KR100272793B1 - 쇠비름추출물을 이용한 식품보존제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 쇠비름(학명: Portulaca oleracea L.) 추출물을 이용한 식품보존제에 관한 것이다.
즉 본 발명은 쇠비름을 특정의 용매(증류수, 메탄올 등)와 혼합한 후 가열과정과 필터링 과정을 거쳐 쇠비름추출물을 구하거나, 또는 쇠비름과 증류수 혼합물을 믹서로 분쇄하고 여과한 쇠비름추출물, 또는 압착기(예; 녹즙기 등)로 압착, 추출한 쇠비름즙 등을 구하여 각종 식품의 신선도 유지 및 독소를 형성하는 유해 곰팡이 등으로부터 식품을 장기간 보존할 수 있는 식품보존제를 제공함으로서 식품의 저장이나 보존상의 제 이점을 득할 수 있도록 하고, 염가로 양산할 수 있는 식품보존제를 제공코자 하는 것이다.

Description

쇠비름 추출물을 이용한 식품보존제
본 발명은 각종의 식품을 유통, 보존시 신선도 유지 및 독소를 생성하는 각종 유해 곰팡이로부터 식품을 보존할 수 있는 식품보존제에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 쇠비름(학명: Portulaca oleracea L.) 추출물을 이용한 식품보존제에 관한 것이다.
쇠비름이란 쇠비름과의 1년생 잡초로서 오행초(五行草), 장명채(長命采), 마치채(馬齒菜) 등으로 불리기도 하는데, 주로 길가, 텃밭 등에서 자생하며, 줄기의 높이가 약 15~30cm 내외로 털이 없으며, 줄기는 갈적색이고 가지가 많이 갈라져서 땅 위로 비스듬히 퍼진다. 뿌리는 흰색이지만 손으로 훑으면 원줄기와 같이 붉은색으로 변한다. 잎은 마주 나거나 어긋나기도 하지만 끝부분의 것은 윤생(輪生)한다. 잎 형태는 거꾸러진 달걀모양이고 끝이 둥글며 밑부분이 좁아져서 짧은 잎자루가 된다. 잎의 길이는 1.5~2.5cm, 넓이는 0.5~1.5cm 로서 가장자리가 밋밋하다. 6~10월경에 꽃이 피는데 꽃은 노란색이며 양성으로서 가지 끝에 달리고 꽃받침은 두 개이며 타원형이다. 꽃잎은 다섯 개이며 한낮에 잠깐 꽃이 피었다가 곧 오므라든다. 이러한 쇠비름은 양념 등으로 버무려서 식용하거나 약재로도 활용되고 있으나 그 효능과 용도는 아직까지는 극히 제한되어 있었던 것이다.
한편 근자에 들어 각종의 채소류나 과실류 등과 같은 농산물 등이 비닐하우스 등에서 계절에 관계없이 재배되면서 전국 각지로 사철 공급되고 있으며, 무역장벽이 허물어지면서 외국의 농산물도 국내에 다량 수입되고 있다. 이러한 국내외에서 사철 재배되는 농산물, 또는 계절 과실류 등은 소비자에게 공급되어 식용되기 전까지 신선도 및 각종 유해 미생물 등에 의해 오염, 부패되기가 쉽다. 특히 과실류 중 감귤이나 딸기 등은 비타민류나 식이섬유를 많이 함유한 과실로서 저장성이 약해 제철이 아닌 경우에는 비교적 먹기가 힘들며, 다른 과실류에 비해 저장 중 호흡률이 높아서 식품가치의 손실이 빠르고 오염된 미생물에 대한 저항력이 약해 저장성이 나쁘다는 단점이 있다. 또한 귤의 경우 장기간 저온에서 저장할 시 생리적 장애인 냉해증상이 심하게 발생하여 부패가 많이 발생하는 문제점 등이 있었다.
이와 같은 제 문제점 으로 인해 각종 과실류나 채소류 등은 제 특성을 고려하여 유통 및 보관 단계에서 신선도 유지 및 각종 유해 미생물 등에 의해 오염, 부패되는 것을 최소화코자 특정의 약품처리를 사전에 행하고 있으나, 그러한 약품 중 인체에 치명적인 약품 등도 있어 국민건강에 폐해를 끼치고 있으며, 우리가 소망하는 정도의 식품 장기보존 효과 등도 얻을 수 없었던 실정인바, 인체에 무해하면서도 장기간 각종 식품을 보존할 수 있는 식품보존제의 개발은 절실한 것이었다.
