KR20160080226A - 꾸지뽕으로부터 루틴을 추출하는 방법 및 상기 방법에 의해 추출된 루틴을 함유하는 식품 - Google Patents

꾸지뽕으로부터 루틴을 추출하는 방법 및 상기 방법에 의해 추출된 루틴을 함유하는 식품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 꾸지뽕(Cudrania tricuspidata) 분쇄물에 추출 용매를 첨가한 후 환류냉각법 또는 초음파추출법을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 꾸지뽕으로부터 천연 색소 루틴(rutin)을 추출하는 방법 및 상기 방법에 의해 추출된 천연 색소 루틴을 유효성분으로 함유하는 식품 조성물을 제공한다.

Description

꾸지뽕으로부터 루틴을 추출하는 방법 및 상기 방법에 의해 추출된 루틴을 함유하는 식품{Method for extracting rutin from Cudrania tricuspidata and food comprising rutin extracted by the method}
본 발명은 꾸지뽕으로부터 루틴을 추출하는 방법 및 상기 방법에 의해 추출된 루틴을 함유하는 식품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 꾸지뽕(Cudrania tricuspidata) 분쇄물에 추출 용매를 첨가한 후 환류냉각법 또는 초음파추출법을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 꾸지뽕으로부터 천연 색소 루틴(rutin)을 추출하는 방법 및 상기 방법에 의해 추출된 천연 색소 루틴을 유효성분으로 함유하는 식품 조성물에 관한 것이다.
식품의 색은 소비자가 식품을 구매할 때 가장 먼저 고려하는 관능적 품질요소로서 소비자의 기호성에 직접적인 영향을 미치게 된다. 그러나 최근 식품에 사용되고 있는 인공색소의 안전성 문제가 제기되면서 식품 내 천연색소의 사용이 증가되고 있으며 항산화 기능을 비롯한 다양한 생리적 기능성이 알려짐에 따라 천연색소의 중요성이 더욱 강조되고 있다. 하지만 우리나라의 경우 아직까지는 천연색소에 비하여 합성색소의 사용량이 월등히 많은 편이다.
꾸지뽕 나무는 뽕나무과(Molaceae)에 속하는 낙엽활엽 소교목으로 우리나라, 일본, 중국 등지에 자생하는 식물이다. 줄기에는 가시가 있고 10월경 붉은 열매를 맺는 특징이 있다. 약 10여 종이 있으며 열매는 주로 쨈이나 술 등에 이용하며 잎은 주로 뽕잎 대용으로 사용된다. 수피는 제지에, 근피는 약용으로 사용되며 뿌리는 황색으로 염료로 사용된다.
뽕나무과에 속하는 꾸지뽕나무(Cudrania tricuspidata)는 낙엽성 소교목으로 유행성 이하선염, 폐결핵, 타박상, 급성관절염 등을 치료하는데 사용되고 있으며, 목부, 근피 및 열매도 치료에 이용되고 있다. 꾸지뽕에는 루틴이 다량 함유되어 있다는 보고가 있었으며, GABA(γ-Aminobutyric acid)와 더불어 콜레스테롤 저하, 당뇨, 고혈압, 동맥경화, 중풍예방 등 다양한 기능성을 나타내는 생리활성물질로서 인식되고 있다. 메밀, 뽕나무에 많이 함유되어 있는 루틴(rutin)은 담황색의 폴리페놀 화합물로 퀘르세틴에 루티노사이드(rutinoside)가 결합된 물질로서 항산화, 항당뇨활성, 혈압강하작용이 있음이 보고된 바 있다. 루틴은 모세혈관 강화작용과 모세혈관 수축작용을 나타내어 순환계 질환 치료제, 고혈압치료제, 보조인자 등의 주성분으로 사용됨에 따라 이 성분을 포함하고 있는 천연물 및 기능성 식품에 대한 관심이 높아지고 있다. 꾸지뽕의 생리활성에 대한 연구로는 꾸지뽕의 항산화 및 항균작용, 항당뇨병 효과 등이 있으며, 가공 제품에 관한 연구로는 꾸지뽕 분말을 첨가한 스펀지 케이크가 있다. 그러나 아직 꾸지뽕은 그 기능성에 비해 많이 연구되어있지 않으며 천연색소자원으로 활용할 수 있는 꾸지뽕의 루틴에 대한 연구가 미흡한 실정이다.
