보고서 정보
주관연구기관 |
동신대학교 DongShin University |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2002-08 |
주관부처 |
농림부 Ministry of Agriculture and Forestry |
등록번호 |
TRKO201400023923 |
DB 구축일자 |
2014-11-14
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초록
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IV. 연구개발 결과및 활용에 대한 건의
1. 밤껍질 원료의 수급과 변성방지대책
밤은 8월말부터 출하되기 시작하여 12월까지 수출용 가공작업이 끝나고 내수용으로 가공하는 경우는 연중 깍기작업을 하고있어 원료인 밤껍질을 확보하기는 어렵지 않으나 차로서 가공하기 위해서는 배출원에서의 철저한 관리방법을 제기해야한다. 따라서 광주지역 밤가공처리 최대사업자인 광주광역시 광천동 소재 순면유통(대표 이종연, 062-373-5104)을 통해 밤차원료인 밤껍질은 속껍질과 걷껍질을 분리된 상태로 수거하여 속껍질을 월료로하며 속껍질에 섞여있
IV. 연구개발 결과및 활용에 대한 건의
1. 밤껍질 원료의 수급과 변성방지대책
밤은 8월말부터 출하되기 시작하여 12월까지 수출용 가공작업이 끝나고 내수용으로 가공하는 경우는 연중 깍기작업을 하고있어 원료인 밤껍질을 확보하기는 어렵지 않으나 차로서 가공하기 위해서는 배출원에서의 철저한 관리방법을 제기해야한다. 따라서 광주지역 밤가공처리 최대사업자인 광주광역시 광천동 소재 순면유통(대표 이종연, 062-373-5104)을 통해 밤차원료인 밤껍질은 속껍질과 걷껍질을 분리된 상태로 수거하여 속껍질을 월료로하며 속껍질에 섞여있는 이물질을 제거한후 밤껍질에 붙어있는 밤살ㄹ을 제거한상태로 차원료로하거나 밤살을 제거하지 않은 상태로 차를 제조할 수 있도록 한다. 이러한 밤껍질은 전분이기 때문에 고온 다숩한 상태에서는 변딜될 우려가 있어 냉동보관하면서 필요시에 차로 가공할 수 있도록 한다.
2. 볶음차의 제조
밤껍질을 냉풍건조시킨 다음 120℃, 150℃, 180℃등으로 볶음온도를 변화시켜 밤차(chestnut tea: C tea)를 제조하였으며 이차를 70℃, 80℃, 90℃
, 100℃의 열수에서 차액을 추출하여 성분분석 및 생리활성 측정용 시료로 하였다. 개스 전기 장작 등 열원을 변화시켜 차를 볶아 그 결과 맛과 색 성분 등에 미치는 영향을 비교하였다. 최적 기능을 가진 차의 제조에 필요한 최적 조건의 볶음온도, 볶음시간, 추출온도, 추출시간, 열ㄹ원 등을 변수로 하여 도출한바 온도가 높을수록 빠른 시간동안 볶지 않으면 시료가 검게 타 들어가기 120℃에서 10볶은 후 꺼내어 문지른 후 다시 반복하여 볶아 4회 시행하여 볶기를 멈추고 완전 건조하여 차시료로 하였다. 실험적인 장치를 꾸며 실험은 하다보니 일정조건을 맞추는 것이 어렵고, 정확한 조건을 유지하도록 하면서 교반시키는 것이 어려웠다.
3. 덖음차의 제조
수분이 약간 들어있는 상태의 밤껍질을 잘 문질러 덩어리지지 않게 한 다음 150℃의 oil bath내에서 교반하면서 덖어내 차로 만들었다. 온도를 더 높이는 것은 거의 볶음현상과 같이 되는 경향이 있으며 이에 필요한 실험장치를 설계하지 않고는 같은 조건을 반복하기 어려웠다.
4. 발효차의 제조
①호기성 분위기 : 식초산용액으로 세척한 밤 껍질을 24시간 그늘에서 말린 후 잘 저어 덩어리지거나 겹치지 않게 하여 발효온도를 20~50℃에서 교반하면서 1주일간 발효시킨 후 차액을 만들어 맛과 색을 비교한 결과 그 다지 차이가 없었으며, 생성된 차의 용출온도에 다른 차이는 100℃에서 용출한 것이 80℃에서 용출한 것보다 짙은 색을 띠며 맛도 더욱 강렬하다는 것을 알 수 있었다. 따라서 약 30℃에서 발효시키는 것이 발효기간을 줄일 수 있으며 사용에너지도 50℃에 비해 적을 것으로 생각된다.
