KR100878876B1 - 용해성이 우수한 복분자 분말 과립을 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용해성이 우수한 복분자 분말 과립을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 씨가 함유된 복분자 분말을 포함하는 용해성이 우수한 복분자 분말과립의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면 많은 유용성분이 함유되어 있는 복분자 씨를 포함하는 전과를 그대로 가공용 소재로 활용하여 복분자 분말을 제조함으로써, 폴리페놀과 플라보노이드 함량이 높은 복분자 제품을 제공할 수 있으며 또한, 과즙 제조 후 버려지는 부산물도 발생하지 않을 뿐 아니라 값비싼 원료의 활용도 측면에서도 바람직할 것이다.

복분자, 폴리페놀, 플라보노이드

Description

용해성이 우수한 복분자 분말 과립을 제조하는 방법{Process for Preparing Granule using Rubi Fructus}

도 1은 스테비아 복분자 과즙의 제조 공정도를 나타낸 것이다.

도 2는 복분자 씨를 함유하는 전과 마쇄물의 성상을 나타낸 것이다.

도 3은 복분자 과즙 함유 농도별 동결건조분말의 성상을 나타낸 것이다.

도 4는 복분자 과즙 25% 함유 분무건조 분말의 성상을 나타낸 것이다.

도 5는 복분자 전과마쇄물 동결건조분말의 성상을 나타낸 것이다.

도 6은 입안에서의 용해성이 우수한 분말형 편의식품의 성상을 나타낸 것이다.

본 발명은 용해성이 우수한 복분자 분말 과립을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 씨가 함유된 복분자 분말을 포함하는 용해성이 우수한 복분자 분말과립의 제조방법에 관한 것이다.

복분자(Rubus coreanus Miquel, Korean black raspberry)는 장미과에 속하는 낙엽관목으로, 우리나라 및 중국, 일본에 자생한다. 복분자의 열매는 둥글고 완숙시에는 흑색으로 변하며, 건조지와 습지 모두에서 잘 자란다. 복분자 열매는 예로부터 식용 및 약용으로 사용되어왔으며, 강장, 강정효과가 있으며, 당뇨, 토혈, 지혈 등에도 사용된다. 또한, 근래 복분자 열매 추출물 및 폴리페놀의 면역증강작용, 과산화 음이온 라디칼(superoxide anion radial) 소거작용, 크산틴 옥시다아제(xanthine oxidase) 억제작용, 항암활성, 항균활성 등이 보고되어 있다(이미경 외 6인, 한약작지, 11(1), 5-12(2003); 양성우 외 5인, 한국식품영양과학회지, 33(5), 769-777(2004); 김만조 외 2인, 한국 임학회지, 91(1), 96-101(2002)).

이러한 다양한 약리작용을 가지는 복분자 열매를 이용하여 예로부터 발효주 등의 술 제조가 많이 이루어지고 있으며, 근래에는 복분자 열매의 다양한 용도로의 이용을 위하여 다양한 제품들이 개발 중이며, 일부 음료, 건강보조식품 등의 형태로 제조되고 또한 시판되고 있다.

그러나 복분자에 관련된 많은 연구에도 복분자 열매의 특정 성분을 이용한 제품개발 및 특정 성분의 분리공정 등은 거의 개발되어있지 않다. 최근 윤인 등은 복분자 열매를 기능성 식품소재로 활용하기 위하여 복분자 열매에 함유된 항산화 물질로 케르세틴(quercetin)과 5종의 페놀산류 및 유기산을 보고하였다(한국식품과학회지, 35(3), 499-502, 2003).

복분자는 다른 과실과 달리 전체 과실 중량의 12∼15%에 해당하는 씨가 표면에 부착되어 있다. 복분자 씨는 일반적인 과즙 가공공정에서는 과즙으로 이행되지 않고 부산물인 찌꺼기로 제거되며 일반 가정용 믹서기를 이용하여 마쇄할 경우에는 거의 분쇄되지 않아 이들 마쇄물을 그대로 먹을 경우 분쇄되지 않은 씨로 인해 먹기에 상당한 부담을 가지게 된다.

그러나 이들 복분자 씨에는 많은 유용성분이 함유되어 있을 뿐만 아니라 복분자 원료의 가격이 고가인 점을 감안하면 복분자 씨를 포함하는 전과를 그대로 가공용 소재로 활용할 수 있는 방안이 마련되면 과즙 제조 후 버려지는 부산물도 발생하지 않을 뿐 아니라 값비싼 원료의 활용도 측면에서도 바람직할 것이다.

본 발명의 목적은 복분자 과즙 또는 복분자 전과마쇄물을 얻는 단계; 상기 복분자 과즙 또는 복분자 전과마쇄물에 말토덱스트린을 혼합하여 용해시키는 단계; 상기 혼합물을 분무건조 또는 동결건조 하여 복분자 과즙 분말 또는 복분자 전과 마쇄물 분말을 제조하는 단계; 및 복분자 과즙 분말 또는 복분자 전과 마쇄물 분말을 과립화하는 단계를 포함하는 용해성이 우수한 복분자 분말 과립을 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 상기 제조방법에 의한 씨가 함유된 복분자 분말을 포함하는 용해성이 우수한 복분자 분말과립을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 복분자 과즙 또는 복분자 전과마쇄 물을 얻는 단계; 상기 복분자 과즙 또는 복분자 전과마쇄물에 말토덱스트린을 혼합하여 용해시키는 단계; 상기 혼합물을 분무건조 또는 동결건조 하여 복분자 과즙 분말 또는 복분자 전과 마쇄물 분말을 제조하는 단계; 및 복분자 과즙 분말 또는 복분자 전과 마쇄물 분말을 과립화하는 단계를 포함하는 용해성이 우수한 복분자 분말 과립을 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명은 상기 제조방법에 의한 씨가 함유된 복분자 분말을 포함하는 용해성이 우수한 복분자 분말과립을 제공한다.

