보고서 정보
주관연구기관 |
한국식품개발연구원 Korea Food Research Institute |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2003-12 |
과제시작연도 |
2002 |
주관부처 |
농림부 Ministry of Agriculture and Forestry |
등록번호 |
TRKO201400023756 |
과제고유번호 |
1380001313 |
사업명 |
농림기술개발 |
DB 구축일자 |
2014-11-14
|
초록
▼
○ 연구결과
1. 팽이 및 만가닥 버섯의 생리활성 성분의 검색 및 추출공정 최적화 기술 개발
2. 팽이 및 만가닥 버섯의 건조, 냉동기술 확립 및 버섯 추출물의 미세캡슐화 기술 개발
3. 팽이 및 만가닥 버섯을 이용한 가공식품 (중간소재화, 라면수프, 음료, 차류) 개발 산업화 모델 시스템
-팽이 및 만가닥 버섯의 식품 소재화를 위한 생리활성 성분의 검색, 유효성분 추출기술의 개발 및 반응표면분석에 의한 최적 추출조건을 설정하고 이들 추출물의 미세 캡슐화 기술을 개발하고자 하였다. 마이크로웨이브 추출을 이용하여
○ 연구결과
1. 팽이 및 만가닥 버섯의 생리활성 성분의 검색 및 추출공정 최적화 기술 개발
2. 팽이 및 만가닥 버섯의 건조, 냉동기술 확립 및 버섯 추출물의 미세캡슐화 기술 개발
3. 팽이 및 만가닥 버섯을 이용한 가공식품 (중간소재화, 라면수프, 음료, 차류) 개발 산업화 모델 시스템
-팽이 및 만가닥 버섯의 식품 소재화를 위한 생리활성 성분의 검색, 유효성분 추출기술의 개발 및 반응표면분석에 의한 최적 추출조건을 설정하고 이들 추출물의 미세 캡슐화 기술을 개발하고자 하였다. 마이크로웨이브 추출을 이용하여 팽이 만가닥 버섯을 물, 50% 에탄올 및 99% 에탄올로 추출하였으며 마이크로웨이브의 power와 시간에 따라 추출물의 총 폴리페놀 함량, 전자공여작용, tyrosinase 저해작용, 아질산염 소거작용의 변화를 측정하였으며 반응표면분석에 의해 추출조건을 최적화하였다. 팽이 만가닥 버섯의 최적 추출조건 범위는 microwave power 47.2∼76.1 watt, 에탄올 농도 10.3∼43.6%, 추출시간 5.7분으로 예측되었다. 팽이 및 만가닥 버섯추출물의 미세캡슐을 이용하여 라면수프, 버섯 조미료, 버섯음료 및 버섯 차등에 응용하고자 하였다.
Abstract
▼
Ⅲ. Results of the Project
Section 1. Research of bioactivity and development of processed technology from mushrooms
This study was carried out to develop of extraction technology for functional active components and determination of combination ratio for mushroom beverage and granule tea.
F
Ⅲ. Results of the Project
Section 1. Research of bioactivity and development of processed technology from mushrooms
This study was carried out to develop of extraction technology for functional active components and determination of combination ratio for mushroom beverage and granule tea.
Fresh mushroom were extracted by microwave-assisted extraction(MAE) under different extraction conditions including solvent and microwave power. Functional activities of Flammulina velutipes extract and Lyophyllum ulmarium extract including electron donating ability, nitrite scavenging effect, tyrosinase activities and etc. were examined.
Functional activities of Flammulina velutipes, exactly, tyrosinase inhibition activity and nitrite scavenging effect increased as microwave power increased during extraction. However, total phenol content and electron donating ability reached maximum at the microwave power of 90 W. Total polyphenol content and electron donating ability increased as extraction time extended up to 15 min, but the highest tyrosinase inhibition was obtained after 5 min extraction. Significantly higher tyrosinase inhibition activity was found in 99% ethanol extract whereas greater nitrite scavenging effect was observed in the water extract. The maximum nitrite scavenging effect was found at pH 1.2 and decreased as pH increased.
