KR100484479B1 - 늙은호박 추출액의 제조방법 및 이를 이용한 음료 - Google Patents

늙은호박 추출액의 제조방법 및 이를 이용한 음료 Download PDF

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Abstract

본 발명은 늙은호박에 펙티나아제(pectinase)와 셀룰라아제(cellulase)를 첨가하여 효소분해를 시킴으로써 추출되는 호박추출액의 제조방법 및 이를 이용한 호박추출액 함유 음료에 관한 것으로 생산수율이 높고, 관능적 ·이화학적 품질이 우수한 호박추출액 함유 음료를 제공하는 뛰어난 효과를 제공한다.

Description

늙은호박 추출액의 제조방법 및 이를 이용한 음료{Method for production of old pumpkin extract and beverage thereof}
본 발명은 늙은호박 추출액의 제조방법 및 이를 이용한 음료에 관한 것으로 더욱 상세하게는 늙은호박에 펙티나아제와 셀룰라아제를 첨가하여 효소분해를 시킴으로써 호박추출액을 제조하는 방법 및 이와 같이 제조된 호박추출액을 함유하는 음료에 관한 것이다.
늙은 호박은 전국 각지의 유휴지에서 별다른 시비나 농약의 사용없이 재배 가능한 농산물로 비타민 C 및 비타민 A의 전구체인 카로틴과 무기물, 식이섬유, 당질 등이 풍부한 무공해 식품이다.
늙은 호박은 한국인들과 옛부터 친숙한 대표적인 식량자원으로, 전통적으로 위장이 약한 사람, 회복기 환자, 산후부종제거 등을 위한 건강식으로 이용되어 왔다. 최근에는 늙은 호박의 대장암, 방광염, 전립선 비대증, 동맥경화, 당뇨병, 야맹증, 각막건조증 등에 관한 효능이 보고되고 있다.
한편, 국민의 생활수준이 향상되고 사회구조가 변화함에 따라 식품소비 양상도 크게 변화하여 편의식과 건강지향적인 가공식품의 수요가 급격히 증가하고 있으며 식사대용, 다이어트식 등의 건강 기능성 식품의 시장규모가 급격하게 증가되고 있다.
늙은 호박의 경우 수분 함량이 높고 조직의 연화현상 등으로 저장성이 낮은 단점이 있으나, 호박의 가공특성을 감안한 최적조건으로 추출·농축할 경우에는 장기간 저장 가능할 뿐만 아니라 음료, 식초, 엑기스, 분말 등 다양한 형태로 활용 가능하다. 또한 이전의 늙은 호박에 대한 소비자의 친숙도, 선호도에 부가하여, 늙은 호박 유효성분의 최적추출을 통한 제품개발은 품질차별화에 따른 경쟁력 향상을 가져올 것으로 기대된다.
그러나, 국내에서는 아직까지 영세한 건강원(중탕집)에서 가공한 호박엑기스 제품이 주로 이용되고 있을 뿐, 늙은 호박의 기능적 특성이나 가공특성에 관한 체계적인 연구가 미비하다.
근래에 호박죽, 호박분말 등이 일부 제품화 되었으나 별다른 주목을 받지 못하고 있는 실정으로, 소비자의 기호성을 감안한 차별화된 품질의 늙은호박 가공제품 개발이 요구되고 있다.
이에 본 발명은 예로부터 각 가정에서 전해 내려오는 늙은 호박의 이용성을 검토하고, 나아가 호박의 부가가치 향상 및 가공제품의 경쟁력 향상을 위하여, 늙은호박의 최적 가공적성. 즉, 최적 추출방법 및 농축방법을 개발하여 호박추출액을 제조하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 상기의 방법의 의하여 제조된 호박추출액을 이용하여 호박추출액 함유 음료를 제조하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 늙은호박 80 중량부에 정제수 20 중량부를 첨가하고 펙티나아제 0.10 중량부 및 셀룰라아제 0.05 중량부를 첨가하여 효소처리한 후, 열수추출하는 것을 특징으로 하는 늙은호박 추출액의 제조방법을 제공한다.
한편 바람직하게, 상기 효소처리는 교반하면서 50℃의 온도로 2시간 동안 하는 것이 좋다.
또한, 바람직하게 상기 열수추출은 교반하면서 80~85℃의 온도로 4~5시간 동안 하는 것이 좋다.
그리고 본 발명은 상기의 방법에 의하여 제조한 호박추출액 82~84 중량%에, 잔탄검 0.42~0.48 중량%, 자일리톨, 감식초, 소금, 구연산, 카로틴, 과당, 및 칼슘으로 조성된 부형제 15.52~17.58 중량%을 첨가하여 제조된 것을 특징을 하는 늙은호박 추출액 함유 음료를 제공한다.
이하, 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명한다.
