KR101003186B1

KR101003186B1 - 씀바귀를 이용한 김치 제조방법 및 이로부터 제조된 김치

Info

Publication number: KR101003186B1
Application number: KR1020080041078A
Authority: KR
Inventors: 남우용
Original assignee: 남우용; 당진군
Priority date: 2008-05-01
Filing date: 2008-05-01
Publication date: 2010-12-22
Also published as: KR20090115303A

Abstract

본 발병은 씀바귀를 이용한 김치 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 씀바귀 뿌리에 설탕을 첨가하여 발효시킨 후, 그 여액을 여과하여 씀바귀 뿌리 발효 추출액을 제조하는 단계와, 마늘 및 생강 등 김치 부재료를 혼합하고 여기에 상기 발효 추출액을 첨가하는 단계 및 소금물에 절인 배추를 상기 발효 추출액이 첨가된 부재료와 버무리는 단계를 포함하는 김치 제조방법을 제공한다. 또한, 상기 방법으로 제조된 김치를 제공한다. 본 발명에 따른 김치 및 이의 제조방법은, 발효기법을 통한 제품개발로 씀바귀의 다양한 생리활성 물질에 의한 기능성이 첨가된 김치를 개발함으로써, 김치 제조공정을 개선시켜 고품질 기능성 김치 제조공정을 개발하고, 씀바귀의 가공적성 개발을 통한 대중 보급 확대를 제공할 수 있다.

씀바귀, 김치, 기능성, 발효, 추출액

Description

씀바귀를 이용한 김치 제조방법 및 이로부터 제조된 김치{preparation method of kimchi using Ixeris dentata, and kimchi produced thereof}

본 발병은 씀바귀 뿌리 발효 추출액을 이용한 김치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

최근, 현대인의 불규칙한 식생활습관 및 생활패턴의 변화로 인한 운동부족, 과로, 스트레스, 질병, 과음, 흡연 등으로 인해 체질악화가 유발되고 있다. 이에 현대인들은 건강 유지나 생체리듬을 조절하는 효능이 있는 기능성 식품에 대한 관심 및 수요가 급격히 증가하고 있으며, 전통 한방원료를 이용한 기능성 식품개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 일환으로서, 콜레스테롤 상승억제, 항암, 항박테리아, 항산화, 항스트레스, 해독, 면역증강, 피로회복, 간기능 회복, 식욕증진작용 등에 약효가 좋은 것으로 알려진 씀바귀(Ixeris dentata)에 대한 연구가 진행중에 있다.

씀바귀는 국화과에 속하며 크기는 30㎝ 전후로 오랜 옛날부터 뿌리와 잎을 나물의 형태로 식용하여 왔으며, 뿌리는 길이 10~15㎝ 정도이고 굵기는 0.2~0.7㎝ 정도이며, 잎은 가장자리에 가시처럼 생긴 톱니가 있고 5~6월에 노란색 또는 흰색의 꽃이 피는 다년생 풀로서 우리나라 중부 이남의 산야와 일본에서 흔하게 볼 수 있다. 또한, 잎이나 뿌리를 자르면 쓴맛을 내는 유액상의 즙이 나오므로 고채(苦菜), 황과채(黃瓜菜), 쓴나물, 씸배나물이라고도 불리며 우리나라에서는 흰 씀바귀, 벋은 씀바귀, 갯 씀바귀, 좀 씀바귀, 선 씀바귀 등 여러 종류가 분포하는 것으로 알려져 있다.(육창수, 원색 한국약용식물도감. 아카데미서적, 1997, 547쪽)

오랜 옛날부터 김치나 샐러드 형태로 식용하였으며 민간요법에서는 건위, 진정, 소염제, 식욕증진, 이뇨, 종창 등의 한약재로서 이용되어 왔고 생즙은 당뇨병이나 간장병과 같은 성인병 치료에도 사용하였다. 특히 최근에는 알리파틱 (aliphatics), 시나로사이드(cynaroside), 트리테르페노이드(triterpenoide), 세스퀴테르펜 락톤(sesqqquiterpene lactone) 등의 각종 생리활성 물질이 다량 함유되어 있어 콜레스테롤 저하, 항염증 작용, 항암효과, 면역증강, 노화억제, 혈당감소효과, 항산화효과 등의 활성이 있는 것으로 확인되고 있어, 근래 건강기능성 식품소재의 하나로 주목받고 있다(Chung KH, Yoon KR, Kim JP, Flavonoidal constituent in Korean Lactuca dentata Makino. Korean J. Dietary Culture.9(2), 1994, 131-136쪽).

씀바귀의 뿌리에는 영양상으로 탄수화물 18.0%, 단백질 2.8%, 지질 0.3%, 회분 0.8%, 섬유소 1.8%가 들어있으며 무기질로서는 칼륨이 0.34%로 많이 함유되어 있으며 비타민 C는 0.023%, 리보플라빈(riboflavin), 티아민(thiamin) 등이 풍부한 채소로 알려져 있다(A.O.A.C. Official Methods of Analysis (16th Edn), Association of Official Analytical Chemists, Washington, DC, 1995, 69-74쪽).

정 등(1994)은 한국산 씀바귀의 아세트산에틸(ethyl acetate) 발효물에서 6종의 플라보노이드(flavonoid)를 분리하고 루테올린(luteolin)핵에 글루코오스(glucose)가 결합된 루테올린-7-O-베타-디-글루코오스가 주된 플라보노이드라고 보고한바 있다(Chung KH, Yoon KR, Kim JP, Flavonoidal constituent in Korean Lactuca dentata Makino. Korean J. Dietary Culture.9(2), 1994, 131-136쪽).

김 등(2002)은 씀바귀 생즙 발효물의 생리활성, 뿌리 발효물의 항산화성, 항돌연변이원성, 암세포 억제효과에 대하여 검토한 결과 생즙은 아세트산에틸 분획물보다 강한 항산화활성과 항미생물 활성이 나타났으며 폐암세포, 유방암세포, 간암세포에 대하여 1,000㎍/㎖ 농도에서 60% 정도 성장이 억제되었으며 정상인 293세포에 대하여서는 32% 생육이 억제되어 암세포에 대하여 높은 억제효과를 나타낸 반면 정상세포에 대하여서는 낮은 독성을 나타내었다고 보고한바 있다(Kim MJ, Kim JS, Cho MA, Kang WH, Jeong DM, Ham SS, Biological activity of Ixeris dentata Nakai juice extracts. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 31(5), 2002, 924-930쪽), (Kim MJ, Kim JS, Kang WH, Jeong DM, Effect on antimutagenic and cancer cell growth inhibition of Ixeris dentata Nakai. Korean J. Medicinal Crop Sci 10(2), 2002, 139-143쪽).

또한 씀바귀 뿌리 발효물의 1,1-디페닐-2-피크릴하이드라질(1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl;DPPH) 소거법에 의한 항산화활성은, 아세트산 에틸 분획물이 알파토코페롤(α-tocopherol)과 유사한 활성을 나타내었으며, 씀바귀 분말은 A549 폐암세포에 대하여서는 헥산(hexane)분획물 500㎍/㎖ 농도에서 88%억제, Hep3B 간암세포주에 대하여서는 375㎍/㎖ 농도로 71%억제, MCF-7 유방암세포에서는 375㎍/㎖ 농도로 83%억제효과를 나타내어 생즙에서와 같은 비슷한 경향을 나타내었다. 임 등(1997)은 씀바귀 분말을 5% 수준으로 흰쥐에게 4주간 사육한 후 심혈과 수축과 혈관내피세포에 미치는 영향을 검토한 결과 혈중 콜레스테롤 농도를 저하시킴으로써 혈관수축과 이완, 혈관내피세포의 변화를 지연시킨다고 한 바 있어 심장 순환기 질환의 치료와 예방에 좋은 재료임이 확인되었다(Lim SS, Lee JH, A study on the chemical composition and hypocholesterolaemic effect of aster scaber and Ixeris dentata. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 26(1), 1997, 123-129쪽), (Lim SS, Lee JH, Effect of Aster scaber and Ixeris dentata on contractility and vasodilation of cardiovascula and endothelial cell in hyperlipidemic rat. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 26(2), 1997, 300-307쪽).

