KR101258893B1

KR101258893B1 - 버섯 및 홍국균 종균을 이용한 커피생두 발효방법, 조성물, 및 발효커피

Info

Publication number: KR101258893B1
Application number: KR1020110079120A
Authority: KR
Inventors: 김동구; 박천규; 신지영; 장래성; 정재현; 유광원; 김훈
Original assignee: 주식회사 코시스; 주식회사 코시스바이오
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2013-04-29
Also published as: KR20130016914A

Abstract

본 발명은 버섯 및 홍국균 종균을 이용한 커피생두 발효방법, 조성물, 및 발효커피에 관한 것으로서, 배양한 상황버섯, 영지버섯, 노루궁뎅이 버섯, 및 홍국균 종균을 커피생두에 접종함으로써 인체에 유용한 아미노산, 가바, 및 크로로겐산 등의 함량을 증가시킬 수 있는 버섯 및 홍국균 종균을 이용한 커피생두 발효방법, 조성물, 및 발효커피에 관한 것이다. 이를 위해 커피생두를 물에 침지하여 발아시키는 단계(S100); 발아된 커피생두를 멸균하는 단계(S200); 멸균된 커피생두를 저장실에 보관하여 냉각시키는 단계(S300); 냉각된 커피생두를 상황버섯, 영지버섯, 및 노루궁뎅이 버섯 중 어느 하나의 종균과 접종하는 단계(S400); 및 접종된 커피생두를 발효하는 단계(S500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 버섯 종균을 이용한 커피생두 발효방법이 개시된다.

Description

버섯 및 홍국균 종균을 이용한 커피생두 발효방법, 조성물, 및 발효커피{Raw coffee beans fermenting method using mushroom and monascus sp., composition, and fermented coffee}

본 발명은 버섯 및 홍국균 종균을 이용한 커피생두 발효방법, 조성물, 및 발효커피에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배양한 상황버섯, 영지버섯, 노루궁뎅이 버섯, 및 홍국균 종균을 커피생두에 접종함으로써 인체에 유용한 아미노산, 가바, 및 크로로겐산 등의 함량을 증가시킬 수 있는 버섯 및 홍국균 종균을 이용한 커피생두 발효방법, 조성물, 및 발효커피에 관한 것이다.

커피는 세계 인구의 1/3이 마시고 있으며 다른 어떤 음료보다 많이 마시는 음료이다. 이러한 커피의 인기와 더불어 최근 기능성 음료로 이용할 수 있는 방법을 모색하고 있는 실정이다.

선행기술인 한국 공개특허 제10-2010-0020121(발명의 명칭 : 김치유산균으로 발효된 숙면 발효커피 및 그 제조방법)는 김치유산균을 이용하여 발효된 발효커피에 관한 발명이다. 발효되지 않은 커피에 비해 맛과 향이 월등하게 개선되고, 저하된 카페인 농도를 가지며, 고함량의 가바를 유효성분으로 함유하여 발효커피를 다량 섭취하였을 때에도 불면효과가 발생하지 않고 오히려 숙면을 도와주는 발명에 관한 것이다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 버섯 종균 및 홍국균 종균을 커피생두에 접종함으로써 인체에 유용한 성분인 아미노산, 가바, 및 크로로겐산 등의 함량을 높여 기능성 커피를 제공하는데 그 목적이 있다.

그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 본 발명의 목적은, 커피생두를 물에 침지하여 발아시키는 단계(S100); 발아된 커피생두를 멸균하는 단계(S200); 멸균된 커피생두를 저장실에 보관하여 냉각시키는 단계(S300); 냉각된 커피생두를 상황버섯, 영지버섯, 및 노루궁뎅이 버섯 중 어느 하나의 종균과 접종하는 단계(S400); 및 접종된 커피생두를 발효하는 단계(S500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 버섯 종균을 이용한 커피생두 발효방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.

또한, 커피생두와 물의 중량비는 1:1.0~2.5인 것을 특징으로 한다.

또한, 커피생두를 20 내지 30시간 동안 20 내지 30℃에서 침지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 발아된 커피생두를 1 내지 3시간 동안 110℃ 내지 130℃ 온도에서 2 내지 4kgf/cm2의 압력으로 멸균하는 것을 특징으로 한다.

또한, 멸균된 커피생두를 0℃ 내지 5℃의 온도에서 1 내지 3시간 동안 저장실에 보관하여 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 커피생두와 상황버섯, 영지버섯, 및 노루궁뎅이 버섯 중 어느 하나의 종균의 중량비는 1:0.05~0.30인 것을 특징으로 한다.

또한, 접종하는 종균이 상황버섯 또는 영지버섯인 경우에는 접종된 커피생두를 18℃ 내지 22℃의 온도에서 5일 내지 15일간 배양하는 것을 특징으로 한다.

또한, 접종하는 종균이 노루궁뎅이 버섯인 경우에는 접종된 커피생두를 23℃ 내지 28℃의 온도에서 5일 내지 15일간 배양하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 목적은 버섯 종균을 이용한 커피생두 발효방법에 의해 조성된 발효 조성물을 제공함으로써 달성될 수 있다.

한편, 본 발명의 목적은 버섯 종균을 이용한 커피생두 발효방법에 의해 조성된 발효 조성물을 함유하는 발효커피를 제공함으로써 달성될 수 있다.