In case of functional activities for Lyophyllum ulmarium, total polyphenol content increased as increasing microwave power up to 90 W in the water extracts. Electron donating ability increased with microwave power up to 90 W in 50% ethanol extract and 99% ethanol extract. Tyrosinase inhibition activity and nitrite scavenging effect in the extract increased as microwave power increased during extraction. Total polyphenol content increased as extending extraction time up to 5 min in the water extract. But the highest electron donating ability and tyrosinase inhibition activity was obtained after 10 min extraction. Significantly higher total polyphenol content and electron donating ability were found in the water extract whereas greater tyrosinase inhibition activity and nitrite scavenging effect were observed in 99% ethanol extract. The maximum nitrite scavenging effect was found at pH 1.2 and decreased as pH increased.
Each of mushroom beverages were made of two type combination ratios that were used of medicinal plants and fruits.
Combination ratio of A type product on Flammulina velutipes was mushroom ext.(25%), apple conc.(1.03%) and danggui ext.(5%), and that of B type product was mushroom ext.(25%), lemon ext.(4.05%), daechu ext.(16.68%) and maesil flavor(0.2%). Combination ratio of A type product on Lyophyllum ulmariumm was mushroom ext.(43.75%), apple conc.(1.03%) and danggui ext.(12.51%), and that of B type product was mushroom ext(43.75%), lemon ext.(4.05%), daechu ext.(13.80%) and maesil flavor(0.2%).
Mushroom extract was concentrated to about 60。Brix with glucose for preparing granule tea.
Section 2. Development of Techniques to Diversify Food Products Made from Flammulina velutipes and Lyopyllum ulmarium
1. The optimization of blanching condition was carried out prior to drying process. Peroxidase was used as a standard enzyme to determine optimum blanching conditions of Flammulina velutipes and Lyophyllum ulmarium. Crude peroxidase extracted from the raw mushrooms had maximum activity at 10 ℃∼ 15℃. Thermal inactivation of the crude peroxidase followed the first order kinetics. The activation energy and z value of the crude peroxidase driven from Flammulina velutipes were found to be 59.58 ㎉/mol and 9.0℃ while corresponding values were 43.05 ㎉ /mol and 12.4℃ for Lyophyllum ulmarium. Thus, the best optimized blanching condition as a pre-treatment of drying process could be established. The blanching condition of Flammulina velutipes was 2∼3 minutes at 75℃ or 1 minute at above 80℃ and that of Lyophyllum ulmarium is 2 miniutes at 85 ℃ or 1 minute at 90℃.
2. The mushroom is dried by means of various drying method and best drying process which minimize the degree of browning and maximize the rehydration rate is determined. The drying devices are hot-air dryer, vacuum dryer and freeze dryer. And drying temperature of hot-air drying and vacuum drying is 40℃∼70℃ and the temperature range is 15℃∼30℃ in case of freeze drying. After all, the drying method which can minimize the degree of browning and maximize the rehydration rate is the freeze drying. Consequently, the quality of mushrooms dried by freeze drying was found to be superior to other drying methods.
3. The optimization of blanching condition was carried out prior to freezing process. The drip loss and the texture of mushroom after melting were measured and the optimizing of freezing temperature and freezing rate was carried out. The drip loss was decreased due to the increased freezing temperature, fast freezing rate and slow melting rate.
4. The extraction conditions of β-glucan were optimized. The parameters considered in the optimization included the ratio of dried mushrooms to distilled water, extraction temperature and extraction time. The optimum extraction conditions of β-glucan extracted from Flammulina velutipes and Lyophyllum ulmarium were 1:20, 55℃, 8 hr and 1:20, 40℃, 8 hr, respectively.
5. The mushroom extract was made by extraction process in order to use as a core material of microcapsule. The extraction condition of mushroom by ethanol was optimized by using response surface analysis. The independent variables were the ratio of dried mushroom to ethanol, extraction temperature and extraction time. The dependent variable was the yield of extract. The optimum condition of Flammulina velutipes extraction was 1:52, 46℃ and 5.47 hr while that of Lyophyllum ulmarium was 1:61, 49℃ and 4.65 hr. The maximum extract yield of Flammulina velutipes and Lyophyllum ulmarium was 0.205 g/g mushroom and 0.223 g/g mushroom, respectively.
