KR102395717B1

KR102395717B1 - 흑마늘홍삼 음료 베이스 조성물, 이를 포함하는 혼합 음료 조성물 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102395717B1
Application number: KR1020200005011A
Authority: KR
Inventors: 신정혜; 강민정; 차건수; 양주석
Original assignee: (재)남해마늘연구소
Priority date: 2020-01-14
Filing date: 2020-01-14
Publication date: 2022-05-06
Also published as: KR20210091614A

Abstract

본 발명은 흑마늘홍삼 음료 베이스 조성물, 이를 포함하는 혼합 음료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흑마늘의 유효성분인 에스-알릴시스테인(S-allyl cysteine, SAC)과 미분쇄한 홍삼분말을 혼합함에 있어 홍삼의 주요 유효성분인 진세노사이드(ginsenoside)가 열처리 공정 중에 손실이 최소화되는 조건을 통해 고 함유 유효성분을 포함하고 스틱형 음료에 적합한 흑마늘홍삼 음료 베이스 조성물, 이를 포함하는 혼합 음료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

흑마늘홍삼 음료 베이스 조성물, 이를 포함하는 혼합 음료 조성물 및 그 제조방법{BEVERAGE COMPOSITION COMPRISING ACTIVE INGREDIENTS OF BLACK GARLIC AND RED GINSENG, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

흑마늘은 생마늘을 40~100℃에서 온도를 변화시키면서 10~40일간 온도를 변화시키면서 숙성시켜 만든다. 숙성시간 동안 마늘 자체에 함유되어 있던 당과 아미노산이 반응하여 갈변물질을 생성함으로써 마늘의 내부까지 흑색으로 변화되어 흑마늘이 된다. 흑마늘로 변화되는 과정에서 생마늘 특유의 매운 맛과 향이 감소되고, 딱딱한 조직이 연화되어 젤리와 같은 식감을 가지며, 열처리 과정 중에 유기산이나 당이 유리되어 새콤달콤한 맛을 가지게 된다. 또한, 기능적인 측면에서 생마늘에 있던 매운 맛과 향을 내는 주체 물질인 황화합물이 제거되고, 페놀화합물이나 생마늘에는 미량 존재하던 에스-알릴시스테인(S-allyl cysteine, SAC)의 함량은 증가된다.

SAC는 높은 항산화활성을 가지며, 혈액응고 억제, 혈중 중성지질과 콜레스테롤 저하기능, 면역조절 기능 및 항암활성을 가지고 있다. 이러한 기능성은 생체 내에서 체력 및 활력 보강, 피로회복, 면역강화, 혈행개선 효과를 나타내는 원동력이 되는 것으로 알려져 있다.

인삼은 예로부터 신체 허약을 회복시키고, 체내의 독소를 제거하며, 병에 대한 저항력을 향상시키는 것으로 알려져 있고, 여러 연구를 통해 피로회복, 스트레스 해소, 동맥경화증 예방, 혈압과 혈당 저하, 노화방지 및 성기능 회복의 기능성을 가지는 것으로 알려져 있다. 수삼을 쪄서 말리는 과정을 반복하여 얻어지는 홍삼은 배당체와 사포닌, 플라보노이드계 화합물 등이 함유되어 있어 중추신경 진정 및 흥분작용, 조혈작용 및 간 보호, 항염, 항종양작용이 있어 건강기능성 식품 소재로 널리 이용되고 있다.

흑마늘은 외피를 제거하고 흑마늘 자체를 섭취하기도 하지만 보다 섭취를 용이하게 하고, 체내 흡수를 도울 수 있도록 주로 추출물의 형태로 제품화하고 있으며, 근래에 들어 그 기능성 강화를 목적으로 여러 가지 기능성 소재를 추가하여 제품화하고 있다. 홍삼 역시 대부분은 추출액 형태로 가공제품이 출시되고 있으며, 특유의 쓴맛을 제어하고, 기능성을 높이기 위한 목적으로 여러 가지 한약재를 혼합하여 다양한 제품으로 출시되고 있다.

이러한 추출액 제품들은 대부분이 40~100 mL의 용량으로 휴대하기에 부피가 크거나 덜어서 휴대하기가 용이하지 않아 꾸준히 섭취하여야 효과를 얻을 수 있는 건강 증진 또는 예방용 식품의 특성을 고려할 때 지속적인 섭취에 불편함을 주고 있다. 이러한 단점을 개선하고자 고농축 제품들이 출시되어 있으나 고농축 제품은 농도가 높아 일정 농도로 희석하여 음용하여야 하는 단점이 있다.

따라서 휴대와 음용이 편리한 소량으로 섭취 가능하며, 흑마늘과 홍삼 특유의 향과 쓴맛으로 인한 거부감이 없으며, 보다 중요하게는 주원료 고유의 유효성분을 적정량 이상 함유한 제품의 개발이 요구되고 있다.

흑마늘은 추출물로 제조시 가공 조건에 따라 유효성분인 SAC 함량이 감소하는 단점이 있는데 가열온도 및 가열 시간에 따라 함량의 감소 정도가 상이하므로 흑마늘로부터 주요 기능성 물질인 SAC가 적정량 함유된 조건을 확립하는 것이 흑마늘 추출물의 가공에 가장 중요시되어야 할 것이다.

