KR20170019941A - 발효차 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 1) 차엽을 위조하는 단계; 2) 위조된 차엽을 유념하는 단계; 3) 유념한 차엽에 자두가공물을 첨가하여 발효하는 단계; 및 4) 발효된 차엽을 건조하는 단계;를 포함하여 제조되는 차엽에 자두가공물을 첨가하여 발표시킨 발효차에 관한 것이다.
Description
본 발명은 발효차 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자두가공물을 이용하여 홍차형태로 차잎을 발효시킨 발효차 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
차는 동백과(Theaceae), 동백속(Camellia)에 속하는 차나무(Camellia sinensis O, Kuntze)의 싹이나 잎을 가공한 것으로서 차 생엽에는 75-80%의 수분과 20-25%의 고형분이 함유되어 있으며, 고형분에는 카테킨, 카페인, 아미노산, 섬유소, 펙틴 등의 유기물과 지질, 수지류, 정유, 비타민, 클로로필 등 다양한 성분이 함유되어 있다. 이 성분들이 차의 독특한 맛과 풍미를 형성하며 특히 카테킨류에 의한 콜레스테롤 상승 억제, 혈당 상승 저해 작용, 동맥경화방지 작용, 항산화 작용, 항균 작용, 항궤양 작용 및 돌연변이 억제 작용 등의 생리활성 효능이 과학적으로 규명되어 보건음료 및 기능성 식품으로서의 가치가 재평가되고 있다. 차나무 품종은 중국 소엽종인 Camellia sinensis var. sinensis와 인도 대엽종인 Camellia sinensis var. assamica로 분류되며 우리나라에서는 중국 소엽종의 일종인 재래종과 야부기다, 대차 등이 재배되고 있다. 재래종은 쓰고 떫은맛을 내는 폴리페놀 함량이 비교적 많고 아미노산 함량은 낮은 편이며, 야부기다는 녹색이 강하고 맛이 부드러우며 떫은맛이 적은 특징이 있다.
차는 차나무의 품종, 산지, 계절, 제법, 형상, 풍미 등에 따라 수많은 이름이 있으며 차의 분류도 확정되어 있지 않은 상태이며 통상 발효정도에 따라 발효도가 0%인 불발효차(녹차), 20-60%인 반발효차(백차, 화차, 포종차, 우롱차) 및 80% 이상인 발효차(홍차)로 크게 분류하고 있다. 전통적인 발효차는 찻잎에 함유된 효소에 의한 발효를 이용하므로 효소 발효차라하며, 우리나라는 현재 발효에 대한 기준이 제시되어 있지 않다.
효소 발효차인 홍차류는 차엽을 채엽 후 위조과정을 통하여 잎을 부드럽게 하고 향기 생성에 필요한 생화학반응이 일어나도록 유도하고, 유념과정을 통하여 산화효소와 폴리페놀의 반응을 촉진시키며, 발효공정으로 카테킨류의 산화중합을 촉진시킴으로서 테아플라빈류를 생성하고 갈색화를 동반하여 향과 맛이 생성된다.
효소 발효차는 발효가 진행됨에 따라 산화효소에 의해 에피카테킨, 에피갈로카테킨 갈레이트 등 카테킨류의 산화 중합 반응이 일어나 적황색을 띠는 테아플라빈류(theaflavins)를 생성하며 주로 테아플라빈(theaflavin), 테아플라빈-3-갈레이트(theaflavin-3-gallate), 테아플라빈-3'-갈레이트(theaflavin-3'-gallate) 및 테아플라빈-3,3'-디갈레이트(theaflavin-3,3'-digallate) 등 4종이 보고되어 있다. 이들 테아플라빈류는 항산화활성, 항돌연변이 등의 효과 등을 가지는 것으로 알려져 있으며, 산화효소의 작용에 따라 산화중합물들이 생성되어지며, 이에 따라 차의 적색도가 증가하고 향과 맛의 차이가 발생하며, 생성물의 체내 생리활성에도 차이가 있다.
현재 우리나라의 차 생산은 주로 녹차가 차지하고 있으며 최근 홍차, 우롱차 등 발효차의 수입 증가로 발효차의 소비량이 점차 늘어나고 있으나 많은 종류의 다른 나라 차가 수입되어 차 시장을 점차적으로 잠식하고 있는 실정이다. 따라서 녹차의 쓰고 떫은맛을 줄이고 향미 등 기호성이 증대된 발효녹차를 개발함으로서 해외 수입차의 수입대체는 물론 소비자의 선택의 폭을 넓혀 차의 새로운 수요확대가 필요한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 효소발효차 제조시 자두가공물을 첨가하여 발효시킴으로써 테아플라빈 및 테아루비진의 함량을 증대시키고 또한 색, 향, 맛 등 기호성이 향상된 발효차 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 안출된 기술적 과제를 해결하기 위하여 차엽에 자두가공물을 첨가하여 발효시킨 발효차를 제공한다.
상기 발효차는 차엽 100 중량부에 대하여 자두가공물 0.5 내지 5 중량부를 첨가하여 발효시키는 단계; 및 발효된 차엽을 건조하는 단계를 포함하여 수행함으로써 제조될 수 있다.
상기 발효는 20 내지 35 ℃에서 1 내지 6 시간 동안 수행함으로써 이루어질 수 있으며,
상기 차엽은 수분의 함량이 40 내지 60 중량%로 건조시킨 생엽일 수 있다.
상기 자두가공물은 자두분쇄물, 자두착즙액 및 자두 효소 분해물 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있는데,
상기 자두 효소 분해물은 셀룰라아제 및 펙티나아제 중에서 선택되는 1종 이상의 효소를 첨가하여 가수분해시킴으로써 제조될 수 있다.