6. The encapsulation of each mushroom extract was carried out and the optimum conditions of it was determined by using response surface analysis. The independent variables were amount of dextrin as a wall material and inlet temperature of spray dryer. The dependent variable was the ratio of encapsulated extract to 1 g powder. The optimum conditions of encapsulation of Flammulina velutipes extract was 45 g, 103℃ and the amount of extract in 1 g of microcapsule was 0.0824 g. And the condition of Lyophyllum ulmarium was 39 g, 107℃ and the extract was 0.0237 g.
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제출문 ... 2
- 요약문 ... 3
- SUMMARY ... 13
- CONTENTS ... 19
- 목차 ... 31
- 제1장 연구 개발 과제의 개요 ... 45
- 제1절 연구 개발의 목적 ... 45
- 제2절 연구 개발의 필요성 ... 46
- 제3절 연구 개발의 범위 ... 47
- 제2장 국내외 기술 개발 현황 ... 48
- 제1절 국내외 관련 기술의 현황과 문제점 ... 48
- 제2절 앞으로의 전망 ... 49
- 제3장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 50
- 제1세부 버섯류의 생리활성 검색 및 가공기술 개발 ... 50
- 제1절 서론 ... 50
- 제2절 재료 및 방법 ... 52
- 1. 재료 ... 52
- 2. 실험 방법 ... 52
- 가. 팽이 및 만가닥 버섯의 유효성분 추출기술 ... 52
- 1) MAE 장치 및 추출조건 ... 52
- 2) 수율측정 ... 53
- 3) 생리활성 성분의 측정 ... 53
- 4) 현행추출(conventional extraction; CE)과 MAE 추출 ... 57
- 5) 전처리 방법에 따른 생리활성 측정 ... 57
- 나. 추출공정별 팽이 및 만가닥 버섯의 특성 및 최적추출 조건 설정 ... 58
- 1) 추출조건의 예비 설정 ... 58
- 2) 추출조건 최적화를 위한 중심합성 실험계획 ... 58
- 3) 최적 추출조건의 예측 및 실증실험 ... 60
- 다. 팽이 및 만가닥 버섯의 기능성 소재화 및 가공품의 개발 ... 60
- 1) 버섯 추출물의 특성 조사 ... 60
- 2) 수세시 버섯의 수분 흡수량 ... 62
- 3) 가수량별 당도 변화 ... 63
- 4) 팽이 및 만가닥 버섯 음료의 개발 ... 63
- 5) 팽이 및 만가닥 버섯을 이용한 과립차의 개발 ... 63
- 제3절 결과 및 고찰 ... 63
- 1. 팽이 및 만가닥 버섯의 유효성분 추출기술 개발 ... 63
- 가. 추출 power에 따른 생리활성 성분 ... 64
- 1) 추출 power에 따른 팽이버섯의 생리활성 성분 ... 64
- 2) 추출 power에 따른 만가닥 버섯의 생리활성 성분 ... 68
- 나. 추출시간에 따른 생리활성 성분 ... 73
- 1) 추출시간에 따른 팽이버섯의 생리활성 성분 ... 73
- 2) 추출시간에 따른 만가닥 버섯의 생리활성 성분 ... 78
- 다. 시료 대 용매비에 따른 생리활성 성분 ... 84
- 1) 시료 대 용매비에 따른 팽이버섯의 생리활성 성분 ... 84
- 2) 시료 대 용매비에 따른 만가닥 버섯의 생리활성 성분 ... 88
- 라. CE(conventional extraction)에 따른 생리활성 성분 ... 94
- 1) CE에 따른 팽이버섯의 생리활성 성분 ... 94
- 2) CE에 따른 만가닥 버섯의 생리활성 성분 ... 96
