KR20070009208A - 항비만 기능성 백김치 및 그 제조방법 - Google Patents

항비만 기능성 백김치 및 그 제조방법 Download PDF

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길정하
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Abstract

본 발명은 항비만 기능성 백김치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 표준화방법에 따라 제조한 표준화 백김치를 제공하며, 이에 마늘과 무 함량을 증가시켜 항비만 효과가 증진될 뿐 아니라 관능특성이 높은 백김치를 제공하는 뛰어난 효과가 있다. 특히, 흰쥐를 이용한 in vivo 및 지방세포를 이용한 in vitro 실험에서 고지방군에 비해 체중 증가량 및 간과 지방조직의 무게, 간, 지방조직과 혈액 내 중성지방량과 콜레스테롤 함량을 감소시켰고, 렙틴의 분비량을 유의적으로 감소시켰다.
백김치, 항비만, 렙틴, 총지질

Description

항비만 기능성 백김치 및 그 제조방법{A Baek-kimchi having anti-obesity effect and a method for preparing the same}
도 1은 본 발명 항미만 기능성 백김치의 발효 중 pH의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명 항미만 기능성 백김치의 발효 중 산도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명 항미만 기능성 백김치의 발효 중 젖산균의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명 항미만 기능성 백김치의 관능검사 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명 항미만 기능성 백김치를 3T4-L1 지방세포에 처리 시 렙틴(9a)과 글리세롤(9b)의 분비량을 나타낸 그래프이다.
본 발명은 항비만 기능성 백김치 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 백김치의 제조방법을 표준화하고, 마늘과 무의 함량을 조절하여 항비만 효과가 증진된 백김치를 제공함에 관한 것이다.
비만은 현재 전세계적으로 심각한 건강문제로 떠오르고 있으며, 비만으로 인한 사망자가 급속하게 늘고 있다. WHO에 따르면 전세계적으로 몸무게를 줄여야하는 인구가 17억 명이며 약 3억1천500만 명은 허용한도 보다 최소한 13.5㎏이나 체중이 많이 나가는 것으로 조사됐다. 뿐만 아니라, 그 자체가 원인으로 생길 수 있는 만성적이고 치명적인 질환, 즉 당뇨병, 고혈압, 심혈관 관련 질환, 무리한 체중에 의한 관절질환, 폐질환 그리고 일부 암 등을 가진 환자들을 고려해볼 때 비만으로 야기되는 재정적 부담과 인명적 손실은 매우 크며, 미국만 하더라도 한해에 약 120조원이 비만관련 병 치료에 소모된다는 통계도 있다. 문제는 이러한 비만이 최근에는 동서양, 성별, 그리고 사회적 지위를 막론하고 급속도로 만성적으로 유행하는 병이라는 사실이다. 그래서 현재 체중감량이나 비만을 억제하는데 직·간접적으로 효과가 있으며 장기적인 안목에서 화학성보다 천연에서 기능성과 안전성을 갖춘 성분을 탐색하려는 연구가 전세계적으로 활발히 진행되고 있다. 이러한 측면에서, 우리의 전통 식품들, 특히 김치가 주목을 받고 있다.
김치는 한국인의 식생활에서 빠질 수 없는 중요한 식품으로 삼국시대부터 현대에 이르기까지 발전을 거듭하면서 한국인의 주요 전통 식품으로 한국인의 식문화와 건강유지에 크게 이바지 하고 있다. 김치는 배추, 무, 파 등을 주원료로 하여 여기에 고추가루, 마늘, 생강, 젓갈 등의 부재료를 넣고 숙성시킨 한국 고유의 젖산 발효식품이다. 김치는 열량이 낮고 식이섬유와 비타민, 무기질의 함량이 높아 한국인의 식단에서 식이섬유를 비롯한 비타민과 무기질의 주요 공급원 중의 하나로 알려져 왔다. 김치와 관련된 연구로는 동맥경화 예방효과, 면역증진효과, 항암효 과, 항돌연변이 효과, 항산화성, 피부 세포독성 완화 효과, 항혈전효과등이 보고되고 있다. 뿐만 아니라, 김치는 지질대사를 촉진하여 항비만효과를 가지는 것으로 알려져 있다
현재 김치는 30여개국으로 수출되고 있으며, 특히 미국에는 1990년대부터 수출되기 시작하여 2000년부터 수출규모가 증가추세로 2002년에는 768톤에 이르렀고 전년대비 11.0% 증가하였다. 근래에 와서 김치의 수출은 교포를 위주로 하는 것이 아니라 현지인을 겨냥하고 있는데, 앞으로 김치 수출을 지속적으로 활성화하기 위해서는 미국인의 기호에 맞는 김치의 유형을 파악하는 것이 절실히 요구된다.
미국인들은 육류위주의 식사를 하며, 아이스크림이나 콜라 등 단것을 즐기고 언제 어디서나 간단하게 먹을 수 있는 핫도그, 햄버거, 프라이드치킨 등 패스트푸드를 선호한다. 채소는 주로 샐러드의 형태로 섭취하는데 식품재료가 다양하지 않고, 강한 향신료를 사용하지 않는다. 이러한 식습관으로 인해 김치 또한 청결하면서 양념이 다소 적고, 덜 짜고 덜 매우며, 배추의 아삭아삭함을 느낄 수 있는 샐러드 형태의 김치를 선호한다. 백김치는 고춧가루와 젓갈을 넣지 않아 맵고 짜지 않으며, 재료가 간편하고 손쉽게 담구어 먹을 수 있는 김치의 일종으로, 샐러드의 형태로 미국인에게 제공하기 적당할 것으로 사료된다.
