KR20150104374A

KR20150104374A - 고플라바놀 함유 코코아 추출물 분말의 제조방법 및 이에 의해 제조된 코코아 추출물 분말

Info

Publication number: KR20150104374A
Application number: KR1020140026035A
Authority: KR
Inventors: 정원석; 이규영; 여명재; 김동만; 신중엽; 권오란
Original assignee: 롯데제과주식회사; (주) 건우에프피
Priority date: 2014-03-05
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2015-09-15

Abstract

본 발명은 고플라바놀 함유 코코아 추출물 분말의 제조방법 및 이에 의해 제조된 코코아 추출물 분말에 관한 것으로, 구체적으로 코코아 분말 5 ~ 40 중량%와 발효주정을 60 ~ 95 중량%를 혼합하고 추출 및 여과하여 액상의 추출물을 생성하는 단계와, 상기 추출물을 수지를 이용하여 정제하여 폴리페놀과 플라바놀의 함량이 증가된 분획물을 얻어 농축하고, 이를 여과하여 분무 건조하는 단계를 거쳐 폴리페놀이 10 중량% 이상이고 플라바놀 및 프로시아니딘의 함량이 3 중량% 이상으로 다량 함유한 코코아 추출물 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의해 제조된 폴리페놀과 플라바놀, 프로시아니딘이 증가된 코코아 추출물 분말을 섭취하는 경우, 동맥경화를 방지하여 심장질환을 예방하며, 뇌의 주요 부위 혈류를 도와주어 노인성 치매나 뇌졸증 및 혈관질환에도 효과가 있고, 혈관 내막의 산화질소 합성을 조절하여 고혈압을 낮춘다. 또한 자외선으로 유도되는 염증성 피부홍반이 줄어들어 피부노화 및 염증을 억제하고 주름 형성도 막아주는 등 피부 노화를 방지하는 기능도 제공한다.

Description

고플라바놀 함유 코코아 추출물 분말의 제조방법 및 이에 의해 제조된 코코아 추출물 분말{Method for manufacturing cocoa extraction powder containing high flavanol and kokoa extraction powder by the same}

본 발명은 고플라바놀 함유한 코코아 추출물 분말의 제조방법 및 이에 의해 제조된 코코아 추출물 분말에 관한 것으로, 구체적으로 코코아 분말 5 ~ 40 중량%와 발효주정을 60 ~ 95 중량%를 혼합하고 추출 및 여과하여 액상의 추출물을 생성하는 단계와, 상기 추출물을 수지를 이용하여 정제하여 폴리페놀과 플라바놀의 함량이 증가된 분획물을 얻어 농축하고, 이를 여과하여 분무 건조하는 단계를 거쳐 폴리페놀 및 플라바놀이 다량으로 함유되어 있는 코코아 추출물 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다.

최근 우리 국민들도 건강에 대한 관심이 높아지면서 노화억제와 건강유지를 위한 기능성 생리활성 물질에 대한 연구가 천연물을 중심으로 많이 이루어지고 있다. 그 중에서 천연항산화 물질에 대한 관심이 증대되면서 많은 연구가 이루어졌는데, 대표적인 것이 폴리페놀이다.

폴리페놀이라는 용어는 분자 내에 하나 보다 많은 페놀기가 존재하는 것을 특징으로 하는 일군의 화합물을 일컫는다. 폴리페놀계 화합물은 그 하위군으로서 플라보노이드계 화합물(flavonoids)을 포함한다. 플라보노이드계 화합물에는 안토시아니딘계 화합물, 프로안토시아니딘계 화합물, 플라바놀계 화합물, 플라보놀계 화합물, 플라본계 화합물 및 이소플라본계 화합물이 포함된다.

코코아에는 다량의 폴리페놀이 함유되어 있다. 특히, 카카오(Cacao bean : CB) 유래 폴리페놀은 주로 배유(cotyledon)의 색소 세포(pigment cell) 안에 저장되어 있다고 알려져 있으며, 카카오 중량의 약 10%의 폴리페놀이 함유되어 있다. 이들 카카오의 폴리페놀은 주로 에피카테킨(epicatechin), 프로시아니딘(procyanidin), 카테킨(catechin) 중합체 등의 플라반-3-올(flavan-3-ol)로 구성되어 있고, 페놀성 하이드록실기(-OH)에 의한 강력한 항산화 활성이나 활성 산소소거능이 알려져 있으며, 항산화수준이 녹차의 4배나 높은 서양자두(1,770 ORAC unit)의 2배 이상임이 알려지면서 크게 주목을 받고 있으며. 코코아의 프로시아니딘(procyanidin)의 LDL산화 및 지방산화효소(lipoxidase) 활성 감소효과 등도 밝혀졌다.

