KR102632334B1 - 기능성이 증진된 귀리 페이스트 및 이를 이용한 음료 제조방법 - Google Patents

기능성이 증진된 귀리 페이스트 및 이를 이용한 음료 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기능성이 증진된 두유 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로, 볶음 귀리 페이스트를 포함하는 귀리두유 제조방법, 및 상기 제조방법으로 제조된 귀리 두유에 관한 것이다.

Description

기능성이 증진된 귀리 페이스트 및 이를 이용한 음료 제조방법 {A oat paste with enhanced functionality and beverage manufacturing method using the same}
본 발명은 기능성이 증진된 두유 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로, 볶음 귀리 페이스트를 포함하는 귀리두유 제조방법, 및 상기 제조방법으로 제조된 귀리 두유에 관한 것이다.
대두(soybean)는 고대 중국 만주지방이 원산지로 양질의 단백질이 40% 이상 함유되어 있어 수세기 동안 우리나라, 중국, 일본 등에서 주요 단백질 공급원이 되어 왔다. 또한 대두에는 철, 불포화지방산, 나이신(niacin)등의 영양성분을 비롯하여 항암, 항균, 항산화 등의 기능성을 나타내는 이소플라본(isoflavone), 피트산(phytic acid), 피토스테롤(phytosterol), 사포닌(saponin), 식이섬유 등 다양한 생리활성 물질도 함유되어 있어, 대두 가공품들이 더욱 주목을 받고 있다. 대두 가공품 중 두유는 대두를 추출하여 음료의 형태로 가공한 대표적인 대두 가공식품이다. 두유는 수용성 단백질과 불포화지방산 함량이 높고 라이신 등의 아미노산 함량이 높아 곡류 위주의 식습관으로 결핍되기 쉬운 영양 성분의 보충이 가능하여 널리 음용되어 왔다. 또한, 두유는 동맥경화증 등 성인병을 일으킬 수 있는 포화지방산이 아닌 불포화지방산을 함유하고 있을 뿐만 아니라, 체질의 산성화를 막는 데 효과가 있는 알칼리 성분을 많이 함유하고 있다.
최근 건강을 중시하는 사회 분위기와 맞물려 소비량이 증가하고 있으며, 영양과 맛이 뛰어난 검은콩, 녹차, 검은깨를 사용한 두유와 칼슘, 과즙, 이소플라본과 뉴클레오타이드 등을 첨가하여 기능성을 강화한 다양한 두유 제품이 출시되고 있다(한국공개특허 제2018-0007530).
귀리는 세계 슈퍼푸드 10대 식품 중 유일한 곡물로 다른 곡류에 비해 단백질 함량이 매우 높고, 비타민 B 함량도 많다. 다른 작물은 단백질 함량이 높으면 라이신 함량이 떨어지는 경우가 많지만 귀리의 라이신 함량은 총 단백질 함량과 상관없이 일정하다. 또한, 양질의 불포화지방산이 약 80%로 높으며, 식이섬유 및 베타글루칸이 많아 콜레스테롤 수치를 낮춰주어, 심장병, 당뇨병 환자들에게 아주 좋아 선진국에서는 귀리에 대한 관심이 높다. 그러나 귀리는 쌀에 비해 작물 특성상 구조가 단단하고 특이한 냄새와 맛을 갖고 있어 다양하면서도 차별화된 가공기술 및 그 제품 개발이 필요하다.
이와 같은 배경 하에, 본 발명자들은 귀리를 이용한 가공식품을 예의연구 노력한 결과, 귀리를 볶음전처리 후 페이스트 제조 시, 귀리 내 기능성 성분의 손실이 감소되고, 항산화 효능이 증진되는 것을 확인하고, 귀리의 유용한 영양성분은 그대로 포함하고, 귀리 풍미가 향상된 볶음 귀리 페이스트를 포함하는 두유를 제조함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 하나의 목적은 대두액에 볶음 귀리 페이스트를 혼합하는 단계를 포함하는, 귀리두유의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 제조 방법을 통해 제조된, 귀리두유를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 대두액 및 볶은 귀리 페이스트를 포함하는 식품 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 대두액에 볶음 귀리 페이스트를 혼합하는 단계를 포함하는, 귀리두유의 항산화 기능 증진방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 대두액에 볶음 귀리 페이스트를 혼합하는 단계를 포함하는, 귀리두유의 아베난쓰라마이드의 손실 감소방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양태는 대두액에 볶음 귀리 페이스트를 혼합하는 단계를 포함하는, 귀리두유의 제조방법을 제공한다.
