KR20010035497A - 한방 로제법을 이용한 곡물의 저분자물질로 되는 기능성음료의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 곡물을 주재(主材)로하여 기능성 음료를 제조함에 있어서, 햅쌀 48~55중량%, 찹쌀 22~24중량%, 보리 6~8중량%, 조 6~8중량%, 수수 6~8중량%, 콩 3~4중량%의 배합비율로 혼합하고, 이 혼합한 총 중량의 9∼10배되는 물을 부어 가열, 증류 처리함으로써 인체에 유익하게 작용하는 유효성분을 저분자물질 상태로 추출해서 이 저분자 물질을 기능성 음료로 복용토록함으로써 곡물의 유효성분이 체내로 쉽게 흡수될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 한방 로제법을 이용한 저분자 기능성 음료 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따라 제조되는 기능성 음료는 위장기능이 약한 임산부 및 소아에게 곡물의 유효성분이 체내에서 쉽게 흡수될 수 있도록 하여 신진대사기능을 촉진시키는데 그 효과가 있다.
Description
본 발명은 한방 로제법을 이용한 곡물의 저분자물질로 되는 기능성 음료의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인체에 유익하게 작용하는 티아민, 리보플라빈, 칼슘, 철, 인 등의 성분을 갖는 각종 곡물을 물과 함께 혼합하여 가열, 증류시킴에 따라 고분자물질 상태의 곡물의 유효성분을 저분자물질(분자량 500이하)상태로 추출해서 이 저분자물질을 기능성 음료로서 복용토록 함으로써 곡물이 갖는 각종 영양분에 대한 체내흡수가 용이하게 하는 것에 의해 약리기능을 강화시킨 기능성 음료를 제조할 수 있도록 한 것이다.
최근 음료시장은 인체에 대한 단순한 수분공급이나 전해질 보충을 주된 기능으로 하는 탄산음료 중심에서 벗어나 음료에 과즙이나 기타 여러가지 생리활성물질을 함유시켜 생체조절 기능을 갖게 함으로써 음료를 통한 영양공급이나 갈증해소 또는 예방 의학적인 효과를 갖도록 한 기능성 건강음료분야의 시장규모가 증대되는 방향으로 그 소비구조가 재편되고 있는 실정이다.
이와 같은 음료의 한 예로서, 콜레스테롤 수치를 저하시키거나 다이어트 또는 피부미용 효과를 기대할 수 있는 각종 음료가 시판되고 있으며, 이와는 별도로 한약의 복용과정을 단순화하고 그 맛과 기능이 조화된 한약을 주 원료로 하는 음료까지도 개발되고 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 기능성 음료들은, 질병의 예방 및 피로회복 등 목적한 효과를 달성하기가 쉽지 않을 뿐만 아니라 한약재 등을 달인 물을 그대로 원료로서 이용함으로 인해 원료가 고분자물질형태로 체내에 공급되게 되므로 인체의 장내에서 완벽하게 흡수되지 못하고 그 대부분이 체외로 그대로 배출되어 실질적인 효능을 기대할 수 없는 것이 사실이다. 그 이유를 살펴보면, 좋은 재료나 약재 속에 함유되어있어 인체에 유익하게 작용하는 성분들을 사람이 섭취하였을 때, 체내에 흡수되어 효능을 발휘하기 위해서는 흡수속도가 빨라야만 체내에 머무르는 시간이 길어져 그 동안 충분히 체내에서 필요한 작용을 할 수 있다. 생약재나 곡물의 성분이 고분자일 때는 분자량의 단위가 커짐과 동시에 그 골격 역시 커져서 체내의 빠른 흡수를 방해하게 된다. 반대로 저분자일 때는 분자량도 작지만 그 골격 자체가 작아서 체내 흡수속도가 빨라져 체내로 흡수된 유효성분이 인체에 유익하게 작용할 수 있게 됨으로써 기능성 음료가 갖는 생리조절 및 영양공급 등의 기능을 극대화 할 수 있는 것이다.
