KR101198914B1 - 충치균 생육을 억제하는 우엉발효물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우엉뿌리와 우엉잎을 주원료로 하여 바실러스 서브틸리스균으로 발효, 숙성시킴으로서 발효전에 비해 각종 유용한 생리활성물질의 함량이 증가하고, 특히 충치 유발균에 대한 생육억제 효과가 탁월히 증가된 우엉발효물 및 이를 제조하는 공정을 제공하는 것에 관한 것이다. 본 발명은 기존 우엉에서는 잘 나타나지 않는 충치균 생육억제 효능을 극대화시킴으로서, 맛과 색도 뿐만 아니라 효능에서의 차별화를 꾀할 수 있으며, 기존 단순가공으로 처리되던 우엉의 용도를 새로이 개발함으로서 국민건강증진에 기여할뿐만 아니라 우엉 관련 농가의 부가가치를 창출할 수 있는 장점을 가진다.

우엉, 우엉잎, 바실러스 서브틸리스, 발효, 뮤탄스균, 충치

Description

충치균 생육을 억제하는 우엉발효물 {Fermented Burdock having anti-cavity funciton}

본 발명은 우엉뿌리와 우엉잎을 주원료로 하여 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)로 발효, 숙성시킴으로서 발효전에 비해 각종 유용한 생리활성물질의 함량이 증가하고, 특히 충치원인균에 대한 생육억제 효과가 탁월히 증가된 우엉발효물 및 이를 제조하는 공정을 제공하는 것에 관한 것이다.

우엉(Arctium lappa)은 높이 50~150 ㎝이고 뿌리는 30~60 ㎝를 갖는 쌍떡잎식물로서식물분류학적으로 국화과에 속하는 두해살이풀이다. 우엉은 강건하여 병이 거의 없고 추위에도 매우 강하며 토질을 별로 가리지 않으며, 번식은 종자나 포기나누기로 하는등 농사법도 용이한 품종이다. 야생종은 유럽?시베리아?만주 등지에 자생하며, 유럽에서는 간혹 어린 잎과 뿌리를 식용으로 하고, 중국에서는 종자를 우방자라 하여 이뇨제로 사용하고 있다. 채소로서는 일본에서 발달되었는데 한국에 들어와 재배가 증가되고 있는 귀화식물이다.

이러한 우엉은 삶은 형태의 경우 주로 100g당 수분 76.7%, 단백질 2.9g, 탄수화물 19.4g, 칼슘 50㎎, 인 65㎎, 비타민 C 2㎎로 구성되어 있으며, 당질이 많은 알칼리성 식품으로 무엇보다 섬유질이 풍부하다. 주성분인 당질에는 녹말이 적고 대부분이 혈당강하에 도움이 되는 이눌린이라는 다당체 성분으로 구성되어 있어 미생물에 의해 용이하게 이용될 수는 없다. 이외에도 우엉에는 카페인산(caffeic acid), 클로르겐산(chlorgenic acid)와 같은 폴리페놀계 화합물이 3.6%가 함유되어 노화촉진의 주된 역할을 하는 활성산소 제거 효능이 있다고 알려지고 있다. 또한 우엉은 관절염, 생인손, 종기, 정장작용 및변통, 자양강장등에 효과가 있다고 알려져 있다. 이와 같은 성분 및 효능을 가진 우엉을 섭취하는 방법은 여러 가지가 있는데, 주로 뿌리는 조미를 하여 날로 섭취하거나 식초에 담구어 우엉초를 만들어 먹는 방법이 있으며, 우엉잎은 쪄서 먹거나 뿌리와 함께 물에 끓여 차의 형태로 섭취하는 방법이 있다.

최근 우엉추출물의 피부 수렴 및 피부트러블 개선 효능이 검증되면서 화장품 소재로 주목을 받고 있으며(국내등록 10-0874113호), 또한 우엉발효 추출물이 모공축소용 화장품 소재로의 효능이 더 우수하다는 내용도 출원된 바 있다.(국내 출원 10-2008-0030550호) 하지만, 상기 발명들은 거의 우엉뿌리 추출물을 사용하였고 우엉발효추출물 또한 우엉추출물 이외에 다른 당분(주로 포도당)을 추가로 첨가하여 발효시켜 순수한 우엉추출물 발효라고는 보기 어려우며, 보충적으로 당분을 전혀 첨가하지 않은 본 발명과는 확연히 다른 차이점이 있다. 뿐만 아니라, 기존의 경우 우엉발효물의 용도가 화장품 소재로 국한되어 있다. 이와 달리, 본 발명에서는 다 른 당분의 첨가가 일체 없이 우엉뿌리와 잎만을 주원료로 단독 발효시켰으며, 이러한 발효물이 충치균 생장억제 효과가 있다는 것은 본 발명자가 새로이 발견한 내용이다.

