KR102669027B1 - 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 및 이의 제조방법 - Google Patents
천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 단풍나무 잎 추출물과 천연 색소를 활용하여 젤리푸드에 항산화 기능성 및 색감을 부여하고, 젤라틴 이외의 단백질과 혼합하여 고단백이면서도 부드러운 고품질의 고령친화적 식품인 고단백질의 젤리푸드용 조성물, 및 이를 이용한 젤리푸드 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 단풍나무 잎 추출물 등 천연 색소를 활용하여 젤리푸드에 항산화 기능성 및/또는 색감을 부여하고, 젤라틴 이외의 단백질과 혼합하여 고단백이면서도 부드러운 고품질의 고령친화적 식품인 고단백질의 젤리푸드용 조성물, 및 이를 이용한 젤리푸드 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 국내 고령인구의 비율이 지속적으로 증가함에 따라 고령자들을 위한 상품 및 서비스 등을 제공하는 고령친화산업이 활발해지고 있다. 고령층은 신체 및 대사기능 저하로 영양섭취가 불균형해지고, 특히 치아 약화와 소화능력 저하에 따른 섭식 장애로 일반 식품의 섭취가 제한적일 수 있다. 이로 인해 고령층은 연령이 높아질수록 음식 섭취량이 줄어들며, 더욱이 단백질 섭취량 또한 감소하게 된다. 따라서, 식품분야에서는 노화로 인한 고령자의 치아 약화, 연하곤란, 및 소화불량 등을 고려하여 고령자가 섭취 및 소화하기 용이한 고단백질의 고령친화형 식품을 개발하기 위해 노력하고 있다.
단백질은 근육 유지에 필수적인 성분으로, 근육 감소가 일어나는 고령층 혹은 신체관리를 하는 운동인들은 일반성인보다 더 많은 양의 단백질 섭취가 필요하다. 일반적으로 단백질 식품은 분말 형태로 되어 있으며, 형태의 변화를 통해 제품의 다양화 및 간편화가 가능하여 성장기 아이들의 단백질 보조식으로도 활용될 수 있다.
한편, 사람은 노화가 진행될수록 생리활성 및 혈중 항산화능이 감소하여 체내 활성산소의 증가가 발생한다(Andriollo et al., 2005; Touyz, 2003). 체내 활성산소 증가는 산화적 스트레스를 야기하여 노화의 가속, 뇌출혈, 동맥경화, 관절염 및 치매를 일으키는 주요한 원인으로 지목되었다(Finkel and Holbrook, 2002; Lee et al., 1997). 따라서, 체내 활성산소 생성 억제에 대한 연구가 이루어져 왔으며(Kim et al., 2007; 이와 서, 2010; Kim et al., 2014), 항산화제의 섭취가 체내 혈중 항산화능을 증가시키고, 지방세포에서 생성된 활성산소를 유의적으로 소거하여 체내 산화적 손상에 대한 보호효과가 있다고 보고되었다(Kim et al., 2007; 이와 서, 2010).
한편, 고령친화형 식품에는 분말식, 유동식, 연하식, 젤리푸드, 및 점도증진제 등의 다양한 형태가 있으며, 그 중 젤리푸드는 경도 조절과 식품 첨가물의 첨가가 용이한 식품 형태이다. 그러나 젤리푸드는 단백질 함량에 의존적으로 경도가 증가하여 고단백의 고령친화식품에는 적합하지 않은 문제가 있다. 또한, 고령자는 노화로 인해 생리활성 능력이 저하되기에 이를 보완해줄 식품이 필요하다.
그러나, 실제 고령친화형 젤리푸드의 개발에 있어서 고령층의 섭취가 용이한 고단백질 젤리푸드 제조기술 개발은 매우 제한적인 실정이다. 더욱이, 양질의 필수아미노산을 공급하는 동시에 항산화 기능 및 섭취의 간편성을 갖춘 고령친화형 젤리푸드의 개발은 전무한 실정이다.
본 발명의 배경기술로서 대한민국 특허 제10-0398470호에는 노인, 어린이 등 연하곤란자들이 음식물에 의한 기도폐쇄 현상 없이 음식물을 먹을 수 있도록 제조된 연하식품 및 그 제조방법이 기재되어 있다.
이에 본 발명자들은 단풍나무 잎 추출물 등 천연 색소를 첨가한 고품질의 고령친화형 젤리푸드를 개발할 수 있도록 노력한 결과, 돈피 젤라틴 및 유청단백질에 단풍나무 잎 추출물 등 천연색소를 첨가하여 단백질 함량이 높으며 경도도 낮을 뿐만 아니라, 항산화 특성 및/또는 색감이 부가된 고품질의 고령친화형 젤리푸드를 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 적색 단풍나무 잎 추출물을 활용하여 항산화 기능성, 심미감, 및 섭취의 간편성을 갖춘 저작이 용이한 고단백질의 젤리푸드를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 천연 색소로 색감을 부여하여 시각적으로 개선된 고품질의 고령친화형 젤리푸드를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 항산화성, 영양성, 성형성, 심미감, 및 저작용이성을 동시에 구비한 고단백질의 젤리푸드를 효율적으로 제조할 수 있는 젤리푸드의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 더욱 명확하게 된다.
일 측면에 따르면, 천연색소; 젤라틴; 단백질 분말; 및 용매;를 포함하고, 상기 천연색소는 500 내지 1500 ppm으로 포함되고, 상기 단백질 분말은 조성물 100 중량% 대비 6 중량% 이상으로 포함되는, 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드용 조성물이 제공된다.
일 실시예에 따르면, 상기 천연색소는 단풍나무 잎 추출물 또는 이의 분획물일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 젤라틴은 돈피 젤라틴일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 단백질은 유청단백질, 난단백질, 혈장단백질, 분리대두단백질, 농축대두단백질, 및 완두단백질에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 유청단백질 분말은 조성물 100 중량% 대비 5 내지 15중량%으로 포함될 수 있다.
다른 측면에 따르면, 본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드용 조성물로 제조된, 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드가 제공된다.
일 실시예에 따르면, 본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드는 그 경도가 50 N/㎠ 이하일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드는 그 경도가 20 N/㎠ 이하일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드는 항산화 효능, 필수아미노산 함량, 또는 저작용이성이 개선된 것일 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, i) 천연색소를 준비하는 단계; ii) 단계 i)에서 준비된 천연색소를 젤라틴, 가식이 가능한 단백질 분말, 및 수분을 혼합하되, 상기 천연색소는 500 내지 1500 ppm이고, 상기 단백질 분말은 조성물 전체 100 중량% 대비 6중량% 이상인, 젤리푸드용 조성물을 준비하는 단계; iii) 상기 준비된 조성물을 가열하는 단계; iv) 상기 가열된 조성물을 포장재에 충진하는 단계; 및 v) 상기 충진된 조성물을 냉각하는 단계;를 포함하는, 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법이 제공된다.
