KR100360306B1 - 콩나물의 재배방법 및 재배용 제제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콩과 녹두를 재배할 때 곰팡이, 효모, 버섯등의 세포벽 물질인 β-글루칸과 갑각류, 연체류, 균류등의 세포벽물질인 키토산과 같은 천연다당체를 원료콩의 침지와 재배시 살포하여줌으로써 콩나물에 함유되어 있는 후라보노이드(daidzin, genistin, daidzein, genistein 등) 함량을 증가시킨 기능성 콩나물의 재배방법 및 재배용 제제에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 콩나물 재배시 성장촉진제로 사용되는 인돌비와 농약제제 호마이수화제의 사용을 억제하고 천연다당체를 이용하여 두채내에 인체에 유익한 후라보노이드의 함량을 증대시킬 수 있는 후라보노이드 함량을 증가시킨 기능성 콩나물의 재배방법및 재배용 제제를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 콩나물류 재배과정에서 천연다당체를 침지/살포하여줌으로써 두채인 콩나물류에 후라보노이드의 함량을 증대시킬 수 있는 콩나물의 재배 방법에 있어서,

상기 천연다당체는 펙틴분해물(0.005∼0.01중량%)과 키토산(0.01∼0.1중량%), β-글루칸(0.0005∼0.005중량%)을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 한다.

Description

콩나물의 재배방법 및 재배용 제제{Culture method and culturing solution of soybean sprout}

본 발명은 콩과 녹두를 재배할 때 곰팡이, 효모, 버섯등의 세포벽 물질인 β-글루칸과 갑각류, 연체류, 균류등의 세포벽물질인 키토산과 같은 천연다당체를 원료콩의 침지와 재배시 살포하여줌으로써 콩나물에 함유되어 있는 후라보노이드(daidzin, genistin, daidzein, genistein 등) 함량을 증가시킨 콩나물의 재배방법 및 재배용 제제에 관한 것이다.일반적으로 콩류를 발아시켜 생산되는 나물은 우리나라의 전통채소식품으로 오늘날에는 전세계적으로 광범위하게 먹고 있는 신선식품이다.

일본을 비롯한 중국, 미국, 유럽등에서는 주로 녹두나물을 많이 먹고 있지만 우리나라는 콩나물을 많이 먹음으로써 약 8천억의 큰 시장을 형성하고 있다. 하지만, 콩나물을 재배하는 과정에서 성장촉진제로 사용되는 인돌비(인돌-3-일아세틱에시드; β-indole acetic acid)와 농약제제 호마이수화제(디메칠 4,4-o-페닐렌비스 3-치오아로파네이트 + 테트라메틸디우람 디설파이드)를 다량 사용함으로써 국민보건에 많은 문제를 일으키고 있다.

콩에는 독특한 기능을 갖는 많은 종류의 유용한 생리활성물질이 존재하며 이 중에서도 대두에 있는 후라보노이드로는 genistein과 daidzein이며 이들의 배당체는 genistin, daidzin으로서 이들은 여러 가지 생리활성을 갖기 때문에 많은 연구팀들로부터 관심의 대상이 되고 특히, genistein은 in vitro실험, 동물실험, 임상실험에서 뛰어난 항암효과를 가지고있음이 밝혀졌고 유방암과 전립선암의 예방효과가 높다고 알려졌다.

genistein의 항암효과는 tyrosine kinase 저해작용, angiogenesis 억제작용, topoisomerase 저해작용등을 통해 설명되고 있다. 또한, genistein 은 체내에서 여성호르몬인 estrogen과 유사한 작용을 하기 때문에 phytoestrogen으로 불리기도 하며 폐경기 여성의 estrogen 결합으로 유발되는 골다공증의 예방과 진행억제에도 효과가 있는 것으로 알려지고 있다.

Daidzein은 뼈에서 혈액으로 칼슘의 재흡수를 억제함으로써 노인과 여성의 골다공증 방지에 효과적이라는 연구가 발표되었다. 이러한 발명은 무공해이면서 건강보조 기능을 갖춘 식품을 찾는 현대의 식품소비경향에 비추어 볼 때 매우 중요한 일이라 하겠다.