홍삼은 증숙시 열처리가 가해져 전분이 호화(糊化)되고 호화된 호화전분 즉 α-전분은 그 속의 전분 분자들이 모두 완전히 풀어진 상태이므로 전분 분해효소들의 작용을 받기 쉽다. 따라서 호화전분으로 된 식품은 생전분으로 된 식품보다 소화율(digestibility)이 좋다고 알려져 있다. 인삼의 경우도 생전분 상태인 백삼보다는 전분이 호화된 홍삼의 경우 끓일 때 내용 성분이 잘 우러나오고, 복용 후 소화흡수도 잘 된다고 알려져 있다.

또한 홍삼 제조시 고온으로 증숙하는 과정을 통하여 항산화, 항염증, 피로회복, 면역력 증강 등 다양한 활성을 나타 진세노사이드의 함량이 높아지는 것으로 알려져 있다. 홍삼 분말에는 진세노사이드(ginsenoside) 중 Rb1, Rb2 및 Rc의 함량이 높고, 열처리에 의해 진세노사이드는 특이 비극성 진세노사이드인 Rg3, Rg5 등으로의 전환이 촉진된다.

홍삼 추출액(25 Brix)을 autoclave로 120℃의 고온 처리시 사포닌 변환에 의해 진세노이드 Rg3의 함량이 약 2배 증가하였으나 다른 유효한 사포닌을 포함하여 총 사포닌의 65% 정도가 소실된다고 알려져 있다.

또한, 고온고압 처리시 진세노사이드 함량은 가공 방법에 따라 진세노사이드 함량이 상이하며 홍삼을 증숙할 때 Rh1, Rg2, Rg3, Rk3, Rh4, Rk1, Rg5의 성분이 빠르게 증가하며 특히 30분 증숙하였을 때 가장 높다가 60분 후에는 다시 감소한다는 연구결과가 보고된 바 있어 유효 진세노사이드는 가공 조건에 따라 그 함량이 변화함을 알 수 있다. 홍삼 역시 가공조건에 따라 유효진세노사이드 함량에 차이가 있으므로 홍삼 추출액을 활용한 제품에 응용시 맛의 증진과 함께 특수한 진세노사이드의 함량을 높이기 위해서는 추출온도와 추출시간을 더욱 세분화해야 할 필요가 있다.

이처럼 가공 조건에 따라 유효성분의 함량에 차이를 보이는 흑마늘과 홍삼을 혼합한 제품을 개발함에 있어 이 두 소재의 유효성분이 일정 수준 이상으로 유지되는 가공조건이 확립되어야 한다. 이와 관련한 일예로 홍삼과 흑마늘의 기능성과 맛이 조화된 음료 조성물을 제조하기 위한 공개특허 제10-2012-0019988호에서는 사포닌 성분의 체내 흡수율 및 체내 활성을 개선시킨 흑마늘과 발효홍삼을 포함하는 음료를 제조하고, 장기보관을 위해 살균, 냉각하는 단계를 포함하는 음료의 제조법을 제안하고 있다.

하지만, 상기 공개 특허의 경우, 흑마늘 농축물이나 발효홍삼 농축물을 10 중량% 이하로 비교적 낮은 비율로 함유하고 있고, 점증제와 감미제, 보존료, 산미료 등의 식품첨가물을 다량 첨가하는 한계를 가지고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 흑마늘과 홍삼을 혼합한 음료를 제조함에 있어 유효성분의 소실이 최소화되어 주요 유효성분인 SAC와 진세노사이드가 최대한 잔존하여 그 함량을 높게 유지할 수 있는 흑마늘홍삼 음료 베이스 조성물, 이를 포함하는 혼합 음료 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일측면은 흑마늘 농축액에 상기 흑마늘 농축액 대비 3~10 wt%의 홍삼분말을 첨가하는 단계, 상기 홍삼분말이 첨가된 흑마늘 농축액을 50~70℃에서 20~60분 동안 호화시켜 흑마늘홍삼 음료 베이스를 제조하는 단계, 상기 흑마늘홍삼 음료 베이스를 90~100℃에서 10~30분 동안 살균하는 단계를 포함하는 흑마늘홍삼 음료 베이스 제조방법을 제공한다. 이때, 흑마늘 농축액의 농도는 18~60 brix인 것이 바람직하다.

다른 측면에서, 본 발명은 흑마늘 농축액에 상기 흑마늘 농축액 대비 3~10 wt%의 홍삼분말을 첨가하는 단계, 상기 홍삼분말이 첨가된 흑마늘 농축액을 50~70℃에서 20~60분 동안 호화시켜 흑마늘홍삼 음료 베이스를 제조하는 단계, 상기 흑마늘홍삼 음료 베이스에 물 또는 부재료를 첨가하여 흑마늘홍삼 혼합 음료를 제조하는 단계 및 상기 흑마늘홍삼 혼합 음료를 90~100℃에서 10~30분 동안 살균하는 단계를 포함하며, 상기 부재료는 배 농축액, 도라지 농축액, 헛개나무열매 추출 농축액, 칡 추출액, 벌꿀, 블루베리 농축액, 아로니아 농축액 및 벌나무 추출 농축액으로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택되는 흑마늘홍삼 혼합 음료 제조방법을 제공한다.