또 기존의 음료가 단순히 손실된 수분과 전해질을 보충한다는 점 외에는 인체에 대한 이렇다 할 만한 특성을 지니지 못한 것이 사실이다. 그래서 이에 부응하기 위하여 각 생약재, 기능성 원료의 특성을 살려 서로 다른 배합비율과 제조방법으로 운동선수는 물론 현대인들의 스트레스와 갈증을 해소시키고 질병의 예방과 치료에 효능이 있는 기능성 음료의 등장이 절실히 요구되고 있다. 또 지금까지 이와 유사한 목적으로 만들어진 한방음료나 기능성 음료가 많이 개발되었으나 아직까지 그 효능이 확실하게 입증된 바가 없다.
또한 기존 기능성 음료의 제조공정은 원료배합→교반(혼합)→탈기→살균→충진(포장)→살균의 과정을 거쳐 이루어지나 이러한 경우 각 성분에 들어있는 유효한 물질들의 체내흡수가 용이하지 못하여 약재나 곡물의 유효물질들이 결국 몸밖으로 바로 배출되어 버리고 마는 현상이 일어나게 된다.
이에 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 각종 기능성 음료들이 갖는 제반 결함을 감안하여 이루어진 것으로서 한방에서 한약을 가공하는 방법중의 하나인 한방 로제법을 이용하여 인체에 유익하게 작용하는 티아민, 리보플라빈, 칼슘, 철, 인 등의 성분을 갖는 각종 곡물을 물과 함께 혼합하여 가열, 증류시킴에 따라 고분자물질 상태의 곡물의 유효성분을 저분자물질(분자량 500이하) 상태로 추출해서 이 저분자물질을 기능성 음료로서 복용토록 함으로써 곡물이 갖는 각종 영양분에 대한 체내흡수가 용이하게 하는 것에 의해 약리기능을 강화시켜 기능성 음료를 제조할 수 있도록 하여 기존의 기능성 음료들이 갖는 흡수장애나 부작용을 개선하여 일반인들도 쉽게 섭취할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한 지금까지의 음료 제조방법은 단순히 약재나 곡물 달인 물을 그대로 사용하여 약재나 곡물이 갖는 각종 영양분이 고분자물질 상태로서 체내로의 빠른 흡수가 어려웠으나 본 발명에서는 각종 곡물에 들어있어 인체에 유익하게 작용되는 유효성분들을 저분자물질로 변환시키기 위해 한방 로제법이라는 한방증류법을 사용함으로써 이 문제를 해결하고자 한다.
도 1은 본 발명에 의해 얻어진 저분자물질로 되는 유효성분의 성분분석 공정도.
상기 목적을 달성하기 위하여 햅쌀 48~55중량%, 찹쌀 22~24중량%, 보리 6~8중량%, 조 6~8중량%, 수수 6~8중량%, 콩 3~4중량%로 혼합한 곡물에 이 혼합된 곡물 전체 질량의 9∼10배되는 양의 물을 부어 다시 혼합하고, 이것을 100℃, 상압(1atm)하에서 3시간 30분 동안 가열하여 증기를 발생시켜 증류 처리하여 저분자물질을 얻었다. 본 발명은 이렇게 얻어진 저분자물질의 곡물 증류 추출물을 특징으로 한다.
그후, 본 발명의 상기와 같은 목적을 달성하였는지 확인하기 위해 본 발명의 제조방법에 의하여 제조된 곡물의 유효성분들을 아래의 기기적인 방법으로 그 구조와 성분들을 살펴봄으로써 저분자물질로 되었는지 확인하는 단계를 거쳤다. 본 발명에 의하여 제조된 저분자물질 추출물을 200㎖로 분획여두에 취하고 동량의 클로로포름(CHCl3)으로 3회 추출하여 회전증발기(rotary evaporatory)를 이용하여 저압, 실온으로 하여 농축한 후, 다시 클로로포름에 녹여 전량을 5㎖로 하고, 이것을 다시 무수 황산마그네슘(anhydrous MgSO4)으로 탈수한다. 그 다음 이를 질소(N2) 가스를 이용하여 완전히 농축한 것을 박막크로마토그래피(TLC, Tin Layer Chroma- tograph)를 실시하여 자외선(UV) 365nm, 254nm 및 10% 알코올릭 황산(alcoholic H2SO4)으로 물질을 확인 후, 검체로 사용하여 각 성분들이 저분자물질로 되었음을 확인하는 단계를 거친다.