따라서, 본 발명의 목적은 백김치의 제조방법을 표준화하고, 항비만 효과가 증진된 백김치와 그 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 상기 목적은 백김치의 제조방법을 표준화하고, 이에 사용된 김치 재료들의 항비만 효과를 조사하고, 이들 중 항비만 효과가 높은 마늘과 무의 양을 조절하여 항비만 효과를 증진시킨 백김치를 제조하고, 상기 백김치에 대한 이화학적 실험과 관능검사를 통해 선호도를 조사하고, 백김치의 동결건조분말을 처리한 지방세포에서의 렙틴과 글리세롤의 분비량을 측정하여 항비만 효과를 검토함으로써 달성하였다.
이하, 발명의 구성을 구체적으로 설명한다.
본 발명은 백김치 제조방법의 표준화단계; 백김치재료들의 항비만 효과 조사단계; 마늘과 무 함량을 조절한 백김치의 제조단계; 상기 백김치의 이화학적 특징 규명, 관능검사 및 항비만 효과 실험단계로 구성된다.
본 발명은 절인 배추 100에 대해 무 15.7~24.3% 중량부, 마늘 0.5~1.1% 중량부, 미나리 1.0~1.8% 중량부, 실파 0.4~1.2% 중량부, 생강 0.3~0.7% 중량부 및 배 2.6~4.6% 중량부로 구성된 재료혼합물을 첨가하여 제조함을 특징으로 하는 백김치 제조방법을 제공한다.
본 발명은 절인 배추 100에 대해 무 20∼40% 중량부, 마늘 0.8∼3.2% 중량부, 미나리 1.4% 중량부, 실파 0.8% 중량부, 생강 0.5% 중량부 및 배 3.6% 중량부로 구성된 재료혼합물을 첨가하여 제조함을 특징으로 하는 항비만 효과가 증진된 백김치의 제조방법을 제공한다..
이하, 본 발명의 구체적인 방법을 실시예를 들어 상세히 설명하고자 하지만 본 발명의 권리범위는 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1: 표준화방법에 따른 백김치의 제조
종래의 문헌 상에 알려진 자료를 통해 백김치의 제조방법과 재료의 종류 및 함량을 표준화하였다. 재료와 분량은 계량기구를 사용하여 측정하였으며, 재료량은 목측량을 중량으로 환산할 수 있도록 재료에 대한 중량 환산표(배추 1포기 2.5㎏; 마늘 1통 30g, 1 Table spoon (TS) 13g;생강 1톨 30g; 무 1개 1㎏; 파 1단 500g;미나리 1단 200g ; 배 1개 300g; 굵은 소금 1C 165g, 1TS 14g, 1ts 4g; 가는 소금 1C 210g, 1TS 12g, 1ts 4g)를 작성하여 정확한 중량치를 얻었다. 이때, 사용빈도가 50% 이하인 부재료는 표준화과정에서 제외하였다. 부재료의 표준값을 구하는 데에는 일련의 배합비들 중 가장 사용빈도가 많은 배합비를 표준값(최빈값)으로 사용할 수도 있고, 모든 값의 평균(산술평균)을 이용할 수도 있으나, 이들 값을 대표할 수 있는 표준값을 구하는 가장 적절한 통계적인 방법인 환산된 부재료의 값중 최대값과 최소값을 제외하고 나머지 값들에 대한 평균값을 표준값으로 하였다.
제조예 1: 표준화방법에 따른 백김치의 제조
표준화방법에 따른 백김치를 제조하기 위해 선별된 배추는 김장용 배추로 좋다고 알려진 포합성 결구 배추인 가락 신1호를 사용하였고, 푸른 잎이 많고 껍질은 얇으며, 단단하고 잎이 밀착되어 있는 중간크기의 약 2.5kg의 배추를 이용하였다. 소금은 천일염((주)우일염업)을 사용하였고, 무는 모양이 매끈하게 바르며 광택이 있고, 육질이 단단한 것을 선택하였다. 배는 선명한 황갈색의 모양이 둥글고 큰 것 을 선택하였고, 미나리는 잎이 신선하고 줄기가 매끄러우며 줄기에 연갈색의 착색이 들지 않은 것을 선택하였으며 부산 부전시장에서 구입하였다. 마늘은 크기가 균일한 육쪽 마늘을 사용하였으며, 생강은 발이 굵고 넓으며 크기와 모양이 일정한 것을 선택하였다. 백김치의 재료배합비는 표 1에 나타내었다.
백김치를 제조하기 위해, 배추는 밑동을 다듬고 칼집을 포기의 반 혹은 4등분을 넣고 쪼개어 10% 소금물에서 10시간 절여 놓았다. 배추는 소금물로 절이는 방법을 사용하여 절여놓았고, 절이는 소금물의 농도는 8∼12%로, 절이는 시간은 온도에 의해 영향을 받는데, 작업장의 온도는 15℃를 기준으로 하였을 때 보통 10% 소금물에 10시간 정도 절이는 것이 바람직하다. 절인 배추는 수돗물로 3회 씻고 3시간 동안 물기를 뺀 후, 무, 배, 마늘, 생강은 채썰고, 미나리는 3~5cm 길이로 썬 다음 준비된 재료들을 버무린 후 염도는 소금으로 2.0%로 조절하여 절인 배추 잎과 잎 사이사이에 켜켜로 넣고, 속이 빠지지 않게 겉의 큰잎으로 전체를 싸서 용기에 넣었다. 김치국물은 0.9%로 조정한 소금물로 배추가 잠길 정도로 넣어주고 5℃에서 발효시켰다.
