KR20240040396A - 적소두를 이용한 커피 대용물 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적소두를 이용한 커피 대용물 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 효소를 이용하여 가수분해한 적소두를 건조시킨 다음 일정 온도에서 볶음처리하여 커피와 유사한 풍미를 가지는 커피 대용물의 제조 방법 및 커피 대용물에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 적소두를 아밀라아제, 셀룰라아제 및 프로테아제로 처리하여 전분과 섬유소 및 단백질을 분자량이 적은 유리당과 유리 아미노산으로 가수분해시킨 다음 커피의 볶음처리와 유사한 조건에서 처리하게 되면 카페인이 함유되어 있지 않으면서 항산화 활성이 증강되고 볶음처리한 커피와 유사한 갈색 색상과 풍미를 지닌 커피 대용품을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 적소두를 이용한 커피 대용물 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 효소를 이용하여 가수분해한 적소두를 건조시킨 다음 일정 온도에서 볶음처리하여 커피와 유사한 풍미를 가지는 커피 대용물의 제조 방법 및 커피 대용물에 관한 것이다.
국내에서 커피, 녹차 및 그의 발효제품, 식용 농산물 및 한약재류로 제조된 각종 차류는 오래 전부터 범용적으로 애용되어온 음료이다.
특히 국내에서 최근에 소비량이 급증하고 있는 커피는 다른 차류와 달리 강한 특유의 풍미를 지니고 있어 남녀노소를 불문하고 널리 음용되고 있지만 커피 음료에는 알칼로이드 화합물인 카페인이 함유되어 있다. 카페인은 쓴맛을 지닌 백색 결정성의 화합물로서 카페인이 함유된 음료를 마시게 되면 졸음을 완화시키거나 예방하고 각성효과 나타내는 등 건강에 긍정적인 효과를 나타내기도 하지만 카페인에 민감한 사람에 있어서 소량의 카페인만을 섭취하여도 수면 장애나 불안, 혈압 및 심장 박동수 증가, 가슴 두근거림을 유발하기도 하며, 카페인을 반복적인 섭취 후 섭취를 중단할 때 졸음, 두통 및 과민증과 같은 금단 증상과 관련된 약한 약물 의존성의 증상 등 부작용을 유발할 수도 있어 다수의 소비자들은 커피를 기피하는 경향이 있다.
이와 같은 카페인의 부작용을 줄이기 위하여 디카페인 커피가 개발되어 시판되고 있지만 디카페인 제품의 경우 커피에 함유된 카페인의 95% 정도가 제거되지만 여전히 5% 내외는 남아 있어 카페인에 민감한 사람에게는 부작용이 발생할 수도 있다.
따라서 오래 전부터 카페인에 의한 부작용은 없애면서 색상과 풍미는 커피와 유사하면서 건강에 도움이 되는 영양소가 함유된 대용 커피의 개발이 시도되어 왔다. 더구나 근래에 주요 커피 생산국가의 기후 변화로 커피 생산량 감소로 원두의 가격의 급상승함에 따라 커피대신 다른 농산물을 이용한 대용커피 제조기술 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
국내외에서 치커리, 해바라기씨, 수박씨, 과라나(Guarana) 씨, 라몬씨(Ramon) 씨, 민들레, 검정 보리와 같은 농산물을 이용한 대용커피 개발이 시도된 바 있고, 일부 제품은 현재 시판되고 있다.
따라서 커피에서 카페인을 제거한 커피가 개발되어 시판되고 있고 부작용에 기인하여 커피 대신 일반 식용 농산물이나 한약재로 제조된 차류를 음용하기도 하지만 색상이나 풍미 측면에서 상이하기 때문에 커피 대용 음료로서 한계가 있다고 할 수 있다.