본원발명은 늙은호박의 추출시 추출수율을 높이기 위하여 효소분해를 수행한다. 호박의 펙틴질을 분해하기 위하여 여러가지 효소제 중 펙티나아제를 첨가하여 분해한다. 그러나 호박은 펙틴외에도 셀룰로오스를 다량 함유하고 있다. 따라서, 펙티나아제에 분해되지 않는 섬유질을 분해하기 위해 여러가지 효소제 중 셀룰라아제를 선정하여 펙티나아제와 셀룰라아제를 혼합하여 효소분해를 수행한다.
먼저, 원료로서 호박을 준비하는데 씨를 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 씨제거시 호박 내부 섬유질의 손실을 최소화 하는 것이 좋다. 준비된 호박은 자동 파쇄기를 이용하여 파쇄하는 것이 좋다.
파쇄된 호박 80 중량부에 정제수를 20중량부 첨가한다. 상기 정제수의 첨가량은 추출액 대비 최적 용매량으로서 20중량부를 초과하여 첨가할 경우에는 추출수율이 떨어지게 되고, 20 중량부 미만으로 첨가할 경우에는 추출가능량에 비교하여 실제추출되는 양이 적다.
효소제로서 펙티나아제를 0.15 중량부 만큼 첨가하고, 셀룰라아제를 0.05 중량부 만큼 첨가한다. 펙티나아제가 0.15 중량부 미만으로 첨가될 경우에는 효소를 첨가하지 않은 경우와 비교하여 높은 수율을 얻을 수가 없으며, 0.15 중량부를 초과하여 첨가할 경우에는 0.15 중량부보다 품질특성이 오히려 낮게 나타난다. 셀룰라아제는 펙티나아제로 분해되지 않은 셀룰로오스를 분해하기 위하여 첨가하는 것으로 0.05 중량부를 초과하여 첨가한 경우에는 수율이 오히려 떨어지고 잔사량이 증가하는 문제가 있고, 0.05 중량부 미만으로 첨가할 경우에는 수율이 떨어지게 된다.
상기 펙티나아제와 셀룰로오스를 첨가하여 수행하는 효소처리는 50℃의 온도로 2시간 동안 교반하면서 효소처리를 하는 것이 좋다. 50℃, 2시간의 조건은 효소들이 충분히 작용을 할 수 있는 조건으로서 상기 온도를 초과할 경우에는 효소가 실활이 되고, 2시간을 초과할 경우에는 2시간에 비해 수율에 있어 별반 차이가 없다. 교반은 효소들이 기질에 잘 접촉하도록 도와주는 역할을 수행한다.
효소제 처리 후, 원료를 추출기에 넣고 추출을 수행한다. 이때 80~85℃의 온도로 4~5 시간 동안 교반을 하면서 추출을 수행하는 것이 바람직하다. 상기 온도와 상기 시간의 범위 내에서 추출을 수행하는 경우에 추출이 가장 효율적으로 수행된다. 추출탱크의 직화력 정도에 따라 추출액의 갈변이 우려되므로 교반을 충분히 하는 것이 좋다.
추출이 끝난 후에 착즙과 동시에 여과를 하는 것이 바람직하다.
다음으로 상기의 여과된 늙은호박 추출액을 주원료로 하여 음료를 제조한다.
호박추출액 함유 음료는 상기의 방법으로 제조된 호박추출액 82~84 중량%에, 잔탄검 0.42~0.48 중량%, 자일리톨, 감식초, 소금, 구연산, 카로틴, 과당, 및 해조칼슘으로 조성된 부형제 15.52~17.58 중량%을 첨가하여 제조한다.
다만, 제조시 하기와 같이 수행하면 더욱 바람직스럽다.
먼저, 감식초, 구연산을 첨가한 후 해조칼슘을 넣어 혼합액 Ⅰ을 준비한다.
다음으로, 준비한 호박추출액 중 10 중량%에 잔탄검을 섞어 녹인 후, 배합 자켓 탱크에 넣고, 자일리톨, 과당, 소금 및 카로틴을 순서대로 넣어 혼합액 Ⅱ를 준비한다. 이 때 잔탄검을 효율적으로 녹이기 위해 40~45℃의 온도로 가열을 하는 것이 좋다. 한편, 상기 온도를 초과하여 가열할 경우에는 추출액이 갈변될 우려가 있으므로 상기 온도의 범위에서 가열하는 것이 좋다.
상기에서 제조한 혼합액 Ⅰ, Ⅱ를 상호 섞고, 여기에 미리 준비한 호박추출액 중 나머지를 첨가함으로써 호박추출액 함유 음료를 제조한다.
이하, 본 발명의 구성을 하기 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하지만 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 늙은호박에 효소를 첨가하여 늙은호박 추출액의 추출
본 실시예에서 사용된 늙은 호박은 바이오파머(주)에서 제공받아 세척하고 절단 후 씨를 제거하여 분쇄한 것을 사용하였으며, 효소제는 펙티나아제와 셀룰라아제를 사용하였다.