일 실시예에 따르면, 본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법의 단계 i) 천연색소를 준비하는 단계는, (1) 단풍나무 잎 추출물을 초임계추출, 열수추출, 또는 에탄올 추출로 추출하여 준비하는 단계; 및 (2) 단계 (1)에서 준비된 단풍나무 잎 추출물을 농축 또는 분말화하는 단계;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 초임계추출은 이산화탄소 초임계 추출 방식으로, 40 내지 60℃에서 150 내지 250 bar의 압력으로 360분 미만으로 추출하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법의 단계 (1)에서 열수추출은 40 내지 100℃에서 360분 미만으로 가열하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법의 단계 ii)에서 상기 단백질 분말의 함량을 젤리푸드의 경도가 50 N/㎠ 이하가 되도록 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법의 단계 ii)에서 상기 젤라틴은 돈피 젤라틴일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법의 단계 ii)에서 상기 단백질은 유청단백질, 난단백질, 혈장단백질, 분리대두단백질, 농축대두단백질, 및 완두단백질에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법의 단계 ii)에서 상기 유청단백질 분말은 조성물 전체 100 중량% 대비 5 내지 15중량%으로 포함될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법의 단계 ii)에서 준비된 조성물을 균질화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법의 단계 iii)에서 침전을 방지하고 균일한 분산을 위해 가열된 조성물을 균질화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법은 동결건조, 열풍건조, 또는 상압건조를 하여 수분을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 적색 단풍나무 잎 추출물을 활용하여 항산화 기능성, 심미감, 및 섭취의 간편성을 갖춘 저작이 용이한 고단백질의 젤리푸드를 제공할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명은 항산화 물질로서 유색인 안토시아닌을 포함하여 페놀 함량이 높은 단풍나무 잎 추출물을 활용함으로써, 젤리푸드의 생리활성 기능 및 심미감을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 젤라틴과 유청단백질의 혼합을 통하여 젤리푸드의 단백질 함량을 증가시키기 위해 젤라틴 함량을 높일 경우 경도가 함께 높아지는 문제를 해결할 뿐만 아니라 젤라틴의 부족한 필수아미노산을 유청단백질이 보완하여 영양적 가치를 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 천연 색소로 색감을 부여하여 시각적으로 개선된 고품질의 고령친화형 젤리푸드를 제공할 수 있다. 즉, 다양한 천연 색소를 활용해 젤리푸드에 색감을 부여하여 소비자들에게 외관상의 기호도를 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 항산화성, 영양성, 성형성, 심미감, 및 저작용이성을 동시에 구비한 고단백질의 젤리푸드를 효율적으로 제조할 수 있는 젤리푸드의 제조방법을 제공하는 것이다.
따라서 본 발명은 고령친화식품의 한 형태인 젤리푸드에 생리활성 기능, 영양적 가치, 및 외관상의 기호도를 향상시킴으로써 고품질의 고령친화형 젤리푸드를 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 단풍나무 잎 열수추출물의 추출 시간에 따른 DPPH IC50 값을 나타낸 그래프이다.
도 2는 단풍나무 잎 열수추출물의 추출 시간 및 농도에 따른 FRAP 값을 나타낸 그래프이다.
도 3은 단풍나무 잎 추출물이 첨가된 젤라틴 젤리의 외관을 촬영한 사진이다.
도 4는 단풍나무 잎 추출물이 첨가된 젤라틴 젤리의 안토시아닌 함량을 나타낸 그래프이다.
도 5는 단풍나무 잎 추출물이 첨가된 젤라틴 젤리의 경도를 나타낸 그래프이다.
도 6은 단풍나무 잎 추출물이 첨가된 혼합 단백질 젤리의 안토시아닌 함량을 나타낸 그래프이다.
도 7은 단풍나무 잎 추출물이 첨가된 혼합 단백질 젤리의 경도를 나타낸 그래프이다.
도 8은 다양한 천연 색소가 첨가된 혼합 단백질 젤리의 외관을 촬영한 사진이다.
도 9는 다양한 천연 색소가 첨가된 혼합 단백질 젤리의 경도를 나타낸 그래프이다.
도 2는 단풍나무 잎 열수추출물의 추출 시간 및 농도에 따른 FRAP 값을 나타낸 그래프이다.
도 3은 단풍나무 잎 추출물이 첨가된 젤라틴 젤리의 외관을 촬영한 사진이다.
도 4는 단풍나무 잎 추출물이 첨가된 젤라틴 젤리의 안토시아닌 함량을 나타낸 그래프이다.
도 5는 단풍나무 잎 추출물이 첨가된 젤라틴 젤리의 경도를 나타낸 그래프이다.
도 6은 단풍나무 잎 추출물이 첨가된 혼합 단백질 젤리의 안토시아닌 함량을 나타낸 그래프이다.
도 7은 단풍나무 잎 추출물이 첨가된 혼합 단백질 젤리의 경도를 나타낸 그래프이다.
도 8은 다양한 천연 색소가 첨가된 혼합 단백질 젤리의 외관을 촬영한 사진이다.
도 9는 다양한 천연 색소가 첨가된 혼합 단백질 젤리의 경도를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명을 더 쉽게 이해하기 위해 편의상 특정 용어를 본원에 정의한다. 본원에서 달리 정의하지 않는 한, 본원에 사용된 과학 용어 및 기술 용어들은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미를 가질 것이다. 본 명세서에 사용되는 용어 "포함"은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
일 측면에 따르면, 천연색소; 젤라틴; 단백질 분말; 및 용매;를 포함하고, 상기 천연색소는 500 내지 1500 ppm으로 포함되고, 상기 단백질 분말은 조성물 100 중량% 대비 6 중량% 이상으로 포함되는, 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드용 조성물이 제공된다.
본원에 의한 젤리푸드용 조성물은 천연색소를 포함하여 다양한 색감을 포함하는 고단백질의 젤리푸드를 제공할 수 있다.
이에 한정되는 것은 아니나, 상기 천연색소가 500 내지 1500 ppm으로 포함되는 것이 항산화성, 색상, 및/또는 저작용이성 면에서 적합할 수 있고, 800 내지 1200 ppm이 더 적합할 수 있다.
상기 천연색소는 항산화능 등 기능성 성분이 포함된 다양한 색소 화합물이 적합할 수 있다.
이에 한정되는 것은 아니나, 상기 천연색소는 단풍나무 잎 추출물 또는 이의 분획물일 수 있다. 항산화능을 지닌 안토시아닌을 포함하여 단풍나무 잎 추출물 또는 이의 분획물을 포함하여 항산화능 및 다양한 색감의 기능성 고령친화형 젤리푸드를 제공할 수 있다.
이에 한정되는 것은 아니나, 본원의 단풍나무 잎 추출물은 적색 단풍나무 잎일 수 있고, 본원의 실시예에서는 일본단풍나무(Acer palmatum Thunb.)을 사용하였다. 적색 단풍나무 잎 추출물을 첨가하면 1) 생리활성 물질의 첨가가 젤리푸드의 영양적 가치의 향상이 가능한 점 및 2) 일반적으로 붉은색 식품은 소비자의 식욕을 증진시킬 수 있는 장점이 있다. 여기에서 적색 단풍나무 잎 추출물의 첨가 비율은 소비자의 관능적 만족도를 향상하는 범위와 젤리푸드의 경도가 50 N/cm2을 초과하지 않는 범위 내에서 적절하게 설정될 수 있다.
이에 한정되는 것은 아니나, 상기 젤라틴은 돈피 젤라틴일 수 있다. 돈피 젤라틴은 자체의 단백질을 포함하여 단백질을 제공할 수 있는 동시에 젤라틴을 포함하여 젤리로 성형할 수 있다는 점에서 적합할 수 있다.
이에 한정되는 것은 아니나, 젤라틴 젤리푸드는 돈피젤라틴 분말의 조단백질 함량(91.12%)에 근거하여 최종 제품의 단백질 농도가 30% (w/w)가 되도록 증류수를 가할 수 있다. 상기 젤라틴 단백질의 첨가에서 해당 첨가량을 벗어나면 1) 젤라틴 단백질 함량 6% 미만은 고령친화식품의 단백질 함량 기준미달이며 2) 젤라틴 단백질 함량 30% 초과는 고령친화식품 규격 중 경도의 기준 초과를 야기하기 때문에 (고령친화식품 규격 제시된 단백질 함량 및 경도의 기준에 부합하기 위하여) 상기의 첨가량 범주에서 해당기술을 실시하는 것이 가장 적합할 수 있다.
본원에 의한 젤리푸드용 조성물은 상기한 구성과 같이 다양한 동·식물성 단백질원을 혼합하여 필수아미노산을 원활히 공급할 수 있다. 동시에 단백질 종류 및 농도에 따라 최종 제품의 경도를 조절할 수 있어 성형성 및 저작용이성을 구비한 젤리푸드를 제조할 수 있다.
본원에 의한 젤리푸드용 조성물은 유청단백질, 난단백질, 혈장단백질, 분리대두단백질, 농축대두단백질, 및 완두단백질에서 선택되는 1종 이상의 단백질 분말을 이용하여 젤 형성이 용이하고, 고령화친화식품 품질기준 1 내지 3단계에 부합하는 저작용이성을 구비할 수 있다.
