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문제 정의
- Well-Being에 따른 기능성 식품 시장 확대에 따른 제주 특 산 상품 개발이 요구되고 있으며, 특히 대량으로 소비가 가능한 기능성 녹차음료의 생산에 관련한 연구가 필요한 실정이다. 제주의 청정이미지를 살린 녹차음료의 생산을 위한 응용연구로서 최근 급속히 증가하고 있는 제주산 건조녹차로부터 추출한 음료의 보존 안정성을 검증하기 위하여 저장조건에 따른 성분 변화를 분석하였다.
제안 방법
- 1). 녹차 추출물의 분석은 millipore Hlter(0.45 um)로 여과한 후 10 ul를 HPLC에 주입하였고, 칼럼은 Shim pack VP-ODS column, oven 온도는 40℃, flow rate는 1 mL/min, 60% acetonitrile과 water/phosphoric acid(1000/10, v/v)를 용매로 하여 280nm에서 gradient로 분석하였다.
- 녹차음료에 들어있는 미생물균수를 측정하기 위하여 총균수는 PCA배지(Difco, Co. USA), 효모와 곰팡이는 PDA 배지 (Difco Co.), 대장균군은 EMB배지 (Difco Co.)를 사용하였으며, 각각의 배지에 시료 1mL씩 분주하여 PCA배지 와 EMB배 지는 표준평판법, PDA배 지는 평판배 지 법으로 배양하였다. PCA배지와 EMB배지는 37 ℃ 에서 48시간 배양한 후 콜로니를 계수하였고, PDA배지는 25℃에서 7일간 배양한 후 계수하였다.
- 녹차음료의 색도는 색차계 (Spectrophotometer CM-3500d, Konica Minolta Co., Ltd., Japan)를 사용하여 L(lightness), a(redness), b(yellowness) 값을 측정하였다.
- 녹차음료의 카테킨과 카페인 분석은 (-)-epigallocatechin (EGC), (+)-catechin(C), epicatechin(EQ, (-)-epigallocatechin gallate(EGCG), epicatechin gallate(ECG) 와 caffeine을 표준 물질(Sigma Chemical Co., USA)로 하여 Choi 등(7)의 방법을 약간 변형하여 HPLC(SPD-M20A, Shimadzu Co., Japan) 로 분석하였다. 카테킨 표준물질을 각 20mg을 정밀히 취하여 10 mL 용량 플라스크에서 acetonitrile로 용해하고, 10 mL 용량 플라스크를 사용하여 1/10로 희석하여 최종 mjection 량이 lug에서 10ng까지 되도록 하여 분석 조건을 구하였다 (Fig.
- 물의 온도가 너무 높을 경우 쓴맛이 강하며, 반대로 너무 낮을 경우에는 향미 성분과 수용성 성분의 용출이 적어 맛이 싱거워진다. 본 실험에서는 녹차음료의 제조를 위하여 쓴맛을 줄이고 부드러운 느낌을 줄 수 있도록 예비 실험을 통하여 최적 조건으로 판단되는 55℃ 에서 15분간 추출하여 PET병에 밀봉하였다. 녹차음료의 상품화에 중요한 요소는 출고 후에 제품의 품질 안정성을 들 수 있다.
- 녹차 추출물 은 95 ℃가 되는 순간부터 10분간 살균하고 500 mL PET병 에 넣어 밀봉하였다. 유통조건에 따른 품질 변화를 측정하기 위하여 일반형광등 조명으로 항상 19±3℃로 유지된 실내에서의 보관, 온도관리가 되지 않는 건물 내의 실외조건, 4℃ 냉장고 내의 보관으로 나누어 각각 성분 변화를 측정하였다.
- 제주산 건조녹차를 55℃에서 15분간 추출하여 여과한 다음 PET병에 밀봉하여 4℃ 저온과 실내 및 실외에 각각 보관하면서 보존 안정성을 측정하였다. 저장기간에 따라 L 값은 거의 변화가 없었지만 a값이 감소하고 b값이 증가하면서 전체적인 색깔이 짙어졌으며, 실내에서 저장한 경우가 실외 저장이나 저온저장보다 저장기간이 길어질수록 더 짙어졌다.
