상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 5∼9 중량%의 대극, 9∼18 중량%의 뚜껑덩쿨, 9∼18 중량%의 박하, 5∼9 중량%의 붓꽃, 9∼18 중량%의 자귀풀, 5∼9 중량%의 자리공, 5∼9 중량%의 댑싸리, 9∼18 중량%의 활나물, 9∼18 중량%의 녹나무 및 9∼18 중량%의 바람등칡으로 이루어진 약재를 분쇄하여 혼합하는 단계와; 상기 혼합물을 전고형분 중량대비 2∼3배의 물에 넣고 35∼48℃의 중온에서 유효성분을 추출하는 단계와; 상기 추출된 추출액 200중량부에 천연과즙 50∼60 중량부와 곡물분말 40∼50 중량부를 첨가하여 균일하게 혼합한 다음, 포도당 40∼60 중량부와 설탕 40∼60 중량부를 첨가하고, 10∼15℃에서 2∼3개월간 pH 3.5∼4.5로 저온 발효하는 단계와; 상기 저온 발효된 발효액을 여과한 여액에 젖산균을 첨가하여 15∼35℃에서 3∼5일간 pH 3.5∼4.5로 젖산 발효하는 단계; 및 상기 젖산발효된 발효액을 여과하여 남은 여액을 수득한 식물 복발효 효소액을 제공한다.
또한, 상기 추출 단계는 진공 저온 추출방법 또는 2∼3 일간 침지 추출방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 식물 복발효 효소액을 제공한다.
또한, 발효 단계는 구연산 또는 탄산칼슘을 사용하여 pH를 유지하는 것을 특징으로 하는 식물 복발효 효소액을 제공한다.
또, 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상기 식물 복발효 효소액을 유효성분으로 하는 기능성 음료를 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다.
또한, 종래와 동일한 기술적 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에서는 유용한 약재의 추출물을 사용하기 위하여, 대극, 뚜껑덩쿨, 박하, 붓꽃, 자귀풀, 자리공, 댑싸리, 활나물, 녹나무 및 바람등칡을 사용한다.
이때, 본 발명에서는 5∼9 중량% 대극, 9∼18 중량% 뚜껑덩쿨, 9∼18 중량%박하, 5∼9 중량% 붓꽃, 9∼18 중량% 자귀풀, 5∼9 중량% 자리공, 5∼9 중량% 댑싸리, 9∼18 중량% 활나물, 9∼18 중량% 녹나무 및 9∼18 중량% 바람등칡의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
이는 본 발명에서 상기 10종의 약재는 특별히 사용 용량에 제한이 없지만, 대극, 붓꽃, 자리공 및 댑싸리와 뚜껑덩쿨, 박하, 자귀풀, 활나물, 녹나무 및 바람등칡을 각각 5 중량%와 9 중량% 미만을 사용하게 되면 효능이 미미해지고, 각각 9 중량%와 18중량%를 초과하게 되면 전체 조성물에서 다른 약재의 첨가량과 균형을 이루지 못하고, 상기 배합비율로 혼합하여 제조한 추출물이 효과가 최적으로 나타나기 때문이다.
또한, 본 발명에서 사용되는 약재는 이미 한의서나 한약관련서적에 잘 알려져 있는데, 이의 효능을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 대극은 약재로 뿌리 부분을 사용하는 데, 대소변을 잘 통하게 하고, 체내의 물기를 빼주며, 종기나 부기를 가시게 하는 역할을 한다.
그리고, 뚜껑덩굴은 합자초(合子草)라는 생약명으로도 불리우며, 줄기와 잎의 모든 부분을 약재로 사용하는 데, 몸 속의 물의 움직임을 순조롭게 해주고, 독기를 풀어주며 종기를 가시게 하는 효능을 가진다.
박하는 멘톨이 주성분으로 풍을 몰아내고 위를 실하게 해주며 열이나 종기를 가시게 하는 작용을 하며 소화불량 등에 사용된다.
붓꽃은 뿌리 줄기를 약재로 사용하며, 소화를 도와주고 타박상에 의한 피멍을 풀어주며, 종기를 가시게 하는 효능을 가진다.
그리고, 자귀풀은 잎과 줄기와 뿌리의 전체를 약재로 사용하는 데, 이뇨, 해열, 해독, 소종(逍腫) 등의 역할을 한다.
또한, 자리공은 뿌리를 약재로 사용하는 데, 다량의 초석(礎石)과 사포닌과 히스타민 등의 성분이 있으며, 오줌이 잘 나오지 않는 증세와 수종(水腫), 악성종기, 인후염 등에 사용된다.