과거에 비해 동물성 식품의 섭취가 증가된 한국인의 식습관은 다양한 질병을 유발하는 원인이 되고 있다. 대두는 골다공증의 예방, 항암작용, 혈중 콜레스테롤 저하, 및 항산화 작용 등을 하는 다양한 성분들을 함유하고 있어, 기능성 식품의 좋은 소재로 활용할 수 있다. 귀리 또한 세계 슈퍼푸드 중 하나로 다양한 기능성을 가지고 있다. 특히, 귀리를 볶음 전처리한 후, 페이스트로 제조하면 귀리 내 기능성 성분의 손실이 감소되고, 항산화 효능이 증진되는 것을 확인한 바, 본 발명은 귀리와 대두를 첨가하여 귀리의 유용한 영양성분은 그대로 포함하고, 귀리 풍미가 향상된 기능성이 우수한 두유를 제조하는 방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 귀리두유의 제조방법은 (a) 대두를 탈피한 후 반할분리 단계; (b) 상기 대두를 삶는 단계; 및 (c) 삶아진 대두를 정제수를 투입하여 습식 마쇄하여 두유액을 얻는 단계; (d) 상기 두유액에 볶은 귀리 페이스트를 혼합하는 단계; (e) 상기 혼합물을 균질화하는 단계; 및 (f) 상기 균질화된 두유액을 멸균하는 단계;를 포함하는 방법에 의해 제조된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 예로, (a) 대두를 탈피한 후 반할분리하는 단계를 수행할 수 있다. 구체적으로 대두를 입자분리기에서 크기별로 분리된 콩은 탈피기에서 대, 중, 소 크기별로 분리되어 반할 된다. 반할된 콩은 탈피분리기로 이송된다. 탈피기에서 크기별로 반할된 콩이 탈피분리기에서 두피, 먼지 등을 분리하고 콩은 승강기를 통하여 반할분리기로 이송된다. 먼지, 두피 등은 집진시설을 통하여 두피실 두피저장탱크로 이송 된다. 반할 분리기에서는 탈피기에서 반할 되지 않은 콩과 반할 된 콩을 분리한다. 반할 분리기에서 반할 되지 않은 콩은 다시 입자분리기로 보내어져 다시 반할하는 과정을 거치고, 반할된 콩은 저장탱크로 이송될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 대두는 껍질을 제거하여 사용할 수 있다. 껍질이 제거된 두유를 사용함으로써 두유의 풍미와 맛을 향상시킬 수 있다.
일 예로, (b) 상기 대두를 삶는 단계를 수행할 수 있다. 구체적으로, 쿡커(cooker)를 이용하여 콩을 삶을 수 있다. 쿡커안에 나사모양의 스크류가 돌아가면서 콩을 밀어주며, 쿡커는 온수를 채워 스팀을 가동시킬 수 있다. 상기 온수의 온도는 88 내지 99℃로 유지될 수 있다. 더욱 구체적으로, 탈피과정을 마친 콩을 쿡커에 투입하고 스크류를 가동하여 콩을 이송한다. 콩의 투입 양과 스크류 속도는 호퍼를 이용해 조절할 수 있다. 콩이 쿡커에 투입되어 통과하면서 세척이 이루어진다. 쿡커의 온도가 조건에 맞지 않으면 콩이 잘 안 삶기고 비린내가 날 수 있다. 삶아진 콩은 물과 함께 이송펌프로 분리기에 이송되며, 분리기에서 이송된 콩과 물은 원통모양의 분리기가 돌아가면서 물과 삶아진 콩을 분리한다. 물은 원통의 작은 구멍으로 빠져나와 다시 쿡커로 들어가고 정상적으로 분리된 콩은 그라인더로 들어가 마쇄공정에 들어갈 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 대두를 삶는 공정을 통하여 대두 세포벽을 파괴하고, 조직을 연화시켜 마쇄시 부하를 감소시킬 수 있고, 효소의 불활성화를 통하여 콩 비린내 발생을 억제할 수 있다.
일 예로, (c) 상기 삶아진 대두에 정제수를 투입하고, 습식 마쇄하여 두유액을 얻는 단계를 수행할 수 있다. 구체적으로, 삶아진 콩에 정제수를 공급하여 커트 형식의 그라인더로 마쇄할 수 있다. 그라인더에서는 대두 원유의 농도와 pH를 조정하는데 농도는 밸브로 정제수량을 조절하며 농도는 7.0 내지 11.0로 유지한다. 농도가 조건에 맞지 않을 경우 밸브를 통해 정제수량을 조절할 수 있다. 이후, 마쇄공정을 마친 원두유가 탱크에 받아지면 이송펌프를 이용해 데칸타로 보내지고, 데칸타로 이송된 원두유는 원심분리에 의해 비지는 밖으로 빠져 진공펌프를 통해 비지 저장탱크로 이송된다. 비지가 분리된 원두유는 이송라인을 통하여 2차 열교환기로 이송된다. 비지를 분리하는 데칸타 내부압 2 내지 4Bar, 송출량은 3,000L/hr이하로 유지하고 침전물은 0.5mL/10mL이하의 조건으로 수행할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 상기 조건이 맞지 않으면 원두유와 비지분리가 정상적으로 이루어지지 않게 된다. 이러한 과정을 통하여 두유액을 얻을 수 있다.
