KR101069225B1 - 순무농축물의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 순무로부터 순무농축물을 제조하는 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 간경변억제효능을 갖는 순무농축물의 고형물 함량을 높이기 위하여 순무를 압착분리와 가열처리 및 효소가 포함된 물로 추출하여 고형물의 추출 수율을 높이는 순무농축물의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 순무농축물의 제조방법은 (a) 순무를 압착하여 순무즙과 순무잔사를 분리하는 단계; (b) 순무잔사를 가열처리하는 단계; (c) 순무잔사에 알파-아밀라제와 셀룰라제 효소가 포함된 물로 추출한 후, 여과하여 순무추출액을 얻는 단계; (d) 순무즙 및 순무추출액을 감압농축하는 단계를 포함한다.
본 발명의 순무농축물은 추출 수율이 높고 간경변억제에 우수한 효능을 발휘하는 순무농축물로서 간경변증 환자용 건강식품 또는 의약품으로 제공할 수 있다. 또한 순무 농축물을 포함하는 식품조성물, 순무 농축물을 포함하는 사료조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.
순무, 가열처리, 알파-아밀라제, 셀룰라제, 물 추출, 간경변억제효능
Description
본 발명은 순무를 압착분리와 가열처리 및 효소처리에 의하여 순무중 고형물의 추출율을 높이는 동시에, 물을 이용하여 간암억제효능을 갖는 순무농축물의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 순무조직내부의 간암억제효능을 갖는 순무농축물의 수율을 높이기 위해, 기존에 알려진 압착분리와 열처리방법 이외에 효소를 이용하고, 추출용매로서 에탄올 대신 물을 이용한 순무농축물의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 순무농축물은 간경변증 환자의 치료용 건강식품이나 의약품, 순무 농축물을 포함하는 식품조성물, 또는 순무 농축물을 포함하는 사료조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 간암억제효능을 갖는 순무농축물의 제조방법에 관한 것이다.
순무(Turnip, 학명;Brassica rapa)는 쌍떡잎식물 양귀비목 겨자과의 한해살이풀 또는 두해살이풀로서 원산지는 유럽이며 중국으로부터 도래되었다. 뿌리의 크 기나 모양은 품종에 따라 다르며, 모양은 대개 팽이 모양의 둥근형으로 빛깔도 대부분 흰색이지만 겉에만 자줏빛을 띤 붉은색인 것, 속까지 자줏빛을 띤 붉은색인 것이 있다. 맛은 감미롭고 고소하며 겨자향의 인삼맛(배추꼬리맛)이 난다.
간경변증(liver cirrhosis)은 간경화증이라고도 하며 간의 만성질병을 대표하는 데, 지나친 간기능 저하에 의한 대사장애, 문맥계 혈류 장애로 인한 증세가 겹쳐서 복잡한 양상을 나타낸다. 간경화증은 문맥성, 괴사후성(壞死後性), 담즙성으로 나누고, 원인적으로는 영양성, 알코올성, 바이러스 간염성, 담즙정체성, 심장성 등으로 나눈다. 간경변증은 우리나라를 포함한 세계적으로 주요한 사망원인 중의 하나이며, 아직까지 특효약이 알려져 있지 않다. 따라서 간경변증은 치료보다는 예방이 더 중요하고, 간경변증을 억제하는 식품을 찾아내는 것은 중요한 의미가 있다.
본 발명과 관련된 종래기술로서"적색색소를 포함하며, 간경변증의 발생억제효과를 가지는 순무농축물의 제조방법(특허등록 제 0567813호, 2005)"은 순무에서 에탄올(ethanol)로 추출한 순무농축물이 간경변억제효능이 있다는 것이 처음으로 보고되었다. 또한 신 등의 "순무추출물의 간경변억제효과" (Shin HW, SY Park, KB Lee, E Shin, HS Ryu, MS Kim, JB Ahn, YJ Kim, JJ Jang : Inhibitory effect of turnip extract fractions on hepatic fibrogenesis. Laboratory Animal Research. 22(3), 279-288, 2006) 와 "순무농축물에 의한 실험쥐에서 간섬유화억제효과"가 보고(신혜원, 박수영, 이경분, 신은, 이민재, 김영진, 장자준 : 순무 농축물에 의한 thioacetamide 유발 렛드 간섬유화억제효과, 대한암예방학회지, 11(4), 2006)되었 다.
전통적인 순무추출물의 제조방법은 순무를 잘게 절단하여 물에 넣고 장시간 동안 끓인 후, 여과하여 여액을 모아서 농축하여 순무 농축물을 만드는 방법으로, 장시간 가열하는 동안 갈색화가 일어나서 변색을 일으키고, 순무고유의 향기가 소실되며, 또한 가열에너지가 많이 소모되는 단점이 있다. 또한 한국특허등록 10-6726865(압착분리와 열처리에 의하여 추출률을 높인 간암억제효능을 갖는 순무농축물의 제조방법)은 순무를 압착분리하고 가열처리한 후, 에탄올로 추출하여 순무농축물을 제조하는 방법이다. 이 방법은 순무의 농축물을 효과적으로 추출하기 위하여 순무를 압착한 후 순무즙과 순무잔사를 분리한 다음, 순무잔사는 열처리하여 추출하기 쉬운 상태로 만든 후, 추출용매로서 에탄올을 사용하여 순무추출액을 제조하고, 순무즙 및 순무추출물을 농축하여 순무농축물의 제조방법이다.
