KR20240083245A - 기호도와 유효성분이 강화된 마늘 및 쑥 혼합음료의 제조방법 - Google Patents

기호도와 유효성분이 강화된 마늘 및 쑥 혼합음료의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기호도와 유효성분이 강화된 마늘 및 쑥 혼합음료의 제조방법에 관한 것으로, 그 구성은 생마늘을 세척하는 제 1 단계, 상기 세척된 생마늘을 증숙처리하는 제 2 단계, 상기 증숙처리된 마늘을 급냉하여 동결건조하는 제 3 단계, 상기 동결건조된 마늘을 분쇄하여 마늘 분말로 제조하는 제 4 단계, 쑥을 선별하는 제 5 단계, 상기 쑥을 덖는 제 6 단계, 상기 덖은 쑥을 추출하여 쑥 추출물을 제조하는 제 7 단계, 상기 마늘 분말, 상기 쑥 추출물 및 부재료를 혼합하여 교반하는 제 8 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

기호도와 유효성분이 강화된 마늘 및 쑥 혼합음료의 제조방법{Manufacturing method of mixed garlic and mugwort drinks with enhanced preference and active ingredients}
본 발명은 마늘 특유의 아린 맛과 쑥 특유의 쓴맛이 저감되고, 마늘과 쑥의 대표 기능성 성분인 알린 및 유파틸린과 자세오시딘이 함유되어 기능성이 강화된 마늘 및 쑥을 혼합한 음료를 제조하는 방법에 관한 것이다.
마늘(Allium sativum L.)은 백합과(Lilliaceae) 파속(Allium)에 속하는 조미 채소 중 하나로 특유의 향미 성분을 함유한 향신료로써 식품의 맛 증진, 보존 능력, 병원성균의 증식 억제 등의 작용을 할 뿐만 아니라 항균성, 항암성, 저혈당 작용 및 혈압저하작용, 동맥경화예방과 같은 다양한 생리활성이 있는 것으로 알려져 기능성 소재로 많이 활용되고 있다.
마늘의 다양한 생리활성을 발현하는 주요 지표인자는 함황 아미노산의 일종인 알린(alliin, S-allyl-L-cysteine sulfoxide)으로, 혈관내피 세포의 증식을 촉진하는 등 심혈관계 질환과 관련한 효능의 주요 물질로 알려져 있고 마늘을 절단하거나 으깰 때 알리네이즈(alliinase)라는 효소에 의해 알리신(allicin, diallyl thiosulfinate)으로 전환됨으로써 항균활성, 항돌연변이 활성 등 기능성을 발현하게 된다. 이러한 기능성을 기초로 식품의약품안전처는 동결건조 마늘 분말을 건강기능식품 고시형 원료로 등록(2015. 01. 01.)하면서 ‘동결건조 마늘 분말로서 하루에 0.6 내지 1.0 g(지표성분: alliin 10 mg/ g 이상) 섭취 시 혈중 콜레스테롤 개선에 도움을 줄 수 있다" 라고 명시하였다. 알린을 중심으로 한 마늘의 기능성은 마늘 분말 급이시 체내 지질 함량이 개선 및 체중감소 효과(Kang JR 등 2017, J Korean Soc Food Sci Nutr)와 더불어 12주간 마늘 추출물을 투여받은 사람들이 감기에 걸릴 확률이 3분의 2까지 떨어졌다는 결과도 있어(한경 생활·문화, 2022. 4. 10.) 마늘은 면역력과 관련한 기능도 검증되어 있다.
쑥(Artemisia princeps)은 국화과(Composite)에 속하는 다년생 식물로 한국, 일본 및 중국의 동아시아 국가에서 차, 식품 및 전통 의학에 사용되는 천연 허브 식물이다. 예로부터 약재로 활용되었다고 알려진 쑥은 전 세계적으로 여러 품종이 존재하며, 우리나라에서 식용 가능한 쑥 품종은 45종 정도에 달하는데, 대표적인 쑥 품종으로는 뻥쑥, 산쑥, 개똥쑥, 개사철쑥, 사철쑥, 더위지기, 맑은대쑥, 참쑥, 인지쑥, 황해쑥, 제비쑥 등이 있다. 쑥의 주요 성분으로는 수분, 조섬유, 단백질, 지방 외에 미량의 alkaloid류, 비타민류, 정유류, 무기질 등과 더불어 미량의 caffeic acid, catechol, capillarisin, cirsilineol, crisimaritin, protocatechunic acid, scoparone 등 페놀화합물을 포함하고 있으며, 이들 미량 phytochemical 들은 항산화, 항균, 항염 및 항암 등의 효능을 발휘한다(Lee HJ 등 2021, Journal of the Korean Applied Science and Technology).
쑥에 특이적으로 함유되어 있는 대표적인 기능성 성분으로 플라보노이드 계열의 유파틸린(eupatilin)과 자세오시딘(jaceosidin)이 있는데, 이들 화합물은 항암, 항산화, 항염증 효과 등이 있는 것으로 알려져 있다(Kang JR 등 2017, J Life Sci). 특히 유파틸린은 위궤양과 장질환, 위암치료 및 췌장, 간질병 치료에 효과적인 대표적 약리성분으로 알려져 있으며, 자세오시딘은 강력한 항산화력과 함께 항암, 항염증 작용을 갖는 것으로 보고되고 있다(Shin JH 등 2017, Korean J Food Preserv).
단군신화에는 마늘과 쑥이 등장하는데, 단군의 어머니인 웅녀가 마늘과 쑥을 100일 동안 먹고서 곰에서 사람이 되었다는 설화에서 알 수 있듯이 쑥과 마늘은 우리나라 건국신화에도 등장할 정도로 과거부터 한국인이 친근하게 여겨온 대표적인 약용식물이며, 널리 식용되어온 식품소재이다.
