KR101274664B1 - 뽕잎 추출물 또는 발효물을 포함하는 음료 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 뽕잎 추출물 또는 발효물을 함유하는 음료 조성물에 관한 것으로서, 뽕잎의 향, 색 또는 맛을 증가시켜 기호성을 개선하고, 뽕잎 특유의 청내를 제거함으로써 음용을 용이하게 하여 당질 관련 질환의 예방에 효과적일 수 있는 음료 조성물에 관한 것이다.

Description

뽕잎 추출물 또는 발효물을 포함하는 음료 조성물{Beverage composition containing mulberry leaves extract and ferment}
본 발명은 뽕잎 추출물 또는 발효물을 포함하는 음료 조성물에 관한 것으로서, 뽕잎의 향, 색 또는 맛을 증가시켜 기호성을 개선시킨 음료 조성물에 관한 것이다.
신농본초경(神農本草經), 본초강목(本草綱目), 일본의 오처경(五妻鏡), 끽다양생기(喫茶養生記) 및 동의보감에는 뽕잎(mulberry leaves)이 각기병, 부종, 당뇨 및 탈항 등의 효과를 갖는 약용식물로 기록되어 있다. 최근 우리나라를 비롯한 중국, 일본 등에서 당뇨 및 혈중 콜레스테롤 저하 등의 성인병을 예방 및 치료하는 뽕잎의 효과가 밝혀지면서 기능성 식품의 재료로서 각광받고 있다.
뽕나무(Morus alba L.)에는 25종의 아미노산이 함유되어 있으며 알라닌, 아스파르트산 및 글루탐산의 함량이 많아서 숙취를 없애주는 것으로 알려져 있다. 또한 세린과 티로신이 함유되어 있어 뇌의 혈액 순환과 노인성 치매를 예방해 주며, 뽕잎에 함유된 각종 미네랄의 함량을 녹차와 비교해 볼 때 칼슘은 6배, 철분은 2배, 칼륨은 1.4배 높은 것으로 보고되고 있다(Lee JR, et al ., Korean J Food Sci Ani Resour 22:330-336, 2002). 또한 기능성 성분인 루틴, 케르세틴, 케르시트린 및 이소-케르시트린과 같은 플라보노이드계 물질이 함유되어 있을 뿐만 아니라 알칼로이드 성분인 α-글루코시다아제 저해 활성을 갖는 1-데옥시노지리마이신(1-DNJ: 1-deoxynojirimycin)과 N-함유 당(N-containing sugar) 외 스테로이드, 아미노산, 비타민 외 다량의 무기질과 섬유소를 함유하고 있다(Kim EJ, et al , Korean J. Oriental Physiology & Pathology 23(4):831∼836, 2009). 또 중추신경계의 억제성 신경전달물질로 중요한 역할을 하는 γ-아미노부티르산(GABA: γ-aminobutyric acid)이 비교적 풍부하며, 카테킨으로 인한 떫은 맛이 없어 차 및 음료의 재료로서 유용한 장점을 갖고 있다(Kimura M. et al., J. Traditional Med . 12: 214-216, 1995). 또한 GABA는 혈압상승 억제효과(Omori M. et al ., Nippon Nigeikagaki Kaishi 61: 1449-1451, 1987)와 식욕 및 포만감을 조절하여 체중을 감소시키는 효과가 있는 것으로 알려져 있다(Tews JK., Life Sci . 29: 2535-2542, 1981). 그 외에도 혈액 유동성 향상, 중금속의 흡착과 해독효과, 암 발생 억제, 노화억제(Kimura M., et al ., J. Traditional Medicine 12: 214-219, 1995; 및 Sung GB., Korean J. Seric. Sci . 40: 180-184, 1998) 및 뽕잎의 항산화 효과(Yen GC, et al ., J. Biol . Chem . 261: 12879-12882, 1996) 등이 보고된 바 있다.