이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명은 복분자 과즙 또는 복분자 전과마쇄물을 얻는 단계; 상기 복분자 과즙 또는 복분자 전과마쇄물에 말토덱스트린을 혼합하여 용해시키는 단계; 상기 혼합물을 분무건조 또는 동결건조 하여 복분자 과즙 분말 또는 복분자 전과 마쇄물 분말을 제조하는 단계; 및 복분자 과즙 분말 또는 복분자 전과 마쇄물 분말을 과립화하는 단계를 통해 용해성이 우수한 복분자 분말 과립을 제조할 수 있다.

상기에서, 복분자 과즙을 얻는 단계는 씨를 포함한 복분자를 1차 분쇄한 후, 95∼98℃에서 2시간∼3시간 동안 열처리한 후, 착즙하는 것이 바람직하다.

상기에서, 복분자 전과마쇄물을 얻는 단계는 씨를 포함한 복분자를 1차 분쇄한 후, 콜로이드밀에 통과시켜 2차 분쇄 및 2차 분쇄한 복분자를 볼밀로 처리하는 것이 바람직하다.

상기 복분자 과즙 및 전과마쇄물은 냉장, 또는 냉동 저장하는 것이 바람직하 다.

상기 복분자 과즙 분말 또는 복분자 전과 마쇄물 분말을 제조하는 단계는 상기에서 제조한 복분자 과즙 또는 전과마쇄물을 이용하여 복분자 분말을 제조할 수 있다.

복분자 과즙 또는 전과마쇄물에 말토덱스트린(DE 4∼7)과 정제수를 각각 혼합하고, 상기 혼합물을 60∼70℃로 가온하여 말토덱스트린을 완전히 용해시킨 후, 상기 혼합물을 -70℃에서 동결 후 동결건조하고 분쇄하는 것이 바람직하다. 이때 전과 마쇄물의 경우 40메쉬 체를 통과시켜 동결건조분말을 제조하는 것이 바람직하다.

분무건조분말의 경우, 유입공기온도 240∼250℃, 배출공기온도 95∼100℃, 분무기(atomizer speed) 7,000rpm의 분무건조 조건에서 분말화하여 제조한다.

상기 용해성이 우수한 복분자 분말 과립을 제조하는 단계는 상기에서 제조한 복분자 분말을 이용하여 제조할 수 있다.

본 발명은 입안 용해성이 우수한 복분자 분말 제품의 제조를 위하여 복분자 분말에 홍삼 농축액, 녹차 농축액, 영지버섯 농축액 및 알로에 농축액 중에서 선택된 어느 하나 이상을 추가로 첨가할 수 있다.

또한, 본 발명은 입안 용해성이 우수한 복분자 분말 제품의 제조를 위하여 복분자 분말에 구연산, 사과산, 비타민 C, 분말향료, 이소플라본, 콜라겐, 유당, 말토덱스트린(DE 15∼20), 설탕, 자이리톨, 포도당, 베타카로틴, 비타민 E 등을 추가로 첨가할 수 있다.

복분자 분말, 함수결정포도당, 구연산, 사과산, 비타민 C 등의 혼합물을 체에 3회 이상 내려 전체 내용물이 고르게 혼합되게 하는 것이 바람직하며, 고르게 혼합한 것에 물 또는 순수에탄올을 첨가하여 반죽한다.

상기 반죽물을 과립기를 통과시켜 일정크기로 과립화시킨 후, 건조용 판에 과립을 적당한 두께로 깔아 최종제품의 수분함량이 10% 이하가 되도록 45∼50℃ 열풍건조기에서 건조하여, 분말화하는 것이 바람직하다.

본 발명은 씨가 함유된 복분자 분말을 포함하는 용해성이 우수한 복분자 분말과립을 제공한다.

상기 복분자 분말은 복분자 과즙 또는 복분자 전과마쇄물에 말토덱스트린을 혼합하여 분무건조 또는 동결건조 하는 것이 바람직하다.

