KR20130071113A - 구기자를 이용한 항산화 기능성 음료의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구기자를 이용한 항산화 기능성 음료의 제조 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 국내산 건조 구기자를 준비하여 약 100℃의 온도에서 약 3 내지 4시간 동안 그대로 열수 추출하거나 또는 건조 구기자를 분쇄하여 상기와 같이 열수 추출하고 농축하여 구기자 추출물을 수득하는 단계, 및 이 구기자 추출물을 가용성 고형분 함량이 음료용으로 적합한 함량이 되도록 물로 희석하여 구기자 음료를 제조하는 단계를 포함하는 항산화성 구기자 음료의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 이와 같은 제조 방법에 의해 수득되는 항산화성이 향상된 구기자 음료도 제공한다.

Description

구기자를 이용한 항산화 기능성 음료의 제조 방법{METHOD FOR PREPARING OF FUNCTIONAL BEVERAGE WITH ANTIOXIDATIVE ACTIVITY USING LYCIUM BARBARUM(GOJI)}
본 발명은 구기자를 이용한 항산화 기능성 음료의 제조 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 국내산 건조 구기자를 준비하여 그대로 열수 추출하거나 또는 건조 구기자를 분쇄하여 열수 추출하고 농축하여 구기자 추출물을 수득하는 단계, 및 이 구기자 추출물의 가용성 고형분을 음료용으로 적합한 함량으로 조정하여 구기자 음료를 제조하는 단계를 포함하는 항산화성 구기자 음료의 제조 방법에 관한 것이다.
구기자(Lycium chinense)는 가지 과에 속한 구기자 나무의 성숙한 과실을 건조한 것으로, 우리나라를 비롯한 중국, 대만, 일본 등지에서 자생하거나 재배되고 있는 생약재이며 한방에서는 인삼 등과 함께 독성이 없는 120종의 상약군으로 취급하고 있다. 구기자는 달며 성질은 차고, 간과 신장에 작용하여 시력을 개선하고 몸이 허약하여 생기는 병을 다스리며 근육과 뼈를 강하게 한다.
전통적으로 구기자는 질병(간장, 신장, 혈압개선, 당뇨병)을 예방하고 원기(어지럼증, 신경성질환)를 회복시키는 효능이 알려져 있다. 구기자의 주요 유효성분으로는 베타인(betaine), 제아크산틴(zeaxanthin),β-시토스테롤(sitosterol), 피살리엔(physalien), 콜린(cholin) 등이 있으며, 그 중에 가장 대표적인 성분으로 알려져 있는 것이 베타인과 제아크산틴이다. 베타인은 수용성으로 물을 용매로 하는 차나 탕에 존재하고, 제아크산틴은 지용성으로 에탄올과 같은 유기 용매에 추출되어 나오는 주요 기능성 성분이다.
하지만, 구기자의 산지에 따른 항산화성 차이에 대한 종래 보고는 없어서 본 발명자들은 국내산 구기자와 수입산 구기자의 추출 방법에 따른 항산화성 성분을 분석하여, 향상된 항산화성을 제공하는 유효 성분을 증가시키는 추출 방법을 조사하고자 했다. 종래 연구 보고에 따른 구기자 음료의 제조 방법에는 1) 생과일을 이용하는 방법 2) 건조 구기자를 이용하는 방법이 있는데, 생 구기자를 이용하는 방법은 착즙을 하여 물로 수분의 함량을 보정하고 여과한 다음 충진하는 방법과 여과된 착즙을 농축하여 음료 및 다른 용도로 사용할 수 있다. 이 방법은 공정이 비교적 간단하지만 원료의 보존이 어렵고 시간적인 제한을 받는다. 건조 구기자를 이용하여 음료를 제조하는 방법은 추출 공정이 수반되어 비교적 공정비가 추가되지만 원료를 오래 저장할 수가 있어 언제든지 필요 시 제조할 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 본 발명은 건조 구기자를 이용한 열수 추출 방법을 기반으로 하려 한다.
이러한 열수 추출 방법을 기반으로 하여, 본 발명은 최종적으로 제공하고자 하는 제품에 항산화 효능분석, 성분분석, 관능검사를 통한 제품의 기능성을 최대로 부각시키기 위한 기능성 음료의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 국내산 건조 구기자를 준비하여 약 100℃의 온도에서 약 3 내지 4시간 동안 그대로 열수 추출하거나 또는 건조 구기자를 분쇄하여 상기와 같이 열수 추출하는 단계, 이 추출물을 농축하여 구기자 농축물을 수득하는 단계, 및 이 구기자 농축물에 가용성 고형분 함량이 약 11.7%가 되도록 물로 희석하는 단계를 포함하는 항산화성 구기자 음료의 제조 방법에 관한 것이다.