마늘은 주로 단순 가공품인 깐마늘이나 간마늘로 소비되고, 양념으로 활용하기 위해 분말화하여 사용되기도 하지만 다양한 기능성을 활용할 수 있는 건강식품으로의 개발은 미진한 상태이다. 이는 마늘자체의 매운맛과 강한 향에 기인한 것으로 생마늘 추출물들은 제약분야에서 혈액순환과 관련한 약에 첨가되는 소재로 이용되기도 하지만 다양한 식품으로의 상품화를 저해하는 요인으로 지적되고 있다. 최근에는 동결건조마늘 분말이 건강기능식품 원료로 활용되고 있지만 분말화 되어 있어 타블렛이나 과립 등 분말제품에 주로 적용되고 있다.
마늘의 매운맛과 향으로 인한 가공 한계를 극복하기 위한 대표적인 방법으로 마늘을 가열하는 방법이 활용되고 있다. 본 발명의 선행기술인 등록특허 10-1495569호에서는 전처리 과정에서 마늘을 100℃ 이상의 온도에서 10 내지 15분간 증숙 처리를 하여 마늘 매운맛을 저감시켰다. 반면 등록특허 10-1898457호에서는 마늘 특유의 향 및 맛을 저감시키기 위하여 열처리 단계에서 마늘을 전분 또는 젤라틴을 물과 혼합한 뒤 호화시켜서 제조한 에멀션에 담근 상태로 열처리 하는 것을 특징으로 하는 마늘 분말의 제조방법이 기재되어 있다. 이처럼 가장 간편하게 마늘의 매운맛을 감소시키기 위한 방법으로 증숙이 적용되고 있으나 기존의 방법에서는 맛에 기준을 두고 있고 기능성 주체가 되는 알린 성분에 대한 고려는 없다. 증숙 이외의 마늘 향과 맛을 저감시키기 위한 그 외의 방법은 상기 인용특허에서와 같이 번거로운 과정을 수행하여야 하는 단점이 있다. 또 다른 마늘의 매운 맛과 향을 제거하기 위한 공정으로 건열 및 습열 조건에서 장시간 숙성 시키는 방법이 적용되고 있으며, 이러한 공정을 거쳐 흑마늘이 가공되고 있다. 흑마늘로 가공됨으로써 마늘 특유의 맛과 향은 감소하지만 색이 검게 변하고 10 내지 40일 정도의 숙성 조건을 거쳐야 하는 단점이 있어 시간과 비용이 많이 소비된다.
쑥은 페놀성 화합물에 기반하여 다양한 생리활성을 인정받고 있으나 그 특유의 쓴맛으로 인하여 기능성 원료로써 대중적으로 인기가 크지 않으며, 쑥 가공품들은 분말, 차, 추출음료, 환 등 단순가공 수준에서 벗어나지 못해 부가가치를 확대하지 못하고 있는 것이 현실이다. 쑥의 대표적인 유효성분으로 알려져 있는 유파틸린이나 자세오시딘은 물로 추출할 경우 용출되지 않으며, 식용 에탄올(주정) 등으로 추출할 때 획득할 수 있는 것으로 알려져 있다(Kang JR 등 2017, J Life Sci). 쑥의 전처리 조건(음건, 숙성, 덖음) 및 추출 용매(30, 50, 70 및 90% 에탄올)에 따른 쑥의 유효성분을 측정한 결과, 덖음 쑥에 70% 에탄올을 가하여 추출하였을 때 여타 추출물들보다 총 페놀, 자세오시딘, 유파틸린 등 유효성분이 유의하게 높다고 보고되어 있어 쑥의 처리 조건과 추출조건이 추출물 내 유효성분의 함량에 영향을 미치는 주요 요인이 됨을 알 수 있다. 또한, 대부분의 쑥을 이용한 추출공정에서 적용되는 용매인 물은 페놀화합물과 같은 수용성 성분은 용출시키지만 자세오시딘과 유파틸린은 용출시키지 못하므로 물 추출만으로는 쑥의 주요 기능성 성분을 대부분 용출해 낼 수 없는 한계가 있다. 따라서 마늘과 쑥을 활용한 음료를 개발하는데 있어 마늘 중의 대표적인 유효성분인 알린의 함량은 높게 유지하되 매운맛과 향은 완화시키고, 쑥은 기능성 성분을 함유하되 쓴맛을 완화시켜 두 소재가 조화를 이루는 음용에 편리한 제품으로 개발할 필요가 있다. 즉, 소량으로도 마늘과 쑥의 유효성분을 모두 포함하고, 기호도가 높은 제품을 제공할 필요가 있다.
대한민국 등록특허 공고 제10-1495569호 대한민국 등록특허 공고 제10-1898457호
본 발명은 기능성 음료의 요구에 부응하기 위해 개발된 것으로, 마늘과 쑥을 주재료로 하면서도 자극적인 맛과 향을 개선하여 편리하게 음용할 수 있는 음료와 그 제조방법을 제공하는데 기술적 과제가 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에서 생마늘은 25 내지 40분간 증숙 처리하는데 더욱 상세하게는 마늘의 조직이 으깨질 정도로 30분가량 증숙처리 한 다음 급냉 후 동결건조하고 이후 이를 분쇄하여 분말화한 한다.
본 발명에 사용된 쑥은 섬애약쑥으로 200 내지 250℃로 예열한 팬에서 15분 내지 30분, 정확하게는 20분정도로 덖음 처리한 후 70% 주정 추출물을 가하여 실온에서 24시간 정치·추출한 후 여과한 액을 일차로 회수하고, 잔사에 물을 가한 다음 85℃에서 16시간 정치·추출한 후 여과한다.
이와 같은 과정을 통하여 마늘 분말은 매운 맛이 소실되고 쑥 추출물은 쑥이 함유하고 있는 물과 주정에서 용출되는 성분 모두를 함유하도록 하여 유효성분의 용출을 극대화시킬 수 있다.
나아가 본 발명은 상기의 방법으로 제조된 마늘 분말과 쑥 추출물을 혼합하여 혼합음료를 제조함으로써 농도를 높여 소량의 단회 섭취만으로도 유효성분을 충분히 함유하는 기호도와 유효성분이 강화된 마늘 및 쑥 혼합음료의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째, 증숙공정만을 거침으로써 마늘의 위생성을 확보할 수 있으며, 단시간에 적은 비용으로 처리가 가능하고, 생마늘 특유의 색은 변화가 거의 없이 매운 맛은 크게 완화시킬 수 있고, 알린과 S-allyl cysteine (SAC)과 같은 생마늘의 유효성분에는 변화가 거의 없는 마늘 분말을 제조할 수 있다.