본 발명에 의하면 상기 자두 효소 분해물은 상기 효소를 100 내지 1000 unit/자두g으로 첨가하여 1 내지 6 시간 동안 가수분해된 것 일 수 있다.
본 발명에 따른 발효차는 차엽을 발효하는 과정에서 차엽에 자두가공물을 첨가하여 발효시킴으로써 테아플라빈, 테아루비진의 함량 및 페놀산의 함량을 증가시켜 항산화, 항염, 항균, 항암 등의 기능성을 향상시키고, 차의 떫은맛이 완화되고, 단맛과 신맛이 증진되어 부드럽고 깊은 풍미를 나타내며, 향이 향상되어 기호성이 증대되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발효차의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 따른 발효차의 총 페놀 함량을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 따른 발효차의 총 알칼로이드 함량을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 따른 발효차의 총 테아플라빈 함량을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 따른 발효차의 총 페놀 함량을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 따른 발효차의 총 알칼로이드 함량을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 따른 발효차의 총 테아플라빈 함량을 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 차엽에 자두가공물을 첨가하여 발효시킨 것을 특징으로 하는 발효차를 제공한다.
본 발명에 따른 발효차는 차엽 100 중량부에 대하여 자두가공물 0.5 내지 5 중량부를 첨가하여 발효시키는 단계; 및 발효된 차엽을 건조하는 단계;를 포함하여 수행함으로써 제조될 수 있다.
본 발명에 있어서, 차엽이란 동백과, 동백속에 속하는 차나무의 싹이나 잎을 가공한 것을 말하며, 바람직하게는 수분의 함량을 40 내지 60 중량%로 건조시킨 생엽일 수 있다.
본 발명에 의하면, 차엽의 수분을 상기 범위로 유지시키고, 발효를 용이하게 하기 위하여 차엽을 위조하는 단계; 위조된 차엽을 유념하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 위조공정(withering)이란 차엽의 수분을 일정 정도까지 제거하여 유념공정에서 차엽이 부서지지 않고 잘 견뎌낼 수 있는 상태로 만들어주는 공정을 말하며,
상기 유념공정(rolling)이란 차엽의 수분함량을 균일하게 함과 동시에 차엽에 함유된 유효성분들이 잘 우러나오도록 외부의 힘으로 차엽의 세포조직을 파괴하는 공정을 말한다. 예를 들어, 손으로 차엽을 비비는 등의 공정이 될 수 있다. 유념이 부족하면 구감이 맑고 엷으며 잎이 조각나기 쉽고, 유념이 과도하면 탕색이 혼탁하며, 고삽도(쓰고 떫은 정도)가 높고, 차에서 잡미가 올라오기 쉽다.
본 발명에 있어서, 상기 자두가공물은 자두분쇄물, 자두착즙액 및 자두 효소 분해물 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
자두에는 프락토스(fructose), 글루코스(glucose), 슈크로스(sucrose) 및 말토스(maltose) 등의 유리당과, 옥살산(oxalic acid), 시트르산(citric acid), 말산(malic acid), 숙신산(succinic acid), 포름산(formic acid) 및 아세트산(acetic acid) 등의 유기산뿐만 아니라 과일 유래의 다양한 효소들이 함유되어 있다.
상기 자두가공물의 제조에 사용되는 자두는 씨를 제거한 자두로서, 껍질을 제거하거나 또는 제거하지 않은 것일 수 있다.
차엽 발효 시, 자두가공물을 첨가하여 발효시켜 제조된 발효차는 발효차 특유의 성분인 테아플라빈, 테아루비진의 함량과 총페놀의 함량이 증대되었으며, 과일 향을 함유하고 있어 기호성이 증대될 수 있다.
본 발명에 의하면 상기 자두가공물은 차엽 100 중량부에 대하여 자두가공물 0.5 내지 5 중량부로 첨가될 수 있다.
상기 자두가공물이 상기 범위 미만이면, 제조되는 발효차에서 자두가공물 함유에 의한 테아플라빈, 테아루비진의 함량 증가를 기대하기 어렵다. 또한, 상기 자두가공물이 상기 범위를 초과하면 자두에 함유된 유기산에 의한 과도한 pH 저하로 폴리페놀옥시데이즈 등의 효소 활성을 떨어뜨려 테아플라빈, 테아루비진의 함량 증대 효과를 기대하기 어려우며 제조단가가 높아져 경제성이 떨어질 수 있다.
본 발명에 의하면 상기 발효는 20 내지 40 ℃에서 1 내지 6 시간 동안 수행하는 것일 수 있다. 발효의 종점 확인은 색차계 또는 분광광도계를 이용하면 제품을 표준화시킬 수 있어 바람직하다.
본 발명에 의하면, 상기 자두 효소 분해물은 셀룰라아제 및 펙티나아제 중에서 선택되는 1종 이상의 효소를 첨가하여 가수분해시킴으로써 제조될 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 셀룰라아제 또는 펙티나아제 효소는 자두의 세포벽을 파괴하여 자두에 함유된 유리당이나 폴리페놀 등 항염, 항산화 효과를 나타내는 유용성분의 함량이 증대된 자두가공물을 제조할 수 있고, 특히, 상기 자두 효소 분해물을 이용하여 차엽을 발효시키면, 자두분쇄물 또는 자두 착즙액을 이용하여 발효시킨 발효차에 비하여 테아플라빈 함량과 총 페놀 성분이 증대된 발효차를 제조할 수 있으므로 바람직하다.
본 발명에 의하면, 상기 자두 효소 분해물은 상기 효소를 100 내지 1000 unit/자두100g으로 첨가하여 1 내지 6 시간 동안 가수분해된 것일 수 있다.
