KR100823896B1

KR100823896B1 - 대두의 전처리에 의한 이소플라본의 함량 증가 및 이를이용한 고기능성 청국장의 제조방법

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Publication number: KR100823896B1
Application number: KR1020070003919A
Authority: KR
Inventors: 심재석; 신동화; 김용석; 정평화
Original assignee: 전북대학교산학협력단
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2008-04-21

Abstract

본 발명은 콩을 전처리(Priming)하여 발아(Germination)시킴으로써 대두의 이소플라본(Isoflavone)의 함량을 높여 고기능성 청국장을 제조하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 콩을 물에 수침한 후, 수화전처리(Hydropriming)시켜 전처리된 콩을 인큐베이터에서 발아시키는 단계와, 콩을 염용액에 수침하여 염화전처리(Osmopriming)시킨 후, 증류수에 수침시켜 전처리된 콩을 인큐베이터에서 발아시키는 단계와, 각각의 단계에서 발아된 대두를 이용하여 청국장 발효시키는 단계로 구성된다.

본 발명은 콩을 물에서 수화전처리와 염용액에서 염화전처리한 후 발아시킴으로써 콩에 따라 isoflavone 함량이 10∼40%까지 높아지는 효과가 있다. 이와 같이 이소플라본 함량이 증가된 발아대두를 청국장 발효시켜 기능성 식품을 제공할 수 있다.

Description

대두의 전처리에 의한 이소플라본의 함량 증가 및 이를 이용한 고기능성 청국장의 제조방법{Enhancement of isoflavone contents in soybean by pretreatment and Method for Chungukukjang with improved functionality}

도 1은 본 발명의 제조공정도이다.

본 발명은 콩을 전처리(Priming)하여 발아(Germination)시킴으로써 이소플라본(Isoflavone)의 함량을 높인 대두를 이용하여 고기능성 청국장을 제조하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 콩을 물에 수침한 후, 수침 처리된 콩을 인큐베이터에서 발아시키는 단계와, 콩을 염용액에 수침하여 염화전처리(Osmopriming)시킨 후, 증류수에 수침시켜 전처리된 콩을 인큐베이터에서 발아시키는 단계와, 각각의 단계에서 발아된 대두를 이용하여 청국장 발효시키는 단계로 구성된다.

콩은 오곡중의 하나로 우리나라에서 예로부터 재배되어온 식생활에 빼놓을 수 없는 중요한 식량작물로 가축의 사료로 이용하는 서양과는 달리 중요한 단백질 및 고지방의 공급원으로 이용되어져 왔다. 콩의 가공 및 이용은 콩을 가장 오랫동안 재배한 동북아시아 지역이 가장 잘 발달되었으며, 우리나라에서는 된장, 간장 및 청국장과 같이 콩을 발효시키거나, 두부와 같이 응고시켜서 이용하였다. 최근에는 콩을 이용하여 영양음료 및 소시지로 개발되고 있으며, 또한 콩의 기능성이 밝혀지면서 그 이용범위가 확대되는 실정이다.

콩은 주성분인 단백질을 35-40%, 지방을 15-20% 함유하고 있으며, 그 밖에 수용성 당류가 다량 함유되어져 있다. 최근 식습관과 관련된 질병 발생률에 대한 연구에서 식물성 식품의 섭취가 질병예방과 관련이 깊은 것으로 발표되고 있으며, 특히 콩의 생리활성 기능에 관심이 집중되고 있다. 이러한 콩의 기능성 물질로는 이소플라본(isoflavones), 피틴산(phytic acid), 트립신억제제(trypsin inhibitor), 사포닌(saponins), 식물성 스테롤(sterol)과 페놀(phenol) 화합물 등과 식이성 섬유, 올리고당이 보고되고 있다. 그중에서도 콩에서 이소플라본은주로 제니스타인(genistein)과 다이드자인(daidzein)과 같은 배당체 형태로 존재하고 소화기관에서 비배당체(aglycone)형태로 가수분해 되어 장내의 상피세포에 쉽게 흡수된다. 또한, 여성 호르몬인 에스트로겐(estrogen)과 유사한 구조를 가지며 여성호르몬 유사 작용을 약하게 가지기 때문에 피토에스트로겐(phytoestrogen)이라 하며, isoflavone(daidzein, genistein)은 에스트로겐과 경합해, 에스트로겐 수용체에 결합하여 경쟁적 저해제 또는 길항제로 작용하여 암치료에 사용되며, 특히 isoflavone중에 genistein이 tyrosine protein kinase 저해제로서 특히 상피세표의 자가 인산화를 억제하며 유사분열에 의해 활성화된 tyrosine protein kinase의 반응들을 방해하여 종양세포 증식을 억제한다는 연구 결과가 발표되었다. 또한, 콜레 스테롤 저하효과와 심혈관질환, 여성의 폐경기 증상과 골다공증의 예방 및 노화 유발, 염증, 당뇨와 같은 질병에 관련 있는 효과에 매우 유용하다고 보고되어져 있다.

Isoflavone은 여성호르몬인 estrogen과 유사한 구조와 활성을 가지며 tyrosine kinase, 신생혈관 생성억제 등의 작용으로 항암활성을 가질 뿐만 아니라 골다공증 예방, 항산화 활성에 의한 심혈관질환 억제에도 영향을 미친다. 특히 콩의 isoflavones 중 genistein의 항산화효과에 대한 연구가 가장 활발하며 in vitro와 in vivo에서 종양 promoter에 의해 유도된 과산화수소의 생성을 억제하였다는 Wei 등(Nutr. Cancer, 20 : 1-2, 1993)의 보고가 있다. 그 외에도 구리에 의해 촉매되는 LDL 산화에 있어서도 genistein이 항산화효과를 나타낸다는 많은 보고되었다. 최근 isoflavone의 여러 생리활성 중 가장 활발하게 연구가 이루어지고 있는 부분은 암예방과 관련되어 있으며 특히 genistein의 항암작용에 대한 연구가 다양하게 이루어지고 있다. 콩에 존재하는 isoflavone의 하나인 genistein은 Akiyama 등(J. Biol. Chem., 262 : 5592-5596, 1987)에 의해서 tyrosine protein kinase 저해제로 밝혀짐에 따라 많은 관심의 대상이 되었다.