분쇄한 호박 80g에 20g의 증류수를 가한다. 그 다음 펙티나아제를 0.15g, 셀룰라아제를 0.05g 첨가한 후 50℃의 온도로 2시간 동안 효소반응을 시켰다. 그 후 추출기에 넣어 85℃의 온도로 4시간 동안 추출하였다.
실시예 2: 실시예 1의 방법으로 제조한 늙은호박 추출액을 함유하는 음료의 제조
실시예 1의 방법으로 제조한 호박추출액 83.50g에 잔탄검 0.30g, 해조칼슘 0.50g, 과당 5.10g, 자일리톨 0.50g, 감식초 10.00g, 소금 0.04g, 구연산 0.05g, 카로틴 0.01g을 섞어 늙은호박 추출액을 함유하는 음료를 제조하였다. 한편, 구체적인 공정은 하기와 같이 수행했다.
감식초 10.00g, 구연산 0.05g, 해조칼슘 0.05g을 넣어 혼합액 Ⅰ을 준비하였다.
다음으로, 준비한 호박추출액 중 10g에 잔탄검 0.30g을 섞어 녹인 후, 배합 자켓 탱크에 넣고, 자일리톨 0.50g, 과당 5.10g, 소금 0.04g 및 카로틴 0.01g을 순서대로 넣어 혼합액 Ⅱ를 준비하였다.
상기에서 제조한 혼합액 Ⅰ, Ⅱ를 상호 섞고, 여기에 미리 준비한 호박추출액 중 나머지 73.75g를 첨가하여 호박추출액 함유 음료를 제조하였다.
실험예 1: 늙은호박추출액의 제조시 펙티나아제의 영향 조사
늙은 호박의 추출조건 설정, 즉 추출물의 수율을 높이기 위해서 효소제에 대한 영향을 알아보았다. 먼저 펙티나아제를 농도별로 첨가하여 추출한 추출물(Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ)과 대조구(Ⅰ-1, Ⅰ-2)를 비교하였는데 그 결과는 표 1, 2와 같다.
늙은호박에 있어 다양한 효소농도에 따른 수율, 잔사량, 가용 고형분의 변화
실험번호 효소농도(%) 추출조건 수율(%) 잔사량(g) 가용고형분(%)
Ⅰ-1 0 110℃, 4hrs 77.7 19.10 5.36
Ⅰ-2 0 50℃, 2hrs → 110℃, 2hrs 79.9 17.71 5.39
0.01 50℃, 2hrs → 110℃, 2hrs 82.8 15.96 5.34
0.05 50℃, 2hrs → 110℃, 2hrs 82.5 14.80 5.12
0.10 50℃, 2hrs → 110℃, 2hrs 83.4 14.56 5.75
0.15 50℃, 2hrs → 110℃, 2hrs 84.8 14.47 5.96
0.20 50℃, 2hrs → 110℃, 2hrs 84.3 15.10 5.84
늙은호박에 있어 다양한 효소농도에 따른 환원당, 브릭스 농도, pH의 변화
실험번호 효소농도(%) 추출조건 환원당(%) 브릭스 pH
Ⅰ-1 0 110℃, 4hrs 3.65 5.5 5.34
Ⅰ-2 0 50℃, 2hrs → 110℃, 2hrs 3.85 5.7 5.37
0.01 50℃, 2hrs → 110℃, 2hrs 4.30 5.7 5.42
0.05 50℃, 2hrs → 110℃, 2hrs 4.26 6.0 5.34
0.10 50℃, 2hrs → 110℃, 2hrs 4.67 6.1 5.31
0.15 50℃, 2hrs → 110℃, 2hrs 5.16 6.4 5.30
0.20 50℃, 2hrs → 110℃, 2hrs 5.13 6.3 5.31
효소제를 첨가한 모든 구간이 대조구보다 품질특성이 우수하였으며, 펙티나아제의 첨가량이 높을수록 그 품질특성도 서서히 증가하였다. 특히 펙티나아제를 0.15 중량%를 첨가한 구에서 수율, 가수량 및 환원당 함량이 가장 높았으며, 잔사량은 가장 적게 분석되어 추출율이 가장 우수하였고, 0.20 중량%의 펙티나아제 처리구에서는 0.15 중량%보다 품질특성이 낮게 나타났다.
따라서, 펙티나아제에 대한 영향에서는 대조구보다 효소제 처리구에서 수율이 높게 나타나 펙티나아제의 영향을 받는 것으로 생각되었다.
한편, 본 실시예에서 효소의 첨가량은 늙은호박과 첨가된 정제수를 합친량을 기준으로 하여 설정된 퍼센트함량이다. 이하 모든 상기 조건은 실험예에서 동일하다.
실험예 2: 늙은호박 추출액의 제조에 있어 펙티나아제 및 셀룰라아제의 영향조사
상기 실험예 1에서 펙티나아제에 대한 영향을 살펴보았으나 약 85%의 수율을 나타내어 보다 높은 수율을 향상시키기 위해 섬유질 분해 효소중에서 셀룰라아제를 선정하여 주효소제인 펙티나아제와 셀룰라아제를 혼합하여 품질특성에 대한 영향을 알아보았다.
