KR100543809B1

KR100543809B1 - 항산화성 안토시아닌 색소 및 카테킨을 함유한 고품질의포도 과립차 및 그것의 제조방법

Info

Publication number: KR100543809B1
Application number: KR1020040013512A
Authority: KR
Inventors: 최상원; 이준영; 권윤주
Original assignee: 중모포도영농조합법인; 최상원
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2006-01-20
Also published as: KR20050087605A

Abstract

본 발명은 항산화성 안토시아닌 색소 및 카테킨을 함유한 고품질의 포도 과립차 및 그것의 제조방법에 관한 것으로, 볶은 포도씨를 헥산으로 탈지하여 얻은 잔사를 효소 처리한 후 에탄올로 열탕 추출하고 여과 및 농축하여 얻어진 포도씨추출물 엑기스와 포도 과실을 파쇄, 가온, 착즙, 여과 및 살균한 후 냉장처리한 다음 다시 여과 및 농축하여 얻은 포도 과즙 엑기스를 주성분으로 포함하는 포도 과립차를 제공하는 뛰어난 효과가 있다. 또한, 본 발명 포도 과즙 엑기스와 포도씨 엑기스는 각각 항산화성 카테킨 성분 및 안토시아닌 색소를 다량 함유하고 있어 암, 심장병, 고혈압 및 노화 등을 예방하는 기능성식품의 유효성분으로 사용될 수 있다.

포도 과즙 엑기스, 포도씨 엑기스, 안토시아닌 색소, 카테킨, 포도 과립차

Description

항산화성 안토시아닌 색소 및 카테킨을 함유한 고품질의 포도 과립차 및 그것의 제조방법{High quality grape granule tea containing antioxidative anthocyanins and catechins and method for preparation thereof}

본 발명은 항산화성 안토시아닌 색소 및 카테킨을 함유한 고품질의 포도 과립차 및 그것의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 생체 포도를 파쇄, 가온, 착즙, 여과, 살균 및 저온 숙성하여 여과한 후 농축하여 제조된 포도 과즙 엑기스와 건조 포도씨를 볶은 후 노르말-헥산으로 탈지하여 얻어진 유박을 효소처리한 후 에탄올을 가하여 가열 추출한 다음 여과 및 농축하여 만든 포도씨 엑기스를 혼합하여 만든 암, 고혈압, 심장병 및 노화의 예방 및 치료에 유용한 포도 과립차에 관한 것이다.

최근 급격한 산업사회의 발전에 따른 환경오염의 가속화와 더불어 식생활 패턴의 서구화로의 변모로 육류 소비가 크게 증가하면서 암을 비롯한 심장병, 고혈압, 동맥경화증, 당뇨병 및 치매 등 여러 만성적인 퇴행성질환이 크게 증가하고 있다. 따라서 현재 이러한 만성적인 질환을 예방 및 치료할 수 있는 천연물 유래의 새로운 생리활성물질을 개발하려는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 특히 생체의 방어기구를 향상시켜 질병을 방지 및 회복시키거나, 면역기능 향상 및 노화 억제 등의 생체조절기능을 갖고 있는 천연 항산화물질에 대한 관심이 크게 고조되고 있다(Larson, A.L., Phytochemistry 27: 969-978, 1988; Richard Sies H., Oxidative Stress, Oxidants, and Antioxidants, Academic Press, New York, 1991).

항산화물질은 불포화지방산의 자동산화과정에서 생성되는 활성카르보닐화합물 유래의 라디컬종(ROO·, RO·및 ROOH)을 포착 및 제거하여 지방을 함유한 식품의 산패를 억제해 줄 뿐 아니라 생체내에서 생성되는 활성산소 라디컬(¹O₂, O^- ₂, H₂O₂,·OH)에 의한 지질과산화반응을 억제하여 암, 심장병, 동맥경화증, 염증, 면역저하 및 노화를 예방해주는 생리활성물질로써 크게 각광을 받고 있다(Halliwell and Gutteridge, Lipid peroxidation. In: Free Radicala in Biology and Medicine. 2nd ed., Clarendon Press, Oxford, 1988; Emerit and Lippman, Free radicals and lipid peroxidation in cell pathology, pp. 177-18, Vol. 1, CRC Press, Boca Raton, USA, 1990). 현재 부틸화된 하이드록시아니솔(butylated hydroxyanisole(BHA)), 부틸화된 하이드록시톨루엔(butylated hydroxytoluene(BHT)) 및 프로필 갈레이트(propyl gallate (PG))와 같은 합성 항산화제와 α-토코페롤(tocopherol) 및 L-아스코르브산과 같은 천연항산화제가 식품, 화장품 및 의약품 산업에 널리 사용되고 있으나 합성 항산화제가 지니고 있는 독성 및 발암성 등의 안전성이 크게 문제시 되고 또한 천연 항산화제는 합성 항산화제 보다 항산화력이 낮을 뿐만 아니라 고가이므로 보다 안전하고 효과있는 천연 항산 화제의 개발이 요구되고 있다(Johnson, F.C.A. CRC Crit. Rev. Food Technol. 10: 267-273, 1971; Branen, A.L. J. Am. Oil Chem. Soc. 52: 59-65, 1975; Ito, N., Fukushima, S. and Fukushima, H., CRC Crit. Rev. Food Technol. 15: 109-114, 1985).

