KR20190000583A

KR20190000583A - 유기산과 유화제를 이용한 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 감자 콜로이드 분산체

Info

Publication number: KR20190000583A
Application number: KR1020170079752A
Authority: KR
Inventors: 강위수; 임영석; 아자드; 심건우
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2019-01-03
Anticipated expiration: 2037-06-23
Also published as: KR101946453B1

Abstract

본 발명은 유기산과 유화제를 이용한 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 감자 콜로이드 분산체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 방법을 통해 제조된 보라밸리 감자 콜로이드 분산체는 유용 활성성분의 가용화가 증가되었을뿐만 아니라, 제조과정 중 보라색 성분인 안토시아닌의 분해가 억제되어 보라색이 유지되므로, 유색감자 소재의 산업적 이용가치를 향상시킬 수 있다.

Description

유기산과 유화제를 이용한 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 감자 콜로이드 분산체{Method for producing potato colloidal dispersion with increased solubilization of active ingredient using organic acid and emulsifier and potato colloidal dispersion produced by the same method}

본 발명은 유기산과 유화제를 이용한 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체에 관한 것이다.

감자는 세계 4대 식량 작물의 하나로서 탄수화물의 주요 공급원으로서의 구황작물 역할을 해 왔고, 고품질의 단백질과 비타민 C 함량이 높고, 또한 쌀 등 일반 곡물류가 산성식품인데 비해 감자는 칼륨이 많이 포함되어 있어 알칼리성 식품으로 세계적으로 중요한 식량자원으로 알려져 있다. 특히 강원대학교에서 개발한 보라색 감자인 '보라밸리'는 노화방지, 시력보호 및 항암작용에 효과가 있는 안토시아닌을 100g당 440mg 이상(야생 블루베리 100g당 487mg) 함유하고 있는 것으로 연구보고되고 있어 상업적 가치가 점점 높아지고 있는 추세이다.

보라밸리 감자(Solanum tuberosum L., cv Bora valley)는 전통 교잡방식에 의해 개발된 품종으로, 뛰어난 색상과 높은 생육 조건, 및 다양한 기능성을 가진 국내 유일의 독자개발 품종이다. 보라밸리 감자는 일반 감자인 대서보다 비타민 C 함량이 2배 이상 높고 다른 품종의 감자들보다 페놀산 함량과 항산화 능력이 매우 높으며, 쥐 실험을 통하여 확인한 결과, 보라밸리는 프로틴 3(protein 3)과 p38 단백질이 비만을 유도하는 합성경로를 억제하여 항 비만 효과를 나타내는 것을 확인하였고, 에탄올 섭취를 통해 위 궤양이 유도된 쥐에서 보라밸리의 전분과 보라밸리 쥬스가 일반 전분, 고구마 전분, 야채 쥬스보다 높은 치유 능력이 있다는 것이 보고된 바 있다.

하지만, 보라밸리 내부에 존재하는 총 페놀성 화합물 및 플라보노이드는 다른 식물들보다 풍부하게 함유되어 있으나, 비극성 화합물로 구성되어 있어, 생체이용률을 증가시킬 수 있는 가공기술의 개발이 요구되고 있다. 또한 안토시아닌 역시 상온 및 공기 중에 노출되거나 pH가 바뀜에 따라 색을 잃어버리거나 쉽게 변질되는 성질이 있어 보라밸리의 안토시아닌을 안정적으로 섭취하기 위한 캡슐화 등 안토시아닌을 안정적으로 보존시킬 수 있는 기술의 개발이 시급한 실정이다.

또한, 감자는 자체적으로 80% 이상의 수분을 함유하고 있어 기온이 높거나 습한 경우, 통풍이 잘 안 되는 경우, 쉽게 부패하는 성질을 지니고 있기 때문에 수확한 감자를 오랫동안 보관하기 위해서 농가마다 저온 창고를 직접 짓거나 큰 저온 창고를 가진 업체에 위탁하여 보관하고 있는 상황이다. 따라서 감자의 가공을 통한 보관기간의 연장 또는 경제적인 보관이 가능하도록 하는 기술 개발이 절실히 필요하다.