상기에서 복분자 분말은 복분자 분말 100중량부 대비, 말토덱스트린을 30∼80중량부를 함유하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 복분자 분말과립은 구연산, 사과산 등의 유기산을, 비타민, 분말향료, 이소플라본, 콜라겐, 유당, 말토덱스트린, 설탕, 자이리톨, 포도당 및 베타카로틴 중에서 선택된 어느 하나 이상을 추가로 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기에서 복분자 분말과립은 복분자 분말과립 100중량부 대비, 구연산, 사과산 등의 유기산 0.1∼1.0중량부, 비타민 0.1∼1.0중량부, 분말향료 0.1∼0.5중량부, 이소플라본 0.1∼0.5중량부, 콜라겐 0.1∼0.5중량부, 유당 0.1∼0.5중량부, 말토덱스트린 10∼20중량부, 설탕 5∼10중량부, 자이리톨 5∼10중량부, 포도당 10∼40중량부, 베타카로틴 0.1∼0.5중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 복분자 분말과립은 홍삼 농축액, 녹차 농축액, 영지버섯 농축액 및 알로에 농축액 중에서 선택된 어느 하나 이상을 추가로 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기에서 복분자 분말과립 100중량부 대비, 홍삼 농축액 또는 영지버섯 농축액은 0.1∼0.5중량부를 함유하는 것이 바람직하고, 녹차 농축액 또는 알로에 농축액은 0.1∼1.0중량부를 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명은 복분자 과즙 및 전과마쇄물을 제조하는 단계; 복분자 과즙 및 전과마쇄물을 이용하여 복분자 분말을 제조하는 단계; 및 상기 복분자 분말을 이용하여 입안 용해성이 우수한 분말 과립을 제조하는 단계를 통해 복분자를 이용한 용해성이 우수한 복분자 분말 과립을 대량으로 생산할 수 있다.

본 발명에 의하면 많은 유용성분이 함유되어 있는 복분자 씨를 포함하는 전과를 그대로 가공용 소재로 활용하여 복분자 분말을 제조함으로써, 폴리페놀과 플라보노이드 함량이 높은 복분자 제품을 제공할 수 있으며 또한, 과즙 제조 후 버려지는 부산물도 발생하지 않을 뿐 아니라 값비싼 원료의 활용도 측면에서도 바람직할 것이다.

이하 본 발명의 내용을 실시예를 통해 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1] 복분자 과즙 및 복분자 전과 마쇄물의 제조

복분자 과즙의 제조:

냉동 복분자를 실온에 방치하여 완전히 해동시킨 다음 초파를 이용하여 파쇄하고 착즙용 부지포에 담아 유압식 착즙기를 이용, 착즙하여 과즙을 제조하였다. 과즙은 32 메쉬 체로 여과하여 사용하였다. 한편, 냉동 복분자를 실온에서 해동시킨 후 가열 솥에 넣고 98℃에서 2시간 30분 열처리한 것을 앞과 동일한 방법으로 착즙, 여과하여 과즙을 제조하였다(도 1).

복분자 전과 마쇄물의 제조:

냉동 복분자를 해동한 후 콜로이드밀에 2번 통과시켜 1차 분쇄한 다음 볼밀을 이용하여 2차 미분쇄하여 복분자 씨를 함유하는 전과 마쇄물을 제조하였다(도 2).

복분자 과즙과 전과 마쇄물의 품질특성:

본 발명에서 제조한 복분자 과즙과 전과 마쇄물의 품질특성을 조사하였다. 먼저, 당도는 당도계(hand refractometer: ATAGO, N-1E, Japan)를 사용하여 측정하였으며, 산도는 과즙 10㎖을 취해 0.1 N NaOH용액으로 pH 8.4가 될 때까지 적정하여 이때 소비된 0.1 N NaOH 용액의 양을 전체 시료에 대하여 구연산을 기준으로 환산하여 적정 산도를 나타내었다. 또한, pH 및 색도를 측정하였다.

과즙의 총 폴리페놀 함량은 폴린-시오칼토 비색 분석법(Folin-Ciocalteau colorimetric method)에 의해 측정하였다. 과즙 30g에 80% 에탄올용액 100㎖를 혼 합하여 환류냉각기를 부착, 5분간 가열한 다음 여과한 여과액을 증류수로 250㎖로 정용한 후 총 폴리페놀 정량에 이용하였다. 시료액 1㎖과 폴린-시오칼토(Folin-Ciocalteau) 시약 5㎖, 소듐 카보네이트(sodium carbonate) 포화용액 10㎖를 혼합한 다음 증류수로 100㎖로 정용하고 30분 동안 정치시킨 다음 760㎚에서 흡광도를 측정하여 총 폴리페놀 함량을 환산하였다. 이때 표준물질은 탄닌산(tannic acid)을 사용하였다.

총 플라보노이드는 시료 1㎖과 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol) 10㎖을 혼합한 후 1 N NaOH 1㎖를 가하여 잘 혼합하여 37℃에서 1시간 방치한 후 420㎚에서 흡광도를 측정하였다. 이때 표준곡선은 나린긴(naringin)의 농도가 0∼0.5㎎% 범위가 되도록 제조한 표준용액을 이용하여 검량선을 작성하여 플라보노이드 측정에 사용하였다.

또한, 과즙 100㎖를 원심분리관에 넣고 10,000 rpm에서 15분간 원심분리한 후 침전물의 무게를 측정하여 산출하였다.

알코올불용성 고형물은 과즙 50㎖에 95% 에탄올 150㎖을 넣고 85℃에서 10분간 환류추출 후 5,000 rpm에서 10분간 원심분리하여 얻은 침전물에 다시 60% 에탄올 150㎖을 넣고 환류추출 후 원심분리하여 얻은 침전물의 무게를 측정하여 산출하였다.