표 3에서 보는 바와 같이 효소제를 단독으로 처리한 Ⅰ,Ⅱ는 혼합 효소제(펙티나아제+셀룰라아제)보다 수율이 떨어졌으며, 다른 품질특성도 낮은 것으로 났다.
늙은호박추출액에 있어 다양한 효소함량에 따른 수율, 잔사량, 가용 고형분, 환원당, 브릭스 농도, pH 변화 조사
실험번호 효소농도(%) 수율(%) 잔사량(g) 가용고형분(%) 환원당(%) 브릭스 pH
펙티나아제 0.15 69.6 19.03 5.33 3.99 5.3 5.25
셀룰라아제 0.15 80.4 14.38 5.66 3.52 5.8 5.26
P+C 0.15+0.05 85.9 10.86 6.01 4.41 6.1 5.16
P+C 0.15+0.10 80.5 10.78 7.43 5.36 7.0 4.96
P+C 0.15+0.15 83.7 11.50 6.83 5.07 6.9 4.96
혼합 효소제를 처리한 구간 중, Ⅲ 처리구의 수율이 85.9%로 Ⅳ, Ⅴ 처리구보다 높게 나타났으나, 가용성 고형분 및 환원당 함량은 Ⅳ 처리구가 높은 결과를 나타내었다. 그러나, 혼합 효소제 처리구간별 품질에는 커다란 차이가 없으므로 늙은호박 추출시 경제적인 면을 고려하여 펙티나아제와 셀룰라아제의 첨가량을 0.15 중량%와 0.05%로 고정하는 것이 좋을 것으로 생각되었다.
실험예 3: 늙은호박 추출액의 제조에 있어 최적 효소제 첨가량 설정
상기 실험예 1, 2의 결과를 바탕으로 최적 효소제 첨가량을 설정하기 위해 4개의 처리구에 대한 추출물의 수율, 잔사량, 가용성 고형분, pH, 색도, Brix, 환원당, 총 당, 총 카로틴 함량, 아질산제거능 및 유리 아미노산 등에 대하여 비교 분석하였다(표 4 내지 7).
늙은호박추출액의 제조에 있어 다양한 효소의 농도에 따른 수율, 잔사량, 가용 고형분, pH변화
실험번호 효소농도(%) 수율(%) 잔사량(g) 가용고형분(%) pH
0 78.53±1.41 23.04±0.94 6.5±0.50 5.83±0.14
펙티나아제 0.15 83.09±3.04 19.42±1.97 6.3±0.15 5.16±0.39
P+C (0.15+0.05) 86.94±1.84 14.75±3.40 6.4±0.10 5.30±0.44
셀룰라아제 0.15 84.60±1.80 18.01±0.75 6.5±0.35 5.69±0.14
늙은호박 추출액의 제조에 있어 다양한 효소농도에 따른 훈터의 색, 브릭스, 환원당 및 총 당(total sugar) 함량의 조사 (실험번호에 따른 조건은 상기 표 4와 동일)
실험번호 훈터의 색 브릭스 환원당(%) 총당(%)
L a b
67.61±6.53 1.86±0.12 7.85±2.52 6.30±0.10 2.14±0..41 3.45±0.30
60.65±0.66 1.27±0.23 3.70±0.55 6.47±0.06 2.61±0.20 4.42±0.70
57.38±4.82 1.77±0.91 4.55±1.79 6.73±0.06 2.81±0.32 4.60±0.52
61.06±3.18 1.89±0.52 5.42±1.00 6.6±0.01 2.55±0.24 3.65±0.23
늙은호박추출액에 있어 다양한 효소 농도에 따른 총 카로틴 및 아질산 제거능(Nitrite-scavenging ability) 조사 (실험번호에 따른 조건은 상기 표 4와 동일)
실험번호 효소농도(%) 총 카로틴(mg%) 아질산 제거능(Nitrite-scavenging ability; %)
1.2 3.0 4.2
0 3.92±0.26 79.50±0.71 32.42±3.45 4.82±0.13
펙티나아제 0.15 5.36±0.27 81.01±9.57 49.32±0.20 5.70±0.50
P+C (0.15+0.05) 4.29±0.19 78.61±1.24 28.31±0.09 5.70±0.30
셀룰라아제 0.15 3.13±0.17 76.21±0.93 22.53±1.85 -
늙은호박 추출액의 제조에 있어 다양한 효소 첨가량에 따른 유리 아미노산 함량의 조사 (mg%)
실험번호1) 유리아미노산
포스포세린(Phosphoserine) 0.10 0.10 0.12 -
타우린(Taurine) - - - -
포스포에탄올아민(Phosphoethanolamine) 0.23 0.16 - 0.19
우레아(Urea) 0.54 0.44 0.56 0.43
아스파트산(Aspartic acid) - - - -
하이드록시프로린(Hydroxyproline) 150.46 117.67 160.50 137.50
트레오닌(Threonie) 0.19 0.20 0.31 0.26