꾸지뽕에 다량 함유되어 있는 루틴 색소는 최근 독성 및 발암 등의 안전성에 문제가 제기되고 있는 합성 착향료를 대체할 수 있는 천연 착색료 소재로서 가치가 있다. 루틴 색소는 간 보호, 소염, 이뇨작용, 항균 및 항산화, 항당뇨, 항암 효과 등이 알려져 있으며, 아직 생산량은 적지만 천연색소 및 기능성 소재로서 활용 가능성이 높다. 따라서 꾸지뽕에 다량 함유되어 있는 루틴 색소를 함유한 추출물의 제조방법 등에 대한 연구를 통하여 고부가가치의 천연 식품첨가물과 천연색소 개발이 필요한 실정이며, 또한 꾸지뽕의 식품 소재화를 위해서는 가공시 발생될 수 있는 색소의 변화 정도 및 안정성을 개선하는 기술의 개발이 필요하다.
한국공개특허 제2014-0129492호에서는 '꾸지뽕나무 잎 추출물을 유효성분으로 포함하는 관절염의 예방 또는 치료용 조성물'이 개시되어 있고, 한국공개특허 제2013-0103989호에서는 '꾸지뽕을 주성분으로 하는 항산화 및 당뇨병 예방용 조성물'이 개시되어 있으나, 본 발명에서와 같이 꾸지뽕으로부터 루틴을 추출하는 방법 및 상기 방법에 의해 추출된 루틴을 함유하는 식품에 대해서는 밝혀진 바가 전혀 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명은 꾸지뽕 열매(Curdrania tricuspidata Bureau fruit)로부터 천연 색소인 루틴을 추출하기 위한 최적 조건을 선정하기 위해, 다양한 추출용매를 이용한 다양한 추출 방법을 조사한 결과, 80% 에탄올을 이용하여 80℃, 3시간 동안 환류냉각법을 수행한 경우, 루틴 추출 효율이 가장 높은 것을 확인하였다. 또한, 상기와 같은 방법으로 추출한 천연 색소 루틴은 pH 조건에 상관없이 30℃ 및 암 조건에서 안정성이 유지되며, 냉동 온도(-80℃) 또는 4℃에서 저장할 경우 안정성이 유지되는 것을 확인하였다.
따라서, 본 발명을 통해 꾸지뽕으로부터 천연 색소 루틴을 효과적으로 추출할 수 있고, 생산된 루틴이 안정하게 유지될 수 있는 조건을 확립하여 식품 가공시 발생될 수 있는 색소의 변화 정도 및 안정성 개선에 큰 유용성을 제공할 수 있게 됨으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 꾸지뽕(Cudrania tricuspidata) 분쇄물에 추출 용매를 첨가한 후 환류냉각법 또는 초음파추출법을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 꾸지뽕으로부터 천연 색소 루틴(rutin)을 추출하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 추출된 천연 색소 루틴을 유효성분으로 함유하는 식품 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 추출된 천연 색소 루틴(rutin)을 암 조건 및 -80℃~4℃에서 저장하는 단계를 포함하는 루틴의 안정성을 유지하는 방법을 제공한다.
본 발명은 꾸지뽕으로부터 루틴을 추출하는 방법 및 상기 방법에 의해 추출된 루틴을 함유하는 식품에 관한 것으로, 이제까지 간 보호, 소염, 이뇨작용, 항균 및 항산화, 항당뇨, 항암 효과 등이 알려져 있으나, 천연색소자원으로 활용할 수 있는 꾸지뽕의 루틴에 대해서는 연구가 미흡했던 현재, 여러 가지 뛰어난 생물학적 활성을 가지는 천연 식용색소 루틴을 다량 제공할 수 있는 방법과 가공시 발생될 수 있는 색소의 변화 정도 및 안정성을 개선하는 기술을 제공하므로 식품가공산업상 매우 유용하다.
도 1은 꾸지뽕 열매(Curdrania tricuspidata Bureau fruit) 추출물의 동결건조 분말을 첨가하여 젤리를 제조하는 과정을 나타낸다.
도 2는 꾸지뽕 열매 추출물의 동결건조 분말을 첨가하여 샐러드 드레싱을 제조하는 과정을 나타낸다.
도 3은 배양 지역에 따른 꾸지뽕 열매 추출물의 루틴 함량을 나타낸다.