표준화한 백김치의 재료배합비
재료 비율(%)
배추 100
15.7~24.3
미나리 1.0~1.8
실파 0.4~1.2
마늘 0.5~1.1
생강 0.3~0.7
2.6~4.6
최총 염 농도 고체 액체 2.0 0.9
실험예 1: 김치재료별 항비만 효과 조사
상기 제조예 1에서 제조된 표준화한 백김치(standardized Baek-kimchi)의 항비만 효과를 조사하기 위해 흰쥐에서 고지방식이에 표준화한 백김치를 첨가하여 고지방식이를 섭취시켰다. 그 결과 일반식이를 섭취시킨 흰쥐의 체중증가율과 비교하여 거의 유사한 체중증가율을 보였다. 또한, 장기 무게 역시 일반식이를 섭취시킨 대조군 정상쥐와 거의 유사한 수준으로 나타났으며, 간의 지질, 중성지방 및 콜레스테롤의 수치 역시 감소효과가 컸다. In vitro 실험에서는 지방세포에서의 렙틴 분비를 감소시켰다. 결과적으로 표준화한 백김치는 체중감소효과가 컸다.
따라서, 본 실험예에서는 백김치 제조에 사용되는 김치재료별로 항비만 효과를 조사하여 항비만 효과가 증진된 백김치를 제조하고자 하였다.
이를 위해 사용한 동물은 웅성 Sprague-Dawley rat(대한실험동물 센터, 대구)으로, 체중이 80g 전후의 것을 사용하였으며, 1주일간 표준사료로 사육하여 적응시킨 후 식이를 조제하여 4주동안 공급하였고, 동물실험실은 온도 22±1℃, 습도 55±5%를 유지하였으며, 12시간 간격으로 light-dark cycle을 유지하였다. 물과 실험식이는 자유섭취법으로 공급하였다.
실험 식이에 첨가할 시료들을 동결건조하여 분말화한 후 일반성분을 분석하였다(표 2). 일반성분은 A.O.A.C 표준시험방법에 따라, 수분정량은 105℃ 상압가열건조법, 조단백질은 마이크로 켈달(micro-Kjeldahl)법, 조지방은 속시렛(Soxhlet) 추출법, 조회분은 550℃ 직접회화법으로 측정하였다. 이 조성 중 단백질, 지방, 탄수화물, 섬유소 양을 고려하여 AIN-93M 식이를 바탕으로 실험 식이로 조제하였다(표 3). 식이 조제 시 사용한 카제인은 PC&S (USA)에서, 메티오닌, L-시스테인, 콜린 비타트레이트, 셀룰로우즈, 옥수수 전분, 옥수수 기름, 대두유, 라드유(lard oil) 및 TBHQ는 시그마 케미칼 주식회사(미국)에서, 덱스트린화된 옥수수 전분(dextrinized-corn starch), 복합 무기물(mineral mixture)와 복합 비타민(vitamin mixture)는 Dyats Inc.(미국) 제품을 사용하였다. 슈크로우즈는 일반 시약 상사에서 구입하였다.
식이 섭취량은 매일, 체중은 매주 1회 측정하였다. 식이 효율은 실험기간 동안의 체중증가량을 1일 평균 식이 섭취량으로 나누어서 구하였다.
4주간 사육한 실험동물을 24시간 동안 절식시킨 뒤, 드라이아이스로 희생한 후 주사기를 이용하여 심장에서 채혈을 하였다. 채혈한 혈액을 원심 분리(3,000 rpm, 4℃, 10분)하여 혈청을 분리하여 시료로 사용하였다. 간과 지방조직은 취하여 생리식염수로 씻고, 여과지로 생리식염수를 제거한 뒤 무게를 측정하고 분석 시까지 -70℃에 보관하였다. 분변은 48시간동안 수집하여 건조시킨 후, 분석 시까지 -20℃까지 보관하였다.
동결건조한 백김치의 일반성분
성분 수분 조지방 조단백질 조회분 조섬유
백김치 15.66±0.14 1.01±0.10 15.62±0.57 15.62±0.57 6.37±0.13
정상식이, 고지방식이 및 김치재료가 첨가된 고지방식의 제조 및 조성(g/100g 식이)
ND1 HFD2 HFD +배추 HFD+무 HFD+실파 HFD+고춧가루 HFD+마늘 HFD+생강
카제인 14.0 14.0 13.02* 13.41* 12.71* 13.36* 13.06* 13.35*
L-시스테인 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18
옥수수 전분 46.57 34.57 32.46* 32.15* 32.43* 33.27* 31.28* 32.29*
덱스트린화된 옥수수 전분 15.5 15.5 15.5 15.5 15.5 15.5 15.5 15.5
슈크로우즈 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0
섬유소 5.0 5.0 4.46* 4.68* 4.97* 4.95* 4.88* 4.85*
대두유 4.0 4.0 3.86* 3.95* 4.0* 4.0* 3.99* 3.97*
AIN-93 복합 무기물 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5
AIN-93 복합 비타민 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
콜린 비타트레이트 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
TBHQ(mg) 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
라드유 - 16.0 16.0 16.0 16.0 16.0 16.0 16.0
배추 - - 5.0 - - - -
- - - 5.0 - - - -
실파 - - - - 5.0 - - -
고춧가루 - - - - - 5.0 - -
마늘 - - - - - - 5.0 -
생강 - - - - - - - 5.0
총 량 101.8 106.8 106.03 106.42 106.34 107.81 105.44 106.69
1정상식이 (AIN-93M에 따름); 2고지방식이(16% 라드유+정상식이); * 일반성분분석 결과에 따라 첨가량을 조정하였음.