한편, 한국등록특허 제0583192호에는 '보라밸리 품종의 감자로부터 추출한 페룰릭 에시드, 카페익 에시드, 클로로제닉 에시드의 화합물 또는 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화제'가 개시되어 있고, 한국등록특허 제1325959호에는 '압출성형 전처리를 이용한 감자의 당화 효율 증진 방법 및 상기 전처리 감자로부터 제조된 바이오에탄올'이 개시되어 있으나, 본 발명의 유기산과 유화제를 이용한 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 감자 콜로이드 분산체에 대해서는 기재된 바가 없다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 활성성분의 가용화를 증진시킬 수 있는 감자 소재의 가공방법을 제공하였다. 본 발명자들은 유기산 전처리 및 다양한 종류의 유화제 혼합 후의 열 용융 압출 공정을 통해 제조된 보라밸리 감자의 콜로이드 분산체가, 총 페놀성 화합물 및 플라보노이드의 함량이 증가되고, 색소 성분인 안토시아닌의 분해가 억제되어, 대조구 대비 항산화 활성이 우수한 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 (a) 감자를 절단하고, 유기산을 전처리하는 단계; (b) 상기 유기산이 전처리된 감자를 함수율이 20~40%가 되도록 건조하는 단계; (c) 상기 건조된 감자에 유화제를 첨가하여 혼합하는 단계; 및 (d) 상기 유화제가 혼합된 감자를 열용융 압출하는 단계;를 포함하는 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 감자 콜로이드 분산체를 유효성분으로 함유하는 식품을 제공한다.

본 발명에 따른 방법을 통해 제조된 보라밸리 감자 콜로이드 분산체는 유용 활성성분인 총 페놀성 화합물 및 플라보노이드 함량이 증가되어 항산화 활성이 우수할 뿐만 아니라, 제조과정 중 보라색 성분인 안토시아닌의 분해가 억제되어 보라색이 유지되므로, 유색감자 소재의 산업적 이용가치를 향상시킬 수 있다.

도 1은 식용 유화제(Span 80 또는 Brij 35) 종류 및 농도에 따른 보라밸리 감자의 활성성분 가용화 영향을 확인한 결과로, 총 페놀성 화합물 함량(a), 총 플라보노이드 함량(b), 안토시아닌 함량(c) 및 항산화 활성(d) 분석 결과이다.
도 2는 구연산 전처리 및 식용 유화제(Span 80 또는 Brij 35)를 첨가하여 가공 공정한 보라밸리 감자 콜로이드 분산체의 총 페놀성 화합물 함량(a), 총 플라보노이드 함량(b), 안토시아닌 함량(c) 및 항산화 활성(d) 분석 결과이다.
도 3은 구연산 전처리 및 천연 유화제(서리태 또는 백태)를 첨가하여 가공 공정한 보라밸리 감자 콜로이드 분산체의 총 페놀성 화합물 함량(a), 총 플라보노이드 함량(b), 안토시아닌 함량(c) 및 항산화 활성(d) 분석 결과이다.
도 4는 열용융압출공정에 의한 보라밸리 감자의 시제품 사진이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

(a) 감자를 절단하고, 유기산을 전처리하는 단계;

(b) 상기 유기산이 전처리된 감자를 함수율이 20~40%가 되도록 건조하는 단계;

(c) 상기 건조된 감자에 유화제를 첨가하여 혼합하는 단계; 및

(d) 상기 유화제가 혼합된 감자를 열용융 압출하는 단계;를 포함하는 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 감자 콜로이드 분산체의 제조방법에 있어서, 상기 감자는 보라밸리 감자(Solanum tuberosum L., cv Bora valley)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또한, 본 발명의 감자 콜로이드 분산체의 제조방법에 있어서, 상기 활성성분은 총 페놀성 화합물, 플라보노이드 및 안토시아닌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

감자는 다른 식물보다 이차대사산물인 페놀성 화합물을 풍부하게 포함하고 있으나 대부분 비극성화합물로 구성되어 있어, 인체 내에서 항산화 작용과 같은 생리활성을 발휘하기 위해, 페놀성 화합물을 포함하는 활성성분의 생체이용률이 증가된 형태의 감자 가공기술 개발이 요구되고 있다.