이에 본 발명에서는 식용식물로의 가치뿐만 아니라 약용으로 가치가 인정되는 뽕잎 추출물 및 뽕잎을 미생물 생균제로 발효시킨 뽕잎 발효물을 제조하고 그 유용성을 분석한 결과, 뽕잎 추출물 및 발효물을 함유한 음료가 당질 관련 질환의 예방에 효과적이면서 기호성이 우수한 것을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 당질 관련 질환의 예방에 효과적이면서 기호성이 우수한 음료 조성물을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 뽕잎 추출물 또는 발효물을 포함하는 음료 조성물을 제공한다.
본 발명에 의한 음료 조성물은 뽕잎의 향이나 색, 맛을 증가시킴으로써 기호성을 높이고, 뽕잎 특유의 청내를 제거함으로써 음용을 용이하게 하여 당질 관련 질환의 예방에 효과적이다.
도 1은 뽕잎 음료를 20일간 보관한 후 pH, 색도 및 고형분 침전량의 변화를 나타낸 것이다.
도 2는 현미 추출물이 포함된 뽕잎 분말 배지에서 Bacillus coagulance( ATCC 11715)의 성장 패턴을 나타낸 그래프이다.
도 3은 뽕잎 추출물, 뽕잎 발효물 및 뽕잎 발효물 함유 음료의 α-아밀라아제 및 α-글루코시다아제 저해 활성을 보여주는 그래프이다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 뽕잎 추출물 또는 발효물을 함유하는 음료 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에서 상기 음료 조성물은 뽕잎 추출물 및 현미 추출물을 배합하여 제조할 수 있다. 이때 상기 뽕잎 추출물은 조성물 총 중량에 대하여 5~15 중량%의 양으로 함유되고, 현미 추출물은 조성물 총 중량에 대하여 0.5~3 중량%의 양으로 함유된다.
본 발명에서 사용하는 뽕잎 추출물은 추출 방법에 있어서 특별히 한정되지 않으며, 당업계에 공지된 일반적인 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 건조 뽕잎 1 kg에 정제수 10~20 L를 가하고 100℃에서 1~5시간 동안 환류 추출하여 제조할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 음료 조성물에서 사용하는 현미 추출물은 뽕잎 음료의 단점인 뽕잎 특유의 청내를 감소시키고 음료의 기호성을 증진시키기 위하여 함유되며, 1~10 brix의 것을 사용하는 것이 좋다. 본 발명에서 사용하는 현미 추출물은 추출 방법에 있어서 특별히 한정되지 않으며, 당업계에 공지된 일반적인 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 현미 추출물은 현미 1 kg에 10~20 L의 정제수를 가하여 100℃에서 1~5시간 환류 추출한 후 여과하여 제조할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음료 조성물은 뽕잎 및 현미 추출물로 이루어진 고형분의 농도가 0.1~1.0 brix인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.1~0.3 brix인 것이 좋다.
또한, 본 발명의 실시예에서 상기 음료 조성물은 뽕잎 발효물, 결정과당 및 사과 농축액을 배합하여 제조할 수 있으며, 보다 상세하게는 발효물은 조성물 총 중량에 대하여 20~30 중량%의 양으로 함유되고, 결정과당은 조성물 총 중량에 대하여 0.1~0.5 중량%로 함유되며, 사과 농축액은 조성물 총 중량에 대하여 0.05~0.5 중량%의 양으로 함유된다.
본 발명에서 사용하는 뽕잎 발효물은 뽕잎, 현미 추출물 및 정제염을 혼합한 후 이 혼합물을 Bacillus coagulance 등의 호기성 유산균으로 발효시켜서 제조할 수 있으며, 발효물 총 중량에 대하여 뽕잎분말 1.0~10.0 중량%, 3~5 brix 현미 추출액 10~30 중량% 및 정제염 0.01~0.1 중량%로 혼합하는 것이 바람직하고, 상기 호기성 유산균으로는 Bacillus coagulance(ATCC 11715)를 이용할 수 있다. 본 발명에 의한 뽕잎 발효물의 제조과정을 보다 상세히 살펴보면, 냉동 보관한 뽕잎 분말을 현미 추출액 및 정제수에 1~10 중량% 가 되도록 현탁한 후 균질기를 사용하여 균질화한 다음 뽕잎 발효의 원활성 및 기호성의 증진을 위하여 정제염을 첨가한 후 상기 유산균을 접종하여 30℃에서 12~72시간 배양하여 제조할 수 있다. 이때, 첨가되는 정제염은 단맛을 증진시키는 미각적 효과를 제공하고 유산균의 생육을 증진시키기 위하여 첨가된다. 또한, 동결건조 뽕잎 분말에 존재하는 오염균을 제거하기 위하여 뽕잎 분말을 고온에서 단시간 살균하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 75℃에서 10분간 가열 살균하여 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 현미 추출물은 상술된 것과 동일한 방법으로 제조하여 사용할 수 있으며, 결정과당은 단맛을 보강하고 음료의 종합적인 기호도를 상승시키기 위하여 조성물 총 중량에 대하여 0.1~0.5 중량%의 양으로 함유되고, 보다 바람직하게는 0.3 중량%의 양으로 함유될 수 있다.
