KR20160008762A

KR20160008762A - 기능성 수정과 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20160008762A
Application number: KR1020140088870A
Authority: KR
Inventors: 이지현
Original assignee: 부산대학교 산학협력단
Priority date: 2014-07-15
Filing date: 2014-07-15
Publication date: 2016-01-25

Abstract

본 발명은 본 발명은 관능성이 우수하고, 고콜레스테롤혈증 개선 효과가 있는 기능성 수정과 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 기능성 수정과는 계피 추출물 및 생강 추출물만을 주재료로 사용하여 관능성이 우수하고, 단맛을 내는 소재로 설탕, 스테비아(stevia) 및 프락토올리고당(frutooligosaccharide)을 혼합하여 사용함으로써 수정과 음료의 단맛은 유지하면서도 저칼로리를 나타내며, 지질 침착 억제 활성과 혈중 지질 농도 감소 활성을 나타내어 고콜레스테롤혈증 개선에 우수한 효과를 나타낸다.

Description

기능성 수정과 및 그 제조방법{Functional Sujeonggwa beverages and manufacturing method thereof}

본 발명은 관능성이 우수하고, 고콜레스테롤혈증 개선 효과가 있는 기능성 수정과 및 그 제조방법에 관한 것이다.

한국 전통 음청류의 한 종류인 수정과는 계피와 생강, 후추를 넣고 끓인 물에 곶감과 잣을 첨가하고, 여기에 설탕 또는 꿀을 넣어 차갑게 해서 마치는 기호성 음료이다. 수정과 재료로 사용되는 계피, 생강, 후추는 방향, 건위 혈액순환 촉진, 식욕증진, 소화촉진 등의 효과가 있다고 알려져 있다. 계피(Cinnamomum cassia)는 녹나무과에 속하는 계수나무의 껍질로 항균, 항산화, 혈중 지질저하 효과 및 항당뇨 효과가 있음이 보고되고 있다. 계피의 cinnamaldehyde, cinnamic acid의 지질저하 효과는 많은 연구를 통해 보고되어 있으며, 항당뇨 효과로는 인슐린 리셉터의 자동인산화를 촉진시킴으로써 인슐린 민감성을 개선시킨다고 보고되고 있다.

생강(Zingiber officinale)은 아시아에서 널리 사용되어 온 약용식물로 관절염, 근육통, 후두염, 변비, 구토, 고혈압, 및 감염성 질환 등의 다양한 질병 치유에 사용되어왔다. 생강의 유효성분인 진저롤(gingerol), 진저론(zingerone) 그리고 쇼가올(shogaol)의 항산화 효과는 많은 연구를 통해 잘 알려져 있으며 특히 6-쇼가올(shogaol)의 유리기 소거 효과가 높은 것으로 알려져 있다. 최근에는 항염증, 항궤양 및 항암, 항당뇨, 간독성 보호효과 및 콜레스테롤 저하효과 등이 보고되고 있다.

한편, 현대인의 비만은 만성질환을 유발하는 가장 중요한 원인으로 알려져 있으며, 비만의 원인 중 하나로 당 함량이 높은 음료의 섭취가 지적되고 있어 최근 세계 음료시장은 단맛은 느껴지나 저칼로리인 음료 그리고 카페인이 함유되어 있지 않은 기능성 음료 형태로 시장이 확대되고 있다. 전통 수정과 제조법에 의하면 수정과의 단맛을 내는 급원으로 꿀 또는 설탕을 사용하고 있어 수정과 섭취 시 상당량의 칼로리가 얻어지고 이는 콜라나 사이다 등의 청량음료 섭취로부터 얻어지는 칼로리와 유사한 것으로 나타났다(비락 수정과: 44 Kcal/100 mL, 코카콜라 44 Kcal/100mL). 따라서 무가당 음료, 저칼로리 음료에 대한 요구가 커지고 있는 실정에 맞춘 전통 음청류의 개발이 요구되고 있다.

대한민국 특허출원 제1997-0007523호

이에, 본 발명자들은 한국의 전통 음청류인 수정과를 세계화하기 위하여 외국인의 기호를 고려한 관능성이 우수한 기능성 수정과 음료를 제조하고자 기존에 사용하던 설탕 또는 꿀을 사용하지 않고 대체 당을 사용하여 저칼로리 기능성 수정과 음료 제조방법을 개발하고 표준화하였으며, 이러한 수정과가 고콜레스테롤혈증 개선 효과를 나타낸다는 사실을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은 관능성이 우수하고, 고콜레스테롤혈증 개선 효과를 갖는 기능성 수정과를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 상기 기능성 수정과의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 생강 추출물; 계피 추출물; 및 스테비아, 프락토올리고당(frutooligosaccharide) 및 설탕 중 어느 하나 이상을 혼합한 당도조절제를 포함하는 기능성 수정과를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 생강 추출물 및 상기 계피 추출물은 0.5:1.5 ~ 1.5:0.5 혼합비로 포함될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 당도조절제는 상기 생강 추출물 및 계피 추출물 총량에 대하여 설탕 1 ~ 10 중량%, 스테비아 0.0002 ~ 1 중량% 및 프락토올리고당 0.1 ~ 5 중량% 범위 안에서 어느 하나 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 설탕은 흑설탕:황설탕:백설탕을 1:2:2 ~ 3:1:1 혼합비로 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 수정과는 지질 침착 억제 활성 또는 혈중 지질 농도 감소 활성을 갖는 것일 수 있다.