포도 (Vitis vinifera)는 갈대나무목 (Rhamnales) 포도과 (Vitaceae)에 속하는 낙엽성 덩굴식물로서 세계적으로 11속 약 700 여종이 분포되어 있으며, 주로 열대 및 아열대 지역에 자생하며 일부는 온대지방에까지 분포되어 있다. 포도는 1998년 현재 세계에서 거의 남한 크기인 약 7백 4십만 ha에서 5천8백만톤 가량이 생산되어 온대 과실 중에서는 가장 많이 재배되고 있는 과실의 하나이다. 한편, 1998년도 현재 국내의 포도 생산량은 397,800 MT으로서 감귤, 사과 다음으로 생산량이 많은 과실이며, 주로 미국종 (Vitis labrusca L.)인 캠벨얼리(Cambell Early) 품종이 대부분을 차지하고 있으며, 그 다음으로 거봉 및 새단 (Sheridan)과 그 외 이들 상호간의 교잡종 (Vitis labruscana B.)이 재배되고 있으며, 경북의 영천, 경산, 김천 및 상주와 충북의 영동 지역이 포도 생산량의 대부분을 차지하고 있다.

포도는 당, 유기산 및 독특한 향기를 함유하고 있을 뿐만 아니라 페놀산, 플라보노이드(플라보놀(flavonols), 플라반-3-올스(flavan-3-ols) 및 플라바노놀스(flavanonols)), 레즈베라트롤(resveratrol) 및 안토시아닌 색소 등의 항암, 항고혈압, 항염증 및 항산화성 폴리페놀화합물을 다량 함유하고 있어 최근 포도 주스, 음료 및 포도주 등의 여러 가공식품의 소비가 크게 증가하고 있다 (Renauds, S. and Lorgeril, M. Lancet 339: 1523-1526, 1992; Kanner, J., Frankel, E., Granit, R., German, B. and Kinsella, J.E. J. Agric Food Chem. 42: 64-69, 1994; Frankel, E.N., J. Agric Food Chem. 43: 890-894, 1995; Tanahashi, H., Suwa, Y., Toyoda, Y. and Itakura, H., Am. J. Enol. Vitic. 46: 405-409, 1995). 특히 포도 과피에 다량 함유되어 있는 안토시아닌 색소는 생체내 활성산소에 의해 유도되는 세포막의 지질과산화반응을 효과적으로 억제할 수 있는 천연 항산화제로써 뿐만 아니라 지질단백질(LDL) 산화를 억제하는 항고혈압성 생리활성물질로써 현재 식품 착색료로써 뿐만 아니라 식이성 기능성식품 신소재로써 널리 사용되고 있다(Tsuda, T., Watanabe, M., Ohshima, K., Norinobu, S., Choi, S.W., Kawakishi, S. and Osawa, T. J. Agric. Food Chem. 42: 2407-2410, 1994; Tamura, H. and Yamagami, A. J. Agric Food Chem. 42: 1612-1615, 1994; Tsuda, T., Horio, F. and Osawa, T. Lipids 33: 583-588, 1998; Tsuda, T., Horio, F., Kitoh, J. and Osawa, T. Arch. Biochem. Biophys. 368: 361-366, 1999).

한편, 포도씨는 포도 중량의 약 3-5%를 차지하며 지방(9-12%), 단백질(8-12%) 및 헤미셀룰로오스(hemicellulose)와 같은 식이성섬유소(약 45%)를 다량 함유하고 있을 뿐만 아니라 Ca, Mg 및 P과 같은 무기질의 함량이 높다(Kinsella, J.E., Food Technol. 28: 58-60, 1974; Fantozzi P., J. Am. Oil Chem. Soc. 58: 1027-1031, 1981; Fedeli E., J. Am. Oil Chem. Soc. 60(2): 404-406, 1983; Kamel, B.S., Dawson, H. and Kakuda, Y., J. Am. Oil Chem. Soc. 62: 881-883, 1985; Rao, P.U., Food Chem. 50: 379-382, 1994; Igartuburu, J.M., J. Nat. Prod. 61: 876-880, 1998). 또한, 포도씨는 포도과육과 달리 식물성스테롤, 토코페놀 뿐만 아 니라 카테킨(catechins) 및 프로시아니딘(procyanidins)과 같은 플라반-3-올스(flavan-3-ols) 화합물을 다량 함유하고 있어 기능성 식품, 화장품 및 의약품의 신소재로써 널리 사용되고 있다(Kinsella, J.E., Food Technol. 28: 58-60, 1974; Kinsella, J.E., Cosme. Toiletries 91: 19-24, 1976; Ricardo da Silva, J.M., Rigaud, J., Cheynier, V., Cheminat, A. and Moutounet, M., Phytochemistry 30: 1259-1264, 1991).