상기 사과 농축액은 뽕잎 음료의 단점인 뽕잎 특유의 청내를 감소시키고 음료의 기호성을 증진시키기 위하여 함유된다. 본 발명에서 사용하는 사과 농축액은 제조 방법에 있어서 특별히 한정되지 않으며, 당업계에 공지된 일반적인 방법을 사용할 수 있다. 사과농축액은 당업계에서 일반적으로 사용하는 것을 사용할 수 있다.
본 발명에 의한 음료 조성물은 뽕잎의 향이나 색, 맛을 증가시킴으로써 기호성을 높이고, 뽕잎 특유의 청내를 제거함으로써 음용을 용이하게 하여 당질 관련 질환의 예방에 효과적이다. 상기 당질 관련 질환의 예로는 당뇨, 비만 및 과혈당증 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 내용을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니고, 당업계에서 통상적으로 주지된 변형, 치환 및 삽입 등을 수행할 수 있으며, 이에 대한 것도 본 발명의 범위에 포함된다.
하기 시험예에서의 수분 정량은 적외선수분측정기에 의한 건조법으로 분석하였다. 조단백질의 함량은 Kjeldahl 법에 준하여 조단백 자동분석장치 (KjeltecTM2300, FOSS, Hoganas, Sweden)로 측정하였다. 조지방의 정량은 Soxhlet 법에 준하여 측정하였다. 회분을 직접회화법으로 도가니의 항량을 구하고 일정량의시료를 취하여 회화로에서 200℃에서 1시간, 300℃에서 1시간, 550℃에서 3시간 동안 회화한 뒤 데시케이터(desiccator)에서 30분 방냉하여 항량을 구하고 회화 전후의 항량 차로서 조회분량을 산출하였다. 또한 총 당의 측정은 페놀 황산법을 사용하여 측정하였다.
또한 실시예 1 및 2 및 시험예 1 및 2에서는 전북 부안 소재의 영농 조합법인 갯마을 수산에서 제공받은 잎과 잔가지가 6:4로 혼입된 건조뽕잎을 사용하였고, 실시예 3~5에서는 잔가지를 포함하지 않는 동결건조 뽕잎 분말을 -20℃에서 냉동 보관하면서 사용하였다.
[시험예 1] 뽕잎 추출 조건 설정
음료 제조를 위한 최적의 뽕잎 추출 조건을 설정하기 위하여 추출시간에 따른 기호도를 평가하였다.
구체적으로, 건조 뽕잎 1 kg에 정제수 20 L를 첨가하고 100℃에서 1~4 시간 동안 환류 추출하였다. 추출 시간에 따른 고형분의 함량을 측정한 후 패널 테스트에 의한 관능 검사를 통해 기호도를 측정하였다. 패널 테스트는 관능검사 요원 10명을 선정하여 5점 척도법을 기준으로 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
추출시간(hrs) 고형분농도(brix) 종합적 기호도
1 0.4 3.1
2 1.5 4.0
3 1.8 2.8
4 2.2 1.5
상기 표 1의 결과에서, 20배의 정제수를 첨가하여 100℃에서 추출 시 추출시간의 증가에 따라서 고형분의 함량이 증가하였으나, 떫은맛의 증가로 종합적인 기호도 평가에서 높은 점수를 얻지 못하였다. 또한, 추출시간이 짧으면 고형분의 함량이 감소하고 뽕잎 특유의 청내가 증가하여 음료의 제조에 적합하지 않은 것으로 판단되었다.
