KR100722361B1 - 백련을 이용한 청국장환 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대두(大豆)를 발효시켜 수득한 청국장 분말 100중량부에 대해 수분 함량이 0중량% 초과 내지 8중량% 이하인 연근 분말 2~20중량부를 배합하여 제조한 청국장환 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 의한 청국장환은 탁월한 항산화 활성, 항혈전 활성 및 혈압강하 활성을 나타낸다.

백련, 청국장, 항산화 활성, 항혈전 활성, 혈압강하 활성

Description

백련을 이용한 청국장환 및 그의 제조방법{Fermented Soybean Pill Using White Lotus and Method for Preparation the Same}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 청국장환의 제조공정을 나타낸 공정 개략도이다.

도 2a 및 도 2b는 연근 분말을 첨가한 후에 청국장을 발효시킨 사진이고, 도 2c는 연근 분말을 첨가하지 않고 청국장을 발효시킨 사진이다.

도 3은 본 발명의 실시예 1 내지 8 및 비교예에 의한 청국장환의 항산화 활성을 나타낸 그래프이다.

도 4는 본 발명의 실시예 1 내지 8 및 비교예에 의한 청국장환의 항혈전 활성을 나타낸 그래프이다.

도 5는 본 발명의 실시예 1 내지 8 및 비교예에 의한 청국장환의 항혈전 활성을 나타낸 다른 그래프이다.

도 6은 본 발명의 실시예 1 내지 8 및 비교예에 의한 청국장환의 혈압강하 활성을 나타낸 그래프이다.

본 발명은 백련을 이용한 청국장환 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대두(大豆)를 발효시켜 수득한 청국장 분말 100중량부에 대해 수분 함량이 0중량% 초과 내지 8중량% 이하인 연근 분말 2~20중량부를 배합함으로써 항산화 활성, 혈전용해 활성, 혈압강하 활성을 탁월하게 향상시킨 백련을 이용한 청국장환 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

청국장은 콩을 원료로 한 우리나라의 대표적인 발효식품으로서, 간장, 된장, 고추장 등과 함께 오늘날까지 사용되어 온 전통 장류 중의 하나이며, 곡류를 주식으로 하는 우리 민족에게 결핍되기 쉬운 필수 아미노산 및 지방산을 공급시켜 주는 식품으로서 중요한 역할을 담당하여 왔다.

이러한 청국장은 대두(大豆)를 발효시켜 담그는데, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)라는 막대기 형태의 세균이 발효의 주역이다. 발효과정 중에 바실러스 균주가 생산하는 효소에 의해서 그 특유의 맛과 냄새를 내는 동시에, 원료콩의 당질과 단백질에서 유래된 레반형 프룩탄(levan form fructan)과 폴리글루타메이트(polyglutamate)의 혼합물질인 점질물을 다량 생산하며, 이렇게 발효제조된 청국장은 영양면에서 된장이나 고추장보다 단백질과 지방함량이 높은 양질의 콩 발효식품이다.

최근, 많은 연구자들에 의하여 청국장 내에 포함된 활성 성분 및 그 역할이 밝혀지고 있는데, 청국장은 콩에서 기인된 이소플라본(isoflavon), 피트산(phytic acid), 사포닌(saponin), 트립신 저해제(trypsin inhibitor), 토코페롤(tocopherol), 불포화지방산, 식이섬유, 올리고당, γ-글루타밀트랜스펩티다제(γ- glutamyltranspeptidase, γ-GTP) 등의 각종 생리활성 물질, 항산화 물질 및 혈전용해 효소를 다량 함유하고 있기 때문에, 기능성 식품으로서 그 중요성이 재조명되고 있다.

한편, 연근(Nelumbo nucifera G.)은 수련과에 속하는 다년생 수생 식물이다. 연꽃은 암술과 수술이 한 꽃 안에 있는 양성화이며, 한 꽃에 300개 정도의 수술과 40개 전후의 암술 그리고 화탁으로 구성되어 있다. 또한 연꽃은 홍색(紅蓮), 황색(黃蓮), 백색(白蓮)이 있으며, 이 중 백련은 매우 귀한 편으로 전남 무안군 회산면의 백련지가 가장 크고 유명하다.