- 총 폴리페놀 함량은 FbHn-Denis의 방법(8)을 약간 변형하여 측정하였다.즉, 녹차음료를 10배 희석한시료용액 5 mil) 50% Folin-ciocalteau 시 약 5 mL를 가하여 혼합하고 3분 후 10% NazCCh 5mL를 넣어 1시간 실온에서 방치한 후 760 nm에서 흡광도를 측정하였고, (+)catechin으로 환산하였다.
- , Japan) 로 분석하였다. 카테킨 표준물질을 각 20mg을 정밀히 취하여 10 mL 용량 플라스크에서 acetonitrile로 용해하고, 10 mL 용량 플라스크를 사용하여 1/10로 희석하여 최종 mjection 량이 lug에서 10ng까지 되도록 하여 분석 조건을 구하였다 (Fig. 1). 녹차 추출물의 분석은 millipore Hlter(0.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 시료는 제주도 서귀포시 색달동 소재 다원에서 2005년도에 10월에 수확한 야부키 타 품종으로 3번 녹차 건엽을 사용하였다.
이론/모형
- 즉, 녹차음료를 10배 희석한시료용액 5 mil) 50% Folin-ciocalteau 시 약 5 mL를 가하여 혼합하고 3분 후 10% NazCCh 5mL를 넣어 1시간 실온에서 방치한 후 760 nm에서 흡광도를 측정하였고, (+)catechin으로 환산하였다. 전자공여 작용은 녹차음료를 millipore filter(0.45 pun)로 여과한 후 그 여과액의 a-diphenyl-P-picrylhydrazyl (DPPH)에 대한 전자공여 효과로서 Choi 등(7)의 방법으로 측정하였으며, 아질산염 소거작용은 Gray의 방법(9)으로 측정하였다.
성능/효과
- 3개월 이상 경과하더라도 색깔, 폴리페놀 성 분, 항산화 작용 등의 변화가 크지 않았다. 95℃에서 10분간 살균으로 보관기간 중에 미생물의 증식이 인정되지 않아 저장안전성을 유지하는 것으로 판단되었다.
- 녹차음료의 보존 안정성은 성분 변화를 최소화하는 외로 미생물의 증식 여부를 확인하는 일도 중요하다. 곰팡이, 효2, 세균에 대하여 각각 총균 수는 PCA배지, 효모와 곰팡이는 PDA배지, 대장균군은 EMB배지를 사용하여 저장기간에 따른 시료를 접종하여 배양한 결과 미생물이 전혀 검출되지 않았다. 따라서 품질 변화를 최소화할 수 있는 살균조건을 설정하는 일은 차후 검토할 사항이지만, 본 실험조건에서는 유통기간 중에 미생물에 의한 변질은 없을 것으로 여겨진다.
- 저장조건에 따른 건조녹차 추출물의 카테킨 함량 변화는 Table 2에서와 같다. 녹차 추출물의 카테킨류는 EGC > EGCG >EC>C>EOG 순이었으며, BGC의 함량이 전체의 53.8%로 절반 이상을 차지하였다. 총 카테킨 함량은 저온에서 저장한 경우에는 큰 차이가 없었지만, 실내 및 실외에서 저장한 경우에는 148.
- 따라서 품질 변화를 최소화할 수 있는 살균조건을 설정하는 일은 차후 검토할 사항이지만, 본 실험조건에서는 유통기간 중에 미생물에 의한 변질은 없을 것으로 여겨진다. 따라서 녹차 추출물을 살균한 후 저온 보관과 더불어 실내 또는 실외에 각각 3개월 이상을 보관한 결과 보관조건에 따라 다소 차이는 있었지만, 성분변화가 크지 않았고 미생물 증식이 인정되지 않아 녹차음료의 유통에 큰 문제가 없을 것으로 판단된다.
- 또한, 저장기간이 길어질수록 총 페놀성 성분의 감소는 갈변물질에 의해 생성되는 중간물질인 reductone 중에서 catechol, hydroquinone 등과 같은 aromatic acid-reductone류가 생성되기 때문이라고 하 였다⑺. 따라서 저장 중에 총 페놀성 성분의 감소를 최소로 하기 위해서는 갈변 반응을 어느 정도 줄일 수 있는 냉장 보 관 방법이 알맞을 것으로 판단된다.
- 아질산염은 발암성 니트로 사민을 생성하기 때문에 아질산염을 효과적으로 제거하여 분해시킨다면 발암성을 줄일 수 있다 (25). 또한, 녹차 추출물의 아질산염 소거능은 저장기간이 길어질수록 약간 증가하여 총 폴리페놀 함량의 변화와 비슷한 경향을 나타내었는데, 이는 녹차내의 총 폴리페놀 함량과 녹차의 아질산염 소거능과 밀접한 관계가 있음을 시사한다.