그러나 이와 같은 에탄올 추출법은 에탄올을 사용하여 순무세포 내부의 성분을 추출하는 방법으로서 에탄올은 순무의 세포막을 변성시켜서 쉽게 침투하고, 비극성물질도 추출할 수 있어서 추출률이 우수하지만, 물에 비하면 값이 비싸고 취급하는 데 주의가 필요하다. 만일 에탄올보다 값싸고 안전한 물로 추출한 순무농축물이 에탄올로 추출한 순무농축물의 경우와 같이 간경변억제효능이 있다면, 물로 추출하는 방법이 보다 더 경제적이고 안전하다.
본 발명자들은 순무에서 물로 추출한 순무농축물이 간경변억제효능이 있는 지 여부를 조사한 결과, 간경변억제효능이 우수하다는 것을 발견하고 순무에서 에탄올 대신 물로 효율적으로 추출하는 방법을 발명하였다.
본 발명은 순무로부터 물로 추출할 경우 85∼100℃의 고온으로 장시간 추출하게 되면 추출액이 갈색으로 변하거나, 순무고유의 향기가 소실될 우려가 있다. 또한 30∼60℃에서 추출하면 갈색화가 억제되고 순무고유의 향기가 유지되지만, 추출 수율이 낮고, 추출중에 부패가 일어나기도 한다. 따라서 본 발명은 갈색화를 억제하고 향기를 유지하면서 추출 수율을 높이는 데 있다.
본 발명의 순무농축물은 간경변증 환자의 치료용 건강식품이나 의약품, 순무 농축물을 포함하는 식품조성물, 또는 순무 농축물을 포함하는 사료조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 순무를 압착하여 순무즙과 순무잔사를 분리한 다음 순무즙을 얻고, 상기의 순무잔사는 수증기(steam)로 가열처리하여 순무조직의 세포내부로 물이 침투하기 쉬운 상태로 만든 후, 효소를 사용하여 순무 속에 결합되어 있는 고형물을 수용성 물질로 바꾸고 60∼90℃의 물로 추출하여 변색이 방지되고 향미를 갖는 순무농축물을 제공한다.
본 발명은 순무농축물의 갈색화를 억제하고 향기를 유지하면서 추출 수율이 높은 순무농축물을 얻을 수 있다. 또한 순무농축물은 간경변증 환자의 치료용 건강식품이나 의약품, 순무 농축물을 포함하는 식품조성물, 또는 순무 농축물을 포함하는 사료조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 순무를 압착하여 즙은 농축하고, 잔사는 추출 수율을 높이기 위하여 수증기와 효소로 처리한다. 보다 상세하게는 (a) 순무를 압착하여 순무즙(juice)과 순무잔사(residue)를 분리하는 단계; (b) 순무잔사를 수증기(steam)으로 가열처리하는 단계; (c) 순무잔사를 효소가 포함된 물로 추출하여 순무추출물을 제조하는 단계; (d) 순무즙 및 순무추출액을 감압농축하는 단계를 포함하는 순무농축물의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 바람직하게는 상기 단계 (a)에서 순무를 압착하여 순무즙을 얻고, 여과포를 사용하여 순무즙과 순무잔사를 분리한다. 순무를 압착하면 압착기의 효율에 따라 다르지만 순무로부터 순무즙은 약 30∼60％(w/w)가 분리되고, 순무잔사는 약 40∼70％(w/w)가 분리된다. 이때 순무즙을 농축하면 순무농축물을 얻을 수 있다. 그러나 순무를 압착하여 얻을 수 있는 순무즙은 그리 많지 않고, 고형물 함량도 많지 않으므로 순무잔사로부터 순무추출물을 얻는 것이 좋다.
본 발명은 순무잔사를 가열처리하고, 효소 알파-아밀라제 와 셀룰라제가 포함된 물로 추출하여 순무 농축물을 얻음으로써 결과적으로 순무 농축물의 수율을 향상시키고 자 한다.
상기에서 순무를 순무즙과 순무잔사로 분리시 얻은 순무잔사를 재차 압착하면 순무잔사로부터 순무즙을 더 얻을 수 있다. 압착을 2∼3회 더 실시하면 순무즙이 더 많이 분리되고, 순무잔사의 중량은 더 감소된다.
압착에 의해 분리된 순무잔사를 가열처리하면 순무의 세포막이 변성되어, 물이 용이하게 세포내부로 침투될 수 있고, 상대적으로 낮은 온도에서 추출률이 상승된다. 예를 들어 가열처리가 되지 않은 순무잔사는 높은 온도(85∼95℃)의 물로 추출하여야 추출된다. 그러나 갈색화가 심하게 진행하여 추출액이 검은 색으로 변화된다. 그러나 순무잔사를 가열처리하면 물이 용이하게 침투할 수 있으므로 65∼85℃에서 추출할 수 있다. 상기의 열처리는 순무를 100∼121℃의 수증기로 가열하여 실시할 수 있다.
상기에서 가열처리된 순무잔사는 효소가 포함된 물로 추출하면 고형물의 회수율이 증가된다. 효소로서 알파-아밀라제(alpha-amylase)와 셀룰라제(cellulase)를 순무잔사에 넣고 추출온도 60∼85℃에서 효소로 분해시키면서 추출하면, 회수율이 높아진다. 추출액을 여과하여 순무즙과 감압농축하여 순무 농축물을 제조한다. 상기의 효소 아밀라제와 셀룰라제는 한 가지씩 단독으로 사용할 수도 있고, 두 가지를 모두 사용할 수도 있다. 두 효소를 모두 사용하면 상승효과가 있다.
이하 본 발명의 내용을 각각의 단계(a,b,c,d)에 의해 보다 상세하게 설명하고자 한다.