따라서, 상기 결과를 통하여 추출시간이 2시간 정도가 가장 적합한 것으로 결정하였고, 하기 실험들은 추출시간을 2시간으로 하여 진행하였다.
[실시예 1] 뽕잎 추출물 제조
건조 뽕잎 1 kg에 정제수 20 L를 가하고 100℃에서 2시간 동안 환류 추출하여 뽕잎 추출물을 제조하였다.
[시험예 2] 뽕잎 추출물 함유 음료에서 첨가물의 첨가에 따른 배합 조건설정
뽕잎 추출물을 함유하는 음료의 제조 시 최적의 배합 조건을 결정하기 위하여 첨가물에 따른 기호도를 평가하였다.
구체적으로, 상기 실시예 1에서 제조한 뽕잎 추출물에 하기 표 2(단위: 중량%)의 조성과 같이, 고형분 총 중량에 대하여 현미, 녹차, 둥글레 및 맥문동 추출물을 0.5~2.0 중량%의 비율로 각각 첨가한 고형분을 제조하고, 차류형 음료의 음용 범위에 적용하기 위하여 정제수를 첨가하여 고형분 농도를 0.2 brix로 조절한 음료를 각각 제조하였다. 상기 현미, 녹차, 둥글레 및 맥문동 추출물은 각 원료 1 kg에 20 L의 정제수를 가하여 100℃에서 2시간 동안 환류 추출한 후 여과하여 제조하였다.
또한 패널 테스트에 의한 관능 검사를 통하여 제조한 음료의 종합적인 기호도를 측정하였다. 패널 테스트는 관능검사 요원 10명을 선정하여 5점 척도법을 기준으로 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
뽕잎
추출물		 정제수 현미
추출물		 녹차
추출물		 맥문동
추출물		 둥글레
추출물		 종합적인 기호도
9.5 90.0 0.5 - - - 4.0
9.0 90.0 1.0 - - - 4.4
8.5 90.0 1.5 - - - 3.2
8.0 90.0 2.0 - - - 2.8
9.5 90.0 0.5 - - 3.3
9.0 90.0 1.0 - - 2.6
8.5 90.0 1.5 - - 2.5
8.0 90.0 2.0 - - 2.5
9.5 90.0 - 0.5 - 2.1
9.0 90.0 - 1.0 - 2.2
8.5 90.0 - 1.5 - 1.6
8.0 90.0 - 2.0 - 1.6
9.5 90.0 - - 0.5 2.1
9.0 90.0 - - 1.0 1.5
8.5 90.0 - - 1.5 1.5
8.0 90.0 - - 2.0 1.6
상기 표 2의 결과에서, 1.0 중량% 현미 추출물의 첨가 시 종합적인 기호도가 가장 높았다. 녹차, 둥글레 및 맥문동 추출물을 사용한 경우 각기 가지고 있는 향과 맛이 강하여 뽕잎의 특이성이 나타나지 않는 것으로 판단되었다. 또한 현미 추출물의 함량이 1.0 중량%를 초과하면 탁도 및 탁한 맛이 증가하여 종합적인 기호도가 감소하였다.
또한, 1.0 중량%의 현미 추출물을 함유할 경우 향 및 색소의 첨가가 없더라도 전체적인 기호도가 증가하는 것을 알 수 있다.
[실시예 2] 뽕잎 추출물 함유 음료 제조
하기 표 3에 기재된 조성에 따라 실시예 1의 뽕잎 추출물 및 시험예 2에서 제조한 현미 추출물을 배합한 고형분을 제조한 후 상기 고형분에 정제수를 첨가하여 고형분 농도를 0.2 brix로 조절한 뽕잎 음료를 제조하였다.