현재 세계적으로 콩식품의 이와 같은 유익성에 착안하여 콩이 갖고 있는 기능성 식품 소재의 대량생산을 위해 많은 연구가 진행되고 있으며 그러한 물질중에서도 후라보노이드 성분의 위에 설명한 약리활성 때문에 이들의 대량 생산 연구에 많은 자금이 투입되고 있는 것이다. 또한 flavonoid 물질 함량이 증가된 콩 품종을 개발하기 위해 많은 육종학자들이 연구를 하고 있다.

이러한 시점에서 본 연구가들은 천연다당체인 β-글루칸, 키토산, 펙틴물질 등을 이용하여 두채류재배 중 후라보노이드물질(daidzin, genistin, daidzein, genistein)등의 생합성을 증대시키는 기술을 개발하였으며 이 기술의 개발로 보다 효율적이고 경제적인 후라보노이드 물질의 공급이 기대되고 있다.

이제까지 콩나물에 관련된 특허는 다수 발표되었지만 모두가 단순재배에 관한 방법일 뿐 기능성에 관련된 부분은 없었으며 키토산을 이용한 콩나물재배법(특허 143442호, 공개특허공보 특1998-020182, 공개특허공보 특1998-014397, 공개특허공보 97-25399)등 키토산의 항균성을 이용한 몇몇 특허가 있었지만 모두가 기능성 생리활성 물질의 증대에 관한 특허가 아니고 본 연구에서와 같이 다당체를 이용, 두채의 flavonoid 함량을 증가시키는 방법은 본 연구팀이 아는 한 세계 최초라 하겠다.

본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 콩나물 재배시 성장촉진제로 사용되는 인돌비와 농약제제 호마이수화제의 사용을 억제하고 천연다당체를 이용하여 두채내에 인체에 유익한 후라보노이드의 함량을 증대시킬 수 있는 콩나물의 재배방법및 재배용 제제를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 콩나물류 재배과정에서 천연다당체를 침지/살포하여줌으로써 두채인 콩나물류에 후라보노이드의 함량을 증대시킬 수 있는 콩나물의 재배방법에 있어서,상기 천연다당체는 펙틴분해물(0.005∼0.01중량%)과 키토산(0.01∼0.1중량%), β-글루칸(0.0005∼0.005중량%)을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 β-glucan 처리 콩나물의 후라보노이드 함량을 나타낸 Chromatogram의 표준곡선도,

도 2는 키토산처리 콩나물의 후라보노이드 함량을 나타낸 Chromatogram의 표준곡선도,

도 3은 Acetate 처리 콩나물의 후라보노이드 함량을 나타낸 Chromatogram의 표준곡선도,

도 4는 무처리 콩나물의 후라보노이드 함량을 나타낸 Chromatogram의 표준곡선도.

〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉A : daidzin B : genistinC : daidzein D : genistein

이에 본 발명에 따른 후라보노이드 함량을 증가시킨 기능성 콩나물의 재배방법및 재배용 제제에 대해 상세히 설명한다.본 발명에 사용되는 물질로는 β-글루칸, 키토산, 펙틴물질등을 단독 또는 2종이상 혼합하여 사용함으로써 목적을 달성할 수 있으며, 상기 β-글루칸, 키토산, 펙틴물질의 제조방법으로는 아래와 같다.[제조예 1]β-글루칸의 분리추출법

1) 세포벽의 분리추출

ⓐ 배양한 곰팡이(예: Phytophthora 또는 Aspergillus)을 물과 0.5M-NaCl용액으로 수회에 걸쳐 세척한다.

ⓑ 세척한 곰팡이를 homogenizer로 분쇄 후 0.5 M-NaCl로 3회 세척한다.

ⓒ ⓑ 의 고형물을 20 mM Tris-50 mM EDTA(pH 7.5) 용액에 넣고 3∼18시간 동안 교반한다.