본 발명의 감자 콜로이드 분산체는 유기산 전처리 및 유화제 처리 단계를 포함하는 상기의 제조방법을 통해, 총 페놀성 화합물 및 플라보노이드의 함량이 증가되었으며, 안토시아닌의 분해/산화가 억제되어, 보라밸리 감자의 활성성분들의 생체이용률이 증가된 감자 콜로이드 분산체이다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 감자 콜로이드 분산체의 제조방법은 구체적으로는,

(a) 감자를 1~5mm의 두께로 절단하고, 감자 중량 대비 0.5~3%(w/w)의 유기산을 전처리하는 단계; (b) 상기 유기산이 전처리된 감자를 함수율이 20~40%가 되도록 40~120℃의 온도에서 70~80분 동안 건조하는 단계; (c) 상기 건조된 감자에 감자 중량 대비 5~15%(w/w)의 식용 또는 천연 유화제를 첨가하여 혼합하는 단계; 및 (d) 상기 유화제가 혼합된 감자를 열용융 압출하는 단계를 포함할 수 있고, 더욱 구체적으로는,

(a) 보라밸리 감자를 2~3mm의 두께로 절단하고, 감자 중량 대비 1.0%(w/w)의 구연산을 전처리하는 단계; (b) 상기 구연산이 전처리된 감자를 함수율이 30~40%가 되도록 80℃의 온도에서 75분 동안 건조하는 단계; (c) 상기 건조된 감자에 감자 중량 대비 10%(w/w)의 식용 또는 천연 유화제를 첨가하여 혼합하는 단계; 및 (d) 상기 유화제가 혼합된 감자를 열용융 압출하는 단계를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 감자 콜로이드 분산체의 제조방법에 있어서, 상기 (a) 단계의 구연산(citric acid)은 식품에 사용되는 항산화제로, 식품 속에 있는 산화 촉진제인 철, 구리와 같은 금속과 강하게 결합하여 그 산화 촉진작용을 제거하는 기능이 있다. 본 발명의 구연산 전처리는 보라밸리 생감자의 전분과 활성성분의 손상을 방지하기 위해 사용된 것으로, 전분 표면을 캡슐화하는 것으로 판단되었다.

본 발명의 감자 콜로이드 분산체의 제조방법에 있어서, 상기 (c) 단계의 식용 유화제는 친유성 유화제인 스판 80(sorbitan monooleate) 또는 친수성 유화제인 Brij 35(polyoxyethylene(23) lauryl ether)일 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 천연 유화제는 서리태(검은콩) 또는 백태(노란콩) 분말일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 서리태 및 백태는 레시틴 성분의 함량이 우수하여, 이들 콩류를 천연 유화제로 사용하였다.

용어 '유화제(emulsifier)'는 서로 혼합하지 않는 2종의 액체가 안정된 에멀젼을 만들기 위해 가해지는 물질을 말하는 것으로, 유화제로서 유효한 것은 보통 분자 내에 친수기와 친유기의 양쪽을 함유하고, 따라서 물과 기름의 경계면에 흡착층을 만들기 쉬운, 소위 표면 활성인 물질이다. 유화제의 종류에 따라 기름이 물 속에 분산되는 경우(O/W 에멀션)와, 물이 기름 속에 분산되는 경우(W/O 에멀션)가 있다. 대체로 O/W 에멀션을 만드는 데는 친수성의 유화제가 적합하고, W/O 에멀션에 대해서는 친유성의 유화제가 적합하다. 친수성 또는 친유성 유화제는 친수성-친유성 밸런스(hydrophilic-lipophilic balance, HLB)를 통해 구분할 수 있고, HLB 수치가 높으면 친수성, 낮으면 친유성 유화제로 구분된다.