(a) 순무를 압착하여 순무즙과 순무잔사를 분리하는 단계;
순무를 압착하면 순무세포중의 즙이 분리하면서 즙에 녹아있는 수용성 성분도 동시에 분리된다. 압착은 사용하는 기종의 종류에 따라 다르나 일반적인 소형 압착기(회전속도 80rpm)로도 압착할 수 있다. 압착이 끝나면 순무즙과 순무잔사로 분리된다. 압착은 1회만이 아니라 2∼3회 반복함으로서 순무즙을 더 분리할 수 있다. 즉 압착이 끝난 순무잔사를 다시 압착기에 넣고 압착하여 순무즙을 재분리하고, 2차 순무잔사를 3차 압착하여 순무즙을 더 분리할 수 있다.
(b) 순무잔사를 가열처리하는 단계;
순무로부터 압착에 의해 분리된 순무잔사는 가열처리를 실시하면 순무의 세포막이 변성되어 물이 용이하게 세포내부로 침투되어 추출효율을 향상시킬 수 있다. 살아있는 순무 세포막은 반투과성으로서 많은 물을 통과시키지 못하므로, 물은 추출용매로서의 기능을 하지 못한다. 물로 추출하려면 순무의 세포막을 변성시켜서 물이 세포내부로 자유로이 침투하도록 하여야 한다. 세포막의 변성을 위하여 순무잔사를 가열처리한다. 세포막이 변성되면 물이 온화한 온도(65∼85℃)에서도 쉽게 침투할 수 있게 된다.
상기의 열처리의 일예로 순무를 100℃의 증기로 1∼5시간 가열할 수 있고, 121℃의 수증기로 15∼60분 동안 가열하거나 또는 발진주파수 2000∼2,450MHz의 고주파출력 600∼700W의 마이크로웨이브 오븐으로 5∼20분 동안 가열하여 실시할 수 있다.
(c) 효소가 포함된 물로 순무잔사 추출액을 얻는 단계;
가열처리가 끝난 순무잔사에서 순무성분을 추출하기 위하여 추출용매로서 물(water)을 순무잔사에 넣고 추출한다. 이때 물에 효소 아밀라제 또는 셀룰라제를 단독으로 또는 혼합하여 추출하면 추출률이 상승된다.
효소 아밀라제와 셀룰라제는 가열처리된 순무잔사 중량에 대하여 각각 0.1∼3.0％ 또는 혼합으로 사용할 수 있고, 추출용매인 물은 순무잔사 중량에 대하여 1∼15배를 넣을 수 있고, 65∼85℃에서 6∼48시간 추출하고 여과하여 순무잔사 추출액을 얻을 수 있다.
(d) 순무즙 및 순무잔사추출액을 감압농축하는 단계
추출이 끝나면 순무잔사추출액을 여과한 후 여과액을 모아서 감압농축하여 순무 농축물을 제조하고, 상기 (a)단계의 순무즙만을 혼합하여 순무 농축물을 제조할 수 있다.
본 발명에 의해 얻어지는 순무 농축물은 다양한 식품조성물의 구성성분으로 제공될 수 있다.
상기에서 식품조성물은 특히 한정되는 것은 아니고, 물, 청량 음료나 과실 음료 등의 드링크류, 과자류, 빵류, 면류, 조미료, 건강보조식품으로서 액상 및 분말제품 등의 여러 가지의 식품을 기재로 할 수가 있다. 본 발명의 식품은 기재로 되는 식품의 제조공정에 상술한 본 발명의 농축물 또는 건조분말을 첨가하는 공정 을 가함으로써 혹은 기재로 되는 식품의 제조 후에 상술한 본 발명의 조성물을 첨가하는 공정을 가함으로써 용이하게 얻을 수가 있다. 이때, 필요에 따라 맛과 냄새 등의 교정제 및 기타 첨가제 들을 첨가하여도 좋다.
본 발명의 식품에 있어서의 농축물의 함유량은 목적으로 하는 식품의 종류나 기호 등에 따라 다르나, 엑기스로 이용하는 경우에는 바람직하게는 1∼10중량％, 동결건조 또는 열풍건조 상태의 분말 또는 과립상의 제품으로 이용하는 경우에는 1∼5중량％로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의해 제조한 순무 농축물은 가축용 사료조성물의 구성성분으로 제공될 수 있다.
본 발명에 의해 제조한 순무 농축물은 사료첨가제로서 가축용 사료조성물의 구성성분으로 제공되어질 수 있다. 본 발명의 순무 농축물을 가축에게 급여하는 경우에는 물(정제수)와 함께 직접 급여시키거나, 통상적인 가축용 배합사료에 건조분말의 형태로 첨가되어질 수 있다. 액제 또는 고체상의 제제로 제형화되는 경우 순무 농축물의 혼입량은 해당 동물에 따라 상이하나 가축용 배합사료 전체 조성물 대비 1∼10중량％의 범위내에서 적절히 혼합하여 사용할 수 있으며, 이때 가축용 배합사료는 본 발명의 순무 농축물 이외에 가축용 배합사료에 사용되는 각종 부형제와 기타 첨가제를 함유할 수 있다.
이하 본 발명의 내용을 적용예, 실시예, 시험예에 의해 보다 상세하게 설명 하기로 한다. 다만 이들 적용예, 실시예, 시험예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들에 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 아니된다.
<적용예 1> 순무의 압착에 의한 순무즙과 순무잔사의 분리
순무를 압착기(expeller, 동아산업, 모델 DO-10004, 80rpm, 175W)를 사용하여 압착하고, 순무즙과 순무잔사를 분리하였다. 순무에서 생산되는 중량비율로서 순무즙은 46.5±3.5％, 순무잔사는 53.5±2.8％를 얻었다(표 1).