성분 첨가량
실시예 1의 뽕잎 추출물(1.5 brix) 90 ml
시험예 2의 현미 추출물(5 brix) 10 ml
정제수 900 ml
[시험예 3] 뽕잎 추출물 함유 음료의 성분 분석
상기 실시예 2에서 제조한 뽕잎 추출물 함유 음료의 성분 분석 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
성분 함유량
고형분(brix) 0.2
단백질 0
지질 0
회분 5.48 mg/100 ml
pH 4.88
상기 표 4의 결과에서, 실시예 2에서 제조한 뽕잎 추출물 함유 음료의 가용성 고형분의 양은 0.2 brix이었으며, 총 당의 함량은 0.15이고, pH는 4.88이었다. 지방 및 단백질은 함유되지 않았으며 회분의 함량은 5.48 mg/100 ml이었다.
[시험예 4] 뽕잎 음료의 저장 조건의 결정
상기 실시예 2에서 제조한 뽕잎 추출물 함유 음료의 저장성을 확인하기 위하여 80℃에서 캐닝(canning)하고 수욕 상에서 10분간 가열처리한 후 35℃ 정온에서 최장 20일간 pH, 색 및 고형분 침전량의 변화를 측정하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.
도 1의 결과에서, 저장 기간 동안 pH 및 색의 변화는 확인되지 않은 반면, 침전물의 양은 극미량이 증가하는 것을 확인할 수 있었으나, 0.01% 아라비아 검 및 업계에서 통상적으로 사용하는 부형제의 첨가로 이를 해결할 수 있다.
[실시예 3]
1) 뽕잎 발효능이 우수한 균주 선발
뽕잎 분말상태에서 생육이 우수한 유산균을 분리하기 위하여 Lactobacillus 속, Bifidobacterium 속 및 균주 Enterococcus TO-94와 Bacillus coagulance 등 하기 표 5에 나타낸 14종의 유산균 중 뽕잎 분말 첨가 배지에서 생육이 우수한 균을 1차 선발하고, 뽕잎 특유의 청내를 효과적으로 제거하는 유산균을 최종 선별하였다. 그 결과 Lactobacillus 및 Bifidobacterium 속의 유산균으로 뽕잎 발효시 뽕잎 특유의 청내를 음료로 적합하지 않게 발효시켜 뽕잎의 발효에는 적합하지 않는 것으로 판단하여, 호기성 유산균인 Bacillus coagulance(ATCC 11715)를 최종 선별하였다.
균주 명 균주 번호
Bifidobacterium adolescentis ATCC 11206
Bifidobacterium animalis ATCC 11209
Bifidobacterium bifidum ATCC 29521
Bifidobacterium infantis ATCC 11207
Bifidobacterium longum ATCC 11963
Bifidobacterium thermophilum ATCC 25525
Enterococcus faecalis ATCC 19433
Eubacterium limosum ATCC 8486
Lactobacillus acidophilus ATCC 32820
Lactobacillus brevis ATCC 3102
Lactobacillus plantarum ATCC 14917
Pedicoccus cerevisiae ATCC 1628
Enterococcus TO-94
Bacillus coagulance ATCC 11715
2) 분리 유산균(Bacillus coagulance)의 특성
분리균주의 정확성을 확보가기 위하여 크기와 형태는 Gerhatdt 등(Gerhatdt P, etc. Chemical composition "Manual of methods for general bacteriology". pp.328-364. 1981, pp.450472. 2006)의 방법에 따라 그람 염색하여 광학현미경(Nicon, FK-IIA, Japan)으로 관찰하였다. 또한, Lactobacilli MRS의 고체 및 액체 배지에서 생육특성을 조사하였다. 그 결과, 하기 표 6과 같은 배양상의 특성을 보였다.
고체배지 상 콜로니 유백색,
형태 둥근
가장자리 매끄러운
돌출형 볼록한
밀도 반투명
액체배지 상 성장 부유
탁도 탁함
침전 적음
3)분리유산균(Bacillus coagulance)의 생리학적 특성
Bacillus coagulance의 생리학적 특성을 표 7에 나타내었다.