친수성 유화제에 속하는 것으로는 알칼리 비누, 유기 아민 비누 및 고급 알코올의 황산에스테르, 트윈(Tween)류의 많은 합성 표면 활성제, 단백질(젤라틴, 알부민, 카세인 등), 식물 고무(아라비아 고무, 트라가칸트 고무 등), 알긴산염, 카르복시메틸셀룰로오스, 사포닌 등이 있고, 친유성 유화제에 속한 것으로서는 중금속 비누, 라놀린, 로진, 콜레스테롤, 레시틴, 비이온 활성제 중의 다가 알코올의 지방산 에스테르(스판류) 등이 있다. 이들 유화제는 의약용 유화 제제에도 사용된다. 이상의 것 외에 검댕, 점토 기타의 고체 미분말이 유화제로서 쓰이기도 한다. 최근에는 유화제로서 뛰어난 성질을 나타내는 매우 여러 종류의 표면 활성제가 합성되어 있다. 식품 위생법에서 인정되어 있는 식품용 유화제로서는 지방산 모노글리세리드류, 소르비탄지방산에스테르류(스판 등), 자당의 지방산에스테르 등의 비이온 활성제 및 레시틴, 아라비아 고무, 알긴산, 난황, 젤라틴 등의 천연물이 있다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 감자 콜로이드 분산체의 제조방법에 있어서, 활성성분 중 비극성인 총 페놀성 화합물의 경우, 친수성의 유화제를 사용하여 제조한 경우가 친유성 유화제를 사용한 경우보다 함량이 보다 증진되었으며, 플라보노이드 및 안토시아닌의 경우는 친유성 유화제를 사용하여 제조한 경우가 친수성 유화제를 사용한 경우보다 함량이 보다 증진되는 것을 확인하였다.

본 발명은 또한, 상기 방법에 의해 제조된 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체를 제공한다. 상기 감자 콜로이드 분산체는 총 페놀성 화합물, 플라보노이드 및 안토시아닌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 활성성분의 가용화가 증가된 것으로, 총 페놀성 화합물 및/또는 플라보노이드의 함량이 증가되어 우수한 항산화 활성을 가진 콜로이드 분산체이다.

본 발명은 또한, 상기 감자 콜로이드 분산체를 유효성분으로 포함하는 식품을 제공한다. 본 발명의 상기 식품은 총 페놀성 화합물, 플라보노이드 및 안토시아닌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체를 유효성분으로 포함하므로, 항산화 활성을 증진시킬 수 있는 식품일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 식품은 식품학적으로 허용가능한 식품 보조 첨가제를 더 포함할 수 있다. 본 발명에 이용될 수 있는 식품학적으로 허용가능한 식품 보조 첨가제는 포도당, 과당, 말토오스, 슈크로스, 덱스트린, 시클로덱스트린과 같은 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당 알코올과 같은 천연 탄수화물, 타우마틴, 스테비아 추출물 등의 천연 향미제, 사카린, 아스파르탐산 등의 합성 향미제, 착색제, 펙트산 또는 그의 염, 알긴산 또는 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산화제 등을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 식품은 분말, 과립, 정제, 캡슐, 캔디, 츄잉검, 젤리 및 음료로 이루어진 군으로부터 선택되는 형태일 수 있다. 본 발명의 식품 중의 감자 콜로이드 분산체의 함량은 식품의 형태, 풍미, 맛 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있으며, 예를 들어 식품 전체 중량에 대하여 0.01~30 중량%의 범위일 수 있다. 본 발명의 상기 식품의 형태, 조성 및 제조방법 등은 기술분야에 공지된 통상의 기술로부터 적절히 선택될 수 있음이 통상의 기술자에게 명백하다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

재료 및 방법

1. 총 페놀성 화합물 함량 측정

총 페놀성 화합물의 함량(total phenolic content)은 폴린-시오칼토(Folin-Ciocalteu) 분석으로 측정하였다. 간단하게, 상기에서 준비한 시료를 200㎕의 페놀 시약(1N)을 포함하고 있는 테스트 튜브에 첨가하고, 1.8㎖의 증류수를 첨가하였다. 혼합물을 3분 동안 정치하여 반응시키고, 10%(v/v) 탄산수소나트륨(Na₂CO₃) 용액 400㎕를 첨가하여 와류(vortex)시켰다. 그 후, 1.4㎖의 증류수를 첨가하고, 상온에서 1시간 동안 반응시킨후, 분광광도계(UV-1800 240 V, Shimadzu Corporation, 일본)를 이용하여 725nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 페놀성분의 함량은 건조무게 당 GAE(Gallic acid equivalent)로 나타내었다.