효소가 상기 범위 미만이면 세포벽 분해효소의 첨가에 의한 효과가 미미하며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 제조되는 자두가공물에 의한 발효차의 테아플라빈 함량 증가가 미미하거나 오히려 저하될 수 있으므로 바람직하지 않다.
본 발명에 의하면, 상기 발효된 차엽은 수분 함유량이 2 내지 4%가 되도록 건조시킨다. 상기 건조는 차엽의 산화과정을 완전히 멈추게 하고, 수분으로 인한 품질 변화를 방지하기 위하여 수행될 수 있다.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
<실시예>
시약 준비
차류 이화학적 특성분석을 위한 시약으로 catechin(C) epicatechin(EC), epicatechin gallate(ECg), epigallocatechin(EGC), gallocatechin(GC), epigallocatecnin gallate (EGCg), gallocatechin gallate(GCg), theanine, caffeine, Folin-Ciocalteu's phenol reagent, sodium carbonate, (±)-6-Hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchromane-2-carboxylic acid(Trolox), gallic acid, 2,4,6-tripyridyl-s-triazine(TPTZ), 2,2'-Azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS), 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH), ferric chloride hexahydrate, potassium chloride, sodium acetate는 Sigma chemical Co.(StLouis, MO, USA) 제품을 사용하였으며, Theaflavin(TF), theaflavin-3-gallate(TF-3-G), theaflavin-3'-gallate(TF-3'-G), theaflavin-3,3' -digallate(TF-3,3'-diG)는 Nacalai(SanDiego, CA, USA) 제품을 사용하였고,m methanol, water, acetonitrile 등의 용매는 HPLC급으로 Mallinckrodt Baker Inc.(Phillipsburg, NJ, USA) 제품을 사용하였다. 그리고, 그 밖의 모든 시약은 특급 등급의 시약을 사용하였다
준비예. 차엽 준비
발효차는 그 제법에 따라 orthodox와 CTC(crush, tear, curl) 방법으로 대별되며, 본 발명에서는 차엽 형태 유지를 위해 채엽 후 위조, 유념, 발효, 건조과정을 거치는 orthodox 방법을 차엽 발효모델로 선정하여 [도 1]의 방법으로 제조하였다.
실험에 사용한 차엽은 전남 보성군 소재 다원에서 재배중인 재래종 차나무의 차엽을 6월 초에 채엽하여 사용하였다. 차엽은 실내에서 16시간 위조 후, 수분이 50%가 되도록 유념 및 건조하였다.
실시예
1.
자두착즙액
이용 발효차
자두의 씨를 제거한 뒤, 자두를 껍질째 잘라서 착즙기(Juicer extractor; Braun, Kronberg, Germany)를 이용하여 자두를 착즙한 뒤, 원심분리(4,000 rpm, 15 min)하여 상층액을 얻음으로써 자두착즙액을 제조하였다. 자두는 김천에서 생산한 대석을 이용하였다. 자두착즙액의 수율은 가식부 100 g에 대해 57 g으로 57%의 수율을 나타내었으며 가용성 고형분은 11.0°brix, pH는 3.1로 측정되었다.
준비예에서 준비한 차엽 1 kg에 자두착즙액 20 g을 첨가하여 30 ℃에서 4 시간 동안 발효시킨 뒤 발효차를 제조하였다.
자두착즙액 20 g에 함유된 자두 유래 폴리페놀 옥시다아제의 활성은 약 2000 unit으로 계산되었다.
실시예
2.
자두과육
분쇄물
이용 발효차
자두의 씨 및 껍질을 제거한 뒤 얻어진 자두 과육을 분쇄하여 자두분쇄물을 얻었다.
준비예에서 준비한 차엽 1 kg에 자두분쇄물 35 g을 첨가하여 30 ℃에서 4 시간 동안 발효시켜 발효차를 제조하였다. 이때 자두분쇄물의 첨가량은 자두착즙액의 조건과 동일하게 하기 위하여 자두착즙액의 수율을 고려하여 계산하였다.
실시예
3. 자두 효소
분해물
이용 발효차
자두의 씨를 제거한 뒤, 자두를 껍질째 분쇄하였다. 상기 씨가 제거된 자두 생과 100 g(이하 '자두100g' 이라 한다)에 대하여 펙티아아제 500 unit을 첨가하여 2시간 동안 효소처리 하였다. 효소처리된 자두를 착즙기(Juicer extractor; Braun, Kronberg, Germany)를 이용하여 착즙하여 자두 효소 분해물을 제조하였다.
준비예에서 준비한 차엽 1 kg에 자두 효소 분해물 20 g을 첨가하여 30 ℃에서 4 시간 동안 발효시켜 발효차를 제조하였다.
실시예
4. 자두 효소
분해물
이용 발효차 2
효소로 펙티나아제 대신에 셀룰라아제를 이용한 것을 제외하고는 실시예 3의 방법으로 발효차를 제조하였다.
실시예
5. 자두 효소
분해물
이용 발효차 3
효소로 펙티나아제 대신에 복합효소인 비스코자임을 이용한 것을 제외하고는 실시예 3의 방법으로 발효차를 제조하였다.
대조군
대조군으로 무처리한 차엽을 이용하여 자연발효하여 발효차를 제조하였다.
비교예 1
준비예에서 준비한 유념된 차엽 1 kg에 폴리페놀 옥시다아제 2000 unit을 첨가하여 30 ℃에서 4시간 동안 발효시킨 후 건조하여 발효차를 제조하였다.
비교예 2
준비예에서 준비한 유념된 차엽 1 kg에 펙티나아제 2000 unit을 첨가하여 30 ℃에서 4시간 동안 발효시킨 후 건조하여 발효차를 제조하였다.
비교예 3
준비예에서 준비한 유념된 차엽 1 kg에 셀룰라아제를 2000 unit을 첨가하여 30 ℃에서 4시간 동안 발효시킨 후 건조하여 발효차를 제조하였다.
