KR100701254B1 - 함초추출물을 함유하는 유산균 발효액 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본 발명은 함초추출물을 함유하는 유산균 발효액에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 함초추출물에 당류를 첨가하고 유산균을 접종하여 발효시킨 인체에 유용한 발효생성물을 함유하는 유산균 발효액에 관한 것이다.
본 발명에 의한 함초추출물을 함유하는 유산균 발효액은 인체에 다양한 생리활성을 기대할 수 있는 식물추출물 특유의 발효생성물이 포함되어 있으며, 영양적으로 매우 우수한 건강기능성 식품이다.
함초, 식물추출물 발효제품, 건강기능식품, 유산균, 발효

Description

함초추출물을 함유하는 유산균 발효액 {Fermented Food of Lactic acid bacteria containing Salicornia herbacea extract}
도 1은 본 발명에 따른 함초추출물의 발효 공정을 나타낸 것이다.
본 발명은 함초추출물을 함유하는 유산균 발효액에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 함초추출물에 당류를 첨가하고 유산균을 접종하여 발효시킨 인체에 유용한 발효생성물을 함유하는 유산균 발효액에 관한 것이다.
함초는 칼슘, 마그네슘 등의 미네랄이 다른 식물에 비해 풍부하며 필수 지방산인 리놀렌산도 전체 지방산중 약 50% 함유되어 있으며, 필수아미노산의 함량이 총 아미노산 함량 대비 약 40%를 함유한 것으로 보고되고 있어 건강 기능성 식품 소재로 매우 유용하다. 최근 식생활의 웰빙 붐에 따라 채식 위주의 식생활이 선호되고 있으며 특히 녹즙과 같은 신선한 식물추출물의 섭취가 많이 증가하고 있는 추세이나 식물 추출물 자체의 쓴맛, 풀냄새 등의 이미, 이취로 인하여 기호도가 크게 떨어진다. 이에 따라 발효기법을 이용함으로써 식물추출물을 발효시켜 미생물 분비 효소나 발효 과정 중에 생성되는 대사산물로 인하여 식물 추출물의 영양성분의 강화 및 독특한 향미와 유기산 생성에 따른 저장성 향상 등을 기대할 수 있다.
또한, 함초와 같은 염생식물(halophyte)의 경우 고농도의 염 스트레스에 내성을 가지기 위해 베타인(betaine) 같은 양쪽성 물질(zwitterionic compound)을 다량 함유하고 있으며 일부 내삼투압 특성을 가지는 세균에도 베타인이 오스몰리티(osmolyte)로 축적되어 고 삼투압 환경에 적응하는 것으로 알려져 있다. 베타인은 동식물계에 널리 분포하며 콜린의 생체 내 최종 대사 산화물로 간에서 배타인-호모시스테인 메틸트랜스퍼라아제(betaine-homocysteine methyltransferase, EC 2.1.1.5) 촉매하에 호모시스테인(homocysteine)으로부터 메티오닌(methionine)의 생성을 위한 메틸그룹(methyl group) 공여체로 작용한다. 보고에 의하면 고농도의 혈중 호모시스테인은 혈관을 손상시키고 혈전을 형성시켜 동맥경화와 같은 생활습관을 일으키는 주요 위험 인자로 알려져 있어 충분한 베타인의 공급은 혈중 호모시스테인의 농도를 저하시켜 혈관계 질환을 예방할 수 있을 것으로 기대되며 또한 반복적인 베타인의 투여가 실험쥐의 간 독성을 현저히 저하시키고, 사염화탄소에 의해 손상된 흰쥐의 간세포를 회복시킬 수 있다는 연구보고가 있어 건강 기능 식품 소재로 매우 유용하다. 이외에도 함초에는 다당체와 식이섬유 함량이 매우 높아(50% 이상) 면역 기능 강화 및 변비 개선 등의 효과가 예상되며 이러한 효능을 목적으로 한 기능성 식품 소재로의 개발 가능성이 매우 크다.