코코아에는 카테킨, 프로시아니딘, 퀘르세틴, 타닌 등 항산화, 항염증, 항암, 항심혈관계질환, 항당뇨, 뇌신경보호 등의 건강 기능적 효능을 갖는 폴리페놀이 풍부하게 함유되어 있다.

초콜릿의 주원료로 사용되는 코코아 매스(cocoa mass)는 코코아 원두를 1차 가공하여 제조된 분말 상태의 초콜릿 원료로서, 코코아 매스 중에는 폴리페놀(polyphenol)이라는 항산화 성분을 함유하고 있는 것으로 알려져 있는데, 폴리페놀의 함량은 코코아 원두를 가공하여 코코아 매스를 제조하는 과정과 추출 등 가공 조건에 의하여 달라질 수 있다.

한편 한국 등록특허 제10-0963622호는 폴리페놀 함량이 증가된 코코아 매스의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 초콜릿 제품으로, 카카오 닙을 중화시킴에 있어 중화제의 양을 증량하되 반응액의 양 및 반응 시간은 감소시킴에 의하여 종래에 비하여 폴리페놀의 함량이 월등히 향상된 코코아 매스를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 이는 코코아 분말의 원료인 코코아 매스의 폴리페놀 함량을 높이는 기술로서, 다량의 폴리페놀 및 플라바놀을 추출하는데에는 한계가 있다.

이에 본 기술은 간편한 분리 및 정제 공정 이용하여 대량 생산이 용이한 폴리페놀과 플라바놀이 다량 함유된 코코아 추출물 분말의 제조방법의 개발에 관한 것이다.

1 : 한국 등록특허 제10-0963622호

이에 본 발명자는 보다 경제적이고 용이하게 대량으로 폴리페놀과 플라바놀이 다량 함유된 코코아 분말을 제조하는 방법을 연구하던 중, 코코아 분말을 발효주정과 혼합하여 추출하고 이를 여과 및 농축 단계를 거치고 스티렌계 흡착제(Diaion HP-20 수지 흡착법)를 이용하여 분획물을 획득하고 이들을 다시 농축시키고 분말한 코코아 추출물 분말인 경우, 폴리페놀이 10 중량% 이상, 플라바놀 및 프로시아니딘이 3 중량% 이상 포함한 코코아 추출물 분말을 생산할 수 있다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명의 목적은 다량의 플라바놀이 함유된 코코아 추출물 분말의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조된 폴리페놀 10 중량% 이상 및 플라바놀 및 프로시아니딘의 함량이 3 중량% 이상, 포함된 코코아 추출물 분말을 제공하는데 있다.

위와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 (ⅰ) 코코아 분말 5 ~ 40 중량%와 발효주정 60 ~ 95 중량%를 혼합하여 코코아 추출물을 제조하는 단계; (ⅱ) 추출물을 필터프레스로 여과하여 1차 여과액을 제조하는 단계;(ⅲ) 1차 여과액을 카트리지 필터로 여과하여 2차 여과액을 제조하는 단계; (ⅳ) 2차 여과액을 감압농축하여 1차 농축액을 제조하는 단계; (ⅴ) 1차 농축액을 스티렌계 흡착제로 흡착하여 분획물을 제조하는 단계; (ⅵ) 분획물을 감압농축하여 2차 농축액을 제조하는 단계; (ⅶ) 2차 농축액을 메쉬망에 여과하여 3차 여과액을 제조하는 단계; 및 (ⅷ) 3차 여과액을 분무 건조하여 분말을 제조하는 단계를 포함하는 고플라바놀 함유 코코아 추출물 분말의 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 방법으로 제조된 폴리페놀이 10 중량% 이상, 플라바놀 및 프로시아니딘의 함량이 3 중량% 이상으로 다량 함유되어 있는 코코아 추출물 분말을 제공한다.