본 발명의 주요 테마인 로제법이란 한방에서 한약을 가공하는 방법중의 하나로 탕제, 환제, 산제와 함께 한약을 복용하기 쉽게 만드는 방법이다. 약재를 끓여서 발생하는 수증기를 냉각시켜 만드는데 이에 대한 문헌적 근거는 청대에 조학민이 쓴 본초강목습유에 잘 나타나있다. 이러한 증류법을 통해 형성된 로제(증류수의 일종)는 해당 물질의 가장 순수한 성분(분자량 500이하의 저분자물질)을 담고서 효과를 나타내게 되며, 로제에 함유된 성분들은 장을 통한 흡수가 기존의 탕제에 비해 훨씬 쉬운 특징이 있다.
상기한 저분자 물질의 원료를 이루는 곡물들 중 햅쌀(new rice)은 그 해에 수확하여 신선도가 뛰어난 쌀을 의미하는 말로 80%가 이밀로펙틴이며 20%가 아밀로오스로 되어있고 또한 햅쌀에는 티아민, 리보플라빈, 칼슘, 철, 인, 식물섬유 등의 영양소와 수분이 있으나 가공방법에 따라 약간씩 차이가 있다. 햅쌀은 혈중 콜레스테롤을 낮추어 줄뿐 아니라 섬유질 성분이 다른 쌀에 비해 풍부한데 섬유질은 구리, 아연, 철 성분 등과 결합하여 우리 인체에 해로운 중금속이 인체에 흡수되는 것을 막아준다. 또 수분유지력이 커서 변비를 막고, 인슐린 분비는 적어 비만, 고혈압, 동맥경화증 등의 성인병을 예방할 수 있다.
상기한 곡물들 중 찹쌀(glutinos rice)은 100% 아밀로펙틴이며 맵쌀보다 찰기가 뛰어나며 탄수화물, 단백질, 인, 티아민, 리보플라빈으로 이루어졌으며 식욕부진, 소화불량, 설사, 양기위축 및 조루, 혈기, 허약 등에 효능이 좋다.
상기한 곡물들 중 보리는 쌀에 비해 칼슘, 철분, 비타민 B복합체가 다량 함유되어 있어 당뇨병, 피부미용, 소변불충에 효과가 좋고 오장을 강화시키고 설사를 멎게 한다. 특히 당뇨병에는 식이요법으로 많이 쓰이는데 이것은 보리가 혈당조절에 좋고 흡수가 빨라서 산성식품과 함께 먹으면 더욱 좋다. 세균의 번식이 잘 되게하여 피부영양에 관여하는 비타민 B6및 관토텐산의 합성을 촉진시킨다. 또 해로운 혐기성 세균을 줄여 독소생성을 경감하고 음식을 통해 섭취된 지방산, 콜레스테롤, 중금속, 니트로스아민과 같은 발암성 물질을 흡착하여 배설시키므로 대장암의 발생을 억제하는 역할을 한다.
상기한 곡물들 중 조는 탄수화물, 단백질, 티아민, 리보플라빈, 칼슘 등의 무기영양분이 풍부하여 열을 다스릴 수 있고 대장을 이롭게 하여 산후 회복과 조혈이 빠르고 당뇨와 빈혈에 좋다.
상기한 곡물들 중 수수는 붉은 색을 띠며 찰기가 있어 밥을 지을 때 섞어서 지으면 끈기가 있는데 이것의 성분을 살펴보면 조와 같이 칼슘과 단백질이 풍부하고 티아민, 리보플라빈을 포함하여 소화촉진과 기침, 천식 해소에 좋다.
상기한 곡물들 중 콩은 단백질 함류량이 많아 곡류보다 육류에 가깝고 콩속에 여러 가지 생리활성물질이 있어 성인병 예방에 도움을 준다. 콩의 주성분은 단백질 40%와 탄수화물이 30%, 그리고 지질이 20%이다. 이외에 각종 비타민과 칼슘, 인, 철, 칼륨 등의 무기성분을 지니고 있어 미용과 노화방지에 좋고 신장병, 동맥경화, 고혈압에 효과가 좋으며 혈압조절 기능 및 당뇨병 예방에 효과가 좋다.