한편, 본 발명의 목적은 커피생두를 물에 침지하여 발아시키는 단계(S100'); 발아된 커피생두를 멸균하는 단계(S200'); 멸균된 커피생두를 저장실에 보관하여 냉각시키는 단계(S300'); 냉각된 커피생두를 홍국균 종균과 접종하는 단계(S400'); 및 접종된 커피생두를 발효하는 단계(S500');를 포함하는 것을 특징으로 하는 홍국균 종균을 이용한 커피생두 발효방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.

또한, 멸균된 커피생두를 0℃ 내지 5℃의 온도에서 1 내지 3시간 동안 저장실에 보관하여 냉각하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 커피생두와 홍국균 종균의 중량비는 1:0.05~0.30인 것을 특징으로 한다.

또한, 접종된 커피생두를 27℃ 내지 33℃의 온도에서 5일 내지 15일간 배양하는 것을 특징으로 한다.

한편, 홍국균 종균을 이용한 커피생두 발효방법에 의해 조성된 발효 조성물을 제공함으로써 달성될 수 있다.

한편, 홍국균 종균을 이용한 커피생두 발효방법에 의해 조성된 발효 조성물을 함유하는 발효커피.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 버섯 종균 및 홍국균 종균을 커피생두에 접종함으로써 인체에 유용한 성분인 아미노산, 가바, 및 크로로겐산 등의 함량을 높여 기능성 커피를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 폴리페놀(크로로겐산)의 함량 증가에 따른 항산화 및 항암작용을 하는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 의하면 각 종균에 따라 산미, 쓴맛, 향기 등이 다양한 커피를 제공할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 상황버섯, 영지버섯, 또는 노루궁뎅이 버섯의 종균을 이용한 커피생두 발효방법을 순차적으로 나타낸 순서도이고,
도 2는 본 발명에 따른 홍국균 종균을 이용한 커피생두 발효방법을 순차적으로 나타낸 순서도이고,
도 3은 본 발명에 따른 총 페놀성 함량을 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 ABTS₊에 의한 자유 라디칼 소거량을 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 DPPH에 의한 자유 라디칼 소거량을 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 FRAP 환원법에 의한 자유 라디칼 소거 농도를 나타낸 도면이고,
도 7은 본 발명에 따른 아미노산 함량을 나타낸 도면이고,
도 8은 본 발명에 따른 만델린 원두의 트리고렐린, 니코틴산, 크로로겐산, 카페인 함량을 나타낸 도면이고,
도 9는 본 발명에 따른 발아 원두의 트리고렐린, 니코틴산, 크로로겐산, 카페인 함량을 나타낸 도면이고,
도 10은 본 발명에 따른 상황발효 원두의 트리고렐린, 니코틴산, 크로로겐산, 카페인 함량을 나타낸 도면이고,
도 11은 본 발명에 따른 영지발효 원두의 트리고렐린, 니코틴산, 크로로겐산, 카페인 함량을 나타낸 도면이고,
도 12는 본 발명에 따른 노루궁뎅이발효 원두의 트리고렐린, 니코틴산, 크로로겐산, 카페인 함량을 나타낸 도면이고,
도 13은 본 발명에 따른 홍국1발효 원두의 트리고렐린, 니코틴산, 크로로겐산, 카페인 함량을 나타낸 도면이고,
도 14는 본 발명에 따른 홍국4발효 원두의 트리고렐린, 니코틴산, 크로로겐산, 카페인 함량을 나타낸 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.

< 커피생두 발효방법>

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 커피생두 발효방법은 커피의 생두를 상황버섯, 영지버섯, 노루궁뎅이 버섯, 또는 홍국균 중 어느 하나의 버섯 종균과 접종하여 발효시키는 발명에 관한 것이다.

이렇게 발효시킨 조성물을 이용하여 커피를 제조하는 경우 산미(산에서 나는 나물 또는 과실의 맛), 쓴맛, 향기 등이 종균 접종전에 비해 다르고, 또한 인체에 유용한 아미노산, 가바 및 크로로겐산 등의 함량을 월등히 높일 수 있는 발효방법에 관한 것이다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 커피생두 발효방법에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 커피생두를 물에 침지하여 발아시키는 단계를 수행한다(S100). 커피생두는 일반적으로 널리 쓰이는 인도네시아 산의 생두를 본 발명의 일실시예에서는 사용하였다. 인도네시아에서 생산된 커피생두를 침지하기 위하여 커피생두와 물의 중량비를 1:1.0~2.5로 하여 20 내지 30시간 동안 20 내지 30℃에서 침지한다.

이때 일예로서 커피생두와 물의 중량비가 1:2인 경우에는 커피생두 500g에 물 1000ml로 하면 되고, 25℃에서 24시간 동안 침지하는 것이 바람직하다. 24시간 동안 침지된 커피생두는 발아하게 된다.

다음으로, 발아된 커피생두를 1 내지 3시간 동안 110℃ 내지 130℃ 온도에서 고압 멸균하는 단계를 수행한다(S200). 이때 121℃ 온도에서 2시간 동안 3kgf/cm²의압력으로 멸균하는 것이 바람직하며, 고압 멸균에 의해 커피생두의 잡균을 멸균함으로써 상황버섯, 영지버섯, 노루궁뎅이 버섯, 또는 홍국균의 종균을 접종할 수 있다.