생리학적 특성
생육 온도 범위 15～45℃
생육 pH 범위 2.0～9.0
생육 NaCl 내성 ≤ 10%
카탈라아제 +
옥시다아제 +
레시티나아제 +
리파아제 -
페닐알라닌 탈아민화 -
가수분해
전분 +
카세인 +
셀룰로오스 +
에스쿨린 +
인돌 생산 +
수크로오스로부터 레반 형성 +
아르기닌으로부터 NH3 생산 +
펩톤으로부터 NH3 생산 +
젤라틴 액화 +
메틸레드시험 -
포게스-프로스카우어반응
(Voges-Proskauer reaction)		 +
질산환원 +
우유에서의 작용
응고 +
펩톤화(Peptonization) +
산화발효시험 발효
영양 플레이트 상에서의 생육 +
상기 표 7에서 알 수 있는 바와 같이, 분리된 유산균의 생육 pH 범위는 2.0~9.0이었고, 생육온도 범위는 15~45℃이었다. 또한 염농도 10%까지 생육이 가능하였으며, 카탈라아제 양성, 옥시다제 양성 및 전분, 카세인을 가수분해하였으며, 셀룰로오스 가수 분해능은 양성이었다. 또한 인돌(Indol) 생산능을 갖고 있었고, 아르기닌과 펩톤으로부터 NH3를 생산하였으며, 중성의 영양배지에서도 생육이 확인되었다. 당발효성 실험에서 L-람노스를 이용하지 못하였으나 글루코오스, 수크로오스 및 라피노오스는 잘 이용하였다. 글루코오스를 비롯한 당으로부터 산을 생산하였으나, 모든 당에서 기체는 생산되지 않았다.
4) 분리유산균(Bacillus coagulance)의 배양
분리 유산균 Bacillus coagulance는 40% 글리콜 용액에서 -80℃에 보관하면서 실험에 사용하였다. 균의 증식은 1% CMC가 첨가된 영양배지(nutrient broth medium)에 5% 접종하여 30℃ 24시간 배양하여 Spectronic 401 분광광도계(Milton Roy, paris, France)를 사용하여 600 nm에서 균의 생육(A600 vs. cfu/ml)을 측정하였다. 배양 후 14,000g × 10분간 원심분리하여 균체를 모으고, 이 균체를 생리적 멸균 용액(0.9%, w/v 염수)에 세척 후 동일 조건으로 다시 원심분리하여 뽕잎 발효의 접종균으로 사용하였다. 발효 동안 유산균의 성장은 단계희석 후 생균수를 측정하였다.
5)분리유산균( Bacillus coagulance )의 생육 곡선
일반적으로 유산균은 당을 발효하여 유산을 생성하는 미생물로 식품의 부패 및 식중독 유발균의 생육을 억제하는 등 다양한 기능성을 부여하는 미생물이다. 본 발명에서는 뽕잎을 발효하기 위하여 Bacillus coagulance를 뽕잎 동결건조 분말 3 중량% 및 현미 추출액 20 중량% 및 정제염 0.01 중량%가 포함된 배지에 접종하여 30℃에서 배양하면서 4시간 간격으로 생균수를 비교하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2의 결과에서, Bacillus coagulance 접종 4 시간부터 대수 증식기가 시작되어 12시간 후에 정지기에 도달하였다.
[시험예 5] 뽕잎 발효물 제조 시 배합 성분 함량 비율 설정
Bacillus coagulance 에 의한 뽕잎의 발효는 다음과 같이 행하였다.
하기 표 8에 기재된 조성에 따라 냉동 보관한 뽕잎 분말을 정제수 에 1~10%가 되게 현탁한 후 균질기를 사용하여 균질화하였다. 또한 뽕잎 발효의 원활성 및 기호성의 증진을 위하여 상기 시험예 2에서 제조한 현미 추출물 20 중량%, 전분, 탈지분유 및 탈지유(skim milk)를 각각 5 중량%의 양으로 첨가한 후 유산 발효를 위한 스타터(starter)로서 Bacillus coagulance를 접종하였다. 이때, 동결건조 뽕잎 분말에 존재하는 오염균을 제거하기 위하여 고온 단시간 살균법에 의하여 75℃에서 10분간 가열 살균하여 뽕잎 발효물을 제조하였다.
스타터로 사용한 Bacillus coagulance 는 생리 식염수에 희석하여 8.0 cfu/ml를 접종하고 30℃ 72시간 배양하면서 제반 분석을 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 8에 나타내었다.