그 결과, 김치재료들을 고지방식이에 5%씩 첨가하여 그 효과를 살펴본 흰쥐를 이용한 in vivo 실험에서 김치재료들 중 마늘과 무의 항비만 효과가 가장 높았다(미도시됨). 그러나 이것은 우리가 일상적으로 식사에서 섭취할 수 있는 마늘과 무의 양과 비교하여 매우 높은 수준이라고 할 수 있다.
따라서, 이하 실험예에서는 마늘 1%, 2%, 5%와 무 2%, 5%를 각각 고지방 식이에 첨가하여 흰쥐에서 그 효과를 살펴보았다.
실험실시예 1: 마늘의 농도별 항비만 효과 조사
마늘 1%, 2%, 5%를 고지방 식이에 첨가하여 흰쥐에서 그 효과를 살펴보았다.
1. 체중 및 식이 효율의 변화
흰쥐의 체중증가량 및 식이 효율은 표 4에 나타내었다. 사육초기 각 군간의 평균 체중은 군간 차이가 없었으나 4주 후에 모든 군의 체중이 증가하였다. 최종무게는 고지방군은 342.2g로 가장 높았으며, 마늘 1%, 2%, 5% 첨가군은 각각 316.8g, 310.5g, 286.6g으로 농도의존적으로 체중이 감소하였다. 마늘을 체중증가량도 유사한 경향을 나타내었다. 마늘 1% 첨가군은 정상군과 유사한 체중증가량을 나타내었으며, 마늘 5% 첨가군은 오히려 정상군보다 낮은 체중 증가량을 보였다.
또한 식이 섭취량은 군간 차이가 없었으나 식이 효율은 마늘의 농도가 높아질수록 감소가 컸다(p<0.05).
ND1 HFD2 HFD+마늘1% HFD+마늘 2% HFD+마늘 5%
체중
초기 체중(g) 150.8±6.3ns 143.9±24.7 154.0±9.7 153.9±9.6 155.4±10.9
최종 체중(g) 307.5±12.8b 342.2±3.3a 316.8±13.1b 310.5±13.1b 286.6±7.8c
획득체중(g/day) 5.2±0.3b 6.6±0.8a 5.4±0.3b 5.2±0.2b 4.4±0.5c
식이섭취(g/day) 및 식이 효율(FER)
식이섭취(g/day) 19.8±0.2ns 19.8±0.3 19.7±0.3 19.7±0.2 19.5±0.5
FER 0.26±0.01bc 0.33±0.05a 0.28±0.02b 0.27±0.01bc 0.22±0.02c
1: 정상식이(AIN-93M) 2: 고지방식이(High Fat Diet: 정상식이에 라드유를 16% 포함함) ns: 유의하지 않음 a-d:Duncan's multiple range test에 따른 유의한 차이를 나타냄(p<0.05).
2. 장기무게 및 지방조직 무게의 변화
표 5에 나타난 바와 같이 간의 무게는 고지방군은 3.8g, 정상군은 3.0g으로, 고지방군에 비해 정상군의 무게가 유의적으로 감소하였으며, 마늘 1%, 2%, 5% 첨가군은 각각 3.3g, 3.3g, 3.2g으로 정상군과 유사한 수준을 나타냈다(p<0.05).
비장과 신장은 각 군간에 유의적 차이를 나타내지 않았다. 지방조직 중 부고환지방조직은 고지방군이 2.1g으로 가장 높은 값을 나타냈으며, 마늘 1%, 2%, 5% 첨가군은 각각 1.5g, 1.3g, 0.9g으로 마늘의 첨가농도가 증가할수록 감소정도가 컸다(p<0.05). 신장주위 지방조직에서도 고지방군이 1.9g으로 가장 높았고, 모든 군에서 무게가 유의적으로 감소하였다. 그러므로 마늘의 섭취로 체내 저장지방의 축적을 방지할 수 있을 것으로 사료된다.
4주 후 흰쥐에서 간, 비장, 신장 및 지방조직의 무게비
장기 무게(g/100g BW) ND1 HFD2 HFD+마늘1% HFD+마늘 2% HFD+마늘 5%
3.0±0.2b 3.8±0.3a 3.3±0.2b 3.3±0.4b 3.2±0.2b
비장 0.2±0.1ns 0.2±0.0 0.2±0.0 0.3±0.0 0.3±0.0
신장 1.0±0.0ns 0.9±0.0 0.9±0.1 0.9±0.1 0.9±0.0
부고환지방조직 0.9±0.3cd 2.1±0.1a 1.5±0.1bc 1.3±0.1bc 0.9±0.2d
신장주위지방조직 1.0±0.0bc 1.9±0.2a 1.4±0.1b 1.1±0.4bc 0.7±0.3c
1: 정상식이(AIN-93M) 2: 고지방식이(High Fat Diet: 정상식이에 라드유를 16% 포함함) ns: 유의하지 않음 a-d:Duncan's multiple range test에 따른 유의한 차이를 나타냄(p<0.05).