다음으로, 멸균된 커피생두를 0℃ 내지 5℃의 온도에서 1시간 내지 3시간 동안 저온 저장실에 보관하여 냉각시키는 단계를 수행한다(S300). 이때 본 발명의 일실시예에서는 대략 2℃의 온도에서 2시간 동안 멸균된 커피생두를 냉각시켰다.

다음으로, 냉각된 커피생두를 상황버섯, 영지버섯, 노루궁뎅이 버섯, 또는 홍국균의 종균과 접종하는 단계를 수행한다(S400). 이때 접종되는 상황버섯, 영지버섯, 노루궁뎅이 버섯의 균사체 배양방법은 다음과 같다.

버섯의 배양방법은 배양온도, 배지의 pH, 진탕 속도 및 배양기간에 따라 균사체 수율에 영향을 받는다. 버섯 배양방법 중 최적의 액체배양조건은 "버섯 배양물을 포함하는 배지 및 상기 배지를 이용한 버섯재배방법(등록특허 10-0523263)"에 상세히 기술되어 있다. 따라서, 본 발명에서의 배양온도, MCM 배지의 pH, 진탕 속도 및 배양기간은 배양물을 최대로 수득하기 위한 범위이다.

표 1은 대표적인 버섯 배지의 종류별 성분표를 나타낸 것이다. 일반적으로 버섯은 질소원과 무기질원이 풍부한 배지에서 활발한 생육을 보이는바, MCM 배지 또는 YMPG 배지에서 배양할 수 있다. 표 1에 나타난 바와 같이 MCM 배지는 K₂HPO₄ 1.0 g/L, KH₂PO₄ 0.46 g/L, MgSO₄·7H₂O 0.5 g/L, 글루코스 20.0 g/L, 펩톤 2.0 g/L, 효모 추출물 2.0 g/L, 한천 20.0 g/L으로 구성되어 있다.

영양원	배지종류(g/L)
영양원	MCM	MYPA	PDA	ME	YM	YMPG	YMG	PYG	GP	GPY
감자			250.0
K₂HO₄	1.0								10
KH₂PO₄	0.46					2.0
MgSO₄·7H₂O	0.5					1.0			0.7	0.5
FeSO₄·7H₂O
글루코스	20.0		20.0		10.0	10.0	4.0	14	30	20
티아민-HCL						1.0^-3
DL-아스파라진						1.0
펩톤	2.0	1.0		5.0	5.0	2.0		1.25	3	2
말트 추출물		30.0		20.0	3.0	10.0	10.0
효모 추출물	2.0	2.0			3.0	2.0	4.0	1.25		2
한천	20.0	20.0	20.0	20.0	20.0	20.0	20.0	20.0	20.0	20.0

한편, 이하의 비타민나무를 이용한 버섯의 배양방법은 일실시예에 불과하며 이하의 기술된 배양방법에 한정되는 것은 아니다.

( 노루궁뎅이 버섯의 배양방법)

우선, 평판 배지에 노루궁뎅이 버섯 종균을 접종하여 배양온도를 23℃ 내지 26℃로 조정한 다음 13일 내지 17일간 배양하여 균사체를 수득한다. 여기서 평판 배지는 PDA 평판 배지인 것이 바람직하며, 배양온도는 23℃ 내지 26℃일 수 있으나 25℃인 것이 바람직하다. 또한, 배양일수는 13일 내지 17일간 배양할 수 있으나 15일간 배양하는 것이 바람직하다.

다음으로, 수득한 균사체를 절취하여 복수의 균사체 디스크를 제조한다. 이때 균사체 디스크는 코르크 볼러로 절취할 수 있으며, 코르크 볼러의 직경은 4mm 내지 10mm일 수 있으나 8mm인 것이 바람직하다. 제조되는 균사체 디스크는 적어도 2개일 수 있다.

다음으로, MCM 배지에 균사체 디스크를 접종하고 배양온도를 23℃ 내지 26℃로 조정한 다음 7 내지 12일간 진탕 배양하여 제 1차 접종원을 수득한다. 여기서 접종되는 균사체 디스크는 적어도 2개이며 8개인 것이 바람직하다.

또한, 배양온도는 23℃내지 26℃일 수 있으나 25℃인 것이 바람직하며, 진탕 속도는 100rpm 내지 140rpm으로 할 수 있으나 140rpm인 것이 바람직하다. 또한, 배양일수는 7일 내지 12일간 배양할 수 있으나 10일간 배양하는 것이 바람직하다. 또한, 수득된 제 1차 접종원은 제 2차 접종원으로 배양하기 전에 균질화하는 단계를 더 거칠 수 있다.

다음으로, MCM 배지에 제 1차 접종원을 접종하고 배양온도를 23℃ 내지 26℃로 조정한 다음 5일 내지 7일간 진탕 배양하여 제 2차 접종원을 수득한다. 여기서 배양온도는 23℃ 내지 26℃일 수 있으나 25℃인 것이 바람직하며, 진탕 속도는 100rpm 내지 140rpm으로 할 수 있으나 140rpm인 것이 바람직하다.

또한, 배양일수는 5일 내지 7일간 배양할 수 있으나 5일간 배양하는 것이 바람직하다. 또한, MCM 배지에 접종되는 제 1차 접종원의 부피는 제 1차 접종원을 수득하는 단계에서 수득된 제 1차 접종원의 총부피 기준으로 10부피% 내지 15부피%일 수 있으나 10부피%인 것이 바람직하다.