김(1995)은 씀바귀 메탄올 발효물과 분획물의 돌연변이 억제효과를 에임스 시험(Ames test)방법으로 검증한 결과, 인간의 골육암 세포 MG-63세포에 대하여 100㎍/㎖ 농도로 강한 억제효과를 나타내었으며, 메탄올 발효물을 크로로포름(chloloform)과 아세트산에틸로 분획하였을 때 MG-63에 대하여 강한 항암활성을 나타내어 그 억제효과는 각각 97%, 93%이었다고 보고한바 있다(Kim SH, Inhibitory effects of Ixeris dentata on the mutagenicity of aflatoxin B1, N- methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine and growth of MG-63 human osteosarcoma cells. J. Korean Soc. Food Nutr. 24(2), 1995, 305-312쪽).

상기와 같이, 씀바귀에는 인간의 질병을 치료하고 예방할 수 있는 각종의 생리활성 성분이 다량 함유되어 있어 인간의 건강을 증진시킬 수 있는 것으로 알려져 있으나, 현재 일반적으로 이용되고 식품소재로는 김치류, 무침, 환 또는 차 대용품 정도로 이용범위가 좁다.

대한민국 등록공보 10-0603949에 씀바귀 김치 제조방법이 개시되어 있으나, 이는 씀바귀를 주원료로 하여 절임 가공을 하는 것으로서, 씀바귀가 함유하고 있는 트리테르페노이드(triterpenoide) 성분이 나타내는 쓴맛으로 인하여 비위가 약한 취식자나 단맛에 익숙한 젊은층이 기피하는 경향이 있으며, 해산물 성분의 젓갈류가 첨가됨으로써 씀바귀 본연의 맛과 향을 저해할 우려가 있다.

대한민국 등록공보 10-0411370에는 저급 알코올 또는 물로 추출하여 얻어지는 씀바귀 추출물 및 이를 이용하는 식품에 대하여 개시한 바 있으나, 동결건조, 분쇄 및 추출과정 등 약제로 가공하는 과정에서 씀바귀 특유의 약리효과를 감소시키는 문제점이 있으며, 또한 알코올류 등 화학용매를 이용하여 추출할 경우 위생환경에 주의가 필요하고, 여러 단계의 공정을 거치므로 실제 식품산업에 적용하기에는 많은 시설투자가 필요하게 된다.

발효는 오랫동안 식품 저장 방법의 하나로서 균을 접종하거나 자연적으로 방치하여 젖산균이 번식하도록 하여 pH를 낮추고 산도를 높여 젖산균이 번식하기 좋은 조건을 만들고 젖산균이 형성하는 다양한 유기산, 박테리오신, 탄산과 영양분의 경쟁에 의해 일반 식중독균이 번식하지 못하는 환경을 조성하는 것으로 알려져 있다. 가장 잘 알려져 있는 젖산균은 락토바실러스(Lactobacillus spp.)와 류코노스톡(Leuconostoc spp.)으로서 발효온도, 김치의 재료, 번식한 젖산균과 젖산균에 의해서 생성되는 탄산의 함량이 김치 발효의 유형과 맛을 결정하는 인자로 알려져 있다. 김치의 발효온도는 일반적으로 4∼15℃이며 발효되는데 소요되는 시간은 수일 내지 몇 개월이 소요된다.

이에, 본 발명자들은 씀바귀가 가지고 있는 기능성을 향상시킨 발효액 제조기술을 확립한 다음, 이것을 활용한 고기능성 씀바귀 김치를 개발하여 고부가가치의 김치 제품을 상품화하는 것에 대하여 연구하던 중, 씀바귀 고유의 쓴맛을 발효기법을 통해 전처리하는 기술 및 발효숙성액의 효율적 제조기술을 개발하고, 발효액을 활용한 고품질 씀바귀 김치 제조방법을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 씀바귀 뿌리 발효 추출액의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 씀바귀 뿌리 발효 추출액을 이용한 김치의 기능성 및 저장성을 검증함으로써 씀바귀를 이용한 고품질 김치 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 씀바귀 뿌리에 설탕을 첨가하여 발효시킨 후, 그 여액을 여과하여 씀바귀 뿌리 발효 추출액을 제조하는 단계와, 마늘 및 생강 등 김치 부재료를 혼합하고 여기에 상기 발효 추출액을 첨가하는 단계 및 소금물에 절인 배추를 상기 발효 추출액이 첨가된 부재료와 버무리는 단계를 포함하는 김치 제조방법을 제공한다. 상기 부재료에 씀바귀 뿌리 생채가 추가로 혼합되어 질 수 있다.

또한, 상기 부재료에 상기 발효 추출액이 첨가되지 않고 씀바귀 뿌리 생채만 추가되는 방법을 더 제공한다. 상기 씀바귀 뿌리 생채는 찜통에서 90±5℃ 조건으로 1~2분간 찜을 하는 과정이 더 포함될 수 있다.

또한, 씀바귀 뿌리 생채를 주원료로 하여 상기 발효 추출액을 첨가하는 방법을 더 제공한다.

또한, 본 발명은 씀바귀 뿌리 발효 추출액을 유효성분으로 함유하는, 상기 방법으로 제조된 김치를 제공한다.

씀바귀를 이용한 김치의 제조는 다음의 공정을 통해 제조된다.

제 1공정 : 씀바귀 뿌리로부터 발효 추출액을 제조하는 단계

먼저, 본 발명에 의거하여 씀바귀 뿌리로부터 생체 활성 물질을 추출한다.

씀바귀 뿌리 100 중량부에 설탕 80~120 중량부를 첨가하여 상온에서 20~40일 발효시킨 후, 그 여액을 여과하여 씀바귀 뿌리 발효 추출액을 제조한다.

씀바귀 뿌리를 발효 추출한 후에 성분분석을 실시한 결과, 회수율은 씀바귀 뿌리당 120%의 추출액을 얻을 수 있었으며, 폴리페놀성 물질 및 시나로사이드 물질이 함유되어 있음을 알 수 있었다(표 7 참조).

제 2공정 : 상기 추출액을 이용한 김치의 제조

세절된 상태의 배추 100 중량부에 소금 10~50 중량부 및 물 100~150 중량부를 함침하여 배추를 절인다(배추:소금:물=4:1:5의 중량비). 물의 온도 15~25℃에서 2~6시간 절인 후 건져 놓아 물기가 빠지게 한다.

상기 절인 배추 100 중량부 당 파 2~5 중량부, 고춧가루 1~4 중량부, 마늘 1~3 중량부 및 생강 0.1~1 중량부의 부재료를 혼합하고, 여기에 상기 제 1공정의 발효 추출액 1~5 중량부를 첨가한 후 버무려 10~20℃로 2개월간 숙성시킨다.

김치배합을 위한 적정비율에 있어서, 씀바귀에 의한 마스킹 효과를 얻기 위하여 여러 가지 조건의 비율로 배합비를 조절하고, 관능검사 결과 가장 좋은 평가 를 받은 배합비율로 김치를 제조한다(배추:씀바귀 뿌리 발효 추출액=100:3의 중량비).