일 예로, (d) 상기 두유액에 볶은 귀리 페이스트를 혼합하는 단계를 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 (d)단계의 볶음 귀리 페이스트는 (i) 귀리를 볶음 전처리하는 단계; 및 (ii) 상기 볶음 전처리한 귀리를 이용하여 페이스트를 제조하는 단계를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 (i) 단계의 귀리 볶음 전처리는, 180℃내지 280℃에서, 15분 내지 45분 동안 이루어지는 것이며, 상기 (ii)단계의 페이스트 제조방법은 (a) 귀리에 정제수를 투입하여 추출하는 단계; (b) 상기 추출액에 효소를 처리하는 단계;를 포함하는 것일 수 있고,
상기 (ii)단계의 페이스트는 (a) 정제수를 투입하여 추출하는 단계; (b) 상기 추출액에 액화효소 및 당화효소를 처리하여 효소분해를 하는 단계; (c) 상기 효소분해 후 효소를 불활성화 시키는 단계; (d) 상기 효소불활성화 된 추출액을 여과하는 단계; (e) 상기 여과액을 농축하는 단계; 및 (f) 농축액을 살균하는 단계;를 포함하는 방법에 의해 제조된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 더욱 구체적으로, 상기 (b)단계의 액화효소는 알파아밀라제 일 수 있으며, 당화효소는 글루코아밀라제 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 예로, 액화효소 및 당화효소를 귀리 추출물 100 중량부에 대하여 0.6 내지 1.0 중량부 첨가될 수 있다. 상기 효소반응은 50℃ 내지 70℃, 2시간 내지 5시간에서 수행되는 것일 수 있으며, 구체적으로, 60℃, 3시간에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 용어, "페이스트(paste)"는 갈거나 개어서 풀처럼 만드는 식품을 의미한다. 본 발명에서 페이스트는 도 1의 모식도와 같은 방법으로 제조하였으며, 귀리의 전처리에 따라 페이스트 제조 후, 기능성 성분이 달라짐을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 목적상 상기 제조방법으로 제조된 볶음 귀리 페이스트는 페이스트 가공 중 아베난쓰라마이드의 손실량이 감소된 것일 수 있고, 가공 후 항산화 활성이 증진된 것일 수 있으므로, 볶음 귀리 페이스트가 포함된 기능성 두유도 아베난쓰라마이드의 손실량이 감소되고, 가공 후 항산화 활성이 증진된 것임을 알 수 있다.
본 발명의 목적상 볶음 귀리 페이스트는 전체 두유액 함량 대비 0.01 내지 10%(w/v)를 포함할 수 있으며, 구체적으로, 0.05 내지 8%(w/v), 0.1 내지 5%(w/v), 0.5 내지 3%(w/v)일 수 있으며, 더욱 구체적으로, 1%(w/v)일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 볶음 귀리 페이스트를 전체 두유액 함량 대비 2% 이상 포함하거나, 1% 미만으로 포함하는 경우, 관능평가에서 음용감이나 고소한 맛이 떨어질 수 있다.
일 예로, (e) 상기 혼합물을 균질화하는 단계를 수행할 수 있다. 구체적으로, 물리적 방법으로 균질화 단계를 수행할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 예를 들면 고압형 균질기, 기계적 분산, 초음파 분산 등의 방법을 사용할 수 있다. 상기 혼합물에 고압의 충격을 주어 미립자로 균일하게 만들 수 있으며, 이에 따라 소화 흡수력이 증진될 수 있고, 침전 및 분리가 억제되고, 안정성이 증진되어 장기간 보존할 수 있다.
일 예로, (f) 상기 균질화된 두유액을 멸균하는 단계를 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 두유를 용기에 포장하고, 멸균하는 단계를 수행할 수 있으며, 레토르트 멸균을 수행할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 구체적으로, 레토르트 멸균 조건은 125℃ 내지 130℃의 온도에서 3 내지 4.5 kg/cm2의 압력으로 10 내지 15분간 수행할 수 있으며, UHT 멸균조건은 139℃ 내지 150℃ 온도에서 15 내지 40초 수행할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 용어, "귀리"는 타 곡물에 비해 단백질과 지질이 풍부하고, 불포화지방산이 다량 함유되어 있다. 또한, 라이신 등의 필수아미노산이 풍부하며, 비타민 B군, 비타민 E, 미네랄도 풍부하며, 식이섬유인 베타글루칸(β-glucan)도 다량 함유되어 있어 식품학적 가치가 매우 높은 작물로 인식되고 있다(Han et al., 2014; Marshall et al., 1992). 특히, 귀리에 다량 함유되어 있는 식이섬유인 베타 글루칸은 체내의 소화기관에서 분해되지 않고 점도를 유지하며 담즙산과 결합하여 몸 밖으로 배출되는데, 이로 인해 체내에서는 배출된 담즙산의 재생산을 위하여 대장에서 콜레스테롤의 전구물질을 몸 밖으로 배출시키는 효과가 있음이 알려져 있다. 본 발명에서 귀리 페이스트를 제조하기 위해 사용할 수 있는 귀리에 적합하기만 하면, 그 품종에 제한되지 않으며, 일 예로 국내 육성 쌀귀리 '대양' 품종을 이용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 용어, "베타글루칸(β-glucan)"은 다당류의 일종으로 면역증강작용을 가지고 있으며 효모의 세포벽, 버섯류, 곡류 등에 존재한다고 알려져 있으며, 또한, 인간 정상 세포의 면역기능을 활성화시켜 암세포의 증식과 재발을 억제하고 혈당과 혈중 콜레스테롤을 감소시키며 지질대사를 개선하여 체지방 형성과 축적을 억제한다고 알려져 있다.
