KR102367694B1 - 감귤류 부산물을 이용한 고순도 식이섬유의 제조방법 - Google Patents
감귤류 부산물을 이용한 고순도 식이섬유의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 감귤류 부산물을 이용한 고순도 식이섬유의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 부산물로 폐기되는 감귤류 부산물을 이용하여 총식이섬유 함량이 현저히 증가된 고순도 식이섬유를 제조하고, 이를 식이섬유원이 되는 식품의 원료로 활용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 부산물로 폐기되는 감귤류 부산물을 이용하여 총식이섬유 함량이 현저히 증가된 고순도 식이섬유를 제조하고, 이를 식이섬유원이 되는 식품의 원료로 활용할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 감귤류 부산물을 이용한 고순도 식이섬유의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 식이섬유는(Dietary fiber) 인간의 소화관에서 분비되는 효소에 의해 소화되지 않는 셀룰로오스(cellulose), 헤미셀룰로오스(hemi-cellulose), 펙틴(pectin), 검류(gums), 리그닌(lignin) 등의 식물성 다당류와 키틴(chitin), 키토산(chitosan)과 같은 동물성 급원의 난소화성 다당류까지 포함한다. 식이섬유는 용해성에 따라 불용성 및 수용성으로 구분되며, 전자는 주로 분변과 메트릭스를 형성하여 분변량 증가, 설사 개선 등의 정장작용이 탁월한 것으로 알려져 있으며, 후자의 경우는 장내 유용 균총 증식, 지질대사 개선 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 식이섬유의 주요 공급원은 미나리, 당근, 파슬리 등의 녹황색 채소 및 사과, 감귤류, 배등의 과일류와 미역, 다시마, 김 등의 해조류와, 과거부터 주식으로 사용하여 온 곡물 등을 들 수 있다. 특히, 곡물, 과일 등의 식물 세포벽 및 세포 내용물에 포함되어 있는 식물성의 난소화성 성분을 조섬유라 칭해 왔는데, 대표적인 것으로 쌀, 옥수수와 같은 곡류 및 과일류의 껍질이 불용성 식이섬유 성분인 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스를 다량 함유하고 있어 정장작용에 효과가 높은 우수한 식이섬유 소재가 될 수 있다. 특히, 국내에서 생산되는 과실류 중 연간 생산량이 제2위인 감귤류는 다양한 용도로 꾸준히 소비되어 온 과일로서, 그 과피에는 식이섬유가 풍부하게 함유되어 있다.
그러나, 식품의 제조 과정에서 식이섬유를 높은 함량으로 첨가하는 경우 외관, 향, 조직감 등의 품질이 저하되는 현상이 발생하게 된다. 곡류나 식물성 원료에는 대부분 식이섬유가 5% 이하로 포함되어 있고, 이를 정제한 후 첨가하기가 현실적으로 어렵기 때문에, 식이섬유가 다량 함유되어 있는 식물성 원료를 제품에 직접 첨가하여 식이섬유 함량을 높이기 때문이다. 따라서, 간단하고 경제적인 방법으로 높은 순도를 가진 식이섬유를 대량 생산할 수 있는 제조 방법이 요구되어 왔으며, 이는 식품 고유의 특성을 유지하면서도 고기능성을 가진 식품개발에 이용될 수 있다.
한편, 감귤류 음료 등의 생산과정에서 발생되는 감귤류 부산물(과피 및 착즙부산물 등)은 거의 대부분 폐기물로 버려지고 있는 실정이지만, 감귤류 부산물에서 식이섬유를 추출 정제하여 산업화하려는 연구는 매우 부족한 실정이다.