또 다른 측면에서, 본 발명은 상기 홍삼분말이 첨가된 흑마늘 농축액을 50~70℃에서 20~60분 동안 호화시켜 흑마늘홍삼 음료 베이스를 제조하는 단계, 상기 흑마늘홍삼 음료 베이스에 물 또는 부재료를 첨가하여 흑마늘홍삼 혼합 음료를 제조하는 단계 및 상기 흑마늘홍삼 혼합 음료를 90~100℃에서 10~30분 동안 살균하는 단계를 포함하는 흑마늘홍삼 음료 제조방법을 제공하는데, 상기 부재료는 배 농축액, 도라지 농축액, 헛개나무열매 추출 농축액, 칡 추출액, 벌꿀, 블루베리 농축액, 아로니아 농축액 및 벌나무 추출 농축액으로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택되며, 상기 흑마늘홍삼 혼합 음료는 18~60 brix의 흑마늘 농축액 40~70 중량%와, 상기 홍삼분말 3~10 중량%와, 물 또는 상기부재료 20~57 중량%를 포함한다.

또 다른 측면에서, 본 발명은 상기 흑마늘홍삼 음료 베이스의 제조방법으로 제조된 흑마늘홍삼 음료 베이스 조성물을 제공한다.

또 다른 측면에서, 본 발명은 상기 흑마늘홍삼 혼합 음료 제조방법으로 제조된 흑마늘홍삼 혼합 음료 조성물을 제공한다.

본 발명에 따르면, 흑마늘과 홍삼의 유효성분들이 공정 중에 소실되지 않고 오히려 증가되며 자체 성분에 함유되어 있던 전분이 충분히 호화되어 별도의 첨가물 없이 검성분이나 점증제 등을 혼합한 것과 유사한 물성을 갖는 흑마늘과 홍삼의 유효성분이 고함유로 포함된 흑마늘홍삼 음료 베이스 및 그 혼합 음료를 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 본 발명은 흑마늘 농축액에 홍삼분말을 첨가하는 단계, 상기 홍삼분말이 첨가된 흑마늘 농축액을 호화시켜서 흑마늘홍삼 음료 베이스를 제조하는 단계; 및 상기 흑마늘홍삼 음료 베이스를 살균하는 단계를 포함하며, 살균 직전에 상기 흑마늘홍삼 음료 베이스에 물 또는 부재료를 첨가할 수 있다.

이하, 상기 각 단계에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 흑마늘 농축액을 준비한다.

이때, 흑마늘 농축액은 추출과 농축으로 인한 열처리 동안의 변화와 유효성분인 SAC의 소실을 최소화할 수 있도록 거칠게 분쇄하여 표면적을 넓힌 흑마늘을 사용하여 그 무게 대비 2~4배의 음용수를 가하여 80~95℃에서 3~6시간 동안 1차 추출하고, 1~3배의 음용수를 가하여 1~5시간 동안 2차 추출한 다음 추출액을 모두 모아서 60~90℃에서 감압농축함으로써 흑마늘의 휘발성 성분의 소실을 최소화화면서 농축하여 18~60 brix로 농축한 것을 사용한다.

홍삼 특유의 쓴맛으로 인해 일정량 이상을 첨가하는데 한계를 가지게 되므로 18 brix 이하로 흑마늘 농축액의 농도가 낮을 경우에는 호화과정을 거치더라도 적정한 점성을 가지지 못하게 되고, 흑마늘 추출액의 농도가 60 brix으로 높을 경우는 장시간 농축이 불가피하게 되고 이로 인해 흑마늘의 유효성분의 소실이나 변화가 유발될 수 있으며, 흑마늘 자체의 점성과 미세홍삼분말의 호화에 따른 점성으로 인해 흐름성이 나빠지게 되어 음료로 부적합하게 된다.

따라서 본 발명에서 목표로 하는 음용에 적절한 점성을 가지면서 흑마늘과 미세홍삼분말의 유효성분을 유지토록 하기 위한 흑마늘 농축액의 농도는 18~60 brix가 적합하다.

다음으로, 흑마늘 농축액에 홍삼분말을 첨가하여 호화시킨다.

이때, 500~1000 mesh의 미세 홍삼분말을 흑마늘 농축액 100 중량부 기준으로 3~10 중량부 첨가하는 것이 바람직하다. 너무 적게 첨가할 경우 진세노이드 함량이 유효량 포함되기 어렵고, 너무 많이 첨가할 경우 홍삼의 쓴맛으로 인해 관능성이 떨어지고 음용이 어려운 문제점이 있다.

호화는 전분 및 전분을 함유한 재료들에 있어 대단히 중요한 특성이다.

베타-사이클로덱스트린 첨가는 전분의 팽윤도와 용해도를 증가시키며 전분 페이스트의 점도는 베타-사이클로덱스트린을 1.5% 첨가함에 의해 4배 정도 상승한다고 알려져 있다.