충치예방용 천연물 소재에 관한 연구는 이미 오래전부터 개발되어 왔으며, 이와 관련된 특허도 상당히 많은 수가 공개되어 있다. 이들 예로서, 한국특허공개 제1999-0074116호, 제1999-0078621호, 제2000-0065613호, 제2008-0077666호, 제2008-0112024호, 제2009-0068811호등이 있다. 그러나, 이들 특허들 중 본 발명에서 주장하는 우엉발효물에 관한 내용은 전혀 개시된 바 없다.

이에 본 발명자들은 충치예방에 좋은 식이섬유를 다량 함유한 우엉을 이용하는 방법에 관하여 연구를 하던 중 우엉을 뿌리와 잎을 함께 발효시킬 경우 발효전과는 달리 풍미가 개선되고 충치균 억제 효과가 탁월히 증가됨을 발견하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 하나의 목적은 우엉뿌리와 우엉잎을 발효시켜 제조한 우엉발효물또는 그 발효추출물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 하나의 목적은 상기 방법에 의하여 제조된 우엉발효물을 덴탈케어용 일반 식품 및 건강기능성 식품 또는 식품첨가물로 제공하는 것이다.

하나의 양태로서, 본 발명은 우엉 뿌리와 우엉잎을 이용한 우엉발효물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

구체적으로, 본 발명은 (1) 우엉 뿌리와 잎을 중량비 8:2로 혼합한 후 세척하고 분쇄하는 단계; (2) 분쇄한 우엉에 물을 부피비 2:8로 첨가하는 단계; (3) 입구를 봉한 후 우엉분쇄물과 물 혼합물을 121℃에서 15분 멸균하는 단계; (4) 공지의 바실 러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 균을 상기 혼합물 전체 부피에 대하여 4 내지 6%의 비율로 접종하고 30~37℃에서 2-3일간 발효하는 단계; (5) 발효 종료 후 1 내지 3일 동안 15~20℃에서 숙성하는 단계; 및 (6)이를 100-200메쉬 체를 이용하여 거른 후 액체부위만을 취하여 얻은 초기 부피의 10-100배로 줄어들게 농축시켜 농축액을 얻는 단계를 포함하는 우엉발효물의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명에서 우엉발효물은 우엉 뿌리와 잎을 중량비 8:2로 혼합하여 상기(1)~(6)의 단계를 거쳐 제조된 발효농축액을 의미하며, 이는 하기 표 1에 기재된 바와 같이 식품공전법에 따라 분석한 결과, 발효전 열수추출 농축액과 비교하여 성분의 차이가 있다.

상기한 방법에 의하여 제조된 본 발명의 우엉발효물은 상기한 방법에서 발효시키지 않은 열수추출물에 비하여 당도와 산도는 다소 낮아졌으며, 총폴리페놀 함량 및 칼슘, 인과 같은 무기질 성분의 함량이 각각 40%, 31%, 23% 증가하였다. 또 한, 동일농도로 첨가한 배지에서 충치원인균인 Streptococcus mutans 균의 생육을 최대 68% 정도 저해하는 효과를 가지고 있음을 확인할 수 있다(실시예 1 및 도 2 참조). 또한, 본 발명의 우엉발효물은 우엉 열수추출물에 비해 이취가 감소하여 풍미가 개선된 특징을 가짐으로서 향후 식품 첨가소재로의 장점을 가진다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같이 건강에 유용한 생리활성물질이 증가되고, 풍미와 기능이 개선된 덴탈케어용 천연 발효소재로서, 상기 제조 방법에 의하여 제조된 우엉발효물을 제공한다.

본 발명의 우엉발효물은 충치균인 뮤탄스균의 생육억제 효과가 탁월하고 기존 우엉의 쌉쌀한 맛 및 갈변등 단점으로 작용했던 낮은 기호도가 개선되어 다양한 덴탈케어용 기능성 식품으로의 응용이 가능하며, 무엇보다 종래 용도가 국한되었던 우엉의 새로운 용도창출 및 이를 통한 부가가치 창출이 가능한 매우 유용한 발명이다.