표 1. 순무에서 분리된 순무즙과 순무잔사
| 압착회수 | 순무즙(％)* | 순무잔사(％)** |
| 1회 | 46.5±3.5 | 53.5±2.8 |
*순무즙(％) : 순무즙/순무 × 100;
**순무잔사(％) : 순무잔사/순무 × 100
<적용예 2> 수증기 처리가 순무의 추출율에 미치는 영향
압착분리된 순무잔사를 수증기(100℃)로 0∼6시간 가열처리하고, 85℃의 증류수로 22시간 추출하였다. 수증기 가열시간에 따른 추출되는 고형물함량을 아래의 표 2에 나타내었다.
수증기로 가열하는 시간이 길어짐에 따라 추출되는 고형물함량도 증가하였으나, 4시간 가열하면 추출액의 색이 약간 검어졌다. 6시간 가열하고 추출하면 추출 액이 더 검어졌고, 가열후 순무의 조직도 상당히 연화되었다.
추출된 고형물과 추출물의 색을 고려할 때, 수증기처리는 2∼4시간이 정도가 적당한 것으로 나타났다.
표 2. 순무잔사에 대한 수증기처리(100℃)가 고형물추출율에 미치는 영향
| 처리구(시간/100℃) | 고형물 추출율(％)1) | 비고 (가열후 순무의 외관) |
| 0 | 4.5 | 순무 고유의 색 유지 |
| 2 | 5.6 | 순무 고유의 색 유지 |
| 4 | 5.5 | 약간 갈색화 발생 |
| 6 | 7.5 | 갈색화 및 조직연화 |
1)고형물 추출율(％) : 추출된 고형물 중량/순무 중량 × 100
<적용예 3> 효소 알파-아밀라제의 반응온도가 순무잔사의 추출율에 미치는 영향
순무잔사를 수증기(100℃)로 3시간 가열하고 85℃의 정제수로 추출하고, 추출시간에 따른 누적추출율을 표 3에 나타내었다.
초기 1시간동안 추출율은 0.25％이었고, 2시간 추출하면 0.84％로 증가하였고, 시간이 경과됨에 따라 추출율을 증가하였고, 약 10시간 이후에는 추출속도가 완만하게 증가하였다. 따라서 추출시간은 10∼48시간 이상이 적당하였다.
표 3. 추출시간에 따른 순무의 추출율(％)
| 추출시간(85℃, 시간) | 추출율(％) |
| 1 | 0.25 |
| 2 | 0.84 |
| 3 | 0.98 |
| 4 | 1.37 |
| 6 | 1.74 |
| 8 | 1.96 |
| 19 | 2.49 |
| 24 | 2.83 |
| 48 | 3.02 |
<적용예 4> 효소 알파-아밀라제가 포함된 추출액의 추출온도가 고형물추출율에 미치는 영향
순무잔사를 수증기로 3시간 가열한 후 알파-아밀라제와 셀룰라제를 순무잔사의 1％(w/w) 수준으로 각각 넣고, 정제수를 넣어 50∼70℃에서 22시간 추출하였다. 각 추출온도에 따른 추출율은 표 4, 표 5와 같다.
알파-아밀라제가 포함된 추출액으로 50℃에서 추출한 경우, 알파-아밀라제를 혼합하지 않은 대조군에 비하여 고형물 추출률은 차이가 없었다. 그러나 60℃에서 추출하면 대조군은 4.0±0.4％ 임에 비하여 알파-아밀라제 처리군은 4.5±0.3％로 약간 증가하였다. 추출온도를 70℃로 하면 대조군은 4.3±0.1％임에 비하여 알파-아밀라제 처리군은 5.4±0.2％로 증가하였다.
셀룰라제가 포함된 추출액으로 50℃에서 추출한 경우 추출된 고형물은 5.3±0.7％임에 비하여, 셀룰라제를 혼합하지 않은 대조군은 4.3±0.3％로 추출된 고형물이 증가하였다. 60℃에서 추출하면 대조군은 4.0±0.4％ 임에 비하여 셀룰라제 처리군은 5.2±0.5％로 증가하였고, 70℃로 추출하면 대조군은 4.3±0.1％ 임에 비하여 아밀라제 처리군은 5.3±0.2％로 증가하였다. 셀룰라제를 처리하면 대조군에 비하여 추출된 고형물 함량은 증가하였다. 그러나 셀룰라제는 60∼80℃에서 온도에 따른 차이는 보이지 않았다.
표 4. 알파-아밀라제가 포함된 추출온도가 고형물 추출율에 미치는 영향
| 알파-아밀라제1 ) 반응 및 추출온도(℃) |
대조군의 고형물 추출율(％)2) |
아밀라제 처리군의 고형물 추출율 |
| 50 | 4.2±0.3 | 4.3±0.4 |
| 60 | 4.0±0.4 | 4.5±0.3 |
| 70 | 4.3±0.1 | 5.4±0.2 |
1) 알파-아밀라제: alpha-amylase, Junsei Chemical. 12377-1510, 일본
2) 고형물 추출율(％) : 추출된 고형물 중량/순무 중량 x 100
표 5. 셀룰라제가 포함된 추출온도가 고형물 추출율에 미치는 영향
| 셀룰라제1) 반응 및 추출온도(℃) |
대조군의 고형물 추출율(％)2) |
셀룰라제 처리군의 고형물 추출율 |
| 50 | 4.2±0.3 | 5.3±0.7 |
| 60 | 4.0±0.4 | 5.2±0.5 |
| 70 | 4.3±0.1 | 5.3±0.2 |
1) 셀룰라제: Cellulase, from Aspergillus species, Sigma C2605, U.S.A.