제 2차 접종원을 수득하는 단계에서 MCM 배지와 접종되는 제 1차 접종원의 부피는 비율이 10:0.8 내지 10:1.2인 것이 바람직하다. 그리고 제 2차 접종원은 비타민나무 분말이 포함된 MCM 배지에 접종하기 전에 균질화하는 단계를 더 거칠 수 있다.

마지막으로 비타민나무 분말이 포함된 MCM 배지에 제 2차 접종원을 접종하고 배양온도를 23℃ 내지 26℃로 조정한 다음 8일 내지 10일간 진탕 배양한다. 여기서 MCM 배지에 접종되는 제 2차 접종원의 부피는 제 2차 접종원을 수득하는 단계에서 수득된 제 2차 접종원의 총부피 기준으로 10부피% 내지 15부피%일 수 있으나 10부피%인 것이 바람직하다.

또한, 제 2차 접종원을 진탕 배양하는 단계에서 MCM 배지와 접종되는 제 2차 접종원의 부피는 비율이 10:0.8 내지 10:1.2인 것이 바람직하다. 또한, 배양온도는 23℃ 내지 26℃일 수 있으나 25℃인 것이 바람직하다. 진탕 속도는 100rpm 내지 140rpm으로 할 수 있으나 140rpm인 것이 바람직하다. 또한, 배양일수는 8일 내지 10일간 배양할 수 있으나 8일간 배양하는 것이 바람직하다.

한편, 제 2차 접종원을 진탕 배양하는 단계에서 MCM 배지와 비타민나무 분말 사이의 비율이 MCM 배지 100㎖당 1g 내지 10g의 비타민나무 분말이 포함되어 있는 것이 바람직하다.

한편, 비타민나무를 이용한 노루궁뎅이 버섯의 액체배양을 위한 제1차 접종원을 수득하는 단계, 제 2차 접종원을 수득하는 단계 및 제 2차 접종원을 진탕 배양하는 단계에서 MCM 배지의 pH는 5.0 내지 6.0인 것이 바람직하다.

(영지버섯의 배양방법)

평판 배지에 영지 버섯 종균을 접종하여 배양온도를 28℃ 내지 32℃로 조정한 다음 3일 내지 7일간 배양하여 균사체를 수득한다. 여기서 평판 배지는 PDA 평판 배지인 것이 바람직하며, 배양온도는 28℃ 내지 32℃일 수 있으나 30℃인 것이 바람직하다. 또한, 배양일수는 3일 내지 7일간 배양할 수 있으나 5일간 배양하는 것이 바람직하다.

다음으로, MCM 배지에 균사체 디스크를 접종하고 배양온도를 28℃ 내지 32℃로 조정한 다음 5 내지 9일간 진탕 배양하여 제 1차 접종원을 수득한다. 여기서 접종되는 균사체 디스크는 적어도 2개이며 8개인 것이 바람직하다. 또한, 배양온도는 28℃ 내지 32℃일 수 있으나 30℃인 것이 바람직하며, 진탕 속도는 100rpm 내지 160rpm으로 할 수 있으나 100rpm인 것이 바람직하다.

또한, 배양일수는 5일 내지 9일간 배양할 수 있으나 7일간 배양하는 것이 바람직하다. 또한, 수득된 제 1차 접종원은 제 2차 접종원으로 배양하기 전에 균질화하는 단계를 더 거칠 수 있다.

다음으로, MCM 배지에 제 1차 접종원을 접종하고 배양온도를 28℃ 내지 32℃로 조정한 다음 3일 내지 7일간 진탕 배양하여 제 2차 접종원을 수득한다. 여기서 배양온도는 28℃ 내지 32℃일 수 있으나 30℃인 것이 바람직하며, 진탕 속도는 100rpm 내지 160rpm으로 할 수 있으나 100rpm인 것이 바람직하다.

또한, 배양일수는 3일 내지 7일간 배양할 수 있으나 5일간 배양하는 것이 바람직하다. 또한, MCM 배지에 접종되는 제 1차 접종원의 부피는 제 1차 접종원을 수득하는 단계에서 수득된 제 1차 접종원의 총부피 기준으로 10부피% 내지 15부피%일 수 있으나 10부피%인 것이 바람직하다.

마지막으로 비타민나무 분말이 포함된 MCM 배지에 제 2차 접종원을 접종하고 배양온도를 28℃ 내지 32℃로 조정한 다음 8일 내지 10일간 진탕 배양한다. 여기서 MCM 배지에 접종되는 제 2차 접종원의 부피는 제 2차 접종원을 수득하는 단계에서 수득된 제 2차 접종원의 총부피 기준으로 10부피% 내지 15부피%일 수 있으나 10부피%인 것이 바람직하다.

또한, 제 2차 접종원을 진탕 배양하는 단계에서 MCM 배지와 접종되는 제 2차 접종원의 부피는 비율이 10:0.8 내지 10:1.2인 것이 바람직하다. 또한, 배양온도는 28℃ 내지 32℃일 수 있으나 30℃인 것이 바람직하다. 진탕 속도는 100rpm 내지 160rpm으로 할 수 있으나 100rpm인 것이 바람직하다.

또한, 배양일수는 8일 내지 10일간 배양할 수 있으나 8일간 배양하는 것이 바람직하다. 한편, 제 2차 접종원을 진탕 배양하는 단계에서 MCM 배지와 비타민나무 분말 사이의 비율이 MCM 배지 100㎖당 1g 내지 10g의 비타민나무 분말이 포함되어 있는 것이 바람직하다.

