KR100789399B1 - 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물이 함유된건강음료 조성물 - Google Patents

다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물이 함유된건강음료 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물을 함유한 건강음료에 관한 것으로, 본 발명의 추출물은 항혈액 응고활성, 콜레스테롤 농도의 감소 및 항산화 효과를 가지므로 각종 질병의 예방 및 치료효과가 있는 기능성 건강음료조성물을 제공한다.
다시마, 우뭇가사리, 지누아리, 건강음료

Description

다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물이 함유된 건강음료 조성물{Health Beverage composition containing the extract of Laminaria sp. Gelidium sp. and Grateloupia sp.}
도 1은 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 농축 소재의 제조 공정을 나타낸 도이고,
도 2는 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물 함유 음료의 항혈액응고활성을 나타낸 도이며,
도 3은 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물 함유 음료 섭취시 혈중 총콜레스테롤 변화를 나타낸 도이고,
도 4는 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물 함유 음료 섭취시 혈중 중성지질 변화를 나타낸 도이며,
도 5는 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물 함유 음료 섭취시 혈중 HDL-콜레스테롤 농도 변화를 나타낸 도이고,
도 6은 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물 함유 음료 섭취시 혈중 LDL-콜레스테롤 농도 변화를 나타낸 도이며,
도 7은 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물 함유 음료 섭취시 간의 TBARS 농도 변화를 나타낸 도이고,
도 8은 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물 함유 음료 섭취시 간의 POV 농도변화를 나타낸 도이며,
도 9는 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물 함유 음료 섭취시 간의 Cu, Zn-SOD 농도변화를 나타낸 도이고,
도 10은 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물 함유 음료 섭취시 간의 Mn-SOD 농도변화를 나타낸 도이며,
도 11은 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물 함유 음료 섭취시 간의 카탈라아제(catalase)활성에 미치는 영향을 나타낸 도이고,
도 12는 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물 함유 음료 섭취시 간의 글루타티온 퍼록시다아제(glutathione peroxidase)활성에 미치는 영향을 나타낸 도이다.
본 발명은 다시마(Laminaria sp.), 우뭇가사리(Gelidium sp.) 및 지누아리(Grateloupia sp.) 추출물을 이용한 건강음료 조성물에 관한 것이다.
다시마, 우뭇가사리 및 지누아리는 해조류에 속하는 것으로서, 해조는 바다에 사는 조류를 통틀어 칭하는 말로서 일반적으로 자라는 바다의 깊이와 색깔에 따라 녹조류, 갈조류, 그리고 홍조류로 나누어 분류하고 있다. 해조에는 바다에 녹아있는 다양한 비타민, 미네랄, 각종 아미노산, 그리고 식이섬유가 풍부한데 식용으 로 소비되는 것 중 대표적인 것에는 다시마, 우뭇가사리, 지누아리, 미역, 김, 파래, 톳 등이 있다.
다시마, 우뭇가사리, 지누아리, 미역, 김, 톳 등의 해조류는 생리활성작용이 뛰어난 알긴산, 후코이단, 라미닌, 후코스테롤, 타우린, 마니톨, 칼슘, 요오드, 비타민 등이 풍부하게 함유되어 있기 때문에 고혈압, 동맥경화, 심근경색, 협심증, 뇌졸중, 당뇨, 비만, 골다공증, 악성종양 등의 성인병과 십이지장궤양, 신장병, 변비, 탈모의 예방 및 치료에 우수한 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다.
다시마, 우뭇가사리 및 지누아리를 구성하는 주요한 성분인 해조 다당은 그 자체로 섬유소로서의 기능뿐만 아니라 식품가공에서는 겔화제로도 널리 이용되고 있으며, 더 나아가서는 한천 다당 가수분해물의 다양한 기능이 확인되어 기능성 식품 소재로의 활용이 검토되고 있다.
그러나 이러한 해조류를 원조 그대로 섭취할 경우 체내 흡수율이 낮고 섭취하기도 상당히 불편한 단점이 있으며, 또 엑기스를 제조하여 음용할 경우에는 불용성 성분, 특히 생리활성작용이 강한 식이섬유를 많이 섭취할 수 없을 뿐만 아니라 독특한 해조의 맛 때문에 거부감을 많이 느껴 기호성이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 해조는 그 특유의 비릿한 냄새와 고농도의 염분, 그리고 쉽게 부패하는 등의 문제점이 있어 보관 및 음용상의 어려움이 있다.