2) 고형물 추출율(％) : 추출된 고형물 중량/순무 중량 x 100
<적용예 5> 효소 알파-아밀라제 및 셀룰라제 농도가 순무의 추출 고형물에 미치는 영향
효소 알파-아밀라제의 처리농도가 가열순무에서 고형물의 추출률에 미치는 영향을 조사하였다. 알파-아밀라제를 가열순무농도의 0∼2％로 첨가하고, 65℃에서 22시간 추출하고, 고형물의 추출율을 조사하고, 그 결과를 아래의 표 6에 나타내었다.
알파-아밀라제가 첨가되지 않은 경우 고형물의 추출율은 3.5±0.1％ 이었으나, 알파 아밀라제를 0.5％로 첨가하면 고형물의 추출률은 3.9±0.1％로 증가하였다. 알파-아밀라제를 1％로 높이면 추출률은 4.6±0.3％로 증가하였고, 2％로 하면 4.8±0.2％로 증가하였다. 알파-아밀라제는 1％ 이상 첨가하면 회수률의 증가폭은 크지 않았다.
표 6. 알파-아밀라제 투여농도가 순무잔사의 고형물 추출율에 미치는 영향
| 알파-아밀라제 효소농도(％)1) | 고형물 추출율(％)2) |
| 0.0 | 3.5±0.1 |
| 0.1 | 3.8±0.1 |
| 0.5 | 3.9±0.1 |
| 1.0 | 4.6±0.3 |
| 2.0 | 4.8±0.2 |
1)알파-아밀라제 효소농도 : 순무잔사에 대한 중량비율(％, w/w)
2)고형물 추출률(％) : 추출된 고형물 중량/순무 중량 × 100
효소 셀룰라제의 처리농도가 가열순무에서 고형물의 추출률에 미치는 영향을 조사하였다. 셀룰라제를 가열순무농도의 0∼2％로 첨가하고, 65℃에서 22시간 추출하고, 고형물의 추출율을 조사하고, 그 결과를 아래의 표 7에 나타내었다.
셀룰라제가 첨가되지 않은 경우 고형물의 추출율은 3.5±0.1％이었으나, 셀룰라제를 0.5％로 첨가하면 고형물의 추출율은 3.7±0.2％로 증가하였다. 효소 셀룰라제를 1％로 하면, 추출율은 4.6±0.3％로 증가하였고, 2％로 하면 추출율은 4.8±0.2％로 증가하였다. 셀룰라제 1％이상에서는 추출율의 증가폭이 크지 않았다.
표 7. 셀룰라제 처리농도가 순무잔사의 고형물 추출률에 미치는 영향
| 셀룰라제 효소농도(％)1) | 고형물 추출율(％)2) |
| 0.0 | 3.5±0.1 |
| 0.1 | 3.7±0.1 |
| 0.5 | 3.8±0.2 |
| 1.0 | 4.6±0.3 |
| 2.0 | 4.7±0.1 |
1)셀룰라제 농도 : 순무잔사에 대한 중량비율(％, w/w)
2)고형물 추출율(％) : 추출된 고형물 중량/순무 중량 × 100
효소 알파-아밀라제와 셀룰라제의 단독 또는 혼합 처리가 가열순무에서 고형물의 추출률에 미치는 영향을 조사하였다. 두 가지의 효소를 가열순무농도의 0∼1％로 첨가하고, 65℃에서 22시간 추출하고, 고형물의 추출율을 조사하고, 그 결과를 아래의 표 8에 나타내었다. 효소가 첨가되지 않은 경우 고형물의 추출율은 2.7±0.2％이었고, 알파-아밀라제 0.5％와 셀룰라제를 0.5％로 혼합하여 첨가하면 고형물의 추출율은 3.1±0.5％로 증가하였고, 알파-아밀라제 1.0％와 셀룰라제 1.0％ 로 혼합하여 첨가하면 4.4±0.2％로서 대조군보다 상당히 상승하였다. 따라서 알파-아밀라제와 셀룰라제를 혼합하여 사용하면, 고형물의 추출율도 상승하였다.
표 8. 알파-아밀라제와 셀룰라제의 순무잔사의 고형물 추출율에 미치는 영향
| 알파-아밀라제1) 효소농도(％) |
셀룰라제2) 효소농도(％) |
고형물 추출율(％)2) |
| 0.0 | 0.0 | 2.7±0.2 |
| 1.0 | 0.0 | 3.5±0.2 |
| 0.0 | 1.0 | 2.8±0.3 |
| 0.5 | 0.5 | 3.1±0.5 |
| 1.0 | 1.0 | 4.4±0.2 |
1)추출조건 : 가열처리된 순무잔사에 대하여 효소를 넣고, 65℃에서 22시간추출
2)고형물 추출율(％) : 추출된 고형물 중량/순무 중량 x 100
<적용예 6> 물로 추출된 순무농축물 성분
순무를 압착기(expeller, 동아산업, 모델 DO-10004, 80rpm, 175W)로 압착하여 순무즙과 순무잔사로 분리하였다. 순무잔사는 수증기(100℃)로 3시간 가열하고, 알파-아밀라제와 셀룰라제를 각각 1％ 첨가하고 65℃에서 22시간 추출하고,여과하여 순무잔사 추출물을 얻었다. 순무즙과 순무잔사 추출물을 합하여 60℃에서 감압농축하여 순무농축물을 제조하였다. 물로 추출하여 얻은 순무농축물의 pH는 6.0이었고, 고형물함량은 65％이었다. 순무추출을 통하여 얻은 고형물은 순무에 대하여 3.2％(w/w)이었다. 안토시아닌 색소(anthocyanin)는 순무고형물 100g당 0.7mg을 얻 었고, 폴리페놀(polyphenol)은 순무고형물 100g당 3.0mg이었다.