사이클로덱스트린은 좋지 않은 맛을 마스킹 또는 감소시키는 역할도 하는데, 커피나 차 등에 함유된 쓴맛 성분이나 기호를 해치는 향미 등을 사이클로덱스트린의 포접화에 의해 마스킹 또는 극복할 수 있다. 또 다른 예로 자몽 또는 만다린 주스의 쓴맛은 주스를 살균처리하기 전에 0.3% 베타-사이클로덱스트린을 첨가하면 충분히 감소된다. 즉, 쓴맛을 나타내는 물질(naringin과 limonin)은 베타-사이클로덱스트린과 안정된 포접 복합체를 형성하는데 그 결과 용액에 존재하는 유리형태의 쓴맛 성분을 감소시키게 된다.

흑마늘 음료는 흑마늘 특유의 향취로 인해 기호도가 감소하는 단점이 있어 이를 개선하기 위한 방안으로 사이클로덱스트린을 적용해 볼 수 있는데, 본 발명은 사이클로덱스트린 대신 미세홍삼분말을 첨가하여 냄새 포집의 효과와 더불어 홍삼의 기능성 성분을 더하고자 하였다.

따라서, 상기 홍삼분말이 첨가된 흑마늘 농축액을 50~70℃에서 20~60분 동안, 바람직하게는 60℃에서 교반하면서 60분간 호화시켜 흑마늘홍삼 음료 베이스를 제조할 수 있다. 이와 같은 조건에서 호화 과정을 거칠 경우 호화 과정에서 홍삼 내 진세노사이드의 함량은 증가하면서 흑마늘의 유효 성분인 SAC의 함량은 거의 소실되지 않는다.

본 발명에서 미세 홍삼분말을 첨가함으로써, 홍삼 분말에 함유된 전분의 호화를 활용하여 물성을 개선하는 효과와 더불어 홍삼의 모든 영양소를 함께 섭취할 수 있는 장점이 있다.

호화를 거친 흑마늘홍삼 음료 베이스는 살균 단계를 거침으로써 흑마늘홍삼 음료 베이스 조성물을 수득할 수 있다.

액상차 음료 제조시 상업적 살균시간 선정은 60~65℃에서 30분간 살균함으로써 주로 병원균을 제어하는 목적으로 실시되고 있다. 또한 고온순간살균법(HTST)은 71.1~75℃에서 15초간 살균하는 방법 상업적 살균(Commercial sterilization) 가열살균에 있어서 식품의 저장성과 품질을 양립시킬 수 있는 최저한도의 열처리를 말하며 식품산업에서 가열처리(70~100℃)를 하였더라도 저장 중에 다시 생육하여 부패 또는 식중독의 원인이 되는 미생물만은 일정한 수준까지 사멸시키는 방법이 있다. 흑마늘의 SAC와 미세홍삼분말의 진세노사이드는 고온에서 장시간 가열시 함량이 감소하므로 고온에서 진행되는 살균 시간 선정은 미생물을 제어하여 안전성을 확보하고, 유효성분을 적정량 함유하도록 하는 중요한 공정 중의 하나이다.

본 발명에서는 유효성분인 SAC와 진세노사이드 성분이 소실되지 않도록 90~100℃에서 30분 이내로 살균을 수행하며, 바람직하게는 95℃에서 10~30분 동안 살균을 수행한다.

흑마늘 농축물은 가열 온도가 높을수록, 가열시간이 길어질수록 유효성분이 휘발된다. 특히, 흑마늘 농축물의 주요 유효성분인 SAC는 온도와 더불어 가열시간의 영향을 받게 되므로 장시간 고온에서 가열할 경우 일부가 소실된다.

따라서, 흑마늘 농축물을 베이스로 사용하는 제품을 개발할 때 식품 제조에 필수적으로 가열이 일어나는 살균 조건의 선정은 흑마늘 농축물의 유효성분인 SAC의 함량과 밀접한 상관성이 있으므로 SAC의 소실이 일어나지 않아야 하며, 안전성이 확보될 수 있도록 충분한 살균이 이루어질 수 있는 조건을 선정하는 것이 중요하며, 또한 본 발명의 경우에는 홍삼분말을 흑마늘 농축액에 첨가한 후 호화 단계가 필수적으로 도입되므로, 이러한 호화 단계에서도 흑마늘의 유효성분인 SAC 함량이 소실되지 않도록 하는 것이 중요하다.