따라서 이러한 단점을 보완하기 위하여 해조를 건조시켜 유통시키거나, 환(丸)이나 가루형태로 가공하여 쉽게 섭취할 수 있도록 한 제품들이 출시되고 있다. 그러나 건조시킨 해조의 경우 해조 특유의 냄새가 그대로 남아 있으며, 잘 부서지 는 단점이 있고, 또한 단순 건조 제품의 경우 유통기간 확장에 한계가 있다. 그리고 환이나 가루로 제조되는 제품의 경우는 응용되고 있는 해조의 종류가 다양하지 못하며, 유통기간을 늘리기 위하여 다량의 화학첨가물이 첨가되어 오히려 건강을 해칠 수 있는 문제점이 있다. 또한 한천의 원료로 사용되는 대표적인 홍조류인 우뭇가사리는 우리나라 남해 연안을 중심으로 수확되어 전량 한천 제조용 소재로만 이용되고 있는 실정으로 이러한 우뭇가사리를 이용하여 다양한 용도로 활용할 수 있는 기능성 소재의 제조 및 이를 이용한 제품 개발이 절실하며, 아울러 카라기난질을 함유하고 있는 동해안 특산품 중의 하나인 지누아리로부터 카라기난 분해물을 개발하여 기능성 소재를 개발하여 다양한 용도로 활용할 수 있는 제품의 제조는 경제적으로나 자원의 활용이라는 측면에서 매우 중요하다고 할 수 있다.
다시마(Laminaria)는 갈조식물 다시마목 다시마과의 한 속으로, 전통적인 해조식품이다. 한국, 일본, 캄차카반도, 사할린섬 등의 태평양 연안에 분포하며, 크기는 1.5 내지 3.5m 이고, 나비는 25 내지 40cm이다. 다시마속 식물은 태평양 연안에 20여 종이 자라고 있으며, 10 m 이상의 큰 종류도 있는데, 주요 종으로는 참다시마(L. japonica), 오호츠크다시마(L. ochotensis), 애기다시마(L. religiosa)등이 있다. 다시마에는 카로틴류, 크산토필류, 엽록소 등의 여러 가지 색소 외에 탄소동화작용으로 만들어지는 마니트, 라미나린 등의 탄수화물과 세포벽의 성분인 알긴산이 많이 들어 있고, 요오드, 비타민 B2, 글루탐산 등의 아미노산이 들어 있다.
우뭇가사리(Gelidium amansii)는 홍조식물 우뭇가사리과의 바닷말로, 한국, 일본, 인도네시아 등에 분포하며, 조간대 중부 및 하부에서 바위에 서식하고, 크기 는 10 내지 30cm이고, 나비는 약 1mm이다. 식물체는 뭉쳐나고 선상이며, 편압된 줄기와 양 가장자리에서 우상(羽狀)으로 갈라지는 가지로 이루어져서 전체가 부채 모양으로 퍼진다. 우뭇가사리는 보통 이 속에 속하는 식물을 대표하는 말로서도 쓰이며, 한천질(寒天質)을 포함하므로 한천 제조의 주원료로 이용되는 해초들로서 일찍부터 잘 알려졌다. 한국에는 우뭇가사리 외에 애기우뭇가사리, 실우뭇가사리, 막우뭇가사리와 인접된 속인 개우무(Pterocladia tenuis) 등이 있다. 특히 우뭇가사리와 개우무가 한천 원료로 많이 이용된다. 한천은 우뭇가사리를 주원료로 하여 개우무, 석묵, 단박 등의 홍조식물을 10∼20 % 가량 섞어서 만든다. 그 밖에 꼬시래기 싹새기 등도 한천 원료로 이용되나 이들은 각각 제조 방법이 달라서 함께 섞어서 쓰지 않는 것이 보통이다. 우뭇가사리는 다년생 식물로서 그 생활사는 배우체에 의한 유성세대와 사분 포자체에 의한 무성세대가 매우 규칙적으로 반복된다. 지방에 따라서 생육 시기에 약간의 차이가 있지만 대체로 5∼11월에 생육한다. 이 시기가 지나면 모체는 점차 녹아 없어지며 기부의 가는 줄기만 남게 된다. 그리하여 봄이 되면 다시 남아 있던 기부에서 새로운 직립부를 형성하는 한편 포자에서 발아한 개체도 자라서 함께 번성한다.
지누아리(Grateloupia filicina)는 홍조식물 지누아리과의 바닷말로, 한국과 세계 각지에 분포하며, 크기는 20 내지 30cm이고, 나비는 2 내지 3mm 이다. 짙은 홍색을 띠고 매우 부드러우며 점액질이 많은 엽상체이며, 양 가장자리에서 많은 곁가지가 마주나거나 어긋난다. 체형의 변화가 심하다. 이 속에 속하는 식물로는 개지누아리(G. prolongata), 뼈지누아리(G. divaricata), 털도박(G. okamurai), 미끌 도박(G. turuturu) 등이 있으며, 식용 또는 호료(糊料) 등으로 이용된다.
상기에서와 같이 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리는 여러 질병의 예방에 유용한 다양한 성분을 함유하고 있는 바, 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리로부터 추출, 농축된 농축물로 만들어진 건강 음료 조성물을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리의 추출물을 함유하는 건강음료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리의 추출물을 함유하는 건강음료 조성물을 제공하는 것이다.