표 9. 순무농축물 중 성분(건조중량기준)
| 추출된 성분 | 물로 추출된 순무농축물 |
| pH1) | 6.0 |
| 당도(굴절법)2) | 7.4 |
| 고형물 추출율3) | 3.2g/순무농축물 100g |
| 안토시아닌 색소(anthocyanin)4) | 0.7mg/순무농축물 100g |
| 폴리페놀(polyphenol)5) | 3.0mg/순무농축물 100g |
1)순무즙의 pH는 미국공정시험법 Official Methods of Analysis of the Association of Officail analytical Chemists. 15th editiion 1990)의 AOAC 945.10 에 의하여 측정하였다.
2)순무즙의 당도는 미국공정시험법 Official Methods of Analysis of the Association of Officail analytical Chemists. 15th editiion 1990)의 AOAC 932.12 에 의하여 굴절계(refractometer)로 측정하였다.
3)순무즙의 고형물 함량(％) : 추출된 고형물 중량/순무 중량 × 100으로 측정하였다.
4)순무즙의 안토시아닌 색소함량은 Francis의 방법(Francis F.J. 1982. Analysis of anthocyanins. In : Anthocyanins as Food Colors. Pericles Markakis (eds.), Academic press, New York. pp. 192-198)을 이용하여 측정하였다,
5)폴리페놀의 함량은 미국공정시험법 AOAC 952.03(1990)에 의하여 탄닌 산(tannic acid)로서 측정하였다.
<실시예 1> 순무 농축물 제조(I)
신선한 순무를 물로 세척하고, 압착기의 입구에 들어갈 정도로 절단하고 압착기로 압착하여 순무즙과 순무잔사를 분리하였다. 순무잔사를 모아서 수증기(100℃)로 2시간 가열하였다. 수증기로 가열된 순무잔사를 식히고, 순무잔사 중량의 10배의 정제수에 넣고 65∼70℃에서 20시간 이상 가열하여 추출하였다. 추출이 끝나면 여과포로 여과하여 여액을 얻고, 이 여액과 순무즙을 합하여 60℃에서 감압농축하여 물로 추출한 순무잔사 농축물을 제조하였다.
<실시예 2> 순무 농축물 제조(II)
신선한 순무를 물로 세척하고, 압착기의 입구에 들어갈 정도로 절단하고 압착기로 압착하여 순무즙과 순무잔사를 분리하였다. 순무잔사를 모아서 수증기(100℃)로 2시간 가열하였다. 수증기로 가열된 순무잔사를 식히고, 순무잔사 중량 대비 1％(w/w)의 알파-아밀라제를 순무잔사 중량의 10배의 정제수에 넣고 65∼70℃에서 20시간이상 가열하여 추출하였다. 추출이 끝나면 여과포로 여과하여 여액을 얻고, 이 여액과 순무즙을 60℃에서 감압농축하여 물로 추출한 순무잔사 농축물을 제조하였다.
<실시예 3> 순무 농축물 제조(III)
실시예 1에서 얻은 순무잔사를 모아서 수증기(100℃)로 2시간 가열하였다. 수증기로 가열된 순무잔사를 식히고, 순무잔사 중량 대비 1％(w/w)의 셀룰라제를 순무잔사 중량의 10배의 정제수에 넣고 65∼70℃에서 20시간이상 가열하여 추출하였다. 추출이 끝나면 여과포로 여과하여 여액을 얻고, 이 여액과 순무즙을 60℃에서 감압농축하여 물로 추출한 순무잔사 농축물을 제조하였다.
<실시예 4> 순무 농축물 제조(IV)
실시예 1에서 얻은 순무잔사를 모아서 수증기(100℃)로 2시간 가열하였다. 수증기로 가열된 순무잔사를 식히고, 알파-아밀라제(순무잔사 중량 대비 1％, w/w)와 셀룰라제(순무잔사 중량 대비 1％, w/w)를 혼합하여 순무잔사 중량의 10배의 정제수에 넣고 65∼70℃에서 20시간이상 가열하여 추출하였다. 추출이 끝나면 여과포로 여과하여 여액을 얻고, 이 여액과 순무즙을 60℃에서 감압농축하여 물로 추출한 순무잔사 농축물을 제조하였다.
<시험예> 물로 추출된 순무 농축물의 간경변 억제효능
실험사료 : 동물실험을 위한 순무농축물(물추출물)은 다음과 같은 미국영양학회의 실험쥐를 위한 표준사료(American Institute of Nutrition, AIN-76 Diet)에 1％(고형물)를 첨가하였다. 즉 옥수수 전분(corn starch 49％), 카제인(casein 20％), 설탕 (sucrose 15％), 셀룰로오스(cellulose 5％), 미네랄 믹스(mineral mixture 3.5％), 비타민 믹스(vitamin mixture 1％), 메치오닌(DL-methionine 0.3 ％), 염화 콜린(choline chloride 0.2％), 옥수수유(corn oil 5％), 순무 농축물 1％를 혼합하였다.