②혐기성 분위기 : 식초산용액으로 세척한 밤 껍질에 수분(40~70%)을 적절히 조절한 다음 밀폐된 용기에 넣어 20℃~50℃범위에서 장기간 발효하면서 시간의 변화에 따라 일정량의 시료를 채취하여 밤차로 제조한 뒤 성분 분석용 밤차(chestnut tea; C tea)로 하였다. 수분이 많을수록 혐기성 발효가 잘 될 것 같지만 50%이상에서는 액체에 침적되는 현상을 나타내 발효보다는 소화되는 것처름 보였다. 따라서 수분을 40%로 고정하고 반응기에서 반응시켰으나 생성물의 색이나 추출 특성이 호기성의 경우와 그다지 차이가 없는 것을 알 수 있었다. 이론적으로는 혐기성 상태에서 단백질의 합성이 잘 이루어지리라 생각되었지만 맛에서 별다른 차이를 느끼지 못하였다. 따라서 이 부분에 대해서는 앞으로 더 규명할 필요가 있다.
5. 개발된 밤차의 이화학적 성분 분석
밤차(chestnut inner skin tea : CIST)를 70℃에서 3~15분간 용출한 추출액은 0.10~0.19mM mannose, 1.53~1.59M glucose, 0.09~0.12mM의 galactose 등을 함유하고 있으며 추출시간을 변화시켰을 경우 농도변화는 galactose를 제외하고 시간이 길어짐에 따라 농도가 높아짐을 알 수 있었다. 또한 추출시간을 고정하고 추출온도를 60℃~90℃로 변화시키면 0.17~0.22mM mannose 및 1.85~2.28mM glucose, 0.01~0.02mM galactose가 검출되었으며 추출 온도가 높을수록 농도가 높아지는 경향이 있음을 알 수 있었다. 그러나 70℃에서 10분간 일차로 우려낸 차를 같은 온도에서 재차 우려낸 차에는 20분까지 용출시간을 연장하였을때 glucose는 첫용출 농도의 30% 정도 검출되었으나 galactose나 mannose는 검출되지 않았다는 것으로부터 galactose나 mannose는 glucose에 비하여 용해성이 크다는 것을 알 수 있다.
밤차를 60℃에서 90℃로 변화시키면서 10분간씩 용출시킨 차액의 아미노산의 분석결과 높은 농도로 존재하는 아미노산은 alanine 642~1090ng/ml, asparagine 125~1170ng/ml, aspartic acid 373~636ng/ml, proline 232~365ng/ml, valine 146~186ng/ml 순이었고, alanine, asparagine, proline 등은 현미녹차에 비하여 존재량이 많으며 glutamic acid, serin, methionine, glutamine 등은 상대적으로 소량 함유되어 있었다. 90℃에서 용출한 차액에는 낮은 온도에서 검출되지 않았던 glycine, histidine 등이 검출되어 이들의 용해성이 매우 낮다는 것을 알 수 있었다. 70℃에서 용출시간을 3분, 10분, 15분으로 변화시켰을 경우의 아미노산 농도는 별 변화가 없는 것을 알 수 있었다. 70℃에서 일차로 10분간 우려낸 밤차를 같은 온도에서 다시 우려낸 차에는 20분까지 용출시간을 연장하여도 처음에 비해 총량 기준으로 약 10% 정도의 아미노산만 검출되었으나 asparagine의 경우는 용출량이 거의 줄지 않았다고 볼 수 있다.
6. 차액의 생체 기능 증진 효과
제 1 차년도
밤속껍질을 이용해 음용수로 가능한 기능성음료를 개발하기 위하여 인체의 활성효과를 관찰한 결과 밤속껍질 추출액은 정상동물 및 암세포가 이식된 동물의 비장세포를 유의성있게 증식시켰고, 또한 암세포를 이식한 동물의 고형암 무게와 생명연장율도 유의성있게 증가시켰다. 이와 같은 결과는 밤속껍질 추출액이 면역항진 및 항암작용을 갖고 있는 것으로 생각 된다.