한편, 비타민나무를 이용한 영지 버섯의 액체배양을 위한 제 1차 접종원을 수득하는 단계, 제 2차 접종원을 수득하는 단계 및 제 2차 접종원을 진탕 배양하는 단계에서 MCM 배지의 pH는 3.0 내지 6.0인 것이 바람직하다.

(상황버섯의 배양방법)

평판 배지에 상황 버섯 종균을 접종하여 배양온도를 28℃ 내지 32℃로 조정한 다음 13일 내지 17일간 배양하여 균사체를 수득한다. 여기서 평판 배지는 PDA 평판 배지인 것이 바람직하며, 배양온도는 28℃ 내지 32℃일 수 있으나 30℃인 것이 바람직하다. 또한, 배양일수는 13일 내지 17일간 배양할 수 있으나 15일간 배양하는 것이 바람직하다.

다음으로, MCM 배지에 균사체 디스크를 접종하고 배양온도를 28℃ 내지 32℃로 조정한 다음 7 내지 12일간 진탕 배양하여 제 1차 접종원을 수득한다. 여기서 접종되는 균사체 디스크는 적어도 2개이며 8개인 것이 바람직하다. 또한, 배양온도는 28℃내지 32℃일 수 있으나 30℃인 것이 바람직하며, 진탕 속도는 100rpm 내지 250rpm으로 할 수 있으나 100rpm인 것이 바람직하다.

또한, 배양일수는 7일 내지 12일간 배양할 수 있으나 10일간 배양하는 것이 바람직하다. 또한, 수득된 제 1차 접종원은 제 2차 접종원으로 배양하기 전에 균질화하는 단계를 더 거칠 수 있다.

다음으로, MCM 배지에 제 1차 접종원을 접종하고 배양온도를 28℃ 내지 32℃로 조정한 다음 3일 내지 7일간 진탕 배양하여 제 2차 접종원을 수득한다. 여기서 배양온도는 28℃ 내지 32℃일 수 있으나 30℃인 것이 바람직하며, 진탕 속도는 100rpm 내지 250rpm으로 할 수 있으나 100rpm인 것이 바람직하다.

다음으로, 비타민나무 분말이 포함된 MCM 배지에 제 2차 접종원을 접종하고 배양온도를 28℃ 내지 32℃로 조정한 다음 8일 내지 10일간 진탕 배양한다. 여기서 MCM 배지에 접종되는 제 1차 접종원의 부피는 제 2차 접종원을 수득하는 단계에서 수득된 제 1차 접종원의 총부피 기준으로 10부피% 내지 15부피%일 수 있으나 10부피%인 것이 바람직하다.

또한, 제 2차 접종원을 진탕 배양하는 단계에서 MCM 배지와 접종되는 제 2차 접종원의 부피는 비율이 10:0.8 내지 10:1.2인 것이 바람직하다. 또한, 배양온도는 28℃ 내지 32℃일 수 있으나 30℃인 것이 바람직하다. 진탕 속도는 100rpm 내지 250rpm으로 할 수 있으나 100rpm인 것이 바람직하다.

한편, 비타민나무를 이용한 상황 버섯의 액체배양을 위한 제 1차 접종원을 수득하는 단계, 제 2차 접종원을 수득하는 단계 및 제 2차 접종원을 진탕 배양하는 단계에서 MCM 배지의 pH는 4.0 내지 10.0인 것이 바람직하다.

(배양물)

담자균류에 속하는 버섯은 각종 유기물을 분해하여 성장하는 중요한 식품 자원이면서 약용식물이다. 버섯은 그 종류에 따라 맛과 향이 독특하며 단백질, 비타민, 및 기타 무기영양소를 많이 함유하고 있다. 특히 최근 연구에 의하면 버섯류에 함유되어 있는 다당류인 글루칸(glucan)유도체들에 의한 항암 및 항바이러스 효과 등이 보고되어 건강식품으로 전 세계적인 각광을 받고 있다. 최근 버섯에 존재하는 식이성분이 특정 암에 대하여 항암성을 나타내는 것으로 확인되고 있으며, 동물에 버섯을 식이하였을 때 암 형성이 현저히 감소됨이 보고되었다.

이러한 항암 활성을 가지는 버섯유래 저해인자들의 기작중의 하나는 간에서의 사이크롬 P450-의존적 모노옥시게나제(cytochrome P450-dependent monooxygenase: CYP450) 활성을 저해하여 발암성 전구체 물질이 발암성 물질로 전이 되는 것을 감소시키는데 관여하는 것이다.

비타민나무는 탄닌, 각종 비타민과 18종의 아미노산을 함유하고 있다. 특 히, 비타민나무의 잎은 탄닌 함량이 높고, 항산화 효과가 우수한 티에로사이드 등 플라보노이드 계열의 화합물을 다량 함유하고 있으며, 비타민 C, 지방, 섬유질, 아미노산, 미네랄 등이 풍부하다고 알려져 있다.

상기의 방법으로 배양된 노루궁뎅이 버섯, 영지 버섯, 상황 버섯의 배양물은 비타민나무에 함유되어 있는 유용한 성분들뿐만 아니라 버섯 자체에 함유되어 있는 생리활성 물질들도 함께 포함되어 있다. 따라서 상기의 방법으로 배양된 배양물은 건강보조식품이나 음료를 만드는 원료로써 사용될 수 있다.