도 4는 다양한 pH에서 꾸지뽕 열매 유래의 루틴의 안정성을 나타낸다.
도 5는 다양한 온도 및 가열 시간에 대한 꾸지뽕 열매 유래의 루틴의 안정성을 나타낸다.
도 6은 pH3.0에서 꾸지뽕 열매 유래의 루틴의 빛에 대한 영향을 나타낸다.
도 7은 pH3.0에서 꾸지뽕 열매 유래의 루틴의 저장 온도에 대한 영향을 나타낸다.
도 8은 꾸지뽕 열매 추출물의 동결건조 분말을 농도별로 첨가하여 제조한 젤리를 나타낸다.
도 9는 꾸지뽕 열매 추출물의 동결건조 분말을 농도별로 첨가하여 제조한 샐러드 드레싱을 나타낸다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 꾸지뽕(Cudrania tricuspidata) 분쇄물에 추출 용매를 첨가한 후 환류냉각법 또는 초음파추출법을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 꾸지뽕으로부터 천연 색소 루틴(rutin)을 추출하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에서, 상기 추출 용매는 에탄올 또는 메탄올일 수 있고, 바람직하게는 65~85%(v/v) 에탄올 또는 65~85%(v/v) 메탄올일 수 있고, 더욱 바람직하게는 75~85%(v/v) 에탄올 또는 75~85%(v/v) 메탄올일 수 있고, 가장 바람직하게는 80%(v/v) 에탄올일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에서, 상기 환류냉각법 또는 초음파추출법은 당업계에 일반적으로 사용되는 물질 추출법이며, 바람직한 환류냉각법은 75~85℃, 2~4 시간 동안 수행하는 것일 수 있고, 바람직하게는 80℃, 3 시간 동안 수행하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 방법은 꾸지뽕 열매 분쇄물에 75~85%(v/v) 에탄올을 첨가한 후 75~85℃에서 2~4 시간 동안 환류냉각법으로 추출하는 단계를 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 꾸지뽕 분쇄물에 80%(v/v) 에탄올을 첨가한 후 80℃에서 3시간 동안 환류냉각법으로 추출하는 단계를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 추출된 천연 색소 루틴(rutin)을 유효성분으로 함유하는 식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 조성물에서, 상기 식품으로는 떡, 각종 음료, 젤리, 샐러드 드레싱, 푸딩, 아이스크림 등 색상이 첨가되는 모든 식품을 예로 들 수 있으며, 이 경우 루틴 색소의 함량은 0.01 내지 20%(w/w, w/v), 바람직하게는 5 내지 10%(w/w)의 범위일 수 있다.
본 발명이 제공하는 식품은 함유된 루틴 색소로 인하여 인체에 안전한 천연의 색상을 제공할 뿐만 아니라 다른 천연색소들과 달리 달콤하고 산뜻한 향을 제공하므로 관능적으로도 매우 우수하다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 조성물에서, 상기 식품은 젤리 또는 샐러드 드레싱일 수 있으며, 바람직하게는 추출된 천연 색소 루틴의 분말을 6~8 중량% 함유하는 젤리이거나 또는 추출된 천연 색소 루틴의 분말을 4~6 중량% 함유하는 샐러드 드레싱일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 추출된 천연 색소 루틴의 분말을 7 중량% 함유하는 젤리이거나 또는 추출된 천연 색소 루틴의 분말을 5 중량% 함유하는 샐러드 드레싱일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명은 상기 추출된 천연 색소 루틴(rutin)을 암 조건 및 -80℃~4℃에서 저장하는 단계를 포함하는 루틴의 안정성을 유지하는 방법을 제공한다. 루틴은 명 조건보다는 암 조건에서 안정성이 유지되었으며, 루틴의 저장을 위한 온도는 냉동 온도 또는 4℃일 수 있으며, 바람직하게는 -80℃~4℃일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
재료 및 방법
1. 원료 선정
본 실험에 사용한 꾸지뽕은 2014년 전북 순창군에서 개량종을 구입하여 사용하였다.
2. 꾸지뽕 유래 천연색소 제조
꾸지뽕은 순창군에서 구매한 열매를 최적 추출 조건으로 루틴 함량을 분석하여 색소 함량이 높은 품종을 선택하였다. 선택된 품종을 이용하여 대량 추출한 다음 여과지(Whatman No. 2)로 감압여과하고 45℃에서 감압농축하여 추출 용매를 완전히 제거하였다. 이 농축물에 부형제를 첨가하여 동결건조기로 색소 분말을 제조하였다.
