KR20150056750A - 오디·블루베리·오미자 추출물의 안토시아닌 색소의 저장 안정성이 향상된 과립체 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 항암, 항당뇨, 항염증, 항고지혈증, 항산화 등의 생리활성을 갖는 오디, 블루베리, 오미자 추출물의 안토시아닌 색소의 저장 안정성이 향상된 과립체 제조방법을 제공하는 효과가 있고, 이를 이용한 건강기능성식품소재 및 건강기능성 식품을 제공하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 항암, 항당뇨, 항염증, 항고지혈증, 항산화 등 생리활성을 갖는 오디, 블루베리, 오미자 추출물의 안토시아닌 색소의 저장 안정성이 증대된 과립체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
인간을 포함한 생물은 호흡이라는 과정을 통하여 에너지를 얻고 신진대사를 하는 과정에서 활성산소(reactive oxygen species: ROS)를 생성한다. 활성산소는 불안정한 성격을 띠고 있어서 세포내 단백질이나 지질분자는 물론이고 유전정보를 함유한 DNA에 치명적인 손상을 입히는 것으로 알려져 있다.
상기와 같은 활성산소는 질병 유발이나 생체방어기구에 이상이 초래되거나 각종 물질적, 화학적 요인들에 의하여 생성량이 증가 되고 생체내에 정상범위 이상으로 용량을 초과하게 될 경우 산화적 스트레스(oxidative stress)를 야기한다. 산화적 스트레스가 노화를 비롯하여 각종 질환(암, 동맥경화, 염증성 질환, 심혈관 질환 등)을 일으키는 중요한 원인임이 입증됨으로써 활성산소 소거활성을 갖는 항산화성 생체 기능 물질이 노화 억제 및 질환의 치료제로서 가능성이 크게 부각되고 있다.
현대인은 산소에 의한 산화적 스트레스(oxidative stress)에 항상 노출이 되어 있으며, 이러한 산화적 스트레스는 정상적인 경우 생체 내에 존재하는 항산화계에 의해 제거되지만 각종 환경 오염물질, 흡연, 알콜 및 방사선등에 의해서 인체에 산화적 스트레스를 가중시키고 있다. 인체는 산화촉진물질(prooxidant)과 산화억제물질(antioxidant)이 균형을 이루고 있으나 산화촉진 쪽으로 기울게 되면 산화적 스트레스가 유발되어 잠재적인 세포손상 및 병리적 질환을 일으키게 된다.
최근에 건강에 대한 관심이 증대됨에 따라 영양분 섭취와 질병 예방 차원에서 각종 과실 및 이를 이용한 여러 가지 가공품에 대한 소비 및 제품개발에 관한 연구가 활발이 진행되고 있다. 과실에는 강력한 항산화 효과를 가지는 여러 가지 생리활성 성분 즉, 비타민, 카로티노이드 및 플라보노이드와 같은 페놀 화합물이 많이 존재하는 것으로 알려지고 있어 질병 예방과 감소에 크게 기여한다고 보고되고 있다.
뽕나무 열매인 오디(Mulberry)는 한방에서 상심자로 불리며 강장제나 진정제로 사용된 예가 있고, 현대의학에서는 혈당강하작용에 대한 보고가 있다. 다량의 안토시아닌 색소를 함유하고 있으며 항당뇨, 항산화, 항염증 그리고 항고지혈증 등의 생리활성이 있어 기능성 식품의 소재로 알려져 있다.
블루베리(Blueberry)는 진달래 과(Ericaceae) 산 앵도나무 속(Vaccinium)에 속하는 관목성 식물로서 항산화 작용과 시력증진작용 등의 강력한 기능성을 보유한 원예작물의 하나로 병해충이 적어 무 농약으로 재배할 수 있는 친환경적 작물로 알려져 있다.
오미자(Schisandra chinensis Baillon)는 중추억제 작용, 혈압 강하 작용 및 알콜 해독 작용이 있는 것으로 알려져 있는 생약재로서 암 예방 활성 노화 억제 면역조절작용 및 항균활성 등 다양한 생리적 기능성이 보고되고 있다.
상기 오디, 블루베리, 오미자에는 다량의 안토시아닌(anthocyanin) 색소가 다량 함유되어 있다. 안토시아닌은 수소 이온의 농도에 따라 빨간색, 보라색, 파란색 등을 띄며, 시력개선, 혈관질환 예방, 인슐린 생성증대, 항염, 기억력 개선 효과가 알려져 있으며, 그중 항산화 효과는 비타밀, 카로틴계 화합물, 셀레늄, 토코페놀 등 일반적으로 알려진 항산화 물질보다 뛰어난 것으로 보고되어 있다.