- 그리고 대부분의 녹차 추출물의 제조가 고온에서 이루어진 반면에 본 연구에서는 55℃, 15분 추출했을 때의 전자공여능에 대한 결과로, 갈색 도나 향기의 손실을 어느 정도 줄이면서 항산화 효과도 높일 수 있는 음료 제조가 가능할 것으로 판단된다. 또한, 본 연구에서는 저장기간에 따른 전자공여 능도 거의 변화가 없는 것으로 나타났다.
- DPPH법은 tocopherol, ascorbate, flavonoid 화합물, 이utathion과 같은 황 함유 아미노산류, maillard형 갈 변 생성물질, peptide 등의 항산화물질에 의해 환원됨으로써 짙은 자색이탈색되는 정도에 따라 항산화 효과를 전자공여 작용 으로 측정하는 방법이다 (23). 본 연구에서 저장조건에 따른 건조녹차 추출물의 전자공여능은 실외, 실내 및 저온저장 한 경우 모두 60% 이상의 전자공여 효과가 있는 것으로 나타났고(Table 5), 이는 60% 정도의 활성을 나타냈다고 보고된 것과 비슷한 결과이다 (7, 22). 그리고 대부분의 녹차 추출물의 제조가 고온에서 이루어진 반면에 본 연구에서는 55℃, 15분 추출했을 때의 전자공여능에 대한 결과로, 갈색 도나 향기의 손실을 어느 정도 줄이면서 항산화 효과도 높일 수 있는 음료 제조가 가능할 것으로 판단된다.
- 저장조건 및 pH에 따른 건조녹차 추출물의 아질산염 소거작용을 Table 6에 나타내었다. 사람의 위 내의 pH와 비슷한 pH 1.2에서 아질산염 소거능이 90% 이상으로 가장 높았으며, pH가 증가할수록 감소하다가 pH 6.0에서는 아질산염 소거 효과가 없는 것으로 조사되었다. 이는 Yeo 등(24)의 보고와 비슷한 결과이며 이러한 아질산염 소거능에 영향을 주는 물질은 주로 페놀 성 화합물이라고 알려져 있다.
- 전자공여능은 저장방법과 저장기간에 관계없이 60% 이상의 효과가 있었다. 아질산염 소거능은 pH 1.2에서 90% 이상으로 가장 높았으며, pH가 증가할수록 감소하다가 pH 6.0에서는 아질산염 소거 효과가 없어졌다. 3개월 이상 경과하더라도 색깔, 폴리페놀 성 분, 항산화 작용 등의 변화가 크지 않았다.
- 제주산 건조녹차를 55℃에서 15분간 추출하여 여과한 다음 PET병에 밀봉하여 4℃ 저온과 실내 및 실외에 각각 보관하면서 보존 안정성을 측정하였다. 저장기간에 따라 L 값은 거의 변화가 없었지만 a값이 감소하고 b값이 증가하면서 전체적인 색깔이 짙어졌으며, 실내에서 저장한 경우가 실외 저장이나 저온저장보다 저장기간이 길어질수록 더 짙어졌다. 녹차 추출물 중의 주요 카테킨류로는 (-)-epigallocatechin, (-)-epigallocatechin gallate, epicatechin, (+)-catechin, epicatechin gallate 순이었으며, EGC의 함량 비율이 전체의 53.
- 이는 Shon 등(22)과 Choi 등(7)이 보고한 것보다 낮은 함량으로 품종, 채엽시기 및 추출 조건이 다르기 때문으로 판단된다. 저장기간이 14주일보다 길어질수록 총 폴리페놀 성 성분이 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 저장기간이 길어질수록 총 페놀성 성분의 감소는 갈변물질에 의해 생성되는 중간물질인 reductone 중에서 catechol, hydroquinone 등과 같은 aromatic acid-reductone류가 생성되기 때문이라고 하 였다⑺.
- 카페인 함량은 저장조건에 관계없이 전체적으로 증가하였으며, 총 폴리페놀 함량은 저장조건 및 저장기간에 따른 차이가 크지 않았다. 전자공여능은 저장방법과 저장기간에 관계없이 60% 이상의 효과가 있었다. 아질산염 소거능은 pH 1.