본 발명의 목적은 부산물로 폐기되는 감귤류 부산물을 활용하여 고순도의 식이섬유를 간편하고 경제적으로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 (1) 감귤류의 과피 및 착즙부산물 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 감귤류 부산물을 준비하는 단계; (2) 상기 (1) 단계에서 준비한 감귤류 부산물을 알칼리 용액으로 추출하고 여과하여 알칼리 추출 잔사를 수득하는 단계; (3) 상기 (2) 단계에서 수득한 추출 잔사를 산 용액으로 처리하고 여과하여 산처리 잔사를 수득하는 단계; (4) 상기 (3) 단계에서 수득한 산처리 잔사를 탈색하는 단계; 및 (5) 상기 (4) 단계에서 수득한 탈색된 결과물을 세척 및 건조하는 단계;를 포함하는 감귤류 부산물을 이용한 고순도 식이섬유의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 감귤류는 밀감, 한라봉(부지화), 천혜양, 청견, 금귤 및 유자 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 고순도 식이섬유는 총식이섬유 함량이 80% 내지 100%일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, (2) 단계에서의 상기 추출은 pH 11.0 내지 13.0에서 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, (2) 단계에서의 상기 추출은 2 내지 5%(w/w)의 알칼리 용액을 감귤류 부산물 중량에 대하여 7 내지 20배의 중량으로 첨가한 후, 100 내지 1000 rpm으로 교반하며 2 내지 5 시간 동안 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, (2) 단계에서의 상기 알칼리 용액은 수산화나트륨, 수산화칼슘, 및 수산화칼륨 중에서 선택된 1종 이상의 수용액일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, (3) 단계에서의 산처리는 pH 3.0 내지 5.0에서 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, (3) 단계에서의 상기 산 용액은 염산, 인산 및 초산 중에서 선택된 1종 이상의 수용액일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, (3) 단계에서의 상기 산처리는 0.5 내지 1.5 N의 농도를 갖는 산 용액을 상기 (2) 단계에서 수득한 추출 잔사 중량에 대하여 7 내지 20배의 중량으로 첨가한 후, 100 내지 1000 rpm으로 교반하며 2 내지 5 시간 동안 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, (4) 단계에서의 탈색은 2 내지 5%(w/w)의 차아염소산나트륨 수용액을 상기 (3) 단계에서 수득한 산처리 잔사 중량에 대하여 7 내지 20배의 중량으로 첨가한 후, 100 내지 1000 rpm으로 교반하며 2 내지 5 시간 동안 수행될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기의 방법에 따라 제조된 감귤류 부산물을 이용한 고순도 식이섬유를 포함하는 식품 조성물을 제공한다.
본 발명은 부산물로 폐기되는 감귤류 부산물을 이용하여 총식이섬유 함량이 현저히 증가된 고순도 식이섬유를 제조하고, 이를 식이섬유원이 되는 식품의 원료로 활용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 감귤류 부산물을 이용한 고순도 식이섬유의 제조방법을 간단히 나타내는 그림이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 감귤류 부산물을 이용하여 제조한 식이섬유의 성분 분석을 의뢰하여 얻은 시험ㅇ검사성적서이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 감귤류 부산물을 이용하여 제조한 식이섬유의 성분 분석을 의뢰하여 얻은 시험ㅇ검사성적서이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 제조방법을 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 측면은 (1) 감귤류의 과피 및 착즙부산물 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 감귤류 부산물을 준비하는 단계; (2) 상기 (1) 단계에서 준비한 감귤류 부산물을 알칼리 용액으로 추출하고 여과하여 알칼리 추출 잔사를 수득하는 단계; (3) 상기 (2) 단계에서 수득한 추출 잔사를 산 용액으로 처리하고 여과하여 산처리 잔사를 수득하는 단계; (4) 상기 (3) 단계에서 수득한 산처리 잔사를 탈색하는 단계; 및 (5) 상기 (4) 단계에서 수득한 탈색된 결과물을 세척 및 건조하는 단계;를 포함하는 감귤류 부산물을 이용한 고순도 식이섬유의 제조방법에 관한 것이다.
상기 고순도 식이섬유는 총식이섬유 함량이 80% 내지 100%, 바람직하게는 90% 내지 100%일 수 있다.
(1) 감귤류 부산물 준비 단계
감귤류의 과피 및 착즙부산물 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 감귤류 부산물을 준비한다.