한편, 포도씨추출물에는 5-20%의 카테킨화합물(프로안토시아니딘(proanthocyanidin), 소량체 및 다량체 폴리하이드록시플라반-3-올 유닛(oligo- meric and polymeric polyhydroxyflavan-3-ol units))를 함유하고 있으며, 그 중 일부 단량체 카테킨 (monomeric catechin: (+)-catechin 및 (-)-epicatechin) 성분과 이량체 (dimer), 삼량체 (trimer) 및 사량체 (tetramer) 등의 소량체 프로시아니딘(oligomeric procyanidin) 및 몰식자산 (gallic acid)이 에스테르화된 프로시아니딘 성분으로 대부분 구성되어 있다. 그리고 소량체 프로시아니딘 성분 중 55% 이상은 아직까지 확인되지 않은 다량체 프로시아니딘(polymeric procyanidins: 5개 이상의 단량체 유닛(more than five monomer units), 중합화도(polymerization degree): 2.3-15.1 또는 2.4-16.7) 성분으로 구성되어 있으며, 그 이외에도 미량의 가수분해형 탄닌성분들이 함유되어 있다(Ricardo da Silva, J.M., Rigaud, J., Cheynier, V., Cheminat, A. and Moutounet, M., Phytochemistry 30: 1259-1264, 1991; Teresa, E.B. Yolanda, G.F., Julian, C.R. and Celestino, S.B., J. Agric. Food Chem. 40: 1794-1799, 1992; Fuleki, T. and Ricardo Da Silva, J.M., J. Agric. Food Chem. 45: 1156-1160, 1997). 포도씨에 함유되어 있는 이들 카테킨화합물은 항암(Gali, H.U., Perchellet, E.M., Gao, X.M., Karchesy, J.J. and Perchellet, J.P., Planta Med. 60: 235-239, 1994; Zhao, J., Carcinogenesis 20(9): 1737-1745, 1999; Shirataki, Y., Kawase, M., Saito, S., Kurihara, T., Tanaka, W., Satoh, K., Sakagami, H., Motohashi, N., Anticancer Res. 20: 423-426, 2000; Sen, C.K. and Bagchi, D., Mol. Cell Biochem. 215: 1-7, 2001), 항고혈압 (Tebib, K., J. Nutr. 124: 2451-2457, 1994; Yamakoshi, J., Kataoka, S., Koga, T., Ariga, T., Atherosclerosis 142: 139-149, 1999; Fitzpatrick, D.F., Fleming, R.C., Bing, B., Maggi, D.A., O'Malley, R.M., J. Agric. Food Chem. 48: 6384-6390, 2000), 항균 (Palma, M., Taylor, L.T., Varela, R.M., Cutler, S.J., Cutler, H.G., J. Agric. Food Chem. 47: 5044-5048, 1999;), 항산화작용 (Ricardo, J.M., Darmon, N., Fernandez, Y. and Mitjavila, S., J. Agric. Food Chem. 39: 1549-1552, 1991; Bagchi, D., Garg, A., Krohn, R.L., Bagchi, M., Bagchi, D.J., Balmoori, J., Stohs, S.J., Gen. Pharmacol. 30(5): 771-776, 1998; Koga, T., Moro, K., Nakamori, K., Yamakoshi, J., Hosoyama, H., Kataoka, S. and Ariga, T. J. Agric. Food Chem. 47: 1892-1897, 1999; Yamaguchi, F., Yoshimura, Y., Nakazawa, H., Ariga, T., J. Agric. Food Chem. 47: 2544-2548, 1999; Koga, T., Moro, K., Nakamori, K., Yamakoshi, J., Hosoyama, H., Kataoka, S., Ariga, T., J. Agric. Food Chem. 47: 1892-1897, 1999; Castillo, J., Benavente-garcia, O., Lorente, J., Alcaraz, M., Redondo, A., Ortuno, A., Del Rio, J.A., J. Agric. Food Chem. 48: 1738-1745, 2000; Jayaprakasha, G.K., Singh, R.P. and Sakariah, K.K., Food Chem. 73: 285-290, 2001) 뿐만 아니라 항위궤양 (Saito, M., Hosoyama, H., Ariga, T., Kataoka, S., Yamaji, N., J. Agric. Food Chem. 46: 1460-1464, 1998), 눈 망막 보호작용 (Yamakoshi, J., Saito, M., Kataoka, S. and Tokutake, S., J. Agric. Food Chem. 50: 4983-4988, 2002), 장의 유용미생물 발육 촉진 효과 (Tebib, K., Besancon, P. and Rouanet, J.M., Nutrition Res. 16(1): 105-110, 1996) 그리고 피부미백 (德武昌一, 山越純, New Food Industry 43(11): 1-9, 2001; 山越純, 德武昌一, Food Style 6(12): 41-44, 2002) 작용 등 여러 가지 중요한 생리적 작용을 지니고 있다. 이와 같이 안토시아닌 색소를 다량 함유하고 있는 포도 과즙과 카테킨 및 프로시아니딘과 같은 폴리페놀화합물을 다량 함유하고 있는 포도씨추출물은 암, 고혈압, 심장병 및 노화와 같은 여러 만성적인 질병을 예방할 수 있는 기능성 식품, 화장품 및 의약품의 신소재로써 각광을 받고 있다 (Laparra, J., Michaud, J. and Masquelier, J., Bull. Soc. Pharm Bordeaux 118: 7-13, 1979; 식품첨가물 공전, 식품의약품안전청, 문영사, 서울, pp 967-968, 2001).