이에 한정되는 것은 아니나, 본원의 단백질 분말은 조성물 100 중량% 대비 6 내지 20 중량%로 포함되는 것이 영양성 및 저작용이성 면에서 적합할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 단백질 분말은 조성물 100 중량% 대비 6 중량% 미만이면, 필수아미노산 성분 부족 등 영양성이 저하될 수 있고, 20 중량% 초과 시에는 고령층이 저작하기 어려운 경도의 젤리푸드가 제조될 수 있다.
이에 한정되는 것은 아니나, 상기 단백질은 유청단백질일 수 있다. 상기와 같이 젤라틴과 유청단백질을 포함하면 1) 젤리푸드의 단백질 농도가 높아짐에 따라 증가하는 경도의 상승을 억제할 수 있는 점 및 2) 젤라틴 단독 사용보다 유청단백질을 혼합하여 제조된 젤리푸드의 필수아미노산 함량을 개선하여 영양적 가치를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이에 한정되는 것은 아니나, 상기 유청단백질 분말은 조성물 100 중량% 대비 5 내지 15 중량%으로 포함될 수 있다. 상기 범위의 함량으로 포함되는 것이 성형성, 영양성, 및 저작용이성 면에서 적합할 수 있다.
본원의 고단백질의 젤리푸드용 조성물은 다양한 추가 부재료를 첨가할 수 있다. 활용 가능한 부재료의 종류 및 첨가 비율은 최종제품을 섭취하는 영양성, 성형성, 및 저작용이성을 해하지 않는 범위 내에서 소비자의 기호도 향상을 위해 제한되지 않는다. 이에 한정되는 것은 아니나, 부재료로 영양적 가치 향상을 위하여 각종 비타민, 무기질, 탄수화물, 및 식이섬유 등 1종 이상을 추가적으로 첨가할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드용 조성물로 제조된, 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드가 제공된다.
본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드는 그 경도가 50 N/㎠ 이하가 바람직하고, 30N/㎠ 이하가 적합할 수 있고, 20 N/㎠ 이하가 더 적합할 수 있다. 경도가 50 N/㎠ 이하인 경우, 고령친화식품 한국산업표준에서 제시한 품질기준 1단계의 경도에 부합하여 고령층이 치아로 저작하여 섭취할 수 있는 수준이다.
본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드는 항산화 효능, 필수아미노산 함량, 또는 저작용이성이 개선된 것일 수 있다.
본원의 저작이 용이한 고단백질의 젤리푸드는 원통형, 동물모형, 나뭇잎, 사각기둥, 원기둥 등의 다양한 형성을 가질 수 있으며, 특별한 제한은 없다.
또 다른 측면에 따르면, i) 천연색소를 준비하는 단계; ii) 단계 i)에서 준비된 천연색소를 젤라틴, 가식이 가능한 단백질 분말, 및 수분을 혼합하되, 상기 천연색소는 500 내지 1500 ppm이고, 상기 단백질 분말은 조성물 전체 100 중량% 대비 6중량% 이상인, 젤리푸드용 조성물을 준비하는 단계; iii) 상기 준비된 조성물을 가열하는 단계; iv) 상기 가열된 조성물을 포장재에 충진하는 단계; 및 v) 상기 충진된 조성물을 냉각하는 단계;를 포함하는, 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법이 제공된다.
본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법의 단계 i) 천연색소를 준비하는 단계는, (1) 단풍나무 잎 추출물을 초임계추출, 열수추출, 또는 에탄올 추출로 추출하여 준비하는 단계; 및 (2) 단계 (1)에서 준비된 단풍나무 잎 추출물을 농축 또는 분말화하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 단풍나무 잎 추출물의 추출조건(방법, 온도, 시간)은 적색 단풍나무 잎의 항산화 성분 추출을 최대화하기에 적합한 형태로 설정될 수 있다. 또한, 추출 온도 및 시간의 설정은 초기 추출된 안토시아닌의 파괴가 최소화되고, 페놀류를 비롯한 항산화 물질의 함량이 최대화되는 조건에서 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 얻어진 적색 단풍나무 잎 추출물은 동결건조 및 감압농축기를 이용한 농축을 실시하여 활용이 용이한 범위 내에서 추출성분이 고농도화 될 수 있다.
본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법의 단계 (1)에서단풍나무 잎 추출물은 이산화탄소 초임계 추출 방식과 열수추출 방식으로 추출할 수 있다.
이에 한정되는 것은 아니나, 상기 이산화탄소 초임계 추출 방식은 40 내지 60℃에서 150 내지 250 bar의 압력으로 360분 미만으로 추출하는 것이 적합할 수 있고, 본원의 실시예에서는 50℃에서 200 bar의 압력으로 추출하였다. 이에 한정되는 것은 아니나, 40 내지 60℃에서 360분 이상 가열하면 안토시아닌 함량, 총페놀 함량, 및 라디칼 소거능 등이 감소할 수 있다. 따라서, 초임계 추출은 40 내지 60℃에서 180분 이하로 추출하는 것이 안토시아닌 함량, 총페놀 함량, 및 라디칼 소거능 면에서 적합할 수 있고, 150분 이하로 가열하는 것이 더 적합할 수 있고, 130분 이하로 가열하는 것이 더욱더 적합할 수 있고, 120분 이하로 가열하는 것이 더욱더 적합할 수 있다.
본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법의 단계 (1)에서 열수추출은 40 내지 100℃에서 360분 미만으로 가열하는 것을 포함할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 40 내지 100℃에서 360분 이상 가열하면 안토시아닌 함량, 총페놀 함량, 및 라디칼 소거능 등이 감소할 수 있다.
상기 가열조건(방법, 온도 및 시간)은 단백질의 열 응고와 영양성분 보존을 극대화하기에 적합한 형태로 설정될 수 있다.
본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법의 단계 (1)에서 열수추출은 40 내지 100℃에서 180분 이하로 가열하는 것이 안토시아닌 함량, 총페놀 함량, 및 라디칼 소거능 면에서 적합할 수 있고, 150분 이하로 가열하는 것이 더 적합할 수 있고, 130분 이하로 가열하는 것이 더욱더 적합할 수 있고, 120분 이하로 가열하는 것이 더욱더 적합할 수 있다.
본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법의 단계 ii)에서 상기 단백질 분말의 함량을 젤리푸드의 경도가 50 N/㎠ 이하가 되도록 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법의 단계 ii)에서 상기 젤라틴은 돈피 젤라틴일 수 있다.
본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법의 단계 ii)에서 상기 단백질은 유청단백질, 난단백질, 혈장단백질, 분리대두단백질, 농축대두단백질, 및 완두단백질에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법의 단계 ii)에서 상기 유청단백질 분말은 조성물 전체 100 중량% 대비 5 내지 15중량%으로 포함될 수 있다.
본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법의 단계 ii)에서 준비된 조성물을 균질화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 다양한 부재료를 첨가할 수 있다. 활용 가능한 부재료의 종류 및 첨가 비율은 최종제품을 섭취하는 영양성, 성형성, 및 저작용이성을 해하지 않는 범위 내에서 소비자의 기호도 향상을 위해 제한되지 않는다.
본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법의 단계 iii)에서 침전을 방지하고 균일한 분산을 위해 가열된 조성물을 균질화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 단계 ii)에서 침전을 방지하고 균일한 분산을 위해 가열된 조성물을 2차로 균질화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 2차 균질화를 통해 혼합물을 더욱 균일하게 조성하고, 최종 제품의 균일한 경도를 갖도록 제어하고, 젤리푸드의 연화가 촉진될 수 있다.
단계 iii)에서는 상기 가열된 조성물을 포장재에 충진한다. 상기 포장재는 최종 제품의 성형을 목적함에 따라 그 크기와 모양이 결정되므로 원통형, 동물모형, 나뭇잎, 사각기둥, 원기둥 등의 모양을 가진 내열성 용기 및 포장재는 모두 사용이 가능하다.