이러한 본 발명에 따르면, 흑마늘 농축액에 미세홍삼분말을 혼합하여 호화, 살균 공정과 같은 제품의 안전성 보장을 위한 열처리 과정을 모두 거치고도 흑마늘의 유효성분인 SAC와 홍삼의 유효성분인 진세노사이드를 일정량 이상 함유하여 소량을 섭취하고도 다량 섭취시와 동일한 효능을 얻을 수 있도록 하며, 별도의 첨가물 첨가 없이 물성을 개선하여 적절한 점성을 가져 음용의 편의를 제공하는 흑마늘홍삼 음료 베이스를 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 흑마늘 농축액에 상기 흑마늘 농축액 대비 3~10 wt%의 홍삼분말을 첨가하는 단계, 상기 홍삼분말이 첨가된 흑마늘 농축액을 50~70℃에서 20~60분 동안 호화시켜 흑마늘홍삼 음료 베이스를 제조하는 단계, 상기 흑마늘홍삼 음료 베이스에 물 또는 부재료를 첨가하여 흑마늘홍삼 혼합 음료를 제조하는 단계 및 상기 흑마늘홍삼 혼합 음료를 90~100℃에서 10~30분 동안 살균하는 단계를 포함하며, 상기 부재료는 배 농축액, 도라지 농축액, 헛개나무열매 추출 농축액, 칡 추출액, 벌꿀, 블루베리 농축액, 아로니아 농축액 및 벌나무 추출 농축액으로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택되는 흑마늘홍삼 혼합 음료 제조방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 홍삼분말이 첨가된 흑마늘 농축액을 50~70℃에서 20~60분 동안 호화시켜 흑마늘홍삼 음료 베이스를 제조하는 단계, 상기 흑마늘홍삼 음료 베이스에 물 또는 부재료를 첨가하여 흑마늘홍삼 혼합 음료를 제조하는 단계 및 상기 흑마늘홍삼 혼합 음료를 90~100℃에서 10~30분 동안 살균하는 단계를 포함하는 흑마늘홍삼 음료 제조방법을 제공하는데, 상기 부재료는 배 농축액, 도라지 농축액, 헛개나무열매 추출 농축액, 칡 추출액, 벌꿀, 블루베리 농축액, 아로니아 농축액 및 벌나무 추출 농축액으로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택되며, 상기 흑마늘홍삼 혼합 음료는 18~60 brix의 흑마늘 농축액 40~70 중량%와, 상기 홍삼분말 3~10 중량%와, 물 또는 상기부재료 20~57 중량%를 포함한다.

상기와 같이 호화 단계 이후에 부가 재료를 하나 이상 첨가하면 기능성과 기호성을 높일 수 있다.

[ 실시예 1] 흑마늘 농축물의 호화 및 살균 온도 선정

본 발명의 경우 흑마늘 농축액에 홍삼 분말을 첨가하여 호화시킬 때 호화 조건 및 흑마늘 농축물을 베이스로 사용하는 제품을 개발할 때 식품 제조에 필수적으로 가열이 일어나는 살균 조건의 선정은 흑마늘 농축물의 유효성분인 SAC의 함량과 밀접한 상관성이 있으므로 SAC의 소실이 일어나지 않는 호화 및 살균 조건을 선정하고자 하였다.

[ 실험예 1] 가열 온도 및 시간에 따른 흑마늘 농축물의 SAC 함량

18 brix의 흑마늘 농축액을 4℃(냉장온도), 60℃, 70℃ 및 80℃에서 각각 3시간 유지하면서 SAC 함량의 변화를 관찰한 결과는 표 1과 같다.

SAC 함량 분석은 흑마늘 농축액 5 g에 3차 증류수 45 mL을 가하여 균질화한 후 30분간 sonication 하여 추출한 다음 여과지로 여과한 여액을 0.22 μm membrane filter로 재여과하여 HPLC-PDA-MS/MS(TSQ Quantum LC-MS/MS, Thermo scientific, Waltham, MA, USA)로 분석하였다. 분석용 컬럼은 Agilent Zorbax SB-C₁₈(4.6×250 mm, 5 μm, Agilent Technologies)를 사용하였고, 이동상 용매는 positive mode에서 0.1% formic acid 수용액과 acetonitrile에 용해한 0.1% formic acid를 시간에 따라 혼합비율을 조절하면서 분석하였다. SAC 표준물질(Sigma Chemical Co.)을 시료와 동일한 조건에서 분석하여 머무름 시간을 비교해 확인하였으며, 표준 검량곡선으로부터 함량을 산출하였다.

[표 1] 보관 온도에 따른 흑마늘 농축물의 SAC 함량

SAC는 흑마늘의 주요 지표물질이며 이것은 항산화, 암 예방, 콜레스테롤 저하, 동맥경화 개선, 심장질환 예방에 효과가 있다고 알려져 있는 흑마늘의 주요 지표물질이다.

상기 표 1에서 알 수 있는 것과 같이, 흑마늘 농축물의 동일한 시간 동안 온도를 달리하여 보관한 후 SAC 함량을 분석한 결과 냉장보관 된 시료에서 SAC 함량은 14.98 mg/100 g이었고, 60℃에서 보관된 시료는 14.47 mg/100 g으로 미량 감소하였으나 70℃에서 보관한 시료는 12.97 mg/100 g으로 13.4%가 감소하였고 80℃에서 보관한 시료는 9.95 mg/100 g으로 약 33.5%가 감소하였다.

흑마늘 농축물을 살균온도인 95℃에서 시간을 달리하여 가열시간에 따른 SAC 함량 변화를 측정한 결과는 하기 표 2와 같다.

