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문제 정의
- 그러나 차를 제조할 때 사용되는 식물의 수분 함량 및 조직 특성이 원료에 따라 서로 다르므로 기존에 보고된 일반적인 제다 공정을 그대로 뽕잎차 제조에 적용하는 것은 곤란하다[Kim 등, 2006a, Kim 등 2006b]. 따라서 본 연구에서는 뽕잎의 조직 특성을 고려하여 기존의 증열, 열풍 건조, 비빔, 회전 건조, 덖음 및 가향 공정의 작업 조건을 뽕잎을 이용한 차의 제조에 적합하게 수정하여 관능적으로 우수한 뽕잎차의 표준화된 제조 공정을 확립하였다. 또한 이와 같이 제조한 뽕잎차의 품질 특성 및 생리활성을 확인하였다.
제안 방법
- 따라서 본 연구에서는 뽕잎의 조직 특성을 고려하여 기존의 증열, 열풍 건조, 비빔, 회전 건조, 덖음 및 가향 공정의 작업 조건을 뽕잎을 이용한 차의 제조에 적합하게 수정하여 관능적으로 우수한 뽕잎차의 표준화된 제조 공정을 확립하였다. 또한 이와 같이 제조한 뽕잎차의 품질 특성 및 생리활성을 확인하였다.
- 본 연구에서 뽕잎차의 표준화된 대량생산 공정을 확립하였고, 뽕잎차의 유효성분을 확인하였다. 확립된 공정에 의해 제조된 뽕잎차는 차로 음용 시 뽕잎의 생리활성 물질의 활용에 효과적임을 확인하였고, 또한 뽕잎차 그 자체를 분말화하여 식품으로 활용하는 것은 물에 잘 용출되는 미네랄 및 생리활성 물질뿐만 아니라 난수용성인 식이섬유, β-carotene 및 식물성 스테롤 성분의 활용에 더 적합할 것으로 사료된다.
- 이는 뽕잎을 건조하여 그대로 사용하는 것 보다는 차로 제조하여 음용할 시에 뽕잎 성분의 효과적인 섭취는 물론 폴리페놀도 더 많은 량 섭취할 수 있음을 보여준다. 뽕잎을 차로 제조 시에도 항산화 효과가 잘 유지되는 지를 확인하기 위해 뽕잎 분말차와 건조뽕잎 분말을 각각 5분 동안 90℃의 열수로 추출한 뒤 증류수로 4배 희석하여 DPPH 라디칼 소거활성을 비교하였다(Table 3). 항산화효과도 뽕잎차 분말을 추출한 것이 건조뽕잎 분말보다 높게 나타났으며, 이는 폴리페놀 함량의 변화와 일치하였다.
- 뽕잎을 차로 제조하였을 때 생리활성 성분이 잘 유지되는 지를 확인하기 위해 뽕잎 분말차의 폴리페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거활성을 측정하였다. 대조군으로는 70℃의 열풍건조기에서 24시간 건조시킨 후 분쇄한 건조 뽕잎 분말을 사용하였다.
- 뽕잎차를 분말화하여 조단백질, 조지방, 식이섬유, 칼슘, 철 및 β-carotene의 함량을 분석하였고, 타르색소, 카드뮴, 비소, 주석, 크롬, 납, 주석의 유해성분도 확인하였다(Table 2).
- 채취한 뽕잎은 절단기를 이용하여 2×2 cm 크기로 균일하게 절단하고 세척함으로써 먼지나 이물질을 걸러내어 깨끗하게 처리하였다. 증열(Steaming) 공정은 녹차[Son 등, 2003], 연잎차[Kim 등, 2006a] 및 보리잎차[Kim 등, 2006b] 제조에서처럼 원료 중의 갈변을 일으키는 효소를 불활성화시키고, 뽕잎의 풋내를 제거하기 위해 증기로 뽕잎을 살짝 쪄내는 공정으로서 세척된 뽕잎을 보일러와 증열기를 이용하여 100℃의 증기로 50초동안 증열한 후 바로 냉풍 건조기를 통하여 30초간 냉각하였다. 특히 뽕잎은 녹차잎, 연잎 및 보리잎에 비해 조직이 더 단단하므로 높은 증열 온도에서 증열 시간을 충분히 제공해야 한다.