구체적 양태에서, 구기자 추출물의 향상된 항산화성은 갈산 양의 비교를 기반으로 평가 시 전체 페놀 함량의 약 15% 이상의 증가를 특징으로 하는 것이다.
다른 양태에서, 구기자 추출물의 향상된 항산화성은 플라보노이드 함량 분석으로 평가했을 때, 전체 플라보노이드 화합물의 약 10% 이상의 증가를 특징으로 하는 것이다.
또 다른 양태에서, 구기자 추출물의 향상된 항산화성은 수입산 구기자 추출물보다 우수한 DPPH 라디칼 소거능을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 국내산 건조 구기자 또는 분쇄한 건조 구기자의 열수 추출물이 수입산 및 시판 구기자 음료보다 우수한 항산화성을 나타냄에 따라, 항산화성이 향상된 기능성 구기자 음료를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 나아가 상기 추출물을 이용한 항산화 기능성 의약 조성물도 제공할 수 있을 것이다.
도 1은 각종 구기자(Lycium barbarum) 추출물 및 시판 구기자 음료의 전체 페놀 함량을 갈산 농도에 기초하여 도시한 막대그래프이다.
도 2는 각종 구기자 추출물 및 시판 구기자 음료의 전체 플라보노이드 화합물의 양을 헤스페리딘 농도에 기초하여 도시한 막대그래프이다.
도 3은 각종 구기자 추출물 및 시판 구기자 음료의 자유 라디칼 소거능을 DPPH 소거능에 기초하여 도시한 막대그래프이다.
도 4는 구기자 음료의 표준 유기산 분포를 나타내는 이온 크로마토그래피 분석 결과이다.
도 5는 수입산 건조 구기자 추출물로 만든 음료의 유기산 분포를 분석한 이온 크로마토그래피 분석 결과이다.
도 6은 구기자 음료의 구성 당을 갈락토스 표준 물질과 함께 분석한 크로마토그램이다.
도 7은 수입산 분쇄 구기자 음료의 구성 당을 분석한 크로마토그램이다.
구기자 원료로, 국내산 건조 구기자 및 미국산 건조 구기자를 구입하여 열수 추출법으로 추출물을 제조하였다. 구체적으로, 구기자 추출의 한 양태로, 건조 구기자에 추출 용매로 물을 약 10배의 비율로 첨가하여 약 100℃의 온도에서 약 3 내지 4시간 동안 추출한다.
다른 양태로, 건조 구기자를 분쇄한 뒤, 건조 구기자 분쇄물에 추출 용매로 물을 약 10배의 비율로 첨가하여 약 100℃의 온도에서 약 3 내지 4시간 동안 추출할 수도 있다.
본 발명의 양태에 있어서, 구기자 추출물 샘플들은 공정에 따라서 4가지로 분류할 수 있다. 즉, 국산 건조구기자(KDGB, Korean dried gogi berry) 추출물, 국산 분말 건조구기자(KCGB, Korean crushed gogi berry) 추출물, 미국산 건조구기자(ADGB, American dried gogi berry) 추출물, 미국산 분말 건조구기자(ACGB, American dried gogi berry) 추출물로 분류하고 첨가물이 함유되지 않은 미국산 천연 구기자 주스(AGBJ, Goji juice, Healing Noni, HI, USA)를 대조군으로 사용하였다. 각각의 구기자 샘플의 추출에는 상부에 환류 냉각 추출 장치를 연결한 추출기를 사용한다. 환류 냉각 추출 장치에는 냉각수(7℃)를 순환시켜 수증기가 외부로 나가지 못하도록 한다. 추출 온도는 100℃로 고정할 수 있다. 추출 시간은 총 3 내지 4시간 동안 수행할 수 있다. 추출 후 상온으로 냉각될 때까지 냉각수를 순환시킨다.
수득한 추출물들은 항산화 효능분석, 성분분석, 관능검사를 통해 항산화 기능성이 대조군에 비해 크게 향상된 샘플을 확인하는 것이 필요하다.