- 마. 전처리 방법에 따른 생리활성 성분 ... 99
- 1) 전처리 방법에 따른 팽이버섯의 생리활성 성분 ... 99
- 2) 전처리방법에 따른 만가닥버섯의 생리활성 성분 ... 103
- 2. 추출공정별 팽이 및 만가닥버섯의 특성 및 최적 추출조건 설정 ... 108
- 가. 팽이 및 만가닥 버섯의 최적 추출조건 설정 ... 108
- 1) 팽이버섯의 최적 추출조건 설정 ... 108
- 2) 만가닥버섯의 최적 추출조건 설정 ... 123
- 나. 팽이 및 만가닥 버섯의 추출 효율 확인 ... 138
- 1) 팽이버섯의 추출 효율 확인 ... 138
- 2) 만가닥버섯의 추출효율 확인 ... 147
- 다. 추출물의 용매제거 제품평가 시험 ... 156
- 1) 팽이버섯 추출물의 용매제거 제품평가 ... 156
- 2) 만가닥버섯 추출물의 용매제거 제품평가 ... 157
- 3. 팽이 및 만가닥버섯의 기능성 소재화 및 가공품의 개발 ... 157
- 가. 팽이 및 만가닥 버섯 추출물의 특성 조사 ... 158
- 1) 팽이 버섯 추출물의 특성 조사 ... 158
- 2) 만가닥버섯 추출물의 특성 조사 ... 162
- 나. 팽이 및 만가닥버섯의 추출조건 선정 ... 166
- 1) 팽이버섯의 추출조건 선정 ... 166
- 2) 만가닥버섯의 추출조건 선정 ... 169
- 다. 팽이 및 만가닥버섯 음료의 개발 ... 172
- 1) 팽이버섯 및 부재료의 적정 음용농도 결정 ... 172
- 2) 만가닥버섯 및 부재료의 적정 음용농도 결정 ... 184
- 3) 버섯 음료의 제조 공정 ... 196
- 라. 팽이 및 만가닥 버섯 과립차의 제조 ... 198
- 1) 버섯의 추출 및 농도 ... 198
- 2) 부형제의 배합 ... 198
- 3) 과립화 및 건조 ... 199
- 4) 과립차의 제조 공정 ... 199
- 제4절 결론 ... 201
- 위탁과제 팽이 및 만가닥 버섯의 가동제품 다양화 기술 개발 ... 203
- 제1절 서론 ... 203
- 제2절 재료 및 방법 ... 206
- 1. 재료 ... 206
- 2. 실험 방법 ... 206
- 가. 건조에 의한 팽이 및 만가닥 버섯의 저장 기술 개발 ... 207
- 1) 건조 전처리 공정으로서 blanching의 최적 조건 확립 ... 207
- 2) 다양한 방법에 의한 팽이 및 만가닥 버섯의 건조 ... 208
- 나. 냉동에 의한 팽이 및 만가닥 버섯의 저장 기술 개발 ... 210
- 1) 냉동 전처리 공정으로서 blanching의 최적 조건 확립 ... 210
- 2) 팽이 및 만가닥 버섯의 냉동 실험 ... 211
- 다. 팽이 및 만가닥 버섯에서 β-glucan 추출 ... 214
- 1) 시료 전처리 ... 214
- 2) 추출 방법 ... 214
- 3) 추출 조건의 선정 ... 215
- 4) β-glucan의 순도 ... 215
- 5) Reagent blank와 glucose standard ... 216
- 라. 버섯 추출물의 미세 캡슐화 ... 216
- 1) 건조된 팽이 및 만가닥 버섯의 분말 조제 ... 216
- 2) 버섯 분말의 에탄올에 의한 추출 최적 조건 확립 ... 217
- 3) 분무 건조에 의한 메탄을 추출물의 미세 캡슐화 최적 조건 확립 ... 218
- 4) 미세 캡슐화 분말의 물성 조사 ... 220
- 제3절 결과 및 고찰 ... 221
- 1. 건조에 의한 팽이 및 만가닥 버섯의 저장 기술 개발 ... 221
- 가. 건조 전처리 공정으로서 blanching의 최적 조건 확립 ... 221
- 1) Peroxidase의 활성에 미치는 온도의 영향 ... 221
- 2) 효소의 열 불활성화 ... 223
- 3) Blanching 최적 조건의 확립 ... 227
- 나. 다양한 방법에 의한 팽이 및 만가닥 버섯의 건조 ... 229
- 1) 팽이 및 만가닥 버섯의 수분 함량 측정 ... 229
- 2) 건조 방법에 따른 건조 조건의 확립 ... 230
- 3) 갈변도 및 재수화 ... 232
- 2. 냉동에 의한 팽이 및 만가닥 버섯의 저장 기술 개발 ... 235