식물체에는 여러 가지 효소가 함유되어 있으며 식물추출액을 발효시키면 많은 효소들이 활성화되어 여러 가지 생화학 반응을 일으킴으로써 식물체에 존재하는 성분을 변화시켜 인체에 흡수되기 쉬운 형태로 변화시키며 효소 등의 작용에 의해 새로운 생리활성 성분들이 생성될 수 있으며 이러한 효소 자체를 섭취함으로써 신체의 대사 기능을 촉진 시킬 수 있다.
현재 함초는 폐염전이나 해안가 등 고 염분 환경 하에서 자생하며 각종 미네랄 및 비타민 등 영양성분 및 베타인 등과 같은 생리활성 성분을 다량함유하고 있으나 추출이나 분말 및 환 등의 형태로 단순 가공되어 "기타식품"으로 분류되어 판매되고 있는 실정이다. 따라서 함초의 생리활성을 규명하고 이를 이용한 건강기능식품(health supplement)으로 개발할 필요가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 함초추출물에 유산균을 접종하여 발효시킨 인체에 유용한 발효생성물을 함유하는 유산균 발효액을 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 함초추출물에 유산균을 접종하여 발효시킨 유산균 발효액을 포함한다.
상기에서, 함초추출물은 설탕, 포도당, 고과당, 올리고당 중에서 선택된 하 나 이상을 중량비 10 - 20%(w/w)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 유산균은 전체 발효액에 대하여 중량비 1~5%(w/w) 첨가하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 함초의 다양한 생리활성에 대하여 연구하던 중 이러한 우수한 함초의 생리활성과 더불어 미생물에 의한 발효과정을 통하여 인체에 우수한 발효산물을 생성하고 이를 이용하여 건강기능식품 중 식물추출물 발효제품을 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.
함초는 바닷가, 염전 등지에 자생하며 많은 생리활성 물질을 함유하는 것으로 알려져 있어 건강 기능성 식품 소재로 적합하다. 본 발명에서 함초추출물을 발효시켜 영양성분을 강화하고 발효과정에서의 대사산물 생성을 통한 생리활성 성분 등을 보강하여 건강기능식품으로 개발하고자 하였다.
본 발명은 함초추출물에 유산균을 접종하여 발효시킨 유산균 발효액을 포함한다.
상기에서, 함초추출물은 설탕, 포도당, 고과당, 올리고당 중에서 선택된 하나 이상을 중량비 10 - 20%(w/w)를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
상기에서, 유산균은 락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus) KFRI 342, 락토바실러스 락티스(Lactobacillus lactis) ATCC 393, 락토바실러스 불라리쿠스(actobacillus bulgaricus) KFRI 344, 락토바실러스 카제이(Lactoboillus casei) ATCC 9018중에서 하나 이상 선택되어 사용될 수 있다.
상기에서, 유산균은 원심분리한 균체를 전체 발효액에 대하여 중량비 1~5%(w/w) 첨가하는 것이 바람직하다.
함초추출물 발효액의 비타민 B1(thiamin), B2(rivoflavin)는 발효가 진행됨에 따라서 비타민의 함량은 발효초기에 각각 0.19㎎/100g, 0.03㎎/100g에서 발효가 진행됨에 따라서 서서히 증가하여, 발효 10일 후에는 각각 0.21㎎/100g, 0.05㎎/100g을 나타내어 비타민 B1 및 B2의 함량이 증가됨을 알 수 있다.
상기와 같이 본 발명은 함초추출물의 발효 조건을 확립하여 식물추출물 발효제품으로써 건강기능성 식품으로 이용될 수 있다.