당해 추출물들의 항산화 효능을 보기 위하여, 전체 페놀 정량, 전체 플라보노이드 정량, 전체 DPPH 라디칼 소거능 정량을 수행할 수 있다. 구체적으로, 페놀류 화합물의 정량은 갈산(gallic acid)을 표준 물질로 하여 폴린-초컬투(Folin-Ciocalteu) 시약(FCR) 발색 방법으로 분석한다. 전체 플라보노이드의 정량은 염화알루미늄 비색법을 이용하여 측정하고, 헤스피리딘을 표준물질로 사용하며, 전체 플라보노이드 양은 샘플 건조량 g 당 카테친 양으로 평가한다. 전체 DPPH 라디칼 소거능 정량은 매우 안정한 자유 라디칼인 DPPH 라디칼을 소거하는 정도로써 항산화 작용을 평가한다. 이러한 항산화 작용의 효능 평가 방법들은 당업자라면 공지된 방법에 따라 수행할 수 있을 것이다.
그 다음, 항산화 효능의 향상이 확인된 추출물들은 60℃ 이하 감압 농축기에서 가용성 고형분의 함량이 30°Brix가 될 때까지 농축을 한다. 농축액은 음료 제조시까지 5℃에서 보존하였다. 음료 제조는 대조구 샘플의 가용성 고형분의 함량인 11.7%(v/v)로 물로 보정하여 제조하였다.
당해 음료들의 특성 비교에는 당도, pH, 유기산의 종류 및 함량, 아미노산의 종류와 함량, 당의 종류와 함량 측정을 이용할 수 있다.
이하, 실시예에는 본 발명에 따른 구기자 추출 방법과 이에 따른 추출물의 성분 분석 방법 및 결과가 상세하게 설명될 것이지만, 본 발명은 이 실시예에만 국한되는 것은 아니다.
실시예
I. 재료 및 방법
1. 실험재료
실험에 사용한 구기자는 국내산으로 금산군 약초 시장에서 건조된 구기자를 구매하였고 미국산 건조 구기자(Bulkfoods, OH, USA) 우편 주문으로 구매하였다. 대조구 음료로서 미국산 구기자 음료(Hilo, HI, USA)를 구매하여 실험에 사용하였다.
2. 구기자 추출물 제조
구기자 추출물 제조는 건조 구기자 300g 과 추출 용매로 3000㎖ 물을 이용하여 열수 추출을 하였다. 다른 방법으로는 건조구기자를 분쇄하여 분쇄된 구기자 300g 과 물 3000㎖를 이용하여 추출하였다. 각각의 구기자 샘플들을 부직포에 넣고 쌓은 다음 추출 용매에 충분히 잠기도록 하였다. 추출기의 상부에는 환류 냉각 추출 장치를 연결한 다음 냉각수(7℃)를 순환시켜 수증기가 외부로 나가지 못하도록 하였다. 추출 온도는 100℃로 고정하였다. 추출은 전체 4시간 동안 수행하였다. 추출 후 상온으로 냉각될 때까지 냉각수를 순환시켰다. 추출 후 추출기에서 부직포를 꺼내어 손으로 부드럽게 짜서 추출액에 혼합하였다. 전체 추출액은 와트만(Watman) No.2 여지로 여과를 한 다음 추출물들은 60℃ 이하 감압 농축기에서 가용성 고형분의 함량이 30˚Brix 가 될 때까지 농축을 하였다. 농축액은 음료 제조시 까지 5℃에서 보존을 하였다. 농축하지 않은 추출물들은 다음 실험을 수행할 때까지 -20℃에 보관하였다.
3. 추출물의 성분 분석
3-1. 가용성 고형분 함량
가용성 고형분(soluble solid)은 굴절당도계(Hand refrectometer, model N1, range : 0 내지 35%, Atago, Japan)를 사용하여 상온에서 3회 측정한 후 ˚Brix로 나타내었다.
3-2. 적정 산도 및 pH 측정
추출액의 산도는 추출 완료 시점에서 산도를 측정하였다. 적정 용액으로는 0.1N NaOH 용액을 사용하였으며, 적정 시 pH 8.3의 종말점까지 소비된 0.1N NaOH 용액의 양을 측정하여 사과산(malic acid) 함량으로 환산하였다. pH는 추출물의 9배량의 증류수를 가하여 1분간 균질한 후 여과하여 얻은 상등액을 pH 측정기(Orion, USA)로 측정하였다.