비교예 4
준비예에서 준비한 유념된 차엽 1 kg에 자두착즙액 10 g 및 셀룰라아제 1000 unit을 첨가한 뒤, 30 ℃에서 4시간 동안 발효시킨 후 건조하여 발효차를 제조하였다.
비교예 5.
씨를 제거한 사과를 껍질째 잘라서 착즙기(Juicer extractor; Braun, Kronberg, Germany)를 이용하여 착즙한 뒤, 원심분리(4,000 rpm, 15 min)하여 상층액을 얻음으로써 사과착즙액을 제조하였다. 사과착즙액의 수율은 가식부 100 g에 대해 60 g으로 60%의 수율을 나타냈으며, 가용성 고형분은 14.7°brix, pH는 3.9로 측정되었다.
준비예에서 준비한 차엽 1 kg에 사과착즙액 35 g을 첨가하여 30 ℃에서 4 시간 동안 발효시켜 발효차를 제조하였다.
사과착즙액 35 g에 함유된 사과 유래 폴리페놀 옥시다아제의 활성은 약 2000 unit으로 계산되었다.
비교예 6.
씨 및 껍질을 제거한 뒤 얻어진 사과 과육을 분쇄하여 사과분쇄물을 얻었다.
준비예에서 준비한 차엽 1 kg에 사과분쇄물 58.3 g을 첨가하여 30 ℃에서 4 시간 동안 발효시켜 발효차를 제조하였다. 이때 사과분쇄물의 첨가량은 사과착즙액의 조건과 동일하게 하기 위하여 사과착즙액의 수율을 고려하여 계산하였다.
비교예 7
씨를 제거한 배를 껍질째 잘라서 착즙기(Juicer extractor; Braun, Kronberg, Germany)를 이용하여 착즙한 뒤, 원심분리(4,000 rpm, 15 min)하여 상층액을 얻음으로써 배착즙액을 제조하였다. 배착즙액의 수율은 가식부 100 g에 대해 57 g으로 57%의 수율을 나타냈으며, 가용성 고형분은 12.2°brix, pH는 5.2로 측정되었다.
준비예에서 준비한 차엽 1 kg에 배착즙액 5.3 g을 첨가하여 30 ℃에서 4 시간 동안 발효시켜 발효차를 제조하였다.
배착즙액 5.3 g에 함유된 배 유래 폴리페놀 옥시다아제의 활성은 약 2000 unit으로 계산되었다.
비교예 8
씨 및 껍질을 제거한 뒤 얻어진 배 과육을 분쇄하여 배분쇄물을 얻었다.
준비예에서 준비한 차엽 1 kg에 배분쇄물 9.3 g을 첨가하여 30 ℃에서 4 시간 동안 발효시켜 발효차를 제조하였다. 이때 배분쇄물의 첨가량은 배착즙액의 조건과 동일하게 하기 위하여 배착즙액의 수율을 고려하여 계산하였다.
시험예
1. 효소 처리량이 다른 자두 효소
분해물
이용 발효차 제조
자두 효소 분해물 제조시 효소 처리량의 차이에 따른 발효차의 특성을 확인하였다. 씨를 제거한 자두 생과(씨를 제거한 뒤 껍질째 분쇄한 자두) 100 g에 대하여, 펙티나아제를 각각 0, 200, 500, 800, 1300 및 2000 unit을 첨가하여 2 시간 동안 효소처리하여 자두 효소 분해물을 제조하였다.
제조예에서 제조한 차엽 100 g에 앞에서 제조한 자두 효소 분해물 2 중량부를 첨가하여 30 ℃에서 4 시간 동안 발효한 뒤, 발효된 차엽의 수분함량이 3 %가 되도록 건조하여 발효차를 제조하였다.
각 시료 분말에 10 배의 90 ℃ 정제수(v/w)를 넣어 10분간 추출 후 여과하여 분석용 시료로 이용하였으며, 제조된 발효차의 테아플라빈 함량을 측정하였으며, HPLC를 이용하여 분석하였다. HPLC 분석조건은 multiwavelength detector(MD-2010 Plus)를 장착한 HPLC system (JASCO Co., Japan)을 이용하여 XTerra RP18 column(3.5 μm, 4.6×150 mm, Waters, Milford, Massachusetts, USA)을 사용하여 분리하였다. 분리를 위해 이동상 5% acetonitrile containing 0.035% TFA와 50% acetonitrile containing 0.035%의 농도구배에 의해 35℃에서 유속 1.0 mL/min으로 하여 205 nm에서 검출하였다.
펙티나아제(unit) | 0 | 200 | 500 | 800 | 1300 | 2000 |
총테아플라빈(mg/mL) | 5.04 | 5.32 | 5.58 | 5.61 | 5.60 | 5.62 |
표 1에 나타낸 바와 같이, 펙티나아제의 함량이 증가할수록 총 테아플라빈의 함량은 증가되는 것으로 확인되었으나 1000 unit/자두100g을 초과하는 경우에는 테아플라빈의 증가가 미미하였다. 따라서, 효소의 처리는 100 내지 1000 unit/자두100g으로, 바람직하게는 100 내지 500 unit/자두100g으로 함유될 수 있다.
시험예
2.
자두가공물
함량이 다른 발효차의 제조
자두가공물로 씨를 제거한 자두 생과(씨를 제거한 뒤 껍질째 분쇄한 자두) 100g에 대하여, 펙티나아제 500 unit을 첨가되도록 하여 2 시간 동안 처리한 자두 효소 분해물을 이용하여 자두가공물 함량에 따른 발효차의 총 테아플라빈 함량의 변화를 확인하였다. 차엽 100 g에 대하여 자두가공물을 각각 0, 1, 2, 4, 6, 8, 10 g씩 첨가하여 30 ℃에서 4 시간 동안 발효한 뒤, 발효된 차엽의 수분함량이 3 %가 되도록 건조하여 발효차를 제조하였다.
