KR20020036120A - 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당을 함유하는 기능성 음료및 그 제조방법 - Google Patents
인삼 식이섬유와 인삼 올리고당을 함유하는 기능성 음료및 그 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당을 함유하는 기능성 음료 및 그 제조방법에 관한 것으로 인삼박을 습식분쇄한 후 셀룰라제, 헤미셀룰라제 및 펙티나제를 단독으로 처리하거나 2종 이상을 혼합하여 1:1∼1:0.001의 중량비율로 첨가하고 온도 30∼60℃에서 30∼480분간 교반하여 효소 가수분해하거나 또는 산을 첨가하여 pH 1.0∼3.0, 반응온도 60∼100℃에서 30분∼4시간 동안 산 가수분해한 다음 상기 효소 가수분해물과 산 가수분해물을 5,000∼8,000×g에서 10∼30분간 원심분리하여 얻은 침전물을 상온에서 건조시켜 불용성 인삼 식이섬유를 제조하고 상등액은 여과한 다음 3∼5배 부피의 이소프로판올을 첨가하여 3∼5시간 방치하고 침전물을 획득하여 이소프로판올과 아세톤으로 세척한 후 건조시켜 수용성 인삼 식이섬유를 제조한 다음 상기 이소프로판올을 첨가하였을 때 침전되지 않은 상등액을 감압증류하여 건조함으로써 인삼 올리고당을 제조하고 발효유 또는 음료 제조시 상기 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당을 각각 0.1∼20 중량% 첨가하고 과즙, 당류, 비타민, 칼슘 및 정제수를 첨가하여 제조한 기능성 음료 및 그 제조방법을 제공하는 뛰어난 효과가 있다.
Description
본 발명은 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당을 함유하는 기능성 음료 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 인삼 엑기스(extract) 생산 후에 발생하는 인삼박을 기계적인 습식분쇄(wet milling)에 의해 파쇄한 후 효소적 가수분해 처리공정 및 산 가수분해 처리공정에 의해 생리적 기능성을 갖는 인삼 식이섬유 와 인삼 올리고당을 제조하고 상기 인삼 가공물을 발효유 또는 음료에 첨가함으로써 제조한 기능성 음료 및 그 제조방법에 관한 것이다.
인삼(Panax ginseng C. A. Meyer)은 아시아 극동지역(북위 33-48: 한국, 북만주, 소련일부)에 자생하는 식물로서, 식물분류학상 오가과(Araliaces) 인삼속 (Panax)에 속하는 다년생 숙근초로서 약 11종이 알려져 있다. 특히 한국내에서 생산되는 인삼은 고려인삼으로 불리면서 그 약리활성이 가장 뛰어난 것으로 잘 알려져 있다. 인삼은 생산공정에 따라 수삼, 홍삼, 백삼 및 태극삼 등의 형태로 제조되고 있다.
인삼에는 배당체(glycosides) 성분인 사포닌(saponin)을 비롯하여 질소 함유물로서 단백질, 아미노산, 핵산 및 알카로이드를 함유하고 있으며 지용성 성분으로서 지방산, 정유, 폴리아세틸렌, 페놀화합물 및 파이토스테롤(phytosterol), 테르페노이드(terpenoids)를 함유하고 있고 당류로서 단당류와 올리고당, 다당류, 펙틴질 등을 함유하고 있다. 또한 비타민류와 무기질 등의 매우 다양한 성분이 함유되어 있다.
인삼은 현대 과학적인 연구결과를 통하여 동맥경화, 고혈압, 스트레스, 피로회복, 정력증진, 저혈압, 갱년기 장애, 당뇨병, 암, 노화방지 등 각종 성인병에 대한 예방 및 치료효과가 매우 뛰어난 것으로 밝혀져 있다 (Nutrition, 16(5), 391-392(2000); European Journal of Clinical Pharmacology, 55(8), 567-575 (1999)).
한편, 식이섬유는 인체내의 효소에 의해 분해되지 않는 성분으로서 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 펙틴 등의 다당류 성분이 주를 이루고 있다. 식이섬유의 생리적인 기능성을 결정하는 가장 중요한 요인은 용해도로서 식이섬유성분은 용해도에 따라 크게 수용성 식이섬유(water-soluble dietary fiber)와 불용성 식이섬유 (water-insoluble dietary fiber)로 분류되는데, 이들에 의해 제공되는 생리특성이각각 다르다.
불용성 식이섬유는 소화기관을 통과할 때 다량의 수분흡수에 따라 대변의 용적증가, 장내통과시간 단축, 전분의 가수분해 억제 및 포도당의 흡수 지연 등의 생리작용을 한다. 반면에 수용성 식이섬유에 의하여 형성된 3차원 구조의 젤은 식품의 통과를 지연시키고 포도당의 흡수를 저해하며, 특히 혈중의 콜레스테롤 함량을 저하시키는 역할을 하는 것으로 밝혀진 바 있다 (Food Technology, 41(2), 81-85(1987)).