구체적으로 본 발명은 (1) 건조 다시마를 수세, 탈수하여 시트르산으로 선택적 가수분해를 수행하고 추출, 여과, 농축하여 해조 가열취가 제거된 다시마 농축 소재를 제조하는 제 1단계, (2) 건조 우뭇가사리를 수세, 탈수하여 시트르산으로 가수분해하고 추출, 여과, 농축하여 해조 가열취가 제거된 우뭇가사리 농축 소재를 제조하는 제 2단계, (3) 건조 지누아리를 수세, 탈수하여 시트르산으로 가수 분해하고 추출, 농축하여 지누아리 농축 소재를 제조하는 제 3단계, (4) 상기 다시마 추출 농축액, 우뭇가사리 추출 농축액, 지누아리 추출 농축액 및 그 외 각종 첨가물을 혼합하는 제 4단계로 이루어지는 제조공정 및 이를 통하여 얻어지는 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리의 추출 농축액을 함유하는 건강음료 조성물 및 을 제공한 다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 해초 가열취가 제거된 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리의 농축소재는 하기와 같이 수득될 수 있다.
본 발명의 제 1단계는 다시마 농축 소재를 제조하는 단계로, 다시마는 참다시마(L. japonica), 오호츠크다시마(L. ochotensis), 애기다시마(L. religiosa), 토종다시마(Kjellmaniella spp.)등이며, 바람직하게는 참다시마로서, 국내산 다시마인 것이 바람직하다. 건조 다시마 무게의 20 내지 50배, 바람직하게는 20 내지 30배의 수도수를 첨가하여 수세하고, 20 내지 30℃, 바람직하게는 상온에서, 5 내지 20분, 바람직하게는 5 내지 10분 동안 수침 시킨 후, 탈수는 10분 내지 1시간, 바람직하게는 15분 내지 25분 동안 추출조에서 정치하여 탈수하고, 상기의 수세 및 탈수는 2 내지 5회, 바람직하게는 2회 반복한다. 상기 탈수된 다시마 무게의 15배 내지 40배, 바람직하게는 20 내지 30배의 수도수를 첨가하고, 구연산, 초산, 사과산 등의 약산, 바람직하게는 구연산을 처리한다. 산의 농도는 첨가수 기준으로 0.2 내지 0.4%, 바람직하게는 0.25 내지 0.3%의 농도로 처리하며, 90 내지 110℃, 바람직하게는 100 내지 102℃의 추출 온도에서 약 10분 내지 5시간, 바람직하게는 2시간 동안 열수 추출, 냉침 추출, 환류 냉각 추출 또는 초음파 추출 등의 추출방법, 바람직하게는 열수 추출의 방법으로 추출한다. 상기에서 수득한 추출물에 상기와 동일한 양의 수도수를 첨가하고 상기 추출방법과 동일한 방법으로 2 내지 4회, 바 람직하게는 2회 반복한 후, 추출된 다시마를 여과하여 잔사를 제거 후, 여과한 여액을 진공회전농축기로 20 내지 100℃, 바람직하게는 50 내지 70℃에서 감압농축하고, 살균기에 농축액을 넣고 90 내지 110℃, 바람직하게는 100℃에서 10분 내지 30분, 바람직하게는 20분 동안 살균하여 본 발명의 다시마 농축 소재를 제조할 수 있다.
제 2단계는 우뭇가사리 농축 소재를 제조하는 단계로서 상기 제 1단계와 동일한 방법으로 수행하여 제조할 수 있다.
제 3단계는 지누아리 농축 소재를 제조하는 단계로서 상기 제 1단계와 동일한 방법으로 수행하여 제조할 수 있다.
제 4단계는 상기 다시마, 우뭇가사리, 지누아리 및 각종 첨가물을 혼합하는 단계로 본 발명의 건강음료 조성물은 다시마 추출농축액 70 내지 80 중량%, 우뭇가사리 추출 농축액 10 내지 20 중량%, 지누아리 추출 농축액 0.5 내지 2 중량%, c-후코이단(c-fucoian) 0.5 내지 2 중량%, 당질 5 내지 8 중량%, 홍삼추출물 0.01 내지 0.3 중량%, 그 외 각종 첨가물, 바람직하게는 액상과당, 벌꿀, 설탕, 배추출농축액, 사과추출농축액, 계피추출농축액, 구기자추출농축액, 감초추출농축액, L-카르티닌, 가르시아 캄보지아 또는 구연산나트륨에서 선택된 한가지 이상의 첨가물을 0.2 내지 0.6 중량%를 적당량의 정제수에 첨가하여 본 발명의 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물이 함유된 건강음료를 제조할 수 있다.
상기 본 발명의 신규 제조공종으로 수득된 본 발명의 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 농축 소재는 종래의 제조방법과는 달리 추출, 농축하는 과정에서 발생하 는 해조 가열취가 제거된 것이다.
또한, 본 발명의 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물은 식품 및 음료 등에 다양하게 이용될 수 있다. 본 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물을 첨가할 수 있는 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 캔디, 초콜릿, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강보조 식품류 등이 있고, 분말, 과립, 정제, 환제, 캡슐, 이유식 또는 음료인 형태로 사용할 수 있다. 이때 식품 또는 음료 중에 본 발명의 상기 식품 조성물의 양은 일반적으로 전체 식품 중량의 20 내지 70 중량%로 가할 수 있으며, 음료 조성물에는 100 ㎖를 기준으로 0.02 내지 30 g, 바람직하게는 0.3 내지 1 g의 비율로 본 발명의 식품조성물을 가할 수 있다.