ⓓ Tris-EDTA 용액으로 세척 후 이온교환수로 다시 세척한다.

ⓔ Chloroform / Methanol (1 : 1) 용액으로 지방을 추출 후 아세톤으로 세척한다.

ⓕ 건조시킨 후 물에 현탁시켜 50 mM 초산 용액으로 투석시킨 다음 다시 물에 투석시켜 냉동·건조시킴으로써 곰팡이의세포벽을 분리·추출한다.

2) 수용성 β-글루칸의 제조

ⓐ 1g의 세포벽을 2 M-trifluoro acetic acid 용액 100 ㎖에 현탁시킨 후 85℃에서 2.5 시간 동안 가열시킨다.

ⓑ 불용성 물질을 제거후 상등액을 35∼40℃에서 감압농축한다.

ⓒ Methanol을 첨가 후 다시 감압·농축시키는 것을 여러번 한 후 물을 첨가하여 필요한 농도로 조정한다.

[제조예 2]키토산의 제조

① 홍게껍질 1kg을 1N-NaOH 10ℓ에 80℃로 가열하면서 단백질을 제거하면서 KMnO4 10g을 넣어 색소를 함께 제거한다.

② ①의 내용물을 수회 세척하여 중화시킨 다음 1N-HCl 10ℓ용액에 넣고 5시간동안 교반하여 세척한 후 2회 반복한다.

③ ②에서 얻어진 키틴 300 g을 45% NaOH 6ℓ에 120℃에서 5시간 반응하여 키토산을 제조하였다. 1회 반복하여 탈아세틸도가 95%, 분자량 85,000의 키토산을 제조하였다.

한편, Pectin 물질 및 Oligogalacturonide는 pectin의 가수분해물로써 모든 식물체의 세포벽을 구성하는 다당체로써 세포사이의 가교물질로써 존재하는 것이다. 레몬이나 오렌지 껍질에 다량 함유되어 있으며 분자량이 20,000∼400,000의 고분자 물질로 존재하는 것을 추출하여 식품첨가물로써 판매되는데, 통상 사과에서 추출한 것이 대부분이다.

Pectin을 효소(Polygalacturonase)를 이용해 가수분해하여 사용함으로써 소정의 목적을 달성할 수 있다. 이렇게 하여 구해진 물질을 콩나물을 재배하는 과정인 침지, 발아단계에서부터 0.005∼0.1% 수용액에 처리하여 줌으로써 후라보노 물질을 증대시킬 수 있으며 성장단계에서 살포 횟수에 의거 후라보노이드 물질의 증대를 관찰할 수 있다.이에, 상기의 제조방법으로 얻어진 천연다당체(β-글루칸, 키토산)를 이용하여 콩나물을 재배했을 경우 콩나물에 함유된 후라보노이드량과, 물로만 콩나물을 재배하였을 경우 콩나물에 함유된 후라보노이드량과, 성장촉진제인 인돌비나 농약 살포시 콩나물에 함유된 후라보노이드량을 비교하였다.

［시험예 1］

원료콩 100 g(은하)을 잘 선별한다. 상기 제조예1.에서 제조한 β-글루칸을 물 200 ㎖에 0.001% 농도로 희석하여 원료콩을 4시간 침지하여 재배용기에 담아 2시간 간격으로 5분간 수주하면서 재배하였다. 재배하는 동안 1일 2회에 걸쳐 β-글루칸 0.001% 수용액을 충분히 살포하였다.상기 시험예1을 통해 얻어진 결과는 도 1에 도시된 곡선도를 표시한 다음 표 1과 같다.

［시험예 2］

원료콩 100 g(은하)을 잘 선별한 뒤 상기 제조예2. 에서 제조한 키토산을 0.1% 초산수용액(pH 5.5)으로 제조하여 시험예1.의 방법과 동일하게 콩나물을 재배하였다.상기 시험예2를 통해 얻어진 결과는 도 2에 도시된 곡선도를 표시한 다음 표 2와 같다.