2. 총 플라보노이드 함량 측정

총 플라보노이드의 함량은 Ghimeray 등(2009)의 방법을 일부 변형하여 측정하였다. 간단하게, 1㎎/㎖ 농도의 시료 0.5㎖을 10%의 알루미늄 니트레이트 0.1㎖ 및 1M 아세트산 칼륨(CH₃CO₂K) 0.1㎖과 혼합한 후, 3.3㎖의 증류수를 첨가하여 최종 볼륨이 4㎖이 되도록 하였다. 혼합물을 와류시킨 후, 40분간 반응시켰다. 그 후, 분광광도계를 이용하여 415nm에서의 흡광도를 측정하였으며, 총 플라보노이드 함량은 건조무게 당 QE(quercetin equivalent)로 나타내었다.

3. 안토시아닌 함량 측정

안토시아닌 함량은 pH 감별법(pH differential method)을 통해 측정하였다. 0.5㎖의 시료를 0.025M 염화칼륨 버퍼(pH 1.0) 및 0.4M 아세트산 나트륨 버퍼(pH 4.5) 2.5㎖에 각각 희석하고, 각 희석액을 상온에서 15분 동안 반응시켰다. 그 후, 분광광도계를 이용하여 520 및 700nm에서 흡광도를 측정하고, 안토시아닌의 함량은 Giusti 및 Wrolstad(2001, Curr prot food analy chem F1.2.1-F1.2.13)에 제시된 식을 이용하여 계산하였다.

4. DPPH 자유 라디칼 소거 활성

시료의 항산화 활성은 Braca 등(2003)의 방법을 일부 변형하여 측정하였다. 시료 1㎖을 3㎖의 DPPH에 첨가하고, 혼합물을 섞어준 후, 암실의 상온에 30분간 정치하였다, 그 후, 분광광도계를 이용하여 517nm에서 흡광도를 측정하고, 보라밸리 감자의 자유 라디칼 소거 활성은 하기의 식을 사용하여 계산하였다.

저해율(%) = (블랭크 시료-추출 시료/블랭크 시료)*100

5. 통계 분석

모든 결과는 3반복 측정치의 평균±표준편차로 표현하였으며, 유화제의 종류 및 다른 농도 처리구간의 비교는 5% 수준에서 유의성을 확인하기 위해, paired t-test로 분석하였다. 평균값간의 paired t-test는 MINITAB(v.16.0)으로 분석하였다.

제조예 1. 보라밸리 감자 콜로이드 분산체의 제조

구입한 보라밸리 감자를 세척한 후, 2~3mm의 크기로 절단하고, 감자 중량 대비 1.0%(w/w)의 구연산을 전처리한 후, 상기 구연산이 전처리된 감자를 함수율이 30~40%가 되도록 80℃의 온도에서 75분 동안 건조하였다. 건조한 감자에 친유성 유화제인 스판 80, 친수성 유화제인 Brij 35 또는 천연 유화제를 1, 5 및 10%(w/w) 첨가하고, 트윈 스크류 압출기(STS-25HS twin-screw extruder)를 사용하여 60℃에서 보라밸리 감자 콜로이드 분산체를 제조하였다.

실시예 1. 식용 유화제 종류 및 첨가 농도에 따른 보라밸리 감자의 총 페놀성 화합물 함량, 총 플라보노이드 함량, 안토시아닌 함량 및 항산화 활성 분석

보라밸리 감자는 춘천의 지역 시장에서 구매하였으며, 세척한 보라밸리 감자를 2~3mm 두께로 절단하고 동결 건조하였다. 건조된 감자를 믹서기를 사용하여 분쇄하여 분말을 준비하였고, 추후 실험 전 까지 폴리에틸렌 백에 담아 상온에 보관하였다. 동결 건조 보라밸리 감자의 분말 1g을 각각 3, 5, 7, 9 및 11mM 농도로 준비된 유화제(Brij 35(HLB: 16.9) 또는 Span 80(HLB: 4.3))에 첨가하고, 150rpm의 교반속도로 1시간 동안 25℃에서 진탕배양하였다. 그 후, 혼합물을 120mm 여과지(Advantec 5B Toyo Roshi Kaisha, 일본)를 이용하여 여과하고 추출물을 모았다. 추출한 추출물의 총 페놀성 화합물 함량, 총 플라보노이드 함량, 안토시아닌 함량 및 자유 라디칼 소거능을 분석하였다.