상기 안토시아닌과 같은 생리효능을 갖는 유효성분의 일반적인 섭취수단으로는 열수에 우리거나 타서 마시는 차의 형태가 널리 이용되고 있으나 근래에 들어서는 과립, 타블렛, 캅셀 등과 같은 섭취 편리성이 강조된 제품들이 생산되고 있다. 과립 제품은 분말제품보다 흐름성이 좋으며 물리적 화학적으로 안정하다. 그리고 미세한 분말의 경우 용해 시 용매 표면에 부유하여 용해성에 문제가 있으나 과립체으로 제조하면 이러한 문제점을 보완할 수 있다. 또한 제조 공정이 간단하고 자동충전기 개발로 대량 생산이 가능할 뿐만 아니라 휴대가 용이하여 건강식품에 많이 사용된다.
일반적으로 안토시아닌과 같은 천연색소는 산소와의 결합이 용이하여 공기와 접촉하였을 때 변질이 쉬우며 색소 추출물은 저장방법 및 기간에 따라 안정성이 감소하여 안정성을 높이는 기술이 절실하지만 이와 같은 연구는 미흡한 실정이다. 식품 분야에서는 색소 추출물을 식품 첨가물 또는 기능성 소재로 사용하기 위해 상기 색소물질의 제제화 기술연구를 통하여 식품 소재의 산화방지 및 보존성 향상, 변화하기 쉬운 식품소재의 안정화, 불필요한 냄새의 차단, 액상식품의 고형화, 식품소재의 방출속도 조절, 제조공정의 개선 및 물성향상을 시도하고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2010-0058027호에서는 검정콩으로부터 안토시아닌 색소추출을 위한 추출용매에 구연산을 첨가하여 안토시아닌을 안정화하고 상기 추출한 안토시아닌을 진공포장 함으로서 그 저장성을 증대시키는 방법에 대해 개시하고 있으며, 대한민국 공개특허 제10-2009-0011603호에서는 오미자로부터 안토시아닌 고농도 추출기술과 상기 추출물로부터 안토시아닌을 컬럼크로마토그래피를 통해서 분리하는 기술에 대해서 개시하고 있다. 또 대한민국 등록특허 제10-0760263호 에서는 자미고구마로부터 광에 불안정한 안토시아닌색소를 광산화 방지제인 EDTA 또는 sodium ascorbate를 첨가하여 아토시아닌의 광안정성을 증진시키는 방법에 대해서 개시하였다. 이 밖에도 안토시아닌 색소의 안정성을 증진 시키는 방법은 대한민국 공개특허 제10-1989-0011960호, 대한민국 공개특허 제10-2011-0010011호, 대한민국 공개특허 제10-1987-0011205호에서 유기산 또는 HCl을 첨가하여 pH를 낮추거나 금속염을 첨가함으로써 색소의 안정화를 유도하거나, 단백질, 탄닌, 플라보노이드, 알카로이드 또는 아미노산 등을 안토시아닌에 결합시켜 안토시아닌 복합체를 형성하여 색소침착(copigmentation)하는 방법등에 대해서 개시하고 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 상기 개시된 발명들은 안토시아닌 색소를 추출하는 과정이나 추출 후 보관하는 과정에 첨가물을 통하여 pH를 조절하거나, 산소를 차단하는 방법 등으로 안정화를 유도하였을 뿐, 제형 방법의 개선을 통하여 안토시아닌 색소의 저장 안정성를 증대한 기술은 개시된바 없다.
따라서 본 발명의 목적은, 항암, 항당뇨, 항염증, 항고지혈증, 항산화 등의 생리활성을 갖는 안토시아닌 색소가 다량 함유되어 있는 오디, 블루베리, 오미자 추출물의 저장안정성을 증대할 수 있는 과립체제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 오디, 블루베리, 오미자의 과립체을 통하여 고부가가치 가공식품 및 기능성 식품소재를 제공하는 데 있다.