한편 적소두를 이용한 커피 대용물 내지는 음료 제조를 위해 개발된 종전의 기술로는 항산화 활성이 우수한 볶음팥 추출물과 이를 유효성분으로 하는 기능성 볶음팥 및 기능성 볶음팥 음료 제조하는 방법(대한민국특허 등록번호 10-1429232), 팥을 주재료로 하는 차의 제조방법(대한민국특허 등록번호 20-1309327), 팥 음료 제조방법(대한민국특허 등록번호 10106711), 팥을 원료로 하는 건강음료 및 그의 제조방법(대한민국특허 공개번호 특2002-0044535) 이외에도 황기, 복령 및 적소두의 혼합 생약 추출물을 유효성분으로 함유하는 비만증 예방 및 치료용 조성물(대한민국특허 등록번호 10011071044), 하고초, 의이인 및 적소두를 함유하는 건강기능식품(대한민국특허 공개번호 10-2007-0090485)을 개발하는 방법이 개발되어 있다.
그러나 상기의 방법들은 단순히 적소두를 열수로 추출하거나 적소두를 볶음처리, 또는 적소두와 몇가지의 한약재를 혼합한 다음 물로 추출한 생약 추출물을 이용하여 얻어진 제품들로써, 커피 대용물과는 다소 거리가 있다.
1. 송석보 등. 2013. 팥 품종별 볶음시간에 따른 팥과 팥차의 이화학적 특성 및 한산화활성의 변화, 한국식품과학회지, 45. 317-324.
2. 성정숙, 팥 품종의 이화학적 특성 및 항산화 활성 변이, 한국작물학회지. 65, 231-240.
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4. Benzie FF 등. 1996. The ferric reducing ability of plasma (FRAP) as a measure of antioxidant power the FRAP assay. Anal. Biochem. 239: 70-76.
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9. Zhishen J 등. 1999. The determination of flavonoid contents in mulberry and their scavenging effects on superoxide radicals Food Chem. 64: 555-559.
본 발명자들은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결함과 동시에 기호성, 영양성 및 기능성이 가미된 제품을 개발하기 위하여 예의 연구한 결과 후술하는 바와 같이 오래전부터 식용 및 약용으로 이용되어온 적소두를 효소처리하여 분자량이 큰 전분과 섬유소 및 단백질을 저분자량의 유리당 및 아미노산으로 가수분해시킨 다음 볶음 처리하여 마이야르 반응을 향상시킴으로서 갈색 색상과 풍미가 증진된 커피 대용품을 제공하는 것이 가능하다는 것을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
따라서, 본 발명의 목적은 적소두를 효소처리하여 분자량이 큰 전분과 섬유소 및 단백질을 저분자량의 유리당과 아미노산으로 가수분해시킨 다음 볶음 처리하여 마이야르 반응을 향상시킴으로서 갈색 색상과 풍미가 증진된 커피 대용품 및 그의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
이와 같은 본 발명의 목적은
a) 적소두를 전처리하는 단계;
b) 전처리된 적소두에 물을 가하여 증자하는 증자 단계;
c) 증자한 적소두에 가수분해 효소를 반응시켜 적소두의 전분, 셀룰로오스 및 단백질을 유리당과 유리 아미노산으로 가수분해시키는 단계;
d) 가수분해물을 건조하는 단계;
e) 건조된 적소두를 고온에서 가열하여 색상과 풍미를 증강시키는 볶음처리 단계;
f) 볶음처리된 적소두를 일정 크기로 분쇄하는 단계;
g) 분쇄된 적소두를 커피와 유사한 풍미를 지닐 수있도록 부향하는 부향 단계;
h) 부향한 적소두를 일정한 형상으로 성형하는 성형 단계; 및
i) 성형 처리된 커피 대용물을 일정 단위로 포장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 적소두를 이용한 커피대용물 및 그의 제조 방법에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면 적소두를 아밀라아제, 셀룰라아제 및 프로테아제로 처리하여 전분과 섬유소 및 단백질을 분자량이 적은 유리당과 유리 아미노산으로 가수분해시킨 다음 커피의 볶음처리와 유사한 조건에서 처리하게 되면 카페인이 함유되어 있지 않으면서 항산화 활성이 증강되고 볶음처리한 커피와 유사한 갈색 색상과 풍미를 지닌 커피 대용품을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 적소두를 이용한 커피대용 분말의 제조 공정도이다.
도 2는 제조된 시료들의 갈변도를 측정한 결과이다.