댑싸리는 열매를 약재로 사용하는데, 강장, 이뇨, 소종 또는 건위에 사용된다.
그리고, 활나물은 생약명으로 야백합(野百合)이라고 불리우며, 잎, 줄기 뿌 리의 모든 부분을 약재로 사용하는 데, 해열, 이뇨, 해독 등의 효능을 가진다.
그리고, 녹나무는 목질부(木質部)를 약재로 사용하는 데, 캄퍼(Camphor)를 주성분으로 가지고 있으며, 강심, 건위, 진통 등에 효능이 있다.
또한, 바람등칡은 줄기와 잎을 약재로 사용하는 데, 진통, 건위, 해독 등과 풍(風) 치료에 사용된다.
한편, 본 발명에 따라 제조된 식물 복발효 효소액은 직접 희석하여 음용하거나 음료수에 응용하여 사용할 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 식물 복발효 효소액을 응용한 기능성 음료는 통상적인 지식을 가진 자가 용이하게 적용 할 수 있는 공지된 방법을 사용하여 제조한다.
그리고, 본 발명의 식물 복발효 효소액의 경구복용의 유효량은 원액 기준으로 하루에 60∼80 ㎖/일(day)을 복용하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게 70㎖/일 을 복용하도록 하는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 복용량은 증상의 경중, 성별, 연령 등의 여건에 따라 변동될 수 있다.
한편, 본 발명에서 식물 복발효 효소액의 제조공정은 다음과 같다.
(1) 약재 분쇄 공정
상술된 10종의 약재를 각각 분쇄하여 분말로 제조하고, 이를 혼합하여 약재 혼합물을 준비한다.
이때, 상기 약재를 분쇄시에는 습식 분쇄기를 사용하는 것이 바람직하다.
(2) 추출액 제조 공정
상기 약재 혼합물을 전고형분 중량대비 2∼3배의 물에 넣고 35∼48℃의 중온에서 유효성분을 추출한다.
이때, 물을 2∼3배를 사용하는 데, 이는 2배 미만시에는 물의 양이 적어 약재의 유효성분을 충분히 추출할 수 없고, 3배를 초과하게 되면 유효성분의 양이 희석되어, 상기 추출액을 발효하여 음료수의 농축재료로 사용하기에는 적합하지 않기 때문이다.
그리고, 35∼48℃의 중온에서 추출하는 것은 고온에서의 열처리를 억제함으로서 미생물이나 효소 등이 사멸되지 않게 하기 위해서 인데, 35℃ 미만으로 추출 시에는 추출시간이 너무 오래 소요되고, 48℃를 초과할 경우에는 효소가 변성되어 활성이 저하되기 때문이다.
(3) 저온 발효 공정
상기 추출된 추출액 200중량부에 천연과즙 50∼60 중량부와 곡물분말 40∼50 중량부를 첨가하여 균일하게 혼합한 다음, 포도당 40∼60 중량부와 설탕 40∼60 중량부를 첨가하고, 10∼15℃에서 2∼3개월간 pH 3.5∼4.5로 저온 발효를 한다.
이때, 사용되는 미생물은 한국에서 자생하고 있는 모든 식물과 함께 공생공존하고 있는 호기성 미생물의 사용이 모두 가능하며, 바람직하게는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 써린지엔시스(Bacillus thuringiensis), 유산균, 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) 등 자연적으로 혼용되어 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 특정 미생물만을 장기간의 발효에 사용할 경우에는 오래 배양하기가 어렵고 원하는 발효가 이루어지지 않으므로 사용하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 10℃ 미만에서 발효를 할 경우에는 발효 기간이 길어지는 단점이 있고, 15℃를 초과해서 발효를 할 경우에는 발효기간은 짧아지나 2∼3개월 기간동안 발효를 할 수 없기 때문에 인체에 유익한 발효산물을 농축하지 못하고 알코올 발효로 되기 쉬워진다.
그리고, 상기 추출액 200부와 동일한 양을 천연과즙, 곡물분말, 포도당 및 설탕으로 맞추어 사용하며, 상기 배합비율로 당도를 birx%를 50 전후로 유지시키고, 포도당과 설탕을 동량 사용함으로써 발효균의 탄소원으로 장기간 사용될 수 있게 초기에는 포도당을, 추후에는 설탕을 분해하여 2∼3개월동안 적절하게 발효가 지속되도록 한다. 이때, 약재의 효소부분에 천연과즙과 곡물 분말을 사용하여 효소액의 활성에 시너지 효과를 주도록 하며, 상기 천연과즙은 오렌지, 사과, 포도, 레몬 등의 농축과즙을 사용하며, 곡물은 찹쌀과 멥쌀, 보리, 현미, 백태 등의 분말가루를 사용하는 것이 바람직하다.