또한, 본 발명은 세척하고 얇게 썬 생강을 물에 넣고 가열하여 생강추출물을 제조하는 단계; 계피를 물에 넣고 가열하여 계피 추출물을 제조하는 단계; 상기 생강추출물 및 계피 추출물을 0.5:1.5 ~ 1.5:0.5로 혼합하는 단계; 및 스테비아, 프락토올리고당(frutooligosaccharide) 및 설탕 중 어느 하나 이상을 혼합한 당도조절제를 넣고 녹이는 단계를 포함하는 기능성 수정과의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 생강추출물을 제조하는 단계 및 계피 추출물을 제조하는 단계는 500~600℃의 센불에서 5~15분간 끓인 후, 350~450℃의 중불에서 40~60분간 더 끓이는 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 설탕은 흑설탕:황설탕:백설탕을 1:2:2 ~ 3:1:1의 혼합비로 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 기능성 수정과는 계피 추출물 및 생강 추출물만을 주재료로 사용하여 관능성이 우수하고, 단맛을 내는 소재로 설탕, 스테비아(stevia) 및 프락토올리고당(frutooligosaccharide)을 혼합하여 사용함으로써 수정과 음료의 단맛은 유지하면서도 저칼로리를 나타내며, 지질 침착 억제 활성과 혈중 지질 농도 감소 활성을 나타내어 고콜레스테롤혈증 개선에 우수한 효과를 나타낸다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고콜레스테롤혈증이 유도된 마우스 모델에서 본 발명의 수정과 음료의 동맥궁 지질 침착억제 효과를 나타낸 결과이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 6종류의 수정과에 대한 향미특성을 나타낸 결과이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 한국 소비자(n=100)의 수정과에 대한 기호도를 나타낸 결과이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 미국 소비자(n=93)의 수정과에 대한 기호도를 나타낸 결과이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 이하의 설명에 있어, 당업자에게 주지 저명한 기술에 대해서는 그 상세한 설명을 생략할 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 기능성 수정과 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고콜레스테롤혈증 개선 효과가 있는 기능성 수정과 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에서는 내국인 뿐만 아니라 외국인의 기호를 고려하여 전통적인 수정과 제조방법을 개선함으로써 관능성 및 혈중 지질 저하 개선 효과가 있는 기능성 수정과 음료 레시피를 개발하고, 수정과 음료 제조방법을 표준화하였다. 그리고, 수정과의 단맛은 유지하면서도 칼로리를 낮추기 위해 전통적인 일반 수정과에서 사용하는 꿀 또는 설탕을 대체하는 당도조절제로 감미는 높으나 칼로리가 없는 천연유래 당류를 첨가하여 저칼로리의 기능성 수정과 음료를 개발하여 표준화하였다. 더 나아가, 수정과 음료의 지질개선 효과를 영양학적으로 증명하기 위하여 고콜레스테롤혈증을 마우스 모델에게 유발한 후, 수정과에 함유된 설탕과 동일 양을 함유한 설탕물을 섭취시킨 동물을 실험대조군으로 하여 일반수정과 음료와 기능성 수정과 음료를 섭취시킨 동물 실험을 실시하여 수정과의 지질 개선 효과를 확인하고, 본 발명에서 개발한 일반 수정과 및 기능성 수정과 음료의 효과를 시판 수정과와 비교 확인하였다.

이에 보다 구체적으로 본 발명에서는 외국인의 기호를 맞추기 위하여, 외국인 관능평가에서 부정적인 평가를 나타낸 후추와 수정과의 기호에 영향을 미치지 않은 곶감을 제외하고 계피 추출물 및 생강 추출물만을 주재료로 사용하고, 단맛을 내는 소재로 설탕, 스테비아(stevia) 및 프락토올리고당(frutooligosaccharide)을 혼합하여 사용함으로써 수정과 음료의 단맛은 유지하면서도 저칼로리를 나타내며, 지질저하 기능성이 있는 수정과 음료를 제조하였다.

따라서, 본 발명의 기능성 수정과는 생강 추출물; 계피 추출물; 및 스테비아, 프락토올리고당(frutooligosaccharide) 및 설탕 중 어느 하나 이상을 혼합한 당도조절제를 포함한다.

본 발명에서 상기 생강 추출물 및 계피 추출물은 0.5:1.5 ~ 1.5:0.5 혼합비로 첨가될 수 있으며, 상기 혼합비는 생강추출물 및 계피추출물의 중량이 기준이 되는 혼합비이며, 상기 범위를 벗어나는 경우 향미와 관능특성에서 좋지 못하므로 바람직하지 않다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 수정과의 대량 생산을 위해 계피와 생강을 각각 추출한 다음 추출물을 1:1로 혼합하였으며, 보다 상세하게는 계피는 중량 대비 17배의 물을 사용하고, 생강은 중량 대비 10배의 물을 첨가하고 500~600℃의 센불에서 5~15분간 끓인 후 350~450℃의 중간불에서 40~60분간 끓여 추출물을 제조하여 사용하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 상기 당도조절제는 목적에 따라 설탕, 스테비아, 프락토올리고당 중에서 하나 이상을 선택하여 혼합하여 사용할 수 있다. 특히, 스테비아는 설탕의 50-300배 감미를 지니고 있으나 칼로리는 없어 설탕의 대체재로 주목받고 있는 물질이다.