상기 감귤류는 감귤(citrus)속 식물이면 제한은 없으며, 예를 들어 밀감, 한라봉(부지화), 천혜양, 청견, 금귤 및 유자 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 감귤류 부산물은 감귤 음료, 감귤 초콜렛 등의 감귤류 가공품을 만드는 과정에서 나오는 감귤류 과피 및/또는 착즙 부산물일 수 있고, 상기 부산물을 직접 또는 건조하여 사용할 수 있다.
상기 감귤류 부산물은 7 내지 20배, 바람직하게는 10 내지 20배, 더욱 바람직하게는 15 내지 20배 중량의 정제수에 1 내지 4 시간, 바람직하게는 1.5 내지 3 시간, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 2.5 시간 동안 침지시켜 전처리할 수 있다.
(2) 알칼리 추출 단계
상기 (1) 단계에서 준비한 감귤류 부산물을 알칼리 용액으로 추출하고 여과하여 알칼리 추출 잔사를 수득한다.
이때, (1) 단계에서 준비한 감귤류 부산물을 재가공 없이 그대로 사용할 수 있으나 분쇄해서 사용하는 것이 바람직한데, 감귤류 부산물을 분쇄해서 사용하는 것이 표면적이 증가되어 단위 시간당 알칼리 용액으로 처리되는 양이 많아져 알칼리 추출 시간을 단축할 수 있고, 추출 수율을 증대시킬 수 있어 바람직하다.
상기 (2) 단계에서는 상기 감귤류 부산물 중량에 대하여 7 내지 20배, 바람직하게는 10 내지 20배, 더욱 바람직하게는 15 내지 20배 중량의 알칼리 용액에 침지시켜 추출할 수 있다. 상기 알칼리 용액은 수산화나트륨, 수산화칼슘, 및 수산화칼륨 중에서 선택된 1종 이상의 수용액일 수 있고, 바람직하게는 수산화나트륨 수용액일 수 있다.
상기 추출은 알칼리 용액의 양 및/또는 농도를 조절하여 pH 11.0 내지 13.0, 바람직하게는 11.5 내지 12.5, 더욱 바람직하게는 12.0 내지 12.5에서 수행될 수 있다.
즉, 상기 알칼리 용액은 침지액의 pH가 11.0 내지 13.0, 바람직하게는 11.5 내지 12.5, 더욱 바람직하게는 12.0 내지 12.5가 되게 조정할 수 있는 농도로 사용할 수 있다. 바람직하게는 2 내지 5 %(w/w), 더욱 바람직하게는 3 내지 5 %(w/w)의 알칼리 용액을 사용할 수 있다.
또한, 상기 알칼리 추출은 100 내지 1000 rpm, 바람직하게는 200 내지 800 rpm, 더욱 바람직하게는 300 내지 500 rpm으로 교반하며 2 내지 5 시간, 바람직하게는 3 내지 4 시간 동안 수행될 수 있다.
상기 알칼리 추출 후에는 여과포를 사용하여 여과하고, 상기 여과를 통해 수득한 추출 잔사를 70 내지 100 ℃의 물로 세척하는 것이 바람직하다.
상기 (2) 단계의 알칼리 추출 단계는 1회, 또는 2회 내지 3회 반복하여 수행할 수 있고, 2회 반복하여 수행하는 것이 바람직하다.
(3) 산처리 단계
상기 (2) 단계에서 수득한 추출 잔사를 산 용액으로 처리하고 여과하여 산처리 잔사를 수득한다.
상기 (3) 단계에서는 상기 추출 잔사 중량에 대하여 7 내지 20배, 바람직하게는 10 내지 20배, 더욱 바람직하게는 15 내지 20배 중량의 산 용액에 침지시켜 산처리할 수 있다. 상기 산 용액은 염산, 인산 및 초산 중에서 선택된 1종 이상의 수용액일 수 있고, 바람직하게는 염산 수용액일 수 있다.