본 발명의 상기 목적은 오디, 블루베리, 오미자 각각의 시료를 건조하는 단계와; 이와 별도로 추출용매를 제조하는 단계와; 상기 건조 오디, 블루베리, 오미자 각각 1 중량부에 대해 상기에서 제조한 추출용매 20 중량부를 첨가하여 안토시아닌이 함유된 추출물을 얻는 단계와; 상기에서 얻은 안토시아닌 함유 추출물의 불순물을 제거하는 단계와; 상기 여과물을 30 브릭스로 농축시키는 단계와; 안토시아닌 색소가 안정화된 과립체 제조를 위한 혼합물 100 중량%에 대해 상기에서 얻은 30 브릭스의 3종의 농축액을 각각 20중량%, 무수정제포도당 23.5 중량%, 함수결정 43 중량%, alginic acid sodium salt 2중량%, 액상칼슘 1.5중량%, 유당분말 4.97중량%, 말토덱스트린 5중량%, 향(우가와향) 0.03중량%의 비율로 혼합하여 3종의 혼합물을 얻는 단계와; 상기에서 얻은 3종의 혼합물을 각각 과립기를 통과시켜 3종의 과립체를 제조하는 단계와; 상기에서 얻은 본 발명 3종의 과립체 각각의 폴리페놀, 총 플라보노이드, 총 안토시아닌 함량을 측정하는 단계와; 상기에서 얻은 3종의 본 발명 과립체의 항산화 효과를 전자공여능, 자유전자 소거 능력, 산화물 소거능력 측정을 통하여 검정하는 단계와; 상기에서 얻은 본 발명 3종의 과립체 각각에 대한 형태학적 입자크기, 입자모양에 대해 측정하는 단계와; 본 발명 3종 각각의 과립체의 안토시아닌 변화 측정을 통하여 저장 안정성을 평가하는 단계를 통하여 달성하였다.
본 발명은, 항암, 항당뇨, 항염증, 항고지혈증, 항산화 등의 생리활성을 갖는 안토시아닌 색소가 다량 함유되어 있는 오디, 블루베리, 오미자 추출물에 함유된 안토시아닌 색소의 안정성을 증대할 수 있는 과립체 제조방법을 제공하는 효과가 있다.
또, 본 발명은 오디, 블루베리, 오미자의 과립체를 통하여 고부가가치 가공식품 및 기능성 식품소재를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명 안토시아닌 색소가 안정화된 오디·블루베리·오미자 과립체의 제조공정을 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명 오디·블루베리·오미자 과립체의 농도 의존적 산화물 소거능력을 나타낸 결과이다.
도 3은 본 발명 오디, 블루베리, 오미자의 과립체를 gold ion coating 한 후 주사형 전자현미경(scanning electron microscope, 160A, Shimazu, Japan)을 이용하여 3.0kV에서 50배 및 100배 배율로서 본 발명 오디(A-1; 50배율, A-2 100 배율), 블루베리(B-1; 50배율, B-2 100 배율), 오미자(C-1; 50배율, C-2 100 배율) 각각의 입자 표면을 나타낸 그림이다.
도 4는 본 발명 오디, 블루베리, 오미자 각각의 과립체의 저장성을 평가하여 그 결과를 나타낸 그림이다(A; 통상의 과립체 제조방법으로 제조한 상기 3종의 과립체, B; 본 발명 과립체 제조방법으로 제조한 상기 3종의 과립체).
도 2는 본 발명 오디·블루베리·오미자 과립체의 농도 의존적 산화물 소거능력을 나타낸 결과이다.
도 3은 본 발명 오디, 블루베리, 오미자의 과립체를 gold ion coating 한 후 주사형 전자현미경(scanning electron microscope, 160A, Shimazu, Japan)을 이용하여 3.0kV에서 50배 및 100배 배율로서 본 발명 오디(A-1; 50배율, A-2 100 배율), 블루베리(B-1; 50배율, B-2 100 배율), 오미자(C-1; 50배율, C-2 100 배율) 각각의 입자 표면을 나타낸 그림이다.
도 4는 본 발명 오디, 블루베리, 오미자 각각의 과립체의 저장성을 평가하여 그 결과를 나타낸 그림이다(A; 통상의 과립체 제조방법으로 제조한 상기 3종의 과립체, B; 본 발명 과립체 제조방법으로 제조한 상기 3종의 과립체).