본 발명에서 상기 "스테비아(stevia)"는 남미의 파라과이를 중심으로 아르헨티나, 브라질 등이 원산지로 알려져 있는 쌍떡잎식물 초롱꽃목 국화과의 다년생 식물로서, 학명은 스테비아 레바우디아나 베르토니(Stevia Rebaudiana Bertoni)이다. 허브차, 음료, 한약조제, 천연감미료, 당뇨, 다이어트, 건강보조식품 등에 사용한다. 스테비아 잎에는 스테비오사이드(stevioside)와 레바우디오사이드 같은 단 성분이 있는데 이는 설탕에 비해 약200~300배 당도가 높고 쓴맛이 없으며, 칼로리는 설탕의 90분의 1로 낮아 약용, 한약조제, 차, 간장, 고추장 등에 천연 감미료로 다양하게 사용된다. 최근 인공합성 감미료 섭취로 발암의 원인이 되고 또한 칼로리 과다로 각종 성인병의 원인이 되어 천연 당류물질인 스테비아가 주목받고 있다.

본 발명에서 스테비아는 상업적으로 판매되는 것을 구입하여 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 스테비아와 글루코오스가 1:3으로 혼합되어 있는 것을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 상기 "프락토올리고당(frutooligosaccharide)"은 바나나, 양파, 아스파라거스, 우엉, 마늘, 벌꿀, 치커리 뿌리 등과 같은 채소나 버섯, 과일류 등에 포함되어 있는 천연 물질로, Agave vera curz(용설란 속 식물), 돼지감자 등에서 발견된다. 자당(sucrose)에 프락토오스(fructose)가 1~3개 결합한 올리고당으로, 기본 sucrose 구조에 fructose가 1개 붙은 kestose(GF2), 2개 붙은 nystose(GF3), 3개 붙은 fructofuranosylnystose(GF4)이 대표적인 기능성분이다. 1950년대에는 효소를 이용하여 제조하기 시작하였으며, 이후 미생물 유래의 효소나 사탕무우 잎에 존재하는 효소를 이용한 생물학적 전이 반응으로 제조하는 기술이 개발되었다. 건강기능식품의 기능성원료인 프락토올리고당은 전이효소(invertase, β-fructofuranosidase)를 사용하여 설탕에 과당을 전이시켜 만들거나, 이눌린(inulin)을 inulinase(EC 3.2.1.7)로 부분 가수분해하여 만든다. 프락토올리고당은 물에 잘 녹아, 자당과 비슷한 상쾌한 감미와 물성을 갖는다. 또한, 동물의 소화관 효소로 소화되지 않고 충치균에도 이용되지 않는 당으로 섭취하면 소장하부에서 장내세균인 비피더스균을 증식시켜 정장작용을 포함한 여러 가지 생리적 효과를 나타낸다.

본 발명에서 프락토올리고당는 상업적으로 판매되는 것을 구입하여 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 단쇄 프락토올리고당(short-chain frutooligosaccharide, 이하 "SC-FOS"라고 함)을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 상기 설탕은 흑설탕:황설탕:백설탕을 중량비 기준으로1:2:2~ 3:1:1의 혼합비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 흑설탕:황설탕:백설탕을 1:2:2 또는 3:1:1의 혼합비로 혼합할 수 있다. 이때 상기 혼합비는 흑설탕, 활설탕, 백설탕의 각 중량을 기준으로 한 혼합비를 말한다.

상기 당도조절제는 상기 생강 추출물 및 계피 추출물 총량에 대하여 설탕 1 ~ 11 중량%, 스테비아 0.0002 ~ 1 중량%, 프락토올리고당 0.1 ~ 5 중량% 범위 안에서 목적에 맞게 어느 하나 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우 알맞은 당도를 구현하기 어렵고, 기대하는 효과를 얻기 어렵다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 설탕만 첨가한 일반 수정과는 흑설탕, 황설탕 및 백설탕을 1:2:2의 중량비로 생강 추출물과 계피 추출물 총량의 8.8% 중량비로 첨가하여 제조하였고, 스테비아를 첨가한 수정과는 설탕 2.8% 및 스테비아 0.2% 중량비로 첨가하여 제조하였고, 프락토올리고당을 첨가한 수정과는 설탕 7.12%, 프락토올리고당 0.8%, 및 스테비아 0.06% 중량비로 첨가하여 제조하였다. 이로써 본 발명에서는 일반 수정과와 감미는 동일하나 칼로리를 낮추어 혈중 중성 지질 및 콜레스테롤의 개선에 효과가 있는 기능성 수정과를 제조하여 비교 평가하였다.

한편, 본 발명은 기능성 수정과 제조방법을 제공하는데, 본 발명에 따른 기능성 수정과 제조방법은 세척하고 얇게 썬 생강을 물에 넣고 가열하여 생강추출물을 제조하는 단계; 계피를 물에 넣고 가열하여 계피 추출물을 제조하는 단계; 상기 생강추출물 및 계피 추출물을 0.5:1.5 ~ 1.5:0.5로 혼합하는 단계; 및 스테비아, 프락토올리고당(frutooligosaccharide) 및 설탕 중 어느 하나 이상을 혼합한 당도조절제를 넣고 녹이는 단계를 포함한다.

먼저 생강 추출물과 계피 추출물을 제조한다. 먼저, 생강을 깨끗이 씻어 껍질을 벗긴 뒤, 3mm 두께로 일정하게 썬 다음, 생강에 물을 첨가하고 500~600℃의 센불에서 5~15분간 끓인 후, 350~450℃의 중간불에서 40~60분간 더 끓여 생강 추출물을 제조한다.