한편, 뇌기능에 미치는 효과를 알아보기 위하여 뇌연막동맥의 국소뇌혈류량과 혈압을 측정한 결과 건조후 볶은 다음 80℃에서 추출한 추출액이 가장 국소뇌혈류량을 증가시키는 것으로 나타나 밤속껍질을 이용한 기능성 음료의 개발은 볶은 다음 80℃에서 추출한 것이 가장 인체의 활성을 증가시키는 것으로 보인다. 이와 같은 방법은 녹차의 음용온도와는 같은 온도로써 기능성음료의 개발가능성을 보여주는 것이라 생각된다.
제 2 차년도
1차년도의 실험결과에 따라 밤속껍질을 볶음차, 덖음차, 호기성 발효차로 제조하여 국소뇌혈류량, 혈압, 심근 수축력 및 심박동수를 관찰한 결과 덖음차가 혈압이나 슴근수축력, 심박동수에 큰 영향을 주지 않으면서도 국소뇌혈류량을 유의성있게 증가시켰고, 뇌세포의 활성에서도 호기성 발표차는 정상적인 뇌세포의 활성을, 덖음차는 손상된 뇌세포의 활성을 유의성있게 증가시킨 것으로 나타나 뇌기능을 활성화시키는 기능성 음용수의 형태는 덖음차의 형태가 가장 좋은 것으로 나타났다.
또한 비만에 미치는 효과를 관찰한 결과 밤속껍질차를 투여한 모든 실험군이 고지방식이 사료를 투여한 비만모델에서 유의한 비만억제효과를 나타내었고, 그 중에서도 덖음차가 가장 유의한 효과를 나타내었다. 그리하여 식생활의 변화와 각종의 스트레스 등으로 인해 체증이 증가해 고민하는 사람들에게 덖음차 형태의 밤속껍질차를 장기간 복용시키면 우수한 효과를 거둘 수 있을 것으로 생각된다.
한편, 항암효과를 관찰한 결과 L1210세포를 이식하였을 때는 호기성 발효차가, 고형암세포를 이식하였을 때는 덖음차가 항암효과를 나타내었다. 그러나 그 중에서도 항암효과가 있는 밤속껍질차의 형태는 덖음차로써 암종으로 고통받고 있는 환자들에게 권장할 만한 가치가 있는 것으로 생각된다. 면역세포의 활성은 볶은차가 비장세포의 증식율을 가장 많이 증식시켰다.
그러나 위와같은 결과들을 종합하여 볼 때 밤속껍질을 이용한 기능성 음용수의 개발은 덖음차의 형태가 인체의 활성을 가장 효과적으로 증식시키고, 음용수의 추출온도도 80℃가 가장 적당하리라 생각된다.
7. 제조공정 선정 및 설계
1) 원료의 수급과 처리공정
밤껍질은 밤가공 수공업자에게 밤 껍질 처리요령을 전달하여 필요한 상태 또는 별질되지 않은 상태로 수집할 수 있도록 하여 냉동고에 보관하면서 필요량을 건조하여 원료로 사용하도록 한다. 밤 껍질에는 밤분말이 섞여있으며 이 분말은 전분이 주성분이기 때문에 볶거나 덖음으로 해서 구수한 맛이 더해지는 특성을 갖고 있었다. 특히 현미녹차와 같이 녹차에 현미의 전분을 일부러 더하여 전분의 맛을 살리는 점을 생각하면 밤껍질에 있는 전분은 그대로 사용하거나 일부만을 제거하여 사용하는 것이 더욱 효과적일 것으로 생각된다.
2) 차의 제조공정
볶음차제조 장치는 가마솥을 올려놓을 수 있는 오목한 형태의 전기가열맨틀을 만들어 그 위에 솥을 앉혀놓은 방법으로 제작하였으며 서모컨트롤러를 부착하여 온도조작을 용이하도록 하였다. 실공정에서는 전기맨틀보다는 개스버너를 사용하는 것이 경제적일 것으로 보인다.
덖음차제조장치는 실험실용이기 때문에 사각 오일 bath에 시중에서 판매되고 있는 지름 18cm, 깊이 10cm의 둥근 키높은 라운드형 냄비를 사용하여 제작하였으며 2회 또는 3회정도 덖고나면 거의 수분이 제거되었다. 그러나 시료의 수분이 많고 적음에 따라 덖는 횟수와 완전 건조사이에는 비례관계가 성립되는 것을 알 수 있었다.