콩의 대표적인 생리활성 물질중의 하나인 isoflavone류는 lignan류와 함께 식물에서 발견되는 phytochemical의 한 종류로 식물체에 존재하는 색소(anthocyanin)의 한 종류인 phenol계 화합물의 배당체이다. Isoflavone은 식물이 외부 자극을 받을 때 생성되는 phytoallexin 이라는 물질로 작물의 내병성 증진에 기여하는 물질이지만, 인체 내에서는 내인성 생식 호르몬인 에스트로겐과 그 구조와 분자량이 유 사하여 phytoestrogen이라고도 한다.

한편 청국장은 단백질과 불포화 지방의 함량이 많고 소화율이 높은 고단백식품이다. 또한 청국장은 간장, 된장과 달리 담그는데 소요되는 기간이 짧고 방법이 간단하기 때문에 계절식품으로 많이 이용되어 왔다. 청국장은 콩을 삶아 고초균이라 부르는 Bacillus subtilis를 번식시켜서 콩 단백질을 분해시키고 파, 마늘, 고춧가루, 소금 등을 가미하여 저장성을 부여한 것으로 주로 가을에서 초봄까지 만들어 먹는 장이다. 전통적인 청국장은 대두를 18시간 이상 불려서 익힌 다음 볏짚으로 덮어 아랫목에 이불을 씌워 40∼50℃에서 2∼3일간 보온하면 볏짚에 붙어 있는 야생 고초균의 일종인 Bacillus subtilis가 번식하여 제조 된다. 청국장은 콩 발효식품으로서 발효 숙성과정 중에 Bacillus natto, Bacillus subtilis류가 생산하는 효소의 작용으로 콩 단백질이 분해되어 가용성 질소화합물인 펩톤, 펩타이드, 아미노산 등이 생성되어 소화되기 쉬우며, 탄수화물은 β-amylase에 의해 당으로 분해되고, 발효과정 중 특유의 구수한 맛을 형성하는 동시에 끈끈한 흰색의 점질물이 생성되는데 이는 글루타민산류와 과당의 중합체인 polyfructan인 것으로 알려져 있다. 특히 청국장은 각종 효소작용으로 콩 안의 모든 성분들이 상당히 분해되어 있어서 소화성이 우수하며 쌀가루에 청국장 40%를 혼합해서 쥐에게 먹이면 93.2%의 소화율을 올릴 수 있다고 한다. 또한 청국장을 콩 자체 성분과 비교해 보면 필수 아미노산, 비타민 B₁, B₂, 나이아신, 판토텐산 등을 더 많이 가지고 있는데, 특히 비타민 B₂의 증가가 현저하여 원료상태일 때의 찐 대두에 비해 5∼10배로 증가하며 청국장균에 의해서 생성되는 물질에는 비타민 K(menaquinone)도 있다. 콩에는 비타민 K₁이 미량 있으나 K₂는 거의 존재하지 않는 반면, 청국장에는 K₁은 적으나 K₂는 다른 채소류 보다 5∼10배나 증가 된다. 그밖에 인체에 유익한 Bacillus sp.균이 부패균의 활동을 억제함으로써 부패균이 만드는 발암물질이나 암모니아, 인돌, 아민 등 발암 촉진물질을 감소시키고 이러한 유해물질을 흡착하고 배설시키는 작용을 하기도 한다. 그밖에 Bacillus subtilis는 유기산도 생성하므로 장을 자극해 소화 활동을 활발하게 해준다. 청국장의 생리활성에 관한 연구로는 혈전 용해능에 관한 것들이 있으며 특히 일본의 natto에서 분리한 nattokinase는 혈전 용해능이 큰 것으로 알려져 있다. Bacillus subtilis가 증식하면 protease가 생성되며 이 효소는 혈전용해능이 있어 심근경색, 뇌혈전 등을 예방하는 것으로 보고되었다. 그밖에 섬유질의 변비예방효과, 발암물질과 콜레스테롤의 체외 배출효과, 점질물(mucin)의 알코올 흡수에 의한 해장효과, 사포닌의 혈관강화와 혈액순환 촉진 및 젖산분해 효과, 레시틴의 뇌 노화와 치매 그리고 고혈압과, 동맥경화의 예방, 항 돌연변이 등의 생리활성이 알려지고 있다.

상기의 인용문헌을 제외하고는 본 발명과 관련된 종래기술은 없는 것으로 조사되었다.

콩의 생리활성 물질인 이소플라본이 콩의 건물(乾物)량으로 약 0.3%내외로 존재하며, 콩의 기능성 성분 향상을 위하여 발아 방법을 연구한 바에 의하면 콩을 20℃에서 발아시켰을 때 이소플라본 함량이 향상된다고 하였으며, 특히 이소플라본 중 daidzein과 genistein의 함량이 발아초기에 현저하게 증가하였다. 그러나 콩이 발아하는 동안 수분, 온도 및 염 등의 환경 스트레스에 노출되어 있고, 수분스트레스에 의한 효소활성 및 항산화 효과, NaCl에 대한 콩 품종간의 생리학적 반응차이, 고추종자의 수화 프라이밍 처리가 발아에 미치는 효과와 딸기 종자의 프라이밍 처리가 발아에 미치는 영향에 관하여 연구되어져 있다. 이러한 종자의 전처리인 프라이밍(priming) 처리는 수분압이 조절된 용액에 종자를 침지시켜 갑작스런 수분흡수로 인한 침지장애를 줄이고, 종자가 발아에 필요한 생리적인 준비를 갖추게 함으로써 발아속도, 발아의 균일성을 향상시키는 기술로써, 그 중에 수침(hydropriming) 방법은 순수한 물만을 처리하여 프라이밍효과를 얻고자 하는 것이고, 무기염류프라이밍(osmopriming) 방법은 무기염류 용액(NaCl, KNO₃, MgSO₄)을 사용한다. 이와 같이 종자의 발아 기간 동안 무기염류프라이밍 및 수침 처리를 하여 발아가 증진된다고 하였다(Min TG, J. Kor. Soc. Hort. Sci. 44(1): 28-30 2003). 그러나 종래기술은 이소플라본 및 펩타이드류 (polypeptides)에 대하여 프라이밍처리에 의한 연구가 없으며, 특히 발아기간 동안 생리활성물질의 변화에 대한 연구는 부족한 실태이다.

