KR102839292B1

KR102839292B1 - 영유아용 과자 원료를 위한 유색감자 압출성형 제형 개발

Info

Publication number: KR102839292B1
Application number: KR1020220138230A
Authority: KR
Inventors: 임영석; 정은주; 오바이둘 칼랑 아자드 엠디; 오덕환
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2022-10-25
Filing date: 2022-10-25
Publication date: 2025-07-29
Anticipated expiration: 2042-10-25
Also published as: KR20240057707A

Abstract

본 발명은 보라밸리 감자와 고구밸리 감자를 모두 이용한 유색감자 압출물의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 유색감자 압출물과 상기 유색감자 압출물을 함유하는 가공식품에 관한 것으로, 본 발명의 유색감자 압출물은 영유아들이 섭취하기 용이하도록 성형하면서 영양성분 및 기능성을 향상시켜 고품질의 영유아용 가공식품에 다양하게 활용할 수 있다.

Description

영유아용 과자 원료를 위한 유색감자 압출성형 제형 개발{Development of colored potato extrusion molding formulation for infant snack material}

본 발명은 보라밸리 감자 분말, 고구밸리 감자 분말, 레드비트 분말 및 식초를 혼합하여 혼합물을 핫멜트 압출기에 투입한 후 압출하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 유색감자 압출물의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 유색감자 압출물에 관한 것이다.

고구밸리 감자(Solanum tuberosum L., cv Gogu valley)는 국립종자원에 품종보호 등록된 품종으로 본 특허발명의 주 발명자인 강원대학교 임영석 교수가 개발한 품종으로 표피가 붉은색인 홍감자 신품종으로, 일반 감자보다 생으로 먹기 편리하도록 개발되었고, 저장성이 좋아서 오랫동안 두어도 썩지 않는 특성이 있다. 일반 감자는 항암작용을 거의 나타내지 않지만, 고구밸리 감자 추출물은 암세포 증식을 억제하는 작용이 뛰어나서 암환자를 위한 건강기능식품으로 이용될 수 있다.

보라밸리 감자(Solanum tuberosum L. var. bora valley)도 국립종자원에 품종보호 등록된 품종으로 본 특허발명의 주 발명자인 강원대학교 임영석 교수가 육성자로 과육과 껍질이 보라색인 중후기의 숙성 감자 품종이다. 안토시아닌이 풍부하여 식품 개발에 응용할 가능성이 있다. 보라밸리 감자는 안토시아닌 함량이 높아 쥐에서 인간 장내 세균과 궤양을 효과적으로 치료하는 것으로 알려졌다.

한편, 레드비트(Redbeet)는 유럽 남부 지중해가 원산지로 고대 로마시대부터 약용식물로 이용되어온 자생력이 강한 근엽체 식물이다. 채소용 비트는 다육질의 굵은 원뿌리를 쓰기 위해 재배하며, 보통 암적색이지만 거의 흰색을 띄는 종도 있다. 레드비트는 당뇨병, 심장 관련 합병증 등의 질병에 대한 기능성을 인정받았다. 특히 혈액 생성과 태아 신경관 발달에 필요한 성분인 엽산을 매우 높은 함량으로 지니고 있을뿐 아니라, 철분도 함유하고 있기 때문에 철분의 공급원이 될 수도 있어 빈혈을 예방하는데 도움을 줄 수 있다.

핫멜트 압출(HME)은 식품, 사료, 의약품 산업에서 널리 사용되고 있다. HME 가공 식품 재료는 수용 및 불용성 화합물의 용해도와 생체 이용률 증가, 압출물의 균일성 및 미세 입자의 균일한 분산 등 몇 가지 고유한 특징을 가지고 있다. HME는 식품 재료가 온도 및 기계적 전단에 의해 가소화되어 분자 변형 및 화학 반응을 일으키는 단시간 열공정이다. HME는 많은 식품의 자연적인 색상과 풍미를 유지하면서 높은 생산성과 영양 및 기능적 품질을 유지/향상시키는 연속 공정이다. 압출물은 높은 용해도 때문에 HME는 기능성 건강식품을 제조하는 데 점점 더 대중화되고 있다. 그러나, 단일 식품 재료의 가공은 HME의 트윈 스크류에 의해 생성되는 높은 전단과 함께 고온으로 인해 일부 영양적 특성을 잃을 수 있다.

