KR100797606B1 - 연근음료의 제조방법 - Google Patents

Abstract

연근퓨레를 음료의 베이스로 하고 여기에 식품첨가물을 첨가하여 혼합물을 조성한 후, 살균을 하여 연근음료를 제조하는 방법에 있어서, 연근퓨레는 3~5 mm의 크기로 분쇄된 연근에 연근 중량의 두 배에 해당하는 정제수를 가하고, 총 중량의 0.03%(w/w)의 비타민 C를 첨가한 다음, 90℃에서 15~20분 동안 브랜칭하는 단계; 및, 브랜칭이 완료된 다음 정제수를 총 중량의 2배 첨가하여 블랜더로 균질화하여 연근퓨레를 제조하는 단계로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 본 발명의 연근음료 제조방법은 음료로서 간편하게 음용할 수 있을 뿐 아니라, 혈관의 탄력성을 유지하는데 뛰어난 효과를 발휘하는 연근음료를 제공한다.

연근, 음료, 혈관

Description

연근음료의 제조방법{Method for production of Nelumbo nucifera G. beverage}

본 발명은 연근음료의 제조방법에 관한 것이다.

연근(Nelumbo nucifera G.)은 연못이나 깊은 논을 이용하여 재배하는 수련과 연속의 다년생 초본으로 연뿌리가 식용으로 주로 쓰이나 연잎, 연자육도 식용 및 약용으로 쓰여진다.

연근의 주성분은 탄수화물로 식이섬유소가 풍부하여 장내의 활동을 촉진시키고 체내 콜레스테롤 수치를 저하시키는 작용이 있다. 또한, 연근은 맛이 달고 떫으면서 성질이 차지도 덥지도 않아 상처 부위를 수렴시켜 지혈하는데 도움이 되며, 연근 속의 레시틴은 혈관벽에 콜레스테롤이 침착되는 것을 예방하여 혈관벽을 강화시키고, 신경전달물질인 아세틸콜린을 생성하여 기억력 감퇴 억제효과가 있어 치매 예방효과도 크다고 알려져 있다. 또한, 혈압이 높은 사람에게 필요한 칼륨 함량도 높고 복합 단백질인 뮤신을 함유하고 있어 콜레스테롤 저하작용과 위벽보호, 해독 작용 등을 한다.

한편, 연근은 전분 이외에 비타민과 무기질 함량이 높아서 예로부터 생채로 먹거나 아삭아삭한 촉감이 있어 주로 정과나 조림 등으로 식용되어 왔지만 지금까지 다른 전분에 비해 연구가 그리 많지는 않은 상태이다.

최근 미국 등지에서는 각종 식물의 전분이 제빵, 비스켓, 소스, 스프 등의 원료로 쓰이고 있으며, 연근 전분도 유아, 병약자, 노인 등의 특수 식이로서 그 수요가 늘고 있으나 연근의 광범위한 이용은 아직 이루어지지 않고 있는 실정이다.

한편, 시판되고 있는 건강음료는 섬유소를 주요 소재로 한 변비 예방용 및 정장증진용이거나 체중조절을 위한 것, 체내 수분과 전해질 공급을 위한 것이 대부분이며, 그 외 건강 보양을 위한 것 등이 있다. 또한 오미자, 진피, 홍화, 두충, 인삼, 홍삼 및 동충하초 등의 생약재를 이용한 음료개발에 관한 연구는 활발히 이루어지고 있으나 아직 연근을 이용한 음료가 제대로 개발된 것은 없다.

이에 본 발명의 목적은, 연근을 이용하여 혈관의 탄력성을 유지하는데 뛰어난 효능을 발휘할 수 있는 연근음료 제조 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 연근퓨레를 음료의 베이스로 하고 여기에 식품첨가물을 첨가하여 혼합물을 조성한 후, 살균을 하여 연근음료를 제조하는 방법에 있어서, 연근퓨레는 3~5 mm의 크기로 분쇄된 연근에 연근 중량의 두 배에 해당하는 정제수를 가하고, 총 중량의 0.03%(w/w)의 비타민 C를 첨가한 다음, 90℃에서 15~20분 동안 브랜칭하는 단계; 및, 브랜칭이 완료된 다음 정제수를 총 중량의 2배 첨가하여 블랜더로 균질화하여 연근퓨레를 제조하는 단계로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 연근음료의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 구성에 대해 더욱 상세히 설명하고자 한다.