본 발명은 여기에 착안하여 대두의 발아에 의한 이소플라본의 함량을 높이기 위하여 전처리 방법으로서 수침(hydropriming) 또는 염류프라이밍(osmopriming)시킨 후, 발아시킴으로써 이소플라본 함량을 증가시킨 고기능성의 청국장을 발효시키는 데 있다.

본 발명은 콩을 물에 수침한 후, 수침시켜 전처리된 콩을 인큐베이터에서 발아시키는 단계와, 콩을 염용액에 수침하여 염화전처리(Osmopriming)시킨 후, 증류수에 수침시켜 전처리된 콩을 인큐베이터에서 발아시키는 단계와, 각각의 단계에서 발아된 대두를 이용하여 청국장 발효시키는 단계로 구성된다.

<실험재료 및 시약>

대두의 종류로는 일미콩, 대황콩, 태광콩을 2006년 3월 전북 생물산업진흥원에서 제공받아서 4℃에서 보관하여 사용하였다. 이소플라본 표준시약은 다이드제인, 제니스테인, 글리시테인(daidzein;4,7-dihydroxyisoflavone, 98%, genistein;4,5,7-trihydroxyisoflavone, 98%, glycitein;(4,7 - dihydroxy-6-methoxyisoflavone)을 구입(Sigma Co., U.S.A)하였으며, 모든 시료들은 주입하기 전에 0.2 ㎛ single filter (Chrom Tech. Inc., MN, U.S.A)를 이용하여 여과하였다.

<품종별 대두의 수침 및 발아>

품종별 대두(일미콩, 대황콩, 태광콩) 100 g을 5-6배의 증류수(20℃, 25℃)에 10시간 동안 수침하였고, 수침 후 incubator(Universal Scientific Co., Ltd, Korean)에서 48시간동안 발아(20℃와 25℃, 85% 상대습도)하였으며, 12시간 간격으로 분석하였다.

<대두의 침지>

종자를 petridish에 치상한 후 20℃∼25℃의 증류수에 5시간까지 침지하고, 종자표면의 수분을 흡습지로 제거하고 1g의 종자를 밀폐용기에 담아 incubator(Universal Scientific Co., Ltd, Korean)에서 5일간(25℃) 둔 후 20℃에서 24시간 두어 원래 무게로 건조하였고, 48시간동안 발아(20℃∼25℃, 85% 상대습도) 시켰다.

<대두의 염화전처리; Osmopriming>

품종별 대두(일미콩, 대황콩, 태광콩)를 20℃∼25℃에서 증류수에 5시간동안 수침한 후 종자 표면의 수분을 제거하고, 다시 같은 온도의 무기염류(0.1, 0.2, 0.3 M NaCl,KNO₃ 또는 MgSO₄)용액에 5시간 수침하여 incubator에서 48시간동안 발아(20℃∼25℃, 85% 상대습도)시켰다.

<청국장 제조>

품종별 대두와 전처리(priming) 후 발아시킨 대두를 121℃에서 60분간 증자하였다. 이것을 50℃정도로 냉각한 후, 36℃에서 18시간 배양된 Bacillus subtilis 배양액을 원료의 2% (v/v) 접종하여 40℃에서 48시간동안 발효시켰다. Bacillus subtilis는 청국장 제조시 단백질 분해력과 발효능이 우수한 균을 대상식품(주)(전라북도 순창군)에서 얻어 사용하였다.

<성분분석>

수분, 조단백질, 조지방은 대두를 동결건조 한 후 AOAC 법(1990)과 이소플라본 성분은 HPLC법으로 정량 하여 그 결과를 표 1과 2에 나타냈다. 유리아미노산은 시료를 전처리하여 Amino acid analysis system(S-4300, Sykam, Eresing, Germany)을 이용하여 분석하였다. 전기영동(SDS-PAGE)은 동결건조한 시료 0.1 g을 SDS 2%, 2-mercaptoethanol 5 %용액으로 시료와의 비율을 1:100(w/v)으로 추출(shaking incubator: 250 rpm, 3 hr, 20℃)한 후 원심분리(9,954 x g, 10 min) 했으며, 5% stacking gel, 15% separating gel에서 실시하고, 염색은 0.125%의 coomassie brilliant R로, 탈색은 초산:메탄올:H₂O=8:25:65(v/v)로 하였고, 분자량은 PageRuler^TM Prestained Protein Ladder(Fermentas Life Sciences)로 계산하였고, SDS-PAGE(AE-6531 mPAGE, ATTO CO., Japan)으로 분석하였다.