한국등록특허 제1383585호에는 성형 감자 스낵의 제조방법이 개시되어 있고, 한국등록특허 제0892984호에는 감자를 이용한 퍼핑스낵의 제조방법이 개시되어 있으나, 본 발명의 영유아용 과자 원료를 위한 유색감자 압출성형 제형 개발과는 상이하다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 보라밸리 및 고구밸리의 유색감자를 모두 사용하여 영양성분 및 기능성이 증진된 유색감자 압출물을 제조하기 위해, 부재료 선정, 배합 및 압출 조건을 최적화하여 다양한 생리활성 물질 함량과 기능성이 증진되면서, 영유아도 섭취가 용이한 유색감자 압출물의 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 (1) 보라밸리 품종의 감자를 슬라이스한 후 동결건조하고 분쇄하여 보라밸리 감자 분말을 제조하는 단계; (2) 고구밸리 품종의 감자를 슬라이스한 후 동결건조하고 분쇄하여 고구밸리 감자 분말을 제조하는 단계; (3) 상기 (1)단계의 제조한 보라밸리 감자 분말 및 상기 (2)단계의 제조한 고구밸리 감자 분말과 레드비트 분말 및 식초를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; (4) 상기 (3)단계의 제조한 혼합물에 물을 첨가하는 단계; (5) 상기 (4)단계의 혼합한 혼합물을 핫멜트 압출기에 투입한 후 압출하여 압출물을 제조하는 단계; 및 (6) 상기 (5)단계의 제조한 압출물을 건조하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 유색감자 압출물의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 유색감자 압출물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 유색감자 압출물을 함유하는 가공식품을 제공한다.

본 발명의 자색감자 복합물은 물에 대한 용해성이 높고, 총 페놀, 총 플라보노이드 함량과 단일 페놀산인 갈산, 클로로겐산, 시린직산, 카페산, 페룰산, 바닐산 및 시나프산 함량이 증진되고 항산화 활성도 우수하여, 기능성을 향상시킨 새로운 형태의 건강 지향의 복합물을 제공할 수 있고, 이를 이용하여 다양한 가공식품에 용이하게 사용할 수 있다. 또한, 인공 첨가물을 함유하지 않고 부드럽고 소화가 용이하고, 영양성분 및 기호도를 향상시켜 영유아들이 섭취하기 용이하다는 장점이 있다.

도 1은 각각의 유색감자 압출물(F1 내지 F7)의 총 플라보노이드 함량을 비교한 그래프이다.
도 2는 각각의 유색감자 압출물(F1 내지 F7)의 DPPH 자유 라디칼 소거능을 비교한 그래프이다.
도 1 내지 2의 F1 내지 F7 표 1 참고.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

(1) 보라밸리 품종의 감자를 슬라이스한 후 동결건조하고 분쇄하여 보라밸리 감자 분말을 제조하는 단계;

(2) 고구밸리 품종의 감자를 슬라이스한 후 동결건조하고 분쇄하여 고구밸리 감자 분말을 제조하는 단계;

(3) 상기 (1)단계의 제조한 보라밸리 감자 분말 및 상기 (2)단계의 제조한 고구밸리 감자 분말과 레드비트 분말 및 식초를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;

(4) 상기 (3)단계의 제조한 혼합물에 물을 첨가하는 단계;

(5) 상기 (4)단계의 혼합한 혼합물을 핫멜트 압출기에 투입한 후 압출하여 압출물을 제조하는 단계; 및

(6) 상기 (5)단계의 제조한 압출물을 건조하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 유색감자 압출물의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 유색감자 압출물의 제조방법에서, 상기 (3)단계의 혼합물은 바람직하게는 혼합물 총 중량 기준으로, 보라밸리 감자 분말 40~45 중량%, 고구밸리 감자 분말 40~45 중량%, 레드비트 분말 8~12 중량% 및 식초 3~7 중량%를 혼합하여 제조할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 보라밸리 감자 분말 42.5 중량%, 고구밸리 감자 분말 42.5 중량%, 레드비트 분말 10 중량% 및 식초 5 중량%를 혼합하여 제조할 수 있다. 상기 재료 종류 및 배합비로 혼합한 혼합물을 사용하여 압출물을 제조하는 것이 제조된 압출물의 다양한 기능성 성분과 항산화 활성을 증진시킬 수 있었다.

또한, 본 발명의 유색감자 압출물의 제조방법에서, 상기 (4)단계의 첨가는 바람직하게는 혼합물의 수분 함량이 18~22%(v/w)가 되도록 물을 첨가할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 혼합물의 수분 함량이 20%(v/w)가 되도록 물을 첨가하여, 이후 단계인 압출시 원료가 타는 것을 방지하였다.