둘째, 덖음 쑥을 사용함으로써 쑥의 향미는 높이고, 쓴맛을 저감시키며, 이를 먼저 주정 추출함으로써 기능성 성분인 자세오시딘 및 유파틸린의 용출을 용이하게 하고 이어 물 추출을 통해 수용성 유효성분을 용출시켜 농축하여 주정 추출물과 혼합함으로써 쓴맛은 낮아지고, 기능성분의 함량은 높아진 쑥 추출농축물을 제조할 수 있다.
셋째, 마늘 분말과 쑥 농축액을 혼합함으로써 물성과 관능적 특성이 개선된 혼합음료를 제조할 수 있으며, 두 재료의 농도를 모두 높일 수 있어 다른 부재료의 혼합이 용이하며 소량의 섭취만으로도 충분히 그 기능성을 기대할 수 있는 혼합 음료를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명인 기호도와 유효성분이 강화된 마늘 및 쑥 혼합음료의 제조방법 순서도이다.
이하, 본 발명에 의한 기호도와 유효성분이 강화된 마늘 및 쑥 혼합음료의 제조방법의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
본 발명인 기호도와 유효성분이 강화된 마늘 및 쑥 혼합음료의 제조방법은 생마늘을 세척하는 제 1 단계(S1), 상기 세척된 생마늘을 증숙처리하는 제 2 단계(S2), 상기 증숙처리된 마늘을 급냉하여 동결건조하는 제 3 단계(S3), 상기 동결건조된 마늘을 분쇄하여 마늘 분말로 제조하는 제 4 단계(S4), 쑥을 선별하는 제 5 단계(S5), 상기 쑥을 덖는 제 6 단계(S6), 상기 덖은 쑥을 추출하여 쑥 추출물을 제조하는 제 7 단계(S7), 상기 마늘 분말, 상기 쑥 추출물 및 부재료를 혼합하여 교반하는 제 8 단계(S8)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
먼저, 생마늘을 세척하는 제 1 단계(S1)가 이뤄진다.
다음으로, 상기 세척된 생마늘을 증숙처리하는 제 2 단계(S2)가 이뤄진다.
여기서, 상기 세척된 생마늘은 25 내지 40분간 증숙처리하는 것을 특징으로 한다. 상기 세척된 생마늘을 25분 미만으로 증숙처리하거나, 40분을 초과하여 증숙처리하면, 향미에 있어서 매운 맛이 충분히 저감되지 않거나 혹은 갈변화 반응이 진행되거나 마늘에 의한 풍미가 아예 제외되는 등 기호도가 하락될 수 있다. 더욱 상세하게는 상기 세척된 생마늘의 조직이 으깨질 정도로 30분간 증숙처리하는 것이 가장 바람직하다.
다음으로, 상기 증숙처리된 마늘을 급냉하여 동결건조하는 제 3 단계(S3)가 이뤄진다.
여기서, 상기 증숙처리된 마늘을 상온에서 10 내지 60분간 식힌 후, -70℃에서 급냉시켜 동결건조하는 것일 수 있으며 이에 한정되지는 않는다.
다음으로, 상기 동결건조된 마늘을 분쇄하여 마늘 분말로 제조하는 제 4 단계(S4)가 이뤄진다.
다음으로, 쑥을 선별하는 제 5 단계(S5)가 이뤄진다.
여기서, 상기 쑥은 섬애약쑥이 될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
다음으로, 상기 쑥을 덖는 제 6 단계(S6)가 이뤄진다.
여기서, 상기 쑥은 200 내지 250℃로 예열한 팬에서 15 내지 30분간 덖는 것을 특징으로 한다. 상기 온도 범위를 벗어나면 유파틸린과 자세오시딘 함량이 줄어들어, 오히려 유효성분의 저하를 초래할 수 있다. 또한, 상기 덖음 진행 시간 범위를 벗어나면 페놀화합물이 감소하고, 자세오시딘 함량이 미량 감소되는 경향이 있을 수 있다. 더욱 상세하게, 상기 쑥은 200 내지 250℃로 예열한 팬에서 20분간 덖는 것이 가장 바람직하다.
다음으로, 상기 덖은 쑥을 추출하여 쑥 추출물을 제조하는 제 7 단계(S7)가 이뤄진다.
여기서, 상기 쑥 추출물은, 상기 덖은 쑥에 70% 주정 추출물을 가하여 실온에서 정치시킨 뒤, 추출하고 여과하여 1차 쑥 추출물을 제조하고, 상기 1차 쑥 추출물의 잔사에 물을 가하여 80 내지 90℃에서 정치시킨 뒤, 추출하고, 여과하여 2차 쑥 추출물을 제조한 뒤, 상기 1차 쑥 추출물과 상기 2차 쑥 추출물을 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 한다.
먼저, 상기 덖은 쑥에 70% 주정 추출물을 가하여 실온에서 정치시킨 뒤, 추출하고 여과하여 1차 쑥 추출물을 제조한다.
상기 덖은 쑥에 70% 주정 추출물을 가하여 추출하면, 총 페놀화합물과 유파틸린과 자세오시딘 함량이 증가할 수 있다. 여기서, 상기 정치는 24시간 이뤄질 수 있는 것을 특징으로 한다.
다음으로, 상기 1차 쑥 추출물의 잔사에 물을 가하여 80 내지 90℃에서 정치시킨 뒤, 추출하고, 여과하여 2차 쑥 추출물을 제조한다.
여기서, 상기 정치는 16시간 이뤄질 수 있는 것을 특징으로 한다. 상기 정치가 16시간 이뤄지면, 총 페놀화합물이 증가할 수 있다. 또한, 상기 정치는 80 내지 90℃에서 이뤄질 수 있으나, 더욱 상세하게는 85℃에서 이뤄지는 것이 총 페놀화합물 용출에 가장 바람직하다.