또한, 상기 씀바귀 뿌리 발효 추출액이 첨가된 부재료에 씀바귀 뿌리 생체 1~5 중량부를 첨가하여 제조한다(배추:씀바귀 뿌리 발효 추출액:씀바귀 뿌리 생채=100:1:2의 중량비).

또한, 상기 부재료에 발효 추출액을 첨가하지 않고 씀바귀 뿌리 생체 1~5 중량부만을 첨가하여 제조한다(배추:씀바귀 뿌리 생채=100:3의 중량비).

또한, 씀바귀 뿌리를 주원료로 하여 씀바귀 뿌리 100 중량부 당 설탕 1~5 중량부, 고춧가루 1~4 중량부, 마늘 1~3 중량부의 부재료를 혼합하고, 여기에 상기 제 1공정의 발효 추출액 1~5 중량부를 첨가한 후 버무려 10~20℃로 숙성시킨다(씀바귀 뿌리:씀바귀 뿌리 발효 추출액=100:2의 중량비), (도 1 참조).

본 발명에 따른 김치 및 이의 제조방법은, 단순가공하여 액상추출 조성물 또는 건조가공하여 차 대용품으로 이용하던 씀바귀를 발효기법을 통한 김치 제조방법으로 개발함으로써 씀바귀의 다양한 생리활성 물질에 의한 기능성이 첨가된 김치를 제조할 수 있으며, 일상의 식생활에서 김치의 섭취와 더불어 특유의 약효를 갖는 씀바귀를 간편하게 섭취할 수 있는바, 건강식품으로서도 탁월한 효과를 발휘하게 된다. 또한 씀바귀 특유의 쓴맛을 감소시켜 기호성을 증대시킴으로써 씀바귀의 대중 보급 확대를 꾀할 수 있다.

씀바귀에 함유되어 있는 항균활성, 항산화효과, 항암활성 등의 유익한 효능들로 인하여, 미생물의 오염이 방지되고 보관기간이 증대되며 김치의 안전성을 확보하면서 제조공정이 간단한 고부가가치의 기능성 식품으로서의 김치를 제조하여 김치의 상품성을 높일 수 있다.

이하, 본 발명을 하기 시료분석 및 실시예에 의거하여 좀더 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

본 발명자들은 씀바귀의 함유성분을 분석하고 생리기능성 조사를 위하여 시료로부터 생체 활성물질을 추출하였다. 본 실험에 사용한 씀바귀는 충남 당진군 씀바귀 작목반에서 2006년도에 재배한 것을 6~7월에 수확하여 1차 시료로, 2007년도에 재배한 것을 10~11월에 수확하여 2차 시료로 하였고 김치 제조용 재료는 시중에서 판매되고 있는 제품을 구입하여 사용하였다.

<시료분석 1> 씀바귀 시료의 성분분석

성분분석에 사용된 추출액의 제조는 씀바귀 뿌리 20g에 60% 메탄올, 60% 에 탄올 및 열수를 100㎖씩 가한 후 환류냉각기를 이용하여 80℃에서 6시간 추출한 다음, 원심분리하여 추출액을 제조하여 실험에 사용하였다.

< 시-1 -1> 일반성분분석

씀바귀의 일반성분 분석은 AOAC방법에 준하여 분석하였다(A.O.A.C. Official Methods of Analysis (16th Edn), Association of Official Analytical Chemists, Washington, DC, 1995, 69-74쪽), (표 1 및 표 2 참조).

즉, 수분함량은 105℃ 상압건조법, 조회분은 회화로를 이용하여 550℃에서 회화시킨 후 중량법으로, 조단백질은 켈달(Kjeldahl)법, 조지방은 속슬렛(Soxhlet)추출법으로 정량하였고 조섬유는 반소에스트 분석법(Van Soest's method)으로 분석하였다. 가용성 무질소물(탄수화물)은 100℃에서 수분, 조단백질, 조지방 및 조회분의 함량을 제외한 값으로 하였다.

씀바귀 뿌리의 일반성분 (중량%)

일반성분	수분	단백질	지질	탄수화물		회분
				당질 및 전분	비전분 다당체
씀바귀 뿌리	81.0	2.7	0.3	11.2	3.6	1.2

그 결과, 상기의 표 1에서 알 수 있는 바와 같이 씀바귀 뿌리는 일반적으로 약 81.0%의 수분함량을 가지고 있었으며, 이를 제외한 성분 중에서 당질과 전분을 포함한 탄수화물군이 14.8%로 가장 많았으며 이외에 단백질 2.7%, 회분 1.2% 및 지질 0.3%를 함유하고 있었다.

씀바귀 뿌리의 비전분 다당체 (중량%)

성분명	리그닌 (lignin)	셀룰로오스 (cellulose)	헤미셀룰로오스 (hemicellulose)
씀바귀 뿌리	0.6	0.3	0.8

또한, 씀바귀 내의 비전분 다당체를 분석한 결과, 표 2에 나타난 바와 같이 식이섬유인 리그닌, 셀룰로오스 및 헤미셀룰로오스가 각각 0.6%, 0.3% 및 0.8%를 함유하고 있었다. 씀바귀 뿌리는 일반성분 중 식이섬유가 높아서 다이어트식품 소재로서의 이용가능성을 보여주었다.

<시-1-2> 총 페놀물질 정량

생시료 5g에 70% 에탄올 100㎖를 가하여 추출하였으며 정량은 프러시안 블루(Prussian blue)법을 이용하였다(Price ML, Butler LG,: Rapid visual estimation and spectrophotometric determination of tannin content of sorghum grain. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 1997, 25:1268-1269쪽), (표 3 참조).

이 추출액에 0.1M 염화제이철(FeCl₃)과 0.008M 페리시안화칼륨(K₃Fe(CN)₆) 용액을 3배량 첨가하고 그 혼합액을 실온에서 10분간 방치한 후 730㎚에서 흡광도를 측정하였으며 정량은 표준시액으로 타닌산(tannic acid) 0.01-0.1mM(Sigma Chemical Co.)을 이용하여 환산 정량하였다.

씀바귀 뿌리 추출액의 폴리페놀성 물질 (중량%)

성분명	폴리페놀 함량
씀바귀 뿌리	0.495

표 3에 나타난 바와 같이 씀바귀 뿌리에는 폴리페놀성 물질이 0.495% 함유되어 있었다.

<시-1-3> 시나로사이드 (루테올린-7-O-글루코시드) 정량

시나로사이드 정량은 씀바귀 뿌리에 각각 60% 메탄올, 60% 에탄올 및 열수를 이용하여 추출한 후 원심분리하여 여액을 분리한 후 0.45㎛ 여과지(Millipore filter)로 여과한 후 고성능 액체 크로마토그래피(High Performance Liquid Chromatograph System : HPLC)(Agilent 1200, Agilent Technologies Inc. Germany)를 이용하여 정량하였으며 HPLC 분석조건은 표 4와 같다.

시나로사이드의 HPLC 분석조건

기구명	Agilent 1200
이동상 용매	시안화메틸/물 (18:82 부피비)
컬럼 (column)	역상 C18 (250㎜×4.6㎜, 5㎜), 30℃
감지기	UV 350㎚
유량	1.0㎖/min
사출 (injection)	10㎕

씀바귀 내에 함유되어 있는 시나로사이드 함량을 측정한 결과 0.26%로 측정되었으며, HPLC 크로마토그램이 도 2에 도시되어 있다.

<시-1-4> 수율 및 색도

추출액 수율 및 색도 조사에 사용한 씀바귀 뿌리 추출액의 제조는 다음과 같다.