본 발명에 따른 코코아 추출물 분말 제조방법은 코코아 분말을 이용하여 고플라바놀 함유 코코아 추출물 분말을 생산하는데, 고가의 장비를 필요로 하지 않을 뿐만 아니라, 비교적 단순한 과정을 통해 진행되기 때문에 종래의 제조방법에 비해 생산 비용이 절감되는 장점이 있다.

또한 종래에는 폴리페놀 함량이 8 중량% 미만으로 함유된 추출물 분말을 생산하였지만, 본 발명의 제조방법은 폴리페놀의 함량이 10 중량% 이상인 추출물 분말을 생산할 수 있다.

그리고 종래에는 플라바놀 및 프로시아니딘 함량이 2.8 중량% 미만으로 함유된 추출물 분말 생산하였지만, 본 발명에 따른 제조방법은 플라바놀 및 프로시아니딘의 함량이 3 중량% 이상인 추출물 분말을 생산할 수 있다.

또한 상기 코코아 분말로부터 추출된 폴리페놀과 플라바놀, 프로시아니딘이 증가된 분말을 사용할 경우, 휴대가 용이하며 섭취방법이 다양하고, 또한 수용성이 우수하기 때문에 다양한 제품에 적용이 가능하다.

나아가 폴리페놀과 플라바놀이 증가된 제품을 섭취하였을 경우, 동맥경화를 방지하여 심장질환을 예방하며, 뇌의 주요 부위 혈류를 도와주어 노인성 치매나 뇌졸증 및 혈관질환에도 효과가 있고, 혈관 내막의 산화질소 합성을 조절하여 고혈압을 낮춘다. 또한 자외선으로 유도되는 염증성 피부홍반이 줄어들어 피부노화 및 염증을 억제하고 자외선에 의한 주름 형성도 막아주는 등 피부 노화를 방지하는 기능도 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 코코아 추출물 분말 제조방법을 나타낸 공정도이다.

이하에서 본 발명을 하나의 구현예로서 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 고플라바놀 함유 코코아 추출물 분말의 제조방법은

(ⅰ) 코코아 분말 5 ~ 40 중량%와 발효주정 60 ~ 95 중량%를 혼합하여 코코아 추출물을 제조하는 단계;

(ⅱ) 추출물을 필터프레스로 여과하여 1차 여과액을 제조하는 단계;

(ⅲ) 1차 여과액을 카트리지 필터로 여과하여 2차 여과액을 제조하는 단계;

(ⅳ) 2차 여과액을 감압농축하여 1차 농축액을 제조하는 단계;

(ⅴ) 1차 농축액을 스티렌계 흡착제로 흡착하여 분획물을 제조하는 단계;

(ⅵ) 분획물을 감압농축하여 2차 농축액을 제조하는 단계;

(ⅶ) 2차 농축액을 메쉬망에 여과하여 3차 여과액을 제조하는 단계; 및

(ⅷ) 3차 여과액을 분무 건조하여 분말을 제조하는 단계를 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 코코아 추출물 분말 제조방법을 나타낸 공정도를 나타낸 것으로, 이하 각 단계별로 상세하게 설명한다.

상기 (ⅰ) 단계는 코코아 분말 5 ~ 40 중량%와 발효주정 60 ~ 95 중량%를 혼합하여 추출물을 제조하는 단계로서, 종래에는 카카오 원두에 탄산칼륨, 탄산칼슘, 탄산나트륨과 같은 알칼리 처리(전체 반응액 중 6~20 중량% 처리 함)를 하였으나, 본 발명에서는 알칼리 처리를 하지 않은 카카오 원두를 원료로 하여 코코아 분말을 사용함으로써 공정을 단순화하고 효과를 극대화할 수 있는 것이며, 알칼리 처리를 하는 경우에도 본 발명에 따른 제조방법은 유효 성분의 추출 효율이 우수하다.

이때 상기 코코아 분말은 5 ~ 40 중량%를 사용하는 것이 바람직한데, 코코아 분말이 5 중량% 미만인 경우 추출되는 폴리페놀 및 플라바놀의 농도가 낮아 용매의 수율에 문제가 있고, 40 중량% 초과인 경우 코코아 분말로부터 폴리페놀 및 플라바놀의 충분히 추출되지 않아 추출 후 코코아 분말에 폴리페놀 및 플라바놀이 잔존하기 때문에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.