다음으로, 상기 1차 쑥 추출물과 상기 2차 쑥 추출물을 혼합하여 상기의 쑥 추출물을 제조한다.
다음으로, 상기 마늘 분말, 상기 쑥 추출물 및 부재료를 혼합하여 교반하는 제 8 단계(S8)가 이뤄진다.
여기서, 상기 부재료는 배농축액, 사과농축액, 저당, 벌꿀, 잔탄검, 구연산 및 정제수 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
더욱 상세하게, 본 발명에서 구현하고자 하는 기호도와 유효성분이 강화된 마늘 및 쑥 혼합음료는, 전체 100 중량%에 대하여, 상기 마늘 분말 1 내지 5중량%, 상기 쑥 추출물 1 내지 5중량%, 상기 배농축액 5 내지 15중량%, 상기 사과농축액 25 내지 35중량%, 상기 저당 15 내지 25중량%, 상기 벌꿀 0 내지 5중량%, 상기 잔탄검 0 내지 1중량%, 상기 구연산 0 내지 1중량% 및 상기 정제수 8 내지 53중량%로 구성될 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 배농축액은, 단맛을 부여하기 위해 추가하게 되는 것으로, 5 내지 15중량%로 추가되는 것이 적절하다. 5중량% 미만으로 포함되게 되면, 단맛이 구현되지 못할 수 있고, 15중량%를 초과하여 포함되게 되면, 배 특유의 단맛으로 인해 기호도가 하락할 수 있다.
상기 사과농축액은, 단맛을 부여하기 위해 추가하게 되는 것으로, 25 내지 35중량%로 추가되는 것이 적절하다. 25중량% 미만으로 포함되게 되면, 단맛이 구현되지 못할 수 있고, 35중량%를 초과하여 포함되게 되면, 사과의 맛이 과도하여 기호도가 하락할 수 있다.
상기 저당은, 액상으로 전분을 산이나 효소로 가수분해하여 얻는데 전분을 포도당으로 완전히 분해하기보다 중간 단계에서 멈추기 때문에 전분의 중간 분해산물인 덱스트린, 말토오스 및 포도당을 모두 함유하고 있다. 따라서 가수분해 되는 정도에 따라서 단맛이 달라지는데 설탕의 50~70% 정도의 감미를 가지며 투명하고 냄새가 적거나 없어 상기 배농축액 및 사과농축액 등과 같은 감미를 가지는 농축액들과 조화를 이루기에 유리하다. 또한, 특징적인 맛을 내지 않고 감미를 제공하므로 15 내지 25% 중량%로 첨가하는 것이 적절하며, 이를 초과하여 첨가되면 과도한 감미의 원인이 된다.
상기 벌꿀은, 단맛을 부여하기 위해 추가하게 되는 것으로, 0 내지 5중량%로 추가되는 것이 적절하다. 상기 벌꿀이 5중량%를 초과하여 포함되게 되면, 꿀 특유의 향과 맛으로 인해 기호도가 하락할 수 있다.
상기 잔탄검은, 주로 양배추 등의 십자화과 식물에서 얻은 균에 탄수화물을 주입해 발효시켜 만든 천연 혼합물로 포도당, 칼륨, 칼슘염 등으로 이루어져 있다. 상기 잔탄검은 본 발명인 혼합음료의 점착성 및 점도를 향상시키는 안정제, 증점제, 결착제, 유화제 등의 역할로 추가되는 것으로 0 내지 1중량%로 추가되는 것이 적절하다. 상기 잔탄검이 1중량%를 초과하여 포함되게 되면, 본 발명에 적절한 제형의 혼합음료로 제조되지 못할 수 있다.
상기 구연산은, 시트르산이라고 불리기도 하는 레몬이나 밀감 따위의 과실 속에 풍부하게 들어 있는 유기산으로 무색무취의 고체 결정으로 물과 알코올에 잘 녹고 신맛이 있다. 상기 구연산은 맛과 향을 내거나 주로 산도 조절을 통해 식품을 보존시키는 용도로 첨가된다. 또한 시트르산은 인체 에너지 대사 과정의 기본 산물이기 때문에 다양한 효능을 부여할 수 있다. 따라서 상기 구연산 0 내지 1중량%로 추가되는 것이 적합하며, 1중량%를 초과하여 포함되게 되면 과도한 신맛으로 기호도가 하락할 수 있다.
상기 정제수는, 혼합음료로 제조되기 위해 추가되는 것으로 8 내지 53중량%로 추가될 수 있다. 상기 정제수가 8중량% 미만으로 포함되면 본 발명에 적합한 혼합음료의 제형으로 제조되지 못할 수 있고, 53중량%를 초과하여 포함되면, 과도한 정제수의 양으로 인해 본 발명에서 구현하고자 하는 효능들을 충분히 구현할 수 없다.
또한, 상기 마늘 분말은 앞서서 설명한 마늘의 효능을 충분히 구현시키고자 포함되는 것이며 5중량%를 초과하여 포함되면 과도한 매운 맛과 마늘 특유의 향으로 인해 기호도가 하락할 수 있다. 상기 쑥 추출물 또한 앞서서 설명한 쑥의 효능을 충분히 구현시키고자 포함되는 것이며 5중량%를 초과하여 포함되면 쑥의 쓴맛과 특유의 향으로 인해 기호도가 하락할 수 있다. 따라서 상기 마늘 분말, 상기 쑥 추출물 모두 최대 5중량%로 포함되는것이 가장 바람직하다.
하기에서는 본 발명인 기호도와 유효성분이 강화된 마늘 및 쑥 혼합음료의 제조방법을 이용한 마늘 분말, 쑥 추출물, 혼합음료의 실험에 대하여 상세히 설명한다.