본 발명의 용어, "아베난쓰라마이드(avenanthrimide)"는 항산화제로서 활성 산소를 저해하는 것으로 알려져 있다. 상기 아베난쓰라마이드는 아베난쓰라마이드-A, 아베난쓰라마이드-B, 아베난쓰라마이드-C, 아베난쓰라마이드-O, 아베난쓰라마이드-P으로 분류될 수 있다.
본 발명의 용어, "항산화 성분"은 귀리의 다양한 성분 중 항산화 효과에 특히 기여하는 성분을 총칭한다. 당업계에 공지된 바에 의하면 귀리는 일반적으로 항산화 활성을 갖는 것으로 알려진 폴리페놀 및 플라보노이드를 포함한다. 따라서, 본 발명에서 항산화 성분은 폴리페놀 또는 플라보노이드일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 귀리의 성분으로써 항산화 활성을 나타내는 물질을 제한없이 포함한다.
본 발명의 구체적인 일 실시예에서는, 귀리의 볶음전처리 및 페이스트 제조 시 기능성분 손실감소/증진 및 항산화 성분 함량 증가 및 항산화 활성 증진의 우수성을 확인하기 위하여, 전처리를 달리한 귀리 분말 및 페이스트의 아베난쓰라마이드 및 베타글루칸의 함량을 확인하였으며(표 1 내지 표 3), 전처리를 달리한 귀리 분말 및 페이스트 내 항산화 활성 비교를 위하여 DPPH 및 ABTS 값을 측정하고(표 4), 항산화 성분 확인을 위하여 볶음귀리 분말 및 볶음귀리 페이스트 내 폴리페놀 함량을 비교하고(표 4), 볶음귀리 페이스트 내 플라보노이드 값을 측정하였으며(표 5), 전처리를 달리한 귀리 분말 및 페이스트 내 당 조성 및 함량을 비교하고(표 5 내지 표 6), 전처리를 달리한 귀리 페이스트의 특성을 비교하였다(표 7 내지 표 11). 그 결과, 다른 전처리에 비하여 볶음 전처리 이후 귀리 페이스트를 제조할 경우에 항산화 활성이 증진되고, 기능성 성분 손실이 감소됨을 확인하였다.
이는 볶음 귀리페이스트를 포함한 두유에서도 기능성 성분의 손실이 감소되고, 항산화 성분 등은 향상된 기능성 두유를 제조할 수 있음을 시사하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 하나의 양태는, 대두액에 볶음 귀리 페이스트를 혼합하는 단계를 포함하는, 귀리 두유의 항산화 기능 증진방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 하나의 양태는, 대두액에 볶음 귀리 페이스트를 혼합하는 단계를 포함하는, 귀리 두유의 아베난쓰라마이드의 손실 감소방법을 제공한다.
상기 용어, "귀리", "페이스트", "항산화", 및 "아베난쓰라마이드" 등은 상기에서 서술한 바와 같다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 하나의 양태는, 대두액 및 볶은 귀리 페이스트를 포함하는 식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 용어, "식품"은 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올음료, 비타민 복합제, 건강 기능 식품 및 건강식품 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 식품을 모두 포함하며, 상기 귀리 페이스트가 포함될 수 있는 한, 이에 제한되지 않는다.
상기 건강기능(성) 식품(functional food)이란, 특정보건용 식품(food for special health use, FoSHU)과 동일한 용어로, 영양 공급 외에도 생체조절기능이 효율적으로 나타나도록 가공된 의학, 의료효과가 높은 식품을 의미한다. 여기서 "기능(성)"이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다. 본 발명의 식품은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조가능하며, 상기 제조시에는 당업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한 상기 식품의 제형 또한 식품으로 인정되는 제형이면 제한 없이 제조될 수 있다.
상기 건강식품(health food)은 일반식품에 비해 적극적인 건강유지나 증진 효과를 가지는 식품을 의미하고, 건강보조식품(health supplement food)은 건강보조 목적의 식품을 의미한다. 경우에 따라, 건강 기능 식품, 건강식품, 건강보조식품의 용어는 호용된다.
구체적으로, 상기 건강기능 식품은 본 발명의 귀리 페이스트를 음료, 차류, 향신료, 껌, 과자류 등의 식품소재에 첨가하거나, 캡슐화, 분말화, 현탁액 등으로 제조한 식품으로, 이를 섭취할 경우 건강상 특정한 효과를 가져오는 것을 의미하나, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용이 없는 장점이 있다.
상기 식품조성물은 생리학적으로 허용 가능한 담체를 추가로 포함할 수 있는데, 담체의 종류는 특별히 제한되지 않으며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 담체라면 어느 것이든 사용할 수 있다.