[표 2] 흑마늘 농축물의 가열시간에 따른 SAC 함량 변화

상기 표 2에서 알 수 있는 것과 같이, 흑마늘 농축물을 살균온도인 95℃에서 시간을 달리하여 가열한 후 SAC 함량을 분석한 결과 가열 전 16.37 mg/100 g이던 SAC 함량은 가열 30분에 15.72 mg/100 g으로 SAC 함량에 큰 차이가 없었으나 그 이상으로 가열 시간이 경과함에 따라 SAC 함량이 감소하는 경향을 보였다. 따라서 고온에서 가열할 경우도 단시간의 가열은 SAC 함량에 큰 영향을 미치지 않으나 가열 시간이 길어질수록 SAC의 소실을 유발함을 알 수 있다.

[ 실시예 2] 미세 홍삼분말의 첨가에 따른 효과

홍삼전체를 미분쇄하여 제조된 미세홍삼분말이 사이클로덱스트린 첨가와 유사한 효과를 나타내는지 살펴보기 위하여 흑마늘 농축액에 미세홍삼분말과 사이클로덱스트린을 각각 5% 첨가하여 관능적 특성과 총 페놀화합물 함량을 분석하였다.

[실험예 2] 미세홍삼분말과 사이클로덱스트린 첨가에 따른 관능적 특성 변화

흑마늘 농축액에 미세홍삼분말과 사이클로덱스트린을 각각 5% 첨가하여 흑마늘 냄새, 홍삼의 쓴맛, 목넘김 및 전반적인 기호도에 대한 관능적 특성을 7점 척도법으로 평가한 결과는 표 3과 같다.

[표 3] 미세홍삼분말과 덱스트린 첨가에 따른 관능적 특성

상기 표 3에서 알 수 있는 것과 같이, 향에 대한 평가 결과 흑마늘 농축액에 미세홍삼분말을 첨가한 시료에 대한 기호도가 더 높아 5.4점으로 사이클로덱스트린을 첨가한 시료보다 더 높았다. 맛에 대한 평가결과에서는 미세홍삼분말을 첨가한 시료의 기호도가 4.8로 사이클로덱스트린을 첨가한 시료에 비해 기호도가 더 높았다. 목넘김에 대한 평가 결과에서는 미세홍삼분말을 첨가한 시료의 기호도가 더 높았다. 전반적인 기호도는 미세홍삼 분말을 첨가한 시료에서는 5.1이었고, 사이클로덱스트린을 첨가한 시료는 4.7로 낮았다.

이상의 관능평가 결과 흑마늘 농축액을 미세홍삼분말과 혼합함에 따라 흑마늘과 홍삼의 향과 맛이 조화를 이루어 미세홍삼분말이 흑마늘의 향을 마스킹하고, 흑마늘의 단맛이 홍삼 특유의 쓴맛을 마스킹 함으로써 서로 상쇄시키는 효과로 인해 전반적인 기호도가 더 증가함을 알 수 있다.

[ 실험예 3] 미세홍삼분말과 사이클로덱스트린 첨가 음료의 총 페놀화합물 함량

미세홍삼분말 및 사이클로덱스트린을 각각 첨가하여 제조한 흑마늘 농축액 혼합 음료의 총 페놀화합물 함량을 분석한 결과는 표 4와 같다.

[표 4] 미세홍삼분말 및 사이클로 덱스트린 첨가에 따른 총 페놀화합물 함량

상기 표 4에서 알 수 있는 것과 같이, 미세홍삼분말을 첨가한 음료의 총 페놀화합물 함량은 805.55 mg/100 g이었고, 사이클로텍스트린을 첨가한 음료는 755.72 mg/100 g으로 미세홍삼분말을 첨가한 음료의 총 페놀화합물 함량이 더 높았다.

[ 실시예 3] 호화시간 설정

미세홍삼분말이 호화 과정을 더 거침으로 인해 유효성분인 진세노사이드들의 함량에 차이가 발생하고, 호화된 전분들이 물성에 관여하므로 이에 따른 적정 호화 시간을 설정하고자 하였다.

미세홍삼분말만 가열할 경우 호화보다는 전분이 분해되는 호정화가 유도되므로 이를 방지하고자 흑마늘 추출액을 베이스로 하여 여기에 미세홍삼분말을 첨가하고 호화를 진행하였다. 호화온도 선정은 실시예에 의하여 흑마늘의 유효성분인 SAC 함량 소실이 일어나지 않은 60℃의 온도를 선정하였다. 60℃ 이상의 온도에서는 첨가되는 전분이 잘 풀어지지 않고 뭉치며 온도가 높을 경우에는 뭉친 전분이 수분을 흡수하기도 전에 즉시 익어서 제품 전체가 균일하지 않고 물성에 영향을 많이 미치게 된다.

호화는 60℃에서 30분 간격으로 60 rpm으로 교반하면서 진행하였으며, 물성의 변화 지표가 되는 점도와 진세노사이드의 함량을 분석하였다.

[ 실험예 4] 호화시간에 따른 점도의 변화

흑마늘 농축액에 미세홍삼분말을 5% 첨가하여 호화시간에 따른 점도를 디지털 점도계로 측정하였다. 점도계의 L2 스핀들을 사용하였으며, 100 rpm의 속도로 3분간 교반 후 8분이 될 때까지 1분 단위로 점도를 측정하여 총 5회의 평균을 산출하였다. 그 결과는 하기 표 5와 같다.