［시험예 3］

인돌비 등 농약살포시나 성장촉진제 사용시의 효과를 살펴보기 위해 인돌비의 기초물질인 초산 0.1% , pH 5.5로 조정하여시험예1. 과 동일하게 콩나물을 재배하였다.상기 시험예3을 통해 얻어진 결과는 도 3에 도시된 곡선도를 표시한 다음 표 3과 같다.

［시험예 4］

대조구를 설정하기 위해 시험예1. 과 같이 하여 물로만 콩나물을 재배하였다. 콩나물의 후라보노이드 성분의 추출은 콩나물 1 g 에 80% 에탄올 4 ㎖을 가하고 해사를 넣은 후 막자사발에서 분쇄하여 20℃에서 12시간 진탕하면서 추출하여 사용하였다. aglycon 시료는 추출액 1 ㎖에 2N-HCL 1㎖를 넣고 90℃에 2시간 산가수분해하여 사용하였다. 콩나물에서 추출한배당체와 aglycon, RP-18 Column을 사용하여 flow rate 1.5 ㎖/min으로 하여 HPLC을 사용 분석하였다. 236 nm에서 30분간 분석하였으며 후라보노이드 표준용액은 Sigma에서 구입하여 사용하였다.상기 시험예4를 통해 얻어진 결과는 도 4에 도시된 곡선도를 표시한 다음 표 4와 같다.

상기 표 1,2,3,4에 나타난 바와 같이 천연다당체를 사용하였을 경우 콩나물내의 후라보노이드(daidzin, genistin, daidzein, genistein)의 함량이 증가된 것을 알 수가 있다.또한 바람직하게는, β-글루칸은 0.001∼0.1% 범위에서 사용하는 것이 좋으며, β-글루칸과 키토산분해물을 혼합하여 사용하면 바람직하며 그 혼합 사용범위는 0.0005∼0.005%의 β-글루칸과 0.01∼0.1% 키토산분해물의 혼합이 바람직하겠고, β-글루칸과 키토산 및 펙틴물질의 혼합사용량은 β-글루칸이 0.0005∼0.005%, 키토산분해물이 0.01∼0.1%, 펙틴분해물이 0.005∼0.01%을 혼합하는 것이 좋으며, 키토산과 펙틴분해물의 혼합사용시에는 각각 0.01∼0.1%을 혼합하여 조성하는 것이 좋다. 또한, 펙틴분해물과 β-글루칸을 혼합하여 사용시애는 펙틴분해물 0.005∼0.01%와 0.0005∼0.005% β-글루칸을 혼합하여 조성하는 것이 좋다.

상술한 바와 같이 본 발명은 생리활성기능이 있는 천연다당체를 이용하여 콩나물을 재배함으로써 농약 및 성장촉진제 사용에 따른 콩나물 기피현상을억제할 수 있으며 후라보노이드 물질의 증대효과에 따른 콩나물의 자기면역부활 및 방어기작의 발현으로 부패병이나 신선도를 유지시켜줄 뿐아니라 기능성물질인 genistein 과 daidzein 함량을 증대시켜줌으로써 국민건강에 많은 기여를 할 것으로 기대된다. 특히, 유방암과 전립선암의 예방효과가 높다고 알려져 있는 genistein 과 뼈에서 혈액으로 칼슘의 재흡수를 억제하여 노인과 여성의 골다공증 방지에 효과적인 daidzein 성분을 기존의 콩나물보다 최소한 2배이상 증가시킴으로써 저렴한 기능성 콩나물을 제공하는 데 의의가 있다고 하겠다.

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5. 콩나물류 재배과정에서 천연다당체를 침지/살포하여줌으로써 두채인 콩나물류에 후라보노이드의 함량을 증대시킬 수 있는 콩나물의 재배방법에 있어서,

   상기 천연다당체는 펙틴분해물(0.005∼0.01중량%)과 키토산(0.01∼0.1중량%), β-글루칸(0.0005∼0.005중량%)을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 콩나물의 재배방법.
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