본 발명은 (a) 안토시아닌 색소성분을 함유한 시료를 건조하는 단계와; (b) 추출용매를 제조하는 단계와; (c) 상기에서 얻은 건조시료 1중량부에 대하여 상기에서 제조한 추출용매 20중량부를 첨가하여 안토시아닌 색소가 함유된 추출물을 얻는 단계와; (d) 상기 단계에서 얻은 안토시아닌 색소함유 추출물을 여과하여 불순물을 제거하는 단계와; (e) 상기 여과물을 30 브릭스로 농축시키는 단계와; (f) 과립체 100중량부에 대해 상기 농축액 20중량부와 나머지 과립체 제조용 부형제를 더 첨가한 혼합물을 제조하는 단계와; (g) 상기에서 얻은 과립체 제조용 혼합물을 과립기에 통과시키는 것을 특징으로 하는 안토시아닌 색소의 저장 안정성이 향상된 과립체를 제조하는 방법을 개시하였다. 그러나 본 발명 안토시아닌 색소의 저장안정성이 향상된 과립체 및 그 제조방법에 있어 안토시아닌 색소성분이 함유된 시료는 본 발명에 사용된 오디, 블루베리, 오미자에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 구체적인 내용을 바람직한 실시예 및 실험예를 통하여 상세히 설명하나, 하기 실시예 및 실험예에 의해 본 발명의 권리 범위가 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 본 발명 오디·블루베리·오미자 과립체의 제조
1. 실험재료
오디(선운산 농업 협동조합, Mulberry), 블루베리(햇님농원, Blueberry), 오미자(경북 문경시 동로면, Schisandra chinensis Baillon)는 모두 국내산으로 태영 엘·에스로부터 구입하여 본 발명에 사용하였다. 오디와 블루베리는 생물, 오미자는 건조된 것을 사용하여 -20℃이하의 암소에 보관하면서 추출용 시료로 사용하였다.
2. 추출물의 제조
상기 준비한 오디, 블루베리, 오미자 각각의 시료 100 g(건조중량)을 상기 각각의 건조중량 1 중량%에 대해 20 중량%에 해당하는 추출용매(1%(v/v) Citric acid 및 0.5%(v/v) HCl을 함유하는 물과 50%(v/v) 에탄올)에 첨가하여 실온에서 48시간 동안 160rpm으로 교반 추출하였다. 불순물을 제거하기 위해 Whatman No.2 여과지(Whatman International Ltd., England)를 이용하여 여과시켰다. 여과된 용액은 감압농축기(Model N-1N, Eyela Co., Tokyo, Japan)를 사용하여 30 ˚Brix로 농축 시킨 후 대조구로 일반적인 과립체제조 방법인 농축액 20중량%에 통상의 과립체 제조용 부형제인 무수정제포도당 25중량%, 함수결정 45중량%, 유당분말 4.97중량%, 말토덱스트린 5중량%, 향(우가와향) 0.03중량% 실험구와 수정된 방법인 농축액 20중량%에 무수정제포도당 23.5중량%, 함수결정 43중량%, 알긴산염(alginic acid sodium salt) 2중량%, 액상칼슘 1.5중량%, 유당분말 4.97중량%, 말토덱스트린 5중량%, 향(우가와향) 0.03중량% 비율로 혼합한 후 통상의 과립기를 통과시켜 제조하였다. 제조된 시료는 -70℃이하의 암소에 보관하면서 분석용 시료로 사용하였다.
<실시예 2> 본 발명 오디·블루베리·오미자 과립체의 성분 분석
1. 총 폴리페놀함량 측정
총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis법에 따라 본 발명 오디, 블루베리, 오미자 각각의 추출액 1 mL에 1N Folin ciocalteu reagent 1 mL를 첨가하고 충분히 혼합한 다음 20% Na2CO3 1 mL를 첨가하고 실온의 암소에서 30분간 반응시킨 후 분광광도계(Ultraspec 2100pro, Amersham Co., Sweden)를 이용하여 725 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 총 폴리페놀함량은 Tannic acid(Sigma Co., USA)를 정량하여 작성한 표준곡선으로부터 계산하였다.
본 발명 오디, 블루베리, 오미자의 각각의 과립체 제조 후 측정한 총 폴리페놀함량은 하기 표 1에 정리하였다. 본 발명 오디, 블루베리, 오미자의 각각의 과립체의 총 폴리페놀함량은 상기 각각의 과립체 시료의 농도를 5 mg/mL로 보정한 후 동일한 조건에서 측정하였으며, 오디 과립체의 총 페놀 함량은 4.83 mg/mL로 가장 높게 나타났으며, 상기 오디 과립체의 총 페놀함량은 다른 2종의 과립체의 함량과 비료해서 2.4 내지 3.7배 높게 나타났다. 또 본 발명 블루베리 과립체의 총 폴리페놀함량은 2.58 mg/mL로 나타났으며, 본 발명 오미자 과립체는 1.23 mg/mL로 가장 낮게 나타났다.
| Sample | Total polyphenol content (mg/ml) |
| Mulberry | 4.83±0.016a |
| Blueberry | 2.58±0.024b |
| S.chinensis Baillon | 1.23±0.063c |
2. 총 플라보노이드함량 측정
총 플라보노이드함량 측정은 Davis법에 따라 수행하였으며, 본 발명 오디, 블루베리, 오미자 각각의 추출액 1 mL에 diethyl glycol 2 mL를 혼합하여 충분히 시료를 용해시킨 후 0.1N NaOH 200 μL와 혼합하여 37℃에서 1시간 반응시킨 후 분광광도계(Ultraspec 2100pro, Amersham Co., Sweden)를 이용하여 420 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 총 플라보노이드 함량은 Rutin(Sigma, St, Louis, MO, USA)을 정량하여 작성한 표준곡선으로부터 계산하였다.