상기 충진은 1) 포장재에 단백질 분말과 수분을 충진하여 균질 후 가열하거나 2) 수조상에서 단백질 분말과 수분을 혼합·균질 및 가열하여 포장재에 충진을 실시할 수도 있다.
단계 iv)에서는 상기 충진된 조성물을 냉각한다. 상기 냉각은 조성물을 가열 후 실온에서 방냉하여 반고체상태의 젤리를 형성할 수 있다. 더욱 바람직하게는 2 내지 7℃ 온도의 냉장고에서 방냉을 실시하여 젤라틴 응고시간을 단축시킬 수 있다. 더욱더 바람직하게 가열된 단백질 응고물을 균질하여 가열 중 침전된 단백질을 재혼합하고 1 내지 10℃ 온도의 냉장고에서 신속하게 방냉을 실시하여 층분리를 예방할 수 있다.
본원의 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 제조방법은 동결건조, 열풍건조, 또는 상압건조를 하여 수분을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기와 같이 본원의 기초하여 천연색소를 활용한 기능성 젤리푸드의 제조 방법에 의하면, 혼합 단백질원에 항산화능을 지닌 다양한 천연색소를 혼합하여 서로 다른 색감을 부여한 기능성 젤리푸드를 제조할 수 있다. 여기에서도 단백질원 종류, 농도 및 혼합 비율과 천연색소의 종류 및 첨가량은 고령친화식품 품질 규격에 부합하는 범위 내에서 다르게 설정될 수 있다. 즉, 젤리푸드의 단백질 함량은 6% 이상이 되며, 경도가 50 N/cm2을 초과하지 않는 범위로 설정할 수 있다. 천연색소를 활용하면 1) 다양한 색감의 젤리푸드는 소비자의 관능적 기호도를 향상시킬 수 있는 점 및 2) 천연색소의 원물에 따라 생리활성 물질이 다르므로 젤리푸드에 기능성 부여를 다양화할 수 있는 장점이 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예
1. 단풍나무 잎 추출물 제조
적색 단풍나무 잎은 2019년 10-11월경 경남 진주지역에서 자생하는 일본단풍나무(Acer palmatum Thunb.)에서 채취하였다.
단풍나무 잎 추출물은 이산화탄소 초임계 추출 방식과 열수추출 방식으로 추출하였다.
이산화탄소 초임계 추출 방식은 단풍나무 잎을 수세 후 50℃로 설정된 가열건조기(OF-22 GW, Jelo tech., Daejeon, Korea)에서 3시간 동안 건조하였다. 건조된 단풍나무 잎은 이산화탄소 초임계 추출장치(ISA-SCCO-S-1000-500, Ilshin autoclave, Daejeon, Korea)를 이용하여 50℃에서 200 bar의 압력 조건으로 안토시아닌 추출을 실시하였다.
열수추출 방식은 단풍나무 잎을 수세 후 50℃로 설정된 가열건조기(OF-22 GW, Jelo tech., Daejeon, Korea)에서 3시간 동안 건조하였다. 건조된 단풍나무 잎은 중량 대비 40배(v/w)의 증류수를 가하여 60℃에서 30, 60, 120, 180 및 360분 동안 유용성분을 열수로 추출하였다. 추출물은 1,000×속도로 10분간 원심분리하고 Whatman no. 4 여과지에 여과하여 여과액을 포집하였다. 여과액은 동결건조기(PVTFD10R, Ilshin biobase, Deajeon, Korea)를 이용하여 분말화하고 폴리에틸렌나일론 포장지에 포장하여 냉장보관(4℃)하였다. 이후, 단풍나무 잎 열수추출물은 메탄올에 50, 100, 200, 400 및 800 ppm의 농도로 희석하여 실험을 실시하였다.
실시예
2. 단풍나무 잎 추출물을 첨가한 단백질 젤리의 제조
단백질 젤리푸드는 단백질 농도와 단풍나무 잎 추출물 첨가에 따라 6개의 처리구로 제조하였다. 단백질 젤리푸드는 돈피젤라틴 분말의 조단백질 함량(91.12%)에 근거하여 최종 제품의 단백질 농도가 6, 18, 및 30% (w/w)가 되도록 증류수를 가하였고, 단풍나무 잎 추출물은 각 농도별 단백질 젤리푸드에 무첨가 혹은 1,000 ppm을 첨가하였다. 처리구는 단백질 함량+단풍나무 잎 추출물 첨가에 따라서 나타내었다; 6% 단백질 단독(T1), 18% 단백질 단독(T2), 30% 단백질 단독(T3), 6% 단백질+단풍나무 잎 추출(T4), 18% 단백질+단풍나무 잎 추출물(T5), 및 30% 단백질+단풍나무 잎 추출물(T6). 혼합된 단백질 겔은 90℃의 항온수조에서 30분간 가열 후 상온에서 2시간 동안 방냉하였다. 배합비는 하기의 표 1에 나타내었다.
| 구분(g) | 단백질 단독 | 단백질 + 단풍나무 잎 추출물 | ||||
| T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | T6 | |
| 6 | 18 | 30 | 6 | 18 | 30 | |
| 돈피젤라틴 | 1.317 | 3.951 | 6.585 | 1.317 | 3.951 | 6.585 |
| 단풍나무 잎 추출물 |
- | - | - | 10 | 10 | 10 |
| 증류수 | 18.683 | 16.049 | 13.415 | 8.683 | 6.049 | 3.415 |
| 합계 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
실시예
3. 단풍나무 잎 추출물을 첨가한 혼합 단백질 젤리의 제조
단백질 혼합 젤리푸드는 단백질 종류와 단풍나무 잎 추출물 첨가에 따라 4개의 처리구로 제조하였다. 단백질 혼합 젤리푸드는 돈피젤라틴 분말의 조단백질 함량(91.12%)과 유청단백질 분말의 조단백질 함량(77.02%)에 근거하여 최종 제품의 단백질 농도가 18% (w/w)가 되도록 증류수를 가하였고, 단풍나무 잎 추출물은 각 종류별 단백질 혼합 젤리푸드에 무첨가 혹은 1,000 ppm을 첨가하였다. 처리구는 단백질 함량+단풍나무 잎 추출물 첨가에 따라서 나타내었다; 18% 돈피젤라틴 단독(T7), 9% 돈피젤라틴+9% 유청단백질(T8), 18% 돈피젤라틴+단풍나무 잎(T9), 9% 돈피젤라틴+9% 유청단백질+단풍나무 잎(T10). 혼합된 단백질 겔은 90℃의 항온수조에서 30분간 가열 후 상온에서 2시간 동안 방냉하였다. 배합비는 하기의 표 2에 나타내었다.
| 구분(g) | 단풍나무 잎 추출물 무첨가 | 단풍나무 잎 추출물 첨가 | ||
| T7 | T8 | T9 | T10 | |
| 돈피젤라틴 단독 | 유청단백질 혼합 | 돈피젤라틴 단독 | 유청단백질 혼합 | |
| 돈피젤라틴 | 3.951 | 1.975 | 3.951 | 1.975 |
| 유청단백질 | - | 2.337 | - | 2.337 |
| 단풍나무 잎 추출물 | - | - | 10 | 10 |
| 증류수 | 16.049 | 15.688 | 6.049 | 5.688 |
| 합계 | 20 | 20 | 20 | 20 |
실시예
4. 천연 색소를 첨가한 단백질 젤리의 제조
단백질 젤리푸드는 단백질 종류와 천연 색소 첨가에 따라 14개의 처리구로 제조하였다. 단백질 젤리푸드는 돈피젤라틴 분말의 조단백질 함량(91.12%)과 유청단백질 분말의 조단백질 함량(77.02%)에 근거하여 최종 제품의 단백질 농도가 18% (w/w)가 되도록 증류수를 가하였고, 천연 색소는 각 종류별 단백질 젤리푸드에 1,000 ppm을 첨가하였다. 처리구는 단백질 함량에 천연 색소 첨가에 따라서 나타내었다. 18% 돈피젤라틴에 빨간색, 주황색, 노란색, 초록색, 파란색, 남색, 보라색의 천연 색소를 첨가한 7가지 처리구(T11-T17)와 9% 돈피젤라틴+9% 유청단백질에 전술한 천연 색소를 첨가한 7가지 처리구(T18-T24). 혼합된 단백질 겔은 90℃의 항온수조에서 30분간 가열 후 상온에서 2시간 동안 방냉하였다. 배합비는 하기의 표 3에 나타내었다.
| 구분(g) | 돈피젤라틴 단독(T11-T17) | 유청단백질 혼합(T18-T24) |
| 돈피젤라틴 | 3.951 | 1.975 |
| 유청단백질 | - | 2.337 |
| 천연 색소 | 10 | 10 |
| 증류수 | 6.049 | 5.688 |
| 합계 | 20 | 20 |
실험예
1. 단풍나무 잎 추출물의 항산화 활성 평가
상기 실시예 1에서 제조한 단풍나무 잎 추출물의 안토시아닌, 총 페놀 함량, DPPH 라디칼 소거능 및 FRAP(Ferric reducing antioxidant power)를 다음과 같이 조사하였다.