또한 상기 에탄올 농도가 50% 이상인 발효주정을 60 ~ 95 중량%를 사용하는 것이 바람직한데, 발효주정이 60 중량% 미만인 경우 탄수화물 등 당류가 많이 추출되어 목적으로 하는 폴리페놀 및 플라바놀의 순도가 낮고, 95 중량% 초과인 경우 폴리페놀 및 플라바놀의 함량이 낮게 추출되어 효율이 낮은 문제가 있기에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.

아울러, 상기 (ⅰ) 단계의 추출물은 코코아 분말과 발효주정을 혼합하여 60 ~ 100℃ 온도에서 6 ~ 12 시간 동안 추출하여 획득된다. 상기 추출 시간이 6 시간 미만이거나 추출 온도가 80℃ 초과인 경우 코코아 분말에 포함된 폴리페놀 등의 유효성분이 충분하게 추출되지 않으며, 12 시간 이내에 모든 유효 성분이 추출될 수 있기에, 12 시간을 초과하여 수행할 필요성이 없어 상기 범위 내에서 추출하는 것이 바람직하다.

상기 (ⅱ) 단계는 추출물을 필터프레스로 여과하여 1차 여과액을 제조하는 단로서, 필터프레스를 통과하지 못한 고형분은 제거하고 남은 액상 물질을 1차 여과액으로 사용한다.

다음으로, 상기 (ⅲ) 단계는 (ⅱ) 단계에서 얻은 1차 여과액을 다시 카트리지 필터를 이용하여 2차 여과액을 제조한다. 이는 필터프레스를 통해 여과시키지 못한 미세 찌꺼기를 제거하기 위한 공정으로, 카트리지 필터를 통과시켜 여과되지 못했던 고형분을 마져 제거하고 통과한 액상 물질을 2차 여과액으로 사용한다.

이때 상기 카트리지 필터의 입자 크기는 10 ~ 50 ㎛인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 20 ~ 30 ㎛이다. 입자 크기가 10 ㎛ 미만인 경우 필터 공정 효율이 낮고, 30 ㎛ 초과인 경우 고형분의 제거가 충분히 되지 않을 문제가 있기에 상기 범위 내의 카트리지 필터를 사용하는 것이 좋다.

상기 (ⅳ) 단계는 (ⅲ) 단계에서 얻은 2차 여과액을 감압농축하여 1차 농축액을 제조하는 단계로서, 상기 감압농축은 열교환기가 부착된 연속 농축기를 이용하여 30 ~ 65℃의 온도에서 발효주정을 휘발시켜 2차 여과액을 1차 농축액으로 제조한다. 이때 온도는 45 ~ 55℃가 더욱 바람직하며, 감압농축 시에 온도가 30℃ 미만인 경우 농축 효율이 떨어지고, 65℃ 초과인 경우 폴리페놀 및 플라바놀의 손실의 문제가 있기에 상기 범위 내에서 수행하는 것이 바람직하다.

상기 (ⅴ) 단계는 (ⅳ) 단계에서 얻은 1차 농축액을 스티렌계 흡착제로 흡착하여 분획물을 제조하는 단계로서, 이는 폴리페놀과 플라바놀 등의 유효 성분의 함량을 높이기 위한 공정이다.

구체적으로, 상기 스티렌계 흡착제는 미쓰비시 케미컬사(Mitsubisi chemical Co.)의 다이아이온(Diaion)-HP 20을 이용할 수 있으며, 다이아이온(Diaion)-HP 20을 충진한 컬럼을 이용하여 분리 및 정제하여 폴리페놀과 플라바놀의 함량을 높인 분획물을 제조할 수 있다. 즉 1차 농축액을 Diaion HP-20 수지가 충진된 컬럼에 넣고, 증류수(SV = 4) 세척한 후 55 ~ 75 % 에틸알코올인 발효주정 용액(SV = 2-3)으로 분획하여 폴리페놀과 플라바놀의 함량을 높인 분획물을 생산할 수 있는 것이다.

상기 (ⅵ) 단계는 (ⅴ) 단계에서 얻은 분획물을 감압농축하여 발효주정을 제거하고 2차 농축액을 제조하는 단계로서, 상기 (ⅳ) 단계와 동일한 조건과 방법으로 수행한다.