이러한 연유로 많은 학자들이 천연물을 이용한 식품보존제 개발에 관하여 다양한 연구를 진행하고 있으나 아직까지는 만족할 만한 결과는 나오지 않고 있다.
이에 본 발명에서는 각종 식품을 유통하거나 보존하는 단계에서 신선도 유지 및 유해세균 등으로부터 장기 보존할 수 있는 식품보존제를 제공코자 하는 것으로서, 특히 본 발명에서는 주위에서 용이하게 구입할 수 있는 쇠비름을 이용하여 식품보존제를 제조함으로서 염가로 제조, 공급될 수 있도록 할뿐만 아니라 인체에 유해성이 없고 식품의 보존효과가 우수한 식품보존제를 제공할 수 있도록 함에 발명의 기술적 과제를 두고 있다.
본 발명에서는 상기한 기술적 과제를 동시에 달성할 수 있도록 하기 위하여 다년간 그 대상물질을 섭렵하였으며, 수회의 식품보존실험 등을 통하여 그 효능을 입증함에 심혈을 기울였다.
본 발명에서는 우선 경제성 확보를 위하여 주변에서 흔히 접할 수 있고, 구입비용이 저렴한 쇠비름을 식품보존제의 원료로 선정하였다.
쇠비름(학명: Portulaca oleracea L.)은 한해살이 풀인 비름과에 속하는 식물로서, 본 발명은 상기 쇠비름을 사용하여 각종 식품의 신선도 유지 및 유해 미생물 등으로부터의 감염을 차단할 수 있는 식품보존제를 제공코자 한다.
본 발명에 사용되는 쇠비름은 자생력이 아주 강한 식물로, 이의 성분은 노르아드레날린(C8H11O3N ) 0.25%와, 거의 같은 양의 도파민(C8H11O2N), 그리고 적은 양의 도파(C9H11O4N)를 포함하고 있으며, 그 외에 칼리움염(질산염, 염산염, 류산염의 형태로 있는데 K2O로 계산하여 생것에 1%, 마른 것에 10~17%, 많은 양의 유기산(사과산, 레몬산, 구연산), 아미노산(글루타민산, 아스파라긴산, 알라닌), 강심배당체, 안트라키논배당체 등의 성분들로 이루어져 있다. 그리고 신선한 전초에는 물기가 94~96% 들어 있으며, 마른물질은 조단백 14~24%, 조지방 3.7~5.8%, 조회분 25~27%, 단당류 2~3%, 사탕 4.4~6%, 물 분해되기 쉬운 다당류 9~14%, 비타민 B1과 C, 카로틴 9.4~17mg%, 니코틴산 25~50mg%, 미량원소인 아연, 동, 망간, 니켈, 철, 사포닌, 탄닌질 등을 함유하고 있다.
상기와 같은 특성과 성분들로 이루어진 쇠비름을 본 발명에서는 용매로서 증류수와 혼합비를 약 1:1 정도로 하여 100℃에서 약 30분 정도 가열하고, 가열 완료된 쇠비름을 깔데기 등을 사용하여 액상의 쇠비름 추출물을 순도 99.9% 정도가 될 수 있도록 여과하여 액상, 또는 건조시켜 분말상으로 가공한다.
그리고 필요에 따라서는 상기 용매중 증류수 대용으로 메탄올(methanol), PE(petroleum ether), 헥산(hexane), 벤젠(benzene), 클로로포름(chloroform), EA(ethyl acetate) 등을 용매로 사용하여 쇠비름을 용해하고, 용해추출된 추출물, 또는 쇠비름과 증류수 혼합물을 믹서로 분쇄하고 여과한 쇠비름 믹서추출물, 또는 압착기(예; 녹즙기 등)로 압착, 추출한 쇠비름즙 등을 구비하여 본 발명에서 취득코자 하는 효과에 부응하는 식품보존제를 개발하였다.
그리고 본 발명자는 상기한 방법에 의해 추출한 쇠비름추출물이 각종 농산물에 기생하는 유해 곰팡이균에 어느 정도 성장저해 효과를 발휘하는지 아래와 같은 실시예를 통하여 확인할 수 있었다.