(1) 각 시료의 안토시아닌 함량은 0.025 M 포타슘 클로라이드 버퍼(potassium chloride buffer, pH 1.0)와 0.4 M 소디움 아세테이트 버퍼(sodium acetate buffer, pH 4.5)에 각각 5배 희석하여 15분 동안 평형상태로 두었다. 그 다음 두 희석액을 510 nm와 700 nm에서 흡광도를 측정하여 다음과 같이 A 값을 구하여 안토시아닌 함량 계산에 적용하였다:
A = (A510 nm - A700 nm) pH 1.0 - (A510 nm - A700 nm) pH 4.5
안토시아닌 함량은 다음 공식을 사용하여 계산하였다:
Anthocyanin content (mg / L) = (A ×MW ×DF ×1000) / (ε ×1)
이때, 표준물질인 시아니딘-3-글루코사이드(cyanidin-3-glucoside)의 분자량(MW)은 484.83, DF는 희석배수, 몰흡광계수(ε)는 26,900를 적용하였다.
(2) 각 시료의 총 페놀 함량은 시료 0.1 mL에 증류수 2.8 mL, 2 % Na2CO3 2 mL 및 50 % Folin-Ciocalteu 시약 0.1 mL을 혼합하여 실온에서 30분간 반응 후 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로는 갈산(Gallic acid, 0-200 mg/L)을 사용하였으며, 표준물질로부터 표준선을 구하여 시료의 흡광도 측정값을 대입하여 총 페놀 함량을 계산하였다.
(3) DPPH 라디칼 소거능은 메탄올 4 mL에 시료 0.1 mL와 200 μM DPPH 시약 0.5 mL를 혼합하여 30분 동안 암실에서 반응 후 517 nm에서 흡광도를 측정한 뒤 IC50 값을 구하였다. 표준물질로는 아스코르브산(ascorbic acid)을 사용하였으며, Control은 시료 대신 메탄올을 첨가하였다. DPPH 라디칼 소거능은 다음 공식을 사용하여 구하였다:
DPPH 라디칼 소거능 (%) = [(Control - Sample) / Control] ×100
(4) FRAP(Ferric reducing antioxidant power)는 0.3 M 아세테이트 버퍼(acetate buffer, pH 3.6), 20 mM ferric trichloride hexahydrate (FeCl3·6H2O) 및 10 mM 2, 4, 6-트리피리딜-s-트리아진(TPTZ)을 10:1:1 비율로 혼합하여 37℃에서 60분간 반응시켜 FRAP 시약을 제조하였다. 그 다음 시료 0.1 mL에 증류수 0.3 mL 및 FRAP 시약 3 mL을 혼합하여 4분간 반응시킨 후 593 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 FeSO4·7H2O를 사용하였으며, 표준물질로부터 표준선을 구하여 시료의 흡광도 측정값을 대입하여 FRAP 값을 계산하였다.
그 결과를 표 4, 표 5, 도 1, 및 도 2에 나타내었다.
표 4는 열수 추출 방식에 의한 안토시아닌 추출 시, 추출 시간 및 단풍나무 잎 추출물 농도에 따른 안토시아닌 함량을 나타낸다. 표 4에 나타난 바와 같이, 추출 시간에 따른 안토시아닌 함량은 30-180분 추출물간에 서로 유의적 차이가 없었으나 다소 감소하는 경향이 나타났으며, 360분 추출물에서 30-180분 추출물들에 비하여 유의적으로 낮은 안토시아닌 함량을 나타내었다(표 4).
| 추출시간 (min) | 단풍나무 잎 추출물 농도 (ppm) | SEM1) | ||||
| 50 | 100 | 200 | 400 | 800 | ||
| 30 | 1.10Ea | 2.24Da | 4.45Ca | 8.59Ba | 17.80Aa | 1.620 |
| 60 | 1.17Ea | 2.22Da | 4.36Ca | 8.68Ba | 16.94Aa | 1.537 |
| 120 | 1.07Ea | 2.15Da | 4.34Ca | 8.47Ba | 16.72Aa | 1.519 |
| 180 | 1.04Da | 2.15Da | 4.18Ca | 8.26Ba | 16.43Aa | 1.508 |
| 360 | 0.74Db | 1.64CDb | 3.21Cb | 6.56Bb | 12.87Ab | 1.195 |
| SEM | 0.049 | 0.069 | 0.141 | 0.258 | 0.532 | |
1)SEM: 표준오차를 나타냄.
A-E : 같은 행에서 서로 다른 머리글자는 유의성이 인정됨 (p<0.05).
a,b : 같은 열에서 서로 다른 머리글자는 유의성이 인정됨 (p<0.05).
표 5는 추출 시간 및 단풍나무 잎 추출물 농도에 따른 총 페놀 함량을 나타낸다. 표 5에 나타난 바와 같이, 총 페놀 함량은 추출 시간에 따른 유의적 차이는 인정되지 않았지만 30-120분까지 증가하다가 120분 이후에 다소 감소하는 경향을 나타내었다(표 5). 희석 농도에 따른 총 페놀 함량은 단풍나무 잎 추출물의 농도가 증가할수록 총 페놀 함량의 수치가 증가하였다(표 5). 가열 시간이 120분 이상으로 증가하면서 단풍나무 잎으로부터 추출되는 페놀 성분보다 이미 추출되어 있던 페놀 성분이 장시간의 가열에 의해 파괴되는 것으로 판단하였다. 따라서, 총 페놀 함량을 고려한 추출시간은 120분이 적절하다.
| 추출시간 (min) | 단풍나무 잎 추출물 농도 (ppm) | SEM1) | ||||
| 50 | 100 | 200 | 400 | 800 | ||
| 30 | 16.96D | 25.30CD | 45.30C | 84.00B | 160.85A | 14.307 |
| 60 | 18.07D | 29.56CD | 48.26C | 91.22B | 170.48A | 15.000 |
| 120 | 17.70D | 26.96D | 50.30C | 92.70B | 179.37A | 15.782 |
| 180 | 17.52D | 27.33D | 48.63C | 92.52B | 171.78A | 15.178 |
| 360 | 17.52E | 27.33D | 47.52C | 88.82B | 163.82A | 14.277 |
| SEM | 0.367 | 0.678 | 1.174 | 2.281 | 3.838 | |
1)SEM: 표준오차를 나타냄.
A-E : 같은 행에서 서로 다른 머리글자는 유의성이 인정됨 (p<0.05).
도 1은 단풍나무 잎 열수추출물의 추출 시간에 따른 DPPH IC50 값을 나타낸 그래프이고, 도 2는 단풍나무 잎 열수추출물의 추출 시간 및 농도에 따른 FRAP 값을 나타낸 그래프이다.
