KR100430784B1 - 고함량의 미량무기물이 함유된 버섯균사체를 포함하는 당뇨병 치료용 음료 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고함량의 미량무기물을 함유하는 버섯 균사체의 생산방법 및 그 산물에 관한 것으로 곡물가루를 함유하는 액체배지에 크롬, 셀레늄, 게르마늄과 같은 미량무기물을 첨가한 다음 멸균한 후 버섯 균사체의 종균을 접종하여 배양함으로써 저렴한 비용으로 고함량의 미량무기물을 함유하는 버섯 균사체를 생산하는 효과가 있으며 상기 배양된 버섯 균사체를 이용하여 제조한 기능성 음료는 맛도 우수하고 당뇨병 등의 성인병 치료 및 예방에 효능을 나타낼 수 있는 뛰어난 효과가 있다.
Description
본 발명은 고함량의 미량무기물을 함유하는 버섯 균사체의 생산방법 및 그 산물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 미강과 밀가루 같은 곡물가루를 함유하는 액체배지에 크롬, 셀레늄, 게르마늄과 같은 미량무기물을 첨가하여 배지를 제조하고 버섯 균사체를 접종하여 배양하는 방법 및 그 산물에 관한 것이다.
버섯은 단백질 함량이 많을 뿐만 아니라 인체에 유익한 다른 많은 생리활성 물질을 갖고 있다. 최근 들어 이들 중 크롬, 셀레늄, 게르마늄과 같은 미량무기물이 신진대사에 미치는 직·간접의 영향이 밝혀지면서, 크롬, 셀레늄, 게르마늄과 같은 미량무기물의 생리적 기능이 특히 강조되고 있는 것은 이러한 미량무기물의부족에 의해 질병이 발생될 수 있기 때문이다. 또한 화학비료를 많이 쓰는 오늘날에는 토양에서 미량무기물이 점점 없어지기 때문에 더욱 이들의 공급이 점점 더 요구되고 있다. 당뇨병은 미량무기물인 크롬, 아연부족에 의해 발병이 촉진되는데 이는 인슐린의 활동력을 높이고 작용여건을 갖추어 주기 위해서는 크롬과 아연이라는 미량무기물이 필요하기 때문이다. 특히 크롬은 혈당조정인자로서의 크롬(GTF)이라 하여 효모에서 발견되고 있다. 셀레늄의 부족은 암의 발생원이 될 수 있으며, 또한 노화를 촉진하고 동맥경화증을 일으키기도 한다. 게르마늄은 인삼과 산삼등의 약리활성을 갖는 식물에 함유되어 있음이 발견된 후 근래에 항암제 및 간염치료제, 면역증진을 위한 기능성 식품으로 이용 연구되고 있다. 이러한 크롬, 셀레늄, 게르마늄과 같은 미량무기물의 공급원으로 효모가 주로 이용되고 있으나 영지, 운지 등의 버섯류에도 미량무기물들이 많이 존재하고 있다. 따라서 항암성분뿐만 아니라 크롬, 셀레늄, 게르마늄과 같은 미량무기물의 공급원으로서 고부가가치를 갖는 버섯 균사체를 생산하여 건강식품, 기능성식품 및 의약품의 바이오 소재로 이용할 수 있을 것이다.
본 발명자들은 상기와 같은 점을 착안하여 곡물가루를 함유하는 액체배지에 미량무기물을 첨가하여 제조된 배지에 버섯 균사를 접종하고 배양하여 저렴한 비용으로 고함량의 미량무기물을 함유하는 버섯 균사체를 생산함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 고함량의 미량무기물을 함유하는 버섯 균사체의 배양방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 버섯 균사체 배양방법에 의해 얻어진 산물을 제공함에 있다.
본 발명의 상기 목적은 곡물가루를 함유하는 액체배지에 미량무기물을 첨가하여 멸균한 다음 상기 배지에 버섯 균사체를 접종한 후 20∼30℃의 배양실에서 고정배양인 경우에는 15∼30일간 배양하고 진탕배양인 경우에는 7∼15일간 배양한 다음 상기 배양된 균사체를 여과하여 회수한 후에 건조, 분말화하여 균사체 분말을 제조하고 열수농축하여 얻는 균사체열수농축액으로 음료를 제조함으로써 달성하였다.