자두가공물 | 0 | 1 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
총테아플라빈(mg/mL) | 3.20 | 5.37 | 5.56 | 5.64 | 5.50 | 5.41 | 5.39 |
표 2에 나타낸 바와 같이, 자두가공물의 첨가는 발효차의 총 테아플라빈 함량을 증가시키는 것으로 나타났다. 그러나, 자두가공물이 차엽 100 중량부에 대하여 5 중량부를 초과하는 경우에는 총 테아플라빈의 함량의 증가가 미미하거나 오히려 줄어드는 결과가 나타났다.
시험예
3. 발효시간에 다른 발효차의 제조
씨를 제거한 뒤 껍질째 분쇄한 자두에 펙티나아제 500 unit/자두100g을 첨가하여 2 시간동안 처리함으로써 자두 효소 분해물을 제조하였다.
차엽 1 kg에 자두 효소 분해물 20 g을 첨가하고, 30 ℃에서 각각 1, 2, 5, 8 및 12 시간 동안 발효시키면서 발효시간에 따른 테아플라빈의 함량 변화를 확인하였다.
발효시간 | 1 | 2 | 4 | 6 | 8 | 12 |
총테아플라빈(mg/mL) | 5.24 | 5.37 | 5.56 | 5.53 | 5.34 | 5.26 |
표 3에 나타낸 바와 같이, 발효시간이 6시간을 초과하는 구간에서는 오히려 총테아플라빈의 함량이 감소하는 결과가 나타났다. 이에 최적 발효시간으로 1 내지 6 시간이 바람직한 구간임을 확인하였다.
시험예
4.
과일유래
폴리페놀 옥시다아제 활성의 측정
본 발명에 따른 발효차의 효과가 자두에 함유된 과일유래 폴리페놀 옥시다아제의 단독 효과에 의한 것이 아닌 자두 또는 자두 효소 분해물에 의한 효과임을 입증하기 위하여 자두착즙액, 사과착즙액 및 배착즙액을 제조하고 이들의 폴리페놀 옥시다아제 활성을 측정하였으며, 동일한 폴리페놀 옥시다아제 활성을 갖도록 각 착즙액을 취하여 차엽을 발효시켜 발효차를 제조하였다.
씨를 제거한 과일(자두, 사과 및 배)를 껍질째 자른뒤, 착즙기를 이용하여 착즙한뒤, 원심분리(4,000 rpm, 15 min)하여 상층액을 얻음으로써 착즙액을 제조하였다.
폴리페놀 옥시다아제의 활성은 각각 과일(자두, 사과 및 배) 추출물 200 ㎕에 기질(100 mM catechol/0.1M phosphate buffer) 200 ㎕를 넣고, 0.1M hosphate buffer 200 ㎕ 및 1800 ㎕를 순차적으로 넣은 뒤, 10초간 방치한 후 420 nm에서 흡광도를 측정하여 1 분간 0.001 흡광도 값을 변화시키는 효소량을 1 unit으로 정의하였다.
사과의 폴리페놀 옥시다아제 활성은 55 unit/사과추출물g으로 측정되었으며, 배의 폴리페놀 옥시다아제 활성은 380 unit/배추출물g으로 측정되었고, 자두의 폴리페놀 옥시다아제 활성은 100 unit/자두가공물g으로 측정되었다.
시험예 5. 자두 성분 분석
실험에 사용된 자두의 유리당 및 유기산을 HPLC를 이용하여 분석하였으며, 이를 하기 표 4 및 5에 나타내었다(표 4는 자두 유리당이며, 표 5는 자두 유기산이다).
유리당 | 농도(mg/100g of fresh weight) |
fructose | 2310±15 |
glucose | 2680±20 |
sucrose | 1370±12 |
maltose | 150±9 |
유기산 | 농도(mg/100g of fresh weight) |
oxalic acid | 9.0±2 |
citric acid | 40±2 |
malic acid | 1410±22 |
succinic acid | 280±11 |
formic acid | 77±8 |
acetic acid | 3±0.7 |
시험예
6. 이화학적 특성 분석
발효차의 특성분석을 위하여 차류 응용조건에서 일반적으로 사용되는 조건으로 추출하였다. 구체적으로 각 시료 분말에 10 배의 90 ℃ 정제수(v/w)를 넣어 10분간 추출 후 여과하여 분석용 시료로 이용하였다.
모든 분석결과는 SPSS program(SPSS version 17.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하여 통계처리 하였으며, 분산분석(ANOVA)을 이용하여 5% 수준에서 Duncan의 다중범위검정을 실시하여 유의성을 검정하였다.
시험예
6.1. 색도 분석
발효차의 색은 카테킨, 테아플라빈, 테아루비진 및 클로로필 등이 영향을 미치며 테아플라빈의 함량이 높을수록 오렌지 적색으로 되고, 테아루비진의 함량이 많을 수록 진한 갈색이되며, 테아플라빈의 함량이 높을수록 발효차의 수색과 맛의 품질은 높아지는 것으로 알려져 있다. 실시예 및 비교예에 따른 발효차의 색도 분석결과를 하기 표 6에 나타내었다. 또한, 색도 비교를 위한 지표로, 시판되는 국내산 발효 세작 및 인도산 다즐링 홍차의 색도를 함께 평가하였다.
추출물의 색도는 투명한 플라스틱 원통용기(35×10 mm)에 담아 색차계(Minolta, CM-2500D, Tokyo, Japan)를 사용하여 L 값(lightness), a 값(+redness, -greenness), b 값(+yellowness, -blueness)을 측정하였다. 색도 값은 각각 3개씩 준비하여 3회 반복 측정하였으며 평균(mean)과 표준편차(SD)로 나타내었다.