본 발명은 연근을 이용하여 혈관개선에 대해 유용한 연근음료의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 방법에 의해 제조된 연근음료의 물리적 특징으로 pH는 4.5, 당도는 12.25%(w/w) 및 적정산도 0.092%(w/w) 이었고 당질 9.40%(w/w), 조단백질 0.36%(w/w), 조지방과 조회분이 각각 0.25%(w/w), 0.15%(w/w) 함유되어 있었으며, 식이섬유는 수용성이 0.80%(w/w), 불용성이 1.30%(w/w)로서 총 2.10%(w/w) 함유되어 있었다. 무기질 중에는 나트륨, 칼륨, 칼슘 함량이 각각 11.45×10^-3%(w/w), 6.87×10^-3%(w/w), 2.53×10^-3%(w/w)이었고 그 외, 인, 마그네슘, 망간과 철분, 구리, 아연도 매우 적은 양이지만 함유하고 있다.

한편, 본 발명의 연근음료는 혈관에 대한 작용면에서 본 발명의 연근퓨레가 낮은 농도로 함유되어 있는 상태에서도 뛰어난 탄력성을 유지하는 기능을 발휘한다.

이상과 같은 특징이 있는 본 발명의 연근음료에 구체적인 제조방법은 하기와 같다.

본 발명의 연근음료는 연근퓨레를 음료의 베이스로 하고 음료적성을 만들기 위해 식품에 통상적으로 사용되는 식품첨가물을 첨가하여 혼합물을 조성한 후, 살균을 통해 연근음료를 제조한다. 이때, 연근퓨레는 하기의 방법에 의해 특징적으로 제조된다.

(1) 연근퓨레를 브랜칭하는 단계

연근퓨레는 3~5 mm의 크기로 분쇄된 연근에 연근 중량의 두 배에 해당하는 정제수를 가하고, 총 중량의 0.03%(w/w)의 비타민 C를 첨가한 다음, 90℃에서 15~20분 동안 브랜칭한다.

브랜칭은 연근 내에 있는 효소를 불활성화하기 위해 수행한다. 브랜칭은 90℃의 온도로 15~20분에서 수행해야 하고 이보다 낮으면 효소가 충분히 불활성화되지 못하는 문제가 있고, 이보다 높으면 연근 내의 여러 유용성분이 분해되는 문제가 있다.

한편, 본 단계에서 정제수는 연근 중량에 2배의 찬물을 첨가하는 것이 좋은데, 이는 뜨거운 물을 많이 넣을 경우 연근전분이 호화되기 때문에 이를 방지하기 위함이다. 또한, 비타민 C를 0.03%(w/w) 첨가하는데 비타민 C는 항산화물질로서 산화에 의한 색깔의 변화를 막기 위해 선택된 것이고, 그 첨가량은 0.03%(w/w)가 가장 적당하다.

(2) 연근퓨레의 균질화 단계

브랜칭이 완료된 다음 정제수를 총 중량의 2배 첨가하여 블랜더로 균질화하 여 연근퓨레를 제조한다.

본 단계는 균질화를 수행하는 단계인데, 균질은 브랜칭을 수행한 후, 정제수를 총 중량의 2배 첨가하여 수행한다. 본 발명에서 정제수를 한 번에 첨가하는 것이 아니라 2단계 즉, 정제수를 브랜칭 단계와 균질화 단계에서 각각 별도로 첨가하는데 이는 상기에서 살펴본 바와 같이 연근의 호화를 방지하기 위함이다.

한편, 바람직스럽게 상기 연근퓨레의 당도는 2.6 브릭스인 것이 좋다.

한편, 본 발명의 연근음료는 상기의 방법에 의해 제조된 연근퓨레에 통상적으로 사용되는 식품첨가물을 첨가하여 음료로 제조하나, 바람직스럽게 상기 연근퓨레 및 식품첨가물의 성분 및 비율은, 연근퓨레 50.0%(w/w), 아마니-K 12.3%(w/w), 꿀 2.50%(w/w), 구연산 나트륨염 0.10%(w/w), 구연산 0.05%(w/w), β-사이클로덱스트린 0.03%(w/w), 글라이신 0.03%(w/w), 아스코브산 0.02%(w/w), 잔탄검 0.02%(w/w), 펙틴 0.02%(w/w), 말산 0.01%(w/w), 정제수 34.92%(w/w)의 비율로 조성되는 것이 좋다.

이상의 성분 및 그 조성은 음료의 적성을 유지시키기 위해 통상적으로 사용되는 성분이나, 본 발명에서는 특별히 환원물엿인 아마니-K와 각종 유기산을 특징적으로 첨가하는데, 이는 연근 색깔 변화와 주성분인 연근전분의 대사를 원활히 하기 위해 특별히 첨가되는 성분 및 비율이다.