실시예 1. 매운맛은 저감되고 기능성 성분은 유지하는 "마늘 분말"의 제조
실험예 1. 증숙처리 시간을 달리한 마늘 분말의 제조
시료의 제조는 생마늘 각 1 kg을 100℃의 증기에서 5분, 10분, 15분, 20분, 25분 및 30분간 증숙처리 한 것을 상온에서 10 내지 60분간 식힌 후 -70℃에서 급속 동결시킨 다음 동결건조하여 증숙마늘 동결건조 블록을 제조하였다. 생마늘의 경우는 세척한 후 자연건조하여 물기를 제거한 후 증숙처리 마늘과 동일하게 동결건조 하였다. 제조된 블록을 분쇄기로 분쇄하여 분말화하여 실험용 시료 및 제품개발에 사용하였다.
실험예 2. 증숙시간을 달리한 마늘 분말의 총 페놀화합물 함량
상기 실험예 1에서 제조된 마늘 분말을 대상으로 총 페놀화합물 함량을 정량하였다. 시료액 1 mL에 Foline-Ciocalteau 시약 0.5 mL를 넣고 충분히 교반한 다음 10% Na2CO3 용액을 0.5 mL 가하여 실온의 암실에서 1시간 정치한 다음 760 nm에서 흡광도를 측정한 후 표준물질로 gallic acid (Sigma-Aldrich Co., St, Louis, MO, USA)를 사용하여 시료와 동일한 방법으로 분석하여 얻은 검량곡선으로부터 총 페놀화합물의 함량을 산출하였으며, 분석 결과는 표 1과 같다.
증숙처리 시간에 따른 마늘 분말의 총 페놀화합물 함량 변화
증숙처리 시간 (분) 총 페놀화합물 함량 (mg/100 g)
0 217.53±1.74
5 202.22±0.62
10 205.69±3.43
15 212.70±1.64
20 205.48±1.16
25 208.79±1.64
30 211.45±4.23
표 1에 따르면, 총 페놀화합물의 함량은 202.22 내지 217.53 mg/100 g의 범위로 증숙 시간을 최대 30분으로 하였을 때는 생마늘과 유사한 범위였으며, 증숙 시간에 따른 함량의 차이가 거의 없어 마늘의 증숙이 총 페놀화합물의 함량에 직접적인 영향을 미치지는 않음을 확인하였다.
실험예 3. 증숙시간을 달리한 마늘 분말의 알린과 S-allyl cysteine (SAC) 함량
상기 실험예 1에서 제조된 마늘 분말을 대상으로 알린과 S-allyl cysteine (SAC) 함량을 측정하였다.
시료 중의 알린 함량 측정을 위하여 식품 공전에 의거하여 제조된 시료액을 HPLC의 UV 검출기 (Agilent 1260, Agilent, Santa Clara, CA, USA)를 이용하여 정량하였다. 역상컬럼 (YMC-Triart C18 3.0×150 mm, 5 μm, YMC Co, Ltd, Kyoto Japan)을 사용하여 분리하였으며, 이동상은 20 mM 인산이수소나트륨 10 mM과 헵탄설폰산나트룸 용액(pH 2.0)이 함유된 증류수 (이동상 A액)와 아세토나이트릴과 이동상 A액이 동량으로 혼합된 이동상 B액을 기울기를 달리하여 혼합하면서 사용하였다. 이동상의 기울기는 0 내지 5분은 A:B를 70:30, 5 내지 25분은 A:B를 46:54, 25 내지 40분은 B액이 100이 되도록 조정하였으며, 유속은 0.4 mL/min, 시료주입량은 10 μL로 설정하고 UV 파장은 208 nm에서 확인하였다. 알린 함량의 측정 결과는 표 2와 같다.
SAC 함량은 시료 각 1 g에 물 30 mL을 가한 후 30분간 sonication 처리한 다음 0.22 μm membrane filter로 여과한 것을 HPLC-MS/MS의 ESI 검출기로 역상 컬럼(ZORBAX SB-C18 4.6×250 mm, 5 μm particle size; Agilent Technologies, Santa clara, CA, USA)을 이용하여 정량하였다. 이때, 이동상은 포름산을 0.1% 각각 함유한 증류수 (A)와 아세토나이트릴 (B)을 사용하며, HPLC상에서의 이동상 기울기는 7분까지는 A : B를 80 : 20, 7 내지 14분까지는 B를 100, 14 내지 18분은 A : B를 1:99, 18 내지 25분까지는 다시 B를 100%로 유지하면서 5 μL의 시료를 주입하여 분석하였다. SAC 함량의 측정 결과는 표 2와 같다.
증숙처리 시간에 따른 마늘 분말의 알린 및 SAC 함량 변화
증숙처리 시간(분) 알린 (mg/g) SAC (mg/100g)
0 18.43±0.06 92.96±13.77
5 14.86±0.07 92.10±12.34
10 17.20±0.01 100.58±10.97
15 15.58±0.05 100.42±8.93
20 16.21±0.10 97.38±7.17
25 16.76±0.05 101.88±5.18
30 17.88±0.09 108.02±5.00
표 2에 따르면, 증숙처리 시간을 달린한 시료 7종에 대한 알린 및 SAC 함량을 측정한 결과(표 2), 알린은 14.86 내지 18.43 mg/g, SAC는 92.10 내지 108.02 mg/100 g의 범위였다. 이들 화합물의 함량도 총 페놀화합물의 함량과 유사한 경향으로 30분까지의 증숙처리 시간 내에서는 일정한 경감이나 함량 차이가 크지 않았다.
실험예 4. 증숙시간을 달리한 마늘 분말의 기호도 조사
7점 척도법을 사용하여 상기 실험예 1에서 제조된 마늘 분말 기호도 조사를 실시하였다. 향, 매운맛, 단맛은 강할수록, 최종기호도는 선호도가 높을수록 높은 배점을 부여하도록 평가하였다. 30 내지 50대 남녀 20명을 대상으로 관능평가를 실시하였으며 그 결과는 평균±편차 값으로 표 3에 나타내었다.