상기 계피 추출물도 상기 생강 추출물과 동일한 방법으로 제조하는데, 계피에 물을 첨가하고 500~600℃의 센불에서 5~15분간 끓인 후, 350~450℃의 중간불에서 40~60분간 더 끊여 계피 추출물을 제조한다.

다음으로, 상기 생강 추출물과 상기 계피 추출물을 0.5:1.5 ~ 1.5:0.5 비율로 혼합할 수 있으며, 보다 바람직하게는 1:1 비율로 혼합하는 것이 좋다.

다음으로, 스테비아, 프락토올리고당(frutooligosaccharide) 및 설탕 중 어느 하나 이상을 혼합한 당도조절제를 넣고 녹여 수정과를 제조한다.

본 발명에 따른 기능성 수정과는 지질 침착 억제 활성 또는 혈중 지질 농도 감소 활성을 나타내어 고콜레스테롤혈증 개선에 우수한 효과를 나타낸다.

나아가 본 발명에 따른 기능성 수정과는 건강기능식품으로도 사용할 수 있다. 예컨대, 식품의 주원료, 부원료, 식품 첨가제, 기능성 식품 또는 음료로 용이하게 활용할 수 있다.

상기 “식품”이란, 영양소를 한 가지 또는 그 이상 함유하고 있는 천연물 또는 가공품을 의미하며, 바람직하게는 어느 정도의 가공 공정을 거쳐 직접 먹을 수 있는 상태가 된 것을 의미하며, 통상적인 의미로서, 식품, 식품 첨가제, 기능성 식품 및 음료를 모두 포함하는 것을 말한다.

상기 식품용 조성물을 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 기능성 식품 등이 있다. 추가로, 특수영양식품(예, 조제유류, 영,유아식 등), 식육가공품, 어육제품, 두부류, 묵류, 면류(예, 라면류, 국수류 등), 빵류, 건강보조식품, 조미식품(예, 간장, 된장, 고추장, 혼합장 등), 소스류, 과자류(예, 스넥류), 캔디류, 쵸코렛류, 껌류, 아이스크림류, 유가공품(예, 발효유, 치즈 등), 기타 가공식품, 김치, 절임식품(각종 김치류, 장아찌 등), 음료(예, 과실 음료, 채소류 음료, 두유류, 발효음료류 등), 천연조미료(예, 라면 스프 등)을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 상기 식품, 음료 또는 식품첨가제는 통상의 제조방법으로 제조될 수 있다.

또한, 상기 “기능성 식품”이란 식품에 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 식품의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 식품군이나 식품 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체내조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 식품을 의미하며, 구체적으로는 건강 기능성 식품일 수 있다. 상기 기능성 식품에는 식품학적으로 허용 가능한 식품 보조 첨가제를 포함할 수 있으며, 기능성 식품의 제조에 통상적으로 사용되는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더욱 포함할 수 있다.

상기 건강보조식품의 종류로는 이에 제한되지는 않으나, 분말, 과립, 정제, 캡슐 또는 음료 형태 일 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해서 일 실시예를 제공한다. 다만, 하기의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 아래의 실시예에 의해서 한정되는 것은 아니다.

재료준비

수정과 음료 제조 시 사용된 재료 중 물(삼다수, 한국), 계피, 생강, 흑설탕(삼양사, 한국), 백설탕(삼양사, 한국) 과 황설탕(삼양사, 한국)은 시중에서 구입하여 사용하였다.

당도 조절제로 사용된 스테비아(stevia)는 스테비아와 글루코오스가 1:3으로 혼합되어 판매되고 있는 제품(그린비아스위트, 전원식품, 한국)을 구입하여 사용하였고, 단쇄 프락토올리고당(short-chain frutooligosaccharide)은 미국 제품((#71920, Allergy Research Group, Alameda, USA)을 사용하였다.

< 제조예 1>

단쇄 프락토올리고당(SC-FOS)을 첨가한 기능성 수정과 제조

단계 1 : 생강을 깨끗이 씻어 껍질을 벗긴 뒤, 3mm 두께로 일정하게 썰었다. 생강 200g을 물 2L에 넣고 550℃의 센불에서 10분간 끓인 후, 400℃의 중간불로 열의 강도를 줄여 50분간 더 끓였다.

단계 2 : 계피 120g을 물 2L에 넣고 550℃의 센불에서 10분간 끓인 후, 400℃의 중간불에서 50분간 더 끓였다.

단계 3 : 앞에서 준비한 생강물 1600mL와 계피물 1600mL를 섞고 스테비아(Stevia) 2.7g, 단쇄 프락토올리고당(SC-FOS) 45.7g, 설탕(흑설탕 64.1g, 황설탕 128.2g, 백설탕 128.6g)을 넣고 다 녹을 때까지 저어주었다.

단계 4 : 실온까지 식힌 뒤 당도계를 사용하여 brix를 측정하였다. 측정된 brix는 11.0~11.5 이었다.

< 제조예 2>

스테비아( Stevia )를 첨가한 기능성 수정과 제조

단계 1 : 생강을 깨끗이 씻어 껍질을 벗긴 뒤, 3mm 두께로 일정하게 썰었다. 생강 200g에 물 2L를 첨가하고 550℃의 센불에서 10분간 끓인 후, 400℃의 중간불에서 50분간 더 끓였다.

단계 2 : 계피 120g에 물 2L를 첨가하고 550℃의 센불에서 10분간 끓인 후, 400℃의 중간불에서 50분간 더 끓였다.