3. 간과 지방조직에서의 지질구성에 미치는 영향
간과 지방조직에서의 지질구성은 표 6에 나타내었다. 간의 경우, 모든 마늘 농도에서 고지방군에 비해서 총지질, 중성지방, 콜레스테롤 함량이 낮았으며, 마늘의 첨가량에 따라 농도 의존적으로 그 함량이 감소하였다. 이러한 콜레스테롤 감소효과는 마늘이 hepatic glucose-6-phosphate dehydrogenase와 malic enzyme의 활성을 감소시키고, 중성과 산성 스테로이드의 분비를 증가시키기 때문이라고 사료된다.
지방조직에서도 모든 농도에서 총지질, 중성지방과 콜레스테롤 감소효과를 나타내었다. 부고환 지방조직의 총지질 함량은 고지방군이 81.7g으로 증가하였으며, 마늘 1%, 2%, 5% 첨가군은 각각 74.1g, 70.6g, 66.7g으로 감소하였다. 중성지방과 콜레스테롤도 총지질과 유사한 경향을 나타내었다. 신장주위 지방조직의 총지질 함량은 고지방군의 경우 76.9g으로 가장 높은 값을 나타내었으며, 마늘 1%, 2%, 5% 첨가군은 각각 71.7g, 67.7g, 68.5g으로 마늘의 농도의존적으로 그 함량이 감소하였다. 중성지방과 콜레스테롤도 총지질과 유사한 경향을 나타냈다.
4주간 흰쥐에서 간, 부고환 지방조직, 신장주위 지방조직에서 총 지질의 함량에 대한 마늘의 효과
ND1 HFD2 HFD+마늘1% HFD+마늘 2% HFD+마늘 5%
간(mg/g. Wet wt)
총 지질 4.3±0.6b 6.5±0.3a 4.5±0.4b 3.9±0.2b 3.7±0.4b
트리글리세라이드 110.9±11.2b 190.2±2.5a 109.3±1.0b 109.9±10.3b 92.9±0.5c
콜레스테롤 20.0±1.2b 36.6±3.9a 27.2±1.3b 21.7±1.8b 18.3±5.3b
부고환 지방조직(mg/g. Wet wt)
총 지질 61.6±6.8d 81.7±4.2a 74.1±1.3b 70.6±1.9bc 66.7±2.1cd
트리글리세라이드 95.0±5.2b 140.9±8.0a 103.3±3.7b 103.0±2.7b 96.9±1.4b
콜레스테롤 23.9±1.3b 45.3±5.8a 23.8±1.3b 22.8±1.5b 20.6±0.1b
신장주위 지방조직(mg/g. Wet wt)
총 지질 64.4±2.0d 76.9±2.5a 71.7±1.3b 67.7±1.5c 68.5±1.3bc
트리글리세라이드 135.5±11.3c 198.8±10.9a 153.6±3.6b 136.5±3.6c 131.1±1.9c
콜레스테롤 28.2±2.7c 46.2±2.8a 34.3±2.9b 32.6±1.4b 27.9±1.3c
1: 정상식이(AIN-93M) 2: 고지방식이(High Fat Diet: 정상식이에 라드유를 16% 포함함) ns: 유의하지 않음 a-d:Duncan's multiple range test에 따른 유의한 차이를 나타냄(p<0.05).
4. 혈액의 지질 구성
혈중 지질량은 주로 심혈관계질환인 동맥경화, 고혈압, 심장병의 진단지표로 측정되나 그 외 당뇨병, 비만, hyperlipidemia 등에서도 고지혈증이 발생한다. 고지방식이와 마늘을 섭취한 흰쥐의 혈액 중 중성지방과 콜레스테롤 함량을 측정한 결과를 표 7에 나타내었다. 혈장의 중성지방 함량은 고지방군이 78.4㎎/㎗로 가장 높은 값을 나타내었고, 마늘 1%, 2%, 5% 첨가군은 각각 67.6㎎/㎗, 66.5㎎/㎗, 57.0㎎/㎗으로 감소하였다. 콜레스테롤 함량의 경우에도 고지방군이 99.1㎎/㎗로 증가하였고, 마늘 1%, 2%, 5% 첨가군은 각각 86.7㎎/㎗, 71.9㎎/㎗, 65.9㎎/㎗으로 농도의존적으로 감소하였다.
이상의 실험에서 마늘을 1, 2, 5% 첨가한 모든 군에서 체중, 간과 지방조직의 무게 및 지질함량이 감소하고 혈중 지질이 개선되었으며, 마늘이 농도의존적으로 항비만 효과를 내었다.
4주간 흰쥐에서 혈액 내 지질 구성에 대한 마늘의 효과
ND1 HFD2 HFD+마늘1% HFD+마늘 2% HFD+마늘 5%
혈액(mg/㎗)
트리글리세라이드 60.4±5.5bc 78.4±0.8a 67.6±8.8b 66.5±5.8bc 57.0±2.1c
콜레스테롤 68.1±9.8bc 99.1±7.2a 86.7±2.9ab 71.9±18.1bc 65.9±2.5c
1: 정상식이(AIN-93M) 2: 고지방식이(High Fat Diet: 정상식이에 라드유를 16% 포함함) ns: 유의하지 않음 a-d:Duncan's multiple range test에 따른 유의한 차이를 나타냄(p<0.05).