- , Shizuoka, Japan)를 이용하였다. 증열, 열풍 건조, 회전 건조, 덖음 및 가향 공정의 운전 조건을 달리하여 뽕잎차를 제조한 후 녹차와 동일한 방법으로 온수에 우려내고 관능 검사를 통해 뽕잎차의 제조 공정을 확립하였다. 관능적으로 가장 우수한 뽕잎차의 제조에 적합한 조건을 기존에 보고된 녹차[Son 등, 2003]의 제조 공정과 비교하여 Table 1에 정리하였다.
대상 데이터
- 뽕잎을 차로 제조하였을 때 생리활성 성분이 잘 유지되는 지를 확인하기 위해 뽕잎 분말차의 폴리페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거활성을 측정하였다. 대조군으로는 70℃의 열풍건조기에서 24시간 건조시킨 후 분쇄한 건조 뽕잎 분말을 사용하였다. 뽕잎 분말차와 건조 뽕잎 분말은 각각 5 g 취하여 90℃의 열수에 5분 동안 추출하고 Whatman No.
- 본 실험에 사용된 뽕잎은 전라남도 순천시 소재 밭에서 2009년 8월 말에 채취하여 원료로 사용하였다. 뽕잎차 제조는 증열기(Terada Seisakusho model BT160), 열풍 건조기(Terada Seisakusho model ND4-60), 유념기(Terada Seisakusho model J60), 회전원통수분탈수기(Terada Seisakusho model C60), 덖음기(Terada Seisakusho model CD60) 및 가향기(Terada Seisakusho model A-1)로 구성되어 있는 제다 장치(Terada Seisakusho Co.
- 대조군으로는 70℃의 열풍건조기에서 24시간 건조시킨 후 분쇄한 건조 뽕잎 분말을 사용하였다. 뽕잎 분말차와 건조 뽕잎 분말은 각각 5 g 취하여 90℃의 열수에 5분 동안 추출하고 Whatman No. 2 여과지로 거른 후 추출액을 실험에 사용하였다. 총 폴리페놀 정량은 표준 물질로chlorogenic acid를 사용하여 Dewanto 등[Dewanto 등, 2002]의 방법에 따라 수행하였고, DPPH 라디칼 소거활성은 Blois의 방법[Blois, 1958]에 따라 DPPH(α,α-diphenyl-β-picrylhydrazyl)에 대한 시료의 환원력을 백분율로 하여 전자공여능을 측정하였다.
- 본 실험에 사용된 뽕잎은 전라남도 순천시 소재 밭에서 2009년 8월 말에 채취하여 원료로 사용하였다. 뽕잎차 제조는 증열기(Terada Seisakusho model BT160), 열풍 건조기(Terada Seisakusho model ND4-60), 유념기(Terada Seisakusho model J60), 회전원통수분탈수기(Terada Seisakusho model C60), 덖음기(Terada Seisakusho model CD60) 및 가향기(Terada Seisakusho model A-1)로 구성되어 있는 제다 장치(Terada Seisakusho Co., Shizuoka, Japan)를 이용하였다. 증열, 열풍 건조, 회전 건조, 덖음 및 가향 공정의 운전 조건을 달리하여 뽕잎차를 제조한 후 녹차와 동일한 방법으로 온수에 우려내고 관능 검사를 통해 뽕잎차의 제조 공정을 확립하였다.
이론/모형
- 식이섬유, 조지방, 조단백, β-carotene 및 타르색소는 식품공전[KFDA, 2008]에 기재된 방법에 따라 분석하였고, 무기질은 Inductively Coupled Plasma(Jobin Yvon Co., France)를 사용하여 정량하였으며[Hwang 등, 1999], 6가 크롬은 EPA 방법[EPA, 2007]을 사용하여 분석하였다.
- 총 폴리페놀 정량은 표준 물질로chlorogenic acid를 사용하여 Dewanto 등[Dewanto 등, 2002]의 방법에 따라 수행하였고, DPPH 라디칼 소거활성은 Blois의 방법[Blois, 1958]에 따라 DPPH(α,α-diphenyl-β-picrylhydrazyl)에 대한 시료의 환원력을 백분율로 하여 전자공여능을 측정하였다.
성능/효과
- 그 결과, 뽕잎차 100 g에는 식이섬유가 37.73 g으로 다량 들어있었고, 조지방 0.03 g과 조단백질 16.11 g을 함유하고 있어 지방 함량이 매우 낮게 나타났다.