지금까지 포도 과피의 안토시아닌 색소 및 포도씨의 카테킨화합물을 효과적으로 추출 및 분리할 수 있는 기술 개발과 더불어 그를 이용한 기능성 식품 및 화장품의 개발이 활발히 이루어져 왔다(磐田化學工業(주), 일본 공개특허공보 제2001-292731호, Whiprowpdir(주), 일본 공개특허공보 제2000-125823호, 해태제과(주), 한국공개특허공보 제2000-0037080호). Ricardo da Silva 등은 (Phytochemistry 30: 1259-1264, 1991; J. Agric. Food Chem. 45: 1156-1160, 1997) 폴리아미드 칼럼 크로마토그래피 (polyamide column chromatography)를 사용하여 포도씨의 메탄올추출물로부터 카테킨 및 프로시아니딘 성분을 순수 분리할 수 있는 방법을 보고한 바가 있으며, Kalhithraka 등 (Phytochemical Analysis 6: 265-267, 1995)은 포도씨 페놀화합물의 추출에 필요한 최적 용매 조건을 조사한 바가 있다. 또한, Kovacer 등(Contempory Agric. 39: 5-17, 1991), Castillo 등(J. Agric. Food Chem. 48: 1738-1745, 2000) 및 Takashi 등 (J. Agric. Food Chem. 50: 1254-1259, 2002)은 XAD, Diaion HP-20 및 Amberlite와 같은 여러 이온수지를 이용하여 포도씨로부터 카테킨 및 프로안토시아니딘 화합물을 효과적으로 추출 및 분리할 수 있는 방법을 보고한 바가 있다. 한편, 포도씨추출물에 다량 함유된 카테킨 및 프로시아니딘과 같은 폴리페놀화합물은 특유의 떫은맛을 지니고 있을 뿐만 아니라 산화적 및 효소적 갈변반응에 의해 쉽게 산화되어 품질에 악영향을 미치기 때문에 (Oszmianski, J., Sapis, J.C. and Macheix, J.J., J. Food Sci. 50: 1505-1506, 1985; Romeyer, F.M., Macheix, J.J. and Sapis, J.C., Phytochemistry 25: 219-221, 1986; Robichaud, J.L. and Noble, A.C., J. Sci. Food Agric. 53: 343-353, 1990) 지금까지 그를 이용한 가공식품의 개발에 크게 제한을 받고 있다. 따라서 현재 탄나아제(tannase)와 같은 효소처리나 효모를 이용한 발효공학 기술을 통하여 포도씨추출물이 지니고 있는 갈변 색소 및 나쁜 맛 등 여러 품질 특성을 개선하려는 기술 개발이 활발히 이루어지고 있다(식품첨가물 공전, 식품의약품안전청, 문영사, 서울, pp 967-968, 2001; 일본특허, 2002-10-0292731).

이와 같이 항산화성 안토시아닌 색소 및 카테킨을 함유하고 있는 포도추출물의 제조방법 및 이를 이용한 기능성 건강보조식품의 개발이 활발히 이루어져 왔으나 아직까지 고품질의 포도 즙액 및 포도씨추출물의 제조방법 및 그를 이용한 기능성 포도 과립차의 개발에 관한 연구는 거의 없는 실정이다.

이에 본 발명자들은 항산화성 안토시아닌 색소와 카테킨 화합물을 다량 함유하고 있는 유기농 포도를 이용하여 포도 과즙 및 포도씨 엑기스 제조 기술 개발과 더불어 그를 이용한 고부가가치의 포도 과립차를 개발하고자 하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 항산화성 안토시아닌 색소와 카테킨 화합물을 다량 함유하고 있는 포도 과즙 엑기스 및 포도씨 엑기스를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 목적은 상기에서 제조된 포도 과즙 엑기스와 포도씨 엑기스를 이용한 암, 고혈압, 심장병 및 노화의 예방 및 치료에 효과가 탁월한 포도 과립차를 제공하고자 한다.

본 발명의 상기 목적은 유기농 포도에서 안토시아닌 색소의 함량을 측정하고, 포도씨의 총카테킨 및 4가지 카테킨 화합물의 함량을 측정한 후, 유기농 포도를 탈립, 파쇄, 가온, 착즙, 여과 및 살균한 후 냉장 처리한 다음 다시 여과 및 농축하여 포도 엑기스를 제조하고, 상기 과정에 얻은 포도씨를 건조시켜 건조된 포도씨를 볶은 후 노르말-헥산으로 탈지하여 포도씨 유박을 얻고 이를 이온수로 현탁시 킨 후 여기에 효소를 가하여 가수분해반응을 실시하고 효소처리한 포도씨 유박 수용액에 에탄올을 가하여 열탕 추출한 후 여과 및 농축하여 포도씨 엑기스를 얻은 다음, 상기에서 제조된 포도 과즙 엑기스와 포도씨 엑기스를 혼합하여 고품질의 기능성 포도 과립차를 제조함으로써 달성하였다.

이하, 본 발명의 구성을 구체적으로 설명한다.

본 발명은 포도의 안토시아닌 색소의 함량 측정 단계; 포도씨의 총카테킨 및 4가지 카테킨 화합물의 함량 측정 단계; 유기농 포도에서 포도 엑기스의 제조 단계; 건조 포도씨로부터 포도씨 유박을 얻는 단계; 포도씨 유박의 가수분해 및 에탄올 추출후 포도씨 엑기스를 얻는 단계; 상기의 포도 과즙 엑기스와 포도씨 엑기스를 혼합하여 고품질의 기능성 포도 과립차를 제조하는 단계로 구성된다.

본 발명 포도 과립차의 제조방법은 다음 단계를 포함함을 특징으로 함:

유기농 포도를 탈립, 파쇄, 가온, 착즙, 여과 및 살균한 후 냉장 처리한 다음 다시 여과 및 농축하여 포도 엑기스를 제조하고,

상기에서 얻은 포도씨를 건조하여 볶은 다음 분쇄하고 노르말-헥산으로 탈지하여 얻은 탈지박을 효소(비스코자임 L, Viscozyme L) 처리하고 에탄올로 가열추출한 다음 여과 및 농축하여 포도씨 에탄올추출물 엑기스를 제조하고,

상기 포도 과즙 엑기스 (60°Brix) 10 중량%와 포도씨 엑기스 (50°Brix) 5~15 중량%에 정제포도당 65~75 중량%, 유당 3.0 중량%, 말토덱스트린 2.0 중량%, 비타민C 4.0 중량% 및 구연산 1.0 중량%를 혼합하여 50 메쉬 크기의 과립으로 제조 함.