[표 5] 미세홍삼분말의 호화시간에 따른 점도의 변화

상기 표 5에서 알 수 있는 것과 같이, 흑마늘 농축액을 단독으로 호화시켰을 때 점도는 4.66~4.92 cps의 범위로 호화 30분까지는 미량씩 점성이 감소하다가 그 이후부터는 다시 증가하는 경향을 보였으나 호화시간의 변화에 따른 큰 차이는 없었다.

하지만, 미세홍삼분말을 첨가한 시료에서는 시간이 경과함에 따라 전분이 호화되면서 점도가 증가하는 경향을 보였는데, 호화 전 30.08 cps이던 것이 60분에는 52.26 cps로 점도가 가장 높았고, 이후부터는 다시 감소하여 120분에는 48.79 cps였다.

[ 실험예 5] 호화시간에 따른 미세홍삼분말의 진세노사이드 함량 변화

미세홍삼분말의 호화를 위하여 60℃에서 60 rpm으로 교반을 실시하면서 미세홍삼분말의 진세노사이드 함량을 분석하였다.

시료 3 g을 50 mL 튜브에 넣고 30 mL의 50% MeOH을 첨가한 후 15분 동안 초음파 추출하여 여과하였다. Sep-Pak Plus C18 cartridge를 3 mL MeOH로 서서히 용출시켜 conditioning을 하고 다시 3 mL 증류수로 2차 conditioning 시켰다. 추출 시료액 2 mL을 cartridge에 loading하고 10 mL 증류수로 서서히 용출하여 당류 등을 제거하였다. 이 cartridge에 메탄올 2 mL를 처리하여 서서히 ginsenoside 성분을 용출한 후 0.45 μm membrane filter로 여과하였다. Ginsenoside 함량은 HPLC-DAD (Agilent 1260, Agilent Technologies, Santa clara, CA, USA)로 분석하였다. 분석 컬럼은 Agilent Zorbax SB-C18 (4.6×250 mm, 5 μm, Agilent Technologies, Santa clara, CA, USA)를 사용하고, 컬럼 온도는 40℃, UV 검출기의 검출파장은 203 nm로 분석하였다. 이동상은 water(A)와 acetonitrile(B)를 사용하여 시간에 따라 gradient로 비율을 달리하여 유속 0.8 mL/min로 분석하였다. 표준물질로 10종의 ginsenoside(Sigma-Aldrich Co., St, Louis, MO, USA)를 사용하여 시료와 동일한 방법으로 분석하여 얻은 검량선으로부터 함량을 계산하였다. 호화 시간에 따른 진세노이드 함량 변화는 표 6과 같다.

[표 6] 호화 시간에 따른 진세노사이드 함량 변화

식품의약품안전처 고시 건강기능식품 기능성 원료인정 현황에 홍삼은 면역력 증진 피로개선, 혈소판 응집억제를 통한 혈행흐름 및 기억력 개선, 항산화에 도움을 줄 수 있다고 하며 그 함량은 Rg1과 Rb1 및 Rg3의 합으로서 고시하고 있는데, 3~80 mg일 때 면역력 증진, 피로 개선효과가 있으며 2.4~80 mg은 혈액 흐름, 항산화, 기억력 개선에 도움을 줄 수 있다고 고시하고 있다.

상기 표 6에서와 같이 호화 시간에 따른 진세노사이드 함량을 분석한 결과 지표물질이 되는 Rg1, Rb1 및 Rg3 중 검출된 Rg3와 Rb1의 함량을 비교해보면, 혼합 직후에 Rg3는 0.75 mg/100 g이던 것이 호화 60분 후에는 2.19 mg/100 g으로 증가하였으나 90분에는 그 함량이 미량 감소하여 1.17 mg/100 g이었다. Rb1 함량 역시 호화 30분에 34.51 mg/100 g으로 최대값이었으며, 이후 감소하였다.

따라서 미세홍삼분말의 호화 시간은 30분 이상에서 60분 미만이 적절하며, 보다 바람직하게는 30분 정도로 설정하는 것이 유효성분의 함량의 감소를 최소화할수 있을 것으로 기대된다.

[ 실시예 4] 흑마늘과 미세홍삼분말 혼합 음료의 살균시간 선정

액상차 음료의 살균 조건을 응용하여 흑마늘 미세홍삼음료의 살균은 95℃에서 120분까지 실시하면서 흑마늘의 주요성분인 SAC와 홍삼의 주요성분인 진세노사이드 함량을 분석하여 적정 시간을 선정하고자 하였다.

혼합 음료로 제조되었을 때 유효성분의 변화를 확인하기 위하여 30 brix 흑마늘 농축액 40 중량%와 미세홍삼농축액 6 중량%를 첨가한 후 정제수를 54중량%를 첨가하여 혼합음료 베이스를 만들어 60℃에서 30분간 호화시킨 후 95℃에서 각각 0, 10, 20, 30, 60, 90, 120분간 유지하면서 분석에 사용하였다.

[ 실험예 6] 살균 시간에 따른 SAC 함량 변화

SAC 함량 분석은 상기 실험예 1에서와 동일한 방법과 조건에서 실시되었으며, 살균 시간에 따른 SAC 함량 변화는 하기 표 7과 같다.

