KR100637833B1 - 비타민 ｄ２ 함량이 증대된 버섯의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비타민 D₂ 함량이 증대된 버섯의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 버섯을 슬라이스(slice)한 후, 25-35℃의 온도 및 60-80%의 상대습도에서 UV-B를 조사하는 것을 특징으로 하는 비타민 D₂ 함량이 증대된 버섯의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 방법에 따라 버섯을 슬라이스하여 특정 온도와 습도 하에서 자외선을 조사하는 경우 버섯 내 비타민 D₂의 함량이 종래 방법에 비하여 현저히 증대된다. 따라서 본 발명의 방법은 영양학적으로 우수한 버섯의 생산에 유용하게 이용될 수 있다.

버섯, 비타민 D2, 자외선

Description

비타민 Ｄ２ 함량이 증대된 버섯의 제조방법{Method of preparing a mushroom with an increased vitamin D2 content}

도 1은 자외선 조사시 버섯의 슬라이스에 의한 양송이버섯 내 비타민 D₂ 함량을 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 2는 자외선 조사시 슬라이스된 버섯의 부위에 따른 표고버섯 내 비타민 D₂ 함량을 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 3은 본 발명에서 확립한 조건 하에서 자외선 조사량에 따른 표고버섯 내 비타민 D₂ 함량을 비교하여 나타낸 그래프이다.

본 발명은 비타민 D₂ 함량이 증대된 버섯의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 버섯을 슬라이스(slice)한 후, 25-35℃의 온도 및 60-80%의 상대습도에서 UV-B를 조사하는 것을 특징으로 하는 비타민 D₂ 함량이 증대된 버섯의 제조 방법에 관한 것이다.

버섯은 곰팡이의 일종으로 대부분은 담자균류에 속하는 고등 균류로서 지구상에는 수천 종의 버섯이 있는 것으로 알려져 있으며 국내에는 800여 종이 자생하고 있다. 세계적으로 애용되는 식용버섯 중 대표적인 것으로 표고버섯과 양송이버섯을 들 수 있는데, 이들 버섯에는 수분, 단백질, 지질, 탄수화물의 함량이 적어 에너지원으로는 가치가 적지만 비타민 B₂와 니아신이 비교적 다른 채소에 비해 많이 들어 있으며 특히 비타민 D의 전구체인 에르고스테롤(ergosterol)이 많은 양 존재한다.

비타민 D는 장에서 칼슘과 인산염의 흡수 촉진, 석회화된 골격으로부터 혈액으로 칼슘이동, 신장에서 칼슘과 인산염을 재흡수시키는 역할을 하는 중요한 영양소이다. 현재까지 발견된 비타민 D의 종류는 D₂부터 D₇까지이며, 이들 중 D₂와 D₃만 생물학적으로 활성이 높다. 비타민 D₂(ergocalciferol)는 식물성 스테롤인 에르고스테롤(ergosterol)로부터, 비타민 D₃(cholecalciferol)는 동물성 스테롤인 콜레스테롤(cholesterol)로부터 자외선 조사에 의해 합성이 된다. 이렇게 합성된 비타민 D는 간을 거쳐 신장에서 활성화 형태인 1, 25-디하이드록시비타민 D(dihydroxyvitamin D)로 전환되어 소장에서 칼슘-결합 단백질(calcium-binding-protein)의 합성을 촉진시켜 칼슘의 흡수를 돕는 중요한 역할을 한다. 활성 비타민 D의 농도가 높아지면 장에서의 칼슘흡수가 높아져 혈중 칼슘농도를 높인다.