또한, 상기 조성물은 식품 조성물에 통상 사용되어 냄새, 맛, 시각 등을 향상시킬 수 있는 추가 성분을 포함할 수 있다. 예들 들어, 비타민 A, C, D, E, B1, B2, B6, B12, 니아신(niacin), 비오틴(biotin), 폴레이트(folate), 판토텐산(panthotenic acid) 등을 포함할 수 있다. 또한, 아연(Zn), 철(Fe), 칼슘(Ca), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 구리(Cu) 등의 미네랄을 포함할 수 있다. 또한, 라이신, 트립토판, 시스테인, 발린 등의 아미노산을 포함할 수 있다.
또한, 상기 조성물은 방부제(소르빈산 칼륨, 벤조산나트륨, 살리실산, 데히드로초산나트륨 등), 살균제(표백분과 고도 표백분, 차아염소산나트륨 등), 산화방지제(부틸히드록시아니졸(BHA), 부틸히드록시톨류엔(BHT) 등), 착색제(타르색소 등), 발색제(아질산 나트륨, 아초산 나트륨 등), 표백제(아황산나트륨), 조미료(MSG 등), 감미료(둘신, 사이클레메이트, 사카린, 나트륨 등), 향료(바닐린, 락톤류 등), 팽창제(명반, D-주석산수소칼륨 등), 강화제, 유화제, 증점제(호료), 피막제, 검기초제, 거품억제제, 용제, 개량제 등의 식품 첨가물(food additives)을 포함할 수 있다. 상기 첨가물은 식품의 종류에 따라 선별되고 적절한 양으로 사용 될 수 있다.
상기 귀리 페이스트는 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 혼합양은 그의 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에 본 발명의 식품 조성물은 식품 또는 음료에 대하여 50 중량부 이하, 구체적으로 20 중량부 이하의 양으로 첨가될 수 있다. 그러나 건강 및 위생을 목적으로 장기간 섭취할 경우에는 상기 범위 이하의 함량을 포함할 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
본 발명의 식품 조성물의 일 예로 건강음료 조성물로 사용될 수 있으며, 이 경우 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드; 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드; 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드; 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜일 수 있다. 감미제는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제; 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 mL 당 일반적으로 약 0.01 ~ 0.04 g, 구체적으로 약 0.02 ~ 0.03 g이 될 수 있다.
상기 외에 건강음료 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산, 펙트산의 염, 알긴산, 알긴산의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올 또는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 천연 과일주스, 과일주스 음료, 또는 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부당 0.01 ~ 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
본 발명의 귀리두유 제조방법을 이용하면, 귀리의 유용한 영양성분은 그대로 포함하고, 귀리 풍미가 향상된 기능성이 두유를 제조할 수 있다.
도 1은 페이스트 제조공정을 나타내는 모식도이다.
도 2는 전처리를 달리한 귀리로 제조한 페이스트 사진이다.
도 3은 전처리를 달리한 귀리 분말 및 귀리 페이스트 내 DPPH 라디칼 소거능 및 ABTS 라디칼 소거능 값을 나타내는 그래프이다.
도 4는 전처리를 달리한 귀리 페이스트 내 플라보노이드 값을 비교하는 그래프이다.
도 5는 볶음 귀리 페이스트가 포함된 귀리 두유의 제조 공정도이다.
이하, 하기 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 전처리별 귀리 준비
1) 생귀리
: 국내 육성 쌀귀리 '대양' 품종을 이용하여 준비하였다.
2) 볶음귀리
: 상기 쌀귀리 '대양' 품종을 250℃에서 30분간 볶음처리 하여 준비하였다. 보다 구체적으로, 볶음처리 조건은 예비실험을 통해 정선된 귀리를 50g 정량하여 볶음기(FEC-006, Biotech, Incheon, Korea)에 넣고 150, 200, 및 250℃에서 각 15, 및 30분간 볶음공정을 거쳤다. 볶아진 시료를 분쇄하여 메탄올, 발효주정, 증류수를 50mL씩 가하여 24시간 실온에서 교반추출하였다. 추출물의 총 폴리페놀함량, 항산화 활성을 측정하였을 때, 250℃에서 30분에서 가장 항산화 활성이 높았다.
3) 찐귀리
: 상기 쌀귀리 '대양' 품종을 1시간동안 물에 침지한 뒤, 1시간 30분간 증숙하고, 10분간 뜸을 들인 뒤, 원적외선을 이용하여 50℃조건으로 건조하여 귀리 내 수분함량이 7 ~ 8%가 되도록 하여 준비하였다.
4) 발아귀리
: 상기 쌀귀리 '대양' 품종을 10℃에서 발아시킨 뒤, 발아 24시간(발아길이 3mm이내) 후, 원적외선을 이용하여 50℃조건으로 건조하여 귀리 내 수분함량이 7 ~ 8%가 되도록 하여 준비하였다.
실시예 2. 귀리 페이스트 제조
전처리를 달리하여 제조한 귀리를 이용하여 페이스트를 제조하였다.
보다 구체적으로, 상기 실시예 1에서 제조한 귀리를 정제수에 투입하여 90℃에서 30분 이상 추출하였으며, 액화효소 알파아밀라아제, 당화효소 글루코아밀라아제를 60℃에서 3시간 이상 처리하여 효소분해를 한 뒤, 90℃에서 효소를 불활성화하고, 80 메쉬의 진동체에서 여과한 뒤, 고형분 50% 이상이 되도록 농축하고, 90℃에서 60분간 살균하여 페이스트를 제조하였다(도 1 및 도 2).