과즙의 총 안토시아닌 함량은 pH-차이(pH-differental) 및 바이설파이트 블리칭 방법(bisulfite bleaching method)에 의해 단량체(monomeric) 안토시아닌 함량과 중합체의 색비(percent polymeric color)를 측정하였다. 우선 단량체 (monomeric) 안토시아닌 함량의 측정은 시료와 0.025M 포타슘 클로라이드 버퍼(potassium chloride buffer: pH 1.0)와 0.4M 소듐 아세테이트 버퍼(sodium acetate buffer pH 4.5)를 각각 혼합한 후 15분 방치하였다. 이후 각각 510㎚와 700㎚에서 흡광도를 측정한 후 다음 식에 의해 함량을 계산하였다.

A = 흡광도(510㎚-700㎚)pH 1.0 - 흡광도(510㎚-700㎚)pH 4.5

Monomeric 안토시안 함량(㎎/L) = (A×449.2×희석배수×1000)/(26900×1)

중합체의 색 비율(Percent polymeric color)의 측정은 시료와 바이설파이트 용액(bisulfite solution) 0.2㎖와 증류수 0.2㎖를 각각 혼합한 후 15분 방치하였다. 이후 420nm, 510nm와 700nm에서 각각의 흡광도를 측정한 후 증류수를 첨가한 시료로부터 색도(color density)를, 바이설파이트 용액(bisulfite solution)을 첨가한 시료로부터 중합체의 색(polymeric color)을 산출하여 다음 식에 의해 중합체의 색 비율(percent polymeric color)을 계산하였다.

Color density = [(420nm-700nm)+(510nm-700nm)]*희석배수

Polymeric color = [(420nm-700nm)+(510nm-700nm)]*희석배수

Percent polymeric color(%) = (polymeric color/color density)*100

본 발명에 의한 복분자 전과 마쇄물은 입안에서 씨 입자의 촉감이 거의 느껴지지 않았고 걸쭉한 점성을 보였으나 -20℃에 냉동, 해동 후 걸쭉한 물성에 변화를 보였다. 과즙의 경우 생과를 그대로 착즙한 것에 비해, 열처리 후 착즙한 과즙의 점성이 약간 더 높고 신맛이 강하였다.

전처리방법을 달리하여 제조한 과즙과 전과 마쇄물의 품질 특성을 비교한 결과는 표 1, 2, 3과 같다. 과즙의 경우 수율은 열처리구가 65% 정도로 해동 후 복분자를 그대로 착즙한 것에 비해 높았고 산도, 당도도 각각 1.71, 10.2°Brix로 높았다. 또한, 기능성 성분의 하나인 총 폴리페놀, 총 플라보노이드의 함량에 있어서도 열처리 후 착즙한 과즙이 6.98㎎/㎖, 11.23㎎%로 높게 나타났고 복분자 색소성분인 안토시안 함량에 있어서도 2,101.1 ㎎/L로 복분자 생과를 착즙한 것의 1,689.2 ㎎/L보다 높았다.

복분자 전과 마쇄물은 과즙에 비해 산도는 낮은 반면 당도, pH는 11.3°Brix, 3.7로 높았으며, 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량은 10.81㎎/㎖, 24.06㎎%로 복분자를 그대로 착즙한 과즙과 비교하면 각ㄱ 2배, 3배 높은 함량이었다.

이상의 전처리 방법에 따른 복분자 과즙, 전과마쇄물의 품질 특성 비교 결과 복분자를 열처리 후 착즙한 과즙과 전과를 미분쇄화시킨 마쇄물을 분말용 소재로 활용함이 복분자 원료의 고유 특성을 살림에 있어 바람직한 것으로 판단되었다.

<표 1> 전처리방법을 달리한 복분자 과즙과 전과 마쇄물의 품질 특성 비교

처리구		수율(%)	산도	당도 (°Brix)	pH	침전물(%)	알코올불용성 고형물(%)
과즙	생	52	1.68	9.6	3.5	4.01	5.56
	가열	65	1.71	10.2	3.5	3.95	6.02
전과 마쇄물		94	1.50	11.3	3.7	-	-

<표 2> 전처리방법을 달리한 복분자 과즙과 전과 마쇄물의 품질 특성 비교

처리구		총 폴리페놀 (㎎/㎖)	총 플라보노이드 (㎎%)	색도
				백색도	적색도	황색도
과즙	생	5.01	7.58	27.31	34.11	23.38
	가열	6.98	11.23	24.32	32.11	15.38
전과 마쇄물		10.81	24.06	9.23	30.54	13.82

<표 3> 전처리방법을 달리한 복분자 과즙과 전과 마쇄물의 품질 특성 비교

처리구		Monomeric anthocyanin (㎎/L)	Polymeric color	Color density	Percent polymeric color (%)
과즙	생	1,689.2	3.35	30.12	10.49
	가열	2,101.1	5.21	38.12	11.03
전과 마쇄물		2,642.8	6.34	60.40	14.55

[실시예 2] 복분자 분말의 제조

1) 동결건조 분말의 제조

복분자 동결건조 분말은 열처리 후 착즙, 제조한 과즙을 이용하였다. 동결된 복분자 과즙을 동결건조기를 이용하여 분말을 제조하였다. 동결건조 후 분말내의 복분자 함량을 달리하는 동결건조분말은 먼저 말토덱스트린(DE 4∼7)에 동일중량의 물을 첨가하여 70℃에서 가온하여 말토덱스트린을 완전히 용해시킨 다음 냉각한 것에 각기 다른 농도의 복분자 과즙을 첨가한 것을 동결 후 건조하여 제조하였다. 동결건조가 완료된 덩어리는 일반 분쇄기를 이용하여 분말로 제조하였다.