본 발명의 건강 음료 조성물은 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 추출물을 함유하는 외에는 액체성분에는 특별한 제한점은 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등의 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등의 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상술한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ㎖당 일반적으로 약 1 내지 20g, 바람직하게는 약 5 내지 12g이다.
상기 외에 본 발명의 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명의 조성물들은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물은 독성 및 부작용이 거의 없으므로 예방 목적으로 장기간 복용시에도 안심하고 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 식품첨가제를 식품에 살균제, 향신료, 조미제, 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등 또는 식품소재의 필수원료로 사용하는 것을 특징으로 하는 식품첨가제의 이용방법을 제공한다.
이 때 식품첨가제는 식품에 침지, 분무 또는 혼합하여 상기 식품에 첨가할 수 있으며, 이러한 첨가제의 비율은 그렇게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부 당 0.01 내지 80 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
상기 식품은 과일, 야채, 과일이나 야채의 건조제품이나 절단제품, 과일쥬스, 야채쥬스, 이들의 혼합쥬스이거나 산성음료수를 포함하는 음료류, 쿠키, 사탕, 카라멜, 껌 등과 같은 제과류, 제빵류, 아이스크림 제품류, 다(茶)류, 요구르트와 같은 발효유식품, 유가공식품, 양념류, 주류, 통조림 또는 병조림류, 면류, 축산 가공식품, 수산가공식품, 미생물발효식품, 두류식품, 곡류식품, 육가공류, 감초류, 허브류 중 어느 하나 또는 하나 이상이다.
본 발명은 다음의 실시예 및 실험예에 의거하여 더욱 상세히 설명되나, 본 발명이 실시예 또는 실험예에 의해 제한되지는 않는다.
실시예 1. 다시마 농축 소재의 제조
동해산 건조 다시마 1kg을 적절한 크기(5-10cm X 5-10cm)로 세절하고 추출조에 투입하여 건조 다시마 무게의 40배 가량의 수도수를 첨가하여 5 내지 10분 정도 천천히 저어주면서 수세한다. 수세 후 수세액을 버리고 다시 건조 다시마 무게의 30배 가량의 수도수를 첨가하여 동일한 방법으로 2차 수세를 하고 수세후 수세액을 버리고 건조 다시마무게의 35배가량의 정제수 및 0.3% 시트르산을 첨가하여 용해시킨 후 100 내지 102℃의 온도에서 추출온도 도달시점으로부터 2시간동안 1차 열수추출을 한다. 1차 추출을 한 후 동일한 방법으로 두 번의 열수 추출을 반복함으로서 3단 추출법을 수행한다.
3단 추출과정이 완료되면 다시마 잔사를 제거하는 여과공정을 실시하고, 추출액 중에 부유하는 부유물을 제거하기 위해 막여과(MW 50000)또는 원심분리를 수행하여 2차 여과를 한다. 부유물이 제거된 추출액(1.1-1.2 브릭스의 농도)은 100℃에서 가열, 감압여과하고 여액을 진공회전농축기로 70℃에서 9.5 브릭스(Brix)의 농도, 25 브릭스의 농도, 30 브릭스의 농도로 감압농축하고, 이 농축액을 살균기(제이오텍, AC-01, 2002)에 투입하고 100℃에서 20분간 살균을 하여 다시마 추출물의 10배 농축인 다시마 농축 소재 9.5 브릭스(수득률:10%), 40배 농축인 25 브릭스(수득률:3.5%), 60배 농축인 30 브릭스(수득률:3%)을 얻었다.
실시예 2. 우뭇가사리 농축 소재의 제조
남해산 건조 우뭇가사리(Gelidium amansii) 5kg을 적절한 크기로 세절하고 추출조에 투입하여 건조 우뭇가사리 무게의 20~30배 가량의 수도수를 첨가하여 약 15분간 천천히 저어주면서 수세하여 원조에 붙어있는 모래나 기타 협잡물을 제거하고, 탈수한 후 2차로 동일한 방법으로 정제수를 20~30배 첨가하여 재수세하였다. 재수세한 원료에 500L의 정제수 및 0.3% 시트르산을 1.5kg 첨가한 다음 100℃에서 2시간 동안 1차 추출하였다. 1차 추출 후 여기에 500L 정제수를 첨가한 후 동일한 방법으로 두 번의 열수 추출을 반복함으로서 3단 추출법을 수행하였다.
3단 추출과정이 완료되면 우뭇가사리 잔사를 제거하는 여과공정을 실시하여 상층액을 분리하고, 상층액을 직접 6시간 가열 농축 및 분해처리하면서 이취를 일정 부분 제거하였다. 이때의 농축된 소재의 농도는 8 브릭스였으며, 이렇게 농축된 소재는 초기의 환원당 보다는 훨씬 높은 환원당 비율을 차지하는데 당질의 30% 정도까지 환원당이 상승하였다. 가열 농축된 소재를 연속식 원심분리기에서 원심 분리하여 상층액을 2차로 진공농축기에서 농축 및 탈취하여 우뭇가사리 농축 소재 20 브릭스를 얻었다.