이하, 본 발명의 구체적인 구성을 실시예를 들어 상세히 설명하지만 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에만 제한되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1: 포도 과피의 안토시아닌 색소 함량 측정

포도 과립차 제조용 최적 포도를 선별하기 위하여 경북 상주, 김천, 경산 및 영천 그리고 충북 영동에서 노지 재배한 포도 캠벨얼리 품종을 2003년 8월 중순부터 9월 하순까지 최적 수확시기에 포도를 각각 수확한 후 포도의 생리활성물질의 지표가 되는 안토시아닌 색소 함량을 측정하였다.

먼저, 산지별로 수확한 생체 포도를 손으로 파쇄하여 포도 과피, 과육 및 포도씨를 각각 따로 분리한 후 동결건조하였다. 포도 과피 5 g에 에탄올-1.5 N 염산(85:15) 100 mL를 가하여 균질기(homogenizer, Iuchi CM-100, 일본)로 마쇄한 후 여과하여 얻어진 여과액을 200 mL 정용 플라스크로 정용한 뒤 실온의 암소에서 2시간 방치 후 분광광도계(Cecil, UK)를 이용하여 535 nm에서 흡광도(O.D.)를 측정한 후 Fuleki와 Francis 방법(J. Food Sci. 33: 72-77, 1968a; J. Food Sci. 33: 78-83, 1968b)에 따라 다음의 식으로 총안토시아닌 색소 함량을 측정하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.

총안토시아닌 색소(mg%) = 흡광도 × 200/시료량(g) × 1/85.1(흡광계수)

산지별 캠벨얼리 포도 과피의 안토시아닌 색소의 함량

산지		안토시아닌 색소 함량 (mg% 생체 포도 과피)
영농		251.56 ± 12.8
상주	유기농법	295.12 ± 19.5
	일반 재배법	250.82 ± 10.6
김천		251.23 ± 12.5
경산		253.23 ± 11.6
영전		252.76 ± 12.3
모든 측정치는 3회 반복 측정한 후 평균값으로 나타내었다. 모든 측정치간에 통계학적 유의성 (p<0.05)이 있음.

표 1에 나타난 바와 같이, 충북 영동, 경북 상주, 김천, 경산 및 영천에서 수확한 포도의 총안토시아닌 색소 함량은 각각 251.56, 250.82, 251.23, 253.23 및 252.76 mg% (생체 중)으로서 모두 비슷하게 나타났다. 반면, 상주 모동 지역에서 유기농법으로 재배한 포도의 총안토시아닌 함량은 295.12 mg%으로서 다른 포도 보다 함량이 높았다. 이와 같이 캠벨얼리 포도 과피의 안토시아닌 색소 함량은 산지에 따라 비슷하게 나타났으나 유기농 재배 포도는 일반재배 포도와 달리 총안토시아닌 색소의 함량이 높음을 알 수 있었다.

실시예 2: 포도씨의 카테킨 함량 측정

포도과립차 제조용 포도씨를 선별하기 위하여 위에서 얻어진 포도씨의 생리활성물질의 지표가 되는 총 카테킨 및 4가지 카테킨 조성 함량을 측정하였다.

실험예 1: 총카테킨 함량 측정

총 카테킨 함량 측정은 식품공전(식품의약품 안전청, 문영사, pp 330-331, 2000)에 따라 바닐린비색법에 의해 측정하였다. 즉, 건조 포도씨 10g을 분쇄한 다 음 80% 메탄올수용액 200 mL 가하여 울트라클리너(ultracleaner, 미국 브라소닉)에서 3시간 동안 2회 반복 추출한 후 감압여과 및 농축하여 포도씨추출물 (9.2 g)을 얻었다. 상기 추출물 0.2 g에 80% 메탄올수용액 100 mL을 가하여 녹인 후 여과하여 얻어진 여액 1 mL에 발색시약 (ο-vanillin 1 g을 메탄올 100 mL에 용해시키고 따로 메탄올의 8%가 되도록 진한 염산을 혼합하여 시험전에 바닐린 용액과 염산용액을 1:1로 혼합한 것) 5 mL를 넣고 30℃에서 20분간 반응시킨 후 자외선/가시광선 분광광도계(UV/vis spectrophotometer)(Digital ultraviolet spectrophotomer Cecil, cambridge, UK)를 이용하여 500 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 표준용액 [(+)-카테킨을 메탄올에 녹여서 100~1,000 ㎍/mL로 한 것]은 위와 동일한 방법으로 실시하여 검량선을 작성한 후 시험용액 중의 카테킨 농도 (㎍/g)를 구한 후 다음 식에 따라 시료 중의 총 카테킨 함량 (mg/100g)을 구하였다. 이때 모든 자료는 3회 반복하여 측정한 값을 평균하여 나타내었다.

총 카테킨 함량 (mg/100 g) = C×(V ×N/W)×10/100

C: 시험용액중의 카테킨의 농도 (㎍/g)

W: 시료채취량 (g)

V: 시험용액의 전량 (mL)

N: 시험용액의 희석배수

포도 산지별 캠벨얼리 포도씨의 총 카테킨 함량을 비교한 결과는 표 2에 나타내었다.

지별 캠벨얼리 포도씨의 총카테킨 함량 비교

산지		총 카테킨 함량 (g/100g 건조 포도씨)
영동		3.87 ± 0.23
상주	유기농법	4.61 ± 0.32
	일반 재배법	3.53 ± 0.19
김천		3.85 ± 0.24
경산		3.75 ± 0.21
영전		3.79 ± 0.30
모든 측정치는 3회 반복 측정한 후 평균값으로 나타내었다. 모든 측정치간에 통계학적 유의성 (p<0.05)이 있음.