3-3. 전체페놀 정량
페놀류 화합물의 정량은 갈산(gallic acid)을 표준 물질로 하여 폴린-초컬투(Folin-Ciocalteu) 시약(FCR) 발색 방법으로 분석하였다. 표준 물질 제조는 갈산 (20, 40, 60, 80, 100 mg/l) 용액을 만들어 1㎖를 9㎖ DIW에 혼합하여 제조하였다. 1.5㎖ Na2CO3(20g/100㎖), 500 FCR, 6㎖ DIW, 100㎕ 샘플 용액, 100㎕표준 갈산을 혼합한 혼합물로 분석 샘플을 제조하였다. 실험실에서 분석 샘플을 2h 반응시킨 후에 4000rpm에서 5분간 원심분리를 한 후에 상등액을 765nm에서 흡광도를 측정하였다. 분석샘플의 대조군은 아세톤:물(1:1)로 하여 갈산 용액 대신 분석하였다. 전체 페놀 물질은 샘플 건조량의 g 당 갈산의 양으로 평가했다.
3-4. 전체 플라보노이드 정량
전체 플라보노이드의 정량은 염화알루미늄 비색법을 이용하여 측정하였고, 헤스피리딘을 표준물질로 하여 (20, 40, 60, 80, 100 mg/l) 용액을 만들어 1㎖를 9㎖ DIW에 혼합하여 제조했다. 0.5㎖ 샘플용액을 1.5㎖ 95% 알콜과 혼합한 다음 0.1㎖ 10% 염화알루미늄, 0.1㎖ 1 M NaOH, 2.8㎖ DIW를 첨가한 후 상온에서 30분 동안 반응시켰다. 반응 후에 415nm에서 흡광도를 측정했다. 전체 플라보노이드 양은 샘플 건조량 g 당 카테친 양으로 평가했다.
3-5. 전체 DPPH 라디칼 정량
DPPH 라디칼은 매우 안정한 자유 라디칼(free radical)이다. 이 라디칼을 소거하는 정도로써 항산화 작용을 평가하였다. 96웰 평판에 에탄올에 녹인 100㎛ 1,1-디페닐-2-피크릴-하이드라질(DPPH) 용액 180㎕와 증류수를 용매로 한 추출물과 에탄올을 용매로 한 추출물을 0.1, 1, 10, 100 ㎍/㎖의 농도로 각각 20㎕씩 가하고 차광 상태 하에 37℃에서 20분간 정치시켰다. 정치 후 FL 600 분광형광분석기(spectrofluorometer; Bio-tek, U.S.A)를 이용하여 515nm에서 흡광도를 측정했다.
DPPH 라디칼 소거율(%) = [1- (샘플 흡광도517nm/대조군 흡광도517nm)] x 100
3-6. 구성 아미노산 분석
샘플 0.5g을 18 ml 시험관에 칭량하여 넣고 6N HCl 3㎖를 가하여 감압 밀봉한 후 120℃로 세팅된 가열 블록에서 24시간 이상 동안 가수분해시켰다. 가수분해가 끝난 샘플은 50℃에서 회전 증발기로 산을 제거한 후 적재용 나트륨 완충액으로 10㎖ 정용한 다음, 이중 1㎖를 취하여 막 여지 0.2㎛로 여과한 뒤, 아미노산 자동분석기(S433-H)로 정량분석하였다. 분석조건으로서, 컬럼은 양이온 분리 컬럼(LCA K06/Na), 컬럼 크기; 4.6＞150mm, 컬럼 온도 57 ~ 74℃, 유속; 완충액 0.45㎖/min, 시약 0.25㎖/min, 완충액 pH 범위; 3.45 - 10.85, 파장; 440nm 및 570nm로 세팅했다.
3-7. 유기산 분석
구성 유기산 분석을 위하여 이온 크로마토그래피를 이용하였고, 컬럼으로는 IonPac AS11-HS Analytical, 4-mm를 사용했고, 가드 컬럼(Guard column)으로는 Guard IonPac AG11-HS Guard, 4-mm를 사용했다. 분석 조건으로서 용출제로는 EG50-28mM KOH를 사용하고, 유속은 1.0 mL/min, 주입 용량은 20㎕, 검출기는 Detection ED50 Conductivity를 이용했다.
3-8. 구성당 분석
유기당 분석을 위하여 이온 크로마토그래피를 이용하였고, 컬럼으로는 CarboPac TM-PA10 Analytical을 사용하고, 가드 컬럼으로는 CarboPac TM-PA10을 사용했다. 분석 조건으로서 용출제로는 18mM NaOH을 사용하고, 유속은 1.0 mL/min, 주입 용량은 20㎕, 검출기는 ED50 적분 전류적정(Intergrated Amperometry)을 이용했다.