또한, 본 발명의 유색감자 압출물의 제조방법에서, 상기 (5)단계의 압출물은 바람직하게는 혼합물을 온도 70~80℃, 압력 80~100 bar 및 스크류 속도 160~200 rpm로 조정된 핫멜트 압출기에 45~55 g/분으로 투입한 후 압출하여 제조할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 혼합물을 온도 70~80℃, 압력 80~100 bar 및 스크류 속도 180 rpm로 조정된 핫멜트 압출기에 50 g/분으로 투입한 후 압출하여 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 유색감자 압출물의 제조방법에서, 상기 (6)단계의 건조는 바람직하게는 압출물을 45~55℃에서 20~28시간 동안 건조할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 압출물을 50℃에서 24시간 동안 건조할 수 있다.

본 발명의 유색감자 압출물의 제조방법은, 보다 구체적으로는

(3) 혼합물 총 중량 기준으로, 상기 (1)단계의 제조한 보라밸리 감자 분말 40~45 중량% 및 상기 (2)단계의 제조한 고구밸리 감자 분말 40~45 중량%와 레드비트 분말 8~12 중량% 및 식초 3~7 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;

(4) 상기 (3)단계의 제조한 혼합물의 수분 함량이 18~22%(v/w)가 되도록 물을 첨가하는 단계;

(5) 상기 (4)단계의 혼합한 혼합물을 온도 70~80℃, 압력 80~100 bar 및 스크류 속도 160~200 rpm로 조정된 핫멜트 압출기에 45~55 g/분으로 투입한 후 압출하여 압출물을 제조하는 단계;

(6) 상기 (5)단계의 제조한 압출물을 45~55℃에서 20~28시간 동안 건조하는 단계를 포함할 수 있으며,

더욱 구체적으로는

(3) 혼합물 총 중량 기준으로, 상기 (1)단계의 제조한 보라밸리 감자 분말 42.5 중량% 및 상기 (2)단계의 제조한 고구밸리 감자 분말 42.5 중량%와 레드비트 분말 10 중량% 및 식초 5 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;

(4) 상기 (3)단계의 제조한 혼합물의 수분 함량이 20%(v/w)가 되도록 물을 첨가하는 단계;

(5) 상기 (4)단계의 혼합한 혼합물을 온도 70~80℃, 압력 80~100 bar 및 스크류 속도 180 rpm로 조정된 핫멜트 압출기에 50 g/분으로 투입한 후 압출하여 압출물을 제조하는 단계;

(6) 상기 (5)단계의 제조한 압출물을 50℃에서 24시간 동안 건조하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 방법으로 제조된 유색감자 압출물을 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 유색감자 압출물을 함유하는 가공식품을 제공한다.

본 발명의 유색감자 압출물을 식품첨가물로 사용하는 경우, 상기 유색감자 압출물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합 양은 그의 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에 본 발명의 압출물은 원료에 대하여 15 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이하의 양의로 첨가된다.

그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.

상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 구체적인 예로, 상기 유색감자 압출물을 이용하여 농산물, 축산물 또는 수산물의 특성을 살려 변형시키는 동시에 저장성을 좋게 한 가공식품을 제조할 수 있다. 이런 가공식품에는 예를 들어, 과자, 음료, 주류, 발효식품, 통조림, 우유가공식품, 육류가공식품, 국수, 이유식, 영유아식 등을 포함한다. 과자는 비스킷, 파이, 빵, 캔디, 젤리, 껌, 시리얼(곡물푸레이크 등의 식사대용품류 포함) 등을 포함한다. 음료는 탄산음료, 기능성이온음료, 쥬스(예를 들어, 사과, 배, 포도, 알로에, 감귤, 복숭아, 당근, 토마토쥬스 등), 식혜 등을 포함한다. 주류는 청주, 위스키, 소주, 맥주, 양주, 과실주 등을 포함한다. 발효식품은 간장, 된장, 고추장 등을 포함한다. 통조림은 수산물 통조림(예를 들어, 참치, 고등어, 공치, 소라 통조림 등), 축산물 통조림(쇠고기, 돼지고기, 닭고기, 칠면조 통조림 등), 농산물 통조림(옥수수, 복숭아, 파인애플 통조림 등)을 포함한다. 우유 가공식품은 치즈, 버터, 요구르트 등을 포함한다. 육류가공식품은 돈까스, 비프까스, 치킨까스, 소세지, 탕수육, 너겟류, 너비아니 등을 포함한다. 밀봉포장생면 등의 국수를 포함한다. 이 외에도 상기 조성물은 레토르트식품, 스프류 등에 사용될 수 있다.

또한, 상기 유색감자 압출물을 이용하여 기능성식품, 건강식품 또는 건강보조식품을 제조할 수 있다. 기능성식품, 건강식품 또는 건강보조식품은 영양 기능 외에도 생리활성 성분을 포함하여 생체조절 기능을 제공하는 식품을 의미하고, 본 발명의 유색감자 압출물은 항산화 효과를 가지므로 기능성식품, 건강식품 또는 건강보조식품 등의 제조에 이용될 수 있다.