구분 | 명도(L) | 적색도(a) | 황색도(b) |
대조군 | 40.61 | 2.90 | 20.63 |
실시예 1 | 40.84 | 2.15 | 20.58 |
실시예 2 | 41.20 | 2.41 | 21.11 |
실시예 3 | 40.28 | 2.34 | 20.95 |
실시예 4 | 40.98 | 2.98 | 20.59 |
실시예 5 | 40.56 | 2.76 | 20.84 |
비교예 1 | 40.43 | 3.06 | 20.92 |
비교예 2 | 42.45 | 2.06 | 21.88 |
비교예 3 | 39.49 | 4.02 | 20.99 |
비교예 4 | 40.53 | 3.49 | 20.68 |
비교예 5 | 40.60 | 2.89 | 20.94 |
비교예 6 | 40.51 | 2.73 | 20.75 |
비교예 7 | 39.51 | 3.51 | 20.31 |
비교예 8 | 40.46 | 2.72 | 20.58 |
시판 국산 발효세작 | 41.82 | 1.17 | 20.08 |
시판 인도 다즐링 | 39.36 | 3.55 | 18.79 |
색도 분석결과, 표 6에 나타낸 바와 같이 밝기를 나타내는 L값은 39.49-41.20, 적색도를 나타내는 a값은 2.06-4.02, 황색도를 나타내는 b값은 20.31-21.88을 나타내었다. 효소원 첨가형태에 따른 일정한 경향은 나타나지 않았으며, 시판 발효 세작의 L값 및 b값은 각각 41.82 및 20.08로 본 연구에서 제조한 발효차와 유사하게 나타났으나 a값은 1.17로 다소 낮게 나타났다. 한편, 시판 인도 다즐링 홍차의 침출액 색은 a값이 3.55로 다른 발효차에 비해 가장 높은 값을 나타냈다
시험예
6.2. 총 페놀 및 총 알칼로이드 함량 측정
실시예 및 비교예에 따른 발효차의 총 페놀 함량 및 총 알칼로이드 함량을 측정하였으며, 이를 하기 도 2 및 도 3에 나타내었다. 카테킨, 카페인, 테아닌 및 테아플라빈류 동시 정량을 위한 정량을 위한 HPLC 분석조건은 multiwavelength detector(MD-2010 Plus)를 장착한 HPLC system (JASCO Co., Japan)을 이용하여 XTerra RP18 column(3.5 μm, 4.6×150 mm, Waters, Milford, Massachusetts, USA)을 사용하여 분리하였다. 분리를 위해 이동상 5% acetonitrile containing 0.035% TFA와 50% acetonitrile containing 0.035%의 농도구배에 의해 35℃에서 유속 1.0 mL/min으로 하여 205 nm에서 검출하였다.
총 페놀 화합물로 EGCg, ECg 등 카테킨류인 flavan-3-ols, TF, TF-3-G 등 테아플라빈류, quercetin, kaempferol 등 flavonols, gallic acid 유도체 및 proanthocyanidins 등이 알려져 있으며 그 외에 테오브로민, 카페인 등 purine alkaloids 성분이 있다.
총 페놀의 함량은 대조구에서 61.43 mg/100 mL로 가장 낮게 함유되어 있었다. 시판 발효 세작은 62.19 mg/100 mL이었으며, 인도산 다즐링 홍차는 58.90 mg/100 mL으로 측정되었다. 도 2를 참조하면, 실시예의 자두가공물을 이용한 발효가 사과나 배를 이용한 발효보다 총 페놀의 함량이 높았으며, 자두가공물로 효소처리하여 제조된 실시예 3 내지 5에서 총 페놀의 함량이 특히 높았다. 한편, 효소를 직접 처리한 비교예 1 내지 3에서는 셀룰라아제를 이용한 발효(비교예 3)에서 총 페놀의 함량이 좀 더 높았다.
한편, 총 알칼로이드 함량은 테오브로민 및 카페인의 합으로 구하였으며, 하기 도 3에 나타내었다. 도 3을 참고로 하면, 총 알칼로이드의 함량은 26.5 내지 28 mg/100 mL으로, 시료들 간에 큰 차이는 없는 것으로 확인되었으며, 시판 발효 세작에는 26.63 mg/100 mL이, 시판 인도산 다즐링 홍차에는 28.35 mg/100 mL이 함유된 것으로 나타났다.
시험예
6.3. 카테킨 함량 측정
차엽 폴리페놀 성분의 80% 이상을 차지하는 카테킨은 산화효소에 의해 서로 결합하여 오렌지 적색의 수색을 나타내는 테아플라빈류로 전환되고 이들이 더욱 중합되어 적갈색을 나타내는 테아루비진이 된다. EC는 EGC와 결합하여 theaflavin(TF)이 되고, EC와 EGCg는 theaflavin-3-gallate(TF-3-G), ECg와 EGC는 theaflavin-3'-gallate(TF-3'-G) 그리고 ECg와 EGCg는 theaflavin-3,3'-digallate (TF-3,3'-diG)로 전환된다. 본 발명에서는 실시예 및 비교예에 따른 발효차와 국내 차엽으로 제조되어 시판되고 있는 발효차와 차엽 자체 효소만으로 발효되어 제조된 발효차를 대조구로 하여 카테킨 조성 및 함량을 분석하였으며, 이를 하기 표 7에 나타내었다.