올리고당(Oligosaccharides)은 저분자의 탄수화물 물질로서 생산방식에 따라
분류되는데 효소적 생물전환법에 의해 생산되는 이소말토올리고당(isomalto- oligosaccharide), 프럭토올리고당(fructo-oligosacch aride), 갈락토올리고당 (galacto-oligosaccharide)과 다당류의 가수분해법에 의해 생산되는 이눌린 올리고당(inulin oligosaccharide), 알긴산올리고당(alginate oligosaccharide), 키토산 올리고당(chitosan oligosaccharide)으로 나뉘어 진다(식품산업과 영양. 3(1), 18-23(1998)).
올리고당은 유용한 장내미생물에 대한 증식을 촉진하는 비피도인자 (bifidogenic factor)로서의 생리활성을 제공한다. 또한, 다당류 가수분해물에 의해 생성되는 올리고당의 경우에는 혈중 콜레스테롤 저하작용, 항균작용, 면역체계 활성화 작용 등 각종 생리학적 및 약리학적인 기능성이 제공된다(Lebensm. Wiss. Technol., 27, 1-9(1996); Tren. Food Sci. Technol., 7, 353-368(1996)).
식물 세포벽은 셀룰로오스(cellulose), 헤미셀룰로오스(hemicellulose), 펙틴(pectin), 리그닌(lignin) 등의 식이섬유 성분으로 이루어져 있다. 그런데 이들 구성성분들은 서로 유리된 상태로서 존재하는 것이 아니라 대부분 공유결합, 수소결합, 이온결합, 소수결합 등을 통하여 강하게 연결되어 불용성 상태로 존재한다(한국영양식량학회지, 23(2):358-370(1994)).
식물 세포벽의 식이섬유는 일부 펙틴 성분을 제외하면 대부분 불용성 식이섬유 상태로 존재한다. 불용성 상태로 존재하는 식물 세포벽의 구조를 수용화하는 것은 수용성 식이섬유의 함량을 증가시킴으로써 식이섬유의 생리특성을 다양화할 수 있다는 장점이 있다.
산업적으로 인삼은 열수나 알코올 등의 용매를 이용하여 엑기스를 추출하여 이용하고 있다. 그러나 엑기스를 추출한 후 발생하는 인삼박은 대부분 다당류 (polysaccharides)로 이루어진 식이섬유(dietary fiber) 성분으로 구성되어 있어서 각종 생리활성이 기대됨에도 불구하고, 단순히 사료로 이용되거나 폐기되는 등 산업적인 활용이 매우 미흡하다.
인삼박은 엑기스 추출과정에서 많은 수분을 함유하고 있고, 또한 조직도 원시료에 비해 상당히 이완되어 있다. 따라서 인삼박의 건조과정 없이 기계적인 마찰력이나 효소 또는 산 가수분해 처리에 의해 불용성의 인삼박 조직을 용이하게 수용화 함으로써 인삼박으로부터 식이섬유나 인삼 올리고당을 생산할 수 있음에도 불구하고 이에 대한 체계적인 공정이 산업적으로 시도된 바 없다.
본 발명자는 상기와 같은 점을 착안하여 인삼 엑기스 생산 후 발생되는 인삼박을 습식분쇄에 의해 파쇄한 후 효소 가수분해 및 산 가수분해하여 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당을 제조한 다음 상기 인삼 가공물을 함유하는 기능성 음료를 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 인삼 엑기스 제조 후 발생하는 인삼박으로부터 생산한 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당을 함유하는 기능성 음료를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당을 함유하는 기능성 음료의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 상기 목적은 인삼박을 습식분쇄한 다음 인삼박 페이스트를 제조하고 상기 인삼박 페이스트에 다당류 가수분해 효소를 첨가하여 가수분해하거나 또는 산을 첨가하여 가수분해한 후 원심분리하여 획득한 침전물을 건조시켜 불용성 인삼 식이섬유를 제조하고 상기 원심분리하여 획득한 상등액은 여과한 후 이소프로판올을 첨가하여 침전물을 획득한 후 이소프로판올과 에탄올로 세척하고 건조하여 수용성 인삼 식이섬유를 제조한 다음 상기 이소프로판올을 첨가하였을때 침전되지 않은 상등액을 감압증류하고 건조하여 인삼 올리고당을 제조한 후 상기 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당을 함유하는 기능성 발효유 또는 음료를 제조함으로써 달성하였다.
이하, 본 발명의 구성을 설명한다.
도 1은 인삼박의 습식분쇄, 효소처리 및 산처리 공정에 의한 인삼 페이스트, 식이섬유 및 올리고당의 바람직한 생산공정을 도시한 개략도이다.