표 2에 나타난 바와 같이, 충북 영동, 경북 상주, 김천, 경산 및 영천에서 수확한 포도씨의 총 카테킨 함량은 각각 3.87, 3.53, 3.85, 3.75 및 3.79% (건물 중)으로서 산지별에 따라 약간 차이가 있었으나 거의 비슷하였다. 반면, 상주 모동 지역에서 유기농법으로 재배한 포도의 총 카테킨 함량은 4.61%으로서 다른 포도 보다 함량이 높았다. 이와같이 위의 총 안토시아닌 색소 함량에서 보는 바와 같이 캠벨얼리 포도씨의 총 카테킨 함량은 산지에 따라 비슷하게 나타났으나 유기농 재배 포도는 일반재배 포도와 달리 총 카테킨 함량이 높음을 알 수 있었다.

실험예 2: 4가지 카테킨 조성 함량 측정

HPLC에 의한 포도씨 메탄올추출물의 카테킨류 정량분석은 Ricardo da Silva의 방법(1990)을 변형한 최 등(문성옥, 이준영, 김은정, 최상원. 한국식품과학회지, 35: 576-585, 2003)의 방법에 따라 다음과 같이 실시하였다.

즉, 포도씨추출물 0.2 g을 80% 메탄올수용액으로 용해시킨 후 100 mL로 정용하였다. 이 중 2.0 mL에 초순수 6.0 mL를 가하고 미리 20% 메탄올수용액으로 평형 화시켜 놓은 폴리아미드 카트리지 (polyamide cartridge)에 흡착시킨 후 같은 용액 (20 mL)으로 수세하였다. 다음으로, 80% 메탄올용액 (50 mL)으로 흡착된 카테킨류를 용출시킨 다음 농축한 후 여기에 내부표준물질로서 카테콜 (catechol 0.2 mg을 MeOH 1 mL에 녹인 액) 1 mL와 메탄올 1 mL 혼합액을 가하여 용해시킨 후 0.45 ㎛ 멤브레인 필터로 여과하여 HPLC로 4가지 카테킨류 [(+)-카테킨, 프로시아니딘 B₂, (-)-에피카테킨, 및 (-)-에피카테킨 갈레이트]를 분석하였다. 이때 각 시료의 카테킨류 함량은 4가지 표준 카테킨 물질을 이용하여 별도로 작성한 검량선으로부터 측정하였다.

별 캠벨얼리 포도씨의 4가지 주된 카테킨 성분 함량 비교

산지		4가지 카테킨 조성 함량 (g/100g 건조 포도씨)
산지		(+)-카테킨	프로시아니딘B2	(-)-에피카테킨	(-)-에피카테킨 갈레이트	총
영동		0.211	0.110	0.291	0.020	0.632
상 주	유기농법	0.222	0.140	0.396	0.029	0.787
상 주	일반재배법	0.190	0.112	0.287	0.020	0.609
김천		0.193	0.101	0.332	0.025	0.651
경산		0.206	0.110	0.292	0.023	0.631
영전		0.204	0.112	0.284	0.019
전모든 측정치는 3회 반복 측정한 후 평균값으로 나타내었다. 표준편차는 편의상 생략함 모든 측정치간에 통계학적 유의성 (p<0.05)이 있음.

표 3에 나타난 바와 같이, 충북 영동, 경북 상주, 김천, 경산 및 영천에서 수확한 포도씨의 4가지 카테킨 조성 함량(건물 중)을 보면 (+)-카테킨 0.20%, (-)-프로시아니딘 0.1%, (-)-에피카테킨 0.29% 및 (-)-에피카테킨 갈레이트 0.02% 내외 로서 거의 비슷하게 나타났다. 반면, 상주 모동 지역에서 유기농법으로 재배한 포도의 4가지 카테킨 조성 함량을 보면 (+)-카테킨 0.22%, (-)-프로시아니딘 B₂ 0.14%, (-)-에피카테킨 0.40% 및 (-)-에피카테킨 갈레이트 0.03% 내외로서 다른 포도씨 보다 함량이 높았다. 이와같이 유기농 재배 포도씨의 4가지 주된 카테킨 조성 함량은 위의 총 안토시아닌 색소 및 총카테킨 함량에서 보는 바와 같이 일반재배 포도씨와 달리 총 카테킨 함량이 높음을 알 수 있었다.

실험예 3: 효소 및 비효소 처리에 의해 생산된 포도씨 엑기스의 카테킨 함량 비교

상기에서 효소 및 비효소 처리에 의해 생산된 포도씨 엑기스의 총 카테킨 및 4가지 카테킨 조성 함량을 상기 실시예 2의 방법에 따라 측정하고 그 결과를 표 4와 표 5에 나타내었다.

효소 및 비효소 처리에 의해 생산된 포도씨 엑기스의 총 카테킨 함량 비교

처리구	수율(%)	카테킨 함량 (%, 건조 포도씨 엑기스)	총카테킨 함량 (%, 건조 포도씨)
효소 처리구	13.2±0.7	41.85±0.884	5.52±0.13
비효소 처리구	7.1±0.8	65.98±2.475	4.69±0.25
모든 측정치는 3회 반복 측정한 후 평균값으로 나타내었다. 모든 측정치간에 통계학적 유의성 (p<0.05)이 있음.