이러한 비타민 D는 햇볕을 쬘 경우 인체 내에서 생합성이 된다는 특수성으로 인해 식기로만 공급되어야하는 다른 영양소들과는 달리 비타민 D의 중요성이 간과되어 왔다. 또한, 최근 자외선을 차단하고자 각종 선스크린(Sunscreen) 용품을 이용함으로써 자외선에 노출되는 시간이 제한되기 때문에 피부에서의 비타민 D 생합성이 방해받고 있다. 특히, 갱년기 여성과 노인들은 자외선 조사를 덜 받을 경우 비타민 D 생합성이 극히 제한될 우려가 있으므로 식이를 통한 적절한 비타민 D의 공급이 불가피하다. 식이를 통한 섭취할 수 있는 비타민 D는 버섯이나 어류에 다량 함유되어 있고, 계란 노른자, 우유나 유제품에 미량 함유되어 있다. 그러나 식이를 통해 공급할 수 있는 식품의 종류가 적을 뿐 아니라 식품에 함유되어 있는 비타민 D의 함량이 매우 적어 식품을 통한 섭취는 매우 제한적이다. 미국의 경우 비타민 D의 부족을 보충하기 위해 우유나 유가공품, 오렌지 주스, 영양 바 등 많은 식품에 비타민 D를 강화하여 판매하고 있다. 우리나라의 경우에는 비타민 D가 강화된 우유가 시판되고 있기는 하지만 비타민 D가 강화된 제품이 매우 드문 현실이다. 따라서 비타민 D가 강화된 식품 개발이 절실히 요구되고 있다.

그 일례로 자외선을 이용하여 식품의 비타민 D 함량을 높이기 위한 방법으로 비타민 D가 강화된 표고버섯과 해조칼슘을 첨가한 기능성 메밀냉면의 제조방법이 공지된 바 있다(대한민국 공개특허 제2003-0087210호). 이 방법은 자외선 B파를 조사하여 비타민 D₂ 함량을 증대시킨 표고버섯과 김, 꼬시래기, 우뭇가사리 같은 홍조류에서 추출한 식물성 천연 해조칼슘을 첨가하여 기능성 냉면을 제조하는 방법이 다. 버섯을 자외선에 노출시킬 때, 온도, 습도 및 조사 부위는 비타민 D의 생성에 중요한 변인으로 작용할 수 있는데, 상기 방법의 경우 버섯에 자외선을 조사할 때 영향을 미칠 수 있는 자외선 조사시 온도와 상대습도가 무시된 채 실험이 진행되었다.

또 다른 종래기술로는 식용 및 약용으로 이용할 수 있는 버섯 중 프로비타민 D의 함유량이 높은 버섯재료를 선별하여 자연일광 또는 자외선으로 처리한 후 이를 된장, 고추장, 간장 등의 장류에 첨가하고 숙성함으로써 제조하는 방법이 공지되어 있다(대한민국 등록특허 제10-0468337호). 이 방법의 경우에는 자외선 조사시 온도와 상대습도에 대한 조건 제시가 없으며, 정확한 조사량 측정도 이루어지지 않았다. 표고버섯에 조사되는 자외선의 에너지량에 따른 비타민 D의 함량 변화를 확인하는 실험에서 정확한 조사량의 측정은 무엇보다 중요하며, 이를 시간에 따라 자외선 조사량의 차이로 변인을 적용하는 것은 비과학적이라 할 수 있다. 또한, 이 실험에 이용된 자외선램프는 254nm의 파장을 내는 램프를 이용했는데, 일반적으로 버섯에 함유된 에르고스테롤(ergosterol)을 비타민 D₂(ergocalciferol)로 전환하는데 이용되는 파장은 UV-B 파장으로 280-320nm이다. 그리고 실험결과에 대한 논의에 있어서 비타민 D의 전구물질인 에르고스테롤(ergosterol)을 비타민 D₂(ergocalciferol)와 합산하여 전체 비타민 D의 양으로 계산하는 것은 실험의 전제에 어긋나는 해석이다.