도 3은 단계별로 처리한 시료의 총 phenol 함량을 분석한 결과이다.
도 4는 단계별로 처리한 시료의 총 flavonoid 함량을 분석한 결과이다.
도 5는 시료의 DPPH법에 의한 항산화 활성 측정한 결과이다.
도 6은 시료의 ABTS법에 의한 항산화 활성 측정한 결과이다.
도 7은 시료의 FRAP법에 의한 항산화 활성 측정한 결과이다.
도 2는 제조된 시료들의 갈변도를 측정한 결과이다.
도 3은 단계별로 처리한 시료의 총 phenol 함량을 분석한 결과이다.
도 4는 단계별로 처리한 시료의 총 flavonoid 함량을 분석한 결과이다.
도 5는 시료의 DPPH법에 의한 항산화 활성 측정한 결과이다.
도 6은 시료의 ABTS법에 의한 항산화 활성 측정한 결과이다.
도 7은 시료의 FRAP법에 의한 항산화 활성 측정한 결과이다.
본 발명은, 일면에 있어서,
a) 적소두를 전처리하는 단계;
b) 전처리된 적소두에 물을 가하여 증자하는 증자 단계;
c) 증자한 적소두에 가수분해 효소를 반응시켜 적소두의 전분, 셀룰로오스 및 단백질을 유리당과 유리 아미노산으로 가수분해시키는 단계;
d) 가수분해물을 건조하는 단계;
e) 건조된 적소두를 고온에서 가열하여 색상과 풍미를 증강시키는 볶음처리 단계;
f) 볶음처리된 적소두를 일정 크기로 분쇄하는 단계;
g) 분쇄된 적소두를 커피와 유사한 풍미를 지닐 수있도록 부향하는 부향 단계;
h) 부향한 적소두를 일정한 형상으로 성형하는 성형 단계; 및
i) 성형 처리된 커피 대용물을 일정 단위로 포장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 적소두를 이용한 커피대용물의 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 사용하는 적소두는 카페인이 함유되어 있지 않으면서 전분과 단백질의 함량은 높고 지방의 함량은 낮아 이를 적절한 방법으로 처리하면 볶음처리한 커피와 유사한 색상과 풍미는 지닌 커피 대용품을 생산할 수 있는 잠재력을 지니고 있다. 그러나 적소두에 주성분으로 함유되어 있는 전분과 단백질은 고분자 화합물로서 이를 볶음처리할 경우 마이야르 반응이 원할하게 이루어지지 않기 때문에 볶음처리한 커피와 유사한 색상과 풍미를 지니도록 하기는 어렵다. 본 발명은 적소두를 아밀라아제, 셀룰라아제 및 프로테아제를 처리하여 전분과 섬유소 및 단백질을 분자량이 적은 유리당과 유리 아미노산으로 가수분해 시킨 다음 커피의 볶음처리와 유사한 조건에서 처리함으로써 카페인이 함유되어 있지 않으면서 항산화 활성이 증강되고 볶음처리한 커피와 유사한 갈색색상과 풍미를 지닌 커피 대용품을 제공하는 것에 기술적인 특징이 있다.
이하, 본 발명에 따른 적소두를 이용한 커피 대용 분말 및 그의 제조 방법에 대하여 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 수득한 복합 추출물도 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 적소두를 이용한 커피대용 분말의 제조 공정도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 적소두를 이용한 커피 대용 분말을 제조하는 방법은 크게 전처리 단계, 증자 단계, 가수분해 단계, 건조 단계, 볶음처리 단계, 분쇄 단계, 부향 단계, 성형 단계 및 포장 단계로 구분된다. 이하, 각 단계별로 구체적으로 설명한다.
a) 전처리 단계
전처리 단계는 적소두를 a1) 선별 단계 및 a2) 세척 단계에 의해 적절하게 처리한다.