세린(Serine) 0.46 0.28 0.52 0.49
아스파라진(Asparagine) - - - 19.26
글루탐산(Glutamic acid) 3.87 3.26 4.21 3.83
사르코신(Sarcosine) 0.09 0.07 - 0.03
알파-아미노아디프산(α-aminoapidic acid) - 0.15 0.16 -
프로린(Proline) 0.11 0.12 0.16 0.17
글라이신(Glycine) 0.24 0.22 0.17 0.28
알라닌(Alanine) 0.93 1.02 0.40 0.95
시트룰린(Citulline) - 1.61 1.41 -
알파-아미노뷰티르산(α-aminobutyric acid) 0.02 0.02 0.02 0.01
발린(Valine) 0.62 0.66 0.86 0.75
시스틴(Cystine) - 0.04 - -
메티오닌(Methionine) 0.01 0.03 0.06 0.19
시스타씨오닌(Cystathionine) 0.02 0.02 0.02 0.13
이소류신(Isoleucine) 0.18 0.19 0.35 0.11
류신(Leucine) 0.10 0.16 0.30 0.17
타이로신(Tyrosine) 0.03 0.02 0.03 0.21
베타-알라닌(β-alanine) 0.08 0.07 0.05 0.19
페닐알라닌(Phenylalanine) 0.24 0.24 0.32 0.35
베타-아미노이소뷰티르산(β-aminoisobutyric acid) - - 0.15 -
호모시스틴(Homocystine) 0.06 0.05 0.08 0.25
감마-아미노뷰티르산(γ-aminobutyric acid) 2.21 2.01 1.13 1.61
에탄올아민(Ethanolamine) 1.13 0.11 0.74 0.20
알로하이드록시세린(Allohydroxylysine) 0.03 0.02 1.12 0.10
오르니틴(Orinithine) 0.13 0.10 1.13 0.29
라이신(Lysine) 0.05 0.10 0.30 0.46
1-메틸히스티딘(1-methylhistidine) 0.01 - 0.01 0.31
히스티딘(Histidine) 0.41 0.35 0.48 2.84
3-메틸히스티딘(3-methylhistidine) - 0.01 - 0.01
안세린(Anserine) 0.11 0.07 - -
카르노신(Carnosine) 0.02 0.04 0.07 0.05
아르기닌(Arginine) 0.54 0.43 0.96 0.08
163.22 130.04 176.7 171.7
1) 실험번호에 따른 조건은 상기 표 4와 동일
수율은 무처리구보다 효소제 처리구에서 높게 나타났다. 특히, Ⅲ 처리구에서 86.94%로 가장 높게 나타났으며, 잔사량 함량도 가장 낮게 나타났다. 가용성 고형분 및 pH는 모든 처리구간에서 비슷한 경향을 보였으며 색도는 무처리구간의 L, a, b 값이 효소제 처리구간보다 높게 나타났다.
당도는 Ⅲ 처리구에서 조금 높은 편이었으며 Ⅲ 처리구의 환원당과 전당 함량은 2.81, 4.60%로 다른 처리구보다 조금 높은 경향을 보였다.
총 카로틴은 5.36mg%의 Ⅱ 처리구가 높은 함량으로 나타났으며, 아질산염소거능은 모든 처리구간에서 소거능이 나타났으나, pH 6.0에서는 아질산염소거능 기능이 소실하는 것으로 나타났다. 아질산염소거능은 Ⅱ 처리구에서 그 기능이 높게 나타났으며 pH 1.2에서의 소거능은 Ⅱ 처리구가 조금 높았으나 다른 처리구와 큰 차이를 보이지 않았고 pH 3.0에서는 49.32%으로 다른 처리구에 비해 높은 소거능을 보였다.
총 함량은 Ⅱ 처리구를 제외한 효소제 처리구(Ⅲ, Ⅳ)가 각각 176.85, 171.89mg%로 162.44mg%의 무처리구(Ⅰ)보다 높은 함량으로 나타냈다. 또한 citrulline은 Ⅰ, Ⅳ 처리구에서 분석되지 않았으나, Ⅱ, Ⅲ 처리구에서는 1.61, 1.41mg%로 분석되었다.
이상의 결과로 신품종 늙은 호박의 추출조건으로는 Ⅲ 처리구인 펙티나아제와 셀룰라아제(0.15 + 0.05 %)를 혼합하여 추출함으로써 추출율 및 여러 가지 기능성도 우수한 추출물을 얻을 수 있을 것으로 생각되었다.
실험예 4: 늙은호박 추출액 함유 호박음료 제조 조건 조사 및 관능적 특성 조사
최적조건(펙티나아제 0.15 중량% + 셀룰라아제 0.05 중량%)에서 추출된 호박 열수추출물(6 또는 7˚brix)을 음료 제조에 이용하고 음료의 이화학적·관능적 특성을 모니터링하여 배합비를 설정하였다.