이에 본 발명자들은 종래 진행되어온 버섯과 비타민 D의 함량에 관한 연구의 미진한 실험 조건들을 확립하기 위하여 자외선을 버섯에 조사할 때 비타민 D의 함량에 영향을 미칠 수 있는 여러 환경 조건(온도 및 습도)을 세우고, 버섯을 실제 산업에 응용할 수 있는 각종 형태별로 절단하여 각 부위별로 자외선을 조사하여 버섯의 부위별, 조사선량별 비타민 D의 함량 차이를 분석함을 통하여 비타민 D의 함량이 현저히 증대된 버섯을 제조하는 최적의 조건을 확립함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 비타민 D₂ 함량이 증대된 버섯을 제조하기 위한 최적의 조건을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 버섯을 슬라이스(slice)한 후, 25-35℃의 온도 및 60-80%의 상대습도에서 UV-B를 조사하는 것을 특징으로 하는 비타민 D₂ 함량이 증대된 버섯의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 자외선을 조사하여 비타민 D₂ 함량이 증대된 버섯을 제조함에 있 어서, 자외선을 버섯에 조사할 때 비타민 D₂의 함량에 영향을 미칠 수 있는 여러 환경 조건을 확립하였다는 점에 특징이 있다. 본 발명자들은 버섯을 자외선에 노출시킬 때, 온도, 상대 습도 및 조사되는 버섯의 부위가 비타민 D의 생성에 중요한 변인으로 작용할 수 있음을 고려하여 자외선을 버섯에 조사하여 비타민 D₂의 함량을 증대시키는 최적의 조건을 규명하였다.

본 발명에 따른 방법은 버섯을 슬라이스(slice)한 후, 25-35℃의 온도 및 60-80%의 상대습도에서 UV-B를 조사하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 버섯에 자외선을 조사하기 전에 버섯을 슬라이스한다. 본 발명에 이용될 수 있는 버섯은, 이에 제한되지는 않으나, 표고버섯, 양송이버섯, 느타리버섯, 팽이버섯, 새송이버섯 및 뽕나무버섯으로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다. 바람직하게는 양송이버섯과 표고버섯일 수 있다. 양송이버섯의 경우에는 0.3-0.8㎝, 바람직하게는 0.5cm의 두께로 세로로 슬라이스하는 것이 바람직하며, 표고버섯의 경우에는 갓부위(Cap), 갓과 주름의 중간부위(Middle) 및 주름부위(Gill)로 3등분 하여 슬라이스하는 것이 바람직하다(도 1 및 도 2 참조). 특히, 표고버섯의 경우에는 주름부위에 자외선을 조사하는 것이 바람직하다.

이후, 슬라이스된 버섯에 특정 온도 및 습도 조건 하에서 자외선을 조사한다. 자외선 조사시 온도는 실온 또는 생체 온도와 비슷한 온도인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 25-35℃, 가장 바람직하게는 35℃이다(표 2 참조). 25℃ 이하의 온도, 특히 냉장 온도에서 자외선을 조사하는 경우에는 버섯 내 비타민 D₂의 함량 증대 효과가 미비하며, 반대로 35℃를 초과하는 고온에서는 단백질의 변성이 일어날 우려가 있다.

또한, 자외선 조사시 습도는 60-80%의 상대습도인 것이 바람직하다(표 3 참조). 상대습도가 60% 미만인 경우에는 버섯의 표면이 지나치게 건조하게 되어 버섯의 형태에 변형을 일으키게 되고, 반대로 80%를 초과하는 경우에는 버섯의 수분함량이 높아 건물(dry matter) 당 비타민 D 함량이 낮아지게 된다. 일반적으로 상대습도가 높아질수록 버섯 내의 물질 순환(circulation)이 잘 이루어져서 비타민 D₂로의 에르고스테롤의 전환이 촉진되는 것으로 사료된다. 가장 바람직한 상대습도는 80%이다.

이와 같이 25-35℃의 온도 및 60-80%의 상대 습도 조건 하에서 슬라이스된 버섯에 자외선을 조사하는 경우 버섯 내 비타민 D2의 함량이 현저하게 증대되며, 이는 자외선 조사량에 의존한다(도 3 참조). 바람직한 자외선 조사량은 25-72 kJ/㎡이며, 상기 자외선은 280~320nm 파장의 UV-B인 것이 바람직하다.