3. 꾸지뽕의 루틴 최적 추출 조건 설정
루틴의 최적 추출용매를 선정하기 위해 분쇄한 꾸지뽕에 시료 20배량의 물, 20, 40, 60, 80% 에탄올과 메탄올을 각각 가하여 추출하였다. 추출조건은 환류냉각법과 초음파추출법을 이용하였고 시료 5g에 각각의 추출 용매 100 mL를 첨가하여 환류냉각법은 80℃에서 3시간, 초음파추출법은 50℃에서 90분 추출한 다음 여과지(Whatman No. 2)로 감압여과하고 45℃에서 감압농축하여 에탄올과 메탄올을 완전히 제거하였다. 이 농축물을 50ml 플라스크로 정용하고 0.45 μm 시린지 필터로 여과한 후 HPLC로 분석하였다. 분석 조건은 표 1과 같고 표준품은 루틴을 사용하였다. 이들 중 가장 루틴 함량이 많은 처리구를 선택하여 온도별, 시간별로 추출한 후 위와 같은 방법으로 분석하여 최적 추출 조건을 설정하였다.
루틴 분석을 위한 HPLC 조건
항목 작동 조건
기기 HPLC (Shimadzu 20A Series, Japan)
칼럼 Shim-pak (4.6 mm × 250 mm)
칼럼 온도 30℃
이동상 A : 2% Acetic acid in 45% Acetonitrile
B : 2% Acetic acid in D.W
유속 1.0 mL/min
주입 부피 20 μL
검출기 UV detector (Shimadzu, Japan), λ=355 nm
4. 추출색소의 안정성 분석
가. 색소 수용액 제조
꾸지뽕으로부터 추출한 색소 분말을 Macllvaine 완충용액(0.1M citric acid+0.2M Na2HPO4)과 혼합하여 1% 수용액을 제조하여 각 항목에 대한 안정성을 평가하였다.
나. pH 에 따른 색소의 안정성 평가
색소 안정성에 대한 pH의 영향을 알아보기 위하여 Macllvaine 완충용액을 사용하여 pH를 3.0, 4.0, 5.0, 6.0 및 7.0으로 조절하였다. 각 pH별로 아로니아즙을 첨가하여 10% 수용액을 제조하고 마이크로플레이트 리더를 이용하여 450-800 nm 범위에서 pH에서의 흡수스펙트럼을 측정하여 최대 흡수파장을 알아보았다.
다. 가열에 대한 안정성 평가
가열온도와 시간에 따른 색소의 안정성을 알아보기 위해 pH 3.0의 Macllvaine 완충용액을 사용하여 1% 색소 수용액을 제조하여 15 mL 팔콘 튜브에 넣어 밀봉하였다. 각각의 시료를 30, 50, 70℃에서 4시간 동안 보관하면서 60분 간격으로 꺼내 차가운 물에 냉각시킨 후, 꾸지뽕은 272 nm에서 마이크로플레이트 리더를 이용하여 흡광도의 변화를 측정하였다.
라. 빛에 대한 안정성 평가
빛의 영향을 알아보기 위해 pH 3.0의 Macllvaine 완충용액을 사용하여 제조한 1% 색소 수용액을 팔콘 튜브에 넣고 밀봉하였다. 시료의 일부는 일광에 노출시키면서 상온에 보관하였고, 일부는 알루미늄 호일에 싸서 암소에 보관하면서 수용액의 흡광도 변화를 꾸지뽕은 272 nm에서 마이크로플레이트 리더를 이용하여 측정하였다.
마. 저장온도에 대한 안정성 평가
냉장 및 냉동온도에서 장기저장에 따른 색소의 안정성을 알아보기 위하여 pH 3.0 Macllvaine 완충용액에 1% 색소 수용액을 제조하여 팔콘 튜브에 10 mL씩 넣어 밀봉하였다. 각각의 시료를 4, 25, -80℃에서 7일 동안 보관하면서 24시간 간격으로 꾸지뽕은 272 nm에서 흡광도의 변화를 측정하여 저장 중 색소의 안정성을 알아보았다.