적소두는 콩과에 속하는 일년생 작물로서 '적두',‘소두', ‘적소두’라고도 하고 학명은 Phaseolus angularis 이다. 적소두는 우리나라와 중국을 포함한 극동아시아 지역이 원산지로 알려져 있으며, 주로 중국, 한국, 일본 등지에서 재배되고 있다. 적소두는 늦여름에 노랗게 꽃이 피고, 성숙한 열매는 적갈색 또는 자갈색을 띠며, 성숙한 적소두는 예로부터 쌀과 섞어 밥을 지어 먹고 죽을 쑤어 먹거나 팥빙수와 같이 기호식품으로 이용되는 등 콩과식물 중에서는 대두 다음으로 활용도가 높았다. 한방에서는 적소두가 이뇨, 해독, 소염, 완하(부드럽게 대변을 잘 보게 함) 작용으로 신장염, 각기병의 부종이나 허약성 부종에 사용되고 가벼운 황달이나 당뇨병에도 일부 사용된다.
적소두는 전분과 단백질의 함량은 높고 지방의 함량은 낮아 이를 적절한 방법으로 처리하면 카페인은 함유되어 않아 카페인에 의한 부작용은 없애면서 볶음처리한 커피와 유사한 색상과 풍미는 지닌 커피 대용품을 생산할 수 있는 잠재력을 지니고 있다. 그러나 적소두에 주성분으로 함유되어 있는 전분과 단백질은 고분자 화합물로서 이를 볶음처리할 경우 마이야르 반응이 원활하게 이루어지지 않기 때문에 볶음처리한 커피와 유사한 색상과 풍미를 지닌 제품을 얻기는 어려우며, 적소두를 전분 가수분해효소인 아밀라아제(amylase), 섬유소 가수분해효소인 셀룰라아제 (cellulase) 및 단백질 가수분해효소인 프로테아제(protease)를 병행 처리하여 전분과 섬유소 및 단백질을 분자량이 적은 유리당과 유리 아미노산으로 가수분해시킨 다음 커피의 볶음처리와 유사한 조건에서 처리하게 되면 카페인이 함유되어 있지 않으면서 볶음처리한 커피와 유사한 갈색색상과 풍미를 지닌 적소두를 이용한 커피 대용품을 제공할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기의 커피 대용물의 제조에는 적소두의 품종을 구분하지 않고 어느 것이라도 사용 할 수 있으며, 1종 이상의 품종을 혼합하여 사용하여도 무방하다. 또한 적소두를 주원료로 하고 다른 두류나 곡류나 전분과 단백질 함량이 높은 식물의 씨를 혼합하여 사용하여도 무방하다.
먼저, a1) 선별 단계에서는 상태가 불량한 것을 골라내고 상태가 양호한 것을 선별한다.
a2) 세척 단계에서는 적소두를 깨끗한 물로 세척한다. 이들 재료는 친환경 무농약으로 재배한 것이 더욱 바람직할 수 있다.
상기 세척은 정제수를 분사하는 등의 방식으로 식물성 재료에 있는 먼지, 흙, 벌레 등의 이물질을 제거하여 이후 과정에서 상기 이물질에 의해 품질이 저하되는 것을 예방할 수 있다.
b) 증자 단계
그 다음 전처리된 적소두에 물을 적당량(부피를 기준으로 3배 전후가 바람직함) 가한 후 95~110℃의 온도에서 50~70분 동안 증자시킨다.
c) 가수분해 단계
이어서, 증자한 적소두에 가수분해 효소를 반응시켜 적소두의 전분, 셀룰로오스 및 단백질을 유리당과 유리 아미노산으로 가수분해시킨다.
상기 가수분해 효소는 아밀라아제, 셀룰라아제 및 프로테아제로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 또는 그 이상을 포함하는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 가수분해 효소는 아밀라아제, 셀룰라아제 및 프로테아제의 동량 혼합물을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서 전분과 섬유소 및 단백질 가수분해용 효소는 미생물, 식물 및 동물에서 수득한 효소로서 식품에 사용이 허용된 것이라면 어느 것을 사용하여도 무방하나 바람직하게는 전분 분해 효소인 아밀라아제와 섬유소 분해 효소인 셀룰라아제는 미생물에서 수득한 효소를 사용하는 것이 바람직하며, 단백질 분해 효소인 프로테아제는 미생물과 식물에서 수득한 효소를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 가수분해 단계는 c1) 삶은 적소두에 적소두 부피의 5배에 해당하는 물을 첨가하는 단계; c2) 아밀라아제, 셀룰라아제 및 프로테아제를 적소두의 부피를 기준으로 0.5%씩 넣고 잘 혼합하는 단계; c3) 혼합한 적소두와 효소 혼합물을 발효기에 넣고 60℃의 온도에서 6시간 동안 가수분해를 수행하는 단계; 및 c4) 가수분해한 혼합물을 10분간 가열하여 효소를 불활성화시키는 단계;에 의해 수행하는 것이 바람직할 수 있다.