이하 본 발명을 하기 실시예에 의하여 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것이므로 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

제조예 1. 본 발명의 우엉발효물 제조

(1) 우엉 뿌리와 잎을 재래시장에서 10㎏ 구입하고 선별해서 깨끗이 세척하였다.

(2) 상기 (1)의 우엉 원재료인 뿌리와 잎을 중량비 8:2로 혼합하여 분쇄하였다.

(3) 분쇄된 혼합물에 물을 부피비 2:8로 첨가하여 잡균의 오염을 막기위해 고온 고압 멸균기(autoclave, vision)로 121℃에서 15분 멸균하여 준비하였다.

(4) 멸균된 우엉분쇄물에 공지의 바실러스 서브틸리스 종균을 부피비 5% 이내로 접종한 후, 30 ~ 37℃에서 2~3일간 발효한 후, 발효물을 15~20℃에서 1~3일 숙성시켰다.

(5)이를 100 ~ 200메쉬 체로 걸러 고형분을 제거한 후 액체만을 취하여 얻은 초기 부피의 10-100배로 줄어들게 감압농축기(evaporator, EYELA)로 농축하여 농축액을 얻었다.

실시예 1. 생균수 측정법을 이용한 우엉발효물의 뮤탄스균 생육억제 효능 평가

우엉발효물의 충치억제 효과를 검토하기 위하여 충치 유발균으로 알려져 있는Streptococcus mutans 균주를 한국미생물보존센터로부터 분양받아(KCCM 40105) BHI 배지(Difco, USA)에서 37 ℃, 30시간 혐기배양(5%H₂ +95%N₂) 배양 후 배양액과 글리세롤을 4:6의 비율로 혼합하여 -70℃에서 보관하여 사용하였다. 이후 아무것도 첨가하지 않은 BHI 액체 배지와 동일한 배지에 우엉발효물을 100㎍/㎖~500㎍/㎖농도별로 첨가하여 상기와 동일한 배양조건으로 배양하여 수득한 균체 배양액을 BHI 아 가플레이트에 도말하여 자라는 생균수를 측정하였다. 그 결과 [도2]와 같이 농도 의존적으로 충치원인균인 S. mutans의 생육을 저해하는 양상이 확인되었고 특히 400㎍/㎖ 첨가시 생균수가 비첨가시 8.2x10⁵ cfu/㎖에서 1.4x10⁵cfu/㎖으로 현저히 줄어들었음을 확인할 수 있었다.

도 1은 본 발명의 우엉발효물을 만드는 제조공정을 도시한 그림이다.

도 2는 본 발명의 우엉발효물(■)과 대조군인 발효균을 접종하지 않은 우엉발효전(□)의 충치원인균 생육억제 효과를 비교한 결과이다.

Claims (7)

1. 하기의 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 충치 유발균인 뮤탄스균의 생육을 저해하는 우엉발효물:

   (1) 세척한 우엉의 뿌리와 잎을 중량비 8:2로 혼합하여 분쇄하는 단계;

   (2) 상기 분쇄한 우엉의 뿌리와 잎의 혼합물에 물을 부피비 2:8로 첨가하여 밀봉한 후 121℃에서 15분간 멸균하여, 우엉 멸균액을 제조하는 단계;

   (3) 바실러스 서브티리스(Bacillus subtilis) 균을 상기 우엉 멸균액에 상기 우엉 멸균액의 전체 부피에 대하여 4 내지 6%의 비율로 접종하고 발효하는 단계;

   (4) 1 내지 3일 동안 숙성하는 단계; 및

   (5) 여과하여 농축하는 단계.
2. 제1항에 있어서, 상기 (3) 단계의 발효는 30℃ 내지 40℃에서 48 내지 72시간 발효하는 것을 특징으로 하는 우엉발효물.
3. 제1항에 있어서, 상기 (4) 단계의 숙성은 10 내지 20℃에서 24 내지 72시간 이루어지는 것을 특징으로 하는 우엉발효물.
4. 제1항에 있어서 상기 (5) 단계의 여과는 100 내지 200메쉬의 체로 우엉발효액에 남아있던 고형분을 제거하는 것을 특징으로 하는 우엉발효물.
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