- 또한 뽕잎 분말차의 추출물은 구수한 맛과 향을 가지고 있어 차로 음용하기에 적합한 반면 단순 건조시킨 뽕잎 분말은 쓴맛과 풋내로 인해 차로 음용하기에는 부적합하였다. 따라서 뽕잎을 단순히 건조시켜 사용하는 것 보다는 차로 제조하는 것이 맛과 향의 관능을 향상시킬 뿐만 아니라 생리활성 물질의 활용에 더 적합하다는 것을 보여주었다.
- 연속적인 건조공정 중 열풍 건조(조유, Primary drying & roasting) 공정이 차의 맛을 결정하는데 가장 크게 영향을 미치는데, 이 단계에서 차잎이 너무 건조가 되면 이후 공정에서 잎이 부스러지거나 가루가 너무 많이 발생하여 상품으로서의 가치가 저하된다. 따라서 열풍건조 공정은 열풍과 4개의 갈고리형 회전축을 사용하여 진행되는데 전체 시간은 40분이며 각각 10분씩 나누어 1차 85℃의 열풍으로, 2차 80℃의 열풍으로, 3차 75℃의 열풍으로, 최종 65℃의 열풍으로 건조시켜 약 50%의 수분이 제거된 뽕잎을 얻었으며, 이 과정에서 뽕잎의 모양이 차처럼 말리는 현상이 나타난다. 열풍건조 공정의 온도와 시간은 잎의 조직 강도와 수분 함량에 따라 차이가 있어 잎이 달라붙는 성질이 있는 녹차잎과 보리잎은 열풍건조 온도가 높고 시간이 길며, 조직이 비교적 단단한 연잎과 뽕잎은 열풍 건조 온도가 비교적 낮고 시간도 짧다.
- 7 mg %로 연잎차[Kim 등, 2006a] 및 보리잎차[Kim 등, 2006b]와 비슷한 수준으로 나타났다. 또한, 유해 성분인 비소(As), 카드뮴(Cd), 6가 크롬(Cr6+), 납(Pb), 주석(Sn) 및 타르 색소가 전혀 검출되지 않아 제조된 뽕잎차가 식품으로 안전하게 섭취할 수 있음을 확인하였다.
- 뽕잎 분말차와 건조뽕잎 분말을 90℃의 열수로 추출한 뒤얻어진 고형분 함량, 총 폴리페놀 함량 및 DPPH 라디칼 소거 활성을 Table 3에 나타내었다. 뽕잎 분말차는 고형분이 건조뽕잎 분말보다 약 5.3% 더 추출되었고, 또한 총 폴리페놀 함량도 더 높게 나타났다. 이는 꾸지뽕잎(Cudrania tricuspidata)을 단순 건조시킨 것보다 덖음 처리한 차의 추출물에서 가용성 고형물 및 폴리페놀 함량이 높게 나타난다는 보고와 일치하였다[Park 등, 2008].
- 열풍건조와 비빔공정을 거친 뽕잎은 이후 공정의 설비 내부에 들러붙지 않는 상태에서 회전 건조(중유, Middle drying & roasting) 공정을 수행함으로써 차의 맛과 향을 증대시켰다. 차로 만들고자 하는 식물의 조직 특성 및 수분 함량에 따라 건조 방법, 시간 및 온도 조건이 크게 달라지는데 뽕잎차의 경우 다른 차의 제조 방법과는 달리 온도를 순차적으로 낮추면서 열풍 건조를 거친 후 비빔과 회전 건조 공정을 수행함으로써 기호성이 높은 차를 얻을 수 있었다. 이때 회전건조 공정은 비벼서 조직이 파괴된 뽕잎을 회전원통수분탈수기를 이용하여 55℃에서 30분간 덖어주면서 재건조시키는 것으로 뽕잎의 수분을 약 75%까지 제거하면서 맛과 향이 부가되도록 하였다.
후속연구
- 본 연구에서 뽕잎차의 표준화된 대량생산 공정을 확립하였고, 뽕잎차의 유효성분을 확인하였다. 확립된 공정에 의해 제조된 뽕잎차는 차로 음용 시 뽕잎의 생리활성 물질의 활용에 효과적임을 확인하였고, 또한 뽕잎차 그 자체를 분말화하여 식품으로 활용하는 것은 물에 잘 용출되는 미네랄 및 생리활성 물질뿐만 아니라 난수용성인 식이섬유, β-carotene 및 식물성 스테롤 성분의 활용에 더 적합할 것으로 사료된다.
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