도 1에 나타난 바와 같이, 단풍나무 잎의 열수추출 시, 각 추출 시간별 단풍나무 잎 열수추출물의 IC50 값에 해당하는 농도는 180(575.98 ppm) < 120(599.72 ppm) < 60(603.83 ppm) < 30(612.08 ppm) < 360분(618.92 ppm) 순서로 나타났다(도 1). 이는 단풍나무 잎 열수추출물의 DPPH 라디칼 소거능은 180분 추출물이 가장 높으며 360분 추출물이 가장 낮은 것을 의미한다.
도 2에 나타난 바와 같이, 단풍나무 잎 열수추출물의 환원력(ferric reducing antioxidant power, FRAP)은 120분 추출물이 다른 시간의 추출물들보다 유의적으로 높은 결과를 나타내었으며, 희석 농도가 증가할수록 단풍나무 잎 추출물의 FRAP 수치도 의존적으로 증가하였다(도 2).
이러한 결과는 표 5의 추출 시간의 증가에 따라 총 페놀 함량이 증가하다 감소하는 경향과 일치하였으며, 단풍나무 잎 열수추출물의 환원력은 총 페놀 함량과 연관성이 높은 것으로 판단된다. DPPH 라디칼 소거능과 환원력을 고려하면 단풍나무 잎 안토시아닌과 항산화 물질의 우수한 항산화능을 기대할 수 있는 최적의 열수추출 시간은 120-180분으로 판단된다.
실험예
2. 단풍나무 잎 추출물을 첨가한 젤라틴 젤리의 색도, 안토시아닌 함량, 및 경도 측정
상기 실시예 2에서 제조한 단풍나무 잎 추출물을 첨가한 젤라틴 젤리의 색도, 안토시아닌 함량, 및 경도를 다음과 같이 조사하였다.
(1) 젤라틴 젤리의 색도는 시료의 단면을 측정하였으며, 색채계(colorimeter, Chroma meter, CR 210, Minolta, Japan)를 사용하여 명도(lightness, CIE L*), 적색도(redness, CIE a*), 및 황색도(yellowness, CIE b*)를 측정하였다.
(2) 젤라틴 젤리의 안토시아닌 함량은 시료 1 g과 1 % HCl 12 mL를 혼합하여 4℃에서 48시간 반응 후 4,000 rpm (4℃)에서 15분간 원심분리 하여 수행하였다. 원심분리 후 상등액을 이용하여 실험예 1의 안토시아닌 함량 측정방법과 동일하게 실험을 수행하였다.
(3) 젤라틴 젤리의 경도는 가로·세로·높이 각각 10 mm의 길이로 시료를 자른 후 물성측정기(texture analyzer, CT3, Brookfield Engineering Laboratories, INC. Middleboro, Massachusetts, USA)를 이용하여 분석하였다. 시료를 플레이트 중앙에 놓고 직경 10 mm의 프로브(probe)로 두 번 눌러 나타난 커브(curve)를 분석하여 경도(hardness)를 구하였다. 이때의 분석 조건은 pre-test speed 1 mm/s, test speed 2 mm/s, post-test speed 10 mm/s, 및 compression deformation rate 70%로 설정하였다.
그 결과를 표 6, 도 3, 도 4, 및 도 5에 나타내었다.
표 6은 단백질 농도에 따른 젤라틴 젤리의 색도를 나타낸다.
표 6에 나타난 바와 같이, 명도(CIE L*)는 단백질 농도의 증가에 따라 점진적으로 감소하였으며(p<0.05), 젤라틴 단독 처리구들(T1-T3)에 비해 단풍나무 잎 처리구들(T4-T6)의 명도가 유의적으로 낮게 나타났다(표 6). 모든 처리구에서 6%+단독 처리구(T1)의 명도가 가장 높았으며, 30%+단풍나무 잎 처리구(T6)의 명도가 가장 낮게 나타났다(p<0.05).
적색도(CIE a*)는 젤라틴 단독 처리구(T1-T3)에 비해 단풍나무 잎 처리구(T4-T6)의 적색도가 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05).
황색도(CIE b*)의 경우 젤라틴 단독 처리구들(T1-T3)은 단백질 농도 증가에 의존적으로 황색도가 증가하였다(p<0.05). 그러나, 단풍나무 잎 처리구들(T4-T6)에서 6% 처리구(T4)가 18% 처리구(T5), 및 30% 처리구(T6)보다 유의적으로 낮은 황색도를 나타내었으며, 18% 처리구(T5)와 30% 처리구(T6)의 황색도는 유의적 차이가 나타나지 않았다. 모든 단백질 농도에서 단풍나무 잎 처리구(T4-T6)가 젤라틴 단독 처리구(T1-T3)보다 높은 수치의 황색도를 나타내었다. 다른 처리구들에 비하여 6%+단독 처리구(T1)의 황색도가 유의적으로 가장 낮은 것으로 나타났다.
| 구분 | 6 % 젤라틴 | 18 % 젤라틴 | 30 % 젤라틴 | SEM3) | p-value | |||
| 대조구1) (T1) |
단풍나무 잎2) (T4) |
대조구 (T2) |
단풍나무 잎 (T5) |
대조구 (T3) |
단풍나무 잎 (T6) |
|||
| CIE L* | 65.02a | 41.93d | 62.16b | 41.16de | 50.62c | 38.80e | 2.526 | 0.000 |
| CIE a* | -1.10b | 11.17a | -2.29b | 10.73a | -1.21b | 11.10a | 1.532 | 0.000 |
| CIE b* | 4.57c | 25.46b | 16.04a | 26.36a | 22.41a | 25.66a | 1.937 | 0.000 |
1)처리구: 대조구, 단독 젤라틴 젤리
2)단풍나무 잎 : 단풍나무 잎 추출물이 첨가된 젤라틴 젤리
3)SEM: 표준오차를 나타냄.
a-e : 같은 행에서 서로 다른 머리글자는 유의성이 인정됨 (p<0.05).
도 3은 단풍나무 잎 추출물이 첨가된 젤라틴 젤리의 외관을 촬영한 사진이다.
도 3에 나타난 바와 같이, 젤라틴 젤리에 단풍나무 잎 추출물이 첨가되면 젤라틴 단백질 함량과 무관하게 색상이 진해지고, 적색도가 증가한다. 따라서, 단풍나무 잎 추출물을 첨가하여 젤라틴 젤리의 항산화 기능성뿐만 아니라 다양한 색상도 부여할 수 있다.
도 4는 단풍나무 잎 추출물이 첨가된 젤라틴 젤리의 안토시아닌 함량을 나타낸 그래프이다.
도 4에 나타난 바와 같이, 젤라틴 젤리의 안토시아닌 함량은 처리구의 단백질 농도가 높을수록 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.05; 도 4). Betz 등(2011)은 유청단백질과 안토시아닌의 안정성에 관한 연구에서 단백질의 농도가 증가할수록 안토시아닌의 방출속도가 감소된다고 보고되었다(Betz et al., 2011). 그러므로, 동량의 단풍나무 잎 추출물을 첨가한 젤리푸드에 단백질 농도가 높아질수록 안토시아닌은 안정적인 형태로 결합하여 방출되지 않았기에, 실제와 반대로 안토시아닌 함량이 낮게 평가된 것으로 생각된다.
도 5는 단풍나무 잎 추출물이 첨가된 젤라틴 젤리의 경도를 나타낸 그래프이다.
도 5에 나타난 바와 같이, 젤라틴 젤리의 경도는 젤라틴 농도에 의존적으로 증가하였으며, 6% 및 18% 농도에서 젤라틴 단독 처리구(T1, T2)와 단풍나무 잎 처리구 간(T4, T5)에 유의적 차이는 없었다(p>0.05; 도 5). 그러나 30% 농도에서 단풍나무 잎 처리구(T6)의 경도가 젤라틴 단독 처리구(T3)에 비해 유의적으로 더 높게 나타났다(p<0.05).
실험예
3. 단풍나무 잎 추출물을 첨가한 혼합 단백질 젤리의 pH, 색도, 안토시아닌 함량, 및 경도 측정
상기 실시예 3에서 제조한 단풍나무 잎 추출물을 첨가한 단백질 혼합 젤리의 pH, 색도, 안토시아닌 함량, 및 경도를 다음과 같이 조사하였다.