실험실시예 2: 무의 농도별 항비만 효과 조사
무 2%, 5%를 고지방 식이에 첨가하여 흰쥐에서 그 효과를 살펴보았다.
1. 체중 및 식이 효율의 변화
흰쥐의 체중증가량 및 식이 효율은 표 8에 나타내었다. 사육초기의 각 군간의 흰쥐의 평균 체중은 군간에 차이가 없었으나 4주후 모든 군간에 체중이 증가하였다. 최종무게는 고지방군이 342.2g로 가장 높았으며, 무 2%, 5% 첨가군은 각각 332.2 g, 307.1 g으로 농도의존적으로 감소하였다(p<0.05).
식이 섭취량은 차이가 없었으나 식이 효율은 정상군이 고지방군보다 유의적으로 감소하였으며, 무첨가군은 그 중간값을 나타내었다(p<0.05).
4주간 흰쥐에서 체중, 식이 섭취 및 식이 효율 변화
ND1 HFD2 HFD+무 2% HFD+무 5%
체중
초기 체중(g) 150.8±6.3ns 143.9±24.7 154.4±12.2 155.6±4.8
최종 체중(g) 303.7±6.3c 342.2±3.3a 333.2±5.0ab 307.1±3.5c
획득체중(g/day) 5.2±0.3b 6.6±0.8a 5.9±0.2ab 5.1±0.2b
식이 섭취(g/day) 및 식이 효율(FER)
식이섭취(g/day) 19.8±0.2ns 19.8±0.3 19.8±0.2 19.8±0.3
FER 0.26±0.01b 0.33±0.05a 0.30±0.01ab 0.28±0.01ab
1: 정상식이(AIN-93M) 2: 고지방식이(High Fat Diet: 정상식이에 라드유를 16% 포함함) ns: 유의하지 않음 a-d:Duncan's multiple range test에 따른 유의한 차이를 나타냄(p<0.05).
2. 장기무게 및 지방조직 무게의 변화
표 9에 나타난 바와 같이 간의 무게는 고지방군에서 3.8g으로 가장 높았으며, 무 2%와 5%는 각각 3.4g, 3.2g으로 감소하였다. 간의 무게는 무 5% 첨가군의 경우 고지방군보다 유의적으로 감소하였으며, 2% 첨가군은 그 중간값을 나타내었다. 비장과 신장은 각 군간에 유의적 차이를 나타내지 않았다.
지방조직 중 부고환 지방조직은 고지방군이 2.1g으로 정상군 0.9g보다 증가하였으며(p<0.05), 무 2%와 5%는 각각 1.2g, 1.2g으로 유의적으로 감소하였다. 신장주위 지방조직에서도 부고환 지방조직과 유사한 경향이 나타내었다.
4주 후 흰쥐에서 간, 비장, 신장 및 지방조직의 무게비
장기 무게 (g/100g BW) ND1 HFD2 HFD+무 2% HFD+무 5%
3.0±0.2b 3.8±0.3a 3.4±0.2ab 3.2±0.2b
비장 0.2±0.1ns 0.2±0.0 0.2±0.0 0.2±0.0
신장 1.0±0.0ns 0.9±0.0 0.8±0.1 0.9±0.0
부고환지방조직 0.9±0.3c 2.1±0.1a 1.2±0.2b 1.2±0.1c
신장주위지방조직 1.0±0.0c 1.9±0.2a 1.1±0.3b 0.9±0.1c
1: 정상식이(AIN-93M) 2: 고지방식이(High Fat Diet: 정상식이에 라드유를 16% 포함함) ns: 유의하지 않음 a-d:Duncan's multiple range test에 따른 유의한 차이를 나타냄(p<0.05).
3. 간과 각 지방조직에서의 지질구성에 미치는 영향
간과 각 지방조직에서의 지질구성은 표 10에 나타나있다. 간의 총지질 함량의 경우 정상군은 4.3mg/g인데 반해 고지방군은 6.5mg/g로 증가하였으며, 무 2%와 5%는 각각 4.2mg/g, 4.4mg/g로 고지방군에 비해 유의적으로 감소하였다. 중성지방과 콜레스테롤 함량도 역시 고지방군에 비해 무첨가군이 유의적으로 감소하였다.
지방조직 중 부고환지방의 중성지방 함량은 고지방군이 140.9mg/g으로 증가한데 비해 무 2%와 5%첨가군은 109.0mg/g, 107.9mg/g으로 감소하였다. 총지질과 콜레스테롤도 이와 같은 경향을 나타내었다. 신장지방의 콜레스테롤 함량은 고지방군이 46.2mg/g으로 가장 높은 값을 나타내었고, 무 2%와 5%첨가군은 34.5mg/g, 29.2mg/g으로 감소하였다(p<0.05) 총지질과 중성지방도 이와 같은 경향을 나타내었다.