실시예 3. 지누아리 농축 소재의 제조
동해산 건조 지누아리(Grateloupia sp.) 1.5kg을 적절한 크기로 세절하고 추출조에 투입하여 건조 지누아리 무게의 30~40배 가량의 수도수를 첨가하여 약 15분간 천천히 저어주면서 수세하여 원조에 붙어있는 모래나 기타 협잡물을 제거하고, 탈수한 후 2차로 동일한 방법으로 정제수를 30~40배 첨가하여 재수세하였다. 재수세한 원료에 100L의 정제수를 첨가한 다음 100℃에서 3시간 동안 1차 추출하였다. 1차 추출 후 여기에 구연산 300g을 첨가한 후 100℃에서 2시간 동안 2차 추출 후, 동일한 방법으로 200L의 정제수를 첨가한 다음 100℃에서 2시간동안 3차 추출하는 3단 추출법을 수행하였다.
3단 추출과정이 완료되면 원심 분리하여 상층액을 분리하고, 상층액을 직접 6시간 가열 농축 및 분해처리하면서 이취를 일정 부분 제거하였다. 가열 농축된 소재를 연속식 원심분리기에서 원심 분리하여 상층액을 2차로 진공농축기에서 농축 및 탈취하여 지누아리 농축 소재 20 브릭스를 얻었다.
실시예 4. 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물을 함유한 건강음료의 제조
상기 실시예 1의 다시마 농축 소재를 희석한(3.0 브릭스) 75ml를 첨가한 후, 여기에 상기 실시예 2의 우뭇가사리 농축 소재를 희석한(30% 에탄올 처리액 5.0브릭스) 15ml, 상기 실시예 3의 지누아리 농축 소재를 희석한(5.0브릭스) 1.5ml, c-후코이단 1.5g, 액상과당 4.5g, 벌꿀 0.5g, 설탕 1.0g, 홍삼추출 농축액 0.1g, 배추출 농축액 0.25g, 사과추출 농축액 0.25g, 계피추출 농축액 0.08g, 구기자추출 농축액 0.1g, 감초추출 농축액 0.1g, L-카르니틴 0.01g, 가르시아 캄보지아 0.01g, 구연산나트륨 0.1g 을 첨가하여 약 1시간동안 85℃에서 교반 가열하였으며, 이렇게 제조된 용액을 여과하여 멸균된 2ℓ용기에 취득하여 밀봉멸균한 후, 냉장 보관하여 본 발명의 건강음료 조성물을 제조하였다.(표 1참조).
첨가소재 함량(%) 첨가소재 함량(%)
다시마 추출농축액 (3.0 brix) 75 배추출 농축액 0.25
우뭇가사리 추출 농축액(30% 에탄올 처리액, 5.0brix) 15 사과추출 농축액 0.25
지누아리 추출 농축액 (5.0 brix) 1.5 계피추출 농축액 0.08
c-후코이단 1.5 구기자추출 농축액 0.1
액상과당 4.5 감초추출 농축액 0.1
벌꿀 0.5 L-카르니틴 0.01
설탕 1.0 가르시아 캄보시아 0.01
홍삼추출 농축액 0.1 구연산 나트륨 0.1
실험예 1. 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물이 함유된 건강음료의 항혈액응고활성 실험
혈액응고에 의한 혈전 형성을 방지하는 효과를 알아보기 위해 항혈액응고활성 실험을 실시하였다. 혈장은 정맥혈 9.0 mL를 채취하여 1mL의 구연산나트륨(sodium citrate, 3.8%) 용액과 혼합한 다음 1,500rpm에서 5분간 원심 분리하여 혈장을 분리하였다. 분리한 혈장은 -20℃에 저장해두고 실험에 사용하였다. 활성 트롬보플라스틴 시간 측정(APTT, activated partial thromboplastin time)은 혈장 10μL를 넣고 교반한 후 37℃ 항온수조에서 3분간 가온하였다. 여기에 100μL 액틴을 첨가한 후 다시 37℃ 항온수조에서 3분간 가온하였다. 3분이 되는 순간 미리 37℃로 가열하여둔 0.025M CaCl2 용액 100μL를 넣음과 동시에 응고 시간을 측정하였다. 프로트롬빈 시간 측정(PT, prothrombin time)은 37℃ 항온수조에서 1분 이상 미리 가온하여둔 트롬보플라스틴 C 200μL에 37℃에서 미리 5분 이상 가온하여둔 혈장과 시료용액 혼합액(혈장:시료용액 = 10:1)을 가함과 동시에 응고시간을 측정하였다.
항혈액 응고활성을 APTT(혈장응고시간)로 측정한 결과, 도 2에서 보는 바와 같이, 대조구의 APTT 38초에 비해 90초로 3배 정도 혈장 응고시간을 지연시키는 효과가 있음을 확인하였다.
실험예 2. 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물이 함유된 건강음료의 항콜레스테롤성 실험
2-1. 실험동물사육 및 통계처리
동물실험을 위하여 4주령의 SD(Sprague-Dawley)계 흰 쥐를 1주일간 일반식이로 적응시키고 20% 고지방식이로 4주 비만을 유도한 후 실험에 사용하였다. 실험군은 2군으로 대조군(고지방식이, CON), 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출 농축액 첨가 음료(B)를 4주 동안 투여하였다. 사육실 온도 20±2℃, 습도 50±10%, 명암 주기는 12시간 간격으로 자동 조절되었다.