실험계획 : 실험쥐(6주령, F344, 수컷)를 대상으로 7주 동안 매주 연속으로 3회씩 간경변유발물질(티오아세트아미드 thioacetamide, TAA)를 복강내 주사하였다. 간경변 유발물질 (TAA)은 생리식염수(saline)에 녹인 후 동물체중 ㎏당 200 ㎎의 농도가 되도록 하였다.
분석방법 : 동물체중은 매주 1회씩 측정하였고, 상대적 간중량은 부검시 동물체중과 간중량을 측정하여 체중당 간중량을 백분율로 하였다. 그리고 간경변증의 지표는 간 조직을 헤마틴/에오신 염색(HE)하여 판독한 후, 다음과 같이 수치화하였다. 즉 0 전혀없음(No), 1 문맥 섬유화(Portal), 2 문맥주변 섬유화(Periportal), 3 격벽 섬유화(Septal), 4 간경변증(Cirrhosis) 으로 구분하였다. 혈청학적 검사는 부검할 때 채취한 혈액을 원심분리하여 혈청을 얻은 후, 건식 전자동생화학분석기(FUJI DRI-CHEM 3500i)로 분석하여 간의 효소활성을 분석하였다(표 10-1, 표 10-2 참조).
표 10-1. 실험동물(F344 쥐)의 체중 변화
| 항목 | 체중변화a (g) | |||
| 0주(week) | 1주 | 2주 | 3주 | |
| 기준사료 군(I)1 ) | 132.7 ±10.6 |
138.3 ±9.8 |
152.7 ±6.2 |
169.3 ±8.4 |
| 순무농축물 섭취군(II)20 | 126.3 ±6.6 |
127.3 ±3.9 |
149.0 ±4.9 |
168.3 ±6.4 |
| 간경변유발물질 처리군(III)3 ) | 124.2 ±8.4 |
124.5 ±7.8* |
134.0 ±8.5* |
141.9 ±6.2* |
| 간경변유발물질+순무농축물 섭취군(IV)4 ) | 124.9 ±13.4 |
120.5 ±11.4 |
130.9 ±10.5 |
145.9 ±5.7 |
1) 기준사료(AIN 76)
2) 순무농축물 + 기준사료(AIN 76)
3) 간경변유발물질(TAA) +기준사료(AIN 76)
4) 간경변유발물질(TAA)+ 순무농축물 + 기준사료(AIN 76)
a mean ± SD;
* p<0.05, 기준사료군 과 간경변유발물질 군 과의 유의차 있음;
표 10-2. 실험동물(F344 쥐)의 체중 변화
| 항목 | 체중변화a (g) | |||
| 4주(week) | 5주 | 6주 | 7주 | |
| 기준사료 군(I)1 ) | 182.7 ±10.0 |
189.7 ±8.2 |
212.3 ±9.8 |
219.3 ±11.2 |
| 순무농축물 섭취군(II)20 | 183.7 ±5.3 |
197.3 ±5.5 |
220.0 ±6.2 |
229.0 ±7.8 |
| 간경변유발물질 처리군(III)3 ) | 148.7 ±7.8* |
152.6 ±14.2* |
148.8 ±15.7* |
159.3 ±6.7* |
| 간경변유발물질+순무농축물 섭취군(IV)4 ) | 153.3 ±10.6 |
158.3 ±9.0 |
155.9 ±11.3 |
161.2 ±14.9 |
1) 기준사료(AIN 76)
2) 순무농축물 + 기준사료(AIN 76)
3) 간경변유발물질(TAA) +기준사료(AIN 76)
4) 간경변유발물질(TAA)+ 순무농축물 + 기준사료(AIN 76)
a mean ± SD;
* p<0.05, 기준사료군 과 간경변유발물질 군 과의 유의차 있음;
동물성장 실험결과 : 기준사료(AIN 76 Diet)를 섭취한 군(I)과 순무농축물 섭취군(II)을 분석한 결과, 순무농축물은 동물성장에 아무런 영향을 미치지 않았다(표 10-1, 표 10-2). 그러나 간경변유발물질(TAA)를 주사하고, 기준사료를 섭취한 군(III)에서는 성장장애를 보였다. 간경변유발물질(TAA)을 주사하고, 순무농축물 섭취군(IV)에서도 성장은 저해되었다.
상대적 간중량 변화와 간섬유화 결과 : 간경변유발물질(TAA)을 주사하면 상대적 간중량은 증가되었다. 그러나 간경변유발물질(TAA)을 주사한 군에서 순무농축물을 섭취한 군(IV)은 상대적 간중량에 영향을 미치지 않은 것으로 관찰되었다(표 11). 간경변 유발물질(TAA)을 주사하면 간경변증의 초기증상인 간섬유화가 일어나는 데, 간섬유화는 간문맥과 중심혈관을 연결하는 심한 섬유화로 간조직이 직소퍼즐처럼 관찰되고, 염증세포의 침윤 또한 관찰되었다(도 3a 내지 도 3d 참조). 그러나, 간경변 유발물질(TAA)를 주사함과 동시에 순무농축물을 섭취한 군(IV)에서는 이러한 섬유화가 완화되고 염증소견도 거의 발견되지 않았다(표 11 참조).