(실시예 1)
우선 감귤과 딸기에서 곰팡이균을 각각 분리하고 분리된 곰팡이균에 대한 본 발명의 쇠비름추출물의 성장저해 실험을 행하였다.
성장 저해실험은 패트리 디쉬(petri dish, 일명 "샤레")에 potato dextrose agar(PDA) 배지와 추출한 쇠비름 성분을 농도별로 각각 넣고 굳힌 후 분리한 곰팡이균을 지름 8mm의 크기로 중심부에 놓아 25℃ 항온기에서 3일간 배양시켰다. 배양을 마친 후 성장한 곰팡이균의 지름을 측정하고 이것을 쇠비름 성분을 넣지 않고 배양한 곰팡이 대조군과 비교하여 성장저해률을 구하였다.
그 결과 하기의 표 1 및 표 2 에서와 같이 증류수, 메탄올, 에틸아세테이트를 용매로 사용하여 추출한 쇠비름추출물 및 압착기로 압착추출한 쇠비름즙 등이 분리된 곰팡이균에 대한 강한 성장저해 효과를 보였다.
감귤에서 분리한 곰팡이 균주에 대한 쇠비름 추출물의 성장저해효과
쇠비름추출물 종류(1000 ppm농도) 성장한 곰팡이균의 지름(mm) 성장저해비율(%)
대조군* 87 0
증류수 10 89
메탄올 12 86
에틸아세테이트 15 83
압착기로 압착추출한 쇠비름즙 13 85
(단, 상기 대조군은 PDA배지에 쇠비름추출물을 넣지 않고 동일한 종류와 크기의 곰팡이균을 동일한 조건에서 접종 배양한 결과임.)
딸기에서 분리한 곰팡이 균주에 대한 쇠비름 추출물의 성장저해효과
쇠비름추출물 종류(1000 ppm농도) 성장한 곰팡이균의 지름(mm) 성장저해비율(%)
대조군* 92 0
증류수 11 88
메탄올 12 87
에틸아세테이트 13 86
압착기로 압착추출한 쇠비름즙 15 84
(단, 상기 대조군은 PDA배지에 쇠비름추출물을 넣지 않고 동일한 종류와 크기의 곰팡이균을 동일한 조건에서 접종 배양한 결과임.)
또한 이상의 쇠비름추출물은 사과에서 분리된 Glomerella ciugulata KCTC 6104나 연부된 고구마에서 분리된 Penicillium expansum KCTC 1257, Rhizopus nigricans KCTC 6062에서도 동일한 성장저해 효과를 보였다.
이상의 결과를 토대로 본 실험에서는 실제 감귤과 딸기의 저장시간에 미치는 쇠비름추출물의 효과를 검증해 보았다. 상기의 추출물을 65~70℃에서 20분간 가열살균하고 감귤 및 딸기를 100℃ 끓는 물에 데친 후 가열, 살균된 쇠비름추출물에 담근 후 건져내거나, 또는 패트리 디쉬에 추출물을 넣은 후 여기에 감귤이나 딸기를 담구어 실온에 보관하였다. 대조군으로서는 쇠비름추출물 대신 살균수를 사용하였고 2주에 걸쳐 이들 과실의 신선도 및 유해세균의 감염여부를 확인하였다.
그 결과 대조군에서는 8일 후부터 곰팡이 등의 미생물이 번식하기 시작했지만 쇠비름추출물에 저장한 감귤이나 딸기는 2주가 경과하도록 곰팡이 등의 성장을 확인할 수 없었다.
이상의 실험결과 본 발명에서 식품보존효과가 가장 우수한 것은 증류수나 메탄올에 쇠비름을 용해시켜 추출한 쇠비름 추출물이나 압착기에 압착, 추출한 쇠비름즙으로서 약 14일간 식품의 신선도가 유지되었으며 유해세균의 감염이 차단되었다.
(실시예 2)
한편 곰팡이가 생산하는 독소는 사람에게 이중으로 영향을 미쳐 작물이 성장하는 동안이나 수확 후 질병을 일으켜 품질을 저하시키거나 수확량을 감소시키고 사람에게 급·만성 질병을 일으키게 된다. 본 발명의 발명자는 쇠비름추출물이 이러한 독소를 생산하는 곰팡이의 발육에 미치는 영향을 조사하였다.