구체적으로 연근(蓮根)은 여려 개의 구멍이 형성되어 있는 뿌리로서, 페놀 화합물인 로에메린, 누씨페린, 노르누씨페린 등의 성분이 다량 함유되어 있으며, 이러한 성분은 항암, 항산화 효능이 뛰어난 것으로 알려져 있다. 이 밖에 아스파라긴, 아르기닌, 틴닌질, 수지, 티로신, 아스코르빈산 등이 함유되어 있다. 주성분은 탄수화물이며 식물성 섬유가 풍부하게 들어 있다. 이러한 연근의 식물성 섬유는 장벽을 적당히 자극하여 장내의 활동을 활발히 해주며 체내의 콜레스테롤 수치를 떨어뜨리는 작용을 한다.

이와 같이 연근은 건강관련 기능성이 우수하다고 알려져 있어 건강식품으로 많은 관심을 불러일으키고 있으나, 주로 차와 술로 이용되거나 또는 분말화하여 밀가루와 섞어 사용하였을 뿐, 활성성분을 다량 포함하는 백련(연근)을 이용한 기능성 청국장환의 개발은 전무한 상태이다.

본 발명의 목적은 대두(大豆)를 발효시켜 수득한 청국장 분말 100중량부에 대해 수분 함량이 0중량% 초과 내지 8중량% 이하인 연근 분말 2~20중량부를 배합함으로써 청국장 고유의 기능에 연근의 기능을 더하여 항산화 활성, 항혈전 활성 및 혈압강하 활성을 탁월하게 향상시킨 청국장환 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은 대두(大豆)를 발효시켜 수득한 청국장 분말 100중량부에 대해 수분 함량이 0중량% 초과 내지 8중량% 이하인 연근 분말 2~20중량부 배합시켜 제조한 청국장환에 관련된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은 대두를 침지 및 증자하여 발효시키고, 이를 분쇄하여 청국장 분말로 만든 다음 별도로 준비한 연근 분말과 배합하여 청국장환을 제조하는 방법에 관련된다.

구체적으로, 본 발명의 백련을 이용한 청국장의 제조방법은 다음 단계들로 이루어진다.

1) 대두의 침지 및 증자 단계

가을 중순이 되어 잘 여문 대두를 수확한 후 선별하여 실온의 물에서 15시간 ~ 48시간 정도 침지시킨다.

이후, 침지시킨 대두를 건져낸 후, 증자기 등에서 약 100~130℃ 정도의 끓는 물에서 30분~1시간 정도 삶아낸다.

2) 발효

삶아낸 대두를 방냉시켜 온도가 50~80℃가 되면 바실러스 서브틸리스를 이용하여 발효 공정을 진행한다. 구체적으로 상기 발효 공정은 바실러스 서브틸리스를 휴지기까지 배양(40℃, 48시간)한 후 10⁸셀/㎖ 되게 희석한 균주 배양액을 대두량의 1~2%(w/w)되게 접종하여 40℃에서 48시간 배양한 것을 대두의 중량을 기준으로 2~8중량% 정도 첨가하여 혼합시킴으로써 수행된다.

다음으로 37~45℃ 온도에서 1~3일 동안 배양기 등에 방치시키면 황갈색의 점질 특성을 보이는 발효물이 수득된다.

이때, 청국장 발효 균주인 바실러스 서브틸리스는 일반균에 비하여 열에 강하며, 30~50℃의 넓은 온도 범위 내에서 발효를 진행시킬 수 있으나, 온도에 따라 발효특성이 달라져 37℃ 이하에서는 충분히 발효가 진행되지 않으며, 45℃ 이상에서는 발효속도는 상승하지만 발효시 암모니아의 생성이 지나치게 많아지므로, 청국장 특유의 이취가 강하게 나기 때문에, 발효시의 온도 조건을 37~45℃의 온도조건을 유지시키는 것이 바람직하다.

한편, 종균을 접종할 때 대두의 중량을 기준으로 2.5중량% 및 5.0중량%의 연근 분말을 첨가한 후에 청국장을 발효시킨 경우, 하기 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 정상적인 청국장 발효가 일어나지 않는다.

즉, 도 2a 및 도 2b는 각각 연근 분말을 증자 대두량 기준으로 2.5중량% 및 5.0중량% 첨가하여 종균 접종한 후 청국장을 발효한 사진이고, 도 2c는 연근 분말 을 첨가하지 않은 상태에서 청국장을 발효시킨 사진이다.

도 2c를 참고하면 정상적으로 점질 상태의 청국장 발효가 일어나는 것을 확인할 수 있는 반면, 도 2a 및 도 2b를 참고하면 전분 함량이 많은 연근 분말 때문에 곰팡이가 쉽게 오염되어 바실러스 균에 의해 정상적인 청국장 발효가 일어나지 않고, 된장 제조용 낱알 메주 형태로 발효가 일어나는 것을 확인 할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 청국장환을 제조하기 위해서는 청국장을 먼저 발효시키고 난 후, 수득한 청국장 분말에 연근 분말을 배합하는 것이 중요하다.