표 1. 품종별 대두의 조성

	Moisture	Crude protein	Crude fat
Ilmikong	9.66±0.04	32.45±0.41	14.82±0.87
Daehwangkong	9.04±0.03	33.16±0.06	19.39±0.02
Taekwangkong	9.21±0.06	32.82±0.20	19.26±0.12

표 2. 품종별 대두의 이소플라본 함량

	Daidzein	Glycitein	Genistein	Total
Ilmikong	911.3	89.9	1488.0	2489.3
Daehwangkong	340.5	114.7	852.6	1307.9
Taekwangkong	317.9	21.2	384.6	723.8

<통계처리>

실험 데이터는 SAS(Statistical Analysis System)통계 package(SAS Institute, Inc, 1990)를 이용하여 평균 및 표준편차를 구하였으며, ANOVA 분석 Duncan's multiple range test로 유의성을 검증하였다.

<비교예>; 발아 처리

발아 온도에 따른 이소플라본의 함량 변화를 알아 보기 위하여 20℃와 25℃에서 품종별 대두의 이소플라본 함량 변화를 표 3,4와 같이 나타냈다. 20℃에서 발아 기간 동안 일미콩의 경우 daidzein 함량은 805.97-945.38 μg/g이었고, genistein은 1,442.40-1,519.04 μg/g으로 유의적인 차이를 보이지 않았으며, total isoflavone 함량이 초기 2,315.13 μg/g에서 발아 12시간째 2,560.84 μg/g으로 가장 높았다. 이러한 결과는 발아 12시간째 최대값을 보였다가 감소하기 시작한다는 Kim JS et al. (2004)의 보고 같은 경향을 나타내었다. 25℃에서 발아 시 발아기간 동안 isoflavone(Table 8)함량은 일미콩이 발아 36시간째 daidzein과 genistein이 각각 929.50과 1,573.86 μg/g으로 total isoflavone이 2,591.68 μg/g으로 가장 높았으며, 대황콩은 발아 12시간째 daidzein 425.32 μg/g, glycitein 69.18 μg/g, genistein 732.19 μg/g으로 total isoflavone 1,226.69 μg/g으로 높은 경향을 보였다.

표 3. 대두의 품종별 20℃에서 발아시 이소플라본의 함량 변화

	Germination time(hr)	Isoflavone			Total isoflavone
	Germination time(hr)	Daidzein	Glycitein	Genistein	Total isoflavone
Ilmi kong	0	805.97^a	66.75^C	1442.40^a	2315.13^a
	12	945.38^a	113.44^a	1502.02^a	2560.84^a
	24	944.61^a	93.26^ab	1519.04^a	2556.90^a
	36	905.52^a	72.73^bC	1447.48^a	2425.72^a
	48	943.13^a	53.64^C	1473.67^a	2470.43^a
Daehwang kong	0	277.73^ab	22.34^d	718.28^a	1018.34^ab
	12	325.51^ab	77.38^a	345.74^b	748.63^C
	24	193.45^b	46.36^b	650.31^a	890.12^bC
	36	374.04^a	34.53^C	666.21^a	1074.78^ab
	48	389.84^a	23.51^Cd	675.99^a	1089.35^a
Taekwang kong	0	259.81^b	25.60^b	364.40^b	649.80^b
	12	337.11^a	25.85^b	482.81^a	845.77^a
	24	340.01^a	72.76^a	355.53^b	768.30^ab
	36	339.99^a	78.81^a	373.76^b	792.56^a
	48	319.58^a	48.30^ab	350.07^b	717.95^ab

각각의 열에서 동일된 문자는 신뢰수준 5%미만에서 유의적 차이가 없음.

표. 4 대두의 품종별 25℃에서 발아시 이소플라본의 함량 변화

	Germination time(hr)	Isoflavone			Total isoflavone
	Germination time(hr)	Daidzein	Glycitein	Genistein	Total isoflavone
Ilmi kong	0	886.31^a	79.18^b	1,416.11^a	2,381.60^a
	12	844.71^a	111.67^a	1,344.18^a	2,300.57^a
	24	914.68^a	83.12^ab	1,445.29^a	2,443.09^a
	36	929.50^a	88.32^ab	1,573.86^a	2,591.68^a
	48	911.99^a	59.99^b	1,471.19^a	2,443.18^a
Daehwang kong	0	310.92^c	26.91^c	711.29^a	1,049.12^b
	12	425.32^a	69.18^a	732.19^a	1,226.69^a
	24	379.34^b	49.75^ab	749.60^a	1,178.68^a
	36	369.78^b	55.16^ab	736.71^a	1,161.66^a
	48	344.72^b	34.41^bc	659.81^b	1,038.94^b
Taekwang kong	0	276.17^c	22.75^c	354.38^b	653.29^c
	12	313.25^bc	76.78^ab	346.21^b	736.23^b
	24	369.73^a	106.04^a	360.82^b	836.59^a
	36	348.79^ab	108.22^a	438.26^a	895.27^a
	48	343.74^ab	72.13^b	338.50^b	754.37^b

<실시예 1> 수침

품종별로 대두를 수침시키면 수분함량과 조단백질함량은 증가하다가 건조시키면 감소하는 경향을 보였다. isoflavone 함량 변화는 표 5와 같다. 일미콩은 건조 시 isoflavone 함량은 daidzein 836.93 μg/g, genistein 1,500.18 μg/g이었고, total isoflavone 함량이 2,384.23 μg/g을 나타내었다. 대황콩과 태광콩도 수침 초기 각각 1,018.34, 649.8 μg/g에서 건조 후 1,183.06과 800.85 μg/g로 수침기간 동안 total isoflavone 함량이 증가하는 경향을 보였다.