상기 산처리는 산 용액의 양 및/또는 농도를 조절하여 pH 3.0 내지 5.0, 바람직하게는 3.5 내지 4.5, 더욱 바람직하게는 4.0 내지 4.5에서 수행될 수 있다.
즉, 상기 산 용액은 산처리 용액의 pH가 3.0 내지 5.0, 바람직하게는 3.5 내지 4.5, 더욱 바람직하게는 4.0 내지 4.5가 되게 조정할 수 있는 농도로 사용할 수 있다. 바람직하게는 0.5 내지 1.5 N, 바람직하게는 0.75 내지 1.25 N, 더욱 바람직하게는 0.8 내지 1.2 N 농도의 산 용액을 사용할 수 있다.
또한, 상기 산처리는 100 내지 1000 rpm, 바람직하게는 200 내지 800 rpm, 더욱 바람직하게는 300 내지 500 rpm으로 교반하며 1 내지 4 시간, 바람직하게는 1.5 내지 3 시간, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 2.5 시간 동안 수행될 수 있다.
상기 산처리 후에는 여과포를 사용하여 여과하고, 상기 여과를 통해 수득한 산처리 잔사를 70 내지 100 ℃의 물로 세척하는 것이 바람직하다.
상기 (3) 단계의 산처리 단계는 1회, 또는 2회 내지 3회 반복하여 수행할 수 있고, 2회 반복하여 수행하는 것이 바람직하다.
(4) 탈색 단계
상기 (3) 단계에서 수득한 산처리 잔사를 탈색한다.
상기 산처리 잔사 중량에 대하여 7 내지 20배, 바람직하게는 10 내지 20배, 더욱 바람직하게는 15 내지 20배 중량의 탈색 용액에 침지시켜 탈색할 수 있다. 상기 탈색 용액은 차아염소산나트륨 수용액일 수 있다.
상기 탈색 처리는 2 내지 5 %(w/w), 바람직하게는 2 내지 5 %(w/w), 더욱 바람직하게는 2 내지 4 %(w/w), 더욱 바람직하게는 3 내지 4 %(w/w), 더욱 바람직하게는 3.5 내지 4 %(w/w), 가장 바람직하게는 4 %(w/w)의 탈색 용액을 사용할 수 있다.
또한, 상기 탈색 처리는 100 내지 1000 rpm, 바람직하게는 200 내지 800 rpm, 더욱 바람직하게는 300 내지 500 rpm으로 교반하며 2 내지 5 시간, 바람직하게는 3 내지 4 시간 동안 수행될 수 있다. 상기 탈색 처리가 완결되면 용액의 색은 전반적으로 무색을 띠게 되며 백색의 침전물이 보이게 된다.
상기 탈색 처리 후에는 여과포를 사용하여 여과하고, 상기 여과를 통해 수득한 탈색 결과물을 70 내지 100 ℃의 물로 세척하는 것이 바람직하다.
상기 (4) 단계의 탈색 단계는 1회, 또는 2회 내지 3회 반복하여 수행할 수 있고, 2회 반복하여 수행하는 것이 바람직하다.
(5) 세척 및 건조 단계
상기 (4) 단계에서 수득한 탈색된 결과물을 세척 및 건조한다.
구체적으로, 상기 (4) 단계에서 수득한 탈색된 결과물을 90 내지 100 %(w/w) 에탄올 수용액을 이용하여 세척한 후 건조할 수 있다.
본 발명의 감귤류 부산물을 이용한 고순도 식이섬유의 제조방법은 하기의 단계를 더 추가하여 포함할 수 있다.