[표 7] 혼합음료의 살균 시간에 따른 SAC 함량 변화

상기 표 7에서 알 수 있는 것과 같이, SAC 함량은 제조 직후 11.96 mg/100 g이던 것이 30분까지는 11 mg/100 g 이상으로 유지되었으나 60분 후에는 9.23 mg/100 g으로 감소되기 시작하였고, 120분 후에는 5.25 mg/100 g으로 감소하였다.

[ 실험예 7] 살균 시간에 따른 진세노사이드 함량 변화

혼합 음료의 진세노사이드 함량의 변화는 표 8과 같다.

[표 8] 혼합 음료의 살균시간에 따른 진세노사이드 함량 변화

상기 표 8을 참조해보면, Rg3는 제조 직후 1.01 mg/100 g 이던 것이 점차 증가하여 30분(1.61 mg/100 g)까지는 큰 차이가 없었으나 60분후에는 3.57 mg/100 g으로 증가하였으며, 120분 후에는 살균 전에 비해 약 8배가 증가하였다. 주요 진세노사이의 하나인 Rb1은 제조 직후 36.87 mg/100 g이던 것이 살균 10분 후에는 41.13 mg/100 g으로 증가한 이후부터는 서서히 감소하여 30분에는 36.44 mg/100 g으로 살균 전과 유사한 범위였으나 60분 후에는 29.7mg/100 g으로 최대로 높았던 10분에 비해 27.8%가 감소하였으며 120분 후에는 22.04mg/100 g로 10분에 비해 45.4%가 감소하였다. 이러한 경향은 진세노사이드 총량과도 유사하여 진세노사이드의 합은 살균 시간의 경과와 더불어 증가하는 경향을 보이다가 살균 20분에 최고치였으며, 살균 30분에는 다시 살균 전화 유사한 범위였고, 그 이상 가열하였을 때는 살균 전에 비해 진세노사이드의 총량은 오히려 감소하였다.

이상의 살균 시간 설정을 위한 실험의 결과를 종합하여 볼 때 살균은 95℃에서 30분 이내로 실시하되, 보다 바람직하게는 20분 이내로 실시하는 것이 흑마늘의 SAC와 홍삼분말의 진세노사이드 함량 감소를 줄일 수 있다.

따라서 본 실시예와 실험예에서 흑마늘 농축액에 홍삼분말을 혼합하여 제조할 때 홍삼 분말의 호화 시간은 20~60분으로 적용시 적절한 물성을 갖는 흑마늘 농축액이 제조될 수 있으며 이는 별도의 증점제 없이도 적당한 점성을 갖게 된다.

또한, 흑마늘 농축액에 미세홍삼분말을 함유한 음료 제조시 관능적 특성을 고려하여 상기 실시예에서 첨가한 정제수를 대신하여, 배 농축액, 도라지 농축액, 헛개나무열매 추출 농축액, 칡 추출액, 벌꿀, 블루베리 농축액, 아로니아 농축액, 벌나무 추출 농축액 등을 첨가하여 기능성을 더 부여할 수 있을 것으로 기대된다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내의 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

조분쇄한 흑마늘에 상기 흑마늘 무게 대비 2~4배의 물을 가한 후 80~95℃에서 3~6시간 동안 추출하여 1차 흑마늘 추출액을 얻는 단계;
상기 1차 흑마늘 추출액에 1~3배의 물을 가하고 1~5시간 동안 추출하여 2차 흑마늘 추출액을 얻는 단계;
상기 2차 흑마늘 추출액을 60~90℃에서 감압 농축하여 18~60 brix의 흑마늘 농축액을 제조하는 단계;
상기 흑마늘 농축액을 60℃ 이하로 유지한 후, 500~1000 mesh의 미세 홍삼분말을 상기 흑마늘 농축액 대비 3~10 wt% 첨가하는 단계; 및
상기 홍삼분말이 첨가된 흑마늘 농축액을 50~70℃에서 30~60분 동안 호화시켜 흑마늘홍삼 음료 베이스를 제조하는 단계를 포함하는 흑마늘홍삼 음료 베이스 조성물의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 흑마늘홍삼 음료 베이스를 90~100℃에서 30분 이내로 살균하는 단계를 더 포함하는 흑마늘홍삼 음료 베이스 조성물의 제조방법.
제 1항 또는 제 2항의 제조방법에 의해 제조된 흑마늘홍삼 음료 베이스 조성물.
제 3항에 있어서,
상기 흑마늘홍삼 음료 베이스 조성물에는 S-알릴시스테인이 10 mg/100g 이상 함유되어 있고, 진세노이드가 80 mg/100g 이상 함유된 것을 특징으로 하는 흑마늘홍삼 음료 베이스 조성물.
제3항의 흑마늘홍삼 음료 베이스 조성물에 배 농축액, 도라지 농축액, 헛개나무열매 추출 농축액, 칡 추출액, 벌꿀, 블루베리 농축액, 아로니아 농축액 및 벌나무 추출 농축액으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 부재료를 첨가하여 제조된 흑마늘홍삼 혼합 음료의 조성물.
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