이하, 본 발명의 구성을 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 공정별로 도시한 개략도이다.
본 발명은 버섯 균사체의 종균을 아가 플레이트(agar plate) 또는 액체배지에 접종하여 배양하는 공정; 상기 버섯 균사체를 배양하기 위하여 미강과 밀가루를 각각 0.5% 첨가한 액체배지에 크롬, 셀레늄, 게르마늄과 같은 미량무기물을 첨가한 후 배양용기에 넣고 고압증기살균기나 밀페솥에서 20분간 살균하는 공정; 상기 제조한 배지를 냉각한 후 버섯 균사체의 종균을 접종하여 20∼30℃의 배양실에서 고정배양인 경우에는 15∼30일간 배양하고, 진탕배양인 경우에는 7∼15일간 배양하는 공정 ; 상기 균사체 배양액을 여과하여 균사체를 회수한 후에 건조, 분말화하여 균사체 분말을 제조하고 여액은 가열하여 농축액을 제조하는 공정 및 상기 제조한 버섯 균사체의 분말 및 버섯 균사 배양물을 이용하여 건강음료를 제조하는 공정으로 구성된다.
상기 단계의 기능성 음료를 제조하는데 있어서, 크롬을 첨가한 액체배지를 사용하여 제조한 영지버섯 균사체 건조분말 1∼10g, 바람직하게는 3g과 셀레늄을 첨가한 액체배지를 사용하여 제조한 영지버섯 균사체 건조분말 0.01∼1g, 바람직하게는 0.15g을 미량 무기물이 첨가되지 않은 액체배지에서 배양하여 얻은 영지버섯균사 배양물 1L∼2L, 바람직하게는 1.5L에 혼합하여 농축한 다음 여과하여 당뇨병 치료에 뛰어난 효과가 있는 기능성 음료를 제조하거나, 상기 배양물 및 균사체 분말을 이용하여 음료에 통상 첨가되는 첨가물, 예를 들어 글루코스, 말토오즈, 사카로스, 올리고당, 천연꿀 등을 넣어서 통상의 음료제법에 따라 제품화 할 수 있다. 이때 미량무기물을 함유하는 버섯 균사체는 조성물 총 중량에 대하여 0.001∼1중량%로 함유되게 하는 것이 바람직하다.
상기 고함량의 미량무기물을 함유하는 버섯 균사체의 배양방법을 공정별로 상세히 설명한다.
제 1공정: 버섯균사체의 종균 배양
버섯균사체의 종균배양은 버섯균사체를 아가 플레이트(agar plate)상에서 배양하거나 액체배지에 접종하여 배양한다.
제 2공정: 버섯 균사체 배양을 위한 배지 제조
물에 미강과 밀가루를 각각 0.5% 첨가한 배지에 크롬같은 미량무기물을 첨가한다. 상기의 혼합물을 배양용기에 넣고 잡균의 침입을 방지하기 위하여 뚜껑을 장착한 다음 이것을 고압증기살균기나 밀폐솥에서 20분간 살균한다.
상기 단계에서 크롬 외에도 셀레늄, 게르마늄같은 미량무기물을 사용할 수 있다.
상기 단계에서 버섯 균주에 따라 크롬(CrCl3)은 100∼1,200mg/L, 셀레늄(Na2SeO3)은 20∼300mg/L, 게르마늄(GeO2)은 200∼1,200mg/L을 첨가하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 크롬, 셀레늄, 게르마늄을 각각 200mg/L, 50mg/L, 1,000mg/L을 첨가한다.
제 3공정: 버섯 균사체의 배양
상기 제 2공정에서 제조한 멸균된 배지를 냉각한 다음 무균적으로 상기 제 1공정에서 배양한 버섯종균을 접종하여 20∼30℃의 배양실에서 고정배양인 경우에는 15∼30일간, 진탕배양인 경우에는 7∼15일간 배양한다.