(6) 분쇄 단계
상기 고순도 식이섬유를 50 내지 200 메쉬, 바람직하게는 70 내지 150 메쉬, 더욱 바람직하게는 80 내지 100 메쉬 입자로 분쇄할 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 상기 감귤류 부산물을 이용한 고순도 식이섬유는 총식이섬유 함량이 80% 내지 100%, 바람직하게는 90% 내지 100%일 수 있다. 상기 고순도 식이섬유는 칼로리가 낮고 배변활동을 활발하게 해주는 건강식품 원료로 이용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 고순도 식이섬유는 일부 밀가루를 대체할 수 있음은 물론, 조직감을 유지해주기 때문에 제과, 제빵, 제면 등의 고형 식품에도 다양하게 적용될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 상기 방법에 따라 제조된 감귤류 부산물을 이용한 고순도 식이섬유를 포함하는 식품 조성물에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 제조방법에 따른 감귤류 부산물을 이용한 고순도 식이섬유에 대해 실시예 및 비교예를 들어 상세히 설명하기로 한다.
<실시예 및 비교예>
실시예
(1) 원료로는 착즙 후 건조된 감귤류 박 분말을 이용하였다. 구체적으로는 한라봉을 착즙 후 수득한 한라봉 박(착즙부산물)을 50 ℃의 열풍건조기로 24 시간 동안 건조하였다. 건조된 한라봉 박은 마쇄하여 분말로 제조하였다. 상기 건조 한라봉 박 분말 1 kg에 20 kg의 정제수를 첨가한 후 2시간 동안 교반하여 전처리하였다. 이후, 100 메쉬의 여과포를 이용하여 여과한 잔사를 95 ℃의 정제수를 이용하여 세척하였다.
(2) 상기 세척한 한라봉 박에 대하여 20배 중량의 4%(w/w) NaOH 수용액을 첨가한 후 물 및 NaOH를 적절히 이용하여 pH를 12.0으로 조정하였다. 이후, 상기 혼합 용액을 400 rpm으로 3시간 동안 교반하며 알칼리 추출하였다. 이후, 100 메쉬의 여과포를 이용하여 여과한 잔사를 95 ℃의 정제수를 이용하여 세척하였다. 상기 알칼리 추출, 여과 및 세척 단계를 2회 반복 수행하였다.
(3) 상기 한라봉 박 알칼리 추출 잔사에 대하여 20배 중량의 1 N HCl 수용액을 첨가한 후 물 및 HCl을 적절히 이용하여 pH를 4.0으로 조정하였다. 이후, 상기 혼합 용액을 300 rpm으로 2시간 동안 교반하며 산처리하였다. 이후, 100 메쉬의 여과포를 이용하여 여과한 잔사를 95 ℃의 정제수를 이용하여 세척하였다. 상기 산처리, 여과 및 세척 단계를 2회 반복 수행하였다.
(4) 상기 한라봉 박 산처리 잔사에 대하여 20배 중량의 4%(w/w) NaClO 수용액을 첨가한 후 400 rpm으로 3시간 동안 교반하며 탈색 처리하였다. 이후, 100 메쉬의 여과포를 이용하여 여과한 잔사를 95 ℃의 정제수를 이용하여 세척하였다. 상기 탈색 처리, 여과 및 세척 단계를 2회 반복 수행하였다.
(5) 상기 한라봉 박 탈색 결과물을 95%(w/w) 에탄올로 세척한 후 50 ℃의 열풍건조기로 24 시간 동안 건조하여 식이섬유를 제조하였다. 상기 식이섬유를 80 메쉬 입자로 분쇄하였다.
<실험예>
하기의 각 실험은 3번 반복하여 수행하였으며, 하기 실험예에서는 측정값의 평균값을 나타내었다.
실험예 1. 총식이섬유 함량(total dietary fiber content; TDF) 측정
본 발명의 실시예에 따라 제조된 식이섬유의 총식이섬유 함량을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1 및 도 2에 나타내었다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 감귤류 부산물을 이용하여 제조한 식이섬유의 성분 분석을 의뢰하여 얻은 시험ㅇ검사성적서이다.
하기 표 1 및 도 2에서, 불용성 식이섬유 및 총식이섬유 함량은 식품공전 고시 제 2019-89호(2019.10.14)(제 8. 일반시험법 ▶ 2. 식품성분시험법 ▶ 2.1 일반성분시험법 ▶ 2.1.4 탄수화물 ▶ 2.1.4.3 식이섬유) - 가. 효소-중량법을 이용하여 측정하였다.
| 분석항목 | 분석결과 |
| 물불용성 식이섬유(%) | 80.34 |
| 총식이섬유(%) | 90.92 |
| 조단백질(%) | 0.16 |
| 조지방(%) | 0.59 |
| 조회분(%) | 5.15 |
표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 식이섬유의 총식이섬유 함량은 90 %를 초과하는 것으로 나타났다.
