수 있고 20 중량%를 초과하면 젤리의 조성물이 상온에서 녹아 나올 수 있는 문제가 있을 수 있다. 본 발명에서 상기 감미료는 젤리의 상큼한 맛을 내기 위해 사용한다. 산미료는 구연산, 주석산, 사과산, 푸마르산, 호박산, 비타민 C 등을 사용할 수 있다. 젤리 조성물 중의 산미료의 함량은 0.1~3 중량%로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1~0.5 중량% 일 수 있다. 감미료의 함량이 0.1 중량% 미만이면 신맛을 느낄 수 없어 관능적으로 바람직하지 못하며, 3.0 중량%를 초과하면 젤리 조성물이 신맛이 증가하여 관능적으로 좋지 않은 문제와 겔 강도에 영향을 줄 수 있다.

본 발명에서 사용하는 원료는 상기 물질 외에도 통상적으로 포함되는 식품첨가물 등을 더 포함 할 수 있다.

본 발명에 따른 저분자 어류 콜라겐 곤약은 관절을 건강하게 하고, 피부를 탄력 있게 유지시켜주는 콜라겐을 함유하는 기능성 가공식품으로 정제 등과 같은 약의 형태로 콜라겐을 섭취함으로 인한 불편함 및 거부감을 해소함으로써 저분자 콜라겐을 용이하게 거부감 없이 섭취할 수 있을 뿐 아니라 다이어트에 효과가 있어 매우 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 저분자 어류 콜라겐 육수는 는 기능성 가공식품으로 간편하게 이용될 수 있으며, 냉장 상태로 장기간 보관이 가능하며 기존의 냉동 육수에 비하여 사용이 매우 간편한 이점이 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

<실시예 1> 콜라겐 함유 곤약 제조

명태 껍질 500g을 세척한 다음 물 1Kg에 넣고 80℃에서 1시간 동안 가열하여 저분자 콜라겐을 추출하였다.

추출된 저분자 콜라겐과 곤약 분말, 젤화제 및 정제수를 혼합하여 콜라겐을 함유하는 곤약을 제조하였다.

<시험예 1> 관능평가

상기 실시예 1에서 제조된 곤약의 색, 외관, 맛, 식감 및 전반적 기호도에 대해 관능적인 품질평가를 실시하였다. 본 식품의 관능적 식별 능력이 있는 관능검사요원 10명을 선정하여 관능적 품질의 평가 척도는 9점 채점법(9점: 아주 좋다, 7점: 좋다, 5점: 보통이다, 3점: 조금 나쁘다, 1점: 아주 나쁘다)으로 하였다. 관능검사 결과는 ANOVA를 이용하여 5% 수준에서 Duncan's multiple range test에 의해 각 시료간의 유의적인 차이를 검증하였다. 그 결과는 하기 표 1(평균값)에 나타내었다. 비교를 위해 일반 곤약을 비교예 1로 사용하였다.

구분	실시예 1	비교예 1
맛	8.3	2.1
색상	8.4	2.2
외관	8.2	2.5
식감	8.4	2.5
전반적 기호도	8.3	2.4

실험결과 본 발명에 따른 저분자 콜라겐이 함유된 곤약은 맛, 색상, 외관 및 식감이 매우 높아 전체적인 기호도가 8.3이였다. 특히 콜라겐의 조직감이 그대로 유지되어 기호도를 매우 증대시킬 수 있었다.

<실시예 2> 콜라겐 함유 육수 제조

명태 껍질 500g을 세척한 다음 물 1Kg에 넣고 80℃에서 1시간 동안 가열하여 저분자 콜라겐을 추출하였다.

추출된 저분자 콜라겐과 정제수를 혼합하여 콜라겐을 함유하는 육수를 제조하였다.

<시험예 2> 관능평가

상기 실시예 2에서 제조된 육수의 색, 외관, 맛, 식감 및 전반적 기호도에 대해 관능적인 품질평가를 실시하였다. 본 식품의 관능적 식별 능력이 있는 관능검사요원 10명을 선정하여 관능적 품질의 평가 척도는 9점 채점법(9점: 아주 좋다, 7점: 좋다, 5점: 보통이다, 3점: 조금 나쁘다, 1점: 아주 나쁘다)으로 하였다. 관능검사 결과는 ANOVA를 이용하여 5% 수준에서 Duncan's multiple range test에 의해 각 시료간의 유의적인 차이를 검증하였다. 그 결과는 하기 표 2(평균값)에 나타내었다. 비교를 위해 일반 시판 육수를 비교예 2로 사용하였다.

구분	실시예 2	비교예 2
맛	8.1	4.1
색상	8.2	3.1
외관	8.2	3.4
전반적 기호도	8.3	3.6

실험결과 본 발명에 따른 저분자 콜라겐이 함유된 육수는 맛, 색상 및 외관 이 매우 높아 전체적인 기호도가 8.3 이였다.

<시험예 3> 저장성

상기 실시예 2에서 제조된 육수를 10일간 냉장 보관하여 저장성을 관찰하였다. 비교를 위해 일반 육수를 비교예 3으로 사용하였다.

구분	실시예 1	비교예 3
3일 후	그대로	그대로
7일 후	그대로	변색 및 미끄덩해짐
10일 후	그대로	부패가 일어남

상기 표 3의 결과에서 보듯이, 본 발명의 콜라겐 함유 육수는 10일 후까지도 저장이 가능하였다.

Claims (7)

1. (1) 명태 껍질을 세척하는 단계;
   (2) 세척된 명태 껍질을 50 내지 80℃의 2 내지 5배량의 물에 넣고 1 내지 2시간 동안 가열하여 콜라겐을 추출하는 단계; 및
   (3) 상기 단계 (2)에서 추출된 콜라겐, 곤약 분말, 젤화제 및 정제수를 혼합하여 콜라겐을 함유하는 곤약을 제조하는 단계;
   (4) 상기 단계 (3) 이후에, 상기 곤약을 용기에 충진하고 70~80℃에서 10~20분 동안 살균한 후 25~35 ℃에서 10~20분 동안 냉각하는 단계;를 포함하며,
   상기 콜라겐을 함유하는 곤약에는 당류, 당알코올류 및 올리고당류가 포함되고,
   상기 당류는 설탕, 맥아당, 포도당 중 적어도 하나이며,
   상기 당알코올류는 자일리톨, 솔비톨, 만니톨, 락티톨, 폴리글리시톨, 에리스리톨, 말티톨, 이소말트 중 적어도 하나이고,
   상기 올리고당류는 이소말토올리고당, 자일로올리고당, 프락토올리고당, 갈락토올리고당을 사용할 수 있으며, 고감미료로 스테비오사이드, 수크랄로오즈, 나한과, 감초추출물, 아세설팜칼륨, 토마틴 중 적어도 하나인 콜라겐을 함유하는 곤약의 제조방법.
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