본 발명 오디, 블루베리, 오미자의 각각의 과립체 제조 후 총 플라보노이드 함량을 측정한 결과는 하기 표 2와 같다. 본 발명 오디, 블루베리, 오미자의 각각의 과립체의 총 플라보노이드 함량은 상기 각각의 과립체 시료의 농도를 10 mg/mL로 보정하여 총 플라보노이드 함량을 측정하였으며, 본 발명 오디, 블루베리, 오미자 과립체 각각의 총 플라보노이드 함량은 3.49, 1.45 및 0.94 mg/mL였다.
| Sample | Total flavonoid content (mg/ml) |
| Mulberry | 3.49±0.097a |
| Blueberry | 1.45±0.081b |
| S.chinensis Baillon | 0.94±0.037c |
3. 총 안토시아닌함량 측정
총 안토시아닌함량은 본 발명 오디, 블루베리, 오미자의 각각의 과립체의 건조분말 0.2 g을 dH2O 3 mL에 녹여 분석용 시료로 사용하였다. 상기 안토시아닌 분석용 3종의 각각의 시료 100 μL에 1900 μL의 pH 1.0 buffer(0.2M KCl + 0.2M HCl) 또는 pH 4.5 buffer(0.2M Potassium phosphate + 0.1M Citric acid)를 각각 혼합한 후 520 nm와 700 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 안토시아닌 함량 (mg/100g)은 cyanidin-3-glucoside의 몰흡광계수(ε=26,900 L·M-1·cm-1)를 이용하여 하기의 식에 의해 산출하였다.
A : (Aλ520 - Aλ700)pH 1.0 - (Aλ520 - Aλ700)pH 4.5
MW : cyanidin-3-glucoside의 분자량 ＝ 449.2 g/mol
DF : 희석배수 = 20
3 : 총 부피 3 mL
5000 : 시료 100 g당으로 환산하기 위하여 추출액의 시료 무게인 0.2 g으로 나눈 값
ε : 몰흡광계수 ＝ 26,900 L/cm·mol
1 : cm
본 발명 오디, 블루베리, 오미자의 각각의 과립체의 총 안토시아닌 함량은 하기 표 3과 같다. 본 발명 오디, 블루베리, 오미자 각각의 과립체에는 안토시아닌이 다량 함유되어 있는데, 주요 안토시아닌으로는 오디에는 cyanidin-3-glucoside(C3G)와 cyanidin-3-rutinoside이 주로 함유되어 있으며, 그 비율은 7: 3으로 분포하고 있다. 또, 블루베리는 Delphinidin-3-arabinoside(D3A)의 함량이 가장 높으며, 오미자는 cyanidin-3-glucoside(C3G)와 Petunidin-3-glucoside(P3G)가 함유되어 있다. 안토시아닌 함량은 본 발명 오디 과립체에는 76.26 mg/100g , 본 발명 블루베리 과립체에는 75.26mg/100g으로 분포하며 상기 2종의 본 발명 과립체의 안토시아닌 함량은 크게 차이 나지 않았다. 그러나 본 발명 오미자 과립체의 안토시아닌 함량은 15.81mg/100g으로 함량이 가장 낮았다.
| Sample | Total anthocyanin content (mg/100g) |
| Mulberry | 76.26±7.441a |
| Blueberry | 75.26±10.860a |
| S.chinensis Baillon | 15.81±7.040b |
<실시예 3> 본 발명 오디·블루베리·오미자 과립체의 항산화 활성측정
1. 전자공여능 활성 측정
본 발명 오디, 블루베리, 오미자 과립체 각각의 전자공여능 활성 측정은 1,1-diphenyl-2-pycrylhydrazyl(DPPH)의 환원력을 이용하여 측정하였다. DPPH 시약 12 mg을 Absolute ethanol 100 mL에 용해한 후 dH2O 100 mL 첨가하여 DPPH 용액의 흡광도를 517 nm에서 약 1.6으로 조정한 후, 본 발명 오디, 블루베리, 오미자 3종의 과립체 수용액 0.5 mL에 DPPH 용액 5 mL를 혼합하여 실온에서 15분간 방치 한 후 분광광도계(Ultraspec 2100pro, Amersham Co., Sweden)로 흡광도를 측정하여 하기와 같이 계산하여서 전자 공여능을 평가하였다.