표. 5 수침 처리시 이소플라본의 함량변화

	Germination time(hr)	Isoflavone			Total isoflavone
	Germination time(hr)	Daidzein	Glycitein	Genistein	Total isoflavone
Ilmi kong	0	805.98^a	66.76^a	1442.40^a	2,315.13^a
	5	886.91^a	46.09^b	1400.11^a	2,333.11^a
	건조	836.93^a	47.13^b	1500.18^a	2,384.23^a
Daehwang kong	0	277.73^a	22.34^a	718.28^a	1,018.34^a
	5	300.45^a	30.29^a	770.21^a	1,112.49^a
	건조	390.23^a	39.15^a	753.67^a	1,183.05^a
Taekwang kong	0	259.81^a	25.60^b	364.40^a	649.80^b
	5	328.45^a	33.20^b	398.28^a	759.93^b
	건조	369.13^a	49.35^a	382.36^a	800.85^a

<실시예 2>; 수침 후 발아

수침 처리한 후 Isoflavone 함량을 알아보기 위하여 품종별 대두의 수침 처리 후 20℃에서 발아기간 동안 isoflavone 함량 변화는 표 6과 같다. 일미콩의 totla isoflavone 함량은 발아 초기 2,652.44 μg/g에서 발아 48시간째 2,525.26 μg/g로 Kim JS et al. (2004)의 보고와 같이 점차 감소하는 경향을 보였고, 발아 12시간째 daidzein 1,009.60 μg/g, genistein 1,758.42 μg/g으로 total isoflavone 함량이 2,849.13 μg/g으로 높은 함량을 보였다. 반면에 대황콩과 태광콩은 발아 초기 각각 1,103.70과 712.25 μg/g에서 발아 48시간째 각각 1,287.70과 780.83 μg/g으로 증가하여 발아 48일째에 높은 함량을 보였다. 25℃에서 발아 시 isoflavone 함량 변화는 표 7과 같다. 일미콩은 발아초기 2,684.86 μg/g에서 발아 48시간째 2,472.91 μg/g로 감소된 경향을 보였고, 발아 36시간째 daidzein 1,034.84 μg/g, glycitein 91.91 μg/g, genistein 1,730.03 μg/g으로 total isoflavone 함량이 2,865.78 μg/g으로 높은 함량을 나타내었다. 또한 대황콩은 발아 12시간째 1,165.95 μg/g로 태광콩은 발아 36시간째 883.96 μg/g으로 가장 높은 함량을 보였다.

표 6. 수침 처리후 발아시킨 대두의 이소플라본의 함량 변화(20℃)

	Germination time(hr)	Isoflavone			Total isoflavone
	Germination time(hr)	Daidzein	Glycitein	Genistein	Total isoflavone
Ilmi kong	0	912.55^ab	85.00^ab	1,654.89^ab	2,652.44^b
	12	1,009.60^a	81.12^ab	1,758.42^a	2,849.13^a
	24	853.52^b	95.61^ab	1,404.11^c	2,353.24^c
	36	949.12^ab	65.71^b	1,115.03^d	2,129.85^d
	48	947.67^ab	113.68^a	1,463.91^bc	2,525.26^bc
Daehwang kong	0	370.84^bc	46.45^a	686.40^c	1,103.70^c
	12	400.78^ab	40.55^a	709.85^bc	1,151.17^bc
	24	336.69^c	43.32^a	744.72^abc	1,124.73^bc
	36	387.09^abc	38.20^a	776.66^ab	1,201.95^b
	48	487.77^a	50.37^a	798.56^a	1,287.70^a
Taekwang kong	0	304.15^a	58.91^b	349.19^a	712.25^a
	12	304.59^a	50.57^b	365.03^a	720.20^a
	24	324.21^a	84.70^a	372.16^a	781.08^a
	36	309.96^a	78.51^a	340.35^a	728.82^a
	48	350.10^a	73.95^a	356.78^a	780.83^a

표. 7 수침 처리 후 발아시킨 대두의 이소플라본의 함량 변화(25℃)

	Germination time(hr)	Isoflavone			Total isoflavone
	Germination time(hr)	Daidzein	Glycitein	Genistein	Total isoflavone
Ilmi kong	0	976.07^b	67.89^b	1,641.21^abc	2,684.86^b
	12	911.19^c	88.34^ab	1,504.40^bc	2,503.93^c
	24	1,023.35^a	99.76^ab	1,704.15^ab	2,827.26^ab
	36	1,034.84^a	91.91^ab	1,730.03^a	2,865.78^a
	48	916.54^c	123.74^a	1,432.64^c	2,472.91^c
Daehwang kong	0	350.10^a	46.58^b	661.83^a	1,058.51^a
	12	379.58^a	36.38^b	749.63^a	1,165.58^a
	24	371.88^a	8.51^c	732.04^a	1,112.44^a
	36	381.93^a	72.97^a	604.34^a	1,059.24^a
	48	367.24^a	53.16^b	689.41^a	1,109.80^a
Taekwang kong	0	313.78^b	71.76^ab	398.48^a	784.03^a
	12	330.46^ab	83.50^ab	357.79^a	771.75^a
	24	341.12^ab	90.10^ab	391.77^a	823.00^a
	36	383.13^a	115.51^a	385.33^a	883.96^a
	48	323.91^ab	40.73^b	389.28^a	753.92^a

<실시예 3>;Osmopriming(염화전처리) 후 발아

품종별 대두를 20℃에서 osmopriming처리 후 발아기간 동안 isoflavone 함량은 표 8, 9와 같다. 일미콩은 0.1, 0.2, 0.3 M NaCl 처리 시 발아초기 total isoflavone 함량은 2,668.65-2,745.85 μg/g에서 발아 48시간째에 2,972.21-3,450.48 μg/g의 수준으로 발아기간 동안 total isoflavone 함량이 증가하였으며, 0.2 M NaCl 처리 후 발아 48시간째 daidzein 1,397.19 μg/g, genistein 2,028.27 μg/g으로 total isoflavone 함량이 3,450.48 μg/g으로 가장 높았다. 또한 대황콩은 0.1, 0.2, 0.3 M NaCl 처리 후 발아 48시간째에 각각 1,198.54, 1,345.47 μg/g와 1,304.32 μg/g으로 높았다. 반면에 태광콩은 0.1 M NaCl 처리 후 발아 36시간째 1,062.28 μg/g으로 높은 함량을 보여 태광콩의 경우 발아 36시간째에 높은 함량을 나타내었다.