다만, 연근 분말을 증자 대두량 기준으로 1~1.5중량% 정도 첨가하여 종균 접종한 후 청국장을 발효시키면 통상적인 점질 상태의 청국장으로 발효시킬 수는 있으나, 본 발명에서는 청국장환의 제조방법에 있어서 청국장을 먼저 발효시키고 난 후 수득한 청국장 분말에 연근 분말을 첨가하는 방법으로 수행하였다.

3) 분쇄

이후, 발효시킨 대두를 50~70℃에서 10~14시간 정도 건조기에서 건조시키고, 건조된 발효 대두를 분쇄기에 넣은 후 고운 분말로 분쇄하여 청국장 분말을 제조한다.

4) 연근 분말의 준비

본 발명에서는 청국장환의 항산화 활성 등을 탁월하게 향상시키기 위하여 연근 분말을 사용하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 본 발명에 특징적으로 사용되 는 연근 분말은 연근을 수세한 후 정선하여 토양이나 이물을 제거하고, 적절히 절단하여 40~80℃에서 8~12시간 동안 건조기를 이용하여 건조한 후 분쇄기를 이용하여 분쇄한 것을 이용할 수 있다. 연근 분말의 경우 흡습성이 높아 수분 함량이 높아지면 쉽게 케이킹화(caking)가 일어나며 곰팡이에 오염될 수 있으므로 이를 방지하기 위해 연근 분말의 수분 함량은 8중량% 이하가 유지되도록 하는 것이 바람직하다.

5) 청국장 반죽의 제조

본 발명에 의한 청국장 반죽의 제조공정은 먼저 청국장 분말 100중량부에 대해 상기 연근 분말 2~20중량부를 혼합하고, 일정시간 동안 교반함으로써 수행된다. 만일 연근 분말이 2중량부 미만으로 첨가될 경우 본 발명이 달성하고자 하는 효과를 기대할 수 없고, 20중량부를 초과하여 첨가될 경우 청국장의 효능이 줄어들어 최종 제품의 기능이 오히려 감소될 우려가 있다.

또한, 본 발명에서는 연근 분말 이외에 해조 분말을 1~3중량부 추가로 배합함으로써 항산화 활성 등을 더욱 증가시킬 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 사용되는 해조 분말은 다시마, 미역, 김, 및 파래로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 동결 건조하여 분말로 만든 것을 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로 다시마, 미역, 김, 파래를 1:1:1:1의 혼합비로 사용할 수 있다.

즉, 본 발명의 청국장 반죽은 상기에서 수득한 청국장 분말에 부재료인 연근 분말 또는 해조류 분말과 수분 함량이 35~45중량%인 찹쌀죽 3~10중량부와 혼합하여 만들 수 있다. 이때, 상기 찹쌀죽은 청국장환의 제조에 있어서 환을 제조하고 건조하는 과정에서 환이 갈라지지 않게 하는 목적으로 첨가되는 것으로, 찹쌀죽의 첨가량은 제환기의 종류, 환의 크기, 원료 청국장의 수분 함량 등에 따라 조절될 수 있다.

5) 청국장환의 제조

마지막으로, 상기 청국장 반죽을 제환기에 넣고 환으로 제조한 후 약 60℃에서 12시간 정도 건조시킴으로써 청국장환을 제조할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나 하기의 실시예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.

실시예 1~8

대두(大豆)는 2004년 수확되어 무안읍에서 유통되는 것을 구입하여 사용하였다. 또한, 청국장 발효균주는 바실러스 서브틸리스를 휴지기까지 배양(40℃, 48시간)한 후 10⁸셀/㎖ 되게 희석한 균주 배양액을 대두량의 약 1.5%(w/w)되게 접종하여 40℃에서 48시간 배양한 것을 종균으로 하여 사용하였다.

원료 대두는 실온의 물에 24시간 동안 침지하여 건져낸 후, 증자기(DS-80A, 다솔과학, 한국)로 121℃에서 45분 동안 증자하였다. 통기성이 좋은 천을 댄 33× 28× 9cm의 다공성 플라스틱 용기에 약 60℃까지 냉각시킨 증자 대두를 도입하고 영양 스프(nutirent broth)(Difco, 미국)에서 배양한 종균을 증자 대두량의 5%(w/w)을 스타터(stater)로 접종하였다. 40℃가 유지되는 배양기에서 습도를 75% 이상 되게 유지하고 48시간 동안 배양하였다.