실험예 2. 식이섬유의 보수력(water holding capacity; WHC) 측정
본 발명의 실시예에 따라 제조된 식이섬유의 보수력을 확인하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
식이섬유의 보수력은 물리적인 힘 등을 가하였을 때에 식이섬유가 수분을 유지하려는 힘을 의미하며, 상기 식이섬유의 보수력으로 인해 장내 부피증가, 이로 인한 절식 효능, 변비 개선의 효능 등을 나타내므로 식이섬유 기능의 지표라 할 수 있다.
상기 보수력은 식이섬유의 종류와 구조에 따라 차이가 발생하며, 일반적으로 셀룰로오스와 리그닌 등 불용성 식이섬유는 낮은 보수력을 나타내고, 펙틴, 검류 및 글루칸 계열 등 수용성 식이섬유는 높은 보수력을 나타낸다.
상기 식이섬유의 보수력은 시료 5 g에 125 g의 증류수를 첨가한 다음 충분히 혼합하여 균질화하였다. 이후, 원심분리(1200 g, 15분)를 실시하고 상등액을 제거하였다.
그리고, 상기 원심분리관 내의 상등액을 제거한 침전물(원심분리관 및 침전물)의 무게(W1)와 원심분리관의 무게(W2)를 측정한 후, 상기 W1과 W2의 무게 차이를 보수력으로 평가하였다. 구체적으로는 다음 식으로 구하였다. 하기 식에서 W0은 건조시료의 무게이다.
WHC = (W1-W2-W0)/W0
| 구분 | 원심분리관 및 침전물의 무게 (W1) |
원심분리관의 무게(W2) | 시료 무게 (W0) |
보수력 (물 g/고형분 g) |
| 실시예 | 9.64 | 6.84 | 0.11 | 24.45 |
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 식이섬유는 보수력이 현저히 높은 것을 알 수 있다. 시판 알파-셀룰로오스 식이섬유의 경우 보수력이 4.43 (물 g/고형분 g)이므로, 본 발명에 따른 식이섬유가 시판 알파-셀룰로오스 식이섬유에 비해 약 5.5배 이상 높은 값을 나타내었다.
이러한 결과는 현저히 높은 값 범위의 보수력으로, Ang(1991)은 셀룰로오스의 경우 입자크기가 작을수록 보수성이 증가하여 섬유길이에 따라 4 ~ 10배를 유지한다고 보고하였는데, 알파 셀룰로오스의 보수력은 이와 비교적 잘 일치하는 값 범위이었고, 시판용 펙틴과도 비슷하였다. 반면, 본 발명에 따른 식이섬유는 약 24배의 물을 흡착하므로 통상의 식이섬유의 물 흡착력이 약 4배임을 고려할 때(Cadden, 1987), 현저히 높은 물을 흡수하는 특징을 갖는 것을 확인하였다.
실험예 3. 식이섬유의 점도 측정
본 발명의 실시예에 따라 제조된 식이섬유의 점도를 확인하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
일반적으로 수용성 식이섬유는 물과 만나 겔을 형성하여 점도를 증가시키며, 불용성 식이섬유는 유화를 실시한 제제 내에서 압력에 의해 점도를 형성하게 된다.
유화 제제 내 점도 증가는 RTH(Ready to Hang) 환자식 적용 시 점도 증가로 인해 투여에 어려움이 있을 뿐만 아니라, 소화기관에서의 작용율이 떨어지는 문제가 있기 때문에 유화 제제 내 식이섬유의 점도 안정성은 식이섬유 범용성의 지표가 될 수 있다.