이때, 지나치게 장기간 발효를 할 경우에는 인체에 유해한 미생물에 의해 부패될 가능성이 증가하고 대량 생산에서 생산효율이 떨어지기 때문에 3개월을 초과해서 저온 발효를 하지 않는 것이 바람직하고, 2개월 미만을 발효할 경우에는 상술한 바와 같이 유익한 발효산물을 농축하지 못하게 된다.
(4) 젖산 발효 공정
상기 저온 발효된 발효액을 여과한 여액에 젖산균을 첨가하여 15∼35℃에서 3∼5일간 pH 3.5∼4.5로 젖산 발효를 하여 장에 유익한 균과 이들로부터 분비되는 유효성분을 얻는다.
이때, 고른 젖산 발효를 위하여, 젖산균은 락토바실러스 불라리쿠스 (Lactobacillus bulgaricus), 락토바실러스 아시도필러스(L. acidophilus)의 식용 유산간균 또는 스트렙토코커스 써머필러스(Streptococcus thermophilus), 스트렙토코커스 크레모리( S. cremori) 등의 유산구균을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 총산도는 0.25∼ 1중량%가 되게 하고, 유산균의 수는 1×108 ∼ 10×108마리/㎖로 유지시켜, 유산균 제품화가 가능한 상태로 발효를 하기 위해서 최소 3일 이상이 필요하며, 5일을 초과하면 산도가 증가하여 pH가 지나치게 낮아진다.
한편, 상기 저온 발효와 젖산 발효 과정을 거치면서 pH를 3.5∼4.5로 유지하는 게 바람직한데, 이는 음료수의 농축액으로 사용하여 음용하기에 가장 적합한 pH이기 때문이며, 상기 pH는 구연산과 탄산칼슘을 사용하여 조절하는 것이 바람직하다.
(5) 여과 공정
상기 젖산발효된 발효액을 여과하여 남은 여액을 수득한다.
이때, 수득된 식물 복발효 효소액은 저온 보관하면서 기능성 음료에 사용되는 농축액으로 사용된다.
또한 상기 식물 복발효 효소액은 음료수 제조의 농축액으로 사용하는 것 이외에도 5∼50 배 정도로 희석하여 직접 음용할 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 방법을 실시예와 실험예를 통하여 상세히 설명하고자 한다. 하지만 본 발명의 권리범위는 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1] 본 발명에 따른 식물 복발효 효소액
대극 70g, 뚜껑덩쿨 120g, 박하 120g, 붓꽃 70g, 자귀풀 120g, 자리공 70g, 댑싸리 70g, 활나물 120g, 녹나무 120g 및 바람등칡 120g을 각각 분쇄하고, 상기 분쇄된 분말을 혼합였다.
그리고, 35∼40℃로 유지한 20ℓ의 정제수를 넣고 2일간 천천히 교반하면서 유효성분을 추출하고, 상기 추출액 20ℓ에 사과과즙 5㎏과 찹쌀, 멥쌀, 보리 및 현미가 동량으로 혼합된 곡물분말 5㎏을 첨가하여 균일하게 혼합하고, 상기 혼합물에 포도당과 설탕 각 5㎏을 첨가한 다음, 10∼15℃에서 3개월간 pH 4.0가 유지되도록 저온 발효를 하였으며, pH를 조절하기 위해 구연산을 사용하였다.
이때, 사과 과즙과 곡물분말은 열처리를 하지 않은 것을 사용하였다.
그리고, 상기 저온 발효액을 여과하여 추출잔사물은 제거하고, 남은 여액에 종균배양한 락토바실러스 아시도필러스(L. acidophilus)와 스트렙토코커스 써머필러스(S. thermophilus)를 접종하여 15∼25℃에서 5일간 배양하여 발효를 지속적으로 수행하였다. 이때, 젖산 균주수는 평균적으로 10×108마리/㎖로 측정되었다. 그런 다음, 상기 젖산발효된 발효액을 여과하고, 남은 여액을 수득하여 본 발명의 식물 복발효 효소액을 완성하였다. 그리고 완성된 본 발명의 식물 복발효 효소액은 음용하기 전까지 5℃ 이하의 저온에서 저장되도록 하였다.
이때, 완성된 본 발명의 효소액은 당도가 52°brix였으며, pH는 4.0이 되도록 탄산칼슘으로 조절하였다.