5. 꾸지뽕 색소의 식품 적용 연구
꾸지뽕 색소 분말을 식품에 적용하기 위하여 추출색소 분말은 젤리, 샐러드드레싱에 첨가하여 제조하고 일반성분과 이화학적 및 관능적 특성을 비교 분석하여 이를 바탕으로 적합한 첨가 비율을 선정하였다.
가. 젤리 제조
젤리 제조는 표 2의 배합비에 따라 색소 분말을 함유하지 않은 시료를 대조구(J0)로 하였고, 여기에 색소 분말을 3%(w/w, J3), 5%(w/w, J5), 7%(w/w, J7) 함유하도록 하여 꾸지뽕 젤리를 제조하였다. 제조 방법은 증류수를 70℃ 수조(water bath)에 중탕해 설탕을 녹이고 색소 분말을 넣어 녹인 다음 젤라틴을 넣어 용해시킨 후 백도를 넣고 완전히 혼합하여 밀폐용기에 넣어 상온에서 30분간 식힌 다음 4℃의 냉장실에서 젤리를 성형한 후 실험하였다(도 1).
꾸지뽕 열매(Curdrania tricuspidata Bureau fruit)로부터 추출하고, 동결건조한 루틴 분말을 첨가한 젤리에 대한 실험 디자인
성분 혼합비(%, w/w)
J01 ) J32 ) J53 ) J74 )
꾸지뽕 열매 유래의 동결건조한 루틴 분말 0.00 3.00 5.00 7.00
백도 3.00 3.00 3.00 3.00
설탕 14.00 14.04 14.04 14.04
물 81.31 78.31 76.31 74.31
젤라틴 1.69 1.69 1.69 1.69
합계 100.00 100.00 100.00 100.00
1) J0; 0% 꾸지뽕 열매 유래의 동결건조한 루틴 분말을 첨가한 젤리
2) J3; 3% 꾸지뽕 열매 유래의 동결건조한 루틴 분말을 첨가한 젤리
3) J5; 5% 꾸지뽕 열매 유래의 동결건조한 루틴 분말을 첨가한 젤리
4) J7; 7% 꾸지뽕 열매 유래의 동결건조한 루틴 분말을 첨가한 젤리
다. 샐러드 드레싱 제조
샐러드 드레싱 제조는 표 3의 배합비에 따라 색소 분말을 함유하지 않은 시료를 대조구(D0)로 하였고, 여기에 색소 분말을 3%(w/w, D3), 5%(w/w, D5), 7%(w/w, D7) 함유하도록 하여 꾸지뽕 샐러드 드레싱을 제조하였다. 제조 방법은 올리브오일과 올리고당, 볶은 양파, 소금, 레몬즙과 식초, 마요네즈를 넣어 분쇄하고 색소 분말을 넣어 완전히 혼합한 후 밀폐용기에 넣어 4℃의 냉장실에서 보관하면서 실험하였다(도 2).
꾸지뽕 열매 유래의 동결건조한 루틴 분말을 첨가한 샐러드 드레싱에 대한 실험 디자인
성분 혼합비(%, w/w)
D01 ) D32 ) D53 ) D74 )
꾸지뽕 열매 유래의 동결건조한 루틴 분말 0.00 3.00 5.00 7.00
올리브오일 10.00 10.00 10.00 10.00
우유 47.00 44.00 42.00 40.00
올리고당 15.00 15.00 15.00 15.00
양파 5.00 5.00 5.00 5.00
소금 0.50 0.50 0.50 0.50
레몬즙 3.00 3.00 3.00 3.00
식초 4.50 4.50 4.50 4.50
마요네즈 15.00 15.00 15.00 15.00
합계 100.00 100.00 100.00 100.00
1) D0; 0% 꾸지뽕 열매 추출물의 동결건조 분말을 첨가한 샐러드 드레싱
2) D3; 3% 꾸지뽕 열매 추출물의 동결건조 분말을 첨가한 샐러드 드레싱
3) D5; 5% 꾸지뽕 열매 추출물의 동결건조 분말을 첨가한 샐러드 드레싱
4) D7; 7% 꾸지뽕 열매 추출물의 동결건조 분말을 첨가한 샐러드 드레싱
6. 관능 검사
관능 검사는 전북대학교 식품공학 전공 대학원생 및 대학생 10명을 대상으로 실시하였고 색, 향, 맛, 조직감 및 전반적 기호도에 대하여 대조구와 비교하여 9점 척도법(1; 매우 나쁨, 9; 매우 좋음)으로 평가하여 통계처리 하였다.