- 가. 냉동 전처리 공정으로서 blanching의 최적 조건 확립 ... 235
- 1) Peroxidase의 활성에 미치는 blanching의 영향 ... 235
- 2) Blanching에 의한 peroxidase의 열저항성 ... 239
- 나. 팽이 및 만가닥 버섯의 냉동 실험 ... 241
- 1) 냉동 속도의 측정 ... 241
- 2) 냉동 속도가 drip의 양에 미치는 영향 ... 242
- 3) 해동 방법이 drip에 미치는 영향 ... 243
- 4) 냉동 온도가 버섯의 texture에 미치는 영향 ... 244
- 5) 해동 방법이 버섯의 texture에 미치는 영향 ... 245
- 6) 냉동 및 해동 최적 조건의 확립 ... 245
- 3. 팽이 및 만가닥 버섯에서 β-glucan 추출 ... 246
- 가. Crude β-glucan 추출의 요인 변수 ... 246
- 나. Crude β-glucan의 최적 추출 조건 ... 251
- 다. (1-3)(1-4) beta-d-glucan의 순도 ... 253
- 4. 버섯 추출물의 미세 캡슐화 ... 254
- 가. 버섯 분말의 에탄올에 의한 추출 최적 조건 확립 ... 254
- 1) 팽이 버섯 (Flammulina velutipes) ... 254
- 2) 만가닥 버섯 (Lyopyllum ulmarium) ... 258
- 나. 분무 건조에 의한 에탄올 추출물의 미세 캡슐화 최적 조건 확립 ... 262
- 1) 팽이 버섯 (Flammulina velutipes) ... 262
- 2) 만가닥 버섯 (Lyopyllum ulmarium) ... 267
- 다. 미세캡슐화 분말의 물성 ... 271
- 5. 팽이 및 만가닥 버섯을 이용한 다양한 신제품 생산 ... 272
- 가. 매세 캡슐화 버섯 추출물의 가공식품 적용 ... 272
- 1) 관련 시장 동향 ... 272
- 2) 현재 시판되는 상품 ... 275
- 3) 버섯 캡슐의 특징 ... 276
- 4) 제품 기획 ... 277
- 5) 버섯 국수 제조 ... 277
- 6) 버섯 추출물 함유 쿠키 제조 ... 279
- 나. 분말화된 버섯의 가공식품 적용 ... 279
- 가) 건조된 팽이 및 만가닥 버섯의 분말 조제 ... 279
- 나) 버섯 분말의 가공 식품 적용 ... 281
- 6. 팽이 및 만가닥 버섯을 이용한 가공 신제품을 위한 공장 설계 ... 282
- 가. 공장 설계를 위한 프로젝트의 범위 설정 ... 283
- 1) 제품 ... 283
- 2) 공정의 구분 ... 283
- 3) 생산량 ... 284
- 4) 포장 ... 285
- 5) 제품의 품질 ... 285
- 6) 공정의 효율 ... 286
- 7) 원료 및 재료의 저장 ... 286
- 8) 유통 경로 ... 286
- 9) 폐기물 처리 ... 287
- 10) 완공 시기 ... 287
- 나. 공정 설계 ... 287
- 1) 버섯 추출물 파우더 제조 공정 ... 287
- 2) 건면 제조 공정 ... 289
- 다. 기계 목록 빛 공장 배치도 ... 294
- 라. 에너지 및 유틸리티 수지, 인력 수요의 추정 ... 298
- 1) 에너지 수지 ... 298
- 2) 유틸리티 수지 ... 298
- 3) 인력 소요의 추정 ... 299
- 마. 비용계산 ... 300
- 1) 고정 자본 투자 ... 300
- 2) 원료비 ... 301
- 3) 포장비 ... 302
- 4) 노무비 ... 303
- 5) 유틸리티 비용 ... 304
- 6) 관리직 노임 ... 304
- 7) 제조원가 ... 305
- 바. 경제성 분석 ... 305
- 제4절 결론 ... 308
- 제4장 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 310
- 제5장 연구 개발 결과의 활용 계획 ... 312
- 제6장 연구 개발 과정에서 수집한 해외 과학 기술 정보 ... 315
- 제7장 참고문헌 ... 316
- 끝페이지 ... 326
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