전자 공여능은 활성산소에 전자를 공여하고 식품 중의 지방질 산화를 억제하는 목적으로 사용되며, 인체 내에서는 활성 라디칼에 의한 노화를 억제시키는 작용으로 이용되고 있다. 본 실험예에서는 본 발명 3종의 과립체 각각의 DPPH 라디칼 소거 활성능력을 평가하여 하기 표 4에 나타냈다. 상기 본 발명 3종의 과립체들의 농도는 20g/mL의 농도로 동일하게 보정한 후에 측정하였고 그 측정 값은 본 발명 오디 과립체가 45.09%로 가장 높은 소거 활성을 보였고, 본 발명 블루베리와 오미자 과립체 각각은 24.10% 및 15.80%로 나타났다.
| Sample | Electron donating ability(%) |
| Mulberry | 45.09±0.939a |
| Blueberry | 24.10±0.154b |
| S.chinensis Baillon | 15.80±0.585c |
2. ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity) 측정
본 발명 오디, 블루베리, 오미자 각각의 과립체 3종에 대한 항산화지수는 ORAC(Oxygen Radical Absorbance Capacity) 분석법을 통하여 측정하였다. 상기 ORAC측정법은 생체내의 수소전자 전달과 연관하여 AAPH(2,2'-azobis-2-methyl -propanimidamide, dihydrochloride)에 의해 생성된 자유전자 소거 능력, 즉 Radical chain breaking antioxidant capacity를 측정하는 것으로 측정하려는 시료에 존재하는 Hydrophobic 성분과 Hydrophlic 성분 모두와 반응하기 때문에 응용범위가 넓은 측정법으로 알려져 있다. 본 실험예에서는 본 발명 3종의 과립체 각각 및 표준액을 중성 Phosphate buffer(61.6:38.9 v/v, 0.75M K2HPO4 and 0.75M NaH2PO4)를 사용하여 농도별로 희석하였다. 검량 곡선을 작성하기 위하여 항산화 활성 비교 표준액으로 Trolox(Water soluble analogue of vitamin E, 6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylic acid, Aldrich Chem, Inc., USA) 10 μL를 Phosphate buffer 50 mL에 용해하여 제조하였고, 측정기기는 Fluorescent micro plate reader(Infinite M200 PRO, Tecan Co., Austria)를 사용하여 485 nm에서 정자가 여기(Excitation)되고 538 nm에서 방출(Emission)되게 조절하여 자유전자 소거능력을 측정하여 하기 표 5에 나타냈다. 표준시약으로 사용한 Trolox 함량과 형광도의 AUC 간의 회귀방정식은 Y=0.2818X+3.7577(Y는AUC이며, X는 Trolox 함량)이었다. Trolox의 함량이 증가함에 따라 형광도의 AUC도 유의하게(R2=0.944) 증가하였다. 본 발명 3종의 과립화 시료 각각은 1000 μg/mL 농도에서 실험을 수행하였다. 본 발명 오디 과립체의 항산화지수는 87.65μ moles TE /g FW로 측정되어 가장 높게 평가되었으며, 본 발명 블루베리 과립체의 항산화지수는 57.59 μ moles TE /g FW, 본 발명 오미자과립체의 측정결과는 47.72 μ moles TE /g FW로 나타났다. 이를 통해 본 발명 3종의 과립체중에 오디의 항산화능이 가장 높게 측정되었고, 본 발명 오미자 과립체가 가장 낮은 항산화지수를 나타냈다.
| Sample | ORAC(moles TE/ g FW) |
| Mulberry | 87.65±12.753a |
| Blueberry | 57.59±6.013b |
| S.chinensis Baillon | 47.72±8.062b |
3. Superoxide radical 소거 활성 측정
Superoxide radical 소거 활성 측정은 Nishikimi et al의 방법에 의해 측정하였다. 본 발명 오디, 블루베리, 오미자 각각의 과립체의 최종반응농도가 100, 250, 500, 1000 μg/mL이 되도록 조제한 후 각각 0.5 mL씩 취해 0.1M Tris-HCl 완충용액(pH 8.5) 0.1 mL. 100μM PMS 0.2 mL을 혼합하여 반응시켰다. 상기 반응액은 560 nm에서 분광광도계(Ultraspec 2100pro, Amersham Co., Sweden)로 흡광도를 측정하여 이때의 흡광도를 S0으로 하고, 계속하여 500μM NBT 0.2 mL 및 500μM NADH 0.4 mL를 가한 후 2차 반응을 유도한 후에 그 반응물을 560 nm에서 흡광도를 측정하여 S로 하였고 이를 결과산출에 사용하였다. 또한 대조구로서 용매만을 사용하여 동일한 과정으로 측정하여 C0 및 C를 얻었고 산화물 소거능력을 하기와 같이 계산하였다.