3-9. 관능검사
식품생명과학과 대학생 및 대학원생으로 구성된 20명의 관능요원에 의한 9점-스케일법으로 단맛, 구수한맛, 비린 맛 및 종합적 기호도를 각각 전혀 없다 또는 아주 싫다(1점), 보통 약하다 또는 보통 싫다(2점), 약하지도 강하지도 않다 또는 좋지도 싫지도 않다(3점), 약간 강하다 또는 약간 좋다(4점), 아주 강하다 또는 아주 좋다(5점)로 평가하였다.
4. 구기자 음료의 제조
구기자 음료 제조는 일정량의 각각의 농축 추출물을 교반기가 달려 있는 용기에 넣고 ˚Brix를 다시 측정한 다음 11.7 ˚Brix 로 물을 첨가하여 제조하였다. 제조된 구기자 음료들은 분석 시까지 5℃에서 보존하였다.
II . 결과 및 고찰
1. 원료 구기자의 외관 및 열수 추출물의 가용성 고형분 함량 비교
수입 건조 구기자는 밝은 진홍색을 띄고 전반적으로 밝게 보인 반면, 국내 건조 구기자는 마치 건조 대추와 같은 외향을 지녔으며 다소 어두운 짙은 갈색으로 보였다. 상품화되어있는 주스는 짙은 고동색으로 마치 칙 추출물을 이용한 것과 비슷하게 보였다. 건조 구기자는 공통적으로 코를 쏘는 듯한 냄새를 보여 주었으며 매콤한 향은 국내산이 강하였다.
국내산과 미국산 구기자의 열수 추출 후의 함량을 보면 큰 차이는 없었지만 비교적 국내산 구기자로부터의 추출물의 생산량이 조금 높았고 분말화한 구기자의 수율이 약 10% 이상 높았다. 이것은 분말화시키면 추출 표면적이 넓어지기 때문이 것으로 보인다. 구기자 음료의 제조는 각각의 추출물을 고형분의 함량을 30%로 농축하여 보관하고 실험 시에는 미국산 구기자 음료의 고형분의 함량인 11.7 %로 식용 가능 음료수로 보정하여 음료를 제조하였다.
표 1. 국내산 구기자와 수입산 구기자의 추출물의 가용성 고형분 비교
Figure pat00001
2. 구기자 음료의 pH 및 산도
구기자는 오미자 및 산수유보다 신맛이 일반적으로 신맛이 덜한 것으로 알려졌다. 표 2는 샘플의 pH 및 산도 값을 보여준다. pH와 산도는 크게 상관 관계가 없는 것으로 나타났다. 이러한 것은 산지에 따라서 유기산의 분포와 양이 차이가 있기 때문인 것으로 추정된다.
표 2. 구기자 추출물의 적정 산도(%) 및 pH
Figure pat00002
미국산 구기자 음료의 pH는 4.65 와 산도 0.64를 보여 주는데, 비교적 건조된 구기자 추출물 음료보다 다소 낮은 값을 보여준다. 이러한 이유는 산지의 특성이 다르기 때문인 것으로 추정된다. 대부분의 과실들이 비교적 pH 2 내지 3 정도를 보여 주는데 비해 구기자의 pH는 산지와 상관없이 4.65 내지 4.98 정도를 보여 주었다.
3. 구기자 음료의 항산화 능력
생체 내에서 에너지 생산을 위한 산화 과정 중에 상당량의 활성산소들이 생성된다. 이들 활성산소는 생체 내 제거기작에 의해 대부분 소멸되지만 순간적으로 활성산소가 다량으로 발생되거나 만성적으로 활성산소가 발생되어 항산화방어계와의 균형이 깨지면 각종 질환의 원인이 된다. 산소는 대사과정중 일부분이 슈퍼옥사이드 라디칼(O2 -), 과산화수소(H2O2), 하이드록시 라디칼(HO), 1중항 산소(O2)와 같은 활성 유해 산소로 변한다. 항산화제에 대한 연구는 1969년 SOD발견을 계기로 시작되었는데, 활성산소로 인해 우리 몸이 노화되고 손상되는 것을 막아주는 물질을 항산화제라 하고, 항산화제는 인체 내에 자연적으로 존재하는 것과 외부에서 투여해 주는 것으로 나눌 수 있다. 인체 내에 자연적으로 존재하는 항산화제로는 SOD, 글루타치온, 페록시다제 등의 효소와 요산, 빌리루빈 등이 있으며 외부에서 투여해 주는 것으로 비타민 E, C, 베타카로틴이 있으며 미네랄 중에는 셀레니움이 대표적이다. 그 밖에도 멜라토닌 같은 호르몬, 천연물에 많이 들어 있는 페놀 및 플라보노이드 성분 등이 대표적인 항산화제들이다. 이들 항산화제들은 활성산소의 독작용을 제거하여 생체를 보호하고 있으며 항산화 물질이 활성산소를 적절히 제거하지 못할 경우 축적되는 활성산소에 의해 여러 가지 질병이나 노화가 초래된다고 알려져 있다. 따라서 구기자 음료에 대한 항산화 능력을 전체 페놀 성분의 함량, 플라보노이드 함량, 전자 소거능력에 대한 비교 실험을 수행하였다.