상기한 여섯 가지 곡물류를 햅쌀 48~55중량%, 찹쌀 22~24중량%, 보리 6~8중량%, 조 6~8중량%, 수수 6~8중량%, 콩 3~4중량%의 배합비율로 혼합한 곡물에, 이 혼합된 곡물 중량의 9∼10배되는 양의 물을 부어 진탕과 함께 가열, 증류 처리시킨다. 이때 상압(1atm)하, 온도 100℃에서 3시간 30분 동안 가열 증류시킨다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에서 부터 추출된 저분자물질을 기기적인 방법으로 확인하는 과정까지 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
[실시예]
상기한 조성방법과 같이 각각의 햅쌀 700g, 찹쌀 300g, 보리 100g, 조 100g, 수수 100g, 콩 50g을 깨끗이 씻은 후, 혼합하여 반응기에 넣고 이 혼합된 곡물 중량의 9∼10배 즉 12000 cc의 물과 함께 끓여 한방 로제법에 의해 증류 처리하는데 이때 상압(1atm)하, 100℃로 3시간 30분 정도를 가열, 증류시킴으로써 저분자물질을 얻을 수 있었다.
곡물의 유효성분이 저분자물질 형태로 되었는지를 살펴보기 위해서 상기 얻어진 저분자물질을 취하여 칼럼크로마토그래피를 이용하여 물질을 분리하고 가스크로마토그래피-질량선택 분석기(GC/MS) 등의 기기적 방법으로 그 구조 및 성분을 살펴보았다.
시료의 전처리 : 시료 200㎖를 분획여두에 취하고 동량의 클로로포름(CHCl3)으로 3회 추출하여 회전증발기(rotary evaporation)를 이용하여 저압, 실온으로 하여 농축한 후, 다시 클로로포름에 녹였다. 그후, 이 액의 전량을 5㎖로 한 후 무수 황산마그네슘(anhydrous MgSO4)으로 탈수하였다. 이를 질소(N2) 가스를 이용하여 완전히 농축한 것을 박막크로마토그래피를 실시하여 자외선(UV) 365nm, 254nm 및 10% 알코올릭황산(alcoholic H2SO4)으로 물질을 확인한 후, 이것을 검체로 하여 물질을 분석하였다.
도면을 참조, 정리하여 설명하면 먼저 물질들을 상기한 예에 따른 중량 비율로 섞고 100℃ 상압(1atm)하에서 3시간 30분 동안 진탕시켜 증류시킨 것이 1단계이다.
이렇게 하여 얻어진 추출물에서 클로로포름으로 3회 추출하는 2단계는 추출물 중에서 지용성 성분만을 추출한 것이다.
또 여기에서 4단계는 클로로포름에 의해 증발시킴으로써 농축시키는 단계이고,
이것을 다시 무수 황산마그네슘(anhydrous MgSO4)으로 물을 없애는 탈수단계는 5단계이다.
그 다음 이것을 질소(N2) 가스로 증발시켜서 다시 농축시킴으로써 거의 순수한 성분들만 남게 하여 질량크로마토그래피-질량선택 분석기를 통과시켜서 머무름 시간과 피크의 면적을 통해 그 성분들의 질량과 퍼센트지를 분석한 단계는 6단계이다.
3단계는 증류법에 의해 추출된 여액을 클로로포름에 의해 수용성을 추출시키는 단계이다. 3단계에서도 역시 분석을 필요로 하지만 이것은 수용성이라 분석이 어렵다. 이를테면 2단계와 3단계는 추출여액 속에서 수용성과 지용성으로 나누는 과정이다.
다음 표 1은 본 발명의 제조방법에 의하여 얻어진 저분자물질의 주요 성분을 살펴보기 위해 사용한 가스크로마토그래피-질량선택 분석기(GC/MS)의 데이터 분석 조건이다.