시료 1 : 씀바귀 뿌리 50g에 60% 에탄올 200㎖를 넣고 80℃에서 3시간 1차 추출한 뒤 추출액을 분리하고, 남은 씀바귀 뿌리에 다시 60% 에탄올 200㎖로 2시간 2차 추출한 뒤 추출액을 분리하여, 1차 및 2차 추출액을 합친 후 증류수를 더하여 500㎖로 정용한 것

시료 2 : 씀바귀 뿌리 50g에 60% 메탄올 200㎖를 넣고 80℃에서 3시간 1차 추출한 뒤 추출액을 분리하고, 남은 씀바귀 뿌리에 다시 60% 메탄올 200㎖로 2시간 2차 추출한 뒤 추출액을 분리하여, 1차 및 2차 추출액을 합친 후 증류수를 더하여 500㎖로 정용한 것

시료 3 : 씀바귀 뿌리 50g에 증류수 200㎖를 넣고 80℃에서 3시간 1차 추출한 뒤 추출액을 분리하고, 남은 씀바귀 뿌리에 다시 증류수 200㎖로 2시간 2차 추출한 뒤 추출액을 분리하여, 1차 및 2차 추출액을 합친 후 증류수를 더하여 500㎖로 정용한 것

시료 4 : 씀바귀 뿌리 50g에 60% 에탄올 200㎖를 넣고 80℃에서 3시간 1차 추출한 뒤 추출액을 분리하고, 남은 씀바귀 뿌리에 다시 증류수 200㎖로 2시간 2차 추출한 뒤 추출액을 분리하여, 1차 및 2차 추출액을 합친 후 증류수를 더하여 500㎖로 정용한 것

시료 5 : 씀바귀 뿌리 50g에 증류수 200㎖를 넣고 80℃에서 3시간 1차 추출한 뒤 추출액을 분리하고, 남은 씀바귀 뿌리에 다시 60% 메탄올 200㎖로 2시간 2차 추출한 뒤 추출액을 분리하여, 1차 및 2차 추출액을 합친 후 증류수를 더하여 500㎖로 정용한 것

시료 6 : 씀바귀 뿌리 50g에 60% 메탄올 200㎖를 넣고 80℃에서 3시간 1차 추출한 뒤 추출액을 분리하고, 남은 씀바귀 뿌리에 다시 증류수 200㎖로 2시간 2차 추출한 뒤 추출액을 분리하여, 1차 및 2차 추출액을 합친 후 증류수를 더하여 500㎖로 정용한 것

씀바귀 뿌리에 각종 용매로 추출하여 얻어진 추출액을 색차계(color difference meter)를 이용하여 색도를 측정하고(표 5 참조), 감압 농축하여 용매를 제거한 후 수율을 구하였다(표 6 참조).

추출 용매에 따른 씀바귀 추출액의 색도(Hunter값)

Hunter	L	a	b
시료 1	72.04	-2.44	58.89
시료 2	72.52	-3.81	24.78
시료 3	71.44	-0.31	8.50
시료 4	70.63	-0.91	83.20
시료 5	80.81	-1.28	22.01
시료 6	83.27	-3.04	33.43

L=명도, a=적색도, b=황색도

상기의 표 5에서 시료 4가 가장 특이한 수치를 나타내는데, 시료 1~6 중에서 명도는 가장 낮고, a값은 녹색이 가장 엷으며, b값은 노란색에 가장 가깝다.

추출용매에 따른 씀바귀 추출액의 수율

시료	시료 1	시료 2	시료 3	시료 4	시료 5	시료 6
수율(중량%)	13.4	9.6	13.3	12.2	10.4	10.1

상기의 표 6에서 알 수 있는 바와 같이, 시료 1 및 시료 3의 추출 수율이 가장 높고, 시료 2의 추출 수율이 가장 낮았다.

씀바귀를 농축하지 아니하고 색도를 본 결과는 도 3과 같다.

도 3에서 보는 바와 같이 육안으로 본 색도는 시료 4가 가장 진하였고 시료 3이 가장 엷었으며, 1차 60% 에탄올에 추출하고 2차 증류수에 추출한 것이 색도 면에서 우수하였음을 확인하였다. 또한 씀바귀 뿌리 추출액의 브릭스(Brix)당도를 측정한 결과 47°였다.

<시료분석 2> 씀바귀 시료의 생리기능성 조사

생리기능성 조사에 사용된 추출액의 제조는 씀바귀 뿌리 20g에 60% 메탄올, 60% 에탄올 및 열수를 100㎖씩 가한 후 환류냉각기를 이용하여 80℃에서 6시간 추출한 다음, 원심분리하여 추출액을 제조하여 실험에 사용하였다.

<시-2-1> 항균활성 측정

씀바귀 뿌리 추출액의 항균활성은 한천배지 확산법(disk-agar plate diffusion method)으로 측정하였다(Piddok, L. J. V. Techniques used for the determination of antibacterial resistance and sensitivity in bacteria. J. Appl. Bacteriol. 68, 1990, 307-318쪽), (Jang DS, Park KH, Lee JR, Ha TJ, Park YB, Nam SH, Yang MS : Antimicrobial activities of sesquiterpene lactones isoiated from Hemistptia lyreta, Chrysanthemum zawadskii and Chrysanthemum boreale. Agric. chem. biotechnol. 42, 1990, 176-179쪽).

항균활성측정에 사용된 추출액은 상기에서 얻어진 각각의 추출액을 제균 필터를 이용하여 제균한 다음 멸균된 8mm 여지(filter paper disc, Toyo, Japan)에 각각 50㎕씩 흡수시킨 후, 용매를 완전히 증발시키는 과정을 통하여 200, 300, 400 및 500㎕로 흡수시킨 후 바실러스세레우스(Baciilus cereus)균을 접종한 한천배지(Nutrient Agar:NA)에 추출액이 흡수된 여지를 정치하고 4℃ 냉장고에서 1시간 방치한 후, 37℃ 항온기에서 24시간 동안 배양한 다음 여지 주변의 저해환(Clear zone) 지름을 측정하여 항균성의 정도를 측정하였다.

씀바귀 뿌리를 각각 60% 메탄올, 60% 에탄올, 증류수로 추출한 추출액을 사용하여 측정한 결과 항균활성은 도 4과 같다.

A, B, C, D는 각각 200㎕, 300㎕, 400㎕, 500㎕씩 추출액을 흡수한 여지로서 200㎕에서는 항균활성이 나타나지 않았으나 추출액의 농도가 높아질수록 저해환이 커지는 것으로 보아 씀바귀 추출액 내에 항균활성물질이 함유되어있음을 알 수 있었다. 또한, 60% 메탄올이나 60% 에탄올에서도 농도가 높을수록 항균성이 인정되었으나 물 추출액에서 저해환이 더 크게 형성되는 것으로 보아 씀바귀에서는 항균성 물질이 수용액에서 더 효과적임을 나타내고 있었다.

<시-2-2> 항산화효과 측정

항산화효과를 보기 위하여 항산화력 측정은 AOCS(Sampling and analysis of commercial fats and oils)의 방법을 참고하여 측정하였다. 즉 상기에서 얻어진 씀바귀 뿌리 물 추출액을 진공 농축한 다음 냉동건조하여 건조분말을 제조한 후 항산화효과 검토시료로 하였다. 항산화력을 조사하기 위하여 식용유 20g에 대하여 씀바귀 뿌리 물 추출 건조물이 200ppm, 400ppm이 되도록 첨가하고 균질기(homogenizer)를 이용하여 10,000rpm에서 5분간 균질화한 후 60℃에서 항온하면서 저장기간에 따른 과산화물가(peroxide value:POV), 티오바르비투릭산(thiobarbituric acid:TBA) 수치의 변화를 측정하였다. 이때 항산화력을 비교하기 위하여 대조군으로 α-토코페롤을 식용유에 대하여 200ppm이 되도록 첨가하여 시료와 같은 방법으로 그 변화값을 비교 검토하여 항산화력을 나타내었다.