구분 |
카테킨(mg/100 mL) | |||||||
GC | EGC | C | EC | EGCg | GCg | ECg | Cg | |
대조군 | 0.25 | 0.43 | 0.29 | 0.31 | 1.29 | 2.18 | 0.60 | 1.24 |
실시예 1 | 0.26 | 0.54 | 0.30 | 0.35 | 1.52 | 2.67 | 0.72 | 1.29 |
실시예 2 | 0.25 | 0.50 | 0.29 | 0.32 | 1.49 | 2.96 | 0.77 | 1.34 |
실시예 3 | 0.27 | 0.56 | 0.31 | 0.38 | 1.45 | 3.05 | 0.64 | 1.47 |
실시예 4 | 0.28 | 0.55 | 0.30 | 0.37 | 1.44 | 3.03 | 0.63 | 1.36 |
실시예 5 | 0.26 | 0.55 | 0.30 | 0.34 | 1.45 | 3.03 | 0.65 | 1.38 |
비교예 1 | 0.28 | 0.53 | 0.30 | 0.36 | 1.47 | 2.36 | 0.69 | 1.28 |
비교예 2 | 0.25 | 0.49 | 0.29 | 0.30 | 1.68 | 3.41 | 0.99 | 1.41 |
비교예 3 | 0.25 | 0.47 | 0.29 | 0.31 | 1.39 | 3.01 | 0.72 | 1.33 |
비교예 4 | 0.26 | 0.54 | 0.31 | 0.35 | 1.52 | 3.00 | 0.73 | 1.30 |
비교예 5 | 0.26 | 0.53 | 0.29 | 0.35 | 1.53 | 2.63 | 0.73 | 1.28 |
비교예 6 | 0.25 | 0.49 | 0.29 | 0.33 | 1.45 | 2.62 | 0.71 | 1.28 |
비교예 7 | 0.28 | 0.48 | 0.29 | 0.33 | 1.41 | 2.42 | 0.67 | 1.28 |
비교예 8 | 0.25 | 0.42 | 0.29 | 0.30 | 1.28 | 2.35 | 0.60 | 1.25 |
표 7에 나타낸 바와 같이, 차엽에서 일반적으로 검출되지 않는 것으로 알려진 Cg(카테킨 갈레이트)가 모든 발효차에서 정량되었으며, 개별 카테킨의 함량 및 총 카테킨의 함량은 외부효소 무첨가구인 대조구에서 가장 낮게 함유되어 있었으며, 자두, 사과, 및 배는 즙 형태로 첨가시 과육보다 유의적으로 더 높게 함유되어 있었다.
비교예를 참고로 하면, 폴리페놀 옥시다아제 첨가구에서 EC, EGC, C, EC 등 non-gallate형 카테킨이 가장 높게 정량되었고 pectinase 첨가구에서 EGCg, GCg, ECg, Cg 등 gallate형 카테킨 함량이 높은 것으로 나타났다. 또한 차엽에 가장 많이 함유되어 있는 것으로 알려진 EGCg와 ECg는 테아플라빈류로 전환되어 서로 epimer 관계에 있는 GCg, Cg 등 trans 형 카테킨 보다 낮게 함유되어 있었다.
시험예
6.4.
테아플라빈
조성 및 함량
발효차인 홍차의 수색과 맛은 테아플라빈 함량이 높을수록 좋은 것으로 알려져 있다. 차엽은 유념에 의해 차엽의 세포가 파괴되어 세포질 액포에 존재하는 카테킨류가 표피세포에 존재하는 산화효소에 의해 발효가 진행되어 카테킨 산화 생성물 및 여러 가지 향기 화합물이 생성된다. 실시예 및 제조예에 따라 제조된 발효차의 테아플라빈 조성 및 함량을 측정하였으며, 이를 표 8에 나타내었다.
구분 |
테아플라빈(mg/100 mL) | |||
TF | TF-3-G | TF-3'-G | TF-3,3'-diG | |
대조군 | 0.63 | 0.62 | 0.63 | 1.32 |
실시예 1 | 0.94 | 1.04 | 0.87 | 2.19 |
실시예 2 | 0.99 | 1.02 | 0.94 | 2.12 |
실시예 3 | 1.19 | 1.12 | 0.94 | 2.33 |
실시예 4 | 1.12 | 1.04 | 1.26 | 2.05 |
실시예 5 | 1.18 | 0.99 | 1.12 | 2.21 |
비교예 1 | 0.76 | 0.74 | 0.70 | 1.52 |
비교예 2 | 0.87 | 0.92 | 0.85 | 2.11 |
비교예 3 | 0.82 | 0.84 | 0.79 | 2.01 |
비교예 4 | 0.89 | 0.94 | 0.88 | 2.09 |
비교예 5 | 0.78 | 0.76 | 0.74 | 1.63 |
비교예 6 | 0.77 | 0.76 | 0.75 | 1.66 |
비교예 7 | 0.66 | 0.65 | 0.67 | 1.53 |
비교예 8 | 0.63 | 0.64 | 0.66 | 1.45 |
시판 발효세작 | 0.72 | 0.64 | 0.60 | 1.04 |
표 8을 참고로 하면, TF-3,3'-diG 함량이 전체 테아플라빈의 40% 이상을 차지하고 있었으며, 실시예 3 내지 5에서 가장 높게 함유되어 있엇다. 총 테아플라빈 함량은 도 4에 나타낸 바와 같이, 대조구보다 실시예 및 비교예에서 더 높게 나타났다. 또한, 비교예 중에서는 펙티나아제 첨가구에서 테아플라빈의 함량이 높았으나, 전체적으로 보면 자두가공물 특히 효소처리된 자두가공물에서 테아플라빈의 함량이 크게 증대된 것을 확인할 수 있다.