실험결과는 평균 ± 표준편차로 나타내었고, 첨가군의 유의성은 일원 배치 분산분석(one-way ANOVA)로 검증한 후 던칸의 다범위 검정(Duncan's multiple range test)로 유의수준 0.05에서 유의성을 검증하였다.
2-2. 체중변화 및 식이효율 실험
고지방군의 식이는 AIN-93 반정제된 실험식이(semipurified diet) 제조법에 준하여 조제하고, 각 실험군의 에너지 수준이 동일하게 조제하였다(표 2). 쥐의 비만을 유발하기 위하여 라드 15%와 옥수수유 5%를 첨가하여 식이 중량의 20%가 되게 하고, 이때 지방이 차지하는 에너지 비율은 총 에너지의 40%가 되게 하였다.
원료 실험 그룹(g/100g diet)
CON*1 B*2
카세인(casein) 20 20
수크로스(sucrose) 40 40
콘스타치(corn starch) 10 10
콘오일(corn oil) 5 5
라드(Lard) 15 15
셀룰로오스(cellulose) 5 5
DL-메티오닌(methionine) 0.2 0.2
AIN-미네랄 혼합물 3.5 3.5
AIN-비타민 혼합물 1.0 1.0
콜린 비트레이드(choline bitrate) 0.3 0.3
합계 100 100
*식이요법은 AIN-93가이드라인에 따라 준비되었다. *1: 대조군 *2: 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물 투여군
본 발명의 건강 음료는 체중당 100%를 물에 섞어 공급하였고 섭취량을 동일하게 하기 위해 한 케이지당 한 마리씩 사육하였다.
식이 섭취량은 매일, 체중은 매주 한번씩 측정하고, 식이효율은 실험동안 체중증가량을 식이섭취량으로 나누어서 구하였다. 조제한 식이는 고형으로 만들어 건조시킨 후, -18℃ 냉동보관 하면서 동일한 시간에 각 실험군에 공급하였다.
실험 결과, 고지방식이를 섭취시킨 흰쥐에서 체중 및 식이 섭취량과 식이효율은 하기 표 3과 같다. 모둔 군의 실험 시작시 체중은 평균 316 g 으로 비슷하였고, 사육 4주 후에는 B군에서 감소하였으나 유의적이지는 않았다. 사료 섭취량과 식이 효율 또한 모든 군에서 유의적인 차이는 보이지 않았다.
그룹 초기무게(g) 최종무게(g) 체중증가량(g/day) 식이량(g/day) 식이효율
Con 316.57±15.42NS 382.27±28.05NS 2.35±1.02NS 12.31±2.22NS 0.20±0.06NS
B 316.65±10.99 379.67±11.43 2.25±0.44 13.92±2.42 0.17±0.03
2-3. 내장지방 함량 변화
비만 및 성인성 질환과 관계 깊은 내장 지방 함량을 비교해 보았을 때 총 지방 함량은 고지방 식이군에 비해 B군은 16.7% 정도 유의적으로 낮아졌으나(p<0.05) 체중 당 상대적인 내장지방 함량으로 산출하였을 때 유의적인 차이를 나타내지 않는다(하기 표 4 참조).
그룹 총 지방 함량(g) 상대적인 내장지방 함량(g/100g B.W)
CON 12,86±3.11a 3.39±0.75NS
B 10.71±1.58b 3.08±0.46
2-4. 장기별 무게 변화
본 발명의 해조 음료가 고지방식이를 섭취한 흰쥐의 주요 장기인 간, 심장, 폐, 신장, 비장 및 고환의 중량에 미치는 영향을 살펴보았을 때 고지방식이군에 비해 심장을 제외한 다른 장기에는 영향을 미치지 않았다(표 5 참조).
그룹 간 심장 폐 신장 비장 고환
CON 12.19±1.84NS 1.44±0.25a 1.81±0.14NS 2.84±0.18NS 0.77±0.06NS 3.66±0.22NS
B 11.98±1.60 1.31±0.21ab 1.94±0.25 2.82±0.27 0.77±0.07 3.69±0.25
2-5. 중성지방 농도 변화
혈장 및 간, 분변의 중성 지방 농도는 효소법(Bucolo G. et al., Clin. Chem. 19, pp 476-482, 1973)에 의한 정량용 중성지방 키트(Triglyceride AM 157S-K, 아산제약)로 측정하였다.
고지방식이에 의해 가장 큰 영향을 받는 중성지방의 농도는 대조군(CON, 고지방식이군)에서 125.10 mg/dL였고, B군 111.46 mg/dL로 대조군에 비해 10.9%정도 유의적으로 감소하였다 (p<0.05, 도 3 참조). 대조군이 중성지질 농도는 20% 지방 식이에 의해 상당히 상승하였고, 4주간의 음료 섭취에 의해 높아졌던 중성지방의 농도는 현저하게 낮아지는 현상이 관찰되었다.