본 발명은 인삼박을 쵸퍼를 이용하여 파쇄한 후 가수하여 고형분 함량을 5중량%로 조절하고 마찰식 분쇄기를 이용하여 습식분쇄하는 단계; 상기 단계의 습식분쇄한 인삼박 페이스트를 121℃에서 레토르트 살균하여 인삼 페이스트 제품을 제조하는 단계; 상기 단계의 인삼박 페이스트에 다당류 가수분해 효소인 셀루클라스트, 필트라제BR, 펙티넥스를 단독으로 사용하거나 2종이상의 효소를 1:1의 중량비로 혼합하여 1.0g을 첨가하고 온도 50℃, pH 6.0에서 1시간 동안 가수분해하거나 또는 상기 습식분쇄한 인삼박 페이스트 1kg에 염산을 가하여 온도 90℃, pH 1.0에서 4시간반응시켜 산 가수분해 하는 단계; 상기 단계의 효소가수분해한 인삼 페이스트 또는 산처리한 인삼 페이스트를 6,500×g에서 15분간 원심분리한 후 침전물을 상온에서 건조시켜 불용성 인삼 식이섬유을 제조하고 원심분리하여 얻은 상등액은 여고한 다음 이소프로판올을 첨가하고 4시간 방치하여 침전물을 획득한 다음 상기 침전물을 이소프로판올과 아세톤으로 세척한 후 상온에서 건조시켜 수용성 인삼 식이섬유를 제조하는 단계; 상기 단계의 수용성 인삼 식이섬유 제조시 이소프로판올을 첨가하였을 때 침전되지 않은 상등액을 감압증류하여 건조함으로써 인삼 올리고당을 제조하는 단계; 인삼박을 습식분쇄기의 간극을 조절하면서 분쇄하여 인삼 식이섬유의생산에 미치는 영향을 조사하는 단계; 인삼 페이스트에 다당류 가수분해 효소를 종류별로 처리하여 효소가수분해 하지 않은 경우와 비교하고 효소처리가 인삼 식이섬유의 생산에 미치는 영향을 조사하는 단계; 인삼 페이스트에 산을 처리하여 가수분해 한 경우와 산을 처리하지 않은 경우를 비교하여 인삼 식이섬유의 생산에 미치는 영향을 조사하는 단계; 우유의 무지고형분을 10.0 중량%로 조절하여 균질화 한 다음 설탕 1.0중량%, 펙틴 0.15 중량%를 정제수에 녹여 첨가하고 100℃에서 20분간살균 한 다음 상기 혼합물을 40℃로 냉각하고 유산균 스타터를 접종한 후 상기 유산균 배양액에 본 발명 인삼 식이섬유 5.0 중량%, 인삼 올리고당 10.0 중량%, 사과즙 20.0 중량%, 비타민C 1.0 중량% 및 칼슘 0.05 중량%를 정제수에 녹여 제조한 시럽을 혼합하고 균질화한 후 포장하여 드링크 형태의 발효유를 제조하는 단계; 상기 단계의 드링크 발효유 제조시 인삼 식이섬유 10.0 중량%, 인삼 올리고당 5.0 중량% 및 과즙 17.0 중량%를 첨가하여 발효유를 제조하는 단계; 우유의 무지고형분을 3.0 중량%로 조절한 후 100℃에서 20분간 살균하고 냉각시킨 후 유산균 스타터를 접종하고 상기 유산균 배양액에 인삼 식이섬유 10.0 중량%, 인삼 올리고당 3중량%, 설탕 6.5 중량%, 과당 9.0 중량%, 사과즙 5.0 중량%, 비타민B 1.0 중량% 및 칼슘 0.5 중량%를 정제수에 녹여 제조한 시럽을 첨가하고 교반하여 균질화한 후 냉각하여 포장함으로써 액상형태의 발효유를 제조하는 단계; 상기 단계의 방법으로 액상형태 발효유를 제조하고 인삼 식이섬유 5.0 중량%, 인삼 올리고당 15.0 중량% 및 딸기과즙 4.0 중량%를 첨가하여 발효유를 제조하는 단계; 우유의 무지고형분을 9 중량%로 조절하고 설탕 7.5 중량%, 펙틴 1.0 중량%를 혼합하여 균질화한 후 살균하고 상기살균된 혼합물을 냉각시켜 유산균 스타터를 접종하고 상기 유산균 배양액에 펙틴 2.0 중량%, 인삼 식이섬유 5.0 중량%, 인삼 올리고당 3.0 중량%, 사과과육 10.0 중량%, 사과과즙 5.0 중량%, 비타민C 1.0 중량% 및 칼슘 0.5 중량%를 혼합하여 제조한 과일쨈을 30 중량%를 첨가하고 교반한 다음 포장함으로써 호상발효유를 제조하는 단계; 상기 단계의 방법으로 호상발효유 제조시 펙틴 0.1 중량%, 인삼 식이섬유 15.0 중량% 및 인삼 올리고당 5.0 중량%를 첨가하는 단계; 레몬과즙 5.0 중량%, 과당 10.0 중량%, 수용성 인삼 식이섬유 10.0 중량%, 비타민C 0.05 중량%, 레몬향 0.001 중량%를 정제수에 혼합한 후 120℃에서 10분간 살균 한 다음 냉각하고 탄산을 주입하여 음료를 제조하는 단계; 오렌지 과즙 5.0 중량%, 과당 5.0 중량%, 인삼 올리고당 15.0 중량%, 비타민C 0.05 중량%, 오렌지 향 0.001 중량%를 정제수에 혼합한 후 120℃에서 10분간 살균한 후 탄산을 주입하여 음료를 제조하는 단계; 사과과즙 10.0 중량%, 과당 6.0 중량%, 수용성 인삼 식이섬유 5.0 중량%, 인삼 올리고당 5.0 중량%, 비타민C 0.03 중량%, 사과향 0.001 중량%, 구연산 0.05 중량%를 정제수에 혼합한 후 120℃에서 10분간 살균하고 냉각한 후 탄산을 주입하여 음료를 제조하는 단계로 구성된다.