씀바귀 뿌리 물 추출물의 식용유에 대한 항산화성을 측정한 결과, 도 5a, 도 5b에서 나타낸 바와 같이 POV, TBA 측정에서 항산화성이 인정되었으며 토코페롤 200ppm을 첨가한 대조군 보다 씀바귀뿌리 물 추출물 200ppm 첨가군에서 항산화력이 더 높게 나타났다. 또한 물 추출물 400ppm보다 200ppm에서 항산화성이 높게 나타난 것으로 보아 추출물의 농도 200ppm에서 보다 높은 항산화력을 가짐을 알 수 있다. 이는 씀바귀 뿌리 추출물의 항산화성은 농도와 정비례관계는 아닌 것으로 생각된다.

<시-2-3> 항암활성 측정

<시-2-3-1> 세포증식도 측정

분리ㆍ정제한 시나로사이드의 암세포 증식 저해효과 분석을 위하여 A549 세포(인간 폐암 세포주), Hep2 세포(인간 폐암 세포주), LNCAP 세포(인간 전립선암 세포주)을 96-공 배양판(96-well culture plate)에 1x10⁴/100㎕/well로 분주하여 37℃, 5% CO₂ 배양기에서 O/N(overnight) 배양시켰다. 다음날 상기 배양세포에 시나로사이드의 농도를 달리하여 시나로사이드를 24시간, 48시간 처리 후 배지를 제거한 후 3-(4,5-디메틸티아졸-2-일)-5-(3-카르복시메톡시페닐)-2-(4-설포페닐)-2H-테트라졸륨[MTS, 분자내염] 용액을 넣고 37℃, 5% CO₂ 배양기에서 1시간 경과 후 계측기 Victor3(Perkin elmer, Fremont, CA, USA)으로 490㎚에서 흡광도를 측정하여 세포증식도로 하였다.

인간 폐암 세포주(A549)에 대한 씀바귀 알코올 추출액과 물 추출액의 항암활성을 측정한 결과는 도 6과 같다. 씀바귀 알코올 추출액(1, 10, 100, 및 200㎍/㎖)을 8, 24 및 48시간 처리 시 A549 세포증식에는 큰 영향을 미치지 않았으나 씀바귀 물 추출액(500㎍/㎖)을 8~48시간 처리 시 약 10~20%의 A549 세포생존 감소가 일어났다.

농도 및 시간을 달리하여 시나로사이드(Cyna)의 호흡기 및 전립선암 세포주의 증식에 대한 영향을 알아보았다. 도 7은 시료처리에 따른 각각의 암세포주의 세포증식도 실험결과이다.

A549 세포에서 보이는 것처럼 1, 10, 100μM 농도의 시나로사이드를 24시간 처리 시 A549 세포증식에는 큰 영향을 미치지 못했다. 200μM 시나로사이드를 24시간 처리 시 약 10%의 세포증식 감소 효과를 보였다. 이와는 달리 100, 200μM 시나로사이드를 48시간 처리 시 약 20, 48% 세포증식 감소 효과를 보였다.

Hep2 세포에서 보이는 것처럼 1~100μM 농도의 시나로사이드를 24, 48시간 처리 시 Hep2 세포증식에는 큰 영향을 미치지 못했다. 하지만 200μM 시나로사이드를 24, 48시간 처리 시 약 20%의 세포증식 감소 효과를 보였다.

LNCAP 세포에서 보이는 것처럼 1~200μM 농도의 시나로사이드를 24, 48시간 처리 시 LNCAP 세포증식에는 큰 영향을 미치지 못했다. 특이적으로 200μM 시나로사이드를 24시간 처리 시 LNCAP 세포증식을 오히려 증가시켰다.

<시-2-3-2> 생존세포수 측정

분리ㆍ정제한 시나로사이드의 암세포 생존율 분석을 위하여 A549 세포, Hep2 세포, LNCAP 세포를 96-공 배양판에 1x10⁴/100㎕/well로 분주하여 37℃, 5% CO₂ 배양기에서 O/N 배양시켰다. 다음날 상기 배양세포에 시나로사이드의 농도를 달리하여 시나로사이드를 24시간, 48시간 처리 후 배지를 제거하였다. 시료 처리 후 배양액을 제거하고 세포를 수집하여 원심분리하였다. 회수한 일정수의 세포현탁액 트리판 블루(trypan blue) 염색료를 0.2%가 되도록 첨가한 다음 헤마토사이토미터 (hematocytometer)를 이용하여 트리판 블루에 염색되지 않은 생존세포수를 산정하였다.

농도 및 시간을 달리하여 시나로사이드(Cyna)의 호흡기 및 전립선암 세포주의 생존에 대한 영향을 알아보았다. 도 8은 시료처리에 따른 각각의 암세포주의 세포 생존율 실험결과이다.

A549 세포에서 보이는 것처럼 1~200μM 농도의 시나로사이드를 24시간 처리 시 약 30~40%의 A549 세포주 생존률 감소 효과를 보였다. 하지만 1~200μM 시나로사이드를 48시간 처리 시 세포생존율에는 아무런 효과를 보이지 않았다.

Hep2 세포에서 보이는 것처럼 1~200μM 농도의 시나로사이드를 24, 48시간 처리 시 세포주 생존률에 큰 영향을 미치지 못했다.

LNCAP 세포에서 보이는 것처럼 1~100μM 농도의 시나로사이드를 24, 48시간 처리 시 세포주 생존율 증가를 초래하였다.

이상 <시료분석 1ㆍ2>에서 살펴본 바와 같이, 씀바귀 뿌리에는 인체에 유익한 탄수화물, 식이섬유, 폴리페놀성 물질 및 시나로사이드가 다량 함유되어 있고, 항균활성, 항산화성 및 항암활성 등의 생리기능성에 있어서 뛰어난 효과가 있음을 알 수 있었다.

< 실시예 1> 씀바귀 뿌리 발효 추출액을 이용한 김치제조공정

<실-1-1> 씀바귀 뿌리 발효 추출액의 제조

도 1에는 본 발명의 실시예 1에 따른 김치 제조방법의 바람직한 구성이 실시예 1로 도시되어 있다.

씀바귀 뿌리 발효 추출액을 이용한 김치제품을 개발하기 위하여, 먼저 씀바귀 뿌리를 세척한 후 물기를 제거하였다. 이것을 유리항아리에 5㎝정도 넣은 후 설탕을 첨가하고 이것을 계속 반복하였다. 최종적으로 미생물 오염방지 목적으로 씀바귀가 완전히 덮이도록 설탕을 첨가한 후 상온에서 1개월간 숙성 및 침출하여 액상물질의 여과액을 추출액으로 사용하였다(씀바귀 뿌리:설탕=1:1의 중량비), (도 9 참조).

씀바귀 뿌리 발효 추출액을 상기 <시료분석 1ㆍ2>에 준하여 분석을 시행하고, 일반적인 분석결과는 표 7과 같았다.

씀바귀 뿌리 발효 추출액의 성분분석

씀바귀 뿌리 발효 추출액	수율	당도 (°Brix)	pH	폴리 페놀성 물질(%)	시나로사이드(%)	색도
						L(명도)	a(적색도)	b(황색도)
	120%	70	4.87	0.36	0.21	26.28	0.85	0.81

추출액을 분리한 결과, 회수율은 씀바귀 뿌리 1㎏당 1.2㎏의 추출액을 얻을 수 있었으며, 폴리페놀성 물질은 0.36%이고, 시나로사이드 함량은 0.21%로 나타났다.