액상차 제조의 최적 배합비를 설정하기 위하여, 음료제조에 가장 영향을 주는 호박 추출물, 잔탄검, 식초를 중심합성계획에 따라 추출물 함량(70, 75, 80, 85, 90%), 잔탄검 함량(0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9%), 식초 함량(2, 4, 6, 8, 10%)을 각각 다섯 단계로 부호화하고(표 8), 표 9와 같이 설정된 조건으로 제조하였다. 이때 소금, 구연산, 카로틴, 과당, 칼슘은 각각 0.04, 0.05, 0.02, 5, 1%로 고정하였다.
실험설계에 있어 레시피 조건(recipe condition)에 따른 수준
레시피 조건 수준
-2 -1 0 1 2
호박추출액 70 75 80 85 90
잔탄검 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9
감식초 2 4 6 8 10
레시피 조건의 최적화를 중심합성계획
실험번호1) 호바추출액 (%) 잔탄검 (%) 감식초 (%)
1 75 0.3 4
2 75 0.3 8
3 75 0.7 4
4 75 0.7 8
5 85 0.7 8
6 85 0.7 4
7 85 0.3 8
8 85 0.3 4
9 80 0.5 6
10 80 0.5 6
11 70 0.5 6
12 90 0.5 6
13 80 0.1 6
14 80 0.9 6
15 80 0.5 2
16 80 0.5 10
1) 숫자는 중심합성계획에 따른 실험 조건을 구분하는 것.
각각의 조건으로 제조된 호박음료를 수조에서 70℃로 고정한 후 관능적 특성을 분석하였다. 본 실험에 흥미가 있고 차이 식별 능력이 있는 32명을 관능검사 요원으로 선정하여 이들에게 색, 향, 맛, 조직감 및 전반적 기호도를 평가하는 요령을 훈련시킨 뒤 색상, 향, 맛, 조직감 및 전반적인 기호도 등에 대한 관능시험을 5점 채점법으로 실시하였다. 이때 관능평점은 5 대단히 좋다(very good), 4 약간 좋다(good), 3 보통이다(fair), 2 약간 나쁘다(poor), 1 대단히 나쁘다(very poor)로 하였다.
실험계획을 바탕으로 제조된 16구간의 호박음료에 대해서 관능적·이화학적 품질을 평가해 본 결과는 16개 시험군에서 색상 1.7∼4.3, 향 2.3∼4.3, 맛 1.7∼4.0, 조직감 1.7∼4.0, 전반적인 기호도1.3∼4.0, pH 5.42∼6.42, Brix 11.0∼13.0 및 점도 5.4∼105.0으로 제조조건에 따른 변화가 있었다. 호박음료의 관능특성 및 이화학적 특성 등의 결과를 SAS 프로그램을 이용하여 회귀분석하고 반응표면 회귀식, R2 및 유의성을 각각 표 10에 나타내었다.
늙은호박 추출액 함유 음료에 있어 반응표면분석(response surface analysis)을 위한 중심합성계획에 기초한 다양한 조건에 따른 관능검사 실험 데이터
실험번호1) 색상 조직감 전반적 기호도
1 2.02) 3.3 2.7 3.0 2.7
2 2.3 3.0 2.3 2.7 2.3
3 2.7 4.0 3.0 3.0 3.3
4 4.3 3.7 2.3 2.3 2.3
5 3.7 3.3 2.7 2.3 2.3
6 3.0 2.3 3.0 2.3 2.7
7 4.0 3.7 3.7 3.7 3.0
8 3.3 3.7 4.0 3.7 3.7
9 3.3 4.0 3.0 3.0 3.3
10 3.0 4.3 3.3 3.0 4.0
11 1.7 3.0 2.7 2.3 2.3
12 4.3 3.3 3.7 4.0 3.7
13 3.3 4.0 2.7 3.0 3.0
14 2.3 3.3 1.7 1.7 1.3
15 3.0 2.7 2.7 2.7 2.7
16 3.5 3.0 2.0 2.7 2.0
1) 중심합성계획에 의한 실험조건의 번호이다.2) 관능검사 점수.
색상과 향, 맛, 조직감, 전반적인 기호도, pH, Brix 그리고 점도는 0.7682, 0.9046, 0.9364, 0.9110, 0.8765, 0.9254, 0.7135 및 0.9906으로 각각 나타났으며, 색상과 브릭스를 제외한 다른 품질은 5∼10%이내의 수준에서 유의성이 인정되었다.
호박음료 제조조건에서 식초 함량에 가장 영향을 받지 않았으므로 식초 함량를 9.5%로 고정한 후 향, 조직감, 전반적인 기호도, pH 및 brix에 대해 반응표면분석을 실시하였다(표 11, 12).