상기 단계에서 인삼으로부터 엑기스(extract)를 추출한 후 발생하는 인삼박에는 추출공정이나 후처리 공정에 따라 차이가 나지만 대개 5∼15 중량%의 고형분이 존재하며 나머지는 추출용매로 구성된다. 추출용매로서는 온수나 알콜을 사용하는데, 추출용매로서 알콜이 인삼박에 잔류하는 경우에는 물로 인삼박을 세척한 후 사용하는 것이 보다 바람직하다.
상기 인삼박은 쵸파(chopper)나 절단기를 이용하여 1차적으로 작은 조각으로 절단한 후 건조과정 없이 직접 습식분쇄한 후 효소 또는 산을 이용한 수용화 공정에 투입하였다. 상기 인삼박은 동결시켜 장기적으로 보관하면서 가공이 필요할 때마다 해동하여 사용하였다.
상기 단계에서 습식분쇄공정은 기계적인 마찰력이나 전단력(shear force)를 제공함으로써 시료를 분쇄하는 것으로 그라인드밀(grind mill), 고압 균질기(highpressure homogenizer), 고속 믹서기(high speed mixer), 콜로이드밀(colloid mill), 저온 압출성형기(cold extruder)등을 사용할 수 있다.
상기 단계에서 인삼박의 분쇄는 MKE 46# 그라인더(grinder)가 장착된 초정밀 마찰식 분쇄기(ultra-fine friction grinder; Supermasscolloider Model MKZA6-5, Masuko Co., Japan)를 사용하였다.
상기 단계에서 습식분쇄시 인삼박에 대한 마찰력을 조절하기 위해 그라인더의 간극(clearance)을 조정하였으며 간극이 작을수록 인삼박에 대한 마찰력이 증가하였고 인삼박의 수용화 수율이 증가되었다. 본 발명에서는 상기 분쇄기의 간극을 0.02∼0.3mm로 조절하였다.
상기 단계에서 인삼박 페이스트의 효소가수분해는 인삼박 페이스트에 다당류 가수분해효소인 셀룰라제(cellulase), 헤미셀룰라제(hemicellulase), 펙티나제(pec tinase)를 단독을 첨가하거나 2종 이상을 혼합하여 1:1∼1:0.001의 중량비율로 첨가한 후 온도 30∼60℃에서 30분∼480분간 교반하면서 반응시켰다.
상기 단계에서 사용한 효소는 상업용으로 판매되는 것으로 셀룰라제로는 셀루클라스트(Celluclase, Novo Nordisk, Denmark)를 사용하였으며 헤미셀룰라제로는 필트라제BR(Filtrase BR Gist-Brocades, Netherlands)를 사용하였고, 펙티나제로는 펙티넥스(Pectinex, Novo Nordisk, Denmark)를 사용하였다.
상기 단계에서 인삼 페이스트에 대한 산처리 공정은 염산, 황산과 같은 무기산 또는 아세트산(acetic acid), 구연산(citric acid), 사과산(malic acid), 인산 (phosphoric acid), 석신산(succinic acid)과 같은 유기산을 가하여 가수분해하였다. 산처리 공정시 pH는 1.0∼3.0, 반응온도는 60∼100℃로 조절하였으며 반응시간은 30분∼4시간으로 조절하였다.
상기 단계의 효소 또는 산 가수분해한 인삼박 페이스트는 5,000∼10,000×g에서 10∼30분간 원심분리하여 상등액으로부터 수용성 인삼 식이섬유를 획득하였으며 침전물로부터는 불용성 인삼 식이섬유를 획득하였다.
상기 단계에서 수용성 인삼 식이섬유 제조는 효소가수분해 또는 산 가수분해한후 원심분리하여 획득한 상등액을 여과한 후 상기 여과액의 3∼5배 부피의 이소프로판올(isopropanol)을 첨가하고 3∼5시간 방치하여 침전물을 획득하였으며 상기 침전물을 이소프로판올과 아세톤(acetone)으로 세척한 다음 상온에서 건조시켜 수용성 인삼 식이섬유를 제조하였다. 이때 이소프로판올에 의해 침전되지 않은 상등액에서는 저분자량의 당류가 존재하므로 건조하여 인삼 올리고당을 제조하였다.
본 발명 인삼 식이섬유 및 올리고당을 함유한 유산균 발효유 및 기능성 음료는 통상의 방법으로 제조하였으며 발효유는 살균된 생우유와 당류에 유산균을 가하여 무균용기에서 발효한 후 상기 발효액에 각종 과즙과 감미료로 제조한 시럽을 살균 한 다음 첨가하고 교반하고 균질화하여 용기에 포장함으로써 제조하였고 기능성 음료는 원료혼합, 살균, 충진, 포장고정을 거쳐 제조하였다.