2-6. 혈중 콜레스테롤 변화
혈장 및 간, 분변의 총 콜레스테롤 농도는 효소법(Yao T. et al., Anal. Biochem, 149, pp 387-389, 1985)에 의한 정량용 총 콜레스테롤 키트(Total Cholesterol AM 202-K, 아산제약)로 측정하였다.
혈장 총 콜레스테롤 농도는 대조군이 높았으며(130.51 mg/dL), 음료투여군은 111.03 mg/dL로 대조군에 비해 15% 정도 유의적으로 감소하였다(p<0.05, 도 4 참조)
2-7. 혈중 HDL-콜레스테롤 농도변화
HDL 콜레스테롤 농도는 HDL 콜레스테롤 키트 (HDL Chlesterol AM 203-K, 아산제약)로 측정하였다.
HDL 콜레스테롤 농도는 대조군 56.93 mg/dL였고, 음료투여군 44.31 mg/dL 정도로 대조군이 다른 군에 비해 유의적으로 높게 나타났다(도 5 참조).
2-8. 혈중 LDL 콜레스테롤 농도변화
LDL 콜레스테롤은 콜레스테롤 농도와 중성지질의 농도로부터 하기 수학식 1에 따라 계산하여 구하였다.
LDL 콜레스테롤 = TCH - HDL -G/5
(TCH : 총콜레스테롤, HDL : HDL 콜레스테롤, G: 중성지방)
LDL 콜레스테롤 농도는 대조군이 67.93 mg/dL로 가장 높았고, 음료 투여군은 48.99 mg/dL로 27.9% 정도 유의적으로 낮아져, 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물 첨가 음료가 LDL 콜레스테롤 저하 효과가 큰 것을 나타내었다(도 6 참조).
2-9. 간의 지질 농도 변화 측정
흰 쥐의 간을 1g 씩 취하여 폴치(Folch J. et al., j. Biochem, 223, pp 497-509, 1956)등의 방법을 수정하여 지방을 추출하고, 클로로포름으로 25mL이 되도록 정용하여 시료로 사용하였다.
간의 중성지방 및 총 콜레스테롤 농도는 하기 표 6에 나타내었다. 간의 중성 지방 농도, 간 및 혈중 콜레스테롤 농도 모두 대조군(CON)에 비해 낮았다.
그룹 지질(mg/g 간)
중성지방 콜레스테롤
CON 45.29±2.70b 39.11±0.29ab
B 38.82±5.29c 33.13±1.50c
2-10. 분변으로의 지방 배출 효과
분변은 해부 전 48시간 동안 수집하여 상압가멸 건조법으로 건조하여 -20℃에서 보관하였다. 본 실험에서는 건조하여 분말화한 분변 300 mg 씩을 취하여 에테르 140 mL 을 가하여 변형된 쏙시렛법(Soxhlet T. J. Assoc. Office. Agar. Chemists, 30, pp 290-291, 1947)을 이용하였다.
고지방식이에 해조 음료를 투여하여 4주 사육한 후 이틀 동안 수집한 분변의 지방농도를 분석한 결과(표 7) 분변의 중성지방 농도는 대조군(CON)이 15.88 mg/g이고, B군 13.50 mg/g으로 대조군에 비해 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.05). 또한 분변의 총 콜레스테롤 농도는 대조군이 34.05 mg/g으로 B군은 30.06 mg/g으로 대조군보다 유의적으로 낮게 나타났다.
그룹 지질(mg/g 분변)
중성지방 콜레스테롤
CON 15.88±2.50a 34.05±1.30bc
B 13.50±0.37b 30.06±1.06c
실험예 3. 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물이 함유된 건강 음료의 항산화 활성 실험
3-1. 간에서 지질 산화 억제
간의 TBARS(thiobarbituric acid-reactive substances) 함량 측정은 오카와 등의 방법(Ohkawa H., Ohisi N., and Yagi K. Anal Biochem, 95, pp351, 1979)을 이용하여, 티오바르비튜릭산(thiobarbituric acid, TBA)와 반응하는 말론디알데히드 (malondialdehyde, MDA)의 함량을 측정하였다.
고지방식이에 해조 음료를 섭취시킨 흰 쥐의 지질 산화 정도를 간에서 살펴보았을때(도 7) 대조군의 TBARS 농도는 21.97 nM MDA/g이었고, 음료투여군은 17.16 nM MDA/g으로 대조군에 비해 21.9% 정도 감소하여(p<0.05) 항산화 효과가 있음이 관찰되었다.
3-2. 간의 POV 농도 변화
간 균질액을 5 mL의 클로로포름 : 메탄올(2:1) 혼합액과 섞은 후 1,000rpm에서 5분간 원심분리해서 클로로포름층 3 mL을 취해서 수기에 넣고 진공회전증발기로 45℃에서 건조시켜 여기에 아세트산:클로로포름(3:2, v/v) 혼합액 1 mL 넣은 후, 제조한지 30분 이내의 냉장상태 KI 50 μL를 첨가하여 혼합한 뒤 시료를 암실에서 5분간 방치하고, 3 mL 카드뮴 아세트산(cadmium acetate)을 첨가하여 3,000rpm에서 10분간 원심 분리한 다음, 상층액을 353nm에서 흡광도를 측정한다. 표준 검량곡선은 큐멘 히드로 퍼옥사이드(cumene hydroperoxide)로 작성한다.