<실-1-2> 상기 추출액을 이용한 김치의 제조

본 발명자는 배추를 4 등분하여 절임수에 잠기도록 하였다. 이때 사용한 기본 절임수는 배추 1㎏ 당 0.25㎏의 천일염과 물 1.25㎏을 혼합하여 무게 비율을 4 : 1 : 5로 하여 제조하였고 이때 물의 온도는 18℃에서 4시간 절여서, 제조된 김치의 염함량이 2.5％가 되도록 하였다. 김치 제조시 부재료는 절임배추 100g 당 파 3.1g, 고춧가루 2.3g, 마늘 1.5g, 생강 0.4g을 혼합하고, 여기에 상기 씀바귀 뿌리 발효 추출액 3g을 첨가하여, 최종 염농도가 2.8％가 되도록 재제염을 추가하여 버무려 제조하였다. 제조한 김치의 발효는 15℃의 항온기에서 pH 4.4±0.1로 진행하였다.

씀바귀 뿌리 발효 추출액의 효과를 확인하기 위하여, 다양한 농도의 씀바귀 뿌리 발효 추출액을 선별하여, pH 4.3∼5.0 사이의 일반 발효김치(대조군)와 상기 일반 발효김치에 씀바귀 뿌리 발효 추출액을 첨가한 김치로 구분하여 비교하였다.

제조에 사용된 재료의 배합비는 예비실험에서 배추를 일정하게 사용하고 씀바귀 뿌리 발효 추출액의 양을 조절하여 배합하였고, 절임배추 100중량부에 대하여 씀바귀 뿌리 추출액을 1중량부, 2중량부, 3중량부, 4중량부 및 5중량부의 비율로 첨가하여 제조한 후 2개월 숙성시켜 관능검사를 실시한 결과, 미각에서 가장 좋은 평가를 받은 배합비율을 선택하고(배추:씀바귀 뿌리 발효 추출액 = 100:3의 중량비), 예비실험결과를 반영하여 다시 김치를 제조ㆍ숙성시킨 후 하기의 식품적합성 여부를 검토하였다.

<실-1-3> 상기 김치의 식품적합성 검토

상기 제조된 김치를 2개월 이상 숙성시킨 후 김치의 성분분석, 위생성, 항산화성 및 관능검사를 각각 실시하였다.

<실-1-3-1> 성분분석

씀바귀 뿌리 발효 추출액이 함유된 김치 및 일반김치의 성분분석을 상기 <시료분석 1>에 준하여 시행하고 그 결과를 표 8에 나타내었다.

씀바귀 뿌리 발효 추출액이 함유된 김치의 성분분석

종류	pH	폴리페놀 함량(중량%)
씀바귀 뿌리 발효 추출액이 함유된 김치	4.76	0.033
일반김치	4.72	0.012

표 8에 나타난 바와 같이, pH는 서로 유사하게 나타났으나, 폴리페놀 함량은 씀바귀 뿌리 발효 추출액이 함유된 김치에서 높게 나타났다. 따라서, 씀바귀 뿌리 발효 추출액이 함유된 김치는 일반 김치보다 폴리페놀 함량이 높음을 알 수 있다.

<실-1-3-2> 위생성 검토

또한, 씀바귀 뿌리 발효 추출액이 함유된 김치의 위생성 검토를 위해 각각의 김치 시료의 총 생균수 및 대장균수를 측정하였으며, 이엠비 배지(Eosine Methylene Blue:EMB, 미국 디프코)에 도말하여 검사를 수행하였다(표 9 참조).

김치의 위생성 검토

종류	총 생균수(시료 1g 수) (cfu)	대장균수(시료 1g 수) (cfu)
씀바귀 뿌리 발효 추출액이 함유된 김치	10⁸이상	불검출
일반김치	10⁷이상	불검출

표 9에 나타난 바와 같이, 본 발명의 김치에서 대장균은 검출되지 않았으나, 총 생균수는 시료 1 g 당 10⁸ cfu 이상을 나타내어 정상적인 발효가 진행되었음을 확인하였다.

<실-1-3-3> 항산화성 검토

제조된 각각의 김치에 대한 항산화능력 측정은, 숙성과정을 거치므로 POV 수치 또는 TBA 수치 대신에 DPPH 라디칼 소거능을 평가하여 비교하였다. DPPH 라디칼 소거 활성은 공지된 방법에 따라 조사하였다(Hatano et al., Chem. Pharm. Bull., 36, 1988, 2090-2097쪽). 각각의 김치 시료를 96-공 배양판에 50㎕씩 분주한 다음 웰 당 200μM DPPH 용액 200㎕를 첨가하고, 이를 37℃에서 30분간 반응시킨 후 플레이트 리더(Asys Expert-96, Asys Hitech GmbH, Austria)를 이용하여 515㎚에서의 흡광도를 측정하였다. 라디칼 소거율은 아무것도 첨가하지 않은 대조군의 흡광도를 시료의 흡광도와 비교하여 하기의 식으로 표시하였으며, 최종 활성은 50% 라디칼 소거능(IC₅₀)을 나타내는 농도로 표시하였다.

라디칼 소거율(%)=(1-시료의 흡광도/대조군의 흡광도)

실험 결과, 씀바귀 뿌리 발효 추출액이 함유된 김치는 0.44㎎/㎖, 일반김치는 1.13㎎/㎖의 농도에서 50% 라디칼 소거능(IC₅₀)을 나타내었다. 즉, 일반김치는 1130㎍/㎖의 농도에서 산화물질 50%를 제거하고, 본 발명의 씀바귀 뿌리 발효 추출액이 함유된 김치는 440㎍/㎖의 농도에서 산화물질 50%를 제거하므로, 항산화 활성이 2.5배 정도 강화된 것이다. 이러한 결과는 상기 표 8에서 나타낸 김치의 폴리페놀 함량과 비례적인 상관성을 나타내었다.

<실-1-3-4> 관능검사

예비실험에서 기호성 평가를 거친 후 비교적 맛이 우수하게 나타난 배합비율을 선정하여(배추 : 씀바귀 뿌리 발효 추출액 = 100: 3의 중량비) 김치를 제조하고, 씀바귀 뿌리 발효 추출액이 첨가되지 않은 일반김치를 대조군으로 하여 검사를 실시하였다(표 10 참조).

김치의 관능적 특성

항목	대조군	씀바귀 뿌리 발효 추출액이 첨가된 김치
상큼한 냄새	5.5	5.9
신내	6.8	5.5
풋내	3.6	5.2
군내	4.4	5.5
이취	8.0	8.4
짠맛	4.5	4.8
상큼한 맛	6.1	5.6
신맛	4.4	5.0
단맛	5.5	7.1
쓴맛	3.1	4.3
이미	7.7	8.2
조직감	6.7	7.7
전체 기호도	4.5	5.4

상기 표 10의 관능검사 결과는, 반복적으로 훈련된 20명의 관능검사요원으로 하여금 각각의 항목에 대해 9점 척도법으로 실시하였다. 이때 각각의 항목에 대한 수치값은 전체 관능검사요원들의 점수를 더한 후 관능검사요원 수로 나눈 수치를 소수 둘째 자리에서 반올림한 값이다.

상기 표 10에서 알 수 있듯이 씀바귀 뿌리 발효 추출액이 첨가된 김치가 일반김치에 비하여 전체 기호도 면에서 좋은 평가를 받았으며, 발효기법에 의해 쓴맛과 향 등 독특한 특성이 감소하여, 일반적인 김치 본래의 상큼한 맛을 그대로 유지시킬 수 있으면서도 씀바귀의 약효를 직접적으로 인체에 섭취할 수 있게 된다.