이하, 본 발명의 제조예 및 실시예를 들어 상세히 설명한다. 단, 하기 제조예 및 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 제조예 및 실시예에 한정되는 것은 아니다.

제조예 1. 유색감자 복합물

(1) 자색감자 품종 '보라밸리(Solanum tuberosum L., cv Bora valley)'를 슬라이스(두께 2~3 mm)로 자르고 동결건조(Ilshin BioBasae, FD 5510S-FD 5520S, 한국)시켰다. 동결건조된 감자를 전기블렌더(Model No. Blixer 5 plus, Robot coup, USA)를 사용하여 블렌딩하여 보라밸리 감자 분말을 제조하였다.

(2) 홍감자 품종 '고구밸리(Solanum tuberosum L., cv Gogu valley)'를 슬라이스(두께 2~3 mm)로 자르고 동결건조(Ilshin BioBasae, FD 5510S-FD 5520S, 한국)시켰다. 동결건조된 감자를 전기블렌더(Model No. Blixer 5 plus, Robot coup, USA)를 사용하여 블렌딩하여 고구밸리 감자 분말을 제조하였다.

(3) 혼합물 총 중량 기준으로, 상기 (1)단계의 제조한 보라밸리 감자 분말 42.5 중량% 및 상기 (2)단계의 제조한 고구밸리 감자 분말 42.5 중량%와 레드비트 분말 10 중량% 및 사과 식초 5 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하였다.

(4) 상기 (3)단계의 제조한 혼합물의 수분 함량이 20%(v/w)가 되도록 증류수를 혼합하였다.

(5) 상기 (4)단계의 혼합한 혼합물을 온도 70~80℃, 압력 80~100 bar 및 스크류 속도 180 rpm으로 조정된 핫멜트 압출기에 50 g/분으로 투입한 후 압출하여 압출물을 제조하였다.

(6) 상기 (5)단계의 제조한 압출물을 50℃에서 24시간 동안 오븐 건조시켰다.

1. 재료 및 방법

1.1. 시료 준비, 제형 및 압출

자색감자 품종 '보라밸리(Bora valley)'는 국립종자관리원에 품종등록(2002-11) 되었으며, '고구밸리(Gogu valley)'도 국립종자관리원에 품종등록(2002-13) 되어 있는 품종이다. 그 외 레드비트 분말(Valley Food Tec., LLC, USA), 아스코르빌 팔미테이트(BESTFAT300, Berg+Schmidt GmbH and Co., KG)는 각각 구입하였고, 식품 등급의 대두 레시틴 분말(MW: 677.92g mole-1)은 한국 ESfood.com에서 구입하였고, 사과 식초(Cheil Jedang, Beksul apple vinegar)는 한국 춘천 지역 마트에서 구입하였다.

각각의 품종의 감자를 칼을 사용하여 샘플을 슬라이스(두께 2~3 mm)로 자르고 동결건조(Ilshin BioBasae, FD 5510S-FD 5520S, 한국)시켰다. 동결건조된 감자를 전기블렌더(Model No. Blixer 5 plus, Robot coup, USA)를 사용하여 블렌딩하여 감자 분말을 준비하였다. 분말은 추가 분석을 위해 실온에서 공기조 폴리에틸렌 백에 저장하였다.

기능성 압출물의 배합 조성

배합	Mixing ratio(%), w/w	HME temperature(℃)	Formulation
Gogu + Bora + Redbeet + Lecithin	42.5+42.5+10+5	70-80-80-70	F1
Gogu + Bora + Redbeet + Lecithin + Ascorbyl palmtic	40+40+10+5+5	70-80-80-70	F2
Gogu + Bora + Redbeet	45+45+10	70-80-80-70	F3
Gogu + Bora + Redbeet + vinegar	42.5+42.5+10+5	70-80-80-70	F4
Gogu + Bora + Redbeet + vinegar	45+45+5+5	70-80-80-70	F5
Gogu	100	70-80-80-70	F6
Bora	100	70-80-80-70	F7

기능성 압출물은 표 1에 기재된 제형에 따라 핫멜트 압출(HME, STS-25HS twin-screw, Hankook E.M. Ltd., Pyoung Taek, Korea)로 제조하였다. 각각의 재료들을 배합에 맞게 잘 혼합하고 증류수를 첨가하여 혼합물의 수분이 20%가 되도록 하여 압출시 재료가 타는 것을 방지하였다. HME 압출기에는 180 rpm에서 50 g/min의 공급 속도로 둥근 모양의 다이(1 mm)가 장착되었으며, 이축 스크류의 높은 전단은 80~100 bar의 압력을 가하였다. 레시틴의 열 젤라틴화 및 상전이를 촉진하기 위해, HME 배럴 온도를 70-80-80-70℃로 설정하였다. 압출 후, 기능성 압출물을 50℃에서 24시간 동안 오븐 건조시켰다.