[실시예 2] 기능성 음료수 제조
상기 실시예 1에서 제조된 효소액을 이용하여 기능성 음료수를 다음과 같이 제조하였다.
상기 실시예 1의 발효액 70g에 부재료로 과당 20g, 정백당 4g, 솔비톨 2g, 오렌지농축액 2g, 파인애플농축액 2g, 구연산나트륨 0.2g, 사과향 0.1g, 정제수 99.7g을 첨가하고 40℃ 이하에서 균일하게 교반하여 혼합물을 완전히 용해시킨 후, 상기 혼합물 200㎖을 용기에 담고 80∼90℃에서 30∼60초간 살균하고 냉각하여 완제품을 완성하였다.
이때, 브릭스는 15°brix 정도였고, pH는 4.5 정도였다.
[실험예 1] 본 발명에 따른 기능성 음료수의 기호도 측정
본 실험예에서는 상기 실시예 2에서 제조된 기능성 음료수의 품질특성을 측정하기 위하여 색, 향, 맛 및 종합적인 기호도를 30인의 관능검사 지원자(남 15명, 여 15명)로 하여금 5점 척도법으로 측정하게 하였다.
이때, 비교예로는 시중에서 판매되고 있는 A사의 백초액을 사용하였다.
이의 결과, 하기 표 1에 나타난 바와 같이, 색, 향 및 맛에 있어 시중에 판매되고 있는 효소액과 비교하여 우수한 것으로 나타났다.
항목 |
본 발명 |
비교예 |
색 |
3.3 |
3.6 |
향 |
3.6 |
3.5 |
맛 |
3.6 |
3.2 |
종합적인 기호도 |
3.5 |
3.43 |
이는 본 발명의 음료수가 음용시 영양 및 발효의 효과는 그대로 유지하면서 거부감이 전혀 없는 것을 알 수 있었다.
[실험예 2] 본 발명에 따른 기능성 음료수의 증상 개선 효과 측정
본 실험예에서는 본 발명에 따라 제조된 기능성 음료수에 대한 효능을 확인하고자, 체질량지수가 25㎏/㎡이상의 과체중이면서 오래동안 배변시 잔뇨감 있고, 몸이 잘 부으며, 쉽게 피곤함을 느끼는 증상을 갖고 있는 지원자 20명(남자 5명, 여자 15명)을 대상으로 20일동안 아침, 저녁으로 하루 두번 100㎖씩을 음용하게 하면서 설문조사를 통해 증상의 개선정도를 수치화하여 통계처리 하였다.
이때, 지원자의 평균나이는 45.4세였으며, 평균체중은 73.3㎏이었고 체질량지수는 평균 27.9㎏/㎡으로 비만하였으며, 소변의 변화, 대변의 형태 및 배설량, 몸무게 변화 및 기타 신체의 변화된 점을 설문 항목으로 정하여 조사하였다.
이의 결과, 하기 표 2에 나타난 바와 같이 음용한 후, 5일 전에 증상이 개선되었다고 하는 지원자는 5 명, 5∼10일에 증상이 개선되었다는 지원자는 4 명, 1∼20일에 증상이 개선되었다는 지원자는 4명으로 나타났으며, 전혀 개선되지 않았다는 지원자는 불과 2명(10%)으로 지원자 중 65%(총 13명)가 복용 후 한동안 피부에는 심한 검은 때가. 입에서는 호흡을 통한 구취가 났으며 평소보다 진하고 냄새가 나는 소변 및 시커먼 숙변을 평상시 보다 많은 양으로 배설하였으나, 몸이 붓는 증상과 쉬 피로해지는 증상은 완화되었고, 이로인하여 몸무게가 평균 4.3㎏가 감소 된 것을 설문조사로 확인할 수 있었다.
특히, 다이어트를 병행한 지원자(총 3명)에게서는 평균 8㎏의 체중감소 효과와 함께 증상의 개선 효과가 더 우수한 것으로 설문조사 되었다.
구분 |
장내 이상 발효 개선 증상 |
개선 |
무변화 |
모르겠다 |
지원자 수(명) |
0~5일 |
5~10일 |
10~20일 |
2 |
1 |
5 |
4 |
4 |
이상에서, 본 발명에 따른 기능성 음료는 몸의 신진대사(노폐물 등)를 촉진하는 효과가 뚜렷이 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
이는 본 발명의 식물 복발효 효소액이 갖고 있는 풍부한 천연 비타민, 미네랄, 유산균 및 발효산물로 인하여 몸의 신진대사(노폐물 등)를 촉진한 결과인 것으로 판단된다.