뽕잎발효 원액의 제조
뽕잎 분말
(중량%)		 현미
추출액
(중량%)		 전분
(중량%)		 탈지분유
(중량%)		 탈지유
(중량%)		 생균수
cfu		 기호도
1 20 - - - 2.7×108 1.6
3 20 - - - 1.2×109 2.7
5 20 - - - 3.3×109 4.0
10 20 - - - 4.1×109 3.5
1 - 5 - - 1.4×108 2.5
3 - 5 - - 1.8×108 2.6
5 - 5 - - 3.3×108 2.4
10 - 5 - - 2.5×108 2.0
1 - - 5 - 5.8×108 1.5
3 - - 5 - 1.7×109 1.2
5 - - 5 - 3.2×1010 1.0
10 - - 5 - 8.4×109 1.0
1 - - - 5 9.2×108 1.4
3 - - - 5 2.2×1010 1.0
5 - - - 5 8.8×1010 1.0
10 - - - 5 4.6×1010 1.0
상기 표 8의 결과에서, 뽕잎 발효 음료의 맛의 개선 및 발효 속도의 증가를 위해서 탈지분유 및 탈지유 첨가 시 균의 생육은 증가하였으나 단백질 발효로 인한 역한 냄새를 나타내었다. 반면, 현미 추출물의 첨가 시에는 현미 특유의 맛과 향이 음료의 기호도를 증진시키는 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 20 중량%의 현미 추출액을 첨가하여 뽕잎 발효 원액을 제조하였다. 또한 뽕잎 동결건조 분말의 5 중량% 첨가 시 가장 우수한 결과를 나타내었다.
[실시예 4] 뽕잎 발효물 제조
먼저, 동결건조 뽕잎 분말에 존재하는 오염균을 제거하기 위하여 75℃에서 10분간 가열 살균하였다. 상기 뽕잎 분말 5 중량%와 현미 추출액 20 중량%를 정제수에 현탁한 후 균질기를 사용하여 균질화하였다. 여기에 정제염 0.01 중량%를 첨가한 후 생리 식염수로 희석한 Bacillus coagulance 를 8.0 cfu/ml 접종한 후 30℃ 72시간 배양하여 뽕잎 발효물을 수득하였다. 발효 후 감압 여과하여 부유잔사를 제거한 맑은 액을 음료 제조의 원액으로 사용하였다.
[시험예 6] 뽕잎 발효물 함유 음료에서 당 첨가물의 배합 조건 설정
기호성의 증진을 위하여 상기 실시예 4에서 제조한 뽕잎 발효물에 첨가되는 당 첨가물의 최적 첨가량을 결정하기 위하여 혈당의 증가에 직접 관여하지 않는 올리고당, 봉밀, 조청 및 결정과당을 하기 표 9(단위: 중량%)에 기재된 0.1~0.5 중량% 범위로 각각 첨가하여 뽕잎 발효물 함유 음료(잔량의 정제수 함유)를 제조하였다. 패널 테스트에 의한 종합적 기호도를 측정하여 결정하였다. 통상 음료의 제조시 당과 산의 비가 13일 때 가장 기호도가 좋은 것으로 알려져 있으나, 뽕잎의 기능성에 반하는 것으로 판단하여 최소 범위로 결정하였다.
패널 테스트는 관능검사 요원 10명을 선정하여 5점 척도법을 기준으로 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 9에 나타내었다.
뽕잎 발효물 봉밀 결정과당 조청 올리고당 기호도
25.01 0.1 - - - 2.6
25.01 0.3 - - - 2.8
25.01 0.5 - - - 3.0
25.01 - 0.1 - - 3.0
25.01 - 0.3 - - 3.9
25.01 - 0.5 - - 4.0
25.01 - - 0.1 - 2.1
25.01 - - 0.3 - 2.5
25.01 - - 0.5 - 2.5
25.01 - - - 0.1 1.6
25.01 - - - 0.3 1.9
25.01 - - - 0.5 2.2
상기 표 9의 결과에서, 단맛의 보강을 위하여 결정과당 0.3 중량% 첨가 시 종합적인 기호도가 상승하였으며, 올리고당의 첨가 시 단맛을 느끼는 정도가 전체적으로 낮았다. 또한, 봉밀 및 조청의 첨가 시 뽕잎의 남아있는 청내와 어우러져 전체적인 기호도가 저하되는 결과를 보였다.