실시예 3. 아베난쓰라마이드 함량 분석
먼저 페이스트 제조 전, 상기 실시예 1의 방법으로 전처리를 달리한 귀리 원곡 분말의 아베난쓰라마이드 함량(㎍/g페이스트)을 분석하였다.
보다 구체적으로, 귀리 원곡 분말 1g을 10mM Phosphate buffer(pH 2.8)에 80% 에탄올 100㎖ 침지하여 37℃에서 16시간 동안 Shaking Incubator(240 rpm)에서 교반 추출 3회를 실시하였다. 수득한 추출물은 와트만(Whatman) 2번 여과지로 여과하여 고형분을 제거하고, 감압농축기(N-1000, EYELA, 일본)를 이용하여 50℃에서 용매 성분을 제거하여 귀리 추출물을 수득하였다. 상기 제거한 고형분을 80% 에탄올로 재용해 하고, 위와 동일한 조건에서 추출하여 귀리 잔사의 추출물을 수득하였다. 귀리 추출물 및 귀리 잔사 추출물의 보관 시에는 질소 충전 후 -20℃에서 보관하였으며, 상기 추출물은 다음과 같은 UPLC 조건에서 아베난쓰라마이드 함량을 분석하였다(표 1).
그 결과, 표 2에서 볼 수 있듯이, 발아귀리 분말 내 아베난쓰라마이드 함량이 가장 높고, 생귀리 분말 내 아베난쓰라마이드 함량이 2 번째로 높은 것을 확인하였다.
이후, 상기 실시예 1 내지 2에서 제조한 전처리를 달리하여 제조한 귀리를 이용하여 페이스트를 제조하고, 이의 아베난쓰라마이드 함량을 상기와 동일한 방법으로 분석하였다.
그 결과, 표 3에서 볼 수 있듯이, 원곡 분말과 달리 볶음 전처리를 한 귀리 페이스트에서 아베난쓰라마이드의 함량이 가장 높았으며, 또한, 베타글루칸 함량도 높은 것을 확인하였다.
이를 통해, 분말 형태에서는 다른 전처리에 비하여 상대적으로 높지 않았던 볶음귀리 내 아베난쓰라마이드 및 베타글루칸 함량이, 페이스트 형태로 가공할 경우, 볶음귀리에서 가장 높아지는 것을 확인하여, 볶음귀리 전처리가 페이스트 가공 시 발생하는 아베난쓰라마이드와 같은 기능성분의 손실을 감소시켜, 아베난쓰라마이드 함량이 가장 높아지는 것을 확인하였다.
실시예 4. 항산화 활성 및 성분 분석
실시예 4-1. 항산화 활성
상기 실시예 1의 방법으로 전처리를 달리한 귀리 분말 및 실시예 1 내지 2의 방법으로 전처리를 달리하여 제조한 귀리 페이스트의 항산화 활성을 비교분석하였다.
구체적으로, 상기 항산화 활성은 DPPH(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) 및 ABTS(2,2'-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)를 통해 비교하였다.
보다 구체적으로, DPPH와 ABTS를 발색법을 이용하여 라디칼 소거능을 측정하는 방법으로 전처리별 귀리 추출물의 항산화 효능을 분석하였다. DPPH 라디칼 소거능은, DPPH 용액(0.2 mM) 1 mL을 볶음귀리 추출물 50 μL과 혼합하여 상온에서 30분간 반응시키고, 반응물은 96-well plate로 옮긴 후, 520 nm에서 흡광도를 측정하여 구하였으며, Trolox를 표준물질로 사용하여 비교 분석하였다. 결과는 mg of Trolox equivalent antioxidant capacity(TEAC)/g of extract로 표기하였다.
또한, ABTS 라디칼 소거능은, ABTS 7.4 mM과 potassium persulphate 2.6 mM을 혼합하여 암소에서 24시간 방치하여 라디칼을 생성시켰으며, 상기 반응 용액은 734 nm에서 흡광도 값이 1.0이 나오도록 증류수로 희석하여, 희석한 ABTS 반응 용액 1 mL에 볶음귀리 추출물 50 μL를 첨가하여 60분간 반응시켰고, 734 nm에서 흡광도를 측정하여 라디칼 소거능을 분석하였다. Trolox가 표준물질로 사용되었으며, 결과 값은 mg TEAC/g of extract로 표기하였다.
그 결과, 표 4 및 도 3에서 볼 수 있듯이, 분말 형태에서는 생귀리에서 가장 높은 ABTS 값이 측정되었고, 전처리한 분말 중에서는 발아귀리 분말에서 가장 높은 ABTS 값이 측정되었으나, 볶음 전처리 후 페이스트 형태일 때, ABTS가 월등하게 상승되어 ABTS 값이 가장 높은 것을 확인하였다. 또한, DPPH 값 역시, 생귀리, 찐귀리, 및 발아귀리 페이스트의 경우 분말 형태와 비교하여 페이스트 가공 후 DPPH 값이 감소하거나 비슷한 반면, 볶음 전처리를 한 페이스트에서 DPPH 값이 유의하게 증가하는 것을 확인하였다.