옥수수, 콩, 견과류 등에서 아플라 톡신을 생성하는 곰팡이로 Aspergillus flavus와 Aspergillus parasiticus를 선택하고, 과일, 채소 등에 T-2독소를 생성하는 곰팡이로 Fusarium sporotrichioides 및 Fusarium verticillioides를 선별했다. 또 황변미 등을 일으키는 Penicillium속 곰팡이 중 Penicillium citrinum, Penicillium islandicum 등을 선택하여 이들에 대한 성장저해 실험을 실시한 결과 표 3과 같은 결과를 얻을 수 있었다.
독소를 생성하는 곰팡이균 성장에 미치는 쇠비름추출물의 영향
쇠비름추출물 종류(1000 ppm농도) 곰팡이균의 종류별 성장지름(mm) 및성장저해 비율(%)
곰팡이의 종류 Af Ap Fs Fv Pc Pi
대조군* 92(0) 95(0) 96(0) 93(0) 94(0) 95(0)
증류수 12(87) 11(88) 13(86) 12(87) 13(86) 11(88)
메탄올 13(80) 14(85) 14(85) 18(86) 12(87) 13(86)
압착기로 압착추출한 쇠비름즙 14(85) 16(83) 15(84) 16(83) 14(85) 17(82)
믹서기로 믹싱한 후 추출한 쇠비름추출물 10(89) 12(87) 11(89) 12(87) 10(89) 11(88)
(단, 상기 대조군은 PDA배지에 쇠비름추출물을 넣지 않고 동일한 종류와 크기의 곰팡이균을 동일한 조건에서 접종, 배양한 결과임.)
Af: Aspergillus flavus
Ap: Aspergillus parasiticus
Fs: Fusarium sporotrichioides
Fv: Fusarium verticillioides
Pc: Penicillium citrinum,
Pi: Penicillium islandicum
이상의 실시예에서 용매로서 증류수, 메탄올을 사용하여 추출한 쇠비름추출물 뿐만 아니라 압착기에 압착, 추출한 쇠비름즙, 그리고 증류수와 동량의 비로 혼합한 후 믹싱하고 여과한 쇠비름추출물 등이 성장저해 효과가 있으며, 이들 곰팡이균의 오염을 차단하는 식품보존제로 활용될 수 있음을 확인할 수 있었다.
이상에서 상세히 살펴 본 바와 같이 본 발명은 주변에서 쉽게 구할 수 있는 쇠비름을 증류수, 메탄올 등의 용매와 혼합한 후 가열과정과 필터링 과정으로 이루어지는 추출과정을 통해 얻은 고순도의 쇠비름추출물, 또는 쇠비름과 증류수 혼합물을 믹서로 분쇄하고 여과한 쇠비름추출물, 또는 압착기로 압착, 추출한 쇠비름즙 등을 이용하여 각종 식품을 유통, 보관시 신선도를 유지하거나 유해 미생물의 번식을 억제토록 하는 식품보존제로 사용할 수 있도록 한다. 이를 통해 인체에 무해하고 효과가 우수한 식품보존제를 제공할 수 있으며, 기존 식품보존제에 비하여 제조공정이 간단하고 사용되는 원료의 구입이 용이하여 단가가 저렴할 뿐만 아니라 염가로 양산공급할 수 있는 잇점이 있어 궁극적으로 양질의 식품보존제를 제공함으로 국민건강에 크게 일조할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims (4)

  1. 통상의 쇠비름을 증류수를 용매로 혼합, 가열한 후 여과하여 얻어지는 쇠비름 추출물을 이용한 식품보존제.
  2. 제 1 항에 있어서;
    상기 쇠비름 용매로서 메탄올을 사용하여 얻어지는 쇠비름 추출물을 이용한 식품보존제.
  3. 통상의 쇠비름을 증류수와 약 1:1의 혼합비로 혼합하여 믹서로 믹싱한 후 여과하여 얻어지는 쇠비름 추출물을 이용한 식품보존제.
  4. 통상의 쇠비름을 압착기로 압착, 추출하여 얻어지는 쇠비름 추출물을 이용한 식품보존제.
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