〈표 1〉 본 발명에서 사용한 가스크로마토그래피-질량선택 분석기의 분석조건
칼럼(column) | HP 5 SM×0.25 mm×0.25㎛ |
칼럼 온도(Column Temperature) | 40℃ ~300℃ 10℃/min |
주입 온도(Injector Temperature) | 250℃ |
검출기(Detector) | 불꽃 이온화 검출기(F. I. D) |
운반 가스 (carrier gas) | 헬륨(He) 1.0㎖/min |
가스크로마토그래피-질량선택 분석기는 HP 6890 GC와 HP5973 MSD(Heulett-Packard, U. S. A)을 각각 이용하였고 그 조건은 이온화 : EI,
전자 에너지 EI 조건 : 70 eV,
중심 온도(Source Temperature) : 230℃,
트랩 쿼런트(Trap current) : 300㎂,
스플릿 모드(Split mode) : splitless에서 분석하였다.
다음의 표 2는 상기한 추출 액을 가스크로마토그래피-질량선택 분석기에 의해 필수지방산의 주요성분들을 분석한 표이다. 또 여기에 명시된 주요성분들에 대한 이해를 돕고자 주요 필수지방산의 역할을 설명하였다.
〈표 2〉 본 발명의 제조방법에 의하여 얻어진 저분자물질의 주요성분
머무름 시간 (sec) | 성 분 | 피크 면적(%) |
15.350 | 파이오놀 (Paeonol, paeonal) | 2.12 |
16.319 | 헥사데칸 (Hexadecane) | 1.072 |
16.893 | 알려지지 않은 성분 (unknown) | 24.726 |
18.532 | 옥타데칸 (Ocadecane) | 0.86 |
19.078 | 미리스틱 산 (Tetradecanoic acid, (myristic acid)) | 0.978 |
21.017 | 팔미틱 산 (Hexadecanoic acid, (palmitic acid)) | 6.963 |
22.533 | 리놀레 산 (Linoleic acid) | |
22.574 | 올레 산 (Oleic acid) | 2.720 |
22.779 | 옥타데카노익 산(Octadecanoic acid,(stearic acid)) | |
25.346 | 비스(2-에틸헥실)프탈레이트(bis(2-ethylhexyl)phthalate, DEHP) | 14.499 |
27.04 | 올레 산 아미드 (Decanedioic acid) | 7.578 |
27.190 | 데카네디오익 산 (bis(2-ethylhexayl)ester) | 6.108 |
27.354 | 스쿠알렌 (Squalene, spinacene) | 1.662 |
상기 곡물에서 추출된 저분자물질 각 성분이 갖는 효능에 대해 설명한다.
1. 파이오놀 (Paeonol, paeonal)
파이오놀은 목단 피나 작약에 주로 분포하는 화합물로 알려져 있으며 이 화합물의 유도체인 파이오니플로린은(Paeoniflorin)은 항경련, 진전, 진통, 항균, 항염증, 위액분비억제에 의한 항궤양, 해열 등의 효능이 있는 것으로 알려져 있다.
2. 헥사데칸 (Hetanedecane) /3. 옥타데칸 (Octadecane)
체온조절과 신체 기관의 보호작용을 하며, 지질의 한 종류인 비타민 D는 칼슘의 체내흡수를 도와 튼튼한 골격 조직을 만든다. 또 정상적인 신경계와 뇌를 유지하고 부신피질과 성선 호르몬을 생성한다. 위장 내에 오래 남아있어서 만복 감을 느끼게 해 준다.
4. 미리스틱 산 (Myristic acid)
미리스틱 산은 팜핵유와 야자유에서 주로 얻어지며 주로 화장품원료(iso propylmyr-istate), 식품원료 등에 이용된다.
5. 팔미틱 산 (Palmitic acid)
팔미틱 산은 주로 화장품, 제약, 식품원료 등으로 사용된다.
6. 리놀레산 (Linoleic acid)
리놀레산(Linoleic acid) 및 리놀렌산(Linolenic acid)은 동물의 정상적인 성장과 건강 유지를 위하여 음식물을 통하여 섭취하지 않으면 안되기 때문에 아라키돈산(Arachidonic acid)과 더불어 필수지방산(Essential Fatty Acid)이라 하고 비타민 F라고도 한다. 주로 식물성 기름에 함유되어 있으며 옥수수기름, 콩기름 등에는 50%이상의 리놀레산이 있다. w-3지방산인 리놀렌산은 심근경색, 동맥경화, 혈전방지의 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
7. 올레 산 (Oleic acid)
올레 산은 리놀레산, 리놀렌산, 아라키돈산과 더불어 식물성 식품에 많이 들어있는 불포화 지방산으로 화장품, 제약, 식품 등의 원료로 이용된다.