이를 통해, 볶음 전처리 후 페이스트를 가공할 경우, 항산화 활성을 나타내는 ABTS 및 DPPH 라디칼 소거능 값이 월등하게 증가하여, 높은 항산화 활성을 지니는 것을 확인하였다.
실시예 4-2. 폴리페놀 함량
상기 실시예 1의 방법으로 볶음 전처리 귀리 분말 및 실시예 1 내지 2의 방법으로 볶음 전처리를 하여 제조한 귀리 페이스트 내 항산화 성분인 폴리페놀의 함량을 비교·측정하였다.
그 결과, 표 5에서 볼 수 있듯이, 볶음 전처리를 한 분말 형태일 때 폴리페놀의 함량이 약 102.32인 반면, 볶음 전처리 후 페이스트 형태에서의 폴리페놀 함량은 약 285.37로 두 배 이상 증가한 것을 확인하였다.
이를 통해, 볶음 전처리 후 페이스트를 가공할 경우, 항산화 성분인 폴리페놀 함량이 월등하게 증가하는 것을 확인하였다
실시예 4-3. 플라보노이드 함량
상기 실시예 1 내지 2의 방법으로 전처리를 달리하여 제조한 귀리 페이스트 내 항산화 성분인 플라보노이드의 함량을 비교·측정하였다.
그 결과, 표 6 및 도 4에서 볼 수 있듯이, 볶음 전처리를 한 페이스트에서 항산화 성분인 플라보노이드 값이 약 12.15로 가장 높은 것을 확인하였다.
이를 통해, 볶음 전처리를 한 귀리 페이스트에서 항산화 성분인 플라보노이드 함량이 다른 전처리를 한 귀리와 비교하여 가장 높은 것을 확인하였다.
실시예 5. 당 조성 및 함량 분석
상기 실시예 1의 방법으로 전처리를 달리한 귀리 분말 내 당 조성을 분석하였다.
구체적으로, 당 조성 중 프럭토즈, 글루코즈, 및 말토즈의 함량을 분석하였다.
보다 구체적으로, 탈지한 시료 1g을 50㎖ 시험관에 넣은 후, 10㎖ 3차 증류수를 첨가한 뒤, Sonicator에서 수온을 30℃로 유지하면서 초음파를 통해 2시간동안 추출하였다. 추출물은 원심분리기를 이용하여 15,000 rpm에서 15분간 원심분리한 뒤, 상등액만 취득한 후, 0.45㎛ 필터를 통해 필터링하여 HPLC로 분석하였다. 분석을 위한 HPLC 용매 조건은 Acetonitrile : Water = 85 : 15(v/v)로 하고 유량(flow rate)은 1.5㎖/min으로 하였다.
또한, 상기 실시예 1 내지 2에서 제조한 전처리를 달리하여 제조한 귀리 페이스트 내 당 조성을 분석하였다.
그 결과, 표 7 내지 8에서 볼 수 있듯이, 분말 상태에서는 프럭토즈, 글루코즈, 및 말토즈의 함량이 없고, 전체 당 함량이 낮은 반면, 페이스트 제조 시, 전처리별 페이스트 전체적으로, 당 성분의 함량이 증가되는 것을 확인하였다.
이를 통해, 귀리 페이스트 제조 시, 분말 형태일 때보다 증진된 당 함량을 갖는 것을 확인하였다.
실시예 6. 귀리 전처리별 페이스트 특성
실시예 6-1. 고형분 함량 및 색도
상기 실시예 1에서 제조한 전처리를 달리한 귀리 페이스트의 고형분 함량 및 색도를 분석하였다.
구체적으로, 고형분 함량은 페이스트 15mL를 동결건조 한 자사의 무게로 나타내었으며, 함량색도는 색차계(CM-3500d, Minolta, Tokyo, Japan)를 이용하여, Hunter's value인 명도(L-value, lightness), 적색도(a-value, redness) 및 황색도(b-value, yellowness)를 측정하였다.
실시예 6-2. 식이섬유 함량
상기 실시예 1에서 제조한 전처리를 달리한 귀리 페이스트의 식이섬유 함량을 분석하였다.
실시예 6-3. 조단백, 조지방, 및 회분 함량
상기 실시예 1에서 제조한 전처리를 달리한 귀리 페이스트의 조단백, 조지방, 및 회분 함량을 분석하였다.
상기의 실시예들을 통해, 볶음 전처리 후 페이스트 형태로 가공할 경우, 다른 전처리 또는 분말 형태일 때 보다 항산화 활성 및 항산화 성분의 함량이 월등히 우수함을 확인하여, 볶음 전처리 및 페이스트 가공의 상승효과를 확인하였다.