본 발명 고함량의 미량무기물을 함유하는 버섯 균사체의 배양배지에 접종할 수 있는 버섯 균사체는 영지, 운지, 치마, 느타리, 여름느타리, 표고, 팽이, 목이, 잎새, 싸리 및 맛버섯 등으로 식용 및 약용으로 사용되는 버섯이면 특별히 제한되지 않는다.
제 4공정: 균사체 분말 및 배양농축액의 제조
상기 제 3공정에서 배양된 배양물을 여과하여 균사체만을 회수한 다음 50∼60℃에서 12∼24 시간동안 건조한 뒤 분말화하여 균사체 분말을 제조하고 여액은 가열하여 농축액을 제조한다.
상기 단계에서 제조한 균사체 분말은 기능성식품, 의약품 및 그 원료의 제조에 이용할 수 있고, 배양농축액은 사료에 첨가할 수 있다. 즉, 회수된 버섯 균사체에는 크롬, 셀레늄, 게르마늄과 같은 미량무기물의 생리활성물, 엑소폴리삭카라이드(exopolysaccharides)와 β-D-글루칸(β-D-glucan)등의 항암제, 균사배양액에는 엑소폴리삭카라이드(exopolysaccharides)와 β-D-글루칸(β-D-glucan)등의 항암제와 셀룰라아제(cellulases), 락카아제(laccases), 리파아제(lipase), 폴리갈락토우로나아제(polygalactouronases), 및 프로티아제(proteases)등의 수십종의 가수분해효소들 및 이러한 효소들에 의해 가수분해된 곡류의 여러 분해물질들이 존재할 뿐만 아니라 탈취제거와 같은 여러 가지 기능을 지닌 성분들을 포함하고 있기 때문에 이를 기능성식품, 의약품, 사료 및 그 원료의 제조에 이용할 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 방법을 실시예를 들어 상세히 설명하고자 하지만,본 발명의 권리범위는 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 고함량의 크롬을 함유하는 버섯균사체 배양 및 그 산물 생산
물 2L에 미강과 밀가루를 각각 0.5% 첨가한 배지에 크롬(CrCl3)을 200mg/L 첨가하여 액체배지를 제조한 다음 오토클래브에서 20분간 멸균하였다. 상기 멸균시킨 배지에 영지버섯균사의 종균을 무균적으로 접종하고 25℃에서 20일간 고정배양하였다. 배양 후 상기 액체배양액의 균사체를 여과하여 회수하고 열풍건조한 후 분말 6g을 얻었다. 상기 여액 1.8L는 100℃에서 1시간동안 가열농축하여 농축액 900mL를 제조하였다.
실시예 2: 고함량의 셀레늄을 함유하는 버섯균사체 배양 및 그 산물 생산
셀레늄(Na2SeO3) 50mg/L을 사용하여 상기 실시예 1과 동일하게 배지를 제조하고 영지버섯균사를 접종하여 배양한 다음 건조분말과 농축액을 제조하였다. 최종 제조된 건조분말은 6.5g이였으며 농축액은 880mL였다.
실시예 3: 고함량의 게르마늄을 함유하는 버섯균사체 배양 및 그 산물 생산
게르마늄(GeO2) 1,000mg/L을 사용하여 상기 실시예 1과 동일하게 배지를 제조하고 영지버섯균사를 접종한 다음 배양하여 건조분말과 농축액을 제조하였다. 최종 제조된 건조분말은 5.5g이였으며 농축액은 910mL였다.