효소 및 비효소 처리에 의해 생산된 포도씨 엑기스의 4가지 주된 카테킨 성분 함량 비교

산지	4가지 카테킨 조성 함량 (g/100g 건조 포도씨 엑기스)
산지	(+)-카테킨	프로시아니딘B2	(-)-에피카테킨	(-)-에피카테킨 갈레이트	총
효소처리구	6.18	0.21	5.21	0.19	11.79 (1.56)*
비효소처리구	7.47	0.43	6.74	0.49
모든 측정치는 3회 반복 측정한 후 평균값으로 나타내었다. 표준편차는 편의상 생략함. 모든 측정치간에 통계학적 유의성 (p<0.05)이 있음.^*(%, 건조 포도씨)

표 4 및 표 5에 나타난 바와 같이, 효소 및 비효소 처리에 의해 생산된 포도씨 엑기스의 수율은 각각 약 13.2% 및 7.1%로서 효소 처리 엑기스의 수율이 비효소 처리구 보다 약 2.0배 높았다. 또한, 효소처리에 의해 생산된 포도씨 엑기스의 총카테킨 함량(건조 분말당)은 41.85%이었으며, 또한 4가지 카테킨 조성 함량을 보면 (+)-카테킨 6.18%, 프로시아니딘 B₂ 0.21%, (-)-에피카테킨 5.21% 및 (-)-에피카테킨 갈레이트 0.19%로 나타났다. 반면, 비효소 처리 포도씨 엑기스의 총 카테킨 함량은 65.98%이었으며, 그리고 4가지 주된 카테킨 조성 함량을 보면 (+)-카테킨 7.47%, 프로시아니딘 B₂0.43%, (-)-에피카테킨 6.74% 및 (-)-에피카테킨 갈레이트의 0.49% 이었다. 이와 같이 효소 처리에 의해 생산된 포도씨 엑기스는 비효소 처리 엑기스 보다 포도씨의 주된 생리활성물질인 총 카테킨 및 4가지 카테킨 조성 함량이 다소 낮지만 추출 수율이 높아서 결과적으로 건조 포도씨 100 g당 총 카테킨 함량은 5.52% 및 4.69%, 그리고 4가지 카테킨 조성 함량은 1.56% 및 1.08%로서 효소 처리한 포도씨 엑기스가 비효소 처리 엑기스 보다 함량이 높음을 알 수 있었다.

실시예 3: 효소 및 비효소 처리에 의해 생산된 포도씨추출물 엑기스의 물리적 특성 측정

상기 실험예 3에서 효소 및 비효소 처리에 의해 생산된 포도씨 엑기스의 용해성, pH, 색상 및 맛 등의 물리적 특성을 측정하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.

효소 및 비효소 처리에 의해 생산된 포도씨엑기스의 물리적 특성 비교

처리	물리적 특성
	용해성	pH	색상			맛
	용해성	pH	L	a	b
효소처리구	물 및 80% 에탄올	4.68	94.15	2.62	23.03	약한 쓴맛
비효소처리구	80% 에탄올	4.79	75.62	11.16	50.50
모든 측정치는 3회 반복 측정한 후 평균값으로 나타내었다. 표준편차는 편의상 생략함. 모든 측정치간에 통계학적 유의성 (p<0.05)이 있음.

표 6에 나타난 바와 같이, 효소처리에 의해 생산된 포도씨 엑기스는 수용성 및 알코올 수용성인데 반해 비효소 처리 엑기스는 80% 알코올 수용성을 지니고 있으며, pH는 각각 4.68 및 4.79로 비슷하였다. 그리고 효소처리구의 색상 (L=94.15, a=2.62 및 b=23.03)은 연한 갈색인 반면 비효소 처리구의 색상 (L=75.62, a=11.16 및 b=50.50)로 진한 갈색을 나타내었으며, 효소 처리구는 약간 쓴맛과 단맛을 지니고 있는 반면, 비효소 처리구는 강한 쓴맛을 보였다. 이와 같이 효소처리에 의해 생산된 포도씨 엑기스는 용해성, 색상 및 맛이 비효소 처리구 보다 우수함을 알 수 있었다.

실시예 4: 본 발명 포도 과립차의 제조

상기 실시예 1∼3을 통해, 경북 상주 모동에서 유기농법으로 재배한 캠벨얼리 품종이 다른 지역에서 재배된 것보다 과실의 안토시아닌 색소 그리고 포도씨의 총 카테킨 및 4가지 카테킨화합물의 함량이 훨씬 높음을 알 수 있었다. 따라서 유기농으로 재배한 상주 모동 포도를 이용하여 다음과 같이 포도 과립차를 제조하였다.

먼저, 포도 과즙 엑기스를 제조하기 위해 2002년 9월 초순경에 경북 상주 모동에서 수확한 봉지 씌운 캠벨얼리 생체 포도(10 kg)를 탈립하여 포도 줄기와 과실을 선별한 후 롤(Roll)기에 넣어 파쇄하고 80~90℃에서 10분간 가온한 후 착즙 및 여과하여 포도즙액과 잔사를 분리하였다. 즙액은 다시 100℃에서 1분간 살균처리한 후 1~5℃ 냉장고에 넣어 2주일간 보관하면서 침전하는 주석산을 감압여과하여 제거한 후 얻어진 여과액을 50℃ 이하에서 감압농축기를 사용하여 농축하여 포도 엑기스 (60°Brix, 3.5 kg)를 제조하였다(정의선, 대한민국 특허출원번호 제2001-0004553호, 2001년 1월).