1.2. 생리 활성 화합물 분석의 측정

1.2.1 페놀 및 플라보노이드 분석을 위한 추출 프로토콜

시료 1 g을 100 mL의 80% 메탄올(v/v 물:메탄올)에 현탁하고, 25℃ 온도에서 60분 동안 초음파 처리하였다. 이 추출물을 Advantech 5B 필터 페이퍼(Tokyo Roshi Kaisha Ltd., Saitama, Japan)를 이용하여 여과하고 40℃ 항온수조에서 진공 회전 증발기(EYLA N-1000, Tokyo, Japan)로 건조하여 조 추출물을 얻었다. 조 추출물은 수분 함량을 줄이기 위해 동결건조하였다.

1.2.2 총 페놀 및 플라보노이드 함량 측정

이 분석을 위해, 0.2 mL의 페놀 시약(1N)이 들어있는 시험관에 추출물 1 mL(1 mg/mL)의 스톡 샘플 증류액을 첨가하였다. 탈이온수 1.8 mL를 첨가하여 부피를 증가시키고, 이 용액을 볼텍싱하고 반응을 위해 3분 동안 방치하였다. 또한, Na₂CO₃(수중 10%, v/v) 0.4 mL를 첨가하고, 탈이온수 0.6 mL를 첨가하여 최종 부피(4 mL)를 조정하였다. 흡광도는 실온에서 1시간 동안 방치한 후 분광광도계(UV-1800 240 V, Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan)를 사용하여 725 nm에서 측정하였다. TP 함량은 갈산을 사용하는 검량선으로 계산하였으며, mg/100 g 갈산 당량(GAE)으로 표시하였다.

총 플라보노이드(TF) 함량은 0.5 mL의 표준 시료(1 mg/mL)에 10% 질산알루미늄 0.1 mL 및 아세트산칼륨(1M) 용액 0.1 mL를 혼합하였다. 이 혼합물에 3.3 mL의 증류수를 첨가하여 총 부피를 4 mL로 만들었다. 상기 혼합물을 볼텍스하고 40분 동안 방치하였다. TF 함량은 415 nm의 분광광도계(UV-1800 240 V, Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan)를 사용하여 측정하였다. TF 함량은 mg/100 g 시아니딘 당량으로 표시하였다.

1.2.3 DPPH 자유 라디칼 소거능

항산화 능력은 DPPH(2,2-diphenyl-1 picryl hydrazyl) 자유 라디칼의 소거 활성을 기준으로 측정하였다. DPPH 용액은 암 조건에서 100% 메탄올 100 mL에 5.914 mg의 DPPH 분말을 넣어 준비하였다. 그 다음, DPPH 용액 3 mL에 시료 추출물(1 mg/mL) 1 mL를 첨가하였고, blank 샘플은 시료 추출물 대신 증류수 1 mL를 첨가하였다.

혼합물을 세게 흔든 후 어두운 곳의 실온에서 30분 동안 방치하였다. 흡광도는 분광광도계(UV-1800 240 V, Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan)를 사용하여 517 nm에서 측정하였다. 활성 백분율은 다음 방정식을 사용하여 blank 샘플에 대해 계산하였다.

DPPH 자유 라디칼 소거능(%) = [(blank 샘플 - 시료 추출물) / blank 샘플] × 100

1.2.4 단일 페놀산의 크로마토그래피 분석

페놀산과 카테킨에 대한 HPLC(high-performance liquid chromatography) 조건은 하기와 같다. 단일 페놀산을 정량하기 전에 HPLC 분석을 위해 준비된 샘플(1 mg/mL)을 먼저 0.45 μM 주사기 필터(Millipore, Bedford, MA, USA)를 이용하여 여과하였다. 이 실험에 사용된 HPLC 시스템(CBM 20A, Shimadzu Co, Ltd., Kyoto, Japan)에는 2개의 기울기 펌프(LC 20AT, Shimadzu), 1개의 C18 컬럼(Kinetex, 100 × 4.6 mm, 2.6 micron, Phenomenex, Torrance, CA, USA), 자동 시료 주입기(SIL-20A, Shimadzu), UV 검출기(SPD-10A, Shimadzu) 및 컬럼 오븐(30℃, CTO-20A, Shimadzu)이 장착되었다. 용매 A는 0.1% 포름산을 포함하는 물이고, B는 0.1% 포름산을 포함하는 메탄올이며, 유속은 0.4 mL/min이다. 흡수 스펙트럼(lambda max)의 파장은 254 nm, 280 nm 및 320 nm로 설정되었다. 검출된 산은 각 페놀산의 표준 물질(Daesung Chemical Machinery Ind. Co., Gyeonggi Do, South Korea)의 표준 검량 곡선을 표준 시료의 피크 면적에 따라 계산하였다. 표준 시료를 메탄올로 다양한 농도로 용해하여 표준 용액을 준비하였다. 모든 샘플은 3반복으로 분석하였으며, 각 페놀산 함량은 ㎍/100 g으로 표시하였다.