한편, 복분자의 씨를 포함하는 전과를 볼밀을 이용, 미분쇄한 마쇄물은 그대로 동결건조하여 분말로 제조한 후 40메쉬 체를 통과시켜 사용하였다.

복분자 과즙을 분말형태로 가공하기 위해서 동결건조공정을 적용하였다. 먼저, 복분자 고유의 색상과 향미를 유지하는 분말 제조를 위해 열처리하여 착즙한 100% 복분자 과즙을 -70℃에 동결한 다음 동결건조기를 이용하여 건조하였다. 100% 과즙을 동결건조한 결과 검붉은 색상에 복분자 고유의 신맛이 강하게 발현되었다. 그러나 이들 동결건조물의 경우 과즙 유래 당 함량이 높아 동결건조 용기 내에 달라붙어 100% 분말의 형태로 건조가 이루어지지 않아 분말을 회수하기에 어려움이 있었고 건조된 분말의 경우 흡습성이 강하여 케이킹을 형성하였다.

일반적으로 건조식품은 10% 내외의 적은 수분만을 함유하고 있기 때문에 대기습도가 높아질수록 흡습량은 많아지고 흡습속도가 빨라져 품질 악화의 주요 원인이 되는 것으로 알려져 있다. 또한, 건조식품의 경우 주위의 저장 환경이나 유통 환경이 식품 자체의 수분활성보다 높거나 낮은 경우 수증기압 차에 의해 수분의 이동이 일어나게 되며 이러한 현상은 주위 환경의 상대습도와 평행에 도달하게 될 때까지 계속 흡습과 탈습을 지속하게 된다.

본 실험에서는 동결건조 후 용기에 달라붙지 않아 쉽게 건조물을 회수할 수 있고 건조물은 분쇄시 분말화가 쉽고 이들 분말은 식품첨가물용 소재와 혼합시 분산성이 좋은 복분자 과즙 함유 동결건조분말을 제조하고자 과즙에 각기 다른 농도의 말토덱스트린(DE 4∼7)을 첨가하여 동결건조 분말을 제조하였다.

복분자 고형분 기준으로 과즙이 20, 40, 60, 80% 함유되는 동결건조물은 과즙만을 동결건조한 것에 비해 조직이 다공성이었고 분말의 색상은 말토덱스트린 첨가량이 많을수록 복분자 고유의 검붉은 보라빛 색상이 약하였다(도 3). 이들 동결 건조물을 믹서기로 분쇄한 결과 80% 과즙첨가구는 분쇄시 믹서기 내에서 발생하는 열로 인해 덩어리가 형성되었고 이들을 다시 막자사발에서 분쇄하여 비닐포장 후 저장한 결과 포장지 내부에서 입자간 덩어리를 형성하였다. 과즙 20∼60% 첨가구에서는 이러한 현상은 발생하지 않았다. 그러나 과즙 20% 첨가구는 복분자의 신맛만이 느껴졌고 40% 첨가구는 신맛과 함께 복분자 고유의 맛이 느껴졌으나 강도가 약하였다. 60% 과즙 첨가 분말의 경우 신맛이 강하며 복분자의 맛이 확실하게 느껴졌다.

따라서 가공용 소재로 사용될 복분자 동결건조 분말을 제조할 경우 작업성, 분말의 저장성, 분말내 원료의 향미 발현 등의 측면에서 볼 때 최종분말 내에 과즙이 60% 정도 함유되는 조건으로 동결건조분말을 제조함이 바람직한 것으로 판단되었다.

<표 4> 동결건조에 의한 복분자 분말 제조를 위한 과즙과 말토덱스트린의 혼합비 및 분말의 품질특성

		과즙 20% 함유 분말	과즙 40% 함유 분말	과즙 60% 함유 분말	과즙 80% 함유 분말
과즙(10°Brix)		100g	200g	300g	400g
말토덱스트린(DE 4～7)		40g	30g	20g	10g
분말중량(g)		96.25	96.90	96.70	98.35
수율(%)		68.8	42.1	30.2	24.0
색도	L	42.19	36.16	37.76	28.85
	a	11.46	8.34	6.10	1.98
	b	2.57	1.70	1.18	0.26
	△E	52.34	57.61	59.67	64.22
분쇄특성		++++	++++	+++	++
저장 중 케이킹		x	x	x	발생
관능적 기호도		신맛이 약하게 느껴짐	복분자의 신맛과 맛이 느껴짐	신맛이 아주 강하고 맛도 확실히 느껴짐	찐득함
용해도		+++	+++	+++	+

+ 매우 나쁨, ++++ 매우 좋음

2) 복분자 과즙의 분무건조 분말 제조

분무건조에 의한 복분자 과즙의 분말제조는 앞에서 언급한 것과 동일한 방법으로 용해시킨 말토덱스트린(DE 4∼7)에 복분자 과즙을 혼합한 다음 노즐(nozzle)타입의 분무건조기(Mini Spray Dryer B-191, Buchi Inc., Swiss)를 이용하여 분말화 하였다. 이때 분무건조를 위한 공정변수로서 분무기(atomizer)속도(5,000, 6,000, 7,000, 8,000, 9,000rpm), 유입공기온도(210∼260℃), 배출공기온도 (85∼110℃)를 각기 달리하여 최적조건을 검토하였다.