반응표면분석을 위한 중심합성계획에 기초한 다양한 조건에서 늙은호박 추출액 함유 음료의 pH, 브릭스(brix), 비스코미터(viscometer)
실험번호1) pH 브릭스 비스코미터
1 5.97 12.2 28.1
2 5.54 12.3 23.7
3 5.93 12.6 79.4
4 5.58 12.3 83.2
5 5.52 12.1 54.5
6 5.66 11.6 56.6
7 5.59 11.0 13.7
8 5.92 12.4 19.5
9 5.68 12.0 39.9
10 5.74 12.2 40.1
11 5.64 13.0 55.0
12 5.71 11.8 35.7
13 5.75 12.3 5.4
14 5.69 12.6 105.0
15 6.42 11.9 48.8
16 5.42 12.0 34.0
1) 중심합성계획에 의한 실험조건의 번호이다.
늙은호박추출액 함유 음료의 관능검사에 있어, RSM 프로그램에 의해 계산되는 다항방정식
응답(Response) 다항방정식1) R2 유의수준
Y1= -33.718750+0.582500X1+32.781250X2 +0.356250X3-0.001500X1 2-0.412500X1X2 -2.187500X2 2-0.006250X1X3+0.406250X2X3+0.006250X3 2 0.7682 0.1733
Y2= -68.562500+1.675000X1+32.687500X2 -0.750000X3-0.010000X1 2-0.4000000X1X2 -3.125000X2 2+0.020000X1X3+0.312500X2X3 -0.081250X3 2 0.9046 0.0180
Y3= -9.537500+0.090000X1+28.343750X2 +0.050000X3+0.000500X1 2-0.287500X1X2 -5.937500X2 2+0.006250X1X3-0.093750X2X3 -0.050000X3 2 0.9364 0.0058
조직감 Y4 = 1.265625-0.110000X1+27.000000X2 -0.743750X3+0.001500X1 2-0.300000X1X2 -4.062500X2 2+0.012500X1X3-0.125000X2X3 -0.081750X3 2 0.9110 0.0149
전체적 만족도 Y5= -55.665625+1.210000X1+31.531250X2 +0.600000X3-0.006500X1 2-0.287500X1X2 -9.375000X2 2+0.003750X1X3-0.093750X2X3 -0.081250X3 2 0.8765 0.0360
pH Y6 = 5.269688+0.051000X1+2.590625X2 -0.611250X3-0.000350X1 2-0.041250X1X2 +0.062500X2 2+0.003875X1X3+0.084375X2X3 +0.013125X3 2 0.9264 0.0088
Brix Y7 = 32.800000-0.480000X1-3.593750X2 +0.550000X3+0.0030000X1 2-0.012500X1X2 2.187500X2 2-0.008750X1X3+0.468750X2X3 -0.009375X3 2 0.7135 0.2765
비스코미터 Y8= 267.065625-7.315000X1+332.906250X2 3.200000X3+0.053500X1 2-4.112500X1X2 95.000000X2 2-0.091250X1X3+3.718750X2X3 +0.087500X3 2 0.9906 0.0000
1) X1:늙은호박추출액(%), X2:잔탄검(%), X3:감식초(%)
각각의 특성에 대한 등고선 지도를 겹치게 배열한 결과 도 2와 같았고, 호박음료 제조조건의 추출액 함량은 82∼84%, 잔탄검 함량은 0.42∼0.48%로 범위가 예측되었다(표 13).
최적조건의 범위에서 예측되는 응답수
레시피 조건 최적조건의 범위
호박추출액 (%) 82 ∼ 84
잔탄검 함량(%) 0.42 ∼0.48
그러나, 잔탄검 함량은 음료라는 컨셉을 감안하여 0.3%로 조정한 것을 최적조건으로 설정하였다.
따라서, 호박 추출물의 품질에서도 인증이 되며 현대인의 건강에 유용한 호박음료 제조가 가능할 것으로 기대된다.
실험예 5: 호박꿀 제조 조건 조사 및 관능적 특성 조사
호박꿀 제조를 위해 예비 실험한 결과를 바탕으로 4구간의 제조조건을 설정하였다. 호박꿀은 세척, 절단, 제핵, 박피 및 파쇄한 호박에 꿀을 첨가한 후 50일 동안 당침시켜 여과한 당침액의 품질 특성 및 관능적 특성을 모니터링 하였다. 이때 당침조건은 1:2, 1:2.4, 1:2.8, 1:3.2(호박:꿀)이었다.
호박꿀 제조를 위해 예비실험을 실시한 결과를 바탕으로 4구간의 당침조건을 설정하여 이화학적·관능적 특성을 분석하였다. 그리고 관능검사의 결과는 분산분석 및 던칸의 다중 범위 검정으로 통계분석하였다(표 14).