1.2.5 GC/MS 분석

GC/MS가 휘발성 혼합물로부터 성분을 분리하고 식별하는데 유용한 방법이다. GC/MS는 GC가 혼합물에서 성분을 분리하고, MS는 각 성분을 별도로 분석하는 방법이다. 본 실험에서 고구밸리 분말, 보라밸리 분말 및 레드비트 분말에 대한 GC-MS 분석하였다.

에탄올 추출물의 생체활성화 화합물은 질량분석기 시스템과 함께 Agilent Technologies 7890A 모세관 가스 크로마토그램을 이용한 GC-MS 분석에 의해 검출되었다. GC는 30 m × 0.25 mm × 0.25 ㎛ DB-5 모세관 기둥을 장착했다. 초기에는 계측기를 2분 6초 동안 100℃의 온도로 유지하였다. 온도는 25℃의 속도로 300℃까지 상승하였고, 이 시간이 끝날 때 20분 동안 유지되었다.

주입구의 온도와 헬륨 유량은 각각 250℃와 1.5 mL/min로 유지되었다. 이온화 전압은 70 eV였다. 샘플은 5:1에서 분할 모드로 주입되었다. MS 스캔 범위는 35-550(m/z)으로 설정되었다. 질량 스펙트럼의 단편화 패턴을 W8N05ST Library MS 데이터베이스를 사용하여 저장된 것과 비교했다. 각 화합물의 백분율은 크로마토그램에 있는 각 화합물의 상대 피크 면적에서 계산되었다.

1.2.6 통계 분석

모든 데이터는 3회 측정의 평균±표준 편차(SD)로 표현하였다. 얻어진 결과는 5% 수준에서 유의한 차이를 관찰하기 위해 paired t-test를 사용하여 성분간에 비교하였다. 압출물의 평균 값 사이의 쌍체 t-검정은 MINITAB(버전 17.0, Minitab Inc., State College, PA, United States)에 의해 분석하였다.

실시예 1. 압출물의 총 페놀, 플라보노이드 함량

유색감자 압출물의 총 페놀, 플라보노이드 함량은 표 2 및 도 1에 나타내었다. 총 페놀 함량은 다른 압출물들에 비해 F4 압출물에서 높은 함량을 나타내었다.

압출물의 총 폴리페놀 함량(㎎/100 g)

압출물	TPC(㎎/100 g)
F1	60.6c
F3	57.8c
F4	79.4a
F5	58.2c
F6	51.7d
F7	71.0b

또한, 총 플라보노이드 함량은 F4 압출물에서 유의적 차이를 보이며 가장 높은 함량을 나타내었다(도 1).

실시예 2. 압출물의 항산화 능력

압출물의 항산화 능력은 DPPH 분석으로 평가하였다(도 2). 그 결과, F4 압출물이 다른 압출물들에 비해 가장 높은 항산화능을 나타내었다.

실시예 3. 압출물의 단일 페놀산 함량

압출물의 단일 페놀산 함량은 하기 표 3 내지 5와 같다. 단일 페놀산 중 갈산(gallic acid), 클로로겐산(cholorogenic acid), 시린직산(syringic acid) 함량을 측정한 결과는 하기 표 3과 같다. 그 결과, 다른 압출물들에 비해 F4 압출물이 갈산, 클로로겐산 및 시린직산 모두 가장 높은 함량을 나타내었다.

압출물의 갈산, 클로로겐산 및 시린직산 함량(㎍/100 g)

압출물	갈산(gallic acid)	클로로겐산(cholorogenic acid)	시린직산(syringic acid)
F1	30.1f¹⁾	707.3d	54b
F2	46e	540.4e	54b
F3	78.65d	1545b	30c
F4	213a	1867a	96a
F5	182b	851c	29c
F6	96c	556e	23d
F7	112c	367f	18e

¹⁾ 각각의 열의 다른 문자는 유의적인 차이가 있음(p<0.05)

또한, 압출물의 카페산 함량은 F4 압출물에서 높은 함량을 나타내었고, 페룰산은 F4 및 F5 압출물에서 높은 함량을 나타내었다(표 4).