한편, 본 발명에서는 음료로 제조하기 위해 통상적인 살균공정으로 수행이 가능하나, 바람직스럽게 살균은, 균질혼합된 음료를 HTST(High temperature short time)으로 98℃에서 90초 동안 1차 살균하는 단계; 및 1차 살균 후, 121℃에서 15 분간 2.2kg/m²의 압력 하에서 2차 살균하는 단계로 수행되는 것이 좋다.

본 발명에서는 연근음료의 제조시 두 번의 살균공정을 2단계로 나누어 수행하는데 그 이유로서 첫 번째 살균은 진정한 미생물 살균이 목적이고 두 번째 살균은 음료의 향과 색을 보전하고자 하기 위함이다.

이하, 본 발명의 구성에 대해 하기 실시예 및 실험예에서 더욱 상세히 설명하고자 하지만, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

실시예1 : 본 발명의 연근음료 제조

1) 연근 퓨레의 준비

본 실시예에서 사용하는 연근은 2003년 초, 가을 전라남도 무안에서 재배된 백련의 뿌리를 사용하였다. 연근의 진흙을 제거하고 세척한 후 표피를 제거하여 음료의 원료로 사용하였다. 준비된 연근을 4 mm의 크기로 균일하게 자른 다음 효소를 불활성화 시키기 위해 90℃에서 20분 동안 브랜칭했다.

이때 연근 중량의 두 배에 해당하는 정제수를 가하고 총 중량의 0.03%(w/w) 비타민 C를 첨가했다. 브랜칭이 완료된 다음 정제수를 총 중량의 2배 첨가하여 블랜더로 균질화하였다. 균질이 완료된 연근 퓨레의 최종 브릭스는 2.6이었고 이를 냉동보관 하였다가 음료배합의 베이스로 사용하였다.

2) 음료의 배합

제조된 연근 퓨레를 기본으로 하여 하기 표1의 비율에 따라 첨가물을 혼합하여 잘 용해시켰다.

이때 균질기를 이용하여 연근퓨레가 잘 섞이도록 하여 균질화시켰다. 균질화 된 음료를 HTST(High temperature short time)으로 98℃에서 90초 동안 1차 살균을 한 다음 유리용기에 충전했다. 용기에 충전된 제품은 2차 살균공정으로 121℃에서 15분간 2.2kg/m²의 압력 하에서 살균했다. 살균이 완료되면 내용물이 상압이 되도록 서냉하여 본 발명의 연근음료를 최종적으로 제조했다.

실험예1 : 연근음료의 물리, 영양학적 특성

제조된 음료의 총 산도는 음료 10 g에 증류수 25 mL를 가한 다음 0.1N-NaOH용액으로 pH 8.3이 될 때까지 적정하여 소비된 0.1N-NaOH의 양을 구하여 구연산으로 환산하여 구하였다. 가용성 고형분(Brix)은 디지털 당도계(Refractometer RX-5000, Atago Co., Japan)를 이용하여 측정하였다.

한편, 최종적으로 개발된 음료에 대하여 식품공전에 준하여 수분, 조단백, 조지방, 조회분, 식이섬유 함량을 구하였다.

식이섬유 함량은 프로스키(Prosky)법에 의해 수용성 식이섬유와 불용성 식이섬유 함량을 분석하여 총 식이섬유 함량을 구하였으며, 다이어타리 파이버 키트(dietary fiber kit, KDF-100A, Sigma, USA)를 사용하였다. 시료 1 g씩 2개 칭량하여 500 mL 플라스크에 취하고 인산버퍼(pH 6.0) 50 mL와 100 μL의 열안정 아밀라아제를 넣은 후 97℃ 항온수조에서 3분 간 반응시키고 냉각시켰다. pH 7.5±0.2로 조절하고 100 mL 프로테아제 용액을 넣어 60℃ 항온수조에서 30분간 반응 후 다시 냉각시켰다. pH 4.5±0.2로 조절하고 0.3 mL의 아밀로글루코시다아제 용액을 넣어 항온수조에서 30분간 반응 후 실온으로 냉각하여 P2 크루서블(crucible) 여과기로 여과하였다. 여과 후 잔유물은 105℃ 건조기에서 건조하여 칭량한 후 조회분과 조단백질을 감한 값을 불용성 식이섬유 함량으로 하였다.

수용성 식이섬유는 불용성 식이섬유 측정과정에서 얻어진 여액에 4배량의 95% 에탄올을 넣어 1시간 반응시키고 P2 크루서블 여과기로 여과하여 잔유물을 건조, 칭량한 다음 조회분과 조단백질을 감한 값을 수용성 식이섬유 함량으로 하였다.