상기 단계에서 본 발명 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당의 첨가량은 각각 0.1∼20 중량% 였으며 발효된 발효유 또는 음료에 직접 첨가하거나 또는 발효되지 않은 살균된 우유에 첨가한후 유산균을 접종하여 발효하였다.
상기 단계의 발효유 또는 음료에 물, 펙틴, 비타민, 미네랄, 당류, 곡류, 과실류, 채소류, 천연과즙, 착향제 및 유기산을 첨가하였다.
상기 단계에서 비타민은 비타민A, 비타민B1, 비타민B2, 비타민B6, 비타민B12, 비타민C, 비타민D, 비타민E를 단독으로 사용하거나 2종 이상을 혼합하여 사용하였다.
상기 단계에서 미네랄은 칼슘, 철분을 단독을 사용하거나 함께 혼합하여 사용하였으며 상기 당류는 설탕, 포도당, 과당을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 혼합하여 사용하였다.
상기 단계에서 곡류 및 채소류는 토마토, 당근, 쌀, 콩을 사용하였으며 상기 유기산은 구연산, 호박산 및 주석산을 사용하였다.
상기 단계에서 천연과즙류는 파인애플, 레몬, 감귤, 오렌지, 사과, 배, 그레이프후르츠, 살구, 딸기, 복숭아, 멜론, 구아바, 레몬, 자두과즙을 단독으로 첨가하거나 2종 이상을 혼합하여 첨가하였다.
상기 단계에서 착향제는 혼합과일향, 사과향, 요구르트향, 드링크향을 단독으로 첨가하거나 2종 이상을 혼합하여 첨가하였다.
상기 단계에서 본 발명 인삼 식이섬유 및 올리고당을 함유하는 발효유는 무지유 고형분 2∼16 중량%, 과즙 1∼50 중량%, 당류 0.5∼1.5 중량%, 인삼 식이섬유 0.1∼20 중량%, 인삼 올리고당 0.1∼20 중량%, 비타민 0.0001∼5 중량%, 칼슘 0.001∼5 중량% 및 정제수를 적량 첨가하여 제조하였다.
상기 단계의 발효유는 드링크형태, 액상형태 또는 호상형태로 다양하게 제조할 수 있다.
상기 단계에서 본 발명 인삼 식이섬유와 올리고당을 함유하는 기능성 음료는 과일시럽 1∼50 중량%, 인삼 식이섬유 0.1∼20 중량%, 인삼 올리고당 0.1∼20 중량%, 당류 0.1∼20 중량%, 비타민 0.0001∼5.0 중량%, 착향제 0.0001∼1.0 중량%, 탄산(전체부피비) 1.8∼3.0 중량% 및 정제수를 적량 첨가하였다.
상기 단계에서 본 발명 기능성 음료는 탄산이 함유되지 않은 음료 또는 탄산이 함유된 탄산음료의 형태로 제조될 수 있다.
본 발명 인삼 식이섬유와 올리고당을 함유한 기능성 음료의 바람직한 제조방법을 공정별로 도 1에 도시하였다.
이하, 본 발명의 구체적인 방법을 실시예와 실험예를 들어 상세히 설명하고자 하지만, 본 발명의 권리범위는 이들 실시예와 실험예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당의 제조
제 1공정: 인삼박의 분쇄
고형분 함량이 10 중량%인 인삼박을 쵸퍼(chopper)를 이용하여 파쇄한 후 가수하여 고형분 함량을 5 중량%로 조절한다. 상기 고형분 함량을 조절한 인삼박을 MKE 46# 그라인더(grinder)를 장착한 초정밀 마찰식 분쇄기에 넣고 간극(clerance)을 0.1mm로 조절한 다음 습식분쇄한다.
제 2공정: 인삼 페이스트의 제조
상기 제 1공정에서 습식분쇄한 인삼박 페이스트를 121℃에서 레토르트 (retort) 살균하여 장기간 저장할 수 있는 인삼 페이스트 제품을 제조한다.
제 3공정: 인삼박의 효소 가수분해 및 산 가수분해
상기 제 1공정에서 습식분쇄한 인삼박 페이스트 1kg에 상업용으로 판매되고 있는 다당류 가수분해 효소인 셀루클라스트(Celluclast), 필트라제BR(FiltraseBr), 펙티넥스(Pectinex)를 단독으로 사용하거나 또는 2종이상의 효소를 1:1의 중량비로 혼합하여 1.0g을 첨가하고 온도 50℃, pH 6.0에서 1시간 동안 가수분해한다.
또한, 상기 제 1공정에서 습식분쇄한 인삼박 페이스트 1kg에 산을 가하여 온도 90℃, pH 1.0에서 4시간 반응시킨다.