d) 건조 단계
그 다음 가수분해물을 후속 볶음처리시 마이야르 반응이 원활하게 일어날 수 있도록 건조시킨다. 건조는 건조기 등을 사용하여 70℃ ~ 80℃의 온도에서 건조시키되 수분 함량이 중량을 기준으로 14% 이하가 되도록 건조하는 것이 바람직하다.
e) 볶음 처리 단계
그 다음, 건조된 적소두를 고온에서 가열하여 색상과 풍미를 증강시킨다.
상기 볶음 처리는 적소두를 커피의 볶음처리 온도와 유사한 온도에서 수행하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에 있어서, 적소두의 볶음처리는 갈색색소와 풍미가 생성되는 조건이라면 어느 조건이라도 구애를 받지 않으나 바람직하게는 적소두를 로스팅기에 넣고 150 ~ 300℃의 온도에서 5~60분 동안 볶음 처리하는 것이 바람직할 수 있다. 더욱 바람직하게는 150 ~ 250℃에서 10 ~ 60분 범위에서 실시하거나 또는 200 ~ 250℃에서 10 ~ 30분간 볶음처리하는 것이 좋다.
볶음처리(roasting)한 적소두는 볶음처리 과정에서 유리당과 유리 아미노산이 마이야르(Maillard) 반응을 일으켜 커피와 유사한 갈색색소와 풍미를 지닌 제품을 수득할 수 있다.
한편, 대용커피 제조용 원료로 사용한 씨앗류는 전분과 단백질 함량은 높은 반면 유리당과 유리 아미노산의 함량은 낮고 더구나 지방함량이 높아 이를 볶음처리할 경우 마이야르 반응이 효율적으로 일어나지 않기 때문에 볶음처리 커피와 유사한 색상과 풍미를 지닌 대용커피를 제조하는데 한계가 있다.
또한 치커리와 같은 식물의 잎의 경우 섬유소의 함량은 높고 유리당과 유리 아미노산의 함량은 낮기 때문에 이를 커피의 볶음처리 조건과 유사한 조건에서 처리하여도 커피와 유사한 갈색 색상과 풍미를 지닌 제품을 수득하기 어렵다.
f) 분쇄 단계
이어서, 볶음처리된 적소두를 분쇄기에 넣고 거칠게 혹은 세밀하게 30~100 메쉬의 입도로 분쇄한다.
g) 부향 단계
볶음처리한 적소두를 커피와 유사한 풍미를 지닐 수있도록 부향시키는 단계로써, 풍미를 강화시키기 위하여 부향은 커피향을 증강시키고, 특정의 커피향을 부여할 수 있는 가향제라면 적당량 첨가하여 부향 단계를 수행할 수 있다.
부향 재료로써는 단품향, 조합 향료, 천연 커피에서 유래하는 천연향료 추출물 중 어느 것을 사용하여도 무방하다.
h) 성형 단계
이어서, 미리 부향한 적소두 분말을 용도에 적합하도록 일정한 형상으로 성형시킨다.
본 발명에 있어서, 적소두를 사용하여 제조된 커피 대용품은 용도에 따라 액상 음료, 분말, 티백 및 희석하여 음용할 수 있도록 제조된 농축 엑스의 형태로 성형 및 제조할 수 있다.
i) 포장 단계
성형 처리된 커피대용물은 일정 단위로 포장하여 출하전까지 냉장 보관한다.