당질함량은 100에서 수분, 조단백, 조지방, 조회분 및 총 식이섬유소 양을 뺀 값으로 나타내었다.

무기질 함량은 습식법으로 전처리하여 "Inductively Coupled Plasma Emission Spectrophotometer(ICP Plasmascam 710, super 5-CP 80 TYPEI, Labtest Australia)"를 이용하여 무기질 각각의 파장조건에 따라 분석하였다. 음료의 영양성분의 분석은 3회 반복실시하였다.

이상의 방법으로 측정한 연근을 이용하여 개발된 음료의 pH는 4.5, 산도 0.092% 및 당도는 12.25 브릭스로 나타났다. 음료의 영양학적 특징은 표2와 같다.

수분함량을 제외하고는 총 식이섬유소의 함량이 2.10%(w/w)로 높았고, 나트륨이 11.45×10^-3%(w/w), 칼륨이 6.87×10^-3%(w/w), 칼슘이 2.53×10^-3%(w/w) 함유되어 있었다. 이 음료의 영양성분은 일반적으로 시판되고 있는 음료보다는 당질함량이 낮고 섬유소의 함량이 높은 편이며 무기질 함량도 높았다. 비교 연구로서, 생약재를 이용하여 제조한 음료에 관한 연구(Park SH, Hwang HS, Han JH. Development of drink from composition with medicinal plants and evaluation of its physiological function. Korean J Nutrition 37(5) : 364-372, 2004.)에 의하면 황정, 맥문동, 구기자 및 오미자를 이용한 음료의 영양성분은 총 식이섬유소 함량이 0.42%(w/w), 나트륨과 칼륨이 각각 3.68×10^-3%(w/w), 2.18×10^-3%(w/w)로 나타났다.

이상에서 살펴본 바와같이, 본 발명의 연근을 이용한 음료는 연근의 특징인 식이섬유소 함량과 칼륨 함량이 다른 뿌리식물에 비해 높다는 점이 잘 반영되었고 이 특징은 혈관의 수축저하 효과에 영향을 미친 것이다.

실험예2 : 혈관에 미치는 연근 음료의 효과

본 실험예에서는 본 발명의 연근음료가 혈행개선이나 혈관의 수축, 이완에 영향을 미칠 수 있으리라 예측하여 연근을 이용한 음료를 제조하여 수축된 혈관의 이완 능력을 조사했다.

혈관의 이완을 EDRF(endothelium derived relaxing factor)에 의한 내피세포 의존성 이완과 혈관 평활근에 직접 작용하는 내피세포 비의존성 이완으로 대별할 수 있는데 내피세포 의존성 이완제로는 아세틸콜린, 브래디키닌, ADP, 세로토닌 등이 알려져 있다. 내피세포 의존성 이완은 내피세포 의존성 이완 물질의 분비에 의하여 내피세포가 제거된 혈관에서 아세틸콜린에 의한 혈관이완은 전혀 일어나지 않게 된다. 이렇게 내피세포는 혈관의 장력조절에 중요한 역할을 하는데, 여러 가지 화학적, 물리적 자극에 의하여 혈관을 수축시키거나 이완시키는 물질을 유리한다. 혈관의 이완작용이 엔도세리움(endothelium)에 의존하여 나타나는 것은 주로 eNOS에 의한 NO의 생성, 즉 NO는 여러 가지 자극에 의하여 엔도세리움에서 L-아르기닌으로부터 분비되고 주위의 평활근으로 분산되어 구아닐레이트 사이클라아제(guanylate cyclase)를 활성화 시킨다. 구아닐레이트 사이클라이제는 GTP를 cGMP로 전환시키며 평활근내의 Ca^{2 +}을 감소시켜 이완작용을 나타낸다. NO 이외의 또다른 혈관의 이완작용은 프로스타노이드(prostanoid)의 일종인 프로스타사이클린(prostacyclin)과 EDHF (endothelium derived hyperpolarising factor)가 있다. EDHF를 통한 이완작용은 NO의 작용이 억제되었을 때 보상적으로 나타나는데 그 작용기전은 평활근 세포막의 칼륨 채널을 열어서 과분극을 유도하여 혈관을 이완시킨다고 알려져 있다.

본 실험예에서는 실험동물로 체중 250g 내외 스프라그-다우리(Sprague-Dawley)계(♂)의 백서를 항온항습 장치가 설비된 실험실 내에서 일반 고형 사료와 물을 충분히 공급하면서 2주일 이상 실험실의 환경에 적응시킨 후 사용하였고, 혈관에 대한 실험은 하기의 방법에 의해 수행했다.