7. 통계 처리
각 분석항목에 대하여 3회 반복 측정하여 얻은 결과는 SPSS 12.0 통계 프로그램을 이용하여 평균과 표준편차를 구하였고, ANOVA 분석 던칸의 다중 범위 테스트로 유의성을 검정하였다.
실시예 1. 꾸지뽕의 루틴 최적 추출 조건 설정
1) 추출 용매 및 방법 선정
꾸지뽕 열매로부터 루틴을 추출할 수 있는 최적의 방법을 선정하기 위해 추출방법을 환류 추출(80℃)과 초음파 추출(50℃)로 하고, 각 추출 방법별로 추출용매를 달리하여 루틴 함량을 측정하였다(표 4). 80℃ 환류 추출 결과 추출용매의 농도가 높아질수록 루틴 함량이 증가하였고, 80% 에탄올 추출물에서 243.73±0.10 mg/kg으로 가장 높은 함량을 나타내었다. 또한 50℃ 초음파 추출의 루틴 함량은 추출용매에 대해 농도 의존적인 경향을 보였다. 초음파 추출에서는 80% 에탄올 추출물이 240.08±0.41 mg/kg으로 가장 높은 함량을 나타내었으나, 환류 추출보다는 낮은 함량을 나타내어 80% 에탄올을 이용한 환류 추출이 꾸지뽕의 루틴 추출에 적합할 것으로 생각된다.
꾸지뽕 열매 유래의 동결건조한 분말의 루틴 함량(단위: mg/kg, 습량기준)
방법 용매 함량
환류냉각추출 물 237.09±0.03gh
20% 에탄올 237.09±0.17fg
40% 에탄올 238.02±0.01fg
60% 에탄올 239.61±0.25cd
80% 에탄올 243.73±0.10 a
20% 메탄올 237.19±0.04gh
40% 메탄올 238.64±0.35ef
60% 메탄올 239.21±0.09cde
80% 메탄올 241.26±1.33b
초음파추출 물 238.02±0.24fg
20% 에탄올 238.50±0.78ef
40% 에탄올 237.46±0.27gh
60% 에탄올 239.08±0.01de
80% 에탄올 240.08±0.41 c
20% 메탄올 236.95±0.24h
40% 메탄올 237.08±0.03gh
60% 메탄올 236.92±0.03h
80% 메탄올 237.42±0.02gh
2) 최적 추출 조건 설정
꾸지뽕 열매로부터 루틴의 최적 추출 조건을 설정하기 위해 80% 에탄올을 추출용매로 하여 온도별, 시간별로 환류냉각 추출하여 루틴 함량을 측정하였다. 분석 결과 80℃에서 3시간 추출 시 238.60±0.10 mg/kg으로 루틴 함량이 가장 높게 나타났고, 3시간 이상 추출하였을 때는 유의적으로 차이가 없음을 확인하였다.
추출 온도 및 시간에 따른 꾸지뽕 열매 추출물의 동결건조 분말의 루틴 함량(단위: mg/kg, 습량기준)
추출 온도 추출 시간 함량
20℃ 1h 236.32±0.08d
3h 235.76±0.25e
5h 235.78±0.13e
7h 235.85±0.14e
40℃ 1h 235.79±0.14e
3h 235.75±0.01e
5h 236.00±0.05de
7h 235.77±0.09e
60℃ 1h 237.17±0.07c
3h 237.48±0.11bc
5h 237.73±0.06b
7h 237.78±0.26b
80℃ 1h 237.51±0.47bc
3h 238.60±0.10a
5h 238.35±0.40a
7h 238.42±0.13a
실시예 2. 꾸찌뽕 유래 천연색소 제조
가. 꾸지뽕
추출색소를 제조하기 위한 최종 시료를 선택하기 위해 최적추출 조건으로 지역에 따른 꾸지뽕 열매의 색소 함량을 분석하였다(도 3). 분석 결과 에덴꾸지뽕 농원에서 241.63±0.16 mg/kg으로 가장 높은 루틴 함량을 나타내었고, 순창이모네는 239.25±0.30 mg/kg, 새만금꾸지뽕은 238.28±0.37 mg/kg으로 나타났다. 그리하여 에덴꾸지뽕 농원의 꾸지뽕 열매를 이용하여 천연 색소를 제조하였다. 그러나 이 분말은 흡습성이 높아 보관시 안정성에 대한 문제가 있으므로 수분흡수를 억제시키는 부형제인 덱스트린을 첨가하여 색소 분말을 제조하였다. 덱스트린은 식품가공분야에 널리 이용되고 있어 안정성에 대한 문제는 야기되지 않으며 기능성 식품소재로 널리 알려져 있다.