이어서, 발효된 청국장을 건조기(60℃, 12시간)에서 건조하고 분쇄기(MS-2000, 명성기계, 한국)로 분쇄하여 분말로 만들었다.

한편, 연근 분말은 연근을 수세한 후 정선하여 토양이나 이물을 제거한 후 적절히 절단하고, 건조기(60℃, 10시간)에서 수분 함량이 8%가 되도록 건조하여 분쇄기(MS-2000, 명성기계, 한국)을 이용하여 분쇄하여 제조하였다. 또한, 해조 분말은 다시마, 미역, 김, 파래를 동결건조하여 분말로 만든 것을 사용하였으며, 찹쌀풀은 수분 함량이 약 40중량%가 되도록 만들어 사용하였다.

청국장 분말, 연근 분말, 해조 분말은 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 각 혼합비를 달리하여 배합하였고, 여기에 찹쌀풀을 약 7중량부 혼합하여 청국장 반죽을 만든 후, 제환기를 이용하여 약 4mm 크기의 청국장환으로 제조하였다. 제조된 청국장환을 건조기(60℃, 12시간)을 이용하여 수분을 건조하였다.

비교예

연근 분말 및 해조 분말을 사용하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일하게 실시하여 청국장환을 제조하였다.

표 1

실험예 1 : 청국장 발효 중 경과 분석

청국장 발효 0, 24, 48시간째의 pH, 수분 함량, 조단백 및 아미노태 질소 함량의 변화를 하기 표 2에 나타내었다.

청구장의 pH는 시간이 경과함에 따라 전체적으로 다소 증가하였으며 일반적인 청국장의 pH 범위를 나타내었다. 또한, 청국장 발효 과정에서 제품의 수율 및 물성을 결정하는 중요한 품질관리 요소 중의 하나인 수분 함량은 시간이 경과함에 따라 약간 감소하였는데, 발효 48시간째에 전통식품의 기준인 55.0% 이하에 해당하는 것으로 나타났다. 이는 청국장 발효에 관여한 미생물 바실러스 균주가 점질물을 많이 형성하여 표면에 피막을 형성함으로써 수분의 증발을 억제하기 때문이다.

한편, 조단백의 경우 약간 감소하는 경향을 보였으나, 전체적으로 큰 변화가 없는 것으로 나타났으며, 아미노태질소의 경우 발효 48시간째에 청국장의 전통식품기준규격 300mg% 이상에 해당하는 것으로 나타났다.

표 2

실험예 2 : 연근 분말이 함유된 청국장환의 일반성분 분석

청국장환의 일반성분은 APAC(국제화학분석방법규격) 방법에 따라 정량하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

표 3

상기 표 3에서 알 수 있는 바와 같이 청국장환의 수분은 5% 이하로 단단함을 유지하고 있었고 미생물이 살아있는 수준은 아니며, 조단백의 경우 첨가된 연근 분말이나 해조 분말 등에 의해 증가되어 31~33% 수준을 전체적으로 유지하였다. 아울러, 회분은 3.81~4.24로 전체적으로 유사한 경향을 나타내었다.

실험예 3: 연근 분말이 함유된 청국장환의 항산화 활성

청국장환의 항산화 활성은 1,1-디페닐-2-피크릴히드라질(1,1-diphenyl-2- picrylhydrazyl, DPPH)에 대한 전자공여능을 조사하여 분석하였다. 우선, 청국장환 추출액 200㎕와 100mM 트리스-HCL 완충액(pH 7.4) 800㎕를 혼합한 후 0.5mM DPPH 1㎖를 넣어 최종 농도가 0.25mM이 되도록 하였다. 이 반응액을 교반(vortexing)시킨 다음 암소에서 20분간 정치시킨 후 517nm에서 흡광도를 측정하여 그 결과를 도 3에 나타내었다.

도 3을 참고하면, 비교예의 항산화 활성이 22.5%인 반면, 연근 분말 10%를 첨가한 실시예 4의 청국장환의 경우 37%의 활성을 나타내어 항산화 활성이 2배 정도 증가되는 것으로 나타났다. 이는 연근에 함유된 폴리페놀 화합물에 의해 높은 항산화력을 나타내기 때문이다. 또한, 해조분말이 30g 추가로 첨가된 실시예 8의 경우 실시예 4 보다 2~3% 항산화 활성이 증가되는 것으로 나타났다.