실시예 4: 본 발명 버섯균사체의 크롬함량 비교
상기 실시예 1과 동일하게 배양하여 얻은 영지버섯균사체(실험군 1)와 상기실시예 1과 동일하나 크롬이 첨가되지 않은 배지에서 배양하여 얻은 영지버섯균사체(대조군)에 함유된 크롬함량을 비교하였다. 시험분석결과는 표 1에 나타난 바와 같이 실험군 1이 대조군보다 높았다.
| 대조군(mg/kg) | 실험군 1(mg/kg) |
| 1.3(I.C.P법) | 677.8(I.C.P법) |
실시예 5: 본 발명 버섯균사체의 셀레늄함량 비교
상기 실시예 2와 동일하게 배양하여 얻은 영지버섯균사체(실험군 2)와 상기 실시예 2와 동일하나 셀레늄이 첨가되지 않은 배지에서 배양하여 얻은 영지버섯균사체(대조군)에 함유된 셀레늄함량을 비교하였다. 시험분석결과는 표 2에 나타난 바와 같이 실험군 2가 대조군보다 높았다.
| 대조군(mg/kg) | 실험군 2(mg/kg) |
| 1.9(I.C.P법) | 3,662.4(I.C.P법) |
실시예 6: 본 발명 버섯균사체의 열수농축액을 이용한 기능성음료의 제조
상기 실시예 1에서 얻은 영지버섯균사체 건조분말 3g(크롬함량: 약 2mg)과 상기 실시예 2에서 얻은 영지버섯균사체 건조분말 0.15g(셀레늄함량: 약 0.55mg)을 상기 실시예 1과 2와 동일하나 미량무기물(크롬,셀레늄)이 첨가되지 않은 배지에서배양하여 얻은 영지버섯균사배양물 1.5L에 혼합하여 감압농축기나 가열로 농축한 후 여과하여 약 1L의 균사체열수농축액을 얻었다.
상기에서와 같이 제조한 본 발명 음료를 당뇨병 환자 5명을 대상으로 맛에 대한 기호도와 당뇨치료효과를 조사하였다. 맛에 대한 기호도에 있어서 5명 모두 우수하다고 하였다. 당뇨치료효과는 본 발명 음료를 1일 1회 100mL씩 복용 후 3주일까지 혈당치를 측정한 결과, 1명이 35%, 1명이 20%, 2명이 14% 감소하여 복용 후 3주일만에 80%의 당뇨환자에서 효과를 보았다. 더욱이 35%의 혈당감소를 보여준 환자는 본 발명 음료의 복용 중 기존에 이용하던 인슐린의 양을 줄일 수 있었다. 효과를 보여주지 못한 1명은 평상시 기복이 심한 혈당치를 보여준 환자였다. 그러나 이 환자는 콜레스테롤양에 있어서는 23%의 감소를 보여주었다. 따라서 본 발명 음료를 3주일이상 복용한 환자들은 100% 모두 효과를 보았다. 본 발명 음료는 당뇨환자에 효과적인 기능성음료이면서 고콜레스테롤, 고지혈증, 비만증, 천식, 불면증 등을 가진 환자들도 효과를 볼수 있다.
이상, 상기 실시예를 통하여 설명한 바와 같이 본 발명 고함량의 미량무기물을 함유하는 버섯 균사체의 생산방법은 미강과 같은 곡물가루를 함유하는 액체배지에 크롬, 셀레늄, 게르마늄과 같은 미량무기물을 첨가한 다음 멸균한 후 버섯 균사체의 종균을 접종하여 배양함으로써 저렴한 비용으로 고함량의 미량무기물을 함유하는 버섯 균사체를 생산하는 효과가 있으며 상기 배양된 버섯 균사체를 이용하여제조되는 기능성음료는 음료로서 맛도 우수하고 당뇨병 등의 성인병 치료 및 예방에 효능을 나타낼 수 있는 뛰어난 효과가 있으므로 건강식품산업상 매우 유용한 발명인 것이다.
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- 100∼1200 mg/L의 크롬이 첨가된 액체배지에서 배양된 영지버섯 균사체의 건조분말 1∼10 g과 20∼300 mg/L의 셀레늄이 첨가된 액체배지에서 배양된 영지버섯 균사체의 건조분말 0.01∼1 g을 미량 무기물이 첨가되지 않은 액체배지에서 배양하여 얻은 영지버섯 균사 배양물 1.5 L에 혼합하여 농축한 다음 여과하여 제조됨을 특징으로 하는 당뇨병 치료용 음료.
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