(1) 혼합 단백질 젤리의 pH는 시료가 졸 상태일 때 pH-meter(Orion Star™ A211 pH Benchtop Meter, Thermo Scientific, USA)를 이용하여 시료 당 총 3회 측정하였다.
(2) 혼합 단백질 젤리의 색도는 시료의 단면을 측정하였으며, 색차계(colorimeter, Chroma meter, CR 210, Minolta, Japan)를 사용하여 명도(lightness, CIE L*), 적색도(redness, CIE a*) 및 황색도(yellowness, CIE b*)를 측정하였다.
(3) 단백질 혼합 젤리의 안토시아닌 함량은 시료 1 g과 1% HCl 12 mL을 혼합하여 4℃에서 48시간 반응 후 4,000 rpm (4℃)에서 15분간 원심분리 하였다. 원심분리 후 상등액을 이용하여 실험예 1의 안토시아닌 함량 측정방법과 동일하게 실험을 수행하였다.
(4) 단백질 혼합 젤리의 경도는 가로·세로·높이 각각 10 mm의 길이로 시료를 자른 후 물성측정기(texture analyzer, CT3, Brookfield Engineering Laboratories, INC. Middleboro, Massachusetts, USA)를 이용하여 분석하였다. 시료를 플레이트 중앙에 놓고 직경 10 mm의 프로브(probe)로 두 번 눌러 나타난 커브(curve)를 분석하여 경도(hardness)를 구하였다. 이때의 분석 조건은 pre-test speed 1 mm/s, test speed 2 mm/s, post-test speed 10 mm/s 및 compression deformation rate 70%로 설정하였다.
그 결과를 표 7, 도 6, 및 도 7에 나타내었다.
표 7은 단백질 농도에 따른 젤라틴 젤리의 pH 및 색도 나타낸다.
표 7에 나타난 바와 같이, 단백질 젤리의 pH는 젤라틴 단독 처리구(T7, T9)가 젤라틴 유청단백질 혼합 처리구(T8, T10)에 비해 유의적으로 낮게 나타났으며(p<0,05), 단풍나무 잎 추출물 첨가 유무에 따른 pH 변화는 없었다.
명도(CIE L*)는 단풍나무 잎 추출물 무첨가 시에는 젤라틴 단독 처리구(T7)가 젤라틴 유청 혼합 처리구(T8)에 비해 높게 나타났으며(p<0.05), 단풍나무 잎 추출물 첨가시에는 젤라틴 단독 처리구(T9)가 젤라틴 유청 혼합 처리구(T10)에 비해 낮게 나타났으며(p<0.05). 또한, 단풍나무 잎 추출물 처리군(T8, T10)이 단풍나무 잎 추출물 미처리군(T7, T9)에 비해 명도가 더 낮게 나타났다.
적색도(CIE a*) 및 황색도(CIE b*)는 젤라틴 단독 처리구가 젤라틴 유청 혼합 처리구에 비해 유의적으로 높게 나타났으며(p<0.05), 단풍나무 잎 추출물 처리구의 적색도와 황색도가 더 높게 나타났다(p<0.05).
| 구분 | 단풍나무 잎 추출물 무첨가 | 단풍나무 잎 추출물 첨가 | SEM3) | p-value | ||
| 단독1) (T7) |
혼합2) (T8) |
단독 (T9) |
혼합 (T10) |
|||
| pH | 4.87b | 5.95a | 4.87b | 5.92a | 0.161 | 0.000 |
| CIE L* | 70.24a | 59.73b | 43.94c | 55.94b | 2.875 | 0.000 |
| CIE a* | -2.47c | -4.65d | 10.42a | 0.23b | 1.744 | 0.000 |
| CIE b* | 14.90b | 0.49d | 27.38a | 4.38c | 3.139 | 0.000 |
1)단독 : 18% 젤라틴 젤리 단독 처리구
2)혼합 : 9% 젤라틴과 9% 유청단백질 혼합 단백질 젤리
3)SEM: 표준오차를 나타냄.
a-d : 같은 행에서 서로 다른 머리글자는 유의성이 인정됨 (p<0.05).
도 6은 단풍나무 잎 추출물이 첨가된 혼합 단백질 젤리의 안토시아닌 함량을 나타낸 그래프이다.
도 6에 나타난 바와 같이, 혼합 단백질 젤리의 안토시아닌 함량은 젤라틴 단독 처리구(T9)와 젤라틴 유청단백질 혼합 처리구(T10) 간에 유의적 차이는 없었으나 젤라틴 유청단백질 혼합 처리구(T10)의 수치가 더 낮게 나타났다(p>0.05; 도 6). 이는 유청단백질이 안토시아닌 안정성에 적합하다는 Betz 등(2011)의 보고에 따라 젤라틴 유청 혼합 처리구의 안토시아닌이 젤라틴 단독 처리구에 비해 안정적인 형태로 결합하여 방출되지 않았기에, 안토시아닌 함량이 낮게 평가된 것으로 생각된다.
도 7은 단풍나무 잎 추출물이 첨가된 혼합 단백질 젤리의 경도를 나타낸 그래프이다.
도 7에 나타난 바와 같이, 단백질 혼합 젤리의 경도는 젤라틴 단독 처리구(T7, T9)에 비해 젤라틴 유청단백질 혼합 처리구(T8, T10)가 더 낮게 나타났으며, 단풍나무 잎 추출물을 첨가한 젤라틴 단독 처리구의 경도가 유의적으로 가장 높게 나타났다(p<0.05; 도 7).
따라서, 유청단백질을 혼합하여 단백질 젤리의 경도를 낮출 수 있고, 단풍나무 잎 추출물을 첨가하는 경우 단백질 젤리 경도 경감 효과는 더욱 크다.
실험예
4. 천연 색소를 첨가한 단백질 젤리의 pH, 색도 및 경도 측정
상기 실시예 4에서 제조한 천연 색소를 첨가한 단백질 젤리의 pH, 색도 및 경도를 다음과 같이 조사하였다.
(1) 단백질 젤리의 pH는 시료가 졸 상태일 때 pH-meter(Orion Star™ A211 pH Benchtop Meter, Thermo Scientific, USA)를 이용하여 시료당 총 3회 측정하였다.
(2) 단백질 젤리의 색도는 시료의 단면을 측정하였으며, 색차계(colorimeter, Chroma meter, CR 210, Minolta, Japan)를 사용하여 명도(lightness, CIE L*), 적색도(redness, CIE a*), 및 황색도(yellowness, CIE b*)를 측정하였다.
(3) 단백질 젤리의 경도는 가로·세로·높이 각각 10 mm의 길이로 시료를 자른 후 물성측정기(texture analyzer, CT3, Brookfield Engineering Laboratories, INC. Middleboro, Massachusetts, USA)를 이용하여 분석하였다. 시료를 플레이트 중앙에 놓고 직경 10 mm의 프로브(probe)로 두 번 눌러 나타난 커브(curve)를 분석하여 경도(hardness)를 구하였다. 이때의 분석 조건은 pre-test speed 1 mm/s, test speed 2 mm/s, post-test speed 10 mm/s 및 compression deformation rate 70%로 설정하였다.
그 결과를 표 8, 도 8, 및 9에 나타내었다.
표 8은 단백질 농도에 따른 젤라틴 젤리의 pH 및 색도를 나타낸다.
표 8에 나타난 바와 같이, 천연 색소가 첨가된 단백질 젤리의 pH는 천연 색소의 종류와 관계없이 젤라틴 단독 처리구(T11-T17)가 젤라틴 유청단백질 혼합 처리구(T18-T24)에 비해 낮게 나타났다.