한편, 시험예 1과 실시예 1, 2와 비교예 5 내지 8을 참고로 하면, 과일 유래 폴리페놀 옥시다아제의 활성은 배가 가장 높았으며, 사과가 가장 낮게 함유되어 있었다. 폴리페놀 옥시다아제의 활성량을 동일하게 첨가하여 발효시킨 경우, 과일추출물을 이용한 발효차에서 테아플라빈의 함량은 배에서 가장 낮게 나타났고, 자두가 가장 높게 나타났다. 이는 발효차의 발효 및 테아플라빈의 함량 증가요인이 폴리페놀 옥시다아제에만 있는 것이 아니라, 과일에 함유된 고유의 유기산, 유리당 및 기타 여러가지 복합적인 성분에 의해 이루어지는 것임을 시사한다.
시험예
7. 관능검사
식품 관련 분야에서 3년 이상의 관능검사 경력을 지닌 패널 20명(남여 각 10명)을 대상으로 본 연구의 목적과 취지를 설명하고 관능검사와 관련된 교육을 실시한 후 실시예 및 제조예에서 제조한 발효차 침출액의 색, 향, 맛 및 종합적 기호도에 대한 관능검사를 관능평가를 실시하였다. 각 샘플을 검사하고 나면 반드시 물로 입안을 헹군 뒤 다른 샘플을 평가하도록 하였다. 관능적 특성 검사는 색, 맛, 향, 종합적 기호도로 하고 9 평점법(1점: 매우 싫다, 9: 매우 좋다)으로 평가하여 표 9에 나타내었다. 관능 검사용 발효차의 추출은 각 시료를 티백에 넣은 후, 10배의 90 ℃ 정제수(v/w)를 넣어 10 분간 추출 후 제시하여 수행하였다.
구분 | 색 | 맛 | 향 | 종합적 기호도 |
대조구 | 3.25 | 3.83 | 3.58 | 3.28 |
실시예 1 | 4.24 | 4.75 | 4.83 | 4.67 |
실시예 2 | 4.24 | 4.75 | 4.75 | 4.67 |
실시예 3 | 4.58 | 6.58 | 5.17 | 6.50 |
실시예 4 | 4.00 | 5.67 | 5.00 | 5.24 |
실시예 5 | 4.24 | 5.67 | 5.25 | 5.50 |
비교예 1 | 4.17 | 3.75 | 3.75 | 3.67 |
비교예 2 | 4.33 | 4.58 | 4.25 | 4.50 |
비교예 3 | 4.00 | 4.00 | 3.67 | 3.92 |
비교예 4 | 4.50 | 4.83 | 4.75 | 4.67 |
비교예 5 | 4.08 | 3.08 | 4.58 | 4.75 |
비교예 7 | 4.50 | 4.08 | 4.50 | 4.58 |
표 9에 나타낸 바와 같이, 색에서는 실시예 및 비교예에서 유의적 차이가 없는 것으로 나타났으며, 맛과 향 및 종합적 기호도의 경우에는 펙티나아제나 셀룰라아제 등의 효소로 처리하는 경우보다 자두가공물을 이용하는 경우에서 더 좋은 평가를 받았다. 또한, 사과를 이용하는 경우에는 향은 대조군에 비하여 향상되었으나, 맛은 크게 저하된 평가를 받았다. 배를 이용하는 경우에는 색은 우수한 평가를 받았으나, 맛과 향에서 자두보다 떨어진다는 평가를 받았다.
상기 자두가공물을 세포벽 산화효소로 처리하여 제조한 실시예 3 내지 5는 특히, 맛과 종합적 기호도에서 우수한 평가를 받았다.
한편, 자두가공물에 세포벽 산화효소를 혼합하여 처리하는 경우(비교예 4) 자두가공물로 발효시키는 경우보다 다소 맛이 향상되는 결과를 나타냈으나 유의적 차이는 없었으며, 향은 오히려 약간 감소된다는 평가를 받았다.
Claims (11)
- 차엽 100 중량부에 대하여 자두가공물 0.5 내지 5 중량부를 첨가하여 발효시키는 단계; 및
발효된 차엽을 건조하는 단계;를 포함하는 자두가공물을 이용한 발효차의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 발효는 20 내지 40 ℃에서 1 내지 6 시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 발효차의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 차엽은 수분의 함량이 40 내지 60 중량%로 건조시킨 생엽인 것을 특징으로 하는 발효차의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 자두가공물은 자두분쇄물, 자두착즙액 및 자두 효소 분해물 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 발효차의 제조방법. - 제4항에 있어서,
상기 자두 효소 분해물은 셀룰라아제 및 펙티나아제 중에서 선택되는 1종 이상의 효소를 첨가하여 가수분해시킴으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 발효차의 제조방법. - 제5항에 있어서,
상기 자두 효소 분해물은 상기 효소를 100 내지 1000 unit/자두100g으로 첨가하여 1 내지 6 시간 동안 가수분해된 것을 특징으로 하는 발효차의 제조방법. - 차엽 100 중량부에 대하여 자두가공물 0.5 내지 5 중량부를 포함하여 발효된 발효차.
- 제7항에 있어서,
상기 자두가공물은 자두분쇄물, 자두착즙액 및 자두 효소 분해물 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 발효차. - 제8항에 있어서,
상기 자두 효소 분해물은 자두를 셀룰라아제 및 펙티나아제 중에서 선택되는 어느 하나의 효소 또는 이들의 혼합물로 가수분해시켜 제조된 것을 특징으로 하는 발효차. - 제9항에 있어서,
상기 자두 효소 분해물은 상기 효소를 100 내지 1000 unit/자두100g으로 첨가하여 1 내지 6 시간 동안 가수분해된 것을 특징으로 하는 발효차. - 제7항에 있어서,
상기 차엽은 수분의 함량이 40 내지 60 중량%로 건조시킨 생엽인 것을 특징으로 하는 발효차.
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