< 실시예 2> 씀바귀 뿌리 생채를 부원료로 이용한 김치제조공정

상기 실시예 1의 씀바귀 뿌리 발효 추출액을 이용한 김치에 더하여 씀바귀 뿌리 생채를 부재료에 추가하여 김치를 제조함으로써 씀바귀 고유의 씹히는 미감을 더한 김치를 제조하는 방법을 개발하였다.

<실-2-1> 제조공정

도 1에 본 발명의 실시예 2에 따른 김치 제조방법의 바람직한 구성이 실시예 2로 도시되어 있다.

먼저 씀바귀 뿌리를 다듬어 세척하고 물기를 제거한 후, 약 5㎝ 길이로 절단하고, 지름이 약 5㎜ 이상의 재료는 2등분 또는 4등분 한 후 , 상기 실시예 1의 김치제조공정 중 부재료에 추가하여 제조하였다.

제조에 사용된 재료의 배합비는, 예비실험에서 배추를 일정하게 사용하고 씀바귀 뿌리 발효 추출액과 씀바귀 뿌리 생채의 양을 조절하여 배합하였고, 절임 배추 100중량부에 대하여 씀바귀 뿌리 발효 추출액과 씀바귀 뿌리 생채의 양을 각각 1중량부와 1중량부, 1중량부와 2중량부, 2중량부와 1중량부, 2중량부와 2중량부 및 씀바귀 뿌리 추출액이 첨가되지 않은 씀바귀 뿌리 생채 3중량부의 비율로 상기 실시예 1의 부재료에 첨가하여 김치를 제조한 후 2개월 숙성시켜 관능검사를 실시하였다. 그 결과, 미각에서 가장 좋은 평가를 받은 배합비율(씀바귀 뿌리 발효 추출액:씀바귀 뿌리 생채 = 1:2의 중량비) 및 씀바귀 뿌리 발효 추출액이 첨가되지 않은 씀바귀 뿌리 생채 3중량부의 비율로 첨가하여 제조한 김치를 다시 제조ㆍ숙성시킨 후 하기의 식품적합성 여부를 검토하였다.

상기 씀바귀 뿌리 생채는 찜통에서 90±5℃ 조건으로 1~2분간 찜을 하는 과정을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이러한 과정은, 씀바귀의 숨을 죽이는 동시에 씀바귀에 함유된 활성물질의 파괴를 막고 신선도를 유지하게 해주며 씀바귀 특유의 맛과 향을 보전할 수 있게 해준다.

그 외의 제조방법은 상기 실시예 1과 동일하므로 반복된 설명은 생략한다.

<실-2-2> 상기 김치의 식품적합성 검토

상기 제조된 김치를 2개월 이상 숙성시킨 후 김치의 성분분석, 위생성, 항산화성 및 관능검사를 각각 실시하였다. 분석방법은 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.

<실-2-2-1> 성분분석

각각의 성분분석 결과는 표 11에 나타내었다.

김치의 성분분석

종류	pH	폴리페놀 함량(중량%)
씀바귀 뿌리 발효 추출액:씀바귀 뿌리 생채 = 1:2의 중량비	4.75	0.031
씀바귀 뿌리 발효 추출액이 첨가되지 않은 씀바귀 뿌리 생채 3중량부	4.73	0.028
일반김치	4.72	0.012

표 11에 나타난 바와 같이, pH는 서로 유사하게 나타났으나, 폴리페놀 함량은 씀바귀 뿌리 성분이 추가된 김치에서 높게 나타났다.

<실-2-2-2> 위생성 검토

총 생균수는, 씀바귀 뿌리 성분이 추가된 김치 모두 실시예 1에서의 씀바귀 뿌리 발효 추출액이 함유된 김치의 총 생균수와 동일하게 나타났으며(10⁸ cfu) 대장균은 검출되지 않았다.

<실-2-2-3> 항산화성 검토

실험 결과, 씀바귀 뿌리 발효 추출액:씀바귀 뿌리 생채 = 1:2의 중량비 및 씀바귀 뿌리 발효 추출액이 첨가되지 않은 씀바귀 뿌리 생채 3 중량부의 비율로 첨가하여 제조한 김치의 50% 라디칼 소거능(IC₅₀)은 각각 0.47㎎/㎖, 0.58㎎/㎖의 농도로 나타났다. 상기한 바와 같이 일반김치는 1150㎍/㎖의 농도에서 산화물질 50%를 제거하고, 본 발명에 따른 씀바귀 뿌리 발효 추출액:씀바귀 뿌리 생채 = 1:2의 중량비 및 씀바귀 뿌리 발효 추출액을 첨가되지 않은 씀바귀 뿌리 생채 3중량부의 비율로 첨가하여 제조한 김치는 각각 470㎍/㎖ 및 580㎍/㎖의 농도에서 산화물질 50%를 제거하므로, 항산화 활성이 각각 2.5배 및 2배 정도 강화된 것이다. 이러한 결과는 상기 표 11에서 나타낸 김치의 폴리페놀 함량과 비례적인 상관성을 나타내었다.

<실-2-2-4> 관능검사

씀바귀 뿌리성분이 첨가되지 않은 일반김치를 대조군으로 하여 검사를 실시하였다(표 12 참조).

김치의 관능적 특성

항목	대조군	씀바귀 뿌리 발효 추출액:씀바귀 뿌리 생채 = 1:2의 중량비	씀바귀 뿌리 발효 추출액이 첨가되지 않은 씀바귀 뿌리 생채 3중량부
상큼한 냄새	5.5	5.8	5.9
신내	6.8	5.9	6.2
풋내	3.6	5.1	5.4
군내	4.4	5.5	5.3
이취	8.0	8.2	8.4
짠맛	4.5	5.4	5.3
상큼한 맛	6.1	5.4	5.1
신맛	4.4	6.5	6.4
단맛	5.5	6.9	5.1
쓴맛	3.1	7.5	8.5
이미	7.7	8.6	8.8
조직감	6.7	8.2	8.3
전체 기호도	4.5	5.7	5.5

상기 표 12에서 알 수 있듯이 씀바귀 뿌리 발효 추출액 및 뿌리 생채가 첨가된 김치가 씀바귀 뿌리성분이 첨가되지 않은 김치에 비하여 전체 기호도 면에서 좋은 평가를 받았다.

또한, 씀바귀 뿌리 발효 추출액을 첨가하지 않고 씀바귀 뿌리 생채만 첨가된 김치는, 씀바귀 특유의 맛과 향을 최대한 살릴 수 있으며 단맛이 감소하여 씀바귀 특유의 쓴맛을 선호하는 취식자의 기호에 부합될 수 있다.

< 실시예 3> 씀바귀 뿌리를 주원료로 이용한 김치제조공정

<실-3-1> 제조공정

도 1에 본 발명의 실시예 3에 따른 김치 제조방법의 바람직한 구성이 실시예 3으로 도시되어 있다.

씀바귀 뿌리를 주원료로 이용한 김치제품을 개발하기 위하여, 먼저 씀바귀 뿌리를 다듬어 세척하고 물기를 제거한 후, 씀바귀 뿌리 100g 당 설탕 2.4g, 고춧가루 2.4g, 사과 2.4g, 마늘 2.4g, 양파 2.4g, 찹쌀 풀 2.4g을 혼합하고, 여기에 실시예 1의 씀바귀 뿌리 발효 추출액 2g을 첨가하여 김치를 제조한 후 최종 염농도가 2.8%가 되도록 재제염을 추가하여 버무려 15℃에서 저장하였다.