여기서 건강보조식품이나 음료를 만들 때의 버섯 추출물은 버섯 균사체 또는 자실체에 증류수, 알콜, 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트 및 클로로포름으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택된 용매를 가하여 열 또는 상온 추출하는 방법으로 제조할 수 있다. 그러나 버섯 추출물 제조방법은 추출하고자 하는 유효성분에 따라 적절한 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 알콜은 바람직하게는 에탄올, 메탄올, 부탄올 또는 이소프로판올이다.

상술한 배양방법에 의해 배양된 상황버섯, 영지버섯, 노루궁뎅이 버섯 또는 홍국균의 종균을 커피생두에 접종한다. 이때 종균의 접종은 각 버섯의 종균이 액상으로 되어 있으므로 포트(200ml 또는 500ml)에 커피생두와 종균을 넣어 세이킹(shaking) 함으로써 접종된다. 커피생두와 상황버섯, 영지버섯, 또는 노루궁뎅이 버섯의 종균의 중량비는 1:0.05~0.30인 것이 바람직하며, 본 발명의 일실시예에서는 커피생두에 비해 20%의 종균을 접종하였다(일예로 커피생두 100g에 20ml의 종균).

상황버섯, 영지버섯, 또는 노루궁뎅이 버섯의 균사체 배양은 다양한 방법이 있을 수 있으며 본 발명에서는 앞서 상술한 상황버섯, 영지버섯, 또는 노루궁뎅이 버섯의 균사체의 배양방법에 한정되지 아니한다.

다음으로, 접종된 커피생두를 발효하는 단계를 수행한다(S500). 접종된 커피생두의 발효기간은 종균에 따라 다르며 아래와 같다.

상황버섯 또는 영지버섯의 종균을 접종한 경우에는 18℃ 내지 22℃의 온도에서 5일 내지 15일간 배양하는 것이 바람직하다. 이때 본 발명의 일실시예에서는 대략 20℃에서 10일간 배양하였다.

한편, 노루궁뎅이 버섯의 종균을 접종한 경우에는 23℃ 내지 28℃의 온도에서 5일 내지 15일간 배양하는 것이 바람직하다. 이때 본 발명의 일실시예에서는 대략 25℃의 온도에서 10일간 배양하였다.

또한, 홍국균의 종균을 접종한 경우에는 27℃ 내지 33℃의 온도에서 5일 내지 15일간 배양하는 것이 바람직하다. 이때 본 발명의 일실시예에서는 홍국균 1 및 홍국균 4를 이용했으며, 대략 30℃의 온도에서 10일간 배양하였다.

<발효 조성물>

상술한 상황버섯, 영지버섯, 노루궁뎅이 버섯, 또는 홍국균의 종균을 접종하여 발효하면 커피생두가 발효된 조성물이 생성된다. 이때 생성된 조성물을 로스팅하여 발효커피를 제조하는 경우 각 종균에 따라 산미, 쓴맛, 향기 등이 다르고, 또한 인체에 유용한 아미노산과 가바 및 크로로겐산 함량을 많이 포함하고 있어 건강기호 식품으로서의 기능도 할 수 있다.

본 발명에 따른 각종 종균을 접종하여 발효시킨 발효커피는 인체에 유용한 다양한 성분을 포함하고 있다. 페놀산은 항산화 및 항암에 관여하는 물질이다. 항산화를 설명하면 아래와 같다. 우리 몸에는 끊임없이 활성산소(유해산소)가 생긴다. 활성산소는 이른바 불완전하게 연소된 산소 즉, 전자를 잃어버린 불안정 산소로서 이 산소가 세포를 공격해 상처를 입히는데 이를 산화작용이라고 한다.

따라서 황산화 물질은 전자가 없는 유해산소와 자유 라디칼에 자신의 전자를 내어 줌으로써 유해산소가 전자를 뺏기 위해 우리 몸을 파괴하는 것을 막아 주는 물질을 일컫으며 본 발명에서의 폴리 페놀이 이에 관여하는 물질이다.

도 3은 접종된 각 종균에 따른 총 페놀 함량을 도시한 것이고, 도 3에 따른 수치 데이터가 표 2에 나타나 있다.

종류	총 폴리페놀 함량(μg/ml)
만델인 커피	132.86
발아 커피	143.72
영지 커피	131.14
노루궁뎅이 커피	184.24
상황 커피	210.10
홍국1 커피	180.45
홍국4 커피	199.07

표 2에서 만델인 커피는 인도네시아에서 생산된 생두이고, 발아커피는 종균을 접종하지 않고 생두를 발아시킨 원두를 의미한다. 또한, 영지 커피는 영지버섯 종균을 생두에 접종하여 발효시킨 영지 원두를 의미하며, 노루궁뎅이 커피는 노루궁뎅이 버섯의 종균을 접종하여 발효시킨 노루궁뎅이 원두를 의미한다. 이하 상황 커피, 홍국1 커피, 홍국 4 커피도 동일하게 상황 원도, 홍국1 원도, 홍국 4 원두를 의미한다.

표 2를 살펴보면 1mg/ml의 시료를 750nm의 흡광도로 측정한 결과 상황 원두가 가장 높은 210.10μg/ml의 페놀 함량을 보이고 있다. 따라서 상황버섯의 종균을 접종하여 발효시킨 상황 발효 원두가 가장 높은 항산화 작용을 보이고 있음을 알 수 있다.