단계 3 : 앞에서 준비한 생강물 1600mL와 계피물 1600mL를 섞고 스테비아(Stevia) 10.8g와 설탕(흑설탕 25.2g, 황설탕 50.4g, 백설탕 50.4g)을 넣고 다 녹을 때까지 저어주었다.

단계 4 : 실온까지 식힌 뒤 당도계를 사용하여 brix를 측정하였다. 측정된 brix는 4.0~4.5 이었다.

< 비교예 1>

일반 수정과 음료 제조

단계 1 : 생강을 깨끗이 씻어 껍질을 벗긴 뒤, 3mm 두께로 일정하게 썰었다. 생강 200g을 물 2L에 넣고 550℃의 센불에서 10분간 끓인 후, 400℃의 중간불에서 50분간 더 끓였다.

단계 3 : 앞에서 준비한 생강물 1600mL와 계피물 1600mL를 섞고 설탕(흑설탕 79.2g, 황설탕 158.4g, 백설탕 158.4g)을 넣고 다 녹을 때까지 저어주었다.

< 비교예 2>

시중에서 시판되고 있는 수정과 음료(비락수정과, (주)팔도)를 구입하여 사용하였다.

< 실시예 1>

수정과 음료 및 기능성 수정과 음료의 고콜레스테혈중 개선 효과

상기 방법으로 제조한 일반 수정과 음료 및 본 발명의 기능성 수정과 음료의 혈장 지질저하 및 관련 기전을 마우스 모델을 통해 확인하였다.

마우스에 고콜레스테롤 식이를 4주간 섭취시켜 고콜레스테롤혈증(혈장 콜레스테롤 1,000 mg/dL 이상)을 유발한 후, 구강으로 수정과 음료를 6주간 섭취시켰다. 본 시험의 대조군으로는 설탕을 첨가한 일반 수정과에 함유된 설탕과 동일한 함량의 설탕으로 제조한 설탕물을 섭취하는 군을 실험대조군으로 하여 수정과의 고콜레스테롤혈증 개선 효과를 확인하였고, 본 발명에 따라 제조한 기능성 수정과의 효과를 일반 수정과와 비교하였다.

또한, 본 발명에 따라 제조한 수정과 음료의 지질 개선 효과를 시판하고 있는 수정과 음료(비락수정과, 한국)와 비교하였다.

<1-1> 실험식이

실험 식이는 분말 chow diet(2018S Teklad global 18% protein rodent diet, USA)에 콜레스테롤 1.25%, 콜산(cholic acid) 0.5% 및 코코넛 오일 10%(w/w)를 중량비로 첨가한 후 펠렛으로 제조하였다. 식이는 매주 제조하여 -20℃에 보관하면서 전 실험기간 동안 공급하였다.

<1-2> 실험동물 및 경구투여

고콜레스테롤혈증 유발을 위해 아포리포단백질 E 넉아웃(Apo E KO) 마우스를 사용하였다. Apo E KO 마우스 46마리를 구입하여(SLC Inc., Hamamatsu, Japan) 1주일간 적응시킨 후 1 마리씩 개별 케이지에 넣어 사육하였다. 사육실의 온도는 22±1℃, 습도는 55±5%로 유지하였고, 조명은 12시간 주기로 조절하였다. 모든 동물에서 4 주간의 실험 식이에 의해 혈장 콜레스테롤 농도가 1,000 mg/dL 이상인 고콜레스테롤혈증이 유발되었음을 꼬리 채혈을 통해 확인하였다. 이후 각 군의 콜레스테롤 농도가 동일하도록 분배하여 6군의 실험군으로 나눈 후 고콜레스테롤 식이와 수정과를 경구로 투여하면서 6주간 실험을 진행하였다.

실험에 사용된 동물군은 6군(n=7)으로 다음과 같다.

1) 정상대조군(normal group) : 물 섭취군

2) 실험대조군(control group) : 설탕물 섭취군

3) 비교군(sucrose group) : 설탕 첨가 수정과 음료 섭취군

4) 실험군 1(stevia group) : 스테비아 첨가 기능성 수정과 음료 섭취군

5) 실험군 2(SC-FOS group) : 단쇄 프락토올리고당 첨가 기능성 수정과 음료 섭취군

6) 긍정대조군(positive control) : 비락수정과 섭취군

경구로의 시료 투여는 존대를 사용하여 매일 동일 시간에 실시하였다. 마우스에 투여하는 수정과 양은 성인 1일 기호성 음료 섭취량(통계청, 2012)을 기준으로 산출하였을 때 (마우스 보정계수 10) 체중 1 Kg 당 22 mL이었고, 이를 본 실험에 사용한 마우스의 평균 체중 25 g으로 계산하였을 때 하루 섭취량은 약 500 μL이었다. 마우스에게 경구로 투여할 수 있는 1회 최대 용량이 100 μL이므로 수정과를 진공 농축기(Rotavator R-200, Buchi, Switzerland)에서 부피를 1/5로 농축하였다. 농축 전 후의 당도를 측정하여(당도계, AR 200, Reichert, Inc. 3362 Walden Ave Depew, NY, 14043, USA) 당의 함량에 변화가 없음을 확인 후 -20℃에 보관하면서 마우스에 경구 투여하였다.

본 동물모델 실험의 전 과정은 부산대학교 동물실험윤리위원회(Pusan National University-Institutional Animal Care and Use Committee, PNU-IACUC, Approval Number PNU-2014-0502)의 승인 후 수행되었다.