본 발명에 따른 커피 대용물은 적절히 볶아진 분말을 드립으로 내려 마시거나, 95℃의 물에 3분 동안 담그거나 100℃의 물에 20분간 가열하여 추출하는 방법으로 가열하여 추출하거나, 얼음물에 12시간 동안 담가두어 콜드블루로 제조하는 등의 방법으로 커피와 유사한 방법으로 추출하여 음용할 수 있다. 100℃의 물에 추출하는 방법은 적소두 분말 200그램을 2000cc 물에 넣고 20분간 달인후 찌꺼기를 걸러내어 마시거나 또는 각종 방법으로 추출한 적소두를 취향에 따라 그대로 혹은 따뜻한 물이나 찬물을 추가하여 마신다.
이와 같이 제조된 커피 대용 분말은 적소두를 이용하여 카페인이 함유되어 있지 않으면서 색상과 풍미가 커피와 유사한 것을 특징으로 한다.
이와 같이 적소두를 가수분해하여 건조한 후 로스팅을 하면 적소두에 함유된 유용성분들의 흡수율을 높여 효능을 증가시키면서도 카페인이 함유되어 있지 않기 때문에 카페인에 의한 부작용을 억제할 수 있다.
특히 적소두 특유의 맛과 냄새가 없어지고 쓴맛과 약간의 신맛 그리고 구수한 맛이 더해져 커피와 유사한 맛을 낼수 있다. 그리고 적절한 로스팅을 거치면 아메리카노와 같은 쓴맛 위주의 맛에서부터 루왁커피 처럼 신맛이 많이 나는 커피에 이르기까지 유사한 맛을 낼수 있다.
(실시예)
이하 본 발명의 내용을 실시 예 및 실험 예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 커피 대용물의 제조
적소두를 씻어 적소두 양의 3배에 해당하는 물을 넣고 60분간 삶고, 삶은 적소두에 다시 적소두양의 5배에 해당하는 물을 더 넣고, 단백질 분해효소인 프로테아제, 전분 분해효소인 아밀라제, 섬유질 분해효소인 셀룰라제를 적소두 양의 0.5%씩 넣고 잘 혼합하였다. 효소를 첨가한 적소두는 발효기에 넣고 60℃ 상태로 6시간 동안 가수분해시켰다. 이어서 가수분해물은 70~80℃에서 10분간 가열하여 효소를 불활성화시키고 건조기에 넣어 75℃에서 24시간 동안 건조시켰다. 건조물은 로스팅기에 넣고 300℃에서 8분, 10분, 15분 등 다양한 온도로 볶은 후 분쇄기에 넣고 거칠게 혹은 세밀하게 분쇄하여 다음의 표 1에 나타낸 바의 여러가지 커피 대용물을 제조하였다. 표 1은 단계별로 적소두의 무처리구, 증자 처리, 효소 가수분해, 볶음처리 및 효소가수분해 후 볶음처리 내역이다.
| 시료구분 | 처리내역 |
| V-1 | 대조구 (무처리구) |
| V-2 | 30분 증자처리구 |
| V-3 | 증자, 삶기, 효소가수분해(3시간), 건조 처리구 |
| V-4 | 증자, 삶기, 효소가수분해(6시간), 건조 처리구 |
| V-5 | 볶음처리(200℃, 5분) |
| V-6 | 볶음처리(200℃, 55분) |
| V-7 | 효소가수분해후 볶음처리(200℃, 5분) |
| V-8 | 효소가수분해후 볶음처리(200℃, 15분) |
| V-9 | 효소가수분해 후 볶음처리(200℃, 25분) |
시험예 1
상기 실시예 1에 의해 제조된 커피 대용물의 시료에 대하여 이화학적 특성을 시험하였다. 그 결과를 도 2 내지 7에 나타내었다.
갈변도 측정은 송 등의 방법(2013)을 약간 변형하여 측정하였다. 즉, 시료 0.5g에 70% 에탄올 25mL를 가하고 상온에서 20분간 초음파처리한 다음 여과지로 여과하였다. 여과액은 분광광도게 (UV-Vis spectrophotometer)를 사용하여 420nm에서 흡광도를 측정하였다.