압출물의 카페산 및 페룰산 함량(㎍/100 g)

압출물	카페산(caffeic acid)	페룰산(ferulic acid)
F3	349c¹⁾	1.2b
F4	638a	3.8a
F5	482b	3.1a
F6	346c	1.1b
F7	236d	1.8b

¹⁾ 각각의 열의 다른 문자는 유의적인 차이가 있음(p<0.05)

또한, F4 압출물의 바닐산(vanillic acid) 함량은 413.6 ㎍/100 g으로 나타났고, 시나프산(sinapic acid) 함량은 3.4 ㎍/100 g으로 검출되었다(표 5).

압출물의 바닐산 및 시나프산 함량(㎍/100 g)

압출물	바닐산(vanillic acid)	압출물	시나프산(sinapic acid)
F4	413.6a¹⁾	F2	1b
F6	238b	F3	1.8b
F7	169c	F4	3.4a

¹⁾ 각각의 열의 다른 문자는 유의적인 차이가 있음(p<0.05)

실시예 4. GC/MS 분석 결과

동결건조한 고구밸리 분말, 보라밸리 분말 및 레드비트 분말을 가지고 GC/MS 분석한 결과, 각각 총 30개, 21개, 31개 화합물이 검출되었으며, 각각 5~59.23분, 3.72~53.64분, 3.625~51.259분 간의 보존 시간과 이들의 총 이온 크로마토그램이 나타났다.

동결건조한 고구밸리 분말의 GC/MS 분석 결과

Serial No	RT(min)	PA(%)	Compound name
1	5	5	2-PROPYLPIPERIDINE
2	7.0	2.22	2H-Pyran-2-one, tetrahydro-6-met.
3	7.0	2.73	1-HEPTENE $ HEPT-1-ENE $ .ALPHA
4	7.1	1.75	1-HEPTENE
5	9.6	3.24	4-Pyranone, 2,3-dihydro
6	11.35	16.81	2-PYRROLIDINONE
7	16.55	0.17	N-Methylmaleamic acid
8	17.34	0.58	2-Amino-oxazole
9	19.56	2.05	Glutamine
10	19.61	1.66	Glutamic acid, 5-O-benzyl-1-O-e
11	20.01	1.39	1-BUTOXYETHYLENE
12	25.77	0.11	Isopropyl isothiocyanate
13	31.11	0.77	CYCLOHEPTASILOXANE, TETRADECAMET
14	31.3	1.22	Hexadecanoic acid, methyl ester
15	32.07	2.52	1,2-BENZENEDICARBOXYLIC ACID
16	32.35	7.17	HEXADECANOIC ACID
17	35.06	1.28	ETHYL (2E)-3-[2-(DIETHOXYPHOSPHO
18	36.23	2.17	9,12-OCTADECADIENOIC ACID
19	38.08	2.03	1,E-6,Z-11-Hexadecatriene
20	38.18	4.82	9,12-OCTADECADIENOIC ACID
21	38.38	2.54	9,12-OCTADECADIENOIC ACID
22	41.06	1.36	Cyclononasiloxane
23	46.21	2.52	Amonafide
24	51.23	1.01	5.beta.-Androstan-3.alpha
25	51.44	1.42	9-OCTADECENAMIDE
26	51.48	0.84	9-OCTADECENAMIDE
27	53.64	7.61	S-[2-[N,N-Dimethylamino]ethyl]mo
28	56.35	13.22	NONADECANOIC ACID, TRIMETHYLSILY
29	57.02	4.07	4-CYCLOHEXENE-1,2-DICARBOXIMIDE
30	59.23	5.7	INDIUM, (BENZENETHIOLATO