표 11. 상대적 간중량 및 간섬유화
| 상대적 간중량 (％)# | 간섬유화(score)# | |
| 기준사료 군(I)1) | 2.7±0.1 | 0 |
| 순무농축물 섭취군 (II)2) | 3.1±0.2* | 0 |
| 간경변유발물질 처리군(III)3) | 4.3±0.3a | 4.0±0.0a |
| 간경변유발물질+순무농축물 섭취군(IV)4) | 4.3±0.4b | 3.0±0.7** |
1) 기준사료(AIN 76)
2) 순무농축물 + 기준사료(AIN 76)
3) 간경변유발물질(TAA) +기준사료(AIN 76)
4) 간경변유발물질(TAA)+ 순무농축물 + 기준사료(AIN 76)
# mean ± SD
* p<0.05 기준사료군(I)과 순무농축물 섭취군(II) 간에 유의차 있음
a p<0.05 기준사료군(I)과 간경변유발물질처리군(III) 간에 유의차 있음
b p<0.05 순무농축물섭취군(II)과 간경변유발물질+순무농축물섭취군(IV)간에 유의차 있음
** p<0.05 간경변유발물질 처리군(III)과 간경변유발물질+순무농축물섭취군(IV)간에 유의차 있음
혈청학적 분석결과 : 간경변유발물질(TAA)을 주사하면 간 손상이 일어나는 데, 간이 손상되면 간세포에서 간 내부의 효소가 혈액에 유출되므로 혈액중 간 효소의 수치가 높아진다. 간경변유발물질(TAA)을 처리한 결과 혈액중의 aspartate transaminase 활성(AST), alanine transaminase 활성(ALT), 총 빌리루빈 함량(total bilirubin, T-Bil) 수치가 증가하였고, 알부민(albumin, Alb.)은 감소하는 경향을 보였다(표 12 참조).
표 12. 혈청학적 분석결과
| 항목 | AST (IU/L)# | ALT (IU/L)# | T. Bil.(mg/dl)# | Alb. (g/dl)# |
| 기준사료 군(I)1) | 44.33±8.02 | 20.33±3.01 | 0.25±0.05 | 2.85±0.44 |
| 순무농축물 섭취군 (II)2) | 65.17±19.96 | 32.17±12.29 | 0.27±0.08 | 2.90±0.50 |
| 간경변유발물질 처리군(III)3) | 155.55±48.84a | 47.82±13.74a | 0.48±0.21a | 2.74±0.41 |
| 간경변유발물질+순무농축물섭취군(IV)4) | 152.64±41.18b | 48.05±17.08b | 0.47±0.22b | 2.76±0.35 |
1) 기준사료(AIN 76)
2) 순무농축물 + 기준사료(AIN 76)
3) 간경변유발물질(TAA) +기준사료(AIN 76)
4) 간경변유발물질(TAA)+ 순무농축물 + 기준사료(AIN 76)
# mean ± SD
a p<0.05 기준사료군(I)과 간경변유발물질처리군(III) 간에 유의차 있음
b p<0.05 순무농축물 섭취군(II)과 간경변유발물질+순무농축물 섭취군(IV)간에 유의차 있음.
이상의 동물실험 결과를 요약하면 순무분말은 동물성장에 아무런 영향을 미치지 않았다. 그리고 간경변유발물질(TAA)을 처리함에 따라 저해되었던 동물성장이 순무농축물 섭취로 성장이 다소 회복되었다. 그리고 간경변유발물질(TAA)을 처리함과 동시에 순무 농축물을 섭취하면 간경변유발물질에 의하여 발생한 간섬유화가 완화되었다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 적용예, 실시예, 시험예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 첫째 순무에서 순무를 압착하여 순무즙을 분리하고, 순무잔사만을 추출함으로서 추출에 사용하는 추출용매를 절감하고, 둘째 순무잔사를 가열처리함으로써 물의 침투를 높이고, 셋째 효소 알파-아밀라제와 셀룰라제를 추출용매 인 물(정제수)에 혼합하고, 넷째 효소가 작용할 수 있는 저온(60∼85℃)에서 추출함으 로써 순무추출액을 만들고, 순무즙과 순무추출액을 감압농축하여, 물로 추출한 순무농축물을 제공할 수 있다. 따라서 본 발명은 산업상 이용가능성이 크다.
도 1은 본 발명의 제조 공정도이다
도 2는 순무농축물의 간경변억제효능을 실험하기 위한 동물실험 계획도이다.
도 3는 간조직의 형태학적 분석을 위하여 헤마톡실린과 에오신(H&E) 염색을 실시한 결과를 나타낸 사진으로서, 도 3a는 AIN 76 Diet:기준사료 군(I), 도 3b는 AIN 76 Diet + 순무물추출물:순무농축물 섭취군(II), 도 3c는 TAA+AIN 76 Diet:간경변유발물질 처리군(III), 도 3d는 TAA+AIN 76 Diet + 순무물추출물:간경변유발물질+순무농축물 섭취군(IV)을 나타낸다.
Claims (9)
- 순무로부터 얻는 순무농축물에 있어서,(a) 순무를 압착하여 순무즙과 순무잔사를 분리하는 단계;(b) 순무잔사를 가열처리하는 단계;(c) 효소 알파-아밀라제 또는 셀룰라제를 각각 또는 혼합하여 추출용 물에 혼합하고 추출하는 단계;(d) 순무즙 및 순무잔사추출액을 혼합하여 감압농축하는 단계를 포함하는 순무농축물의 제조방법.
- 제1항에 있어서, (b)단계에서 가열처리는 절단 순무 또는 순무잔사를 100-121℃의 수증기로 가열하는 것을 특징으로 하는 순무농축물의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 효소는 알파-아밀라제 또는 셀루라제를 각각, 또는 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 순무농축물의 제조방법.
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- 제1항에 있어서, 순무즙과 순무잔사추출액을 각각 감압농축하여 순무농축물을 얻거나 또는 순무즙과 순무잔사추출액을 혼합하고 감압농축하여 순무농축액을 얻는 순무농축물의 제조방법.
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