3-1. 전체 페놀 정량
전술한 바와 같이 전체 페놀은 갈산을 표준 물질로 하여 폴린-초컬투 시약(FCR) 발색 방법으로 분석하였다. 페놀분석시 최종적인 색은 청색으로 바뀌었으며 2시간 동안의 반응시 점차 청색이 짙어짐을 확인할 수 있었다. 도 1에 도시된 바와 같이 전체 페놀의 양은 1,937 - 2,744 mg GAE/100g으로 나타났다. 구체적으로 설명하면, 국내산 구기자 농축액(KCGB, KDGB)은 수입산 구기자 농축액(ACGB, ADGB)보다 페놀 양이 많은 것으로 분석되었고, 전반적으로 상품화된 음료(AGBJ)보다 평균 15% 정도 이상 높게 나타났다(도 1).
3-2. 전체 플라보노이드 정량
플라보노이드 분석시 최종적으로 색은 노란빛을 나타내었고 95% 알콜을 혼합하였을 때 맑게 있던 용액이 뿌옇게 됨을 확인할 수 있었다. 최종적으로는 30분 반응 후에는 노란색이 진하게 나타남을 확인할 수 있었다. 전체 플라보노이드 양은 총 페놀 양과 마찬가지로 국내산 음료가 수입산보다 많은 것으로 나타났다(도 2).
3-3. DPPH 라디칼 소거 정량
DPPH시약의 경우 밝은 곳에서 빛을 받게 되는 경우 색이 변하는 경우가 있으므로 어두운 곳에서 실험을 진행하였다. DPPH시약이 보랏빛을 나타내고 샘플에 반응시켰을 때 수십초간은 보랏빛을 나타내었지만 시간이 경과하면서 노란색으로 변하는 것을 확인할 수 있었다. DPPH 분석 후 흡광도 값은 높을수록 수치는 낮아짐을 확인할 수 있었다. DPPH 라디칼은 매우 안정한 자유 라디칼 (free radical)이다. 이 라디칼을 소거하는 정도로써 항산화 작용을 평가하였다. 국내산 구기자 음료가 전자 소거능이 우수한 것으로 나타났다(도 3).
4. 구기자 음료의 분석
4-1. 구기자음료의 일반 분석
구기자 음료의 일반 성분은 샘플에 따라서 크게 차이가 나지는 않았지만 대부분이 탄수화물로 되어있었다. 음료 제품이기 때문에 대부분 90% 이상의 수분 함량을 보여 주었으며 국내산 건조구기자 추출물로부터 제조한 구기자 음료의 경우 수분함량 91.5%, 조단백 0.7%, 조지방 0.15%, 탄수화물 8.3%로 구성되었다. 이러한 함량의 분포는 수입산과 다소 달랐다(표 3).
표 3. 구기자 열수 추출물로 제조한 음료의 일반 분석(%)
Figure pat00003
4-2. 구기자 음료의 구성 유기산 분석
구기자 음료들의 구성 유기산 분석을 위하여 이온 크로마토그래피를 이용하였고 그 결과는 도 4에 도시했다. 도 4의 윗부분은 표준 유기산 피크를 보여주고 아래 크로마토그램은 구기자 음료의 유기산 분포 및 함량에 대한 피크를 보여준다(도 4). 그리고 수입산 건조 구기자로 만든 음료의 유기산 분포는 도 5에 도시했다. 분석 대상 유기산들은 아세트산, 말산, 타르타르산, 옥살산 및 구연산이다. 수입산과 국내산 구기자 음료의 유기산 분포는 차이가 있었고, 이는 지형과 풍토의 차이때문인 것으로 보인다. 수입산의 경우에는 아세트산과 구연산이 주종을 이루고 있는데 반하여 국내산인 경우에는 아세트산과 말산 및 구연산이 주종을 이루었고, 아린 맛에 관여를 하는 옥살산의 양은 국내산이 수입산보다 2 내지 3배 정도 높았다. 전체적인 유기산의 함량을 볼 때 국내산(평균 20.0mg/l)은 수입산(12mg/l) 보다 60% 정도 유기산의 함량이 높았다. 각종 구연산 추출물 및 시판 주스의 유기산 조성은 표 4에 정리했다.