나. 추출색소의 안정성 분석
본 연구에서는 천연색소원으로서 꾸지뽕 열매를 이용하여 색소의 함량이 많고 부가가치가 높은 색소를 추출하여 식품에서의 안정성을 조사하였다.
1) pH 에 대한 안정성
꾸지뽕에서 추출한 루틴 색소의 안정성에 미치는 pH의 영향을 알아보고자 색소에 pH 3.0-7.0으로 조절한 완충용액을 각각 첨가하여 1% 수용액을 조제한 후, 200-800 nm에서 흡광도의 변화를 측정하였다(도 4). 꾸지뽕에서 추출한 색소는 pH에 의한 영향을 받지 않는 것으로 나타났으며, 모든 pH의 272 nm에서 가장 높은 흡광도를 나타내었다.
2) 가열에 대한 안정성
pH에 따른 꾸지뽕 색소의 안정성 실험에서 가장 높은 흡광도를 나타낸 pH 3.0 완충용액을 이용하여 1% 수용액을 제조하였다. 제조된 수용액을 30, 50, 70℃에서 4시간 저장하면서 60분 간격으로 색소의 흡광도를 측정하여 안정성을 확인하였다(도 5). 가열온도가 높아지고 가열시간이 길어질수록 꾸지뽕 색소의 안정성은 감소하는 경향을 나타내었다. 70℃에서 가열할 경우 색소의 파괴가 급격히 나타나 60분이 지나면서 가열하기 전에 비해 38.26% 감소하였다. 30℃에서는 안정성이 높게 나타났다.
3) 빛에 대한 안정성
꾸지뽕에서 추출한 루틴 색소의 빛에 대한 안정성을 측정하였다(도 6). 일광에서 7일 동안 24시간 간격으로 흡광도 변화를 조사하였으며 대조구는 알루미늄 호일로 빛을 차단한 시료를 같은 방법으로 하였다. 그 결과 일광에서는 루틴 색소가 1일째부터 7.11%가 감소하였으며, 2일째에는 11.54% 감소하였다. 반면에 암실에서 보관한 색소는 5일째까지 지속적으로 색도가 감소하였다. 이러한 결과로 볼 때 꾸지뽕에서 추출한 루틴 색소는 일광에 대한 안정성이 매우 낮은 것으로 판단된다.
4) 저장온도에 대한 안정성
꾸지뽕에서 추출한 색소의 저장온도에 대한 안정성을 알아보기 위해 가장 높은 파장을 나타낸 pH 3.0 완충용액을 이용하여 제조한 1% 수용액을 25, 4, -80℃에서 7일 동안 저장하면서 24시간 간격으로 안정성을 측정하였다(도 7). 냉동온도에서 저장한 경우에는 시간이 경과하여도 색소가 비교적 안정하였으나 25℃의 상온에서는 저장기간이 경과함에 따라 색소가 감소하는 경향을 보여주었다. 저장 1일 후 25℃에서는 6.16% 감소하였고, -80℃에서는 0.26% 감소하였다. 따라서 꾸지뽕 추출 색소를 저장할 경우 냉동 저장하는 것이 루틴의 안정성을 유지하는데 도움이 될 것으로 판단된다.
실시예 3. 꾸지뽕 색소의 식품 적용
1) 젤리
꾸지뽕 추출색소 분말을 첨가한 젤리의 관능검사를 실시한 결과는 표 6과 같다. 추출색소 분말을 첨가하지 않은 대조구(J0)와 비교하여 색소 분말을 첨가한 젤리와 평가했을 때, 젤리의 색은 J7이 5.80±2.44으로 가장 높은 점수를 받았고, 풍미는 J0가 3.80±1.75로 다른 항목에 비해 가장 높은 점수를 받았다. 젤리의 맛은 색소 분말을 7% 첨가한 J7에서 가장 좋은 점수를 받았고, 색소 분말이 첨가되지 않은 젤리에서 가장 낮은 점수를 평가 받았다. 젤리의 조직감은 J7이 6.10±2.08로 가장 높은 점수를 받았고, 전반적 기호도에서 꾸지뽕 추출색소 분말을 7% 함유했을 때 6.10±0.99로 가장 높은 평가를 받았다. 따라서 젤리에서 꾸지뽕 추출색소 분말의 첨가 비율은 7%가 가장 적합할 것이라고 판단된다(도 8).