동결건조한 보라밸리 분말의 GC/MS 분석 결과

Serial No	RT(min)	PA(%)	Compound name
1	3.72	1.63	BUTANOIC ACID, 3-HYDROXY-, ETHYL
2	6.81	3.92	CYCLOPROPANE
3	7.03	0.06	METHANEDIAMINE, N,N,N',N'-TETRAM
4	8.2	2.53	2,3-Butanedione, monooxime
5	12.94	43.54	4H-Pyran-4-one, 2,3-dihydro
6	13.34	1.48	4H-PYRAN-4-ONE, 2,3-DIHYDRO-3,5
7	21.83	3.49	3-METHYLBUT
8	21.91	0.75	Propanedioic acid
9	21.96	1.08	OCTANE-1-D, 4-(METHYL-D)-
10	25.82	2.3	Butanoic acid, 3-hydroxy
11	26.06	2.99	BUTANOIC ACID, 3-HYDROXY-, ETHYL
12	26.11	0.76	Butanoic acid, 3-hydroxy-, ethyl ester
13	26.23	0.16	Cyclopenta[c]furo[3',2':4,5]furo
14	31.29	1.18	DODECANOIC ACID, METHYL ESTER
15	32.077	2.22	1,2-Benzenedicarboxylic acid
16	32.36	15.63	HEXADECANOIC ACID/palmitic acid
17	36.221	3.23	9,12-OCTADECADIENOIC ACID/linolic acid
18	36.44	1.78	CYCLOHEXANEPROPANAL, 2-METHYLENE...
19	38.15	4.86	9,12-OCTADECADIENOIC ACID
20	38.37	3.49	9,12-OCTADECADIENOIC ACID
21	53.64	1.42	Chlorothen

동결건조한 레드비트 분말의 GC/MS 분석 결과

Serial No	RT(min)	PA(%)	Compound name
1	3.625	1.10	Acetamide, N-(aminoiminomethyl
2	4.00	0.14	d-Glycero-d-ido-heptose
3	4.154	0.38	3(2H)-FURANONE, DIHYDRO-2-METHYL.
4	4.318	2.78	5-Methyloxazolidine
5	5.741	0.55	Acetoacetic acid,
6	5.827	0.24	2,4-Pentanedione, 3-diazo
7	6.346	1.55	Malonic acid, 1,3-dithio-, bimol
8	6.702	2.18	1-PROPANAMINE, N-METHYL-N-NITROS
9	6.866	8.12	3-Buten-1-ol
10	8.260	0.88	1-PENTYL-3,3-D2 ACETATE
11	9.010	1.51	N-Acetylethylenediamine
12	9.241	0.92	DECANE-1,2-D2
13	10.692	0.73	1,4-DIMETHYLPIPERAZINE
14	11.578	2.56	Acetic acid, pentyl ester
15	12.875	7.31	4H-Pyran-4-one, 2,3-dihydro-3,5-
16	14.308	0.68	1-Propanamine, N,2-dimethyl-N-ni
17	14.539	0.34	2-Hexanol, acetate
18	15.404	17.14	4(1H)-PYRIMIDINONE, 5-METHOXY-
19	16.692	0.24	1-R,2-T-DIISOPROPYL-1,2,3-C(H)-T
20	17.375	0.86	1(2H)-PENTALENONE, HEXAHYDRO-4-M.
21	17.789	1.01	N-(2-METHOXYCARBONYLETHYLIDENE
22	19.760	0.68	Furazan-3-ol, 4-amino-
23	22.635	25.48	CYTIDINE
24	23.625	0.62	2-Carbamyl-9-[.beta.-d-ribofuran.
25	23.769	1.20	2-Vinyl-9-[.beta.-d-ribofuranosy
26	25.317	0.17	3-Deoxy-d-mannonic acid
27	26.452	3.71	N-(4-METHOXYCARBONYLBUTYLIDENE)
28	27.096	15.97	3-Deoxy-d-mannoic lactone
29	28.279	0.44	QUINUCLIDINE-2,2-D2
30	36.087	0.17	1-(4-Amino-furazan-3-yl)-5-methy
31	51.259	0.35	9-Octadecenamide, (Z)

Claims

(1) 보라밸리 품종의 감자를 슬라이스한 후 동결건조하고 분쇄하여 보라밸리 감자 분말을 제조하는 단계;
(2) 고구밸리 품종의 감자를 슬라이스한 후 동결건조하고 분쇄하여 고구밸리 감자 분말을 제조하는 단계;
(3) 혼합물 총 중량 기준으로, 상기 (1)단계의 제조한 보라밸리 감자 분말 40~45 중량% 및 상기 (2)단계의 제조한 고구밸리 감자 분말 40~45 중량%와 레드비트 분말 8~12 중량% 및 식초 3~7 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
(4) 상기 (3)단계의 제조한 혼합물의 수분 함량이 18~22%(v/w)가 되도록 물을 첨가하는 단계;
(5) 상기 (4)단계의 혼합한 혼합물을 온도 70~80℃, 압력 80~100 bar 및 스크류 속도 160~200 rpm로 조정된 핫멜트 압출기에 45~55 g/분으로 투입한 후 압출하여 압출물을 제조하는 단계;
(6) 상기 (5)단계의 제조한 압출물을 45~55℃에서 20~28시간 동안 건조하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는, 갈산(gallic acid) 함량이 증진된 유색감자 압출물의 제조방법.
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제1항의 방법으로 제조된, 갈산(gallic acid) 함량이 증진된 유색감자 압출물.
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