늙은호박꿀의 수율, 잔류함량, 브릭스
실험번호 조건 수율(%) 잔류함량(g) 브릭스
호박(g) 꿀(g)
200 400 56.5±1.66 118.4±12.16 56.6±1.00
200 480 55.7±1.41 123.4±5.23 59.7±0.90
200 560 61.2±1.07 116.8±0.14 60.1±1.80
200 640 59.4±1.95 146±11.02 63.5±0.92
늙은호박꿀의 pH, 수분함량, 훈터의 색도
실험번호1) pH 수분함량(%) 훈터의 색도
L a b
4.48±0.01 43.1±0.99 26.13±3.63 0.55±0.12 4.08±0.07
4.48±0.01 41.0±0.46 23.56±2.03 0.67±0.04 9.00±0.54
4.50±0.04 37.5±1.00 28.70±1.44 1.04±0.15 10.00±0.23
4.49±0.01 33.3±1.40 29.23±0.49 0.99±0.21 10.16±0.41
1) 실험번호는 상기 표 14와 동일
그 결과, 수율은 Ⅲ 당침조건에서 61.2%로 다른 당침구보다 높았으며, 당도와 pH는 모든 구간이 유사한 결과을 나타내었다. 수분함량은 꿀의 함량이 높을수록 감소하는 경향이었다. 또한 관능적 품질에 대한 결과로 향과 색상은 당침구간별 유의적 차이가 없었으나 맛과 전반적인 기호도는 유의적 차이를 나타내었다(표 16).
늙은호박꿀에 있어 관능검사(실험번호는 상기 표 14와 동일)
실험번호 조건 관능검사
호박(g) 꿀(g) 전반적 만족도*
200 400 3.00±0.93 2.67±0.62b 3.27±0.70 2.73±0.59b
200 480 3.33±0.82 3.07±0.80ab 2.93±0.88 3.13±0.99b
200 560 3.00±1.00 3.33±0.90a 3.33±0.62 3.80±0.86a
200 640 2.87±0.83 3.20±0.86ab 2.93±0.70 3.07±0.80b
관능평점은 5 대단히 좋다(very good), 4 약간 좋다(good), 3 보통이다(fair), 2 약간 나쁘다(poor), 1 대단히 나쁘다(very poor)로 하였다.
맛과 전반적인 기호도에서 Ⅲ 당침구가 각각 3.33과 3.80의 높은 관능평점을 얻었으며 Ⅱ, Ⅳ 당침구의 맛은 각각 3.07과 3.20으로 Ⅲ 당침구와 유사한 평점을 나타내었다.
이상의 결과로, 호박꿀 제조는 호박과 꿀의 비율이 1:2.8 정도가 좋을 것으로 생각되나, 당침시 제품이 발효하는 현상이 나타나 품질을 저하시키므로 개선이 요구되었다. 또한 호박꿀의 제조 후 부산물을 이용하여 신제품 개발(쨈)도 가능 할 것으로 생각된다.
실험예 6: 호박쨈 제조 조건 조사 및 관능적 특성 조사
호박꿀의 착즙한 후 부산물을 파쇄하여 설탕과 펙틴을 첨가하여 쨈을 제조하였다. 이때 배합비는 호박꿀 부산물: 설탕 : 펙틴이 각각 94: 5.5: 0.5 % 이었으나, 호박꿀의 부산물을 이용하기 때문에 부산물 자체의 당도가 50 brix 이상으로 나타나 설탕을 첨가하지 않고 파쇄한 호박꿀 부산물에 펙틴을 0.5% 첨가하여 쨈을 제조할 수 있었다(표 17).
늙은호박쨈의 레시피 조건
호박쨈의 물질 레시피 조건 (%)
호박꿀 부산물 94
설탕 5.5
펙틴 0.5
구체적인 관능적 평가는 실시하지 않았으나 본 연구실의 인원들을 대상으로 관능평가를 실시한 결과, 호박쨈에 대한 호응도가 높았으며 완전히 파쇄한 부산물보다 호박의 입자를 느낄 수 있는 쨈에 대한 선호도가 높게 나타났다.
이상 상기와 같이 본 발명은 늙은호박에 펙티나아제와 셀룰라아제를 첨가하여 효소분해를 시킴으로써 제조되는 호박추출액을 이용하여 관능적 ·이화학적 품질이 우수한 호박추출액을 함유하는 음료를 제공하는 뛰어난 효과가 있으므로 식품산업상 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 늙은호박 추출액의 제조과정을 나타내는 개략도이다.
도 2는 호박음료의 제조에 있어서, 각각의 특성에 대한 등고선지도를 겹치게 해서 나타낸 그래프이다.

Claims (4)

  1. 늙은호박 80 중량부에 정제수 20 중량부를 첨가하고, 펙티나아제 0.15 중량부 및 셀룰라아제 0.05 중량부를 첨가하여 50℃에서 2시간 동안 교반하면서 효소처리한 다음, 80~85℃에서 4~5시간 동안 교반하면서 열수추출함으로써 제조된 늙은호박 추출액 82~84 중량%; 잔탄검 0.42~0.48 중량%; 및 부형제 15.52~17.58 중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 늙은호박 추출액 함유 음료.
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