또한, 시료 1mg/ml를 이용하여 ABTS⁺에 의한 자유 라디칼 소거작용은 도 4에 도시된 바와 같이 상황 원두가 가장 높은 70.88%의 활성을 보이고 있다. 따라서 상황버섯 종균을 접종하여 발효시킨 상황발효 원두가 자유 라디칼을 가장 잘 소거할 수 있음을 알 수 있다. 표 3에는 도 4에 따른 수치 데이터가 나타나 있다.

종류	자유 라디칼 소거 함유량(%)
만델인 커피	58.5
발아 커피	58.04
영지 커피	55.74
노루궁뎅이 커피	60.71
상황 커피	70.88
홍국1 커피	61.56
홍국4 커피	62.88

또한, 시료 0.5mg/ml를 이용하여 DPPH에 의한 자유 라디칼 소거작용은 도 5에 도시된 바와 같이 상황 원두가 가장 높은 57.22%의 활성을 보이고 있다. 따라서 상황버섯 종균을 접종하여 발효시킨 상황발효 원두가 자유 라디칼을 가장 잘 소거할 수 있음을 알 수 있다. 표 4에는 도 5에 따른 수치 데이터가 나타나 있다.

종류	자유 라디칼 소거 함유랑(%)
만델인 커피	45.51
발아 커피	32.48
영지 커피	39.75
노루궁뎅이 커피	49.8
상황 커피	57.22
홍국1 커피	46.85
홍국4 커피	56.24

또한, 1mg/ml의 시료를 593nm의 흡광도로 측정한 결과 FRAP 환원법에 의한 자유 라디칼 소거작용은 도 6에 도시된 바와 같이 상황 원두가 가장 높은 활성을 보이고, 따라서 가장 많은 4.09mM의 농도를 보이고 있다. 표 5에는 도 6에 따른 수치 데이터가 나타나 있다.

종류	자유 라디칼 소거 함유량(mM)
만델인 커피	1.77
발아 커피	2.76
영지 커피	2.07
노루궁뎅이 커피	3.35
상황 커피	4.09
홍국1 커피	2.81
홍국4 커피	2.92

한편, 접종된 종균에 따른 아미노산 함량을 비교한 도면이 도 7에 도시되어 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 상황버섯의 종균을 접종한 발효 원두가 가장 많은 아미노산을 함유하고 있음을 알 수 있다.

생두가 배전(roasting)하는 과정에서 총 아미노산 함량의 손실이 약 10% 정도가 된다. 그 중 Arg는 약 27배, Ser은 5.8배, Lys는 3.7배 정도의 손실을 본다. 그 외 도 7에 도시된 바와 같이 Asp, Gly, His, Thr, Ala, Pro, Val, Met, Ile, Phe 등도 손실됨을 알 수 있다.

이때 생두를 물에 침지하여 발아시킨 발아 원두의 경우 총 아미노산 함량이 70.2 μg/mg으로서 원두의 67.47μg/mg보다 높음을 알 수 있고, 또한 상황버섯의 종균을 접종한 상황발효 원두가 가장 높은 87.79μg/mg의 아미노산을 함량하고 있음을 알 수 있다.

또한, 산성아미노산 중 글루탐산(Glutamic acid)은 배전으로 인해 현저히 증가하는 것을 알 수 있다. 도파민, 노아드레날인, 아드레날인 등 신경 전달 물질 및 기억력 개선에 관여하는 방향족 아미노산인 페니알라닌은 배전 공정 중 감소하나 상황발효 원두는 원두보다 약 13% 증가함을 알 수 있다. 티로신은 배전 공정 중 약 17% 증가함을 알 수 있고, 상황발효 원두는 0.70μg/mg로 가장 높은 수치를 나타낸다.

뇌 및 중추신경계의 중요한 에너지원인 알라닌은 배전 공정 중 감소한다. 그러나 상황발효 원두는 4.34μg/mg로서 원두의 4.03μg/mg보다 높게 나타났다.

항체 및 신경섬유 주위의 지방 덥게(myelin) 합성에 관여하는 세린은 배전공정 중 현저히 감소하는 아미노산 중 하나로서 발효에 의해 원두 및 발아 원두보다 월등히 증가함을 알 수 있다.

GABA는 자연계에 존재하는 아미노산의 하나로서 혈압저하 및 이뇨 작용에 효과가 있다. 각 종균의 종류에 따른 GABA의 함량을 아래 표 6에 나타내었으며, 일예로 상황원두는 상황버섯 종균을 접종하여 발효한 원두를 의미한다.

	생두	원두	발아원두	상황원두	영지원두	노루궁뎅이원두	홍국1원두	홍국4원두
GABA	732.28	110.24	85.41	97.67	119.07	159.30	114.16	79.59

표 6에 도시된 바와 같이 GABA의 함량은 생두에서 가장 높게 나타나며 생두를 로스팅한 원두에서 그 함량이 급격히 떨어짐을 알 수 있다. 이때 GABA의 함량이 생두에는 미치지 못하나 노루궁뎅이 버섯의 종균을 접종하여 발효한 노루궁뎅이 원두가 원두에 비해 더 많은 GABA 함량을 포함하고 있음을 알 수 있다.