명도(CIE L*)는 모든 천연 색소에서 젤라틴 단독 처리구(T11-T17)가 젤라틴 유청 혼합 처리구(T18-T24)에 비해 낮게 나타났다. 그러나 적색도(CIE a*) 및 황색도(CIE b*)는 모든 천연 색소에서 젤라틴 단독 처리구(T11-T17)가 젤라틴 유청단백질 혼합 처리구(T18-T24)에 비해 높게 나타났다.
| 구분 | pH | CIE L* | CIE a* | CIE b* | |||||
| 색상 | 성분 | 단독1 ) (T11-T17) |
혼합2 ) (T18-T24) |
단독 (T11-T17) |
혼합 (T18-T24) |
단독 (T11-T17) |
혼합 (T18-T24) |
단독 (T11-T17) |
혼합 (T18-T24) |
| 빨간색 | 락 색소 | 4.84c | 5.81c | 27.97d | 42.56e | 28.60a | 16.69a | 18.01b | -7.35d |
| 주황색 | 파프리카, 락 색소 | 4.87ab | 5.88abc | 45.46b | 56.72a | 4.29c | -0.62c | 18.52b | 1.29c |
| 노란색 | 치자황 색소 | 4.85bc | 5.87bc | 51.10a | 57.73a | -5.37f | -8.94f | 43.42a | 21.18a |
| 초록색 | 치자황, 치자청 색소 | 4.84c | 5.94ab | 34.20c | 48.99c | -8.30g | -11.31g | 19.87b | 7.69b |
| 파란색 | 치자청 색소 | 4.85bc | 5.97a | 27.73d | 46.23d | -0.94e | -5.10e | -5.59d | -11.46f |
| 남색 | 치자청, 코치닐 색소 | 4.85bc | 5.94ab | 29.45d | 46.63cd | 0.64d | -3.38d | -3.45d | -11.21f |
| 보라색 | 치자청, 코치닐 색소 | 4.88a | 5.95ab | 34.41c | 48.12bc | 11.82b | 5.07b | 9.57c | -8.45e |
| SEM3 ) | 0.003 | 0.015 | 1.910 | 1.174 | 2.593 | 1.968 | 3.435 | 2.511 | |
| p-value | 0.001 | 0.012 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | |
1)단독 : 18% 젤라틴 젤리
2)혼합 : 9% 젤라틴과 9% 유청단백질 혼합 단백질 젤리
3)SEM: 표준오차를 나타냄.
a-g : 같은 열에서 서로 다른 머리글자는 유의성이 인정됨 (p<0.05).
도 8은 다양한 천연 색소가 첨가된 혼합 단백질 젤리의 외관을 촬영한 사진이다.
도 8에 나타난 바와 같이, 젤라틴 젤리에 유청단백질이 첨가되면 명도가 높아지고, 적색도 및 황색도가 낮아진다. 따라서, 유청단백질을 첨가하여 젤라틴의 부족한 필수아미노산을 유청단백질이 보완하여 영양적 가치를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 다양한 천연 색소를 활용해 젤리푸드에 색감을 부여하여 소비자들에게 외관상의 기호도를 향상시킬 수 있다.
도 9는 다양한 천연 색소가 첨가된 혼합 단백질 젤리의 경도를 나타낸 그래프이다.
도 9에 나타난 바와 같이, 경도는 젤라틴 단독 처리구(T11-T17)에 비해 젤라틴 유청단백질 혼합 처리구(T18-T24)가 더 낮았으며, 오렌지, 황색, 보라색 천연 색소를 첨가한 젤라틴 유청단백질 혼합처리구는 경도 차이가 많이 나고, 보라색 천연 색소를 첨가한 젤라틴 단독 처리구의 경도가 유의적으로 가장 높았다(p<0.05; 도 9).
따라서, 젤라틴과 유청단백질을 혼합하여 젤리푸드의 단백질 함량을 증가시키기 위해 젤라틴 함량을 높일 경우, 경도가 높아지는 문제를 해결할 수 있다. 특히, 보라색 천연색소를 첨가하는 경우잎 추출물을 첨가하는 경우 단백질 젤리 경도 경감 효과는 더욱 크다.
이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시의 형태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.
Claims (20)
- 천연색소;
돈피 젤라틴;
유청단백질 분말; 및
용매;를 포함하고,
상기 천연색소는 500 내지 1500 ppm으로 포함되고,
상기 천연색소는 단풍나무 잎 추출물 또는 이의 분획물이고,
상기 단풍나무 잎 추출물을 초임계추출, 열수추출, 또는 에탄올 추출로 추출되는 것을 특징으로 하고,
상기 유청단백질 분말은 조성물 100 중량% 대비 6 중량% 내지 15 중량%로 포함되고,
돈피 젤라틴과 유청단백질 분말은 1:1 중량비로 첨가되고,
천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드용 조성물로 제조되고, 젤리푸드의 경도가 20 N/㎠ 이하이고,
저작용이성이 개선된 고단백질의 젤리푸드. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 단백질은 난단백질, 혈장단백질, 분리대두단백질, 농축대두단백질, 및 완두단백질에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는, 천연색소를 포함하는 저작용이성이 개선된 고단백질의 젤리푸드. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
항산화 효능, 필수아미노산 함량이 개선된, 천연색소를 포함하는 저작용이성이 개선된 고단백질의 젤리푸드. - 제1항에 기재된 저작용이성이 개선된 고단백질의 젤리푸드를 제조하는 방법으로,
i) 천연색소를 준비하는 단계;
ii) 단계 i)에서 준비된 천연색소를 돈피젤라틴, 가식이 가능한 유청단백질 분말, 및 수분을 혼합하되, 상기 천연색소는 500 내지 1500 ppm이고, 상기 유청단백질 분말은 조성물 전체 100 중량% 대비 6중량% 내지 15중량% 포함되는, 젤리푸드용 조성물을 준비하는 단계;
iii) 상기 준비된 조성물을 가열하는 단계;
iv) 상기 가열된 조성물을 포장재에 충진하는 단계; 및
v) 상기 충진된 조성물을 냉각하는 단계;를 포함하고,
상기 단계 i) 천연색소를 준비하는 단계는 (1) 단풍나무 잎 추출물을 초임계추출, 열수추출, 또는 에탄올 추출로 추출하여 준비하는 단계;를 포함하고,
단계 ii)에서 상기 단백질 분말의 함량을 젤리푸드의 경도가 20 N/㎠ 이하가 되도록 조절하는 단계를 포함하고,
단계 (1)에서 초임계추출은 이산화탄소 초임계 추출 방식으로, 40 내지 60℃에서 150 내지 250 bar의 압력으로 360분 미만으로 추출하는 것을 포함하고,
단계 (1)에서 열수추출은 40 내지 100℃에서 360분 미만으로 가열하는 것을 포함하는,
천연색소를 포함하는 저작용이성이 개선된 고단백질의 젤리푸드 제조방법. - 제10항에 있어서,
단계 i) 천연색소를 준비하는 단계는
(2) 단계 (1)에서 준비된 단풍나무 잎 추출물을 농축 또는 분말화하는 단계;를 포함하는, 천연색소를 포함하는 저작용이성이 개선된 고단백질의 젤리푸드 제조방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제10항에 있어서,
단계 ii)에서 상기 단백질은 난단백질, 혈장단백질, 분리대두단백질, 농축대두단백질, 및 완두단백질에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는, 천연색소를 포함하는 저작용이성이 개선된 고단백질의 젤리푸드 제조방법. - 삭제
- 제10항에 있어서,
단계 ii)에서 준비된 조성물을 균질화하는 단계를 더 포함하는, 천연색소를 포함하는 저작용이성이 개선된 고단백질의 젤리푸드 제조방법. - 제10항에 있어서,
단계 iii)에서 침전을 방지하고 균일한 분산을 위해 가열된 조성물을 균질화하는 단계를 더 포함하는, 천연색소를 포함하는 저작용이성이 개선된 고단백질의 젤리푸드 제조방법. - 제10항에 있어서,
동결건조, 열풍건조, 또는 상압건조를 하여 수분을 제거하는 단계를 더 포함하는, 천연색소를 포함하는 저작용이성이 개선된 고단백질의 젤리푸드 제조방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200131317A KR102669027B1 (ko) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | 천연색소를 포함하는 고단백질의 젤리푸드 및 이의 제조방법 |
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