복분자 과즙을 이용한 분무건조 분말의 제조를 위한 건조보조제로는 DE 값이 4∼7인 말토덱스트린을 선정하였고, 건조보조제의 첨가량은 75% 정도가 예비실험 결과 가장 적당하였다. 복분자 과즙의 경우 복분자 고형분 기준으로 25% 이상의 농도에서는 과즙의 당분이 많아 분무건조기 내에서의 작업성이 좋지 못한 것으로 나 타났다.

최적 분무건조조건을 설정하고자 복분자 과즙에 말토덱스트린 75%(복분자 고형분 기준)을 첨가, 용해한 것을 유입공기온도 210℃, 배출공기온도 105℃로 고정하고 분무기 속도(atomizer speed)를 달리하여 분무건조하여 분말의 수율을 조사한 결과 7,000rpm이 가장 높은 수율은 보였다. 분무건조시 분무기(atomizer)의 회전속도가 증가할수록 분말입자의 크기는 작아지며 회전속도가 임계치를 넘어서면 분말입자 간에 서로 엉겨붙는 현상이 발생하여 분무건조기 기벽에 달라붙는 현상이 증가하여 생산수율이 감소하는 것으로 알려져 있다.

<표 5> 분무건조기의 아토마이즈 속도에 따른 복분자 과즙 분말의 수율 변화(%)

5,000rpm	6,000rpm	7,000rpm	8,000rpm	9,000rpm
23	26	30	25	20

분무건조기의 배출공기온도를 105℃, atomizer speed를 7,000rpm으로 고정하고 유입공기의 온도를 210∼260℃까지 변화시키면서 분무건조 분말의 수율을 조사하였다. 유입공기온도 240∼250℃에서 가장 높은 수율과 품질을 나타내었으며 250℃ 이상 온도에서는 수율이 급격히 감소하였다.

<표 6> 분무건조기의 유입공기온도에 따른 복분자 과즙 분말의 수율 변화(%)

210∼220℃	220∼230℃	230∼240℃	240∼250℃	250∼260℃
21	24	27	32	28

분무건조기의 유입공기온도를 230℃, 분무기 속도를 7,000rpm으로 고정하고 배출공기의 온도를 85∼110℃까지 변화시키면서 분무건조 분말의 수율을 조사하였다. 배출공기온도가 증가할수록 분말의 생산 수율은 현저하게 감소하는 것으로 나타났고 95∼100℃에서 가장 높은 수율과 품질을 나타내었다.

<표 7> 분무건조기의 배출공기온도에 따른 복분자 과즙 분말의 수율 변화(%)

85∼90℃	90∼95℃	95∼100℃	100∼-105℃	105∼110℃
24	26	32	25	21

이상의 복분자 과즙의 분무건조에 의한 분말화 실험 결과를 요약하면 말토덱스트린 75%(복분자 고형분 기준)을 가온, 용해한 것에 복분자 과즙을 첨가, 혼합한 다음 유입공기온도 240∼250℃, 배출공기온도 95∼100℃, 분무기 속도 7,000rpm의 분무건조 조건에서 분말화하는 것이 수율과 분말의 품질 측면에서 가장 좋은 것으로 나타났다(도 4). 이들 분무건조 분말은 저장 중 케이킹(caking) 현상이 발생하지 않았다. 또한, 분무건조한 복분자 분말의 외형적 성상을 주사전자현미경으로 관찰한 결과 분말입자는 둥근 다각형으로 구성되어 있었고 입자간 엉겨 붙는 현상(agglomeration)은 관찰할 수 없었으며 개개의 입자로 구성되어 있었다.

3) 전과 마쇄물을 이용한 분말제조

복분자 전과를 미세 입자화시킨 마쇄물을 분말화 하기 위한 방안의 하나로 함수결정포도당을 부형제로 사용하여 분말을 제조하였다. 즉, 함수결정포도당 40g 을 기준으로 전과 마쇄물을 10g, 5g 첨가하여 반죽한 결과 반죽이 질어 과립, 분말화를 위한 1차 작업이 어려웠다. 포도당 45g에 복분자 전과 마쇄물을 5g 혼합할 경우 반죽상태가 양호하였고 반죽된 것은 체를 이용하여 일정 입자형태로 과립화시킨 다음 50℃ 열풍건조기에서 건조하여 수분함량 10% 이하의 복분자 전과 마쇄물을 이용한 분말을 제조하였다. 그러나 전과 마쇄물을 10% 첨가하여 제조한 분말의 경우 색상이 좋지 못하고 복분자의 향미가 거의 느껴지지 않아 함수결정포도당을 이용한 전과 마쇄물의 반죽, 분말화, 건조공정의 적용은 적당하지 못하였다.