표 4. 각종 구기자 추출물의 유기산 조성
Figure pat00004
4-3. 구기자 음료의 구성 아미노산 분석
건조 구기자 음료의 아미노산의 함량은 차이가 없었지만 분쇄 구기자의 아미노산 함량은 약 1.2- 1.5배정도 높았다. 전체 아미노산의 함량은 수입 건조 구기자 음료는 867.64 mg/100 ml, 수입 분쇄 구기자 음료는 965.71mg/100㎖, 국내 건조 구기자인 경우에는 839.76mg/100㎖, 국내 분쇄 구기자인 경우에는 1,344.32mg/100㎖, 대조구 음료는 567.69mg/100㎖ 이었다. 음료의 주 아미노산의 분포는 수입과 국내 음료와 다른 점이 많지 않았지만 분포에 있어서는 차이가 있었다. 국내산은 아스파라긴, 프롤린, 알라닌이 주종을 이루었고 수입산은 아스파라긴, 프롤린, 세린 등이 주종을 이루고 있었다. 이러한 분포는 대조구 음료와 비슷하였다(표 5)
표 5. 구기산 열수 추출물로 제조한 음료의 아미노산 조성
Figure pat00005
4-4. 구기자 음료의 구성 당 분석
구기자 음료의 구성 당은 글루코스, 프럭토스, 일부 수크로오스로 알려졌다. 구기자 열매가 숙성해짐에 따라 수크로오스의 양은 줄어들고 글루코스와 프럭토스의 양이 증가하는 것으로 알려졌다. 분석을 위해서 갈락토스를 표준 물질로 하여 정성 및 정량 분석을 한 데이터를 도 7에 보여준다. 도 7은 수입 분쇄 구기자 음료의 당의 구성을 도시한 것으로, 크로마토그램 상에 프럭토스와 글루코스의 두 피크가 음료의 주성분이라는 것을 보여준다(표 6 참조).
표 6. 각종 구기자의 열수 추출물로 만든 음료의 단당류 조성
Figure pat00006
4-5. 관능 검사
제조 음료의 관능검사는 외관으로는 색(color), 냄새(smell)로는 향, 풍미로는 신맛, 단맛, 톡쏘는 맛, 떫은 맛, 전반적인 기호도로 구분하여 측정하였다. 외관 및 냄새는 국내산 추출물, 미국산 추출물 및 상업용 주스 간에 차이가 거의 없는 것으로 평가되었다. 하지만 풍미에 있어서 단맛은 미국 상업용 주스가 약간 높게 나타났고 신맛은 대체로 높지 않아, 산지에 따라 차이점이 많지 않은 것으로보였다. 하지만 톡쏘는 맛과 떫은 맛은 국내산이 높았다. 아마 이러한 이유는 국내산이 유기산의 함량이 높은데, 특히 미국산에는 거의 없는 아세트산과 말산이 영향을 주는 것으로 추정된다(표 7 참조).
표 7. 각종 구기자의 열수 추출물로 제조한 음료의 관능 검사
Figure pat00007
결과 정리
1. 개발 음료의 최종 pH는 국내구기자는 4.87, 미국구기자는 4.89, 미국산 음료는 4.65였다. pH에 영향을 미치는 유기산의 분포를 보면 국내산과 미국산의 유기산 분포는 현저하게 차이가 났다. 국내산은 아세트산, 말산, 구연산 순으로 높았고, 미국산의 경우에는 아세트산, 구연산이 주종을 이루고 말산은 국내산에 비하여 현저하게 낮았다. 유기산 전체의 함량은 국내산(평균 21mg/L)이 미국산(12mg/L)의 2배가량 높았다.
2. 개발 음료의 당 분포를 보면 대부분의 당 구성이 산지와 상관없이 글루코스와 프럭토스였다. 국내산과 미국산의 추출물은 당 분포가 비슷하였다. 하지만 미국산 상업용 음료의 당은 조금 더 높았다. 미국산 구기자 추출물의 당은 약 10.76% 이고 국내산 구기자 추출물은 9.8%, 상업용 음료는 12.18%였다.