상기 식이섬유의 점도는 증류수에 시료를 첨가하여 혼합한 후 식이섬유 첨가량에 따라 점도가 증가하는 상대 비율(%)을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
| 식이섬유 첨가량(중량%) | 점도 증가 비율(%) |
| 1 | 9.3 |
| 2 | 15.3 |
| 3 | 25.5 |
| 4 | 43.1 |
| 5 | 73.3 |
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 식이섬유는 시판 알파-셀룰로오스 식이섬유와 유사한 점도 증가 비율을 나타내었다.
실험예 4. 식이섬유의 소화율 평가
본 발명의 실시예에 따라 제조된 식이섬유의 시험관내 소화율을 확인하고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 하기 실험은 효소에 의해 소화된 환원당을 DNS 시약을 이용하여 샘플 1 g당 생성된 환원당의 양을 확인하는 방법이다.
실시예에 따라 제조된 식이섬유 시료 5 g에 100 mL의 증류수를 첨가하고 90 ℃에서 10분 동안 호화시킨 후 식혔다. 상기 식힌 시료 5 g에 37 ℃의 증류수 30 mL를 첨가하였다. 상기 혼합 용액에 1 M HCl을 첨가하여 pH를 2.5로 조절한 후 핫플레이트에서 교반하면서 온도를 37 ℃로 조정하였다. 상기 pH가 조정된 혼합용액에 10 % 펩신을 100 ㎕ 첨가하였다. 30분 동안 반응시킨 후 1 M sodium acetate를 이용하여 pH를 6.0으로 조정하였다.
상기 pH 조정된 반응물 1 mL를 빈 시험관에 첨가한 후 50% 에탄올 4 mL를 첨가하였다. 이후, 아밀로글루시다아제 100 ㎕ 및 판크레아틴 5 mL를 첨가하고 100 mL로 정용한 후 37 ℃에서 100 rpm으로 교반하며 반응시켰다. 0분, 10분, 20분, 40분, 60분, 120분 동안 반응시킨 후 1 mL를 취하여 빈 실험관에 넣고 50% 에탄올 4 mL를 첨가한 후 1200 x g에서 5분 동안 원심분리하였다. 이후, 원심분리 상층액 1 mL, DNS 시약 1 mL 및 증류수 2 mL를 혼합하고 100 ℃의 수욕에서 10 분 동안 반응시킨 후 540 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 이를 생성된 환원당의 함량으로 환산하였다.
| 구분 | 0분 | 10분 | 20분 | 40분 | 60분 | 120분 |
| 실시예 | 3.3 mg/g | 3.6 mg/g | 4.2 mg/g | 4.6 mg/g | 5.5 mg/g | 7.8 mg/g |
| 시판 알파-셀룰로오스 식이섬유 | 3.5 mg/g | 4.1 mg/g | 4.9 mg/g | 5.4 mg/g | 6.6 mg/g | 9.7 mg/g |
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 식이섬유가 시판 식이섬유에 비해 소화율이 낮은 것을 알 수 있다.
이러한 결과로 인해, 본 발명의 식이섬유가 인간의 소화 효소에 의한 가수분해(소화)에 대하여 바람직한 수준의 저항성을 제공하는 것을 확인하였다.
실험예 5. 식이섬유의 지방흡착능(oil absorption capacity; OAC) 평가
본 발명의 실시예에 따라 제조된 식이섬유의 지방흡착능을 확인하고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
지방흡착능(보유능)은 Lin 등의 방법(1974)에 따라 측정하였다. 시료 0.2 g과 올리브 오일 10 mL를 혼합한 후 볼텍스믹서로 1 분 동안 교반한 다음 실온에서 1 시간 동안 15 분마다 5초 동안 교반한 후 1600 g에서 10 분 동안 원심분리하였다. 이후, 상층액을 제거하고 여지 상에서 45ㅀ로 기울여 30분 동안 방치한 후 침전물(원심분리관 및 침전물)의 무게(W1)와 원심분리관의 무게(W2)를 측정하였고, 지방흡착능(시료 고형분 g 당 오일 g)을 다음과 같이 계산하였다.