이렇게 본 발명에 따라 제조된 버섯은 종래 방법(대한민국 공개특허 제2003-0040258호 및 대한민국 등록특허 제10-0468337호)으로 제조된 버섯에 비해 현저하게 증대된 많은 양의 비타민 D₂를 함유한다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실 시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

자외선 조사시 버섯의 슬라이스에 따른 버섯 내 비타민 D ₂ 함량의 변화 측정

<1-1> 양송이버섯 분석

2004년 12월에 서울 돈암동 소재 대한통운에서 구입한 한국산(지역불명) 생 양송이버섯을 대상으로 슬라이스에 의한 비타민 D₂ 함량의 변화를 조사하였다. 먼저, 생 양송이버섯을 0.5cm의 두께로 슬라이스하였다. 슬라이스된 양송이버섯에 온도 및 습도조절이 가능한 항온·항습기를 이용하여 35℃의 온도, 80%의 상대습도에서 25kJ/m²의 UV-B를 조사하였다. 슬라이스하지 않은 양송이버섯은 자외선을 조사하지 않거나(대조군), 그 안쪽(inside) 또는 바깥쪽(outside)에 자외선을 상기와 동일한 조건으로 조사하였다. 자외선 조사는 프랑스 Vilber Laumat 사의 제품(T-15M)의 UV 램프(280-320nm)를 사용하여 수행하였다. 또한, 자외선 조사량은 라디오미터(Radiometer, Vilber Loumat CX-312)로 측정하였다.

이후, 자외선이 조사된 버섯 내 비타민 D₂의 함량은 외부 표준(external standard) 방법으로 정량하였다. 즉, 마틸라 등의 방법(Mattila, P . J. et. al, Journal of food composition and analysis, 5:281-290, 1992)을 응용하여 다음과 같은 방법으로 실시하였다. 먼저, 자외선이 조사된 버섯을 동결건조기를 이용하여 수분함량이 5∼10% 내외가 되도록 건조한 후 균질화하였다. 건조된 시료는 질소를 이용하여 포장한 후, -20℃에서 보관하였다. 시료 1g을 취해 리플럭스 수기에 넣 고 1g의 L-아스코르빈산을 첨가하여 흔들어 주었다. 여기에 99% 에탄올 50㎖을 첨가하여 흔들어주다가 50% 수산화칼륨(Potassium Hydroxide) 용액 25㎖을 넣고 다시 흔들어 주었다. 시료를 환류 냉각관에 연결하여 85℃에서 30분간 검화시켰다. 검화가 완료된 시료를 약 40℃로 냉각시켜 125㎖의 분액여두(shaker)로 옮기고 여기에 30㎖의 헥산을 첨가하여 비타민 D₂를 추출하였다. 30㎖의 헥산을 2회 더 첨가하여 비타민 D₂를 추출한 후 이를 3차 증류수 500㎖로 4∼5회 세척하였다. 세척된 용액을 500㎖ 증발기(Evaporator)용 수기에 담아 회전식 농축증발기(Rotary evaporator)를 이용하여 헥산층을 증발시켰다. 이후, 용기에 남아있는 비타민 D를 비롯한 잔여 성분을 메탄올-아세토니트릴(75:25) 용액과 이소프로필알코올을 1:1로 혼합한 용액 2㎖에 용해시켰다. 이를 필터(PTFE, 13mm, 0.45㎛ Whatman)를 이용하여 여과하였다. 여과하여 얻은 용액을 바이얼(vial)에 담은 후, BHT(dibutyl hydroxy toluene)를 첨가하였다. 이후, HPLC를 이용하여 비타민 D₂의 함량을 정량 분석하였다. HPLC 분석조건은 하기 표 1에 기재하였다. 이 때 표준물질로는 비타민 D₂(Cholecalciferol-SIGMA Chemical Co. 99.9%)를 사용하였다.