총 페놀함량은 Folin-Ciocalteu법 (Singleton 등. 1965)에 따라 측정하였다. 즉, 갈변도 측정에서와 동일한 방법으로 추출하여 얻어진 추출액 100 μL에 2% 탄산나트륨 용액 2,150 μL을 가하고 2분간 반응시킨 후 50% Folin-Ciocalteu 시약 250 μL를 가하여 혼합한 다음 실온에서 30분간 반응시켰다. 반응액은 분광광도계를 사용하여 725 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 별도로 각릭산 (gallic acid)를 이용하여 작성한 검량곡선으로부터 총 페놀성 화합물의 함량을 구하고 mg gallic acid 당량 (GAE)/g, dry wight(dw)로 표시하였다.
총 플라보노이드는 Zhishen의 방법 (1999)에 따라 측정하였다. 즉, 시료 추출액 250μL에 증류수 1.6 mL와 5% 아질산나트륨(NaNO₂) 용액 75 L를 가한 다음 실온에서 5분간 반응시켰다. 이어서 10% 염화알미늄(AlCl3·6H2O) 용액 75uL을 가하고 1분간 방치한 다음 1 M 수산화나트륨 용액 500μL를 가한 후 분광광도계를 사용하여 510nm에서 흡광도를 측정하였다. 별도로 루틴(rutin)을 이용하여 작성한 검량선으로부터 총 플라보노이드 함량을 구하고 mg 루틴 당량 (RE)/g, dw로 표시하였다.
항산화 활성으로서 DPPH(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) 라디칼 소거 활성은 Blois (1958)의 방법을 변형하여 측정하였다. 측정을 위해 시료 추출액 100μL, 0.1 M Tris-HCl 완충용액(pH 7.4) 400μL, 500μM DPPH 메탄올용액 500μL를 혼합하고 암소에서 20분간 유지한 다음 517nm에서 흡광도를 측정하였다. DPPH 라디칼 저해활성은 (1－시료첨가구 흡광도/ 무첨가구 흡광도)의 백분율로 계산하였다.
ABTS (2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) 라디칼 저해활성은 Thaipong 등의 방법 (2006)의 방법에 따라 측정하였다. 즉, ABTS 7 mM 용액과 과황산칼륨(potassium persulfate) 245mM의 용액을 조제한 다음 두 용액을 동량으로 혼합하여 실온의 암소에서 24시간 반응시킨 다음 734nm에서 흡광도를 측정하여 값이 0.70±0.02이 되도록 희석하였다. 희석된 ABTS 용액 3,000μL에 추출물 30L를 첨가한 후 혼합하여 30℃에서 20분간 반응시켜 734nm에서 흡광도를 측정하였다.
FRAP (ferric reducing antioxidant power)활성은 Benzie등의 빙법 (1996)을 변형하여 측정하였다. 300mM 초산 완충용액(pH 3.6), 10mM TPTZ와 40mM 염산을을 함유하는 용액, 20mM 염화철(FeCl3ㆍ6H2O) 용액을 준비하였다. FRAP 용액은 25mL 초산 완충용액, 2.5mL TPTZ 용액 2.5 mL 염화철 용액을 사용 직전에 10:1:1 비율로 혼합하여 조제하였다. 이어서 시료 추출액 150 L와 FRAP 용액 2,850 L를 혼합한 다음 암소에서 30분간 반응시킨 후 593nm에서 생성물 (ferrous tripyridyltriazine)의 흡광도를 측정하였다. 이어서 Trolox를 사용하여 25-800 uM가 되도록 희석하여 검량선을 작성한 다음 FRAP는 uM TEAC /g로 표시하였다.
도 2는 제조된 시료들의 갈변도를 측정한 결과이고, 도 3은 단계별로 처리한 시료의 total phenol 함량을 분석한 결과이며(상기 그래프에서 GAE는 gallic acid equivalent를 의미함). 도 4는 단계별로 처리한 시료의 total flavonoid 함량을 분석한 결과이고(상기 그래프에서 RE는 rutin equivalent를 의미함), 도 5는 시료의 DPPH법에 의한 항산화 활성 측정한 결과이며, 도 6은 시료의 ABTS법에 의한 항산화 활성 측정한 결과이고, 도 7은 시료의 FRAP법에 의한 항산화 활성 측정한 결과이다(상기 그래프에서 TEAC는 trolox equivalent antioxidant capacity를 의미함).