OAC = (W1-W2-W0)/W0
| 구분 | 원심분리관 및 침전물의 무게 (W1) |
원심분리관의 무게(W2) | 시료 무게 (W0) |
지방흡착능 (오일 g/고형분 g) |
| 실시예 | 7.43 | 6.84 | 0.11 | 4.36 |
상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 식이섬유는 지방흡착력이 비교적 높은 것을 알 수 있다. 시판 알파-셀룰로오스 식이섬유의 경우 지방흡착력이 4.92 (오일 g/고형분 g)이므로, 본 발명에 따른 식이섬유가 시판 알파-셀룰로오스 식이섬유과 유사한 지방흡착력을 나타내었다.
비록 본 발명이 상기에 언급된 바람직한 실시예로서 설명되었으나, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 또한, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함한다.
Claims (11)
- (1) 감귤류의 과피 및 착즙부산물 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 감귤류 부산물을 준비하는 단계;
(2) 상기 (1) 단계에서 준비한 감귤류 부산물을 알칼리 용액을 이용하여 pH 11.0 내지 13.0에서 추출하고 여과하여 알칼리 추출 잔사를 수득하는 단계;
(3) 상기 (2) 단계에서 수득한 추출 잔사를 산 용액을 이용하여 pH 3.0 내지 5.0에서 산처리하고 여과하여 산처리 잔사를 수득하는 단계;
(4) 상기 (3) 단계에서 수득한 산처리 잔사를 탈색하는 단계; 및
(5) 상기 (4) 단계에서 수득한 탈색된 결과물을 세척 및 건조하는 단계를 포함하는 감귤류 부산물을 이용한 고순도 식이섬유의 제조방법으로서,
상기 (4) 단계에서의 탈색은 상기 (3) 단계에서 수득한 산처리 잔사에 2 내지 5%(w/w)의 차아염소산나트륨 수용액을 상기 산처리 잔사 중량에 대하여 7 내지 20배의 중량으로 첨가한 후, 100 내지 1000 rpm으로 교반하며 2 내지 5 시간 동안 수행되는 것이고,
상기 식이섬유는 총식이섬유 함량이 90% 내지 100%인 것을 특징으로 하는, 감귤류 부산물을 이용한 고순도 식이섬유의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 감귤류는 밀감, 한라봉(부지화), 천혜양, 청견, 금귤 및 유자 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 감귤류 부산물을 이용한 고순도 식이섬유의 제조방법. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
(2) 단계에서의 상기 알칼리 용액은 수산화나트륨, 수산화칼슘, 및 수산화칼륨 중에서 선택된 1종 이상의 수용액인 것을 특징으로 하는 감귤류 부산물을 이용한 고순도 식이섬유의 제조방법. - 제1항에 있어서,
(2) 단계에서의 상기 추출은 2 내지 5%(w/w)의 알칼리 용액을 감귤류 부산물 중량에 대하여 7 내지 20배의 중량으로 첨가한 후, 100 내지 1000 rpm으로 교반하며 2 내지 5 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 감귤류 부산물을 이용한 고순도 식이섬유의 제조방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
(3) 단계에서의 상기 산 용액은 염산, 인산 및 초산 중에서 선택된 1종 이상의 수용액인 것을 특징으로 하는 감귤류 부산물을 이용한 고순도 식이섬유의 제조방법. - 제1항에 있어서,
(3) 단계에서의 상기 산처리는 0.5 내지 1.5 N의 농도를 갖는 산 용액을 상기 (2) 단계에서 수득한 추출 잔사 중량에 대하여 7 내지 20배의 중량으로 첨가한 후, 100 내지 1000 rpm으로 교반하며 2 내지 5 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 감귤류 부산물을 이용한 고순도 식이섬유의 제조방법. - 삭제
- 제1항, 제2항, 제5항, 제6항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항에 의해 제조된 감귤류 부산물을 이용한 고순도 식이섬유를 포함하는 식품 조성물.
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