비효소적인 방법인 PMS/NADH로 유발된 Superoxide radical 생성계인 경우 NBT는 자주색의 Formazan으로 환원된다. 시료 내 Superoxide radical 소거 활성이 존재하는 경우, 시료첨가에 의해 Formazan의 생성이 억제되며 흡광도가 감소하게 된다. 추출물 무첨가군의 흡광도 변화를 100%로 기준하여 추출물 첨가군의 흡광도 변화를 Superoxide radical 생성 억제율로 표시하였다.
과립화된 본 발명 3종의 각각의 시료 농도에 대한 Superoxide radical 활성은 하기 표 6과 도 2에 나타내었다. 본 발명 오디 과립체 100 μg/mL 농도의 Superoxide 소거활성은 23.38%이었으며, 과립화된 시료의 농도가 증가할수록 소거활성도 증가하여 250, 500, 1000 μg/mL 농도에서 각 각 44.08%, 59.64%, 65.74%로 나타났다. 본 발명 블루베리 과립체 1000 μg/mL 농도 분석 결과는 65.74% 활성을 보여 오디 과립체과와 동일하게 나타났으며, 다른 농도인 100, 250, 500 μg/mL에서 블루베리 과립체의 활성이 각 각 16.03%, 39.313%, 56.87%로 나타나 본 발명 오디 과립체가 대체적으로 조금 높은 효과를 나타냈다. 본 발명 오미자 과립체는 1000 μg/mL에서 33.59%의 활성을 나타내어 본 발명의 다른 2종 과립체 오디 및 블루베리와 비교하여 50%정도의 활성만을 나타냈다.
| Sample | Superoxide radical scavenging activity (%) | |||
| 100(g/mL) | 250(g/mL) | 500(g/mL) | 1000(g/mL) | |
| Mulberry | 23.38±1.863a | 44.08±2.296b | 59.64±0.496c | 65.74±1.412d |
| Blueberry | 16.03±3.061a | 39.31±1.312b | 56.87±3.625c | 65.74±2.435d |
| S.chinensis Baillon | 9.06±2.296a | 12.21±3.780a | 26.53±5.792b | 33.59±2.161b |
| Catechin | 40.74±1.594a | 76.43±1.157b | 89.03±1.005c | 91.13±0.286d |
<실시예 4> 본 발명 오디·블루베리·오미자 과립체의 입자크기 및 모양측정
1. 입자크기
본 발명 3종의 과립체의 평균크기는 laser particle size analyzer(LS-320, Backman Coulter co., USA)를 이용하여 isopropyl alcohol에 분산시켜 측정하였다. 본 발명 오디, 블루베리, 오미자 각각 과립체의 Particle size 평균입도는 하기 표 7에 나타냈다. 본 발명 3종 각각의 과립체 분말의 입자크기는 306.4 ∼ 451.0 μm로 나타났고 포접액의 점도가 높을수록 입도가 커진다고 보고된 것으로 보아 블루베리의 점도가 가장 높았을 것으로 보여진다. 보통 미세캡슐화된 분말의 입자가 1∼200 μm의 범위에서 분포하는데 본 실험의 결과에서는 과립화된 입자로 크기가 미세분말보다 2배정도 크게 나타났고, 일반적으로 크기보다는 피막물질의 종류나 과립체 제조의 조건 등이 더 중요하다.
| Sample | Particle size (μm) |
| Mulberry | 306.4 |
| Blueberry | 451.0 |
| S.chinensis Baillon | 443.0 |
2. 입자모양
본 발명 오디, 블루베리, 오미자 과립체 각각의 표면 구조는 gold ion coating한 후 주사형 전자현미경(scanning electron microscope, 160A, Shimazu, Japan)을 이용하여 관찰하였고, 현미경관찰 조건은 3.0kV에서 50배 및 100배 배율이였다. 본 발명 3종의 과립체 오디, 블루베리, 오미자 각각을 전자현미경으로 입자를 관찰하여 그 사진을 도 3에 정리하였다. 본 발명 3종의 과립체의 입자 표면은 부드러운 구형의 형태와 매끄러운 표면을 갖고 있다. 본 발명 오디 과립체의 입자 크기는 그 크기가 일정하고 개별적인 형태의 입자가 골고루 형성되어 있었으며, 본 발명 블루베리 과립체의 표면은 점착물질이 달라붙어 매끄럽지 않았다. 본 발명 오미자 과립체는 당의 영향에 의해 서로 결합한 형태의 모양을 나타내었다. (A-1),(B-1), (C-1)은 3.0KV ×50 으로 SEM을 측정하였고 (A-2),(B-2), (C-2) 3.0KV ×100 으로 SEM을 측정하였다. 100배의 비율로 측정한 결과를 보면 50배보다 구형의 형태와 표면이 더 자세히 관찰되었다.