<1-3> 해부 및 시료 채취

마우스는 총 10주간 사육 후 12시간 동안 절식시킨 다음 zoletile 50(zolazepan과 tiletamine 혼합물, 30mg/kg bw, Virbac Laboratories, Carros, France) 및 xylazine(10 mg/kg bw, Bayer Korea, Seoul, Korea)을 혼합한 후 이를 복강 주사하여 마취하였다. 혈액은 헤파린 튜브로 하대정맥에서 채취하고, 3,000 rpm, 4℃에서 20분간 원심분리하여 혈장을 얻어 -80℃에 보관하면서 실험에 사용하였다. 채혈 후 냉각시킨 인산완충식염수(phosphate buffered saline: PBS)를 하대정맥을 통해 관류하여 남은 혈액을 제거한 뒤 장기를 적출하여 여러 차례 씻은 후 여과지로 수분을 완전히 제거하고 무게를 측정하였다. 무게를 측정한 장기는 액체 질소로 급속 냉동하였으며 -80℃에서 보관하면서 생화학적 분석에 사용하였다.

<1-4> 혈중 지질 농도 측정

중성지방(AM157S-K, Asan Pharmaceutical Co., Seoul, Korea), 총콜레스테롤(AM202-K, Asan Pharmaceutical Co., Seoul, Korea), 고밀도지단백질(AM203-K, Asan Pharmaceutical Co., Seoul, Korea) 농도는 키트를 사용하여 측정하였다. 저밀도지단백질 콜레스테롤 농도는 Friedwald 공식에 근거하여 계산하였다.

<1-5> 동맥궁 지질 침착 정도 측정

동맥궁의 지질 침착 정도는 해부 시 심장으로부터 연결된 동맥궁을 채취하여 4% 포르말린 용액에 고정시킨 후 이를 이용하여 측정하였다. 포르말린에 고정된 조직을 30% 수크로스 용액에 담가 하루 동안 안정화시킨 후, PBS(10 mM, pH 7.2)로 3번 씻어낸 후 조직을 동결용 포매재(Tissue-Tek OCT compound; Miles Inc., Elkhard, IN, USA)를 사용하여 동결시킨 후, 크라이오스탯(cryostat)에서 6μm두께로 절단하였다. 절단된 절편은 슬라이드 글라스에 붙여 건조시켜 동결 슬라이드 표본을 제작하였다.

동맥궁의 침착된 지질을 확인하기 위하여 oil red O로 지질을 염색하였다. 동결 슬라이드 표본을 100% 프로필렌 글리세롤에 담가 완전히 탈수시킨 다음, 상온에서 oil red O 용액에 10분간 염색한 후 60% 이소 프로판올로 3분간 처리함으로써 침착된 지질을 붉게 염색시켰다. 이후 증류수로 3번 세척하고 수용성 봉입제로 봉입하였다. Oil red O 염색으로 붉게 염색된 지질 침착 정도는 광학 현미경(Olympus CH30)에 부착된 카메라에서 관찰하였고, DMC advance image software를 사용하여 측정하였다.

< 실시예 2>

수정과 음료 및 기능성 수정과 음료의 혈중 지질 저하 효과

고콜레스테롤혈증을 유발한 마우스에 일반 수정과 음료 및 본 발명의 기능성 수정과 음료를 6주간 경구로 투여한 후 혈장 지질 농도의 변화를 동일 양의 설탕물을 섭취한 대조군과 비교함으로써 본 발명의 기능성 수정과의 효과를 확인하였다. 또한, 시판되는 캔 수정과 음료와 비교하여 본 발명의 기능성 수정과 음료의 효과를 확인하였다.

그 결과, 하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 설탕물만을 먹인 실험대조군과 동일한 양의 설탕이 포함된 수정과 음료를 먹인 일반 수정과 음료 섭취군에서는 혈중 중성지방, 총콜레스테롤, LDL콜레스테롤 농도가 대조군에 비해 감소하기는 했으나 유의적인 차이를 보이진 않았다. 그에 비해 스테비아(stevia)가 첨가된 수정과 음료 섭취군에서는 총콜레스테롤, LDL콜레스테롤의 농도가 대조군에 비해 각각 20.8%, 22.6% 유의적으로 감소하였으며(p<0.05), HDL콜레스테롤의 농도는 76.9% 유의적으로 상승하였다(p<0.05). SC-FOS가 첨가된 수정과 음료 섭취군에서는 시판 캔 수정과 음료를 섭취한 긍정대조군에 비해 중성지방 농도가 22.3% 유의적으로 감소하였다(p<0.05).

< 실시예 3>

수정과 음료 및 기능성 수정과 음료의 동맥궁 지질 침착억제 효과

도 1 및 도 2는 아포리포단백질 E 넉아웃(Apo E KO) 마우스의 동맥궁을 촬영한 사진으로 A는 정상대조군인 물 섭취군, B는 실험대조군인 설탕물 섭취군, C는 설탕물 섭취군과 동일한 양의 설탕을 함유한 일반 수정과 음료 섭취군, D는 스테비아 첨가 기능성 수정과 음료 섭취군, E는 SC-FOS 첨가 기능성 수정과 섭취군, F는 긍정대조군으로 캔 수정과 음료 섭취군이다.

동맥궁에 침착된 지질의 면적은 실험대조군인 설탕물 섭취군이 470422.17μm²로 가장 높게 나타났으며, 일반 수정과 음료 섭취군은 317023.14 μm²로 실험대조군에 비해 지질침착 정도가 32.6% 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 시판 캔 수정과 음료를 섭취한 긍정대조군보다는 10.8% 감소하였으나 유의적인 차이는 없었다.