제 4공정: 불용성 인삼 식이섬유 및 수용성 인삼 식이섬유의 제조
상기 제 3공정에서 효소로 가수분해한 인삼 페이스트 또는 산처리한 인삼 페이스트를 6,500×g에서 15분간 원심분리한 후 침전물을 상온에서 건조시켜 불용성 인삼 식이섬유를 제조한다. 또한 상기 원심분리 하여 얻은 상등액은 여과한 다음 4L의 이소프로판올(isopropanol)을 첨가하고 4시간 동안 방치하여 침전물을 획득한다. 상기 이소프로판올 침전물을 이소프로판올과 아세톤으로 세척한 후 상온에서 건조시켜 수용성 인삼 식이섬유를 제조한다.
제 5공정: 인삼 올리고당의 제조
상기 제 4공정에서 수용성 인삼 식이섬유의 제조시 이소프로판올을 첨가하였을때 침전되지 않은 상등액을 감압증류하여 건조함으로써 인삼 올리고당을 제조한다.
실험예 1: 습식분쇄기의 간극조절이 인삼 식이섬유의 생산에 미치는 영향
인삼박을 습식분쇄기의 간극을 조절하면서 분쇄하여 인삼 식이섬유의 생산에 미치는 영향을 조사하였다. 습식분쇄기의 간극은 각각 0.02mm, 0.08mm, 0.16mm, 0.20mm 및 0.30mm로 조절하면서 분쇄한 후 상기 실시예 1과 같은 방법으로 인삼 식이섬유를 제조하였다.
실험 결과, 표 1에 나타낸 바와 같이 간극의 크기가 감소할수록 인삼박에 가해지는 마찰력이 증가하면서 수용성 식이섬유의 함량이 증가하였으며, 상대적으로 불용성 식이섬유의 함량은 감소하였다. 이는 그라인더의 간극을 조절함으로써 식이섬유의 조성을 조절할 수 있음을 의미한다.
| 간극(mm) | 수용성 식이섬유(%) | 불용성 식이섬유(%) |
| 0.02 | 44.5 | 42.6 |
| 0.08 | 39.8 | 46.5 |
| 0.16 | 28.5 | 60.6 |
| 0.20 | 25.4 | 63.5 |
| 0.30 | 20.8 | 67.6 |
실험예 2: 효소처리에 따른 인삼 식이섬유의 생산
인삼 페이스트에 효소처리한 경우와 효소처리 하지 않은 경우의 인삼 수용성 식이섬유의 함량을 비교조사하였다. 상기 실시예 1에서 제조한 인삼박 페이스트 1kg에 상업용으로 판매되고 있는 다당류 가수분해 효소인 셀루클라스트, 필트라제 BR, 펙티넥스를 단독으로 처리하거나 2종이상을 1:1의 중량비로 혼합하여 각각 1.0g씩 첨가하고 온도 50℃, pH 6.0에서 1시간 동안 가수분해하였다.
효소로 가수분해한 인삼 페이스트를 6,500×g에서 15분간 원심분리 한 후 침전물을 상온에서 건조시켜 불용성 인삼식이섬유을 제조하고 상등액은 여과한 다음 4L 이소프로판올(isopropanol)을 첨가하여 4시간 동안 방치한 후 침전물을 획득하엿다. 상기 이소프로판올 침전물을 이소프로판올과 아세톤으로 세척한 후 상온에서 건조시켜 수용성 인삼 식이섬유를 제조하였다.
실험 결과, 표 2에 나타낸 바와 같이 수용성 인삼 식이섬유의 함량이 37.7∼45.4%로서 효소처리하지 않은 인삼페이스트의 수용성 식이섬유 함량인 30.6%보다 크게 증가하였다. 한편, 효소처리 하지 않은 인삼 페이스트의 불용성 식이섬유 함량은 59.2%였으나 효소 처리한 경우에는 불용성 식이섬유 함량이 16.8∼28.2%로 크게 감소하였다. 이는 다당류 가수분해 효소가 인삼박 페이스트의 불용성 조직을 효율적으로 수용화하였음을 의미한다.
| 효소종류(상품명) | 수용성 식이섬유(%) | 불용성 식이섬유(%) | 올리고당 수율(%) |
| 셀루클라스트 | 38.7 | 28.0 | 27.8 |
| 필트라제 | 41.6 | 20.8 | 31.6 |
| 펙티넥스 | 37.7 | 28.2 | 28.5 |
| 셀루클라스트+필트라제 | 45.4 | 16.8 | 31.2 |
| 효소무첨가 | 30.6 | 59.2 | 4.6 |
실험예 3: 산처리에 따른 인삼 식이섬유의 생산
인삼박 페이스트에 산처리한 경우와 산을 처리하지 않은 경우의 수용성 및 불용성 인삼 식이섬유의 함량을 조사하였다. 인삼박 페이스트 1kg에 산을 가하고 반응 pH를 1.0∼2.5로 조절하고 반응온도 70∼90℃에서 1∼4시간 반응시켜 산 가수분해를 한 다음 수용성 및 불용성 인삼 식이섬유의 함량을 조사하였다. 또한, 인삼박 페이스트에 산을 가하지 않고 원심분리하여 침전물을 획득한 후 건조시켜 불용성 인삼 식이섬유을 제조하고 상기 상등액을 이소프로판올을 첨가하고 방치하여 침전물을 획득한 후 이소프로판올과 아세톤으로 세척하여 수용성 인삼 식이섬유를제조하였다.