상기 시험 결과로 부터 적소두를 단순히 증자처리 내지는 볶음처리한 것보다는 적소두를 효소로 가수분해 후 볶음처리한 시료가 갈변도, 총페놀 및 총플라보노이드 함량이 높고, 세가지 방법으로 측정한 항산화 활성도 강하였다. 볶음처리 온도별로는 200℃에서 5~10분 처리보다는 25분 볶음처리 시료에서 상기에서와 같은 지표들이 우수한 결과를 나타내었다.
본 발명에 의하면 적소두를 삶아 전분, 섬유소, 단백질 분해효소를 첨가하여 가수분해한 후에 다시 삶아 효소를 불활성화시킨 후 건조시켜 적절한 로스팅을 거친 후에 용도에 맞게 달이거나 우려내 커피 대용으로 복용할 수 있도록 한 커피대용 음료의 기준이 설정될 수 있다.
이러한 적소두를 이용한 커피 대용물은 커피에 함유된 카페인에 의한 불편을 줄여주는 것에 그치지 않고 한방에서 이뇨, 해독, 소염, 완하(부드럽게 대변을 잘 보게 함) 작용으로 신장염, 각기병의 부종이나 허약성 부종에 사용되고 가벼운 황달이나 당뇨병에도 일부 사용되는 등의 효과를 가지가 있어 음식 뿐만 아니라 약으로서의 효능도 가지고 있다. 적소두는 일반 팥과는 달리 크기가 작아 비싼 단점이 있으나 국산으로 국산 농산물 재배와 판매에도 큰 도움이 된다.
이상 본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (6)
- a) 적소두를 전처리하는 단계;
b) 전처리된 적소두에 물을 가하여 증자하는 증자 단계;
c) 증자한 적소두에 가수분해 효소를 반응시켜 적소두의 전분, 셀룰로오스 및 단백질을 유리당과 유리 아미노산으로 가수분해시키는 단계;
d) 가수분해물을 건조하는 단계;
e) 분쇄된 적소두를 고온에서 가열하여 색상과 풍미를 증강시키는 볶음처리 단계;
f) 볶음처리된 적소두를 일정 크기로 분쇄하는 단계;
g) 분쇄된 적소두를 커피와 유사한 풍미를 지닐 수있도록 부향하는 부향 단계;
h) 부향한 적소두를 일정한 형상으로 성형하는 성형 단계; 및
i) 성형 처리된 커피 대용물을 일정 단위로 포장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 적소두를 이용한 커피 대용물의 제조방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 가수분해 효소는 아밀라아제, 셀룰라아제 및 프로테아제로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 또는 그 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 적소두를 이용한 커피 대용물의 제조방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 c) 가수분해 단계는
c1) 삶은 적소두에 적소두 부피의 5배에 해당하는 물을 첨가하는 단계;
c2) 아밀라아제, 셀룰라아제 및 프로테아제를 적소두의 부피를 기준으로 0.5%씩 넣고 잘 혼합하는 단계;
c3) 혼합한 적소두와 효소 혼합물을 발효기에 넣고 60℃의 온도에서 6시간 동안 가수분해를 수행하는 단계; 및
c4) 가수분해한 혼합물을 10분간 가열하여 효소를 불활성화시키는 단계;에 의해 수행하는 것을 특징으로 하는 적소두를 이용한 커피 대용물의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 건조 조건은 건조기를 사용하여 70℃ ~ 80℃의 온도에서 24 시간 전후로 건조시키는 것을 특징으로 하는 적소두를 이용한 커피 대용물의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 볶음 처리는 150 ~ 300℃의 온도에서 5~60분 동안 볶음 처리하는 것을 특징으로 하는 적소두를 이용한 커피 대용물의 제조 방법. - 청구항 1에 따른 방법에 의해 제조되고, 적소두를 이용하여 카페인이 함유되어 있지 않으면서 색상과 풍미가 커피와 유사한 것을 특징으로 하는 커피 대용물.
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