실시예 7. 귀리 두유 제조 및 관능평가
실시예 7-1. 귀리 두유의 제조 방법
귀리 두유는 도 5에 나타난 공정도에 따라 제조하였다. 구체적으로 대두를 입자분리기에서 크기별로 분리한 뒤, 탈피기에서 크기별로 탈피 한 후 반할하였다. 이후, 불순물과 이물질 등을 제거한 후 쿡커를 이용하여 대두를 삶았다. 상기 삶아진 대두에 정제수를 투입하고, 그라인더를 이용하여 습식 마쇄를 수행하였다. 마쇄공정을 마친 원두유가 탱크에 받아지면 이송펌프를 이용해 데칸타로 이송하였다. 데칸타로 이송된 원두유는 원심분리에 의해 비지가 밖으로 빠져 나가고, 비지가 분리된 원두유는 이송라인을 통하여 2차 열교환기로 이송된다. 이러한 과정을 통하여 두유액을 얻을 수 있다.
상기 준비된 두유액 1L를 취하고, 두유 원액에 볶은 귀리 분말, 오곡미숫가루, 정제소금을 투입하였다. 이후, 배합조로 이송하고 말토올리고당, 볶음귀리 페이스트, 검은콩농축액, 설탕, 향류 및 정제수를 투입하고 배합하였다. 이후, 균질 공정을 거쳐 귀리 두유를 제조하였다.
실시예 7-2. 볶음 귀리 페이스트를 첨가한 두유의 관능평가
관능평가를 위해 11명을 패널로 선정하여 실험목적과 두유의 관능적 특성에 대하여 사전 교육을 실시한 후, 5점 평점법(5-point scaling)으로 실시하였다.
관능검사용 두유는 25℃로 유지된 동일한 용량의 두유를 제시하였으며, 평가항목은 귀리의 페이스트 종류에 따른 두유의 관능적 평가를 수행하였으며, 구체적으로, 고소한맛, 쓴맛, 단맛, 귀리풍미에 대한 기호도를 '매우 나쁘다'를 1점으로 하고, '매우 좋다'를 5점으로 하여 평가하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었으며, 표 12에 기재한 결과는 패널 11명의 점수를 평균 값으로 계산한 값이다.
생귀리 페이스트 볶음귀리 페이스트 발아귀리 페이스트 찐귀리 페이스트
귀리풍미 2.82 3.64 3.18 3.18
상기 표 12에 나타낸 바와 같이, 볶음 귀리 페이스트를 넣은 두유가 귀리 풍미가 가장 높음을 알 수 있다. 또한, 볶음 전처리 후 페이스트 형태로 두유에 첨가할 경우, 다른 전처리 또는 분말 형태일 때 보다 항산화 활성 및 항산화 성분의 함량이 월등히 우수함을 알 수 있다.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. (a) 귀리를 180℃내지 280℃에서, 15분 내지 45분 동안 볶음 전처리하는 단계;
    (b) 상기 볶음 전처리한 귀리를 추출하는 단계;
    (c) 상기 추출액에 액화효소 및 당화효소를 처리하여 효소분해를 하는 단계;
    (d) 상기 효소 분해 후 효소를 불활성화시켜 볶음 귀리 페이스트를 제조하는 단계; 및
    (e) 대두액에 상기 볶음 귀리 페이스트를 혼합하는 단계를 포함하는, 가공 중 아베난쓰라마이드 손실량이 감소되고, 가공 후 항산화 활성이 증진된 귀리두유의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 볶음 귀리 페이스트는 전체 귀리두유 함량 대비 0.01 내지 10%(w/v)을 포함하는 것인, 제조방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 (d)단계의 볶음 귀리 페이스트는,
    (i) 상기 효소불활성화 된 추출액을 여과하는 단계;
    (ii) 상기 여과액을 농축하는 단계; 및
    (iii) 농축액을 살균하는 단계;를 포함하는 방법에 의해 제조된 것인, 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제조방법은 하기의 단계를 포함하는 것인, 귀리두유의 제조방법:
    (1) 대두를 탈피한 후 반할분리하는 단계;
    (2) 상기 대두를 삶는 단계; 및
    (3) 상기 삶아진 대두에 정제수를 투입하고 습식 마쇄하여 두유액을 얻는 단계;
    (4) 상기 두유액에 볶은 귀리 페이스트를 혼합하는 단계;
    (5) 상기 혼합물을 균질화하는 단계; 및
    (6) 상기 균질화된 두유액을 멸균하는 단계;를 포함하는 것인, 제조방법.
  9. 제1항, 제2항, 제7항 및 제8항의 어느 한 항의 방법을 통해 제조된, 귀리두유.
  10. 제9항의 귀리두유를 포함하는 식품 조성물.
  11. (a) 귀리를 180℃내지 280℃에서, 15분 내지 45분 동안 볶음 전처리하는 단계;
    (b) 상기 볶음 전처리한 귀리를 추출하는 단계;
    (c) 상기 추출액에 액화효소 및 당화효소를 처리하여 효소분해를 하는 단계;
    (d) 상기 효소 분해 후 효소를 불활성화시켜 볶음 귀리 페이스트를 제조하는 단계; 및
    (e) 대두액에 상기 볶음 귀리 페이스트를 혼합하는 단계를 포함하는, 귀리 두유의 가공 중 아베난쓰라마이드 손실량이 감소되고, 가공 후 항산화 활성 증진방법.
  12. 삭제
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