또한, 본 발명에 따른 스테비아, SC-FOS 기능성 수정과 음료 섭취군은 각각 39%, 37.5% 유의적으로 감소하여(p<0.05) 물만 섭취한 정상대조군과 비슷한 수준의 지질침착 정도를 보였다.

따라서, 상기 결과를 통해 본 발명에 따른 스테비아, SC-FOS를 첨가한 기능성 수정과가 동맥궁 지질 침착을 억제하는 효과가 우수하다는 사실을 알 수 있었다.

< 시험예 4>

수정과의 관능평가

<4-1> 묘사분석

수정과의 관능적 특성을 조사하기 위해 묘사분석을 위해 관능검사원 30명을 무작위로 선발하여 예비조사에 참여시켰다. 무작위로 선발된 30명을 대상으로 단맛과 짠맛의 강도측정검사, 차이식별 검사, 향 확인검사, 삼점 검사, 인지된 강도를 숫자로 표현해 내는 능력을 보는 척도 검사 그리고 관능검사에 필요한 감각의 예민도를 측정하였다. 이 실험결과 30명 중 정답률 상위 약 30%의 관능검사원 9명을 선발하였다.

성분이 다른 수정과의 관능검사를 위해 선발된 관능검사원 9명은 일주일에 2회, 회당 약 2시간씩 약 6개월간 40회의 훈련을 하였다. 먼저 관능검사 훈련의 목적과 중요성을 설명하고 관능검사의 정의, 원리 및 방법, 그리고 향미특성의 종류 및 강도에 관한 이론적인 교육을 실시하였다. 이론적인 교육을 마친 뒤에는 단맛, 짠맛, 신맛, 쓴맛 그리고 떫은 맛의 표준시료를 제시한 뒤 15점 척도를 이용하여 강도를 평가할 수 있도록 훈련하였다. 다음 단계에서는 본 실험에 사용되지 않은 여러 종류의 시판되는 수정과를 제시하였고 수정과 향미에 대한 묘사분석 용어를 개발하였다. 또한 수정과의 당도에 관한 논의를 통해 수정과의 감미료 양을 가감하는 과정을 반복하여 진행하였다. 마지막 단계에서는 본 실험에서 표준화된 수정과만을 제시하여 수정과 향미에 관한 묘사분석 용어를 다시 개발하였다. 결과적으로 관능검사원들이 모두 동의하는 15가지의 특성용어와 정의를 개발하고 표준물질을 정하였다.

<4-2> 소비자 기호도 검사 (한국, 미국)

한국에서 기호도 검사의 소비자 모집은 부산대학교 홈페이지를 통해 관능검사에 관심이 있고, 실험에 적합한 사람 100명을 무작위로 선출하여 실험에 참여하도록 하였고, 미국에서의 소비자 모집은 동부 Philadelphia 시에 거주하는 사람을 대상으로 관능검사의 관심이 있는 사람을 무작위로 93명을 선발하였다. 관능평가에 사용된 시료는 제조한 수정과 5종류와 미국과 한국에서 판매되고 있는 시판수정과 1종(비락)을 포함한 총 6종류를 사용하였으며, 수정과 시료에는 편견을 없애기 위해 난수표에서 선정한 세자리 숫자를 표시하였다. 실험할 수정과 시료는 한국에서는 평가 전 48시간 이내에 제조하여 평가시 까지 냉장 보관(4℃)하였으며, 실험 2시간 전 냉장고에서 꺼내어 실온에 보관했다. 미국에서는 실험할 수정과 시료를 한국에서 제조하여 고온상태에서 병입하여 냉동 배송하였고, 평가 전 48시간 이내에 다시 냉장온도에서 해동하여 평가시 까지 냉장 보관(4℃)하였으며, 실험 2시간 전부터 실온에 보관하였다. 평가시에는 하얀색 종이컵(2.3x2.3x17.2 inches)에 일정량(20.0mL)을 담아 제시하였다. 한국에서는 시료 평가시 입안을 헹굴 수 있도록 생수500mL(삼다수, 제주특별자치도개발공사, 제주시, 한국)와 크래커(Crich, Nuova Industria Biscottispa, Italy)를 함께 제시하였고, 미국에서는 생수500mL(PureLife, Nestle, North America INC, Stamford, USA)와 크래커((Premium Rounds Unsalted Tops Saltine Crackers, Nabisco division, Kraft foods, USA)를 제공하였다. 평가항목은 전체 기호도, 외관 기호도, 향미 기호도, 단맛 기호도, 전반적인 기호도는 9점 척도법(1=굉장히 싫어한다, 5=좋아하지도 싫어하지도 않는다, 9=굉장히 좋아한다)을 사용하여 평가하였다. 본 소비자 기호도 조사의 전 과정은 부산대학교 생명윤리위원회(Pusan National University-Institutional Review Board, PNU-IRB, Approval Number PNU IRB/2014_06_HR)의 심의를 거쳐 승인 후 수행되었다.

<4-3> 수정과의 묘사분석 용어 개발 및 향미특성평가

본 발명에서는 하기 표 2와 같은 수정과의 향미특성을 평가할 수 있는 용어를 개발하였고, 그 이용이 편리하도록 정의와 표준물질의 강도를 정하였다. 용어를 개발할 때에는 다양한 향미 특성이 포함될 수 있도록 하였다. 신맛과 쓴맛은 수정과에서 흔히 있는 특성은 아니지만, 시판 수정과에서 특성이 나타났고, 대추향 (Jujube Aromatics), 곶감 (Dried Persimmon Aromatics)도 같은 이유로 포함하였다.