3. 개발 음료의 아미노산 분포를 보면 국내산과 미국산 추출물의 분포가 달라서 미국산의 경우에는 아스파라긴, 프롤린, 세린 순으로 높았고, 국내산 추출물의 경우에는 아스파라긴, 프롤린, 알라닌 순이었다. 미국산 상업용 주스는 프롤린, 아스파라긴, 아스파르트산의 순으로 높았다.
4. 항산화능력을 평가하는 전체 페놀 양은 국내 구기자 추출물의 경우에는 분쇄해서 추출한 경우에 조금 높았지만 평균 약 2.5g/100g이고 미국산 구기자의 경우에는 평균 2.1g/100g, 미국산 주스의 경우에는 2.2g/100g 이어서, 국내산 구기자가 항산화 능력을 가진 페놀 양이 많은 것으로 나타났다. 이러한 양은 오미자, 산수유보다 높은 값이다.
5. 항산화능력 및 항염증등의 효과를 보이는 플라보노이드 양은 국내 구기자 추출물의 경우에는 분쇄해서 추출한 경우에 조금 높았지만 평균 약 1.2g/100g이고 미국산 구기자의 경우에는 평균 0.9g/100g, 미국산 주스의 경우에는 1.0g/100g 이어서, 국내산 추출물이 제일 많이 함유하는 것으로 나타났다.
6. 항산화 및 산화반응에 직접 영향을 미치는 자유 라디칼을 없애는 능력을 비교한 결과 국내 구기자 추출물의 경우에 같은 조건에서 약 41.5%, 미국산 구기자의 경우에는 평균 36%, 미국산 주스의 경우에는 40.4%로 나타나, 국내산이 큰 차이는 없지만 가장 높은 것으로 확인되었다.
7. 제조 음료의 관능검사 결과는, 외관 및 냄새는 국내산 및 미국산 추출물, 상업용 주스와 차이가 거의 없는 것으로 평가되었다. 하지만, 풍미에 있어서 단맛은 미국 상업용 주스가 약간 높게 나타났고 신맛은 대체로 높지 않았고 산지에 따른 차이점이 많지 않았다. 하지만 톡쏘는 맛과 떫은 맛은 국내산이 높았다. 아마 이러한 이유는 국내산이 유기산의 함량이 높고, 특히 미국산엔 거의 없는 아세트산과 말산이 영향을 주는 것으로 추정된다.

Claims (2)

  1. i) 국내산 건조 구기자를 준비하여 그대로 또는 이 건조 구기자를 분쇄하여 약 10배량의 정제수로 약 100℃의 온도에서 약 3 내지 4시간 동안 열수 추출하는 단계, 및
    ii) 이 추출물을 60℃이하 감압 농축기에서 가용성 고형분의 함량이 30˚Brix가 될 때까지 농축하여 구기자 농축물을 수득하는 단계, 및
    iii) 이 구기자 농축물을 가용성 고형분 함량이 11.7˚Brix가 되도록 정제수로 희석하는 단계를 포함하여, 향상된 항산화성을 나타내는 순수 구기자 음료의 제조방법.
  2. i) 국내산 건조 구기자를 준비하여 그대로 또는 이 건조 구기자를 분쇄하여 약 10배량의 정제수로 약 100℃의 온도에서 약 3 내지 4시간 동안 열수 추출하는 단계, 및
    ii) 이 추출물을 60℃이하 감압 농축기에서 가용성 고형분의 함량이 30˚Brix가 될 때까지 농축하여 구기자 농축물을 수득하는 단계, 및
    iii) 이 구기자 농축물을 가용성 고형분 함량이 11.7˚Brix가 되도록 정제수로 희석하는 단계를 포함하는 방법에 의해 수득되고, 상기 수득된 구기자 추출물의 항산화성 향상 정도가, 첨가물이 함유되지 않은 미국산 천연 구기자 주스(AGBJ, Goji juice, Healing Noni, HI, USA)를 대조군으로 할 때, 전체 페놀 함량의 약 15% 이상의 증가, 전체 플라보노이드 화합물 함량의 약 10% 이상의 증가, 또는 유사하거나 증가된 DPPH 라디칼 소거능으로 나타나는, 항산화성 구기자 음료.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103859512A (zh) * 2014-03-06 2014-06-18 中华全国供销合作总社济南果品研究院 一种枸杞浆的制备方法
CN109123260A (zh) * 2018-08-10 2019-01-04 河北养元智汇饮品股份有限公司 酶解枸杞汁及其制备方法、枸杞汁饮料及其制备方法

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