다음으로, 상기에서 얻은 포도 잔사를 물에 넣어 휘저어면서 상층으로 떠오르는 포도 과피 및 일부의 과육 잔사를 제거하고 아래에 침전된 포도씨를 체를 이용하여 수거하였다. 포도씨를 50~60℃로 조절된 강제순환식 열풍건조기에 넣어 이틀간 건조한 후 (수분 5% 이하까지) 다시 볶음기 (곡물온도 100℃, 솥온도 200℃, 동광유압, 서울, 한국)에 넣어 5분간 볶았다. 볶은 포도씨 (10 kg)를 조분쇄기로 분쇄한 후 여기에 노르말-헥산 (30 L)을 가하여 열탕에서 하룻 동안 교반하면서 탈 지한 후 여과 및 농축하여 포도씨 기름 (0.82 kg)과 유박 (oil cake, 9.18 kg)을 각각 얻었다. 유박을 미리 30℃로 가온한 이온수 (25 L)에 넣고 1시간 동안 교반한 후 여기에 효소 비스코자임 L (덴마크 노보자임) 1 kg을 가하여 혼합한 후 50~60℃로 가온한 다음 2시간 동안 효소반응을 실시하였다. 여기에 주정 에탄올 (75 L)을 가하여 80~90℃에서 환류냉각장치가 부착된 추출기에서 2회 반복 추출한 후 여과 및 농축하여 포도씨 엑기스(50°Brix, 22.1 kg)을 제조하였다.

상기에서 제조된 포도 과즙 엑기스 및 포도씨 엑기스에 정제포도당, 유당, 말토덱스트린, 비타민 C 및 구연산을 표 7의 배합비에 따라 혼합한 후 과립기에 넣고 50 메쉬 크기의 포도과립차를 제조하였다.

과립차의 재료 혼합비율

구분	과립차 원료
구분	포도과즙 엑기스 (60°Brix)	포도씨엑기스 (50°Brix)	정제포도당	유당	말토 덱스트린	비타민 C	구연산
시료 1	10	5	75	3	2	4	1
2	10	8	72	3	2	4	1
3	10	10	70	3	2	4	1
4	10	12	68	3	2	4	1
5	10	15	65	3	2	4	1

실험예 1: 본 발명 포도 과립차의 품질 특성 조사

상기의 재료 혼합비율에 따른 포도 과립차의 품질특성을 알아보기 위하여 위에서 제조한 포도 과립차 5 g를 100 mL 비이커에 취하고 비등수 50 mL를 가하여 스푼으로 저어면서 녹인 후 포도 과립차의 당도 (°Brix), 용해도, 색도 및 수율을 측정하였고, 또한 잘 훈련된 관능검사요원 10명으로 하여금 5점 척도법에 따라 색, 향, 맛 및 종합적인 기호도를 평가하여 그 결과를 표 8에 나타내었다.

포도 과립차의 품질 특성

구분	당도 (°Brix)	용해도 (sec)	색도			수율(%)	관능검사
구분	당도 (°Brix)	용해도 (sec)	L	a	b		색	향	맛	종합
시료 1	3.90	5	93.83	6.21	5.23	98	3.5	3.0	4.0	3.5
2	3.85	5	92.78	6.81	8.14	98	4.0	3.0	4.0	3.7
3	3.90	5	92.57	6.83	9.20	98	4.5	3.5	4.5	4.2
4	3.85	5	92.17	6.88	11.21	98	3.5	3.5	3.5	3.5
5	3.80	5	91.46	6.90	13.66	98	3.0	3.0	3.0	3.0
^L: Whiteness, a: Redness, b: Yellowness ^*1:아주 나쁘다, 2: 나쁘다, 3: 보통이다, 4: 좋다, 5: 아주 좋다

표 8에 나타난 바와 같이, 포도 과립차의 당도, 용해도, 색도 및 수율 등은 혼합비율에 따라 큰 차이를 보이지 않았으나 관능검사 결과에서는 포도 과즙 엑기스 및 정제포도당 등의 첨가량이 증가할수록 기호도가 증가하였으며, 특히 시료 3구가 가장 양호한 맛을 나타내었다.

이상의 결과로부터 포도 과즙 엑기스 및 포도씨 추출물 엑기스를 이용하여 제조된 포도 과립차는 항산화성 안토시아닌 색소와 카테킨 성분을 다량 함유하고 있어 암, 심장병, 고혈압 및 노화를 예방할 수 있는 기능성 건강식품으로서 각광을 받을 것으로 기대된다.

상기 실시예와 실험예를 통하여 설명한 바와 같이, 본 발명은 항산화성 안토시아닌 색소 및 카테킨을 함유한 고품질의 포도 과립차 및 그것의 제조방법에 관한 것으로, 볶은 포도씨를 헥산으로 탈지하여 얻은 잔사를 효소 처리한 후 에탄올로 열탕 추출하고 여과 및 농축하여 얻어진 포도씨추출물 엑기스와 포도 과실을 파쇄, 가온, 착즙, 여과 및 살균한 후 냉장처리한 다음 다시 여과 및 농축하여 얻어진 포도 과즙 엑기스를 주성분으로 포함하는 포도 과립차를 제공하는 뛰어난 효과가 있다. 또한, 본 발명 포도 과즙 엑기스와 포도씨 엑기스는 각각 항산화성 카테킨 성분 및 안토시아닌 색소를 다량 함유하고 있어 암, 심장병, 고혈압 및 노화 등을 예방하는 기능성식품의 유효성분으로 사용될 수 있어 기능성식품산업상 매우 유용한 발명이다.

Claims

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건조 포도씨를 볶은 후 분쇄하여 노르말-헥산으로 탈지하고 이로부터 얻은 탈지박을 효소(비스코자임 L, Viscozyme L) 처리한 후 에탄올로 가열추출한 다음 여과 및 농축하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 포도씨 엑기스의 제조방법.
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