꾸지뽕 열매 추출물의 동결건조 분말을 첨가한 젤리의 관능검사 결과
색 풍미 맛 조직감 전반적 기호도
J0 4.60±1.35 3.80±1.75 3.80±1.75 3.80±1.75 4.80±1.87
J3 5.00±1.49 3.50±1.43 4.20±1.81 5.10±1.73 4.40±1.43
J5 5.50±1.27 3.70±1.95 4.20±2.30 5.50±1.72 5.20±1.03
J7 5.80±2.44 3.40±2.12 4.50±2.64 6.10±2.08 6.10±0.99
2) 샐러드 드레싱
꾸지뽕 추출색소 분말을 첨가한 샐러드드레싱의 관능검사를 실시한 결과는 표 7과 같다. 대조구(D0)와 비교하여 색소 분말을 첨가한 샐러드드레싱을 평가했을 때, 드레싱의 색은 D5가 7.00±1.10으로 가장 높은 점수를 받았고, 풍미는 D3가 6.67±1.63, 맛은 D5가 6.67±1.97, 조직감은 D5와 D7이 각각 6.50±0.84, 6.50 1.05로 가장 높은 점수를 받았다. 다른 제품들에 비해 색소 분말이 첨가된 샐러드드레싱의 향이 대조구에 비해 높은 점수를 받았는데 이는 다른 원료들에 의해 꾸지뽕 추출색소 분말에서 나는 특유의 향의 영향이 감소한 것으로 생각된다. 전반적 기호도는 꾸지뽕 추출색소 분말을 5% 함유했을 때 7.00±1.55로 가장 높은 평가를 받았다. 따라서 샐러드드레싱의 꾸지뽕 추출색소 분말의 첨가 비율은 5%가 가장 적합할 것이라고 판단된다(도 9).
꾸지뽕 열매 추출물의 동결건조 분말을 첨가한 샐러드 드레싱의 관능검사 결과
색 풍미 맛 조직감 전반적 기호도
D0 5.83±1.47 5.67±1.51 5.67±1.86 6.00±0.89 5.67±1.03
D3 5.33±1.97 6.67±1.63 6.00±1.10 6.00±0.89 6.17±0.98
D5 7.00±1.10 6.17±2.23 6.67±1.97 6.50±0.84 7.00±1.55
D7 6.83±1.33 6.17±1.72 6.50±2.59 6.50±1.05 6.67±2.07

Claims (5)

  1. 꾸지뽕(Cudrania tricuspidata) 분쇄물에 추출 용매를 첨가한 후 환류냉각법 또는 초음파추출법을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 꾸지뽕으로부터 천연 색소 루틴(rutin)을 추출하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 꾸지뽕(Cudrania tricuspidata) 열매 분쇄물에 75~85%(v/v) 에탄올을 첨가한 후 75~85℃에서 2~4 시간 동안 환류냉각법으로 추출한 후, 감압농축하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 꾸지뽕으로부터 천연 색소 루틴을 추출하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항의 방법에 의해 추출된 천연 색소 루틴(rutin)을 유효성분으로 함유하는 식품 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 식품은 추출된 천연 색소 루틴의 분말을 6~8 중량% 함유하는 젤리이거나 또는 추출된 천연 색소 루틴의 분말을 4~6 중량% 함유하는 샐러드 드레싱인 것을 특징으로 하는 식품 조성물.
  5. 제1항 또는 제2항의 방법에 의해 추출된 천연 색소 루틴(rutin)을 암 조건 및 -80℃~4℃에서 저장하는 단계를 포함하는 루틴의 안정성을 유지하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210087736A (ko) * 2020-01-03 2021-07-13 안동대학교 산학협력단 단풍취 추출 분말을 이용한 저칼로리 구미 젤리의 제조방법

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