개발한 묘사분석용어를 이용하여 6가지 수정과 시료의 향미특성을 평가한 결과는 도 3에 나타내었다. SAS(R) Software 9.3 (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)의 Procedure GLM을 사용하여 분산분석을 한 결과, 대부분의 향미특성이 시료 간에 P value<0.05 에서 유의성이 있었고, 짠맛(salty), 합성감미료 (Artificial Sweetener), 대추(Dried Jujube Aromatics)는 시료 간에 유의성이 없었다.

단맛은 일반수정과, SC-FOS 수정과 간에 유의적인 차이가 없었다. 스티비아 수정과는 단맛이 유의적으로 낮게 평가되었는데, 스티비아 수정과에서는 천연감미료로 포함된 스티비아의 쓴맛이 단맛을 억제하기 때문인 것으로 사료된다. 쓴맛의 경우, 강도는 약하였지만 스티비아 수정과가 가장 높았고, 시판 수정과가 가장 낮았다. 하지만 스티비아 수정과의 쓴맛은 SC-FOS 수정과, 일반수정과의 쓴맛과 유의적인 차이는 없었다. 떫은 맛의 경우, 시판수정과는 다른 수정과와 비교하여 유의적으로 낮았다. 신맛의 경우, 시료 간 유의적인 차이는 있었지만, 모든 시료가 15점 척도에서 1.5 이하의 낮은 강도를 나타내었다.

계피향과 생강향 및 재료에서 유래된 매운 맛은 시판 수정과가 나머지 시료에 비해 유의적으로 낮게 나타났으며, 곶감향은 나타나지 않았다.

수정과의 색은 큰 차이를 보였는데, 시판수정과의 색이 가장 짙었고, 시료간의 유의적인 차이도 크게 나타났다.

농도는 시판 수정과가 가장 낮았고, 탁한 정도는 시료들 간에 유의적인 차이는 없었다.

<4-4> 한국 소비자의 수정과 기호도

한국 소비자 100명이 수정과 4종류의 전반적인 기호도 평가를 한 결과를 도 4에 나타내었다. 본 발명에 따른 기능성 수정과인 SC-FOS와 일반수정과가 가장 높은 선호도를 보였고, 또 다른 기능성 수정과인 스티비아 수정과도 시판 수정과보다 유의적으로 높은 기호도를 나타내었다.

<4-5> 미국 소비자의 수정과 기호도

미국 소비자 93명이 수정과 4종류의 전반적인 기호도 평가를 한 결과를 도 5에 나타내었다. 시판 수정과, scFOS, 일반수정과의 기호도가 높았고, 세 시료간에 유의적인 차이는 없었다. 스티비아 수정과는 5점을 약간 상회하는 점수로 좋아하지도 싫어하지도 않는 점수를 나타내었다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

생강 추출물; 계피 추출물; 및 스테비아, 프락토올리고당(frutooligosaccharide) 및 설탕 중에서 선택된 어느 하나 이상을 혼합한 당도조절제;를 포함하는 기능성 수정과.
제1항에 있어서,
상기 생강 추출물 및 상기 계피 추출물은 0.5:1.5 ~ 1.5:0.5 혼합비로 포함되는 것을 특징으로 하는 기능성 수정과.
제1항에 있어서,
상기 당도 조절제는 상기 생강 추출물 및 계피 추출물 총량에 대하여 설탕 1 ~ 10 중량%, 스테비아 0.0002 ~ 1 중량% 및 프락토올리고당 0.1 ~ 5 중량% 범위 안에서 어느 하나 이상을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 기능성 수정과.
제1항에 있어서,
상기 설탕은 흑설탕:황설탕:백설탕을 1:2:2~ 3:1:1의 혼합비로 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 기능성 수정과.
제1항에 있어서,
상기 수정과는 지질 침착 억제 활성 또는 혈중 지질 농도 감소 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 기능성 수정과.
세척하고 얇게 썬 생강에 물을 첨가하고 가열하여 생강추출물을 제조하는 단계;
계피에 물을 첨가하고 가열하여 계피 추출물을 제조하는 단계;
상기 생강추출물 및 계피 추출물을 0.5:1.5 ~ 1.5:0.5로 혼합하는 단계; 및
스테비아, 프락토올리고당(frutooligosaccharide) 및 설탕 중 어느 하나 이상을 혼합한 당도조절제를 넣고 녹이는 단계를 포함하는, 기능성 수정과의 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 생강추출물을 제조하는 단계 및 계피 추출물을 제조하는 단계는 500~600℃의 센불에서 5~15분간 끓인 후, 350~450℃의 중간불에서 40~60분간 더 끊이는 것을 특징으로 하는 기능성 수정과의 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 당도조절제는 상기 생강 추출물 및 계피 추출물 총량에 대하여 설탕 1 ~ 10 중량%, 스테비아 0.0002 ~ 1 중량% 및 프락토올리고당 0.1 ~ 5 중량% 범위 안에서 어느 하나 이상을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 기능성 수정과의 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 설탕은 흑설탕:황설탕:백설탕을 1:2:2~ 3:1:1의 혼합비로 사용하는 것을 특징으로 하는 기능성 수정과의 제조방법.