실험 결과, 표 3에 나타낸 바와 같이 산처리한 경우 수용성 인삼 식이섬유의 함량이 39.5∼49.0%였으며 산처리하지 않은 경우의 수용성 인삼 식이섬유 함량이 30.6%보다 크게 증가하였다. 이는 산처리에 의해 인삼박 페이스트의 불용성 조직이 상당부분 수용화 되었음을 의미한다.
| 반응 pH | 반응온도(℃) | 반응시간(hr) | 수용성식이섬유(%) | 불용성식이섬유(%) | 올리고당(%) |
| 1.5 | 90 | 1 | 43.0 | 32.2 | 17.6 |
| 2.5 | 90 | 1 | 39.7 | 39.3 | 14.3 |
| 1.5 | 70 | 1 | 39.5 | 38.9 | 14.8 |
| 2.5 | 90 | 3 | 45.3 | 30.2 | 18.8 |
| 1.0 | 90 | 4 | 49.0 | 21.5 | 22.4 |
| 산처리하지 않음 | 30.6 | 59.2 | 4.6 |
실시예 2: 본 발명 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당이 함유된 기능성 음료 제조
우유의 무지고형분을 10.0%로 조정하여 균질화 한 다음 설탕 1.0중량%, 펙틴 0.15 중량%를 정제수에 녹여 첨가하고 100℃에서 20분간 살균한다. 상기 살균한 혼합물을 40℃까지 냉각시킨 후 유산균 스타터를 접종하여 pH 4가 될 때까지 배양하고 배양이 완료되면 냉각시킨다. 정제수에 인삼 식이섬유 5.0 중량%, 인삼 올리고당 10.0 중량%, 사과즙 20.0 중량%, 비타민 C 1.0 중량% 및 칼슘 0.05 중량%를 녹여 시럽을 제조한 후 121℃에서 20분간 살균하고 냉각한 다음 상기 유산균 배양액과 혼합하여 교반하고 균질화 한 후 포장하여 드링크 형태의 발효유를 제조하였다.
실시예 3: 본 발명 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당이 함유된 기능성 음료제조
상기 실시예 2의 방법으로 드링크 형태의 발효유를 제조하였으며 인삼 식이섬유 10.0 중량%, 인삼 올리고당 5.0 중량% 및 과즙 17.0 중량%를 첨가하였다.
실시예 4: 본 발명 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당이 함유된 기능성 음료 제조
우유의 무지고형분을 3.0 중량%로 조정한 후 100℃에서 20분간 살균한다. 상기 살균된 혼합물을 40℃까지 냉각시킨 후 유산균 스타터를 접종하여 pH 5.0이 될 때까지 배양한 다음 냉각시킨다. 정제수에 인삼 식이섬유 10.0 중량%, 인삼 올리고당 3 중량%, 설탕 6.5 중량%, 과당 9.0 중량%, 사과즙 5.0 중량%, 비타민B 1.0 중량% 및 칼슘 0.5 중량%를 녹여 시럽을 제조한 후 121℃에서 20분간 살균 한 다음 냉각하고 상기 유산균 배양액과 혼합한 뒤 교반하여 균질화 하고 4℃로 냉각하여 저장하거나 포장함으로써 액상형태의 발효유를 제조하였다.
실시예 5:
본 발명 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당이 함유된 기능성 음료 제조
상기 실시예 4의 방법으로 액상형태의 발효유를 제조하였으며 인삼 식이섬유 5.0 중량%, 인삼 올리고당 15.0 중량% 및 딸기과즙 4.0 중량%를 첨가하였다.
실시예 6: 본 발명 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당이 함유된 기능성 음료 제조
우유의 무지고형분을 9 중량%로 조정하고 설탕 7.5 중량%와 펙틴 1.0 중량%를 혼합하여 균질화한 후 100℃에서 20분간 살균한다. 상기 살균된 혼합물을 40℃까지 냉각시킨 후 유산균 스타터를 접종하여 pH 4.0이 될 때까지 배양하고 냉각시킨다. 정제수에 펙틴 2.0 중량%, 인삼 식이섬유 5.0 중량%, 인삼 올리고당 3.0 중량%, 사과과육 10.0 중량%, 사과과즙 5.0 중량%, 비타민C 1.0 중량% 및 칼슘 0.5 중량%를 혼합하여 과일쨈을 제조한 후 살균한 다음 냉각하고 상기 배양액에 대해 30 중량%를 첨가하여 혼합한 뒤 교반하고 포장함으로써 호상발효유를 제조하였다.
실시예 7: 본 발명 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당이 함유된 기능성 음료 제조
상기 실시예 6의 방법으로 호상발효유를 제조하였으며 펙틴 0.1 중량%, 인삼 식이섬유 15.0 중량%, 인삼 올리고당 5.0 중량% 및 토마토 10.0 중량%를 첨가하였다.
실시예 8:
본 발명 인삼 식이섬유가 함유된 기능성 음료 제조
레몬 과즙 5.0 중량%, 과당 10.0 중량%, 수용성 인삼 식이섬유 10.0 중량%, 비타민C 0.05 중량%, 레몬향 0.001 중량%를 정제수에 혼합한 후 120℃에서 10분간 살균한 다음 냉각하고 탄산을 주입하여 포장한다.