표 8. 염화전처리후 발아시킨 일미콩의 이소플라본 함량 변화 (0.1, 0.2, 0.3 M NaCl. 20℃)

	Germination time(hr)	Isoflavone			Total isoflavone
	Germination time(hr)	Daidzein	Glycitein	Genistein	Total isoflavone
0.1	0	1,108.11^a	13.26^a	1,547.28^a	2,668.65^a
	12	1,173.59^a	18.15^a	1,676.11^a	2,867.85^a
	24	1,096.11^a	16.97^a	1,611.28^a	2,724.36^a
	36	1,105.53^a	29.06^a	1,554.56^a	2,689.15^a
	48	1,207.83^a	25.47^a	1,738.91^a	2,972.21^a
0.2	0	1,100.87^d	56.04^a	1,588.33^e	2,745.24^e
	12	1,325.81^b	52.44^a	1,920.85^b	3,299.10^b
	24	1,233.49^c	40.26^a	1,749.61^d	3,023.36^d
	36	1,275.27^bc	36.14^a	1,815.13^c	3,126.54^c
	48	1,397.19^a	25.02^a	2,028.27^a	3,450.48^a
0.3	0	1,128.24^d	8.64^a	1,577.64^c	2,714.52^d
	12	1,247.38^c	91.07^a	1,886.29^a	3,224.73^b
	24	1,324.20^b	54.83^a	1,873.39^b	3,252.42^b
	36	1,320.28^b	49.47^a	1,781.36^a	3,151.11^c
	48	1,441.62^a	45.50^a	1,899.66^a	3,386.78^a

표 9. 염화전처리후 발아시킨 대황콩의 이소플라본 함량 변화 (0.1, 0.2, 0.3 M NaCl, 20℃)

	Germination time(hr)	Isoflavone			Total isoflavone
	Germination time(hr)	Daidzein	Glycitein	Genistein	Total isoflavone
0.1	0	345.00^ab	24.82^a	648.29^b	1,081.11^ab
	12	376.36^a	72.63^a	720.68^a	1,169.66^ab
	24	295.82^b	48.23^a	657.81^b	1,002.85^b
	36	366.11^a	65.28^a	737.45^a	1,168.85^ab
	48	382.06^a	80.16^a	736.32^a	1,198.54^a
0.2	0	381.55^b	72.22^a	687.44^c	1,141.21^b
	12	385.41^b	76.28^a	744.43^b	1,206.11^ab
	24	401.93^b	79.06^a	738.02^b	1,219.01^ab
	36	407.40^b	79.31^a	772.16^a	1,258.88^ab
	48	468.43^a	81.37^a	795.66^a	1,345.47^a
0.3	0	381.55^b	35.86^a	687.44^b	1,104.85^bc
	12	334.02^b	60.97^a	661.73^c	1,056.72^bc
	24	317.70^b	57.31^a	629.30^d	1,004.31^c
	36	417.44^a	82.45^a	684.07^bc	1,183.95^ab
	48	428.52^a	77.11^a	798.69^a	1,304.32^a

표 10. 염화전처리후 발아시킨 태광콩의 이소플라본 함량 변화 (0.1, 0.2, 0.3 M NaCl, 20℃)

	Germination time(hr)	Isoflavone			Total isoflavone
	Germination time(hr)	Daidzein	Glycitein	Genistein	Total isoflavone
0.1	0	343.03^b	90.00^a	315.11^c	748.14^c
	12	410.06^a	34.07^b	446.96^b	891.69^b
	24	430.62^a	40.57^b	554.38^a	1,025.56^a
	36	449.09^a	30.76^b	582.42^a	1,062.28^a
	48	416.45^a	31.48^b	570.70^a	1,018.63^a
0.2	0	339.82^b	105.26^a	341.47^b	786.55^b
	12	413.73^a	39.16^b	553.40^a	1,006.29^a
	24	396.75^a	23.56^b	542.17^a	962.48^a
	36	402.19^a	35.53^b	529.27^a	966.99^a
	48	410.79^a	33.44^b	558.94^a	1,003.17^a
0.3	0	340.85^d	99.10^a	308.93^c	748.88^d
	12	459.99^a	89.59^a	571.94^a	1,121.53^a
	24	428.03^ab	41.44^b	544.96^ab	1,014.43^b
	36	401.74^bc	48.17^b	506.70^b	956.61^bc
	48	370.50^c	32.34^b	505.99^b	908.82^c

<실시예 4>; Osmopriming(염화전처리) 후 발아

품종별 대두를 25℃에서 osmopriming처리 후 발아기간 동안 isoflavone 함량은 표 11-13과 같다. 0.3 M NaCl 처리 후 발아기간 동안 일미콩의 daidzein과 genistein 함량은 초기 각각 1,174.50과 1,635.33 μg/g에서 발아 48시간째 각각 1,511.06과 2,105.93 μg/g이었고, total isoflavone 함량이 초기 2,884.53에서 발아 48시간째 3,644.69 μg/g으로 증가하였다. 대황콩의 isoflavone 함량은 0.2 M NaCl 처리 후 발아 시 초기 daidzein과 genistein 함량이 각각 299.41과 814.78 μ g/g에서 발아 48시간째 각각 345.27과 823.11 μg/g이었고, total isoflavone 함량은 초기 1,198.24 μg/g에서 발아 12시간째에 1,385.08 μg/g으로 증가하는 경향을 보였다. 태광콩의 total isoflavone 함량은 0.2, 0.3 M NaCl처리 후 발아 시 유의적인 큰 차이를 보이지 않았다.