3. 과립 색소 저장 안정성
오디, 블루베리, 오미자 각각 3종의 과립체 제조에 있어서 통상의 방법으로 제조한 과립체와 본 발명으로 제조한 3종의 과립체의 안토시아닌 색소에 대한 저장 안정성을 7일 간격으로 7주간 상온에 보관하면서 안토시아닌 함량을 측정하여 비교하였다.
<실시예 1>에 기재한 방법으로 얻은 오디, 블루베리, 오미자로부터 anthocyanin 색소를 함유한 각각의 추출물을 과립배합비율에 따라 2종의 과립체를 만들었으며 상기 오디, 블루베리, 오미자 각각의 추출물로부터 제조된 2종의 과림체에 대한 저장안정성을 평가하였다.
대조구로는 통상적인 방법으로 제조한 과립체 조성물(농축액 20%에 무수정제포도당 25%, 함수결정 45%, 유당분말 4.97%, 말토덱스트린5%, 향(우가와향)0.03%)로 하였으며, 본 발명 방법으로(농축액 20%에 무수정제포도당 23.5%, 함수결정 43%, alginic acid sodium salt 2%, 액상칼슘 1.5%, 유당분말 4.97%, 말토덱스트린5%, 향(우가와향) 0.03%) 제조한 과립체를 7주간 상온에 보관하면서 안토시아닌 함량을 비교 분석하여 도 4에 나타냈다. 도 4에 나타난 바와 같이 대조구의 경우 초기 오디, 블루베리, 오미자 각각의 과립체의 안토시아닌 함량은 각각 75.48 mg/100g, 74.88 mg/100g, 16.64 mg/100이었으나 7주간 저장 후 각각 55.68 mg/100g, 51.78 mg/100g, 4.86 mg/100g으로 감소하였다. 그러나 본 발명으로 제조된 3종의 과립체 오디, 블루베리, 오미자의 초기 안토시아닌 함량은 각각 76.26 mg/100g, 75.26 mg/100g, 16.70 mg/100g이었고 7주간 저장 후 측정한 안토시아닌 함량은 각각 69.47 mg/100g, 51.79 mg/100g, 10.02 mg/100g으로 대조구에 비해 안토시아닌 안정성이 뛰어나게 향상되었다.
<실시예 5> 통계처리
모든 실험결과는 SPSS(version 18.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용한 분산분석(ANOVA)을 실시하였고 각 측정 평균값의 유의성(p<0.05)은 Duncan's multiple range test를 실시하여 검정하였다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 항암, 항당뇨, 항염증, 항고지혈증, 항산화 등의 생리활성을 갖는 오디, 블루베리, 오미자 추출물의 안토시아닌 색소의 저장 안정성이 크게 향상된 과립체 제조방법을 제공하는 뛰어난 효과가 있으므로 기능성 식품소재 산업 및 건강기능식품 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.
Claims (3)
- (a) 오디, 블루베리, 오미자 중에서 선택되는 어느 하나의 안토시아닌 색소성분을 함유한 시료를 건조하는 단계와; (b) 1%(v/v) 시트릭산 및 0.5%(v/v) HCl을 함유하는 물과 50%(v/v)에탄올로 이루어진 추출용매를 제조하는 단계와; (c) 상기 에서 얻은 건조시료 1중량부에 대하여 상기에서 제조한 추출용매 20중량부를 첨가하여 안토시아닌 색소가 함유된 추출물을 얻는 단계와; (d) 상기에서 얻은 안토시아닌 색소함유 추출물을 여과하여 불순물을 제거하는 단계와; (e) 상기에서 얻은 여과액을 30 브릭스로 농축시키는 단계와; (f) 과립체 총 100중량부에 대해 상기 농축액 20중량부와 통상의 과립체 제조용 부형제에 알긴산염과 액상칼슘이 더 첨가된 혼합물을 제조하는 단계와; (g) 상기에서 얻은 과립체 제조용 혼합물을 과립기에 통과시키는 것을 특징으로 하는 안토시아닌 색소의 저장 안정성이 향상된 과립체의 제조방법.
- 제 1항의 방법에 따라 추출, 과립화된 안토시아닌 색소의 저장 안정성이 향상된 오디, 블루베리 및 오미자 중 어느 하나의 과립체.
- 제 2항 기재의 어느 하나의 과립체를 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 식품 조성물
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