발효차제조장치는 내용적 50x40x60cm의 용기 아래에 저속팬을 달아 상온 또는 특정온도에서 공기를 불어넣을 수 있도록 하였다. 시간이 지나면서 수분의 량은 감소되었으나 12시간정도 지난 후 완전 건조를 위해 건조기를 사용하였다. 실제 공정에서는 긴 망사형 원통에 시료를 넣고 주위온도를 일정온도로 제어하면서 저속으로 회전시킨 다음 곡물 건조기를 사용하는 것이 좋을 듯하다.
3) 차액의 제조공정
차액의 제조장치는 원통형 파이랙스 유리통 내부에 가열용 히터를 부착하여 온도를 조절할 수 있도록 하였으며 필요 온도에 도달된 후에 미리 평량한 차시료 주머니를 넣고 일정시간이 경과한 후에 주머니를 꺼내 차의 농도를 재현할 수 있도록 하였다. 추출시간에 따라 차의 색이나 맛 등이 달라진다는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 차액의 제조는 양질의 물이 필요하기 때문에 실 공정에서는 차액 제조를 위한 수원의 개발과 일정 수질을 유지할 수 있는 시설 계획을 세우지 않으면 안 된다. 추출제조된 차액을 포장하여 출하할 수 있는 시설에 대한 계획도 실 공정에서는 필요하다. 즉 캔 또는 페트병으로 출하하기 위한 공정을 추가하여 설계해야 한다.
4) 분말차의 생산공정
제조한 차를 팩차나 봉지차 등 일정단위로 포장하여 시중에 출하하기 위한 공정을 설정하고 장치의 도입과 운전계획을 세워야 한다.
Abstract
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2. Goal and Significance of the Study
Korea exports 30,000tons of processed chestnut annually. During the chestnut processing, 50%(wet w/w) of unprocessed chestnut is disposed of as peeled waste, which still retains edible flesh up to 25% of its wet weight and 25% inner shell of this.
This stu
2. Goal and Significance of the Study
Korea exports 30,000tons of processed chestnut annually. During the chestnut processing, 50%(wet w/w) of unprocessed chestnut is disposed of as peeled waste, which still retains edible flesh up to 25% of its wet weight and 25% inner shell of this.
This study is directed toward the development of efficient processes to recover and reuse this 'inner shell", which has been discarded. This recovered chestnut inner shell can be used as drinkable liquid like a tea and consequently added value of agricultural income can be expected.
3. Research and Scope
1) Chestnut inner skin tea(CIST) appears to contain significant amount of free mannose(0.10~0.19mM), which is quite exceptional because mannose has not been known to be stored in quantity in natural products. In contains 100 parts glucose, 1 part galactose, and 10 parts mannose, whose contents were not variant with brewing temperature and time. It also contains higher concentration of alanine > asparagine > aspartic acid > proline > valine, but less amount of glutamic acid, serine, methionine, and glutamine. Their concentrations generally increased with brewing temperature and time. Most amine acids were extracted during the first brewing.
2) The brown rice-green tea(BRGT) extract contains more glucose(20 parts) than galactose(1 part), whose contents are not variant with brewing temperature and time. It also contains higher concentrations of glutamic acid > asparatic acid > serine> methionine > alanine, whose concentrations generally increased with brewing temperature and time. Most amino acids were extracted during the first brewing.
3) The Cassia tora tea(CTT) extract contains undetectable amount of monosaccharides and only 1/6~1/7 of amino acids in BRGT and CIST.
4) BRGT contains higher concentration(126~162mg/L) of caffeine but CIST and CTT contain no detectable caffeine.
5) the activation of Physiological functions (regional cerebral blood flow, mean arterial blood pressure, proliferation of immunocytes in vitro and in vivo, suppression of cancer cell proliferation) in mouse and rat.
① rCBF was increased by Cassia tora tea, but decreased by chestnut inner skin tea in rats.
② BP was increased by brown rice-green tea in rats.
③ Proliferation ofo mouse thymocytes and splenocytes were significantly increased by chestnut inner skin taa in vitro.
④ Proliferation of mouse thymocytes was decreased by Cassia tora tea and brown rice-green tea in vitro.
⑤ Proliferation of mouse thymocytes was decreased by Cassia tora tea and brown rice-green tea in L1210 transplanted mice.
⑥ Proliferation of splencoytes was accelerated by chestnut inner skin tea in L1210 transplanted mice.