표 11. 염화전처리후 발아시킨 일미콩의 이소플라본 함량 변화 (0.1, 0.2, 0.3 M NaCl, 25℃)

	Germination time(hr)	Isoflavone			Total isoflavone
	Germination time(hr)	Daidzein	Glycitein	Genistein	Total isoflavone
0.1	0	1,114.21^a	86.49^a	1,500.44^b	2,701.14^a
	12	1,203.45^a	39.90^b	1,663.22^ab	2,906.57^a
	24	1,158.42^a	36.71^b	1,666.96^ab	2,862.09^a
	36	1,229.91^a	34.04^b	1,660.41^ab	2,924.36^a
	48	1,331.62^a	38.31^b	1,902.60^a	3,272.53^a
0.2	0	1,174.58^b	75.13^a	1,635.26^c	2,884.97^c
	12	1,165.56^b	68.28^a	1,705.36^b	2,939.19^bc
	24	1,265.69^a	52.67^a	1,759.57^b	3,077.93^a
	36	1,256.71^a	24.94^a	1,818.30^a	3,099.94^a
	48	1,209.03^ab	53.70^a	1,735.17^b	2,997.90^ab
0.3	0	1,174.50^c	74.70^a	1,635.33^d	2,884.53^d
	12	1,257.02^b	52.33^a	1,847.12^c	3,156.47^c
	24	1,294.44^b	30.90^a	1,933.49^b	3,258.82^b
	36	1,234.78^bc	59.67^a	1,826.56^c	3,121.00^c
	48	1,511.06^a	27.69^a	2,105.93^a	3,644.69^a

표 12. 염화전처리후 발아시킨 대황콩의 이소플라본 함량 변화 (0.1, 0.2, 0.3 M NaCl, 25℃)

	Germination time(hr)	Isoflavone			Total isoflavone
	Germination time(hr)	Daidzein	Glycitein	Genistein	Total isoflavone
0.1	0	318.56^b	25.44^a	814.21^bc	1,158.21^b
	12	335.99^ab	59.69^a	824.53^b	1,220.21^ab
	24	319.61^ab	49.55^a	773.94^d	1,143.10^ab
	36	382.36^a	69.63^a	849.49^a	1,301.47^a
	48	330.63^ab	47.09^a	787.53^cd	1,165.25^ab
0.2	0	299.41^c	84.05^a	814.78^a	1,198.24^b
	12	473.17^a	116.40^a	795.51^a	1,385.08^a
	24	327.15^bc	51.21^a	816.17^a	1,194.53^b
	36	373.73^b	66.04^a	809.11^a	1,248.88^b
	48	345.27^bc	65.80^a	823.11^a	1,234.17^b
0.3	0	299.41^b	10.55^a	848.25^bc	1,158.21^b
	12	356.52^a	54.01^a	827.30^b	1,237.83^ab
	24	363.77^a	52.73^a	879.88^a	1,296.38^a
	36	346.13^ab	60.56^a	748.96^d	1,155.64^a
	48	338.07^ab	44.53^a	797.60^c	1,180.20^ab

표 13. 염화전처리후 발아시킨 태광콩의 이소플라본 함량 변화 (0.1, 0.2, 0.3 M NaCl, 25℃) (μg/g)

	Germination time(hr)	Isoflavone			Total isoflavone
	Germination time(hr)	Daidzein	Glycitein	Genistein	Total isoflavone
0.1	0	329.60^d	54.47^a	377.41^a	807.24^c
	12	402.35^c	26.99^a	534.95^a	964.28^b
	24	474.86^a	32.78^a	594.59^a	1,102.23^a
	36	448.78^ab	27.81^a	573.00^a	1,049.58^ab
	48	427.11^bc	51.55^a	540.01^a	1,018.67^ab
0.2	0	358.55^c	29.31^a	424.61^b	812.47^b
	12	386.70^b	31.45^a	537.71^a	955.86^a
	24	447.05^a	31.19^a	533.99^a	1,012.23^a
	36	443.06^a	21.66^a	550.51^a	1,015.22^a
	48	353.85^bc	23.53^a	532.14^a	909.52^a
0.3	0	365.22^b	30.17^a	411.85^b	807.24^b
	12	416.85^a	27.80^a	545.14^a	989.78^a
	24	420.33^a	25.23^a	558.85^a	1,004.40^a
	36	403.91^a	23.57^a	520.88^a	948.36^a
	48	415.43^a	14.35^a	544.83^a	974.61^a

<실시예 5>; 전처리 방법에 따른 청국장 제조

품종별로 대두중 일미콩의 전처리에 의한 기능성 청국장을 제조한 후 isoflavone 함량은 표 14와 같다. 무처리하여 제조한 청국장은 daidzein과 genistein 함량이 초기 1,038.17-1,240.23 μg/g과 1,690.99-1,985.40 μg/g의 함량을 보였고, total isoflavone 함량이 초기 3,143.58 μg/g에서 발효 24시간째에 3,270.60 μg/g으로 증가하는 경향을 보였다. 일미콩을 발아(25℃, 36시간)하여 제조한 청국장은 발효 48시간째에 daidzein 1,186.94 μg/g, genistein 1,976.83 μg/g이었고, total isoflavone 함량이 3,215.10 μg/g으로 무처리하여 제조한 청국장보다 높은 함량을 보였다.

수침 처리 후 발아(25℃, 36시간)하여 제조한 청국장과 osmopriming 처리(0.3 M NaCl) 후 발아(25℃, 48시간)하여 제조한 청국장의 발효 초기 각각 3134.38, 3045.38 μg/g에서 발효 48시간째에 각각 3,321.19와 3,328.70 μg/g로 높은 함량으로 무처리하여 제조한 청국장에 비하여 높은 함량을 나타내었다.