간 조직의 POV 농도는 대조군이 3.96μm H2O2/g이고, 음료투여군 3.27μm H2O2/g으로 대조군에 비해 17.5% 정도 낮아졌지만 유의적이지는 않았다(도 8).
3-3. 간의 SOD 활성에 미치는 영향
각 조직액을 13,000 rpm에서 10분간 원심 분리하여 얻은 상층액을 인산완충용액(pH 8.2)으로 100배 희석하여 시료로 사용하였다. 희석한 용액 0.1 mL에 증류수 0.5mL, A시약 0.2 mL (52.125 mg 히드록실아민(hydroxylamine) + 102.1 mg 히포크산틴(hypoxanthine) / 250 mL 증류수), B시약 0.2 mL (20
Figure 112006014508435-pat00001
L 3.75mM 잔틴 산화효소(xanthine oxidase) + 0.9939 mg EDTA(ethylene diaminetetraacetic acid) / 26.7 mL 인산 완충용액(phosphate buffer, pH 8.2)를 첨가 혼합하여 37℃ 항온수조에서 40분간 가온한 후 C시약 2.0 mL (300 mg 술파닌산(sulfanilic acid) + 5.0 mg N-1- 나프틸렌 디아민산(naphthylene diamine acid) / 500 mL 16.7% 아세트산를 첨가 혼합하여 실온에서 20분간 방치한 후 550㎚에서 흡광도를 측정하고, 표준 검량선에 의해 SOD(superoxide dismutase, UN/mg protein)를 정량하였다.
본 발명의 해조 음료가 고지방식이를 섭취시킨 흰쥐의 SOD 활성에 미치는 영향은 도 9 및 도 10에 나타내었다. Cu, Zn-SOD의 활성은 대조군에서 4.22 NU/mg 단백질이고, B군 2.74 NU/mg 단백질로 유의적으로 낮아졌다(p<0.05). 또한 Mn-SOD 활성도 대조군에 비해 음료 투여군이 1.80 NU/mg 단백질로 대조군 3.26 NU/mg 단백질에 비해 유의적으로 활성이 감소하였다(p<0.05). 이는 음료 투여로 인한 체내 활성산소종의 감소로 인해 그에 따라 간의 SOD 활성이 낮아진 것으로 사료된다. 간의 카탈라아제 활성을 살펴보았을때(도 11) 대조군 0.31 μmole/mg 단백질로 가장 활성이 낮았으며 음료투여군은 0.503 μmole/mg 단백질로 대조군에 비해 유의적으로 활성이 높게 나타났다(p<0.05). 고지방식이를 섭취한 흰쥐에 해조 음료를 투여하여 간의 글루타티온 퍼옥시다제(GSH-px) 활성을 측정한 결과는 도 12와 같다. 대조군은 17.02 unit/mg 단백질이고, 음료투여군은 13.88 unit/mg 단백질로 유의적으로(p<0.05)활성이 낮아진다. 활성변화는 Se를 함유하는 항산화계 효소로써 과산화 지질과 H2O2를 무독화를 촉매고, 산화적 스트레스에 의해 활성이 증가하는 것으로 알려져 있는데 본 실험의 결과 SOD활성과 마찬가지로 대조군과 비교해 활성산소종의 감소로 인해 활성이 낮아진 것으로 사료된다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 다시마, 우뭇가사리 및 지누아리 추출물을 함유하는 건강음료에 관한 것으로, 본 발명의 추출물은 항혈액응고활성, 콜레스테롤 농도의 감소 및 항산화 효과를 가지므로 각종 질병의 예방 및 치료효과가 있는 기능성 건강음료로 사용할 수 있다.

Claims (7)

  1. (1) 건조 참다시마 (L. japonica)를 수세, 탈수하여 시트르산으로 선택적 가수분해를 수행하고 추출, 여과, 농축하여 해조 가열취가 제거된 다시마 농축 소재를 제조하는 제 1단계, (2) 건조 참우뭇가사리 (Gelidium amansii)를 수세, 탈수하여 시트르산으로 가수분해하고 추출, 여과, 농축하여 해조 가열취가 제거된 우뭇가사리 농축 소재를 제조하는 제 2단계, (3) 건조 개지누아리 (G. prolongata)를 수세, 탈수하여 시트르산으로 가수분해하고 추출, 농축하여 지누아리 농축 소재를 제조하는 제 3단계, (4) i) 상기 참다시마 추출 농축액, 참우뭇가사리 추출 농축액, 개지누아리 추출 농축액, c-후코이단 (c-fucoian), 당질 및 홍삼추출물; 및 ii) 첨가물로서 액상과당, 벌꿀, 설탕, 배추출농축액, 사과추출농축액, 계피추출농축액, 구기자추출농축액, 감초추출농축액, L-카르티닌, 가르시아 캄보지아 또는 구연산 나트륨;을 혼합하는 제 4단계의 공정의 제조방법으로 얻어지는 가열취가 제거된 참다시마, 참우뭇가사리 및 개지누아리의 추출물을 유효성분으로 함유하는 건강음료 조성물.
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