이하 본 발명의 내용을 실시예를 통해 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1] 본 발명에 사용한 추출물의 제조
본 발명에 사용한 함초(Salicomia herbacea L.)는 전남 해남 지역에서 채취하였으며, (주)다사랑으로 부터 제공받아 쵸퍼를 이용하여 파쇄하였으며, 물로 세척한 함초를 30분 정도 배수시킨 다음 쵸퍼로 파쇄한 후, 착즙포(일반 무명천)에 파쇄액을 넣고 유압프레스를 이용하여 40 kg/cm2의 압력으로 착즙하였다. 착즙 후 Wattman No.1 여과지를 이용하여 여과하였고, 착즙액은 실험 종료 시까지 -20℃에서 동결 보관하였다.
[실시예 2] 본 발명에 따른 추출물의 균주 접종
본 발명에서 함초발효에 사용한 공시 유산균 균주는 Lactobacillus acidophilus로 한국식품연구원에서 분양받아 사용하였다. 상기 실시예 1의 착즙액 100㎖를 15% 당액으로 5배 희석하여 사용하였다. 15% 당액은 증류수에 포도당((주)대흥약품) 5%, 고과당((주)대상) 5%, 및 정백당((주)삼양사) 5%를 혼합하여 첨가당 함량이 중량비 15%가 되도록 제조하여 멸균 전 첨가하였다.
상기 시료 500㎖에 대해 균체 5%(w/w)를 접종하였다. 균주는 37℃에서 12시간 정치 배양한 후 8000rpm, 30분간 원심분리 하여 상등액을 제거 후 증류수로 균체를 3회 세척하여 함초 추출액에 접종하였다. 접종 후 30℃에서 10일간 발효시켜 관련 항목을 측정하였다. 도 1은 본 발명에 따른 함초추출물의 발효 공정을 나타낸 것이다.
[실시예 3] pH, 산도, 당도 측정
함초 발효액의 pH는 pH meter를 사용하여 측정하였으며, 산도는 시료 1㎖를 취하여 증류수 30㎖를 가한 다음, 1% 페놀프탈레인(phenolphthalein) 용액 0.5㎖를 넣고 교반하면서 0.1N NaOH로 적정하여 그 소비량을 측정하였으며 적정한 산의 함량(%)은 젖산계수로 환산하여 다음과 같이 계산하였다.
페놀프탈레인 시약은 색이 없는 (흰 우유 등) 시료에 쓰이기는 하나 실험자에 따라 색 변화(종말점)에 대한 민감도가 각각 틀려 실험 오차가 빈번히 일어나기 때문에 본 실험은 pH meter를 이용하여 시행하였으며 산도는 발효액 10㎖에 증류수 20㎖을 가하여 0.1N NaOH로 pH 8.3이 될 때까지 적정하고 소비된 0.1N NaOH의 양으로부터 유산 %를 나타내었다.
산도(%) = [{(A × f) × C}/시료량(㎖)] × 100
A: 0.1N NaOH 소비량(㎖)
f: 0.1N NaOH의 계수(1.0003)
C: 젖산 계수(0.009008)
당도는 굴절당도계(ATAGO Co., Ltd., Japan)를 이용하여 측정하였다.
[실시예 4] 비타민 B1(thiamin), B2(rivoflavin) 분석
함초추출물 발효액에 대한 비타민 B1, B2의 분석은 식품공전, 제7 일반시험법, 11. 미량영양성분분석법, 2)비타민류, (2)비타민 B1, (3)비타민B2 에 준하여 실시하였다. 비타민 분석법은 Jasco사의 application method를 응용하여 실시하였다.
[실시예 5] 유산균 측정
함초추출물 발효액의 유산균 수는 브로모크레졸 퍼플(Bromocresol purple, BCP) 한천배지를 이용한 주입평판법(pour plate method)을 실시하여 37℃에서 24시간 배양한 후 나타난 콜로니(colony) 수를 측정하였다.
<실험예 1> 함초 추출물 발효액 pH, 산도, 당도
함초 추출물 발효액의 pH, 산도 및 당도는 표 1과 같다.