실험예 4: 연근 분말이 함유된 청국장환의 항혈전 활성

청국장환의 항혈전 활성은 형액응고 분석기 COAG-A-MATE^RXM(Biomeriex Inc., Belgium)을 사용하여 프로트롬빈 타임(Prothrombin time, PT)와 액티베이티드 파셜 트롬보플라스틴 타임(Activated partial thromboplastin time, APTT)을 측정하여 분석하였으며, 그 결과를 각각 도 4 및 도 5에 나타내었다.

도 4를 참고하면, PT는 시료간의 유의적인 차이가 나타나지 않았으나, 도 5를 참고하면, APTT의 경우 비교예는 약 91초 인 것에 반해, 실시예 1 내지 4는 약 88~76초, 실시예 5 내지 8은 약 78~75초로 나타남으로써 연근 분말의 첨가량이 증 가할수록 항혈전 활성이 향상되고, 나아가 해조 분말이 첨가되면 그 효과가 더욱 향상되는 것을 확인할 수 있다.

실험예 5: 연근 분말이 함유된 청국장환의 혈압강하 활성

청국장환의 혈압강하 활성은 안지오텐신 I-컨버팅 엔자임(Angiotensin I-converting enzyme, ACE) 저해효과를 측정함으로써 조사하였다. 먼저 청국장환 추출액 50㎕에 300mM NaCl을 함유한 100mM 소듐 보레이트 완충액(pH 8.3) 100㎕을 넣은 반응액에 기질인 5mM 히퓨릴-히스티딜-류신(Hippuryl-Histidyl-Leucine) 50㎕를 넣고 37℃에서 10분간 예비배양시킨 후, 토끼 허파에서 얻은 ACE 조효소액 100㎕를 넣어 37℃에서 30분간 배양시킨 다음 1M HCl 200㎕를 넣어 반응을 정지시킨 후, 에틸아세테이트 2㎖를 넣어 15초간 교반(vortexing)하였다. 교반액을 1,000rpm에서 5분간 원심분리한 후 에틸아세테이트층을 1.5㎖ 취하여 끓는 물에 중탕으로 휘발시킨 후 1N NaCl 1㎖를 넣고 교반하여 228nm에서 흡광도를 측정하였다. 그 결과를 도 6에 나타내었다.

도 6을 참고하면, 비교예의 경우 75% ACE 억제 활성을 나타내었으나, 연근 분말을 첨가한 실시예 1~4의 경우 80~85%, 연근 분말과 해조 분말을 첨가한 실시예 6~8의 경우 85~87% 정도의 ACE 억제 활성을 나타내었다.

본 발명에 의한 백련을 포함하는 청국장환은 우수한 항산화 활성, 항혈전 활 성 및 혈압강하 활성을 나타내므로, 현대인들의 건강식품으로 유용하게 활용될 수 있다.

Claims (5)

1. 세척한 대두(大豆)를 15시간 ~ 48시간 동안 물에 불린 후 이를 100~130℃에서 30분~1시간 동안 삶아 증자시키는 제 1 단계;

   삶은 대두를 방냉시킨 후 바실러스 서브틸리스를 이용하여 대두의 중량을 기준으로 2~8중량% 접종하여 30~50℃ 온도에서 1~3일 동안 발효시키는 제 2 단계;

   발효된 청국장을 50~70℃에서 10~14시간 건조한 후 분쇄시켜 미세한 분말로 만드는 제 3 단계;

   수세 후 절단된 연근을 40~80℃에서 8~12시간 동안 건조한 후 분쇄시켜 수분 함량이 0중량% 초과 내지 8중량% 이하인 연근 분말을 준비하는 제 4 단계;

   상기 청국장 분말 100중량부에 대해 상기 연근 분말 2~20중량부를 배합한 후, 수분 함량이 35~45중량%인 찹쌀죽 3~10중량부와 혼합하여 청국장 반죽을 제조하는 제 5단계; 및

   청국장 반죽을 제환기에 넣어 3~5mm 크기의 환으로 만들어 건조시키는 제 6 단계를 포함하는 백련을 이용한 청국장환의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 5 단계에서 청국장 분말에 미역, 김, 다시마, 파래로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 해조 분말 1~3중량부를 추가로 배합시키는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 해조 분말이 미역, 김, 다시마, 파래의 혼합비가 1:1:1:1인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 삭제
5. 삭제

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