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논문KCI 등재

주정과 효소 복합 처리를 활용한 생강의 다당류 및 기능성분 수용화

Solubilization of polysaccharides and functional components of ginger (Zingiber officinale Rosc.) using ethanol and enzyme

김민아|최정숙|최애진|임푸름|남동건
한국식품저장유통학회 (The Korean Society of Food Preservation)|2019.08|Food Science and Preservation|제26권 제5호|pp. 545-554

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enzymeethanolfunctional componentssolubilizationginger (Zingiber officinale Rosc.)
주제분류식품과학

초록

본 연구는 생강의 다당류 수용화 특성을 증진시킬 수 있는 효소처리 조건과 기능성분의 추출 수율을 극대화할 수 있는 주정처리 최적 조건을 선정하고자 하였으며, 추출 용량별 비교 실험을 통하여 대량 생산의 적용성을 검토하였다. 효소처리 방법별로 비교한 결과, 효소처리 최적 pH로 조정한 단일효소처리구 A와 조정하지 않은 B의 수분용해지수(WSI)는 각각 58.56%, 53.44%로 대조구(CON) 15.35%에 비하여 3.5-3.8배 정도 유의적으로 높게 나타났으며(p<0.001), 단일효소처리구 B는 A에 비하여 5.1% 정도 낮게 나타났다. 주정처리 방법 및 시간별로 비교한 결과, 총 폴리페놀(TP)은 환류냉각법 4.75%, 초음파법 3.62%, 교반법 1.31% 순으로 나타났으며, 환류냉각법이 교반법에 비해 3.6배 높게 나타났다(p<0.001). 환류냉각법의 총 플라보노이드(TF)와 지표성분의 총합은 각각 1.38%, 6.50%로 교반추출법 비해 2.3배, 4.4배 유의적으로 높게 나타났다(p<0.001). 주정처리 단계인 Step I에서 환류냉각법의 처리 시간별 TP와 TF, 지표성분 함량은 처리 시간이 증가할수록 유의적으로 높아졌다. 생강 처리 용량별 가변율은 각 항목별로 ±6-7% 내의 범위로 나타나 생강 대량 추출 적용 가능성을 확인하였다. 결과적으로 단일효소처리구 B는 A에 비해 수용화 특성은 5.1%, 기능성분은 0.3-0.9% 정도 감소하는 경향이 나타났으나, 산업적 대량 추출에서는 pH 조정 단계는 생략하고 진행하는 것이 생산 효율성을 극대화할 수 있는 방법이라고 판단되었다. 그리고 효소처리 전 주정처리를 통하여 생강의 기능성분 추출을 극대화할 수 있음을 확인하였으며, 주정처리는 환류냉각법으로 2시간 동안 처리하는 것이 가장 효과적인 것으로 확인되었다. 이러한 결과를 통해 생강의 부가가치 증진 및 소비 확대를 위한 기능성 소재 개발과 관련 농산 업체의 현장 적용을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이라 생각된다.

Abstract

The objectives of this study were to increase the contents of functional ingredients and water soluble polysaccharides obtained from ginger extracts using ethanol and enzymes and to determine the applicability in pilot-scale production for the food industry. The processing of ethanol-treated extract (step I) depended on the extraction methods and time period of extraction. The enzyme-treated extract (step II) was processed with or without pH adjustment. The water soluble index (WSI) and total polyphenol (TP) content of the enzyme-treated extract (B) without pH adjustment decreased by 5.1% and 0.85%, respectively, as compared with that of the pH-adjusted extract (A). For the ethanol-treated extract processed by the reflux method, WSI of 9.59%, TP content of 4.75%, total flavonoid (TF) content of 1.38%, and total gingerol/shogaol content of 6.50% were obtained. The total gingerol/shogaol content was higher by 3.6 times than those obtained from the extract processed by the stirring method. As the reflux extraction time increased, WSI and the TP, TF, total gingerol/shogaol contents increased significantly. Therefore, the optimum condition for processing the ethanol extract involved refluxing for 2 h at 83℃ unadjusting the optimum pH. The variability of analysis of the parameters depending on different extraction scales was confirmed to be within ±7%. The ethanol and enzyme based approach described in this study would be beneficial to food industries for developing functional products and materials from ginger.

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