< 실험예 >

커피가루 100g, 끓는 물 400ml로 3회 추출한 농축액 중에서 0.1g을 5ml 용해 후 sep-pak 통과하여 HPLC 전개용매 15ml를 용출한다. 0.45um 여과 후 10ul HPLC를 주입하여 시료를 조제한다.

상술한 시료에 의해 도 8 내지 도 15에 도시된 바와 같이 트리고렐린, 니코틴산, 크로로겐산, 카페인 등의 함량을 각 종균에 따라 나타내었다.

도 8 및 도 9에 나타난 만델인 원두와 발아원두의 경우에는 대부분 카페인 성분만이 피크를 나타내며, 도 10 내지 도 14에 나타난 종균을 접종한 발효 원두의 경우에는 상술한 4가지 성분이 모두 피크를 나타내고 있다. 따라서 만델인 원두 및 발아 원두에 비해 각종 종균을 접종한 발효원두가 크로로겐산 등을 많이 함유하고 있어 항암에 유용한 것을 알 수 있다.

Claims

커피생두를 물에 침지하여 발아시키는 단계(S100);
발아된 커피생두를 멸균시키는 단계(S200);
멸균된 커피생두를 저장실에 보관하여 냉각시키는 단계(S300);
냉각된 커피생두를 상황버섯, 영지버섯, 및 노루궁뎅이 버섯 중 어느 하나의 종균과 접종하는 단계(S400); 및
접종된 커피생두를 발효시키는 단계(S500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 버섯 종균을 이용한 커피생두 발효방법.
제 1 항에 있어서,
상기 커피생두와 상기 물의 중량비는 1:1.0~2.5인 것을 특징으로 하는 버섯 종균을 이용한 커피생두 발효방법.
제 1 항에 있어서,
상기 커피생두를 20 내지 30시간 동안 20 내지 30℃에서 침지하는 것을 특징으로 하는 버섯 종균을 이용한 커피생두 발효방법.
제 1 항에 있어서,
상기 발아된 커피생두를 1 내지 3시간 동안 110℃ 내지 130℃ 온도에서 2 내지 4kgf/cm₂의 압력으로 멸균하는 것을 특징으로 하는 버섯 종균을 이용한 커피생두 발효방법.
제 1 항에 있어서,
상기 냉각단계(S300)는,
상기 멸균된 커피생두를 0℃ 내지 5℃의 온도에서 1 내지 3시간 동안 저장실에 보관하여 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 버섯 종균을 이용한 커피생두 발효방법.
제 1 항에 있어서,
상기 커피생두와 상기 상황버섯, 상기 영지버섯, 및 상기 노루궁뎅이 버섯 중 어느 하나의 종균의 중량비는 1:0.05~0.30인 것을 특징으로 하는 버섯 종균을 이용한 커피생두 발효방법.
제 1 항에 있어서,
접종하는 종균이 상기 상황버섯 또는 상기 영지버섯인 경우에는,
상기 접종된 커피생두를 18℃ 내지 22℃의 온도에서 5일 내지 15일간 배양하는 것을 특징으로 하는 버섯 종균을 이용한 커피생두 발효방법.
제 1 항에 있어서,
접종하는 종균이 상기 노루궁뎅이 버섯인 경우에는,
상기 접종된 커피생두를 23℃ 내지 28℃의 온도에서 5일 내지 15일간 배양하는 것을 특징으로 하는 버섯 종균을 이용한 커피생두 발효방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 하나의 방법에 의해 발효된 조성물.
제 9 항의 조성물을 함유하는 발효커피.
커피생두를 물에 침지하여 발아시키는 단계(S100');
발아된 커피생두를 멸균하는 단계(S200');
멸균된 커피생두를 저장실에 보관하여 냉각시키는 단계(S300');
냉각된 커피생두를 홍국균 종균과 접종하는 단계(S400'); 및
접종된 커피생두를 발효하는 단계(S500');를 포함하는 것을 특징으로 하는 홍국균 종균을 이용한 커피생두 발효방법.
제 11 항에 있어서,
상기 커피생두와 상기 물의 중량비는 1:1.0~2.5인 것을 특징으로 하는 홍국균 종균을 이용한 커피생두 발효방법.
제 11 항에 있어서,
상기 커피생두를 20 내지 30시간 동안 20 내지 30℃에서 침지하는 것을 특징으로 하는 홍국균 종균을 이용한 커피생두 발효방법.
제 11 항에 있어서,
상기 발아된 커피생두를 1 내지 3시간 동안 110℃ 내지 130℃ 온도에서 2 내지 4kgf/cm₂의 압력으로 멸균하는 것을 특징으로 하는 홍국균 종균을 이용한 커피생두 발효방법.
제 11 항에 있어서,
상기 냉각단계(S300')는,
상기 멸균된 커피생두를 0℃ 내지 5℃의 온도에서 1 내지 3시간 동안 저장실에 보관하여 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 홍국균 종균을 이용한 커피생두 발효방법.
제 11 항에 있어서,
상기 커피생두와 상기 홍국균 종균의 중량비는 1:0.05~0.30인 것을 특징으로 하는 홍국균 종균을 이용한 커피생두 발효방법.
제 11 항에 있어서,
상기 접종된 커피생두를 27℃ 내지 33℃의 온도에서 5일 내지 15일간 배양하는 것을 특징으로 하는 홍국균 종균을 이용한 커피생두 발효방법.
제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 하나의 방법에 의해 발효된 조성물.
제 18 항의 조성물을 함유하는 발효커피.