상기 (ⅶ) 단계는 (ⅵ) 단계에서 얻은 2차 농축액을 메쉬망에 여과하여 3차 여과액을 제조하는 단계로서, 농축 단계에서 생성될 수 있는 이물을 제거하기 위한 공정이다.

끝으로 상기 (ⅷ) 단계는 (ⅶ) 단계에서 얻은 3차 여과액을 분무 건조하여 분말을 제조하는 단계이다. 이는 수용성 분말을 얻기 위한 것으로, 말토덱스트린 등의 부형제를 함께 사용할 수도 있다. 또한 유동층건조기를 사용하면 과립화도 가능하다.

따라서 본 발명에 따라 제조된 고플라바놀 함유한 코코아 추출물 분말들은 액제, 겔제, 정제 등의 식품의 형태로 가공되어 다양한 식품으로 제공될 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

비교예 1

탄산칼슘으로 알카리 처리한 코코아 분말 1 kg과 에틸알코올 함량이 70 %인 발효주정 10 kg을 추출탱크에 투입하여 9 시간 동안 70℃로 가열하였다. 가열이 종료된 코코아 분말과 발효주정의 혼합물을 필터프레스를 이용하여 여과하여 1차 여과액을 수득하였다. 상기 액상의 1차 여과액을 카트리지필터를 이용하여 여과하여 2차 여과액을 수득하였다. 2차 여과액을 40℃의 저온에서 연속 농축하여 주정을 휘발시켜 30 Brix까지 농축하여 1차 농축액을 수득하였다. 상기 1차 농축액을 메쉬망으로 여과하여 3차 여과액을 획득하였다. 상기 3차 여과액을 분무 건조하여 분말을 수득하였다.

비교예 2

알카리 처리하지 않은 코코아 분말 1 kg과 에틸알코올 함량이 70 %인 발효주정 10 kg을 추출탱크에 투입하여 9 시간 동안 70℃로 가열하였다. 가열이 종료된 코코아 분말과 발효주정의 혼합물을 필터프레스를 이용하여 여과하여 1차 여과액을 수득하였다. 상기 액상의 1차 여과액을 카트리지필터를 이용하여 여과하여 2차 여과액을 수득하였다. 2차 여과액을 40℃의 저온에서 연속 농축하여 주정을 휘발시켜 30 Brix까지 농축하여 1차 농축액을 수득하였다. 상기 1차 농축액을 메쉬망으로 여과하여 3차 여과액을 획득하였다. 상기 3차 여과액을 분무 건조하여 분말을 수득하였다.

실시예 1

탄산칼슘으로 알카리 처리한 코코아 분말 1 kg과 에틸알코올 함량이 70 %인 발효주정 10 kg를 추출탱크에 투입하여 9 시간 동안 70℃로 가열하였다. 가열이 종료된 코코아 분말과 발효주정의 혼합물을 필터프레스를 이용하여 여과하여 1차 여과액을 수득하였다. 상기 액상의 1차 여과액을 카트리지필터를 이용하여 여과하여 2차 여과액을 수득하였다. 2차 여과액을 40℃의 저온에서 연속 농축하여 주정을 휘발시켜 10 Brix까지 농축하여 1차 농축액을 수득하였다. 상기 1차 농축액을 Diaion HP-20[Mitsubish chemical Co., 일본]이 충진된 유리 컬럼에 흘려보낸 다음, 증류수로 충분히 수세하고, 에틸알코올 60 %인 발효주정으로 용리시켜 분획물을 획득하였다. 상기 수지 처리 분획물을 40℃의 저온에서 연속 농축하여 주정을 휘발시켜 30 Brix까지 농축하여 2차 농축액을 수득하였다. 상기 2차 농축액을 메쉬망으로 여과하여 3차 여과액을 획득하였다. 상기 3차 여과액을 분무 건조하여 분말을 수득하였다.