복분자 전과마쇄물을 동결건조하여 분말화한 결과 100% 복분자 과즙을 동결건조할 경우 발생하는 문제점인 동결건조용기에 달라붙어 완전히 건조되지 않는 현상과 동결건조물의 분말화를 위한 분쇄공정, 분말 저장시 발생하는 케이킹 현상이 전혀 발생하지 않았다(도 5). 그러나 전과마쇄물 동결건조 분말은 과즙으로 제조한 분말과 달리 신맛과 깔끔한 뒷맛이 부족하며 다소 텁텁한 느낌이 강하였다.

[실시예 3] 입안에서의 용해성이 우수한 분말형 복분자 편의식품 개발

실시예 2에서 복분자 과즙을 동결건조와 분무건조하여 제조한 분말을 이용하여 입안에서의 용해성이 우수한 분말형 편의식품으로는 일정량의 분말을 바로 입에 넣어 먹을 수 있는 형태의 제품을 제조하였다(도 6). 최종 분말제품에 기능성을 강화하고자 대두 이소플라본, 콜라겐, 비타민 E, 천연베타카로틴, 유당을 첨가하였다.

분무건조한 복분자 분말(복분자 고형분 기준 25%)을 이용하여 표 8의 배합비 로 분말형 편의식품을 제조하였다. 배합비 1∼5까지는 배합비 조성물들을 계량한 다음 막자사발에 넣어 분쇄 후, 배합비 6부터는 분쇄공정을 거치지 않고 계량한 전체 조성물을 비닐봉지에 담아 고르게 혼합한 후 기호도를 비교하였다. 배합비 1은 단맛, 신맛이 절대적으로 부족하고 분말을 입에 넣는 순간 혀 바닥에 달라붙어 용해성이 떨어졌으며 이소플라본에서 유래되는 떫은맛이 아주 강하였다. 배합비 2는 복분자 분무건조분말과 이소플라본, 콜라겐, 유당의 첨가량을 감소시키면서 포도당, 자이리톨, 분당 및 산미료인 구연산, 사과산의 첨가량을 상승시킨 결과 배합비 1에 비해 분말의 기호도는 약간 개선되었다. 배합비 3, 4는 배합비 1에 비해 기호도는 개선되었으나 단맛이 약간 강하고 혀 바닥에 약간 달라붙는 특성이 있었다.

분말형 과립을 입에 넣을 경우 발생하는 혀 바닥에 달라붙는 현상을 방지하고자 DE 값이 15∼20인 말토덱스트린을 적용하고 분말에서 느껴지는 강한 단맛을 감소시키기 위해 포도당의 배합비를 감소시킨 배합비 5의 경우 DE 값 4∼7인 말토덱스트린을 첨가한 것에 비해 혓바닥에서 달라붙는 현상이 약간 개선되면서 단맛은 많이 감소하는 것으로 나타났다. 배합비 6의 경우 조성물을 막자사발에서 분쇄하지 않고 혼합만 한 결과 기호성과 입안에서의 용해성이 앞의 배합비보다 개선되는 것으로 나타났다. 그러나 배합비 6으로 제조한 분말도 많은 양을 한 번에 입에 넣을 경우 혓바닥에 약간씩 달라붙은 다음 서서히 용해되었다.

<표 8> 입안에서의 용해성이 우수한 분말형 편의식품 제조 배합비(g)

원·부재료	배합비 1	배합비 3	배합비 4	배합비 5	배합비 6
복분자 분말 (분무건조)	67.1	40	40	40	40
구연산	0.25	0.5	0.5	0.5	0.5
비타민 C	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
사과산	0.2	0.5	0.5	0.5	0.5
복분자 분말 향료	0.8	0.4	0.15	0.3	0.3
이소플라본	0.5	0.15	0.15	0.15	0.15
콜라겐	0.5	0.2	0.2	0.2	0.2
유당	5	0.3	0.3	0.3	0.3
말토덱스트린 (DE 4~7)	10	-	-	-	-
말토덱스트린 (DE 15~20)	-	-	-	30	20
분당	5	20	10	10	-
설탕	-	-	-	-	10
자이리톨	10	20	20	10	10
베타-카로텐	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
비타민 E	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
포도당	-	20	30	10	20

배합비 7은 말토덱스트린의 첨가량을 줄이고 함수결정포도당의 첨가량을 증가시킨 것으로 배합비 6에 비해 입에 넣을 경우 혓바닥에 달라붙는 현상이 개선되었다. 한편, 복분자 동결건조분말(복분자 고형분 기준 50%)을 이용한 배합비 8은 분무건조분말을 이용한 배합비 6보다 산뜻한 맛은 약간 부족하나 기호성은 괜찮았다. 복분자 전과마쇄물 분말을 이용한 배합비 9는 분무건조 분말을 이용한 것에 비해 텁텁한 맛이 강하였고 전과마쇄물 분말의 첨가량을 감소시킨 배합비 10은 후미에 느껴지는 텁텁한 맛도 많이 감소하면서 혓바닥에 달라붙는 느낌도 거의 없었다. 이들 혼합분말의 색상은 분무건조분말을 첨가한 것은 붉은 색상, 전과마쇄물과 50% 동결건조분말을 첨가한 것은 짙은 붉은 보라색을 띄었다.