증숙시간을 달리한 마늘 분말에 대한 관능평가 결과
분석항목 증숙처리 시간 (분)
0 5 10 15 20 25 30
향 5.0±1.0 4.3±0.7 3.8±0.9 3.3±0.4 3.3±0.4 2.5±0.5 2.0±0.7
매운맛 5.3±0.8 4.8±0.4 4.0±0.8 3.5±0.5 3.0±0.4 2.3±0.4 1.8±0.5
단맛 2.8±0.4 3.0±0.7 3.0±0.7 3.8±0.9 4.0±0.7 4.3±0.4 4.5±0.5
최종기호도 1.8±0.8 2.4±1.1 3.0±0.7 3.8±0.8 4.4±0.5 5.2±0.4 5.6±1.1
표 3에 따르면, 증숙처리 시간을 달린한 시료 7종에 대한 관능평가 결과, 시료의 증숙처리 시간이 증가할수록 마늘 특유의 향과 매운맛은 감소하고 단맛은 증가한 것으로 나타났다. 평가 항목 결과를 전반적으로 고려하여 평가한 최종 기호도는 증숙처리 시간이 증가할수록 기호도 또한 증가되었으며, 특히 25분 및 30분 증숙처리 한 시료는 기호도가 5점 이상으로 여타 시료들보다 높았다.
즉, 실시예 1의 실험예 1 내지 4의 결과들을 종합하면 0 내지 30분의 증숙 처리로는 동결 건조한 마늘 분말의 페놀, 알린 및 SAC와 같은 유효성분의 변화에 영향을 주지 않지만, 향미에 있어서는 마늘 특유의 향과 매운 맛을 효과적으로 저감시켜 기호도를 향상시키는 것으로 판단된다. 더욱 상세하게는, 최종기호도가 가장 높은 30분의 증숙 처리를 통해 동결 건조 마늘 분말을 제조하는 것이 바람직하다.
실시예 2. 유파틸린과 자세오시딘을 함유하는 "쑥 추출물" 제조를 위한 덖음 시간 설정
실험예 5. 덖음 시간을 달리한 쑥 70% 주정 추출물의 제조
쑥 일정량을 200 내지 250℃의 온도에서 10, 20, 30, 40, 50 및 60분씩 덖음 처리한 각각의 시료 및 덖음 처리하지 않은 시료 각각 20 g에 70% 주정 500 mL을 가한 후 실온에서 정치 추출하였다. 24시간 추출 후 여과한 한 여액을 회전증발농축기를 이용하여 농축한 것을 분석에 사용하였다.
실험예 6. 덖음 시간을 달리한 쑥 추출물의 총 페놀화합물 함량
상기 실험예 5에서 제조된 쑥 추출물을 대상으로 총 페놀화합물 함량을 측정하였다. 총 페놀화합물 함량의 측정은 실시예 1에 기술된 내용과 동일한 방법으로 실험하였으며, 그 결과는 표 4에 나타내었다.
덖음시간을 달리한 쑥 70% 주정 추출물의 총 페놀화합물 함량 변화
덖음처리 시간(분) 총 페놀(g/100 g)
0 3.65±0.04
10 3.67±0.04
20 3.70±0.01
30 3.71±0.03
40 4.10±0.03
50 4.28±0.03
60 3.76±0.02
표 4에 따르면 총 페놀화합물 함량은 3.65 내지 4.28 g/100 g의 범위였는데 덖음시간 50분까지는 덖음 처리시간이 증가할수록 총 페놀화합물의 함량 또한 증가되었다. 하지만 60분 덖음 처리한 시료는 40분 미만으로 덖음처리 한 시료들과 유사한 범위로 총 페놀화합물의 함량이 감소하여 쑥의 덖음 처리시 총 페놀화합물의 함량을 증대시키기 위한 덖음 처리 시간은 40 내지 50분이 적절함을 알 수 있다.
실험예 7. 덖음 시간을 달리한 쑥 추출물의 유파틸린 및 자세오시딘 함량
상기 실험예 5에서 제조된 쑥 추출물을 대상으로 유파틸린 및 자세오시딘 함량을 측정하였다.
유파틸린 및 자세오시딘 함량은 각각의 시료 추출 여액을 취하여 0.45 μm syringe filter로 재여과한 후 HPLC-DAD (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)로 분석하였다. 이때, 분석용 칼럼은 4.6×250 mm, 5 μm의 Agilent Zorbax SB-C18 (Agilent Technologies)를 사용하며, 이동상은 0.1% formic acid를 함유하는 물 (A)과 0.1% formic acid를 함유하는 아세토니트릴 (B)을 시간에 따라 혼합비율을 달리하면서 분석하였다. 이동상의 속도는 1.0 mL/min, 시료 주입량은 10 μL, UV 검출기 파장은 340 nm에서 검출하였다. 상기 유파틸린 및 자세오시딘 함량은 표 5에 나타내었다.
덖음시간을 달리한 쑥 70% 주정 추출물의 유파틸린 및 자세오시딘 함량 변화
덖음처리 시간(분) 유파틸린(mg/g) 자세오시딘(mg/g)
0 2.65±0.13 3.44±0.04
10 2.07±0.20 3.10±0.07
20 2.39±0.20 3.53±0.13
30 2.39±0.14 3.26±0.12
40 2.22±0.07 3.12±0.08
50 2.14±0.04 2.91±0.04
60 2.26±0.09 2.92±0.04
표 5에 따르면 덖음시간에 따른 쑥 70% 주정 추출물의 유파틸린은 2.07 내지 2.69 mg/g으로 덖음시간에 따른 일정한 경감이 확인되지 않았다. 반면, 자세오시딘은 2.91 내지 3.53 mg/g의 범위였는데 20분 덖음 쑥에서 3.53 mg/g으로 가장 함량이 높았고, 덖음 40분까지는 3.0 mg/g이상으로 유지되었으나 그 이상 덖음 처리시는 자세오시딘 함량이 미량 감소되는 경향이었다.
즉, 실시예 2의 실험예 5 내지 실험예 7의 결과에 따라 200 내지 250℃에서 덖음 처리하여 쑥 추출물을 제조할 때는, 유파틸린과 자세오시딘 함량이 적절하게 포함되도록 하기 위해 40분 이내로 덖는 것이 적합하며, 더욱 상세하게는 20분간 덖는 것이 가장 바람직하다.