발효 초기의 함초추출액의 pH는 6.2이었으며 유산균 발효가 진행됨에 따라서 유기산이 생성되어 pH가 점점 떨어져 10일간 발효 후의 pH는 3.0으로 떨어졌다. 발효 초기에 급격한 pH의 저하가 일어났으며 이로부터 발효 초기에 유산균에 위한 유기산의 생성이 활발하게 이루어지고 있음을 알 수 있다. 산도의 경우 발효 전 함초추출물의 산도가 0.05%이었으며 발효가 진행되어 유산균에 의해 유기산이 생성됨으로 인해서 점차 증가하는 경향을 나타내어 발효 10일 후 산도는 0.38%에 도달하였다. 산도의 경우에도 pH와 마찬가지로 발효 초기에 유산균의 활발한 작용으로 유기산이 생성되어 산도의 급격한 증가를 나타내었다. 그러나 당도의 경우 발효 10일간 최저 10.0%에서 최대 10.3%의 범위에서 발효가 진행됨에 따라서 변동이 있었으나 뚜렷한 경향을 보이지는 않았다.
<표 1> 함초추출물 발효액 pH
발효기간(일)
0 2 4 6 8 10
pH 6.2 4.0 3.5 3.4 3.0 3.0
산도(%) 0.05 0.25 0.30 0.32 0.33 0.38
당도(brix) 10.2 10.3 10.3 10.1 10.0 10.2
<실험예 2> 비타민 B1(thiamin), B2(riboflavin) 분석
함초추출물 발효액에 대한 비타민 B1, B2의 분석 결과는 표 2와 같다. 발효가 진행됨에 따라서 비타민의 함량이 약간 증가하였다. 비타민 B1 및 B2의 함량은 발효초기에 각각 0.19㎎/100g, 0.03㎎/100g에서 발효가 진행됨에 따라서 서서히 증가하여 발효 10일 후에는 각각 0.21㎎/100g, 0.05㎎/100g을 나타내었다. 최종 발효액 제품의 비타민 함량 수치는 건강기능식품 중 식물추출물발효액 제품의 기준에 부합하였다. 식물추출물발효액의 제품기준은 다음과 같다.
*식물추출물발효액 제품기준
- 유산균 수 106/g(or ㎖)
- 비타민 B1(㎎/100g): 0.2 이상
- 비타민 B2(㎎/100g): 0.05 이상
- 유기산 산도: 0.3 이상
<표 2> 함초추출물 발효액 비타민 B1, B2
발효기간(일)
0 2 4 6 8 10
비타민 B1 (㎎/100g) 0.19 0.20 0.20 0.20 0.21 0.21
비타민 B2 (㎎/100g) 0.03 0.03 0.04 0.05 0.05 0.05
<실험예 3> 유산균 수 측정
함초추출물의 발효기간 동안의 유산균 수를 측정한 결과는 <표 3>과 같다. 본 발명에서는 유산 발효를 위하여 유산균 Lactobacillus acidophilus를 중량비 5%(w/w)를 첨가하였다. 발효 초기 3.4×1010 cfu/g에서 발효 10일 후 1.2×1010 cfu/g으로 감소하였으나 식물추출물 발효제품의 기준에 부합하였다.
<표 3> 함초추출물 발효액 유산균 수(cfu/g)
발효기간(일)
0 2 4 6 8 10
lactic acid bacteria 3.4×1010 2.4×1010 1.1×1010 1.4×1010 1.2×1010 1.2×1010
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 함초추출물에 유산균을 접종하여 발효시킨 유산균 함축 발효액을 제공함으로써, 인체에 유용한 건강기능식품으로 이용될 수 있다.

Claims (3)

  1. 착즙한 함초추출물에 락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus) KFRI 342, 락토바실러스 락티스(Lactobacillus lactis) ATCC 393, 락토바실러스 불가리쿠스(Lacillus bulgaricus) KFRI 344, 락토바실러스 카제이(Lactoboillus casei) ATCC 9018 중에서 선택된 하나 이상의 균주를 접종하고 발효시킨 유산균 발효액.
  2. 삭제
  3. 삭제
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