실시예 2

알카리 처리하지 않은 코코아 분말 1 kg과 에틸알코올 함량이 70 %인 발효주정 10 kg을 추출 탱크에 투입하여 9 시간 동안 70℃로 가열하였다. 가열이 종료된 코코아 분말과 발효주정의 혼합물을 필터프레스를 이용하여 여과하여 1차 여과액을 수득하였다. 상기 액상의 1차 여과액을 카트리지필터를 이용하여 여과하여 2차 여과액을 수득하였다. 2차 여과액을 40℃의 저온에서 연속 농축하여 주정을 휘발시켜 10 Brix까지 농축하여 1차 농축액을 수득하였다. 상기 1차 농축액을 Diaion HP-20[Mitsubish chemical Co., 일본]이 충진된 유리 컬럼에 흘려보낸 다음, 증류수로 충분히 수세하고, 에틸알코올 60 %인 발효주정으로 용리시켜 분획물을 획득하였다. 상기 수지처리 분획물을 40℃의 저온에서 연속 농축하여 주정을 휘발시켜 30 Brix까지 농축하여 2차 농축액을 수득하였다. 상기 2차 농축액을 메쉬망으로 여과하여 3차 여과액을 획득하였다. 상기 3차 여과액을 분무 건조하여 분말을 수득하였다.

실시예 3 : 현장에서의 고플라바놀 함유 코코아 추출물 분말의 제조

알카리 처리하지 않은 코코아 분말 100 kg과 에틸알코올 함량이 70 %인 발효주정 1,000 kg을 추출 탱크에 투입하여 9 시간 동안 70℃로 가열하였다. 가열이 종료된 코코아 분말과 발효주정의 혼합물을 필터프레스를 이용하여 여과하여 1차 여과액을 800 kg을 수득하였다. 상기 액상의 1차 여과액을 카트리지필터를 이용하여 여과하여 2차 여과액을 790 kg을 수득하였다. 2차 여과액을 40℃의 저온에서 연속 농축하여 주정을 휘발시켜 10 Brix까지 농축하여 1차 농축액을 수득하였다. 상기 제 1차 농축액을 Diaion HP-20[Mitsubish chemical Co., 일본]이 충진된 스텐컬럼에 흘려보낸 다음, 증류수로 충분히 수세하고, 에틸알코올 60%인 발효주정으로 용리시켜 분획물을 획득하였다. 상기 수지 처리 분획물을 40℃의 저온에서 연속 농축하여 주정을 휘발시켜 30 Brix까지 농축하여 2차 농축액을 수득하였다. 상기 제 2차 농축액을 메쉬망으로 여과하여 3차 여과액을 획득하였다. 상기 3차 여과액을 분무 건조하여 분말을 15 kg 수득하였다.

실험예 1: 폴리페놀의 함량 분석

비교예 1에서 획득한 시험분말 0.5 g에 50 % 메탄올 50 ml를 첨가한 후 82 ~ 85℃에서 1차 환류 추출한다. 냉각 후 원심분리(3,000 rpm)하여 상층액만을 100 ml 메스플라스크에 옮긴다. 잔사에 50 % 메탄올 35 ml를 첨가한 후 82 ~ 85℃에서 2차 환류 추출한다. 냉각 후 원심분리하여(3,000 rpm) 1차 상층액이 들어있는 100 ml 메스플라스크에 상층액만을 옮겨 담은 후, 50 % 메탄올을 이용하여 100 ml로 정용한다. 50 ml 메스플라스크에 증류수 35 ml씩 첨가하고 시험용액을 0.5 ml씩 가한다. Folin & Ciocalteu’s phenol reagent 5 ml를 넣고 혼합하여, 1분 후 20 % Na₂CO₃ 용액 5 ml를 넣어 다시 혼합한 다음 증류수로 50 ml로 정용하였다. 이 혼합 용액을 1 시간 동안 정치한 후 765 nm에서 흡광도(absorbance)를 측정하였다. 측정된 흡광도는 (-)-Epicatechin을 표준품으로 하여 작성된 얻어진 검량선을 이용하여 총 폴리페놀 함량을 계산하였으며 3회 실시한 평균값을 구하였다. 비교예 2 및 3과 실시예 1 및 2 역시, 비교예 1과 같은 방법으로 폴리페놀 함량을 측정하여 하기 표 1에 나타냈다.