<표 9> 입안에서의 용해성이 우수한 분말형 편의식품 제조 배합비(g)

원·부재료	배합비 7	배합비 8	배합비 9	배합비 10
분무건조분말 (25% 고형분)	40	-	-	-
동결건조분말 (50% 고형분)	-	40	-	-
전과마쇄물분말 (100% 고형분)	-	-	30	10
구연산	0.5	0.25	0.25	0.25
비타민 C	0.5	0.5	0.5	0.5
사과산	0.5	0.5	0.5	0.5
분말 향료 (불루베리향)	0.35	0.35	0.35	0.35
분말향료 (복분자향)	-	-	-	-
이소플라본	0.15	0.15	0.15	0.15
콜라겐	0.2	0.2	0.2	0.2
유당	0.3	0.3	0.3	0.3
말토덱스트린 (DE 15∼20)	15	15	10	10
설탕	10	10	10	10
자이리톨	10	10	10	10
베타-카로텐	0.1	0.1	0.1	0.1
비타민 E	0.1	0.1	0.1	0.1
포도당	25	20	20	40

표 10은 입안에서의 용해성을 개선하기 위한 방안의 하나로 복분자 전과 마쇄물 동결건조분말에 함수결정포도당을 부형제로 사용하여 과립화 분말의 제조 배합비이다. 즉, 함수결정포도당과 전과 마쇄물 분말 등 배합비 11, 12의 원부재료를 계량, 혼합한 다음 정제수와 순수 에탄올을 첨가하여 반죽하고 이것을 일정 메쉬를 통과시켜 과립화시킨 다음 50℃ 열풍건조기에서 수분함량 10% 이하로 건조하여 분말을 제조하였다. 앞서 전과 마쇄물 분말을 이용한 배합비 9, 10의 혼합분말에 비해 입안에서의 용해성은 크게 개선되면서 혓바닥에 달라붙는 문제점도 해결되었으나 배합비 11의 경우 기호도 측면에서 단맛, 신맛, 향미가 약하였다. 배합비 12는 앞서 사용한 기능성 소재를 첨가하고 신맛과 향미를 보강하고자 구연산, 사과산 비타민 C의 첨가량을 증가시키면서 단맛 보강을 위해 자이리톨을 혼합하여 과립형 분말을 제조한 결과 최종 분말의 기호도는 크게 개선되는 것으로 나타났다.

<표 10> 입안에서의 용해성이 우수한 과립형 편의식품 제조 배합비(g)

원·부재료	배합비 11	배합비 12
전과 마쇄물 분말 (100% 고형분)	20	20
구연산	0.2	0.25
비타민 C	0.3	0.5
사과산	-	0.5
향료	-	0.5
이소플라본	-	0.15
콜라겐	-	0.2
유당	-	0.3
자이리톨	-	10
베타-카로텐	0.1	0.1
비타민 E	0.1	0.1
포도당	80	80

※ 배합비 11, 12: 물 12g, 순수에탄올 3g을 첨가하여 반죽 후 과립, 건조

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 많은 유용성분이 함유되어 있는 복분자 씨를 포함하는 전과를 그대로 가공용 소재로 활용하여 복분자 분말을 제조함으로써, 폴리페놀과 플라보노이드 함량이 높은 복분자 제품을 제공할 수 있으며 또한, 과즙 제조 후 버려지는 부산물도 발생하지 않을 뿐 아니라 값비싼 원료의 활용도 측면에서도 바람직할 것이다.

Claims (5)

1. a) 씨를 포함한 복분자를 1차 분쇄한 후, 95~98℃에서 2~3시간 동안 열처리한 후, 착즙하여 복분자 과즙을 얻거나, 씨를 포함한 복분자를 1차 분쇄한 후, 콜로이드밀에 통과시켜 2차 분쇄 및 2차 분쇄한 복분자를 볼밀로 처리하여 복분자 전과마쇄물을 얻는 단계;

   b) 상기 복분자 과즙 또는 복분자 전과마쇄물에 말토덱스트린(DE 4~7)과 정제수를 혼합하여, 이 혼합물을 60~70℃로 가온하여 완전히 용해된 혼합물을 얻는 단계;

   c) 상기 혼합물을 유입공기온도 240~250℃, 배출공기온도 95~100℃, 분무기 7,000rpm의 조건에서 분말화하는 분무건조를 하거나, 최종분말 내에 과즙농도가 60%가 되도록 동결건조 하여 복분자 과즙 또는 복분자 전과마쇄물 분말을 제조하는 단계; 및

   d) 상기 복분자 과즙 분말 또는 복분자 전과 마쇄물 분말을 과립화하며,

   복분자 분말 과립화시, 복분자 분말 과립 100 중량부 대비, 유기산 0.1~1.O중량부, 비타민 C 0.1~1.0중량부, 분말향료 0.1~0.5중량부, 이소플라본 0.1~0.5중량부, 콜라겐 0.1~0.5중량부, 유당 0.1~0.5중량부, 말토덱스트린 10~20중량부, 설탕 5~10중량부, 자이리톨 5~10중량부, 포도당 10~40중량부 및 베타카로틴 0.1~0.5중량부로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 추가로 더 첨가하여 복분자 분말 과립을 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용해성이 우수한 복분자 분말 과립을 제조하는 방법.
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