4주간 흰쥐에서 간, 부고환 지방조직, 신장주위 지방조직에서 총 지질의 함량에 대한 무의 효과
ND1 HFD2 HFD+마늘 2% HFD+마늘 5%
간(mg/g. Wet wt)
총 지질 4.3±0.6b 6.5±0.3a 4.2±0.3b 4.4±0.7b
트리글리세라이드 110±11.2c 190.2±2.5a 109.9±6.1b 103.3±2.0c
콜레스테롤 21.6±1.9b 43.7±4.8a 20.7±4.9b 21.0±0.9b
부고환 지방조직(mg/g. Wet wt)
총 지질 61.6±6.8c 81.7±4.2a 72.4±2.0b 67.9±2.3bc
트리글리세라이드 94.8±5.2c 140.9±8.0a 109.0±8.0b 107.9±5.7bc
콜레스테롤 23.9±1.3c 45.3±5.8a 24.7±2.3b 24.8±0.2c
신장주위 지방조직(mg/g. Wet wt)
총 지질 64.4±2.0c 76.9±2.5a 69.2±0.9b 65.9±1.9bc
트리글리세라이드 135.5±11.2bc 198.8±10.9a 137.3±21.5b 131.7±1.9c
콜레스테롤 28.2±2.7c 46.2±2.8a 34.5±1.1b 29.2±1.6c
1: 정상식이(AIN-93M) 2: 고지방식이(High Fat Diet: 정상식이에 라드유를 16% 포함함) ns: 유의하지 않음 a-d:Duncan's multiple range test에 따른 유의한 차이를 나타냄(p<0.05).
4. 혈액의 지질 구성
혈액의 지질구성은 표 11에 나타내었다. 고지방군의 경우 혈액 중 콜레스테롤 함량이 78.4㎎/㎗으로 가장 높았으며, 정상군의 경우 60.4㎎/㎗로 고지방군에 비해 감소하였다. 무 2%와 5% 첨가군의 경우 정상군과 유사한 수준을 나타내었다(p<0.05).
고지방군의 경우 혈액 중 중성지방 함량이 99.1㎎/㎗로 증가되어 있는데, 무 2%, 무 5% 첨가군의 경우 각각 79.1㎎/㎗, 65.1㎎/㎗로 감소하는 경향을 나타내었다.
이상의 실험결과, 무를 2, 5% 첨가한 군에서 체중, 간과 지방조직의 무게 및 지방함량 감소와 혈중 지질이 개선됨을 관찰할 수 있었으며, 무는 농도의존적으로 항비만 효과를 나타내었다.
4주간 흰쥐에서 혈액 내 지질 구성에 대한 무의 효과
ND1 HFD2 HFD+마늘 2% HFD+마늘 5%
혈액(mg/㎗)
트리글리세라이드 68.1±9.8bc 99.1±7.2a 79.1±2.6b 65.1±2.2c
콜레스테롤 60.4±5.5b 78.4±0.8a 67.4±4.7b 64.8±3.3b
1: 정상식이(AIN-93M) 2: 고지방식이(High Fat Diet: 정상식이에 라드유를 16% 포함함) ns: 유의하지 않음 a-d:Duncan's multiple range test에 따른 유의한 차이를 나타냄(p<0.05).
실시예 2: 마늘과 무 첨가량을 조절한 항비만 효과가 증진된 백김치 제조
상기 실시예1의 실험예의 결과로부터 마늘과 무의 항비만 효과가 뛰어났기 때문에 이들의 함량을 증가시켜 항비만 효과가 증진된 백김치를 제조하였다. 표준화 백김치(Standardized Baek-Kimchi, SBK) 레시피에서 마늘과 무의 첨가량을 조절하기 위해 절인 배추 100에 대해 마늘을 1.6%(GBⅠ)과 3.2%(GBⅡ)로, 무를 30%(RBⅠ)과 40%(RBⅡ) 각각 첨가한 백김치를 제조하였다(표 12). 상기의 백김치들은 5℃에서 발효시키면서 이화학적 변화를 살펴보고 적숙기의 백김치를 실험에 사용하였다.
마늘과 무의 첨가량을 조절한 백김치의 재료배합비
SBK1 GBI2 GBII3 RBI4 RBII5
배추 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
20.0 20.0 20.0 30.0 40.0
미나리 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4
실파 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
마늘 0.8 1.6 3.2 0.8 0.8
생강 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
3.6 3.6 3.6 3.6 3.6
최종 염도-건더기 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
국물 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9
1SBK: 표준화 백김치; GBⅠ: SBK + 마늘 0.8% ; GBⅡ: SBK + 마늘 2.4%; 4RBⅠ: SBK + 무 10%; 5RBⅡ: SBK + 무 20%
실험예 1: 마늘과 무 첨가량을 조절하여 제조된 백김치의 이화학적 변화, 관능검사 및 in vitro 에서의 항비만 효과 비교
백김치의 부재료로 마늘과 무를 농도별로 각각 첨가했을때 이화학적 변화를 살펴보았다.
또한, in vitro 실험을 위해서는 적숙기까지 발효시킨 백김치를 동결건조시킨 후 마쇄하여 시료에 20배(w/v)의 메탄올을 첨가하여 12시간 교반을 3회 반복한 후 여과하여 회전식 진공 농축기(EYELA, Tokyo Rikakikai Co., Japan)로 농축하여 메탄올 추출물(methanol extract)을 얻었다. 이들 추출물은 dimethyl sulfoxide(DMSO)에 희석하여 세포에 처리하였다.
도 1에 나타난 바와 같이, 표준화 백김치에 비해서 마늘과 무를 증가시킨 김치의 pH변화를 보면, 국물과 건더기 모두 발효초기에는 마늘과 무의 농도가 증가함에 따라 pH가 다소 저하하였지만, 적숙기를 지나게되면 뚜렷한 차이는 없었다. 산도는 이와 반대로 마늘과 무의 첨가함으로써 약간 증가하기는 하나 표준화 백김치와 뚜렷한 차이는 없었다(도 2).