제조에 사용된 재료의 배합비는 예비실험에서 씀바귀 뿌리를 일정하게 사용하고 씀바귀 뿌리 발효 추출액의 양을 조절하여 배합하였고, 씀바귀 뿌리 100중량부에 대하여 씀바귀 뿌리 발효 추출액을 1중량부, 2중량부, 3중량부, 4중량부 및 5중량부의 비율로 첨가하여 제조한 후 2개월 숙성시켜 관능검사를 실시한 결과, 미각에서 가장 좋은 평가를 받은 배합비율을 선택하고(씀바귀 뿌리:씀바귀 뿌리 발효 추출액 = 100:2의 중량비), 예비실험결과를 반영하여 다시 김치를 제조ㆍ숙성시킨 후 하기의 식품적합성 여부를 검토하였다.

본 발명에서는, 일반적으로 김치제조시 첨가하는 해산물 성분의 젓갈류 대신에 씀바귀 뿌리 발효 추출액을 첨가함으로써, 씀바귀 고유의 맛과 향을 살리는 동시에 쓴맛이 주는 자극적인 맛이 완화되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에서는 씀바귀 뿌리를 그대로 이용하여 김치를 제조하였으나 쓴맛을 좀더 감소시키고자 할 경우에는, 씀바귀 뿌리를 5~20% 소금물에 3일 내지 10일 정도 담가둔 후 물에 여러 번 씻어내면 쓴맛이 감소한다.

<실-3-2> 상기 김치의 식품적합성 검토

상기 제조된 김치를 15℃에서 저장하면서 pH, 산도, 젖산균 수의 변화 및 기호도를 조사하였다.

<실-3-2-1> pH 및 산도측정

씀바귀 뿌리를 주원료로 이용한 김치의 pH 및 산도 측정결과는 도 10에 나타나 있다.

씀바귀 김치는 발효 3일째에 pH 및 산도에 있어서 변화가 나타났으나 이는 일반 배추김치의 경향과 비슷하며, 약간의 쓴맛이 있어 식욕을 돋구는데 좋은 기능성 김치라 할 수 있다.

<실-3-2-2> 젖산균 변화 측정

젖산균 변화를 측정하여 도 11에 표시하였다.

젖산균이 서서히 증가하는 형태가 나타나고, 이는 발효가 정상 진행된다는 것을 보여준다.

<실-3-2-3> 기호도 조사

씀바귀 뿌리를 주원료로 이용한 김치의 기호도를 조사하기 위하여 씀바귀를 주원료로 이용한 장아찌류를 대조군으로 하여 조사를 수행하였다.

씀바귀 뿌리를 간장, 고추장, 된장, 식초에 넣어 담그고 1개월 저장한 후 외관을 본 결과는 도 12에 나타나 있으며, 기호성을 조사하면 표 13과 같았다.

씀바귀 뿌리를 주원료로 이용한 제품에 대한 기호도 조사

		향	맛	색	텍스쳐 (씹힘성)	전체적인 기호도
씀바귀 김치		○	○	○	◎	◎
대조군	간장 절임	○	○	○	◎	○
	식초 절임	○	○	○	◎	○
	식초+간장 절임	◎	◎	◎◎	◎	◎
	된장 절임	△	×	○	○	×
	고추장 절임	◎	◎◎	◎	◎	◎

(◎◎:아주 좋다, ◎:좋다, ○:보통, △:씀바귀 맛ㆍ향을 느낄 수 없다,

×:싫다)

상기 표 13의 기호도 조사는 20명의 실험대상자를 선별하여 실시한 결과를 나타내었으며, 전체적인 기호도 면에서 씀바귀 김치의 상품성을 충분히 확인할 수 있었다.

도 1은 본 발명에 의한 김치 제조방법의 바람직한 실시예를 나타낸 순서도이다.

도 2는 씀바귀 뿌리 추출액의 시나로사이드 HPLC 크로마토그램이다.

도 3은 추출용매에 따른 씀바귀 뿌리 추출액의 색도를 나타낸 사진이다.

도 4는 바실러스균에 대한 씀바귀 뿌리 추출액의 항균활성을 표시한 사진이다.

도 5a은 60℃에서 씀바귀 뿌리 물 추출물을 함유하는 대두유의 POV 수치를 표시한 그래프이다.

도 5b는 60℃에서 씀바귀 뿌리 물 추출물을 함유하는 대두유의 TBA 수치를 표시한 그래프이다.

도 6은 인간 폐암 세포주(A549)에 대한 씀바귀 뿌리 알코올 및 물 추출액의 항암활성을 표시한 그래프이다.

도 7은 씀바귀 뿌리 시나로사이드의 농도별 암세포 증식 억제효과를 표시한 그래프이다.

도 8은 씀바귀 뿌리 시나로사이드의 농도별 암세포 생존율을 표시한 그래프이다.

도 9는 씀바귀 뿌리에 설탕을 첨가하고 1개월 숙성한 상태를 나타낸 사진이다.

도 10은 본 발명에 따른 바람직한 실시예 3에 있어서, 씀바귀 김치의 발효과 정 중 pH 및 산도 변화를 나타낸 그래프이다.

도 11은 본 발명에 따른 바람직한 실시예 3에 있어서, 씀바귀 김치 발효과정 중 젖산균의 변화를 나타낸 그래프이다.

도 12는 본 발명에 따른 바람직한 실시예 3에 있어서, 장아찌류 및 씀바귀 김치 제품 사진이다.

Claims

배추 100 중량부에 소금 10~50 중량부 및 물 100~150 중량부를 함침하여 배추를 절이는 제 1단계;

씀바귀 뿌리 100 중량부에 설탕 80~120 중량부를 첨가하여 20~40일 발효시킨 후, 그 여액을 여과하여 씀바귀 뿌리 발효 추출액을 제조하는 제 2단계;

파 2~5 중량부, 고춧가루 1~4 중량부, 마늘 1~3 중량부 및 생강 0.1~1 중량부를 혼합하여 부재료를 만들고, 여기에 상기 제 2단계의 발효 추출액 1~5 중량부를 첨가하는 제 3단계; 및

상기 제 1단계의 절인 배추에, 상기 제 3단계의 발효 추출액이 첨가된 부재료를 버무리고 최종 염농도가 1.5~4%가 되도록 소금을 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 씀바귀를 이용한 김치 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 부재료는 씀바귀 뿌리 생채 1~5 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 씀바귀를 이용한 김치 제조방법.
배추 100 중량부에 소금 10~50 중량부 및 물 100~150 중량부를 함침하여 배추를 절이는 제 1단계;

파 2~5 중량부, 고춧가루 1~4 중량부, 마늘 1~3 중량부 및 생강 0.1~1 중량부를 혼합하여 부재료를 만들고, 여기에 씀바귀 뿌리 생채 1~5 중량부를 첨가하는 제 2단계; 및

상기 제 1단계의 절인 배추에, 상기 제 2단계의 씀바귀 뿌리 생채가 첨가된 부재료를 버무리고 최종 염농도가 1.5~4%가 되도록 소금을 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 씀바귀를 이용한 김치 제조방법.
제 3항에 있어서, 상기 씀바귀 뿌리 생채는 찜통에서 90±5℃ 조건으로 1~2분간 찜을 하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 씀바귀를 이용한 김치 제조방법.
씀바귀 뿌리 100 중량부에 설탕 80~120 중량부를 첨가하여 20~40일 발효시킨 후, 그 여액을 여과하여 씀바귀 뿌리 발효 추출액을 제조하는 제 1단계;

설탕 1~5 중량부, 고춧가루 1~4 중량부, 마늘 1~3 중량부를 혼합하여 부재료를 만들고, 여기에 상기 제 1단계의 발효 추출액 1~5 중량부 첨가하는 제 2단계; 및

씀바귀 뿌리 100 중량부에 상기 제 2단계의 발효 추출액이 첨가된 부재료를 버무리고 최종 염농도가 1.5~4%가 되도록 소금을 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 씀바귀를 이용한 김치 제조방법.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 김치.