(1) 혈관의 분리 및 생리상태 기록 시스템(physiological recording system) 준비

실험동물을 밀폐된 케이지에 넣고 CO₂ 가스를 주입하여 질식사시킨 후 경부를 절개하여 흉부대동맥을 적출하여 산소를 녹인 크렙 용액(Kreb's soltion)에 담근 후 혈관이 손상되지 않도록 크기가 2~3 mm가 되도록하여, 마그너스(Magnus) 법에 따라 크렙-헨세라이트 바이카르보네이트 버퍼 용액(Kreb's-Henseleit bicarbonate buffer solution; 115 mM NaCl, 22.0 mM NaHCO₃, 4.6 mM KCl, 1.0 mM NaH₂PO₄, 2.5 mM CaCl₂, 1.2 mM MgSO₄, 11.0 mM 글루코오스)이 들어 있는 오르간 배스(gan bath)에 현수하였다. 흉부대동맥의 수축력은 혈관의 일단을 아이소메트릭 트랜듀서(isometric tranducer)에 연결하여 1.5 g의 레스팅 텐션(resting tension)을 가하였고, 근육수축력은 폴리그래프(polygraph; Grass 7E, Quincy, MA, U.S.A.)를 이용하여 기록하였다.

(2) 페닐에프린 ( Phenylephrine )으로 수축시킨 혈관에 대한 음료의 효과측정 방법

백서의 흉부대동맥에 페닐에프린 0.1 μM을 투여하여 수축한 혈관의 수축력을 100%로 하였고, 오르간 배스 내의 농도는 실시예1에서 제조한 최종음료 10, 20, 30, 40, 50 μL/mL가 되도록 처리하였다. 실험 시작전에 페닐에프린(10^-7M) 으로 혈관을 수축시키고 5분 후 평활근 이완작용을 하는 아세틸콜린 시약(10^-6M)을 넣어, 이완정도를 관찰하여 5분이 지났을 때 이완율이 90% 이상된 혈관을 음료의 혈관실험에 사용하였다.

상기 방법에 의해 혈관에 대한 실시예1에서 제조한 음료의 효과를 측정했다.

적출동맥에 0.1 μM 페닐에프린을 투여하여 혈관을 수축시켜 이때의 수축력을 100%로 하였다. 한편, 실시예1에서 제조한 음료를 10 μL/mL, 20 μL/mL, 30 μL/mL, 40 μL/mL 및 50 μL/mL 농도로 처리하여 수축력을 관찰하였다. 그 결과, 수축력이 각각 92.14%, 85.19%, 70.09%, 64.12% 및 53.92%로 나타났는데, 이는 본 발명의 연근음료에 동맥 수축 완화 효과가 있다는 것을 의미하고, 그 효과는 농도가 높을수록 크다는 것을 의미한다.

이상, 상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 연근음료는 혈관의 탄력성을 유지하는데 뛰어난 효과를 나타내므로, 식품산업에 있어 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 연근퓨레를 음료의 베이스로 하고 여기에 식품첨가물을 첨가하여 혼합물을 조성한 후, 살균을 하여 연근음료를 제조하는 방법에 있어서, 연근퓨레는,

   3~5 mm의 크기로 분쇄된 연근에 연근 중량의 두 배에 해당하는 정제수를 가하고, 총 중량의 0.03%(w/w)의 비타민 C를 첨가한 다음, 90℃에서 15~20분 동안 브랜칭하는 단계; 및

   브랜칭이 완료된 다음 정제수를 총 중량의 2배 첨가하여 블랜더로 균질화하여 연근퓨레를 제조하는 단계로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 연근음료의 제조방법.
2. 제1항의 연근퓨레, 식품첨가물의 성분 및 비율은,

   연근퓨레 50.0%(w/w), 아마니-K 12.3%(w/w), 꿀 2.50%(w/w), 구연산 나트륨염 0.10%(w/w), 구연산 0.05%(w/w), β-사이클로덱스트린 0.03%(w/w), 글라이신 0.03%(w/w), 아스코브산 0.02%(w/w), 잔탄검 0.02%(w/w), 펙틴 0.02%(w/w), 말산 0.01%(w/w), 정제수 34.92%(w/w)의 비율로 조성되는 것을 특징으로 하는 연근음료의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 연근퓨레와 식품첨가물을 혼합한 혼합물의 살균은,

   균질혼합된 음료를 HTST(High temperature short time)으로 98℃에서 90초 동안 1차 살균하는 단계;

   1차 살균 후, 121℃에서 15분간 2.2kg/m²의 압력 하에서 2차 살균하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연근음료의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 연근퓨레의 당도는,

   2.6 브릭스인 것을 특징으로 하는 연근음료의 제조방법.