기계(Instrument)	용매 전달 시스템(Solvent Delivery system) : Waters 1525 주입기(Injector) : 717 plus 오토샘플러(millipore)
컬럼(Column)	Symmetry 4.6ㅧ250mm column part No. WAT054275 W32791T 010
주입량(Injection volume)	20ℓ
이동상(Mobile phase )	메탄올: 아세토니트릴: 물 = 75: 25: 2
유속(Flow rate)	1㎖/min
검출기(Detector)	Waters 2487 Dual Absorbance Detector, 264nm

그 결과, 도 1에서 보는 바와 같이, 슬라이스 처리하여 자외선을 조사한 양송이버섯에서 비타민 D₂의 함량이 현저히 증대한 것을 확인할 수 있었다. 그 함량을 보다 구체적으로 비교해보면, 슬라이스하지 않은 버섯에 UV-B를 조사하지 않은 경우, 슬라이스하지 않은 버섯의 안쪽에 UV-B를 조사한 경우, 슬라이스하지 않은 버섯에 바깥쪽에 UV-B를 조사한 경우, 세로로 슬라이스한 버섯에 UV-B를 조사한 경우의 비타민 D₂ 의 함량이 각각 16.13㎍/100g, 46.41㎍/100g, 24.79㎍/100g 및 157.42㎍/100g 이었다. 양송이버섯은 식재료로 이용될 때 주로 슬라이스된 형태로 이용되므로, 양송이버섯을 슬라이스한 후 자외선을 조사하여 가공 처리하는 경우 비타민 D가 효율적으로 강화되므로 영양학적으로 우수한 식재료로 이용될 수 있을 것이다.

<1-2> 표고버섯 분석

2004년 12월에 서울 돈암동 소재 대한통운에서 구입한 한국산(지역불명) 생 표고버섯을 대상으로 조사하였다. 먼저, 생 표고버섯을 바깥쪽층(갓부위), 중간층(중간부위) 및 안쪽주름층(주름부위)로 나누어 슬라이스하였다. 이후, 상기 실시예 <1-1>과 동일한 방법에 따라 UV-B를 조사한 후, HPLC를 수행하여 버섯 내 비타민 D₂의 함량을 측정하였다. 대조군에는 자외선을 조사하지 않았다.

그 결과, 도 2에서 보는 바와 같이 UV-B를 조사하지 않은 대조군의 경우 갓부위와 주름부위에는 미량의 비타민 D₂가 각각 4.7, 4.0㎍/100g 함유되어 있었고, 중간부위는 비타민 D₂가 검출되지 않았다. 반면, 표고버섯을 세 부위로 슬라이스하여 UV-B를 조사한 처리군의 경우 갓부위, 중간부위 및 주름부위 모두 비타민 D₂가 각각 74.3, 95.1, 334.0㎍/100g로 대조군에 비해 현저히 증대하였다. 특히 주름부위의 비타민 D₂의 함량은 갓과 중간부위와 비교하여 현저히 증대한 것을 확인할 수 있었다.

<실시예 2>

자외선 조사시 온도에 따른 버섯 내 비타민 D ₂ 함량의 변화 측정

자외선 조사시 온도에 따른 버섯의 비타민 D₂의 함량변화를 확인하기 위하여, 5℃, 10℃와 35℃의 각 온도에서 슬라이스된 표고버섯(안쪽주름층)에 UV-B를 실시예 <1-1>과 동일한 방법에 따라 조사하였다. 이 때 상대습도는 80%, 조사량은 25kJ/m² 로 하였다. 이후, 상기 실시예 <1-1>과 동일한 방법에 따라 버섯 내 비타민 D₂ 함량을 측정하였다.