⑦ Proliferation of L1210 cells was inhibited by chestnut inner skin tea and Cassia tora tea in L1210 transplanted mice.
6) the activation of a living body's function(regional cerebral blood flow and mean arterial blood pressure in Sprague-Dawley rats, proliferation of thymocytes in normal mice and L1210 cells transplanted mice).
We used inner shell of Chestnut extract{Sample A ; inner skin of Chestnut-panbroiled after dried-extract(100℃), Sample B ; inner skin of Chestnut-panbroiled-extract(100℃), Sample C ; inner skin of Chestnut-panbroiled after dried-extract(80℃), Sample D ; inner skin of Chestnut-panbroiled-extract(80℃)}. Regional cerebral flow(rCBF) and Mean arterial blood pressure(MABP) were tested using Leser-Doppler Flowmetry(LDF), and the proliferation of thymcytes was tested using a colorimetreic tetrazoliun assay (MTT assay).
① rCBF was significantly increased by Sample C in a dose-dependent manner.
② MABP was not changed by Sample C in a 0.1mg/kg~10.0mg/kg treated group.
③ Proliferation of thymocytes was not changed by Sample C in normal mice.
④ Proliferation of thymocytes was significantly accelerated by Sample C in L1210 cells transplanted mice.
4. Suggestion
Any recovery process for chestnut inner shell includes drying, roasting, extracting and packaging, which needs less expensive facility. This makes it suitable to small scale factory.
Adding this recovery process to small scale chestnut processing factory can improve its productivity, thus alleviate its financial difficulty. If adequate technical advice and finacial assistance are directed to selected few shestnut procession factories, which have strong interest in the process, they can become very competitive and overcome the current agricultural crisis.
In addition to expanding the chestnut tea's application to various functional beverage, intensive advertising its value as an effective ingredient to enhance its function shall be given much emphasis to creat new and substantial consumer demand.
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제출문 ... 2
- 요약문 ... 3
- SUMMARY ... 10
- CONTENTS ... 13
- 목 차 ... 14
- 제1장 연구개발과제의 개요 ... 15
- 1. 연구개발의 목적 ... 15
- 2. 연구개발의 필요성 ... 15
- 3. 연구개발의 내용 및 범위 ... 17
- 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 20
- 1. 카페인 ... 20
- 2. 탄닌 ... 20
- 3. 아미노산 ... 20
- 4. 비타민 ... 21
- 5. 기타 성분의 효능 ... 21
- 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 23
- 제1절 밤차의 제조기술 및 제조공정의 개발 ... 23
- 1. 밤차 원료 제조 ... 23
- 2. chestnut tea(C tea)의 제조 및 추출실험 ... 23
- 3. 최적 밤차제조공정의 설계 ... 24
- 4. 관능검사 ... 28
- 5. 원가분석 ... 29
- 제2절 차추출액의 이화학적 성분분석 ... 30
- 1. 단당류 분석 ... 30
- 2. 아미노산 분석 ... 32
- 3. 카페인 분석 ... 35
- 제3절 차추출액의 in vitro 및 in vivo실험 ... 36
- 1. 실험재료 ... 36
- 2. 동물 ... 36
- 3. 방법 ... 36
- 4. 면역세포 및 암세포 증식능 측정 ... 37
- 5. 항 종양실험 ... 39
- 제4절 생체활성에 미치는 효과(I) ... 40
- 1. 면역 효과 ... 40
- 2. 항암효과 ... 41
- 3. 뇌혈류량에 미치는 효과 ... 42
- 제5절 생체활성에 미치는 효과(II) ... 45
- 1. 세포주 ... 45
- 2. 동물 ... 45
- 3. 실험군 분류 및 약물투여 ... 45
- 4. 万法 ... 46
- 5. 실험성적 및 고찰 ... 48
- 제6절 비만 억제 효과 ... 57
- 1. 동물 ... 57
- 2. 비만유도 및 실험군분류 ... 57
- 3. 체중측정 ... 57
- 4. 체혈 및 혈청분리 ... 58
- 5. 생화학적 변화 측정 ... 58
- 6. 실험결과( 비만 억제 효과) ... 58
- 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 64
- 1. 차제조공정의 설계 ... 64
- 2 이화학적 성분 기능확인 ... 64
- 3. 차액의 생체 기능 증진 효과 ... 64
- 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 66
- 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 67
- 제7장 참고문헌 ... 69
- 끝페이지 ... 74
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