마늘과 무첨가 농도를 증가시킨 백김치에서 락토바실러스속과 류코노스톡속 젖산균수의 변화는 도 3에 나타내었다. 마늘과 무의 첨가 농도가 증가할수록 락토바실러스속과 류코노스톡속이 다소 증가하기는 하나 표준화 백김치와 뚜렷한 차이는 없었다.
또한, 반복된 랜덤화 완전 블럭 계획(replicated randomized complete block design)에 따라 훈련된 8명의 관능요원이 1회에 3가지 시료를 평가하게 하고 이를 4회 반복실시하여 관능검사를 실시하였다. 묘사항목은 주관적인 평가로 종합적인 외관(apperance), 냄새(overall smell), 향미(overall flavor), 질감(overall chewness)으로 평가하고, 1에서 9까지로 분류한 등급을 사용하여 평가하였으며, 1에 가까울수록 극도로 좋고, 9에 가까울수록 극도로 싫은 것으로 나타내었다. 또 객관적인 평가로는 후각적 지각인 신내(sour smell), 군덕내(moldy smell), 풋내(green smell)와 미각적 지각인 신맛(sour flavor), 군덕맛(moldy flavor), 덜익은 맛(green flavor) 그리고 질감으로 경도(hardness)을 평가하였으며, 그 정도는 1에 가까울수록 감지 불가능하고, 9에 가까울수록 극도로 강하게 감지하는 것으로 나타내었다. 후각적 지각으로 코로 감지되는 것으로 평가하였고, 미각적 지각은 여러 차례 어금니로 씹은 후 입과 코로 감지되는 것으로 평가하였으며, 경도는 앞니를 사용하여 섬유질과 동일한 방향으로 2∼3회 씹는데 드는 힘의 정도로 평가하였다. 이때 신내와 신맛은 산에 의해 나타나는 감각, 풋내와 덜익은 맛은 초록색 풀에서 나는 쓴맛이나 수렴성을 연상케 하는 정도, 군덕내와 군덕맛은 오래된 김치에서 나는 불쾌한 정도로 정의하였다.
마늘을 1.6%로 증가시킨 백김치가 표준화 백김치와 3.2 %로 증가시킨 백김치보다 풋내와 덜익은 맛이 적게 감지되어 종합적인 평가에서 가장 높은 점수를 받았다(도 4). 표준화 백김치의 무의 첨가량을 증가시킬 경우, 경도가 높게 나타나 사각사각한 맛이 증가하고 외관이 좋아지며, 풋내와 덜익은 맛이 적게 감지되었다. 그러나 무를 40%까지 첨가할 경우, 신내, 신맛과 덜익은 맛이 증가하여, 무를 30% 첨가한 백김치가 종합적인 평가에서 가장 높은 점수를 받았다.
관능검사 결과 가장 높은 점수를 받았던 마늘 1.6% 백김치와 무 30% 백김치를 완전히 분화된 지방세포에 처리하여 렙틴과 글리세롤 분비량을 측정하였다. 마늘과 무를 첨가한 백김치를 처리할 경우 표준화 백김치에 비해 렙틴의 분비가 유의적으로 감소시켰다. 그러나 마늘과 무를 첨가한 백김치의 추출물은 글리세롤 분비에는 영향을 끼치지 않았다(도 5). 따라서, 백김치의 항비만 효과를 증진시키기 위해서는 마늘과 무의 양을 각각 1.6%, 30%로 조절하는 것이 바람직하다.
상기 실시예 및 실험예를 통해 살펴본 바와 같이, 본 발명은 항비만 기능성 백김치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 표준화방법에 따라 제조한 표준화 백김치를 제공하며, 이에 마늘과 무 함량을 증가시켜 항비만 효과가 증진될 뿐 아니라 관능특성이 높은 백김치를 제공하는 뛰어난 효과가 있다. 특히, 흰쥐를 이용한 in vivo 및 지방세포를 이용한 in vitro 실험에서 고지방군에 비해 체중 증가량 및 간과 지방조직의 무게, 간, 지방조직과 혈액 내 중성지방량과 콜레스테롤 함량을 감소시켰고, 렙틴의 분비량을 유의적으로 감소시켰다. 따라서, 본 발명은 기능성식품제조산 업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (3)

  1. 백김치의 제조방법에 있어서,
    절인 배추 100에 대해 무 15.7~24.3% 중량부, 마늘 0.5~1.1% 중량부, 미나리 1.0~1.8% 중량부, 실파 0.4~1.2% 중량부, 생강 0.3~0.7% 중량부 및 배 2.6~4.6% 중량부로 구성된 재료혼합물을 첨가하여 제조함을 특징으로 하는 백김치 제조방법.
  2. 백김치의 제조방법에 있어서,
    절인 배추 100에 대해 무 20∼40% 중량부, 마늘 0.8∼3.2% 중량부, 미나리 1.4% 중량부, 실파 0.8% 중량부, 생강 0.5% 중량부 및 배 3.6% 중량부로 구성된 재료혼합물을 첨가하여 제조함을 특징으로 하는 항비만 효과가 증진된 백김치의 제조방법.
  3. 제2항 기재의 방법에 따라 제조됨을 특징으로 하는 항비만 효과가 증진된 백김치.
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