그 결과, 총 페놀성 화합물 함량, 총 플라보노이드 함량, 안토시아닌 함량 및 자유 라디칼 소거능 모두에서 Span 80 및 Brij 35의 9mM 농도 조건이 총 페놀성 화합물, 총 플라보노이드 및 안토시아닌의 가장 높은 함량 및 가장 우수한 항산화 활성을 보여주는 것으로 확인되었다(도 1). 특히, 총 페놀성 화합물 함량을 제외하고, 친유성 유화제인 Span 80을 처리한 조건이 친수성 유화제인 Brij 35를 처리한 조건보다 총 플라보노이드 함량, 안토시아닌 함량 및 자유 라디칼 소거능 모두 우수한 것으로 확인되었다. 이는, 비극성인 페놀성 화합물이 친수성의 유화제와 혼합됨으로써, 또한 극성화합물인 플라보노이드 및 안토시아닌 역시 친유성의 유화제와 혼합됨으로써, 가용성이 증가된 것으로 유추되었다.

실시예 2. 유기산 전처리 및 식용 유화제 첨가에 따른 보라밸리 감자 콜로이드 분산체의 총 페놀성 화합물 함량, 총 플라보노이드 함량, 안토시아닌 함량 및 항산화 활성 분석

구연산을 전처리하여 건조시킨 보라밸리 감자에, Span 80 및 Brij 35를 감자 중량 대비 각각 1, 5 및 10%(w/w)로 혼합하여 압출용융하여 제조한 보라밸리 감자 콜로이드 분산체의 총 페놀성 화합물 함량, 총 플라보노이드 함량, 안토시아닌 함량 및 자유 라디칼 소거능을 분석하였다.

그 결과, 총 페놀성 화합물 함량은 유화제 혼합없이 구연산 전처리만 수행한 군에 비해서, 친유성의 유화제인 Span 80을 10%(w/w)로 혼합하여 제조한 군에서만 증가된 것이 확인되었고(도 2a), 총 플라보노이드 함량 또한, 구연산 전처리와 함께 Span 80을 혼합하여 제조한 군에서 Span 80의 혼합량 의존적으로 플라보노이드의 총 함량이 증가되는 것이 확인되었다(도 2b). 특히, Span 80을 10%(w/w)로 혼합한 군에서는 구연산 전처리만 수행한 군 대비, 총 플라보노이드 함량이 5배 이상 증가된 것으로 확인되었다. 반면, 친수성 유화제인 Brij 35를 혼합한 군에서는 친수성 유화제인 Span 80만큼의 효과를 확인할 수 없었으며, 구연산만 전처리한 군과 비교하여 Brij 35를 5%(w/w)로 혼합한 군에서 약 2배 정도 총 플라보노이드 함량이 증가하였으나, Brij 35를 10%(w/w)로 혼합한 군에서는 총 플라보노이드 함량이 감소하는 것으로 확인되었다(도 2b). 안토시아닌 함량 및 자유 라디칼 소거능 역시, 총 플라보노이드의 결과와 동일한 경향 및 수준을 보여주어(도 2c 및 도 2d), 보라밸리 감자의 콜로이드 분산체 제조 시, 구연산 전처리 및 압출용융 성형 전 친수성 유화제인 Span 80의 10%(w/w) 혼합 조건이, 보라밸리 감자의 활성성분 가용화 증대 효과가 가장 우수함을 확인할 수 있었다.

실시예 3. 유기산 전처리 및 천연 유화제 첨가에 따른 보라밸리 감자 콜로이드 분산체의 총 페놀성 화합물 함량, 총 플라보노이드 함량, 안토시아닌 함량 및 항산화 활성 분석

구연산을 전처리하여 건조시킨 보라밸리 감자에, 서리태(검은콩) 또는 백태(노란콩)의 분말를 각각 감자 중량 대비 각각 10, 20 및 30%(w/w)로 혼합하여 압출용융하여 제조한 보라밸리 감자 콜로이드 분산체의 총 페놀성 화합물 함량, 총 플라보노이드 함량, 안토시아닌 함량 및 자유 라디칼 소거능을 분석하였다. 콩류는 천연 유화제 성분인 레시틴 함량이 높아, 본 발명자는 서리태 또는 백태의 분말을 천연 유화제 소재로써 사용하였다.