그 결과, 하기 표 2에서 보는 바와 같이, 자외선 조사시 온도 조건에 따라 비타민 D₂의 함량이 달라지는 것으로 나타났으며, 생체온도와 근접한 35℃에서 자외선 조사를 하였을 때 더욱 많은 양의 비타민 D₂가 증가된 것을 확인할 수 있다. 이러한 결과로부터 자외선 조사시의 온도가 버섯의 비타민 D₂ 함량에 영향을 끼치는 것을 알 수 있었다.

온도(℃)	비타민 D2 함량 (ug/100g, DM)
5	261.6 ± 18.80
25	289.2 ± 41.70
35	334.1 ± 11.72

<실시예 3>

자외선 조사시 습도에 따른 버섯 내 비타민 D ₂ 함량의 변화 측정

자외선 조사시 온도에 따른 버섯의 비타민 D₂의 함량변화를 확인하기 위하여, 60% 및 80%의 상대습도에서 슬라이스된 표고버섯(안쪽주름층)에 UV-B를 실시예 <1-1>과 동일한 방법에 따라 조사하였다. 이 때 온도는 35℃, 조사량은 25kJ/m² 로 하였다. 이후, 상기 실시예 <1-1>과 동일한 방법에 따라 버섯 내 비타민 D₂ 함량을 측정하였다.

그 결과, 하기 표 3에서 보는 바와 같이, 상대습도 60% 및 80%에서 자외선이 조사된 표고버섯의 비타민 D₂ 함량은 각각 308.6㎍/100g 및 334.1㎍/100g 으로 측정되었다. 이로부터 자외선 조사시 상대 습도에 따라 비타민 D₂의 함량도 달라지는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 버섯이 함유한 수분의 함량으로 표고버섯 내 물질 순환(circulation)이 잘 이루어져 에르고스테롤(ergosterol)이 비타민 D₂ 로 많이 전환되기 때문으로 사료된다.

상대습도 (%)	비타민 D2 함량 (ug/100g, DM)
60	308.6 ± 90.24
80	334.1 ± 11.72

<실시예 4>

자외선 조사량에 따른 버섯 내 비타민 D ₂ 함량의 변화 측정

자외선 조사량에 따른 버섯의 비타민 D₂의 함량변화를 확인하기 위하여, 0, 25, 50, 75kJ/m²의 UV-B를 슬라이스된 표고버섯(안쪽주름층)에 상기 실시예 <1-1>과 동일한 방법에 따라 각각 조사하였다. 자외선 조사시 온도 및 상대습도는 상기 실시예 2 및 3에서 확인한 바와 같이 각각 35℃, 80%로 하였다. 이후, 버섯 내 비타민 D₂의 함량을 상기 실시예 <1-1>과 동일한 방법에 따라 측정하였다.

그 결과, 도 3에서 보는 바와 같이, 조사량에 따른 비타민 D₂ 함량은 각각 4.0㎍/100g, 334.1㎍/100g, 565.8㎍/100g 및 693.3㎍/100g 으로 측정되었다. 이로부터 본 발명에서 확립한 조건 하에서 자외선 조사량에 따라 버섯의 비타민 D₂ 함량을 증대하는 것을 확인할 수 있었다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 자외선 조사에 의하여 버섯 내 비타민 D₂의 함량을 증대시킴에 있어서 최적의 조건을 규명하였다. 본 발명에 방법에 따라 버섯을 슬라이스하여 특정 온도와 습도 하에서 자외선을 조사하는 경우 버섯 내 비타민 D₂의 함량이 종래 방법에 비하여 현저히 증대된다. 따라서 본 발명의 방법은 비타민 D₂의 함량이 증대되어 영양학적으로 우수한 버섯의 생산에 유용하게 이용될 수 있다.

Claims (2)

1. 버섯을 슬라이스(slice)한 후, 25-35℃의 온도 및 60-80%의 상대습도에서 UV-B를 조사하는 것을 특징으로 하는 비타민 D₂ 함량이 증대된 버섯의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 UV-B를 25-75kJ/㎡으로 조사하는 것을 특징으로 하는 방법.

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