표 14. 전처리한 일미콩의 청국장 발효시 이소플라본 함량(μg/g)

	Fermentation time(hr)	Isoflavone			Total isoflavone
	Fermentation time(hr)	Daidzein	Glycitein	Genistein	Total isoflavone
I	0	1,170.13^b	45.80^ab	1,927.65^a	3,143.58^b
	12	1,154.49^b	47.16^a	1,837.60^b	3,039.26^bc
	24	1,240.23^a	44.97^ab	1,985.40^a	3,270.60^a
	36	1,088.58^c	46.04^ab	1,821.53^b	2,956.14^c
	48	1,038.17^d	36.42^b	1,690.99^c	2,765.85^d
GI	0	1,256.72^a	45.07^a	1,856.22^b	3,058.02^b
	12	1,054.46^b	38.20^a	1,760.17^c	2,852.83^c
	24	1,172.29^a	51.15^a	1,902.00^ab	3,125.52^ab
	36	1,184.92^a	47.92^a	1,913.37^ab	3,146.22^ab
	48	1,186.94^a	51.34^a	1,976.83^a	3,215.10^a
HI	0	1,172.98^bc	49.96^b	1,911.44^b	3,134.38^b
	12	1,157.99^bc	53.92^ab	1,837.89^bc	3,049.81^bc
	24	1,139.40^c	52.00^ab	1,773.32^c	2,964.72^c
	36	1,194.49^b	53.38^ab	1,912.68^b	3,160.55^b
	48	1,256.20^a	64.93^a	2,000.06^a	3,321.19^a
OI	0	1,126.40^c	52.17^a	1,866.81^b	3,045.38^b
	12	1,077.21^d	35.51^b	1,783.13^c	2,895.85^c
	24	1,117.83^cd	45.09^ab	1,787.76^c	2,950.68^bc
	36	1,175.51^b	47.83^a	1,855.60^bc	3,078.94^b
	48	1,264.62^a	51.44^a	2,012.64^a	3,328.70^a

I; 일미콩으로 제조한 청국장, GI; 발아시킨 일미콩으로 제조한 청국장, HI; 수침 처리시킨 일미콩으로 제조한 청국장, OI; 염화전처리시킨 일미콩으로 제조한 청국장.

이상의 결과로부터 품종별 대두 중 일미콩의 isoflavone 함량은 발아 초기 2,381.60 μg/g에서 발아 36시간째(25℃) 2,591.68 μg/g으로 높은 함량을 나타내었고, 수침 처리 후 발아 36시간째(25℃)에 2,865.78 μg/g으로 발아 처리 방법보다 높았다. Osmopriming 처리(0.3 M NaCl) 후 발아 초기 2,772.25 μg/g에서 발아 48시간째(25℃)에 3,644.69 μg/g으로 가장 높은 증가율을 보였다. Isoflavone 함량이 향상되었던 발아 및 전처리 방법에 따른 청국장을 제조 시 발효 초기 3,045.38-3,143.58 μg/g의 수준으로 함량으로 차이를 보이지 않았으며, 일미콩을 발아(25℃, 36 hr)하여 제조한 청국장이 발효 48시간째 3,215.10 μg/g의 함량을 보였고, 수침 처리 후 발아(25℃, 36 hr)와 osmopriming 처리 후 발아(25℃, 48 hr)하여 제조한 청국장이 발효 48시간째 각각 3,321.19와 3/328.70 μg/g의 높은 함량을 나타내어 일미콩으로 제조한 일반 청국장에 비하여 높은 isoflavone 함량을 나타냈다.

본 발명은 품종별 대두의 수침(25℃, 10 hrs) 및 발아(25℃, 36 hrs) 조건을 선정하였고, 전처리 방법(수침 처리, 염화전처리(osmopriming))에 따라 발아시키면 콩에 따라 isoflavone 함량이 10∼40%까지 높아지는 효과가 있으며, 또한 발아 및 전처리 방법에 따른 청국장 제조시 발효기간 동안 일반 청국장에 비하여 isoflavone 함량이 증진된다.

Claims

대두를 수침시킨 후 염화프라이밍 처리를 한 다음 발아시켜 이소플라본 함량을 높이는 것을 특징으로 하는 대두의 전처리에 의한 이소플라본의 함량 증가 방법.
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제1항에 있어서, 대두를 20℃∼25℃의 정제수에 4∼6시간 침지한 후, 대두 표면의 수분을 제거한 다음 염화프라이밍 처리로서 상기 표면의 수분을 제거한 대두를 무기염류용액에 4∼6시간 침지시키는 것을 특징으로 하는 대두의 전처리에 의한 이소플라본의 함량 증가 방법.
제1항에 있어서, 발아는 인큐베이터에서 20℃∼25℃로 85％ 상대습도에서 24∼48시간 동안 발아시키는 것을 특징으로 하는 대두의 전처리에 의한 이소플라본의 함량 증가 방법.
제4항에 있어서, 무기염류는 NaCl, KNO₃ 또는 MgSO₄ 중에서 선택된 어느 하나로서 0.1∼0.3M 용액을 사용하는 것을 특징으로 하는 대두의 전처리에 의한 이소플라본의 함량 증가 방법.
청국장 제조에 있어서,

대두를 수침시킨 후 염화프라이밍으로 처리를 한 다음 인큐베이터에서 발아시켜 이소플라본 함량이 증가된 발아대두를 이용하여 고기능성 청국장을 제조하는 방법.
제7항에 있어서, 대두를 수침시킨 후 대두 표면의 수분을 제거한 다음 염화프라이밍 처리로서 상기 표면의 수분을 제거한 대두를 NaCl, KNO₃ 또는 MgSO₄ 중에서 선택된 어느 하나의 무기염류가 용해된 무기염류용액에 침지시킨 다음 발아시켜 이소플라본 함량이 증가된 발아 대두를 121℃에서 60분간 증자하여 50℃로 냉각한 후, 36℃에서 18시간 배양된 Bacillus subtilis 배양액을 원료의 2％(v/v) 접종하여 40℃에서 72시간 동안 발효시키는 것을 특징으로 하는 고기능성 청국장을 제조하는 방법.
특허청구범위 제7항의 방법에 의해 제조한 청국장.