그 결과, 총 페놀성 화합물, 총 플라보노이드 및 안토시아닌 함량, 및 자유 라디칼 소거능 모두 서리태 분말 10%(w/w)를 혼합한 조건에서 가장 좋은 것으로 확인되었다(도 3). 이는 서리태 내에 레시틴 성분의 함량이 백태보다 많은 것에 기인한 결과로 예상되었다.

또한, 서리태 및 백태 모두 혼합량이 증가함에 따라, 활성성분들의 함량 및 항산화 활성이 낮아지는 것으로 관찰되었다. 상기의 결과를 토대로, 콩류를 천연 유화재로 사용할 경우, 혼합량 조건은 10%(w/w)가 최적의 조건임을 알 수 있었다.

실시예 4. 열용융압출 공정에 의한 보라밸리 감자 콜로이드 분산체의 최적 제조 조건 분석

상기 실시예 2 내지 3을 통해, 각 가공 조건별 보라밸리 감자 콜로이드 분산체의 총 페놀성 화합물, 총 플라보노이드, 안토시아닌 함량 및 항산화 활성 등의 특성을 정리하면 하기 표 1과 같다.

상기의 결과를 통해서도 알 수 있듯이, 보라밸리 감자의 활성성분은 무처리 대조구, 또는 유기산 전처리 단독, 및 유화제 단독 처리 조건에서보다, 유기산을 전처리한 후 유화제를 혼합하여 압출용융한 조건에서 총 페놀성 화합물 함량, 총 안토시아닌 함량 및 항산화 활성이 우수한 것으로 확인되었으며, 총 플라보노이드 함량은 친유성 유화제인 Span 80 처리 단독 및 구연산 전처리와 Span 80 처리 조건에서만 대조구 대비 증가된 함량을 확인할 수 있었다.

표 1 상에서 보라밸리 감자의 활성성분 가용화 증진 효과가 가장 우수한 조건으로(1% 구연산 + 10% Span 80) 보라밸리 감자의 시제품을 제조한 결과, 열풍건조 또는 동결건조 조건으로 제조된 제품에 비해, 보라밸리 감자 특유의 보라색이 가공된 시제품의 건조 전·후 모두에서 유지되고 있음을 확인할 수 있어(도 4), 본 발명의 보라밸리 가공 조건이 보라밸리 감자의 시장성을 보다 증진시킬 수 있을 것으로 예상되었다.

Claims

(a) 감자를 절단하고, 유기산을 전처리하는 단계;
(b) 상기 유기산이 전처리된 감자를 함수율이 20~40%가 되도록 건조하는 단계;
(c) 상기 건조된 감자에 유화제를 첨가하여 혼합하는 단계; 및
(d) 상기 유화제가 혼합된 감자를 열용융 압출하는 단계;를 포함하는 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 감자는 보라밸리 감자(Solanum tuberosum L., cv Bora valley)인 것을 특징으로 하는 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 활성성분은 총 페놀성 화합물, 플라보노이드 및 안토시아닌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 (a) 단계의 유기산은 감자 중량 대비 0.5~3%(w/w)로 처리되는 것을 특징으로 하는 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 (a) 단계의 유기산은 구연산(citric acid)인 것을 특징으로 하는 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 (b) 단계의 건조는 40~120℃의 온도에서 70~80분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 (c) 단계의 유화제는 감자 중량 대비 5~15%(w/w)로 첨가되는 것을 특징으로 하는 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 (c) 단계의 유화제는 식용 유화제 또는 천연 유화제인 것을 특징으로 하는 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체의 제조방법.
제8항에 있어서, 상기 식용 유화제는 스판 80(sorbitan monooleate) 또는 Brij 35(polyoxyethylene(23) lauryl ether)인 것을 특징으로 하는 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체의 제조방법.
제8항에 있어서, 상기 천연 유화제는 서리태 또는 백태 분말인 것을 특징으로 하는 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체의 제조방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 활성성분의 가용화가 증가된 감자 콜로이드 분산체.
제11항의 감자 콜로이드 분산체를 유효성분으로 함유하는 식품.