코코아 추출물 분말 내의 총 폴리페놀 함량(단위: 중량%)

구분	비교예 1	비교예 2	실시예 1	실시예 2	실시예 3
시료 1	7.9	10.9	10.7	15.3	15.2
시료 2	7.8	10.8	10.9	15.1	15.1
시료 3	8.0	10.7	10.6	15.2	15.1
평균값(n=3)	7.9	10.8	10.7	15.3	15.1

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 비교예 1과 2를 통해 알칼리 처리 유무에 따라 폴리페놀의 유효 성분의 함량에 차이가 남을 확인할 수 있었으며, 실시예 1과 비교예 1을 통해 알칼리 처리한 코코아 분말을 이용하고 흡착제 수지 처리를 거치면 코코아 추출물 분말에 10 중량% 이상의 폴리페놀이 포함되어 있음을 확인할 수 있었다. 또한 실시예 2 및 실시예 3을 통해 알카리 처리하지 않은 코코아 분말을 사용하고, 수지 처리를 한 경우 총 폴리페놀 함량이 15 중량%를 초과한 추출물 분말을 수득할 수 있었음을 알 수 있었다.

따라서 원료의 알카리 처리 및 수지 처리의 유무에 따라 유효 성분의 추출 함량에 차이가 있음을 확인할 수 있었으며, 본 발명에 따른 제조방법은 폴리페놀 함량이 10 중량% 이상 포함되어 있는 기능적 효과가 증가된 코코아 추출물 분말을 제공할 수 있는 것이다.

실험예 2: 플라바놀 및 프로시아니딘의 함량 분석

비교예 1 ~ 3 과 실시예 1 및 2에서 제조한 코코아 추출물 분말의 플라바놀과 프로시아니딘 함량을 측정하기 위하여 Robinson의 방법(Journal of AOAC International, 95(4), 1153-1160 : 2012)에 의하여 분석하였다.

구체적으로, 비교예 1에서 획득한 시험분말 약 5 g에 헥산 약 45 ml 정도를 넣어 약 1분간 진탕 교반한 후, 50℃에서 5 분 동안 초음파 추출한 다음, 3000 rpm에서 5 분 동안 원심 분리하여 얻은 핵산층은 분리하여 버리는 조작을 3회 반복하여 지질을 제거한다. 얻어진 검체를 취하여 산성 아세톤 용액(아세톤:증류수:초산 = 70:29.5:0.5, v/v)을 가하여 가한 후, 약 2 분 동안 진탕 교반하여 용해 후 50℃에서 30 분 동안 초음파 추출한다. 추출 후 3000 rpm에서 5분 동안 원심분리한 후 상층액을 모아 플라바놀과 프로시아니딘 분석용 시료를 조제하고, SPE cartridge Strata SCX(55 um, 70 , 500 mg/3 ml, Phenomenex)를 통과한 후, 0.45 μm PTFE syringe로 여과하여 HPLC로 분석하였다. 분석조건은 다음과 같다. 아울러, 비교예 2 및 3과 실시예 1 및 2도 동일하게 적용하였다.

HPLC 분석조건

Instrument	Agilent 1260 Infinity
Detector	형광검출기(Fluorescence Detector, FLD)
Wavelength	Excitation : 230nm, Emission 321nm
Column	Develosil Diol 100Å (250*4.6mm, 5㎛)
Guard column	Cyano 4*3.0mm
Mobile Phase	A : 아세토니트릴:초산 = 98:2, v/v B : 메탄올:증류수:초산 = 95:3:2, Gradient post-run : 10min
Flow rate	1.0ml/min
Injection volume	5㎕
Oven Temperature	35℃

분석을 통하여 얻어진 각각의 면적은 (-)-Epicatechin을 표준품으로 하여 작성된 얻어진 검량선으로 부터 얻어진 농도로 플라바놀과 프로시아니딘의 함량을 구하고, RRF(Relative response factors for fractions)를 보정한 후 합하여 계산하였으며 3회 실시한 평균값을 구하였다.

보정계수(RRF : Relative response factors for fractions)

Oligomeric fraction	RRF
DP1(monomers)	1
DP2(dimers)	0.374
DP3(trimers)	0.331
DP4(tetramers)	0.249
DP5(pentamers)	0.237
DP6(hexamers)	0.198
DP7(heptamers)	0.169
DP8(octamers)	0.139
DP9(nonamers)	0.116
DP10(decamers)	0.121

코코아 추출물 분말 내 플라바놀 및 프로시아니딘의 함량

구분	비교예 1	비교예 2	실시예 1	실시예 2	실시예 3
시료 1	2.5	3.6	3.1	4.5	4.6
시료 2	2.7	3.7	3.3	4.6	4.5
시료 3	2.6	3.5	3.4	4.4	4.5
평균값(n=3)	2.6	3.6	3.3	4.5	4.5