실시예 9:
본 발명 인삼 올리고당이 함유된 기능성 음료 제조
오렌지 과즙 5.0 중량%와 과당 5 중량%, 인삼 올리고당 15.0 중량%, 비타민C 0.05 중량%, 오렌지 향 0.001 중량%를 정제수에 혼합한 후 120℃에서 10분간 살균한다. 상기 혼합물을 냉각한 후 탄산을 주입하여 포장한다.
실시예 10:
본 발명 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당이 함유된 기능성 음료 제조
사과과즙 10.0 중량%, 과당 6.0 중량%, 수용성 인삼 식이섬유 5.0 중량%, 인삼 올리고당 5.0 중량%, 비타민C 0.03 중량%, 사과향 0.001 중량%, 구연산 0.05 중량%를 정제수에 혼합한 후 120℃에서 10분간 살균하고 냉각한 후 탄산을 주입한 다음 포장한다.
이상, 상기 실시예와 실험예를 통하여 설명한 바와 같이 본 발명 인삼 식이섬유와 올리고당을 함유하는 기능성 음료 및 그 제조방법은 인삼박을 습식분쇄하고 효소 또는 산 가수분해하여 인삼 페이스트, 인삼 식이섬유 및 인삼 올리고당을 제조하는 효과가 있으며 상기 인삼 식이섬유와 올리고당을 첨가하여 기능성이 향상된 발효유 또는 음료를 제조하는 뛰어난 효과가 있으므로 식품가공산업상 매우 유용한 발명인 것이다.
Claims (4)
- (a) 인삼박을 습식분쇄기에 넣고 간극을 0.02∼0.3mm로 조절하여 분쇄하는 단계;(b) 상기 (a)단계의 분쇄된 인삼박을 121℃에서 10∼30분간 레토르트 살균하여 인삼박 페이스트 제품을 제조하는 단계;(c) 상기 (b)단계의 인삼박 페이스트에 다당류 가수분해효소인 셀룰라제, 헤미셀룰라제 및 펙티나제를 단독으로 처리하거나 이들 효소의 혼합액을 1:1∼ 1:0.001의 중량비로 첨가한 후 30∼60℃에서 30분∼6시간 동안 교반하여 가수분해하는 단계;(d) 상기 (b)단계의 인삼박 페이스트에 산을 첨가하여 pH 1.0∼3.0, 반응온도 60∼100℃에서 30분∼4시간 동안 가수분해하는 단계;(e) 상기 (c)와 (d)단계의 가수분해된 시료를 각각 5,000∼10,000×g에서 10∼30분간 원심분리하는 단계;(f) 상기 (e)단계의 원심분리 후 얻어진 침전물을 상온에서 건조시켜 불용성 인삼 식이섬유를 제조하는 단계;(g) 상기 (e)단계의 원심분리 후 얻어진 상등액을 여과한 후 여과액의 3∼5배 부피의 이소프로판올을 첨가하고 3∼5시간 방치하여 침전물을 획득하고 상기 침전물을 이소프로판올과 아세톤으로 세척한 후 건조시켜 수용성 인삼 식이섬유를 제조하는 단계;(h) 상기 (g)단계에서 이소프로판올 첨가시 침전되지 않은 상등액을 진공농축한 후 건조하여 수용성 인삼 올리고당을 제조하는 단계;(i) 상기 단계에서 제조한 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당을 발효유 또는 음료에 첨가한 다음 살균하고 균질화하여 기능성 음료를 제조하는 단계로 결합됨을 특징으로 하는 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당을 함유하는 기능성음료 제조방법.
- 제 1항에 기재의 인삼 식이섬유 0.1∼20 중량%와 인삼 올리고당 0.1∼20 중량%에 과즙 1∼50 중량%, 당류 0.5∼15 중량%, 비타민 0.0001∼5.0 중량%, 칼슘 0.001∼5.0 중량% 및 정제수를 혼합하여 교반한 후 살균하여 제조한 시럽을 무지유 고형분 2∼16 중량%가 함유된 살균된 생우유에 유산균 스타터를 접종하여 발효한 발효액에 첨가하고 균질화 한 다음 용기에 주입하여 제조함을 특징으로 하는 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당을 함유하는 기능성 음료.
- 제 1항에 기재의 인삼 식이섬유 0.1∼20.0 중량%와 인삼 올리고당 0.1∼20.0 중량%에 과일시럽 1.0∼50.0 중량%, 당류 0.1∼20.0 중량%, 비타민 0.0001∼1.0 중량% 및 착향제 0.0001∼1.0 중량%를 배합한 후 교반하고 120℃에서 10∼30분간 살균 한 다음 냉각하여 제조함을 특징으로 하는 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당을 함유하는 기능성 음료.
- 제 3항 기재의 음료에 탄산을 전체부피에 대해 1.8∼3.0 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 인삼 식이섬유와 인삼 올리고당을 함유하는 기능성 음료.
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