실시예 3. 유파틸린과 자세오시딘을 함유하는 "쑥 추출물" 제조를 위한 쑥의 덖음 온도 설정
실험예 8. 덖음 온도를 달리한 쑥 추출물의 제조
상기 실시예 2를 통해서 덖음 시간을 20분으로 설정하였으며, 덖음 온도에 따른 쑥 추출물 중의 유효성분 변화정도를 확인하여 덖음 온도를 설정하고자 쑥을 150, 200, 250 및 300℃ 온도에서 20분씩 덖음처리 한 후 각 시료 20 g에 70% 주정 500 mL을 가하여 실온에서 24시간 정치한 후 여과한 다음 회전증발농축기를 이용하여 시료를 농축한 후 분석을 실시하였다.
실험예 9. 덖음 온도를 달리한 쑥 추출물의 총 페놀화합물의 함량
상기 실험예 8에서 제조된 쑥 추출물을 대상으로 총 페놀화합물 함량을 측정하였다. 총 페놀화합물 함량은 실시예 1에 기술된 내용과 동일한 방법으로 측정하였으며 그 결과는 표 6과 같다.
덖음온도를 달리한 쑥 70% 주정 추출물의 총 페놀 함량 변화
덖음처리 온도(℃) 총 페놀(g/100 g)
150 3.46±0.10
200 3.58±0.23
250 3.92±0.07
300 5.66±0.03
표 6에 따르면, 시료의 총 페놀화합물 함량은 3.46 내지 5.66 g/100 g의 범위였으며, 덖음처리 온도에 비례하여 총 페놀화합물 함량 또한 증가하였다.
실험예 10. 덖음 온도를 달리한 쑥 추출물의 유파틸린 및 자세오시딘 함량
상기 실험예 8에서 제조된 쑥 추출물을 대상으로 유파틸린 및 자세오시딘 함량을 측정하였다.
유파틸린 및 자세오시딘 함량은 실시예 2에 기술된 내용과 동일한 방법으로 실험하였으며 그 결과는 표 7과 같다.
덖음온도를 달리한 쑥 70% 주정 추출물의 유파틸린 및 자세오시딘 함량 변화
덖음처리 온도(℃) 유파틸린(mg/g) 자세오시딘(mg/g)
150 2.40±0.04 3.64±0.03
200 2.33±0.17 3.52±0.19
250 2.41±0.07 3.66±0.08
300 1.72±0.06 2.66±0.01
표 7에 따르면, 유파틸린(1.72 내지 2.41 mg/g)과 자세오시딘(2.66 내지 3.66 mg/g)은 150 내지 250℃까지는 덖음 온도에 따른 함량차가 거의 없었으나 300℃ 덖음 쑥 추출물에서는 이들 화합물들의 함량이 감소되어 총 페놀화합물의 분석 결과와 다소 차이가 있었다.
실시예 3의 실험예 8 내지 실험예 10을 통해 300℃ 근처의 고온에서 쑥의 덖음처리는 오히려 유효성분의 저하를 초래하는 것을 확인하였다. 따라서 본 발명에서는 150 내지 250℃ 범위에서 쑥을 덖는 것이 바람직하다.
실시예 4. "쑥 물 추출물"의 제조조건 설정
실험예 11. 추출시간을 달리한 쑥 물 추출물의 제조
250℃에서 20분간 덖음 처리한 쑥 20 g에 물 500 mL을 가하여 85℃에서 각각 4, 8, 12 및 16시간 정치하여 추출한 시료를 여과한 후 그 여액을 실험에 사용하였다.
실험예 12. 추출시간을 달리한 쑥 물 추출물의 총 페놀화합물, 유파틸린 및 자세오시딘 함량
상기 실험예 11에서 제조된 쑥 물 추출물을 대상으로 총 페놀화합물, 유파틸린 및 자세오시딘 함량을 측정하였다.
시료 중의 총 페놀화합물 함량, 유파틸린 및 자세오시딘 함량은 상기 실시예에서와 동일한 방법으로 수행되었으며, 그 결과는 표 8에 나타내었다.
추출시간을 달리한 쑥 물 추출물의 총 페놀, 유파틸린 및 자세오시딘 함량 변화 (mg/g)
추출시간(시간) 총 페놀화합물 유파틸린 자세오시딘
4 14.49±0.08 ND ND
8 15.57±0.21 ND ND
12 16.24±0.06 ND ND
16 16.71±0.07 ND ND
표 8에 따르면, 85℃에서 4, 8, 12 및 16시간 추출한 쑥 물 추출액에 대한 총 페놀화합물은 14.49 내지 16.71mg/g 의 범위로 추출시간이 증가할수록 총 페놀화합물의 함량 또한 증가하였다. 하지만 유파틸린과 자세오시딘은 모든 물 추출물에서는 검출되지 않았다.
즉, 200 내지 250℃, 덖음 시간은 10 내지 30분 진행함으로써 유효성분인 총 페놀 화합물, 유파틸린 및 자세오시딘의 함량을 증가시킬 수 있음을 알 수 있다. 하지만 물 추출물에서는 총 페놀화합물을 제외한 기능성 성분이 추출되지 않음도 확인할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 쑥의 대표적인 유효성분들이 모두 포함되는 쑥 추출물을 제조하기 위해서, 쑥 물 추출물(2차 추출물)과 쑥 주정 추출물(1차 추출물)을 각각 제조한 후 이를 혼합함으로써 기능성 성분을 고루 함유하도록 제조하는 것을 특징으로 한다.
실시예 5. 높은 기호도의 혼합음료 제조를 위한 "마늘과 쑥 혼합 비율" 설정
실험예 13. 마늘과 쑥 혼합 비율을 달리한 혼합음료의 제조
시료의 제조는 생마늘을 100℃의 증기에서 30분간 증숙처리하고, 상온에서 10 내지 60분간 식힌 후 -70℃에서 급속 동결시킨 다음 동결건조하고, 분쇄하여 분말화하여 준비한다. 그리고, 쑥을 250℃의 예열된 팬에서 20분간 덖은 후, 70% 주정을 가하여 실온에서 24시간 정치한 후 여과하여 1차 쑥 추출물을 제조하고, 잔사에 물을 가하여 85℃에서 16시간 정치한 후 여과하여 2차 쑥 추출물을 제조한 뒤, 상기 1차 쑥 추출물과 상기 2차 쑥 추출물을 혼합하여 쑥 추출물을 제조한다. 이후 상기 마늘 분말, 상기 쑥 추출물, 배 농축액 10kg, 사과 농축액 30kg, 액상저당 20kg, 벌꿀 2.5kg, 잔탄검 0.5kg, 구연산 0.5kg과 정제수를 교반하여 혼합음료를 제조하였다.