상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 비교예 1 및 2를 통해 알칼리 처리 유무에 따라 플라바놀 및 프로시아니딘의 유효 성분의 함량에 차이가 남을 확인할 수 있었으며, 실시예 1과 비교예 1을 통해 알칼리 처리한 코코아 분말을 이용하고 흡착제 수지 처리를 거치면 코코아 추출물 분말에 3 중량% 이상의 플라바놀 및 프로시아니딘이 포함되어 있음을 확인할 수 있었다. 또한 실시예 2 및 실시예 3을 통해 알카리 처리하지 않은 코코아 분말을 사용하고, 흡착제 수지 처리를 한 경우 총 플라바놀 및 프로시아니딘의 함량이 4.5 중량% 이상 포함하는 추출물 분말을 수득할 수 있었음을 알 수 있었다.

이를 통해 원료의 알카리 처리 및 흡착제 수지 처리의 유무에 따라 유효 성분의 추출 함량에 차이가 있음을 확인할 수 있었으며, 본 발명에 따른 제조방법은 플라바놀 및 프로시아니딘 3 중량% 이상 포함되어 있는 기능적 효과가 증가된 코코아 추출물 분말을 제공할 수 있는 것이다.

아울러 실시예 3의 현장에서 대용량으로 코코아추출분말을 제조한 경우에도 실험실 수준에서 제조한 경우와 유사한 결과가 나옴을 확인할 수 있었다. 이에 본 발명에 따른 제조방법은 코코아 분말을 이용하여 고플라바놀 함유 코코아 추출물 분말을 생산할 수 있는 우수한 발명인 것이다.

Claims

(ⅰ) 코코아 분말 5 ~ 40 중량%와 발효주정 60 ~ 95 중량%를 혼합하여 코코아 추출물을 제조하는 단계;
(ⅱ) 추출물을 필터프레스로 여과하여 1차 여과액을 제조하는 단계;
(ⅲ) 1차 여과액을 카트리지 필터로 여과하여 2차 여과액을 제조하는 단계;
(ⅳ) 2차 여과액을 감압농축하여 1차 농축액을 제조하는 단계;
(ⅴ) 1차 농축액을 스티렌계 흡착제로 흡착하여 분획물을 제조하는 단계;
(ⅵ) 분획물을 감압농축하여 2차 농축액을 제조하는 단계;
(ⅶ) 2차 농축액을 메쉬망에 여과하여 3차 여과액을 제조하는 단계; 및
(ⅷ) 3차 여과액을 분무 건조하여 분말을 제조하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 고플라바놀 함유 코코아 추출물 분말의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 코코아 분말은 탄산칼륨, 탄산칼슘 및 탄산나트륨로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상으로 알카리 처리하거나, 알카리 처리 하지 않은 분말인 것을 특징으로 하는 고플라바놀 함유 코코아 추출물 분말의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (ⅰ) 단계의 추출물은 코코아 분말과 발효주정을 혼합하여 60 ~ 100℃ 온도에서 6 ~ 12 시간 동안 추출하여 획득되는 것을 특징으로 하는 고플라바놀 함유 코코아 추출물 분말의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (ⅲ) 단계의 카트리지 필터는 입자 크기가 10 ~ 50 ㎛인 것을 특징으로 하는 고플라바놀 함유 코코아 추출물 분말의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (ⅳ) 또는 (ⅵ) 단계의 감압농축은 열교환기가 부착된 연속 농축기를 이용하여 30 ~ 65℃의 온도에서 발효주정을 휘발시켜 수행되는 것을 특징으로 하는 고플라바놀 함유 코코아 추출물 분말의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (ⅴ) 단계의 흡착은 (ⅳ) 단계의 1차 농축액을 흡착 수지가 충진된 컬럼에 넣고 증류수로 세척한 후 발효주정 용액으로 분획하는 것을 특징으로 하는 고플라바놀 함유 코코아 추출물 분말의 제조방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중에서 선택된 어느 한 항의 방법으로 제조된 폴리페놀의 함량이 10 중량% 이상이고, 플라바놀 및 프로시아니딘의 함량이 3 중량% 이상으로 함유되어 있는 코코아 추출물 분말.