8.옥타데카노익 산 (Octadecanoic acid, (stearic acid))
피부질환의 하나인 비임규성 요도염(Nongonococcal urethritis)을 치료하는데 쓰인다.
9. 스쿠알렌 (Squalene, spinacene)
상어의 간 오일(Oil)로서 상처부위에 바르면 상처부위 조직을 빠르게 회복시키고, 호흡 계의 감염을 완화시키는 역할을 하며 백혈구와 혈내의 혈소판의 수를 증가시킴으로써 신체의 면역 계를 활성화시키고 강화시키는 알키글리세롤의 풍부한 원천을 포함하고 있다.
상기와 같이 해열, 항궤양, 해열 등에 효능이 있는 파이오놀을 비롯하여 체온조절과 신체기관의 보호작용을 하는 헥사데칸과 옥타데칸, 각종 식료품의 원료인 미리스틱 산과 팔미틱 산, 동물의 정상적인 건강유지를 위해 음식을 통하여 섭취하지 않으면 안돼는 리놀레 산과 올레산, 옥타데카노익 산, 비스(2-에틸헥실)프탈레이트,올레 산 아미드, 데카네디오익 산 및 스쿠알렌이 검출되었으며 이는 곡물에서 사람의 인체에 유효하게 작용한다. 이는 여섯 가지 곡물 중에 유효성분을 저분자물질로 얻어지는 것이 상기 한방 로제법을 통해 가능하게 되었음을 보여주는 것이라 할 수 있다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 음료에 체내 항상성 유지를 비롯한 각종 질병의 예방과 치료에 효능이 있는 햅쌀, 찹쌀, 보리, 조, 수수 및 콩 등의 여섯 가지 곡물을 한방 로제법에 의해 가열, 증류 처리시킴으로써 고분자물질 상태의 곡물의 영양분을 저분자물질(분자량 500이하) 상태로 추출해내 곡물의 순수성분들을 얻어내 이 저분자물질을 기능성 음료로서 복용토록 함으로써 곡물이 갖는 각종 영양분에 대한 체내흡수가 용이하게 하는 것에 의해 고분자물질로 되어있어 체내 흡수가 어려웠던 기존 음료의 미흡한 취약성을 극복하여 위장기능이 취약한 임산부 및 소아에게 곡물 속의 유효성분을 쉽게 흡수될 수 있도록 하여 신진대사 기능을 증진시키도록 한다.
또한 해열, 항궤양, 해열 등에 효능이 있는 파이오놀을 비롯하여 체온조절과 신체기관을 보호하는 헥사데칸과 옥타데칸, 각종 식료품의 원료인 미리스틱 산과 팔미틱 산, 동물의 정상적인 건강유지를 위해 음식을 통하여 섭취하지 않으면 안돼는 리놀레 산과 올레산, 옥타데카노익 산, 비스(2-에틸헥실)프탈레이트, 올레 산 아미드, 데카네디오익 산 및 스쿠알렌 등이 저분자 물질로서 인체에 쉽게 흡수 될 수 있도록 하여 각 성분이 갖는 유효한 기능들을 음료에 이용하여 기능성 음료를 제조함으로써 간단한 섭취과정으로 현대인들이 용이하게 곡물 음료를 접할 수 있게 하였다.
Claims (1)
- 곡물을 주재(主材)로 한 기능성 음료를 제조함에 있어서,햅쌀 48~55중량%, 찹쌀 22~24중량%, 보리 6~8중량%, 조 6~8중량%, 수수 6~8중량% 및 콩 3~4중량%의 배합비율로 혼합한 곡물에 ,이 혼합된 곡물 중량의 9∼10배되는 양의 물을 부어서 가열, 증류 처리하는 것에 의해 곡물의 유효성분을 저분자물질 형태로 추출토록 한 것을 특징으로 하는 한방 로제법을 이용한 곡물의 저분자 기능성 음료 제조방법.
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