이 때, 상기 정제수 30.5kg가 포함될 때, 상기 마늘 분말을 각각 0kg, 1kg, 2kg, 3kg, 4kg, 5kg, 6kg 준비하면, 상기 쑥 추출물을 각각 6kg, 5kg, 4kg, 3kg, 2kg, 1kg, 0kg 준비하였고, 상기 정제수 25.5kg이 포함될 때, 상기 마늘 분말을 각각 5kg,6kg 준비하면, 상기 쑥 추출물을 각각 6kg, 5kg 준비하였다.
실험예 14. 마늘과 쑥 혼합 비율에 따른 혼합음료의 기호도 조사
7점 척도법을 사용하여 상기 실험예 13에서 제조된 혼합음료의 기호도 조사를 실시하였다. 향, 매운맛, 쓴맛은 강할수록, 최종기호도는 선호도가 높을수록 높은 배점을 부여하도록 평가하였다. 30 내지 50대 남녀 20명을 대상으로 관능평가를 실시하였으며 그 결과는 평균±편차 값으로 표 9에 나타내었다.
표 9에 따르면, 마늘과 쑥 혼합 비율을 달리한 시료 8종에 대한 관능평가 결과, 정제수 30.5kg, 마늘 분말 1kg, 쑥 추출물 5kg이 포함된 2번 시료, 정제수 30.5kg, 마늘 분말 2kg, 쑥 추출물 4kg이 포함된 3번 시료, 정제수 30.5kg, 마늘 분말 3kg, 쑥 추출물 3kg이 포함된 4번 시료, 정제수 30.5kg, 마늘 분말 4kg, 쑥 추출물 2kg이 포함된 5번 시료, 정제수 30.5kg, 마늘 분말 5kg, 쑥 추출물 1kg이 포함된 6번 시료의 결과가 양호하였다.
즉, 정제수 8 내지 53중량%, 마늘 분말 1 내지 5중량%, 쑥 추출물 1 내지 5중량%가 포함되는 것이 적절한데, 이 범위를 벗어나게 되면 마늘 또는 쑥 추출물 또는 마늘과 쑥 추추물 모두에서 과도한 맛과 향이 발현되어 관능평가 기호도가 하락하게 될 수 있으며 더불어 혼합음료의 제형이 적절하지 못할 수 있기 때문이다. 또한, 타 재료에 의한 과도한 단맛이 발현될 수도 있다.
따라서, 실시예 5의 실험예 13, 실험예 14의 결과로부터 혼합음료는 상기 마늘 분말 1 내지 5중량%, 상기 쑥 추출물 1 내지 5중량%, 상기 배농축액 5 내지 15중량%, 상기 사과농축액 25 내지 35중량%, 상기 저당 15 내지 25중량%, 상기 벌꿀 0 내지 5중량%, 상기 잔탄검 0 내지 1중량%, 상기 구연산 0 내지 1중량% 및 상기 정제수 8 내지 53중량%로 포함되는 것이 바람직하다는 결론을 얻을 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
S1 : 생마늘 세척 단계
S2 : 생마늘 증숙처리 단계
S3 : 급냉, 동결건조 단계
S4 : 마늘 분쇄 단계
S5 : 쑥 선별 단계
S6 : 쑥 덖는 단계
S7 : 쑥 추출 단계
S8 : 혼합음료 제조 단계

Claims (5)

  1. 생마늘을 세척하는 제 1 단계;
    상기 세척된 생마늘을 증숙처리하는 제 2 단계;
    상기 증숙처리된 마늘을 급냉하여 동결건조하는 제 3 단계;
    상기 동결건조된 마늘을 분쇄하여 마늘 분말로 제조하는 제 4 단계;
    쑥을 선별하는 제 5 단계;
    상기 쑥을 덖는 제 6 단계;
    상기 덖은 쑥을 추출하여 쑥 추출물을 제조하는 제 7 단계;
    상기 마늘 분말, 상기 쑥 추출물 및 부재료를 혼합하여 교반하는 제 8 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기호도와 유효성분이 강화된 마늘 및 쑥 혼합음료의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 7 단계의 쑥 추출물은,
    상기 덖은 쑥에 70% 주정 추출물을 가하여 실온에서 정치시킨 뒤, 추출하고 여과하여 1차 쑥 추출물을 제조하고,
    상기 1차 쑥 추출물의 잔사에 물을 가하여 80 내지 90℃에서 정치시킨 뒤, 추출하고, 여과하여 2차 쑥 추출물을 제조한 뒤,
    상기 1차 쑥 추출물과 상기 2차 쑥 추출물을 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 기호도와 유효성분이 강화된 마늘 및 쑥 혼합음료의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    25 내지 40분간 진행하는 것을 특징으로 하는 기호도와 유효성분이 강화된 마늘 및 쑥 혼합음료의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 6 단계는,
    200 내지 250℃로 예열한 팬에서 15 내지 30분간 진행하는 것을 특징으로 하는 기호도와 유효성분이 강화된 마늘 및 쑥 혼합음료의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 12 단계에서 상기 부재료는
    배농축액, 사과농축액, 저당, 벌꿀, 잔탄검, 구연산 및 정제수 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 기호도와 유효성분이 강화된 마늘 및 쑥 혼합음료의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101495569B1 (ko) 2014-07-17 2015-02-27 (재)남해마늘연구소 고농도 알린이 함유된 마늘분말 및 그 제조방법
KR101898457B1 (ko) 2016-10-11 2018-09-13 강원도 삼척시(농업기술센터장) 마늘의 향과 맛이 저감된 마늘분말 및 그 제조방법

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