- 8%로 절반 이상을 차지하였다. 총 카테킨 함량은 저온에서 저장한 경우에는 큰 차이가 없었지만, 실내 및 실외에서 저장한 경우에는 148.87에서 14주 후에는 각각 133.98,141.87ug/mL로 10%, 4.7% 감소하였다. 이러한 총 카테킨 함량은 Choi 등(15)이 보고한 것보다 낮았으며, Choi 등⑺ 이 보고한 것과는 비슷하였다.
- 8%이었다. 총 카테킨 함량은 저온저장에서는 큰 차이가 없었지만, 실내 및 실외 저장한 경우에는 148.87ug/mL에서 14주일 후에는 각각 133.98, 141.87 ug/mL로 10%, 4.7%가 감소하였다. 카페인 함량은 저장조건에 관계없이 전체적으로 증가하였으며, 총 폴리페놀 함량은 저장조건 및 저장기간에 따른 차이가 크지 않았다.
- 또한, Choi 등(7)이 녹차 추출 물의 카테킨 류 함량이 EGC > EGCG > EC > ECG 순으로 많았다고 보고한 것과 비슷하였지만 EGCG > ECG > EC >EGC>C 보다는 다르게 나타났는데 (15), 이는 품종, 채취 시기, 추출 조건 및 방법의 차이 때문으로 판단된다. 측정된 카테킨의 함량 중 C, EC, EGCG, ECG는 저장조건과 저장기간에 관계없이 거의 변화가 없었지만 EGCe 실내 및 실외에서 저장한 경우 각각 22.9%, 11.9% 감소하였으며, 이는 총 카테킨 함량이 감소하는 데 관여된 것으로 판단된다. catechin류는 전체 가용성 성분의 절반을 차지하고 차의 맛, 색, 향기 등에 큰 영향을 줄 뿐만 아니라 항산화 작용을 억제한다고 알려지고 있으며 (9, 16), 햇볕가림이나 수확 시기, 발효 정도에 따라 catechin 함량과 조성이 달라질 수 있다고 하였다 (17).
- 7%가 감소하였다. 카페인 함량은 저장조건에 관계없이 전체적으로 증가하였으며, 총 폴리페놀 함량은 저장조건 및 저장기간에 따른 차이가 크지 않았다. 전자공여능은 저장방법과 저장기간에 관계없이 60% 이상의 효과가 있었다.
후속연구
- 본 연구에서 저장조건에 따른 건조녹차 추출물의 전자공여능은 실외, 실내 및 저온저장 한 경우 모두 60% 이상의 전자공여 효과가 있는 것으로 나타났고(Table 5), 이는 60% 정도의 활성을 나타냈다고 보고된 것과 비슷한 결과이다 (7, 22). 그리고 대부분의 녹차 추출물의 제조가 고온에서 이루어진 반면에 본 연구에서는 55℃, 15분 추출했을 때의 전자공여능에 대한 결과로, 갈색 도나 향기의 손실을 어느 정도 줄이면서 항산화 효과도 높일 수 있는 음료 제조가 가능할 것으로 판단된다. 또한, 본 연구에서는 저장기간에 따른 전자공여 능도 거의 변화가 없는 것으로 나타났다.
- 곰팡이, 효2, 세균에 대하여 각각 총균 수는 PCA배지, 효모와 곰팡이는 PDA배지, 대장균군은 EMB배지를 사용하여 저장기간에 따른 시료를 접종하여 배양한 결과 미생물이 전혀 검출되지 않았다. 따라서 품질 변화를 최소화할 수 있는 살균조건을 설정하는 일은 차후 검토할 사항이지만, 본 실험조건에서는 유통기간 중에 미생물에 의한 변질은 없을 것으로 여겨진다. 따라서 녹차 추출물을 살균한 후 저온 보관과 더불어 실내 또는 실외에 각각 3개월 이상을 보관한 결과 보관조건에 따라 다소 차이는 있었지만, 성분변화가 크지 않았고 미생물 증식이 인정되지 않아 녹차음료의 유통에 큰 문제가 없을 것으로 판단된다.
- 0%가 증가하였다. 저장 중에 녹차의 카페인 함량이 증가하는 이유는 아직까지 구체적으로 밝혀진 바가 없어서, 이에 대한 연구가 필요할 것으로 여겨진다. Kim 등(18)은 카페인 함량이 2.
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