이상의 결과로부터 뽕잎 발효물을 이용한 음료의 제조에 결정과당 0.3 중량%를 첨가하여 다음 실험을 진행하였다.
[시험예 7] 뽕잎 발효물 함유 음료에서 과일 농축액 및 한약재 추출물의 첨가에 따른 배합 조건의 설정
하기 표 10(단위: 중량%)에 기재된 조성에 따라 사과 농축액, 배즙, 토마토 주스(50 brix) 및 한약재 추출물(대추 및 감초)을 0.1 중량%씩 각각 첨가하여 상기 시험예 6과 동일하게 음료를 제조한 후 적합성 여부를 패널 테스트를 통한 기호도를 측정하였다. 패널 테스트는 관능검사 요원 10명을 선정하여 5점 척도법을 기준으로 수행하였으며, 그 결과는 하기 표 10에 나타내었다.
뽕잎 발효물 결정과당 사과 농축액 배즙 토마토 주스 감초 추출물 대추 추출물 기호도
25.01 0.3 0.1 - - - - 4.1
25.01 0.3 - 0.1 - - - 3.4
25.01 0.3 - - 0.1 - - 3.0
25.01 0.3 - - - 0.1 - 2.5
25.01 0.3 - - - - 0.1 2.9
상기 표 10의 결과에서, 0.1 중량%의 사과 농축액의 첨가 시 뽕잎 특유의 청내를 감소시키는 효과 및 맛의 증가를 가져온 반면, 배즙의 경우 전반적인 맛에 영향을 미치지 않았으며, 감초 및 대추 추출물은 재료의 향이 강하여 뽕잎 본연의 맛과 향을 살리지 못하는 것을 확인하였다.
한편, 뽕잎 발효물의 경우 뽕잎의 향을 그대로 유지하고 있어 추가의 향 첨가는 무의미한 것으로 판단하였다.
[실시예 5] 뽕잎 발효물 함유 음료 제조
상기 실시예 4에서 제조한 뽕잎 발효물 25.01 중량%, 결정과당 0.3 중량% 및 사과 농축액 0.1 중량%를 잔량의 정제수에 넣고 혼합하여 뽕잎 발효물 함유 음료를 제조하였다.
[시험예 8] 뽕잎 발효물 함유 음료의 성분 분석
상기 실시예 5에서 제조한 뽕잎 발효물 함유 음료의 성분 분석 결과를 하기 표 11에 나타내었다(음료 100 mL 기준).
구성성분 함량
당질 10.3 g
지질 160 mg
단백질 1.21 g
회분 1.9 g
식이섬유 5.8 g
[시험예 9] 실시예 1, 4 및 5의 α-아밀라아제 및 α-글루코시다아제 저해 효과
실시예 1의 뽕잎 추출물, 실시예 4의 뽕잎 발효물 및 실시예 5의 뽕잎 발효물 함유 음료의 당질 분해 효소 활성 저해 효과를 측정하기 위하여 α-아밀라아제 및 α-글루코시다아제 저해 효과를 측정하였다.
α-아밀라아제는 탄수화물의 α-D-(1,4)-글루칸 결합을 분해하는 효소로서 사람, 동물, 미생물 및 곤충 등의 탄수화물대사에 필수적인 효소이다. 그러나 당뇨, 비만 및 과혈당증 등 탄수화물과 관련된 질병치료를 위한 식물에서 보고된 α-아밀라아제 저해제에 대한 보고는 미흡한 실정이다. 또한 α-글루코시다아제는 소장상피세포의 브러시보더 막(brush-border membrane)에 존재하는 효소로서 이당류나 다당류를 탄수화물이 소화 흡수되기 위한 상태인 단당류로 가수분해하는 역할을 한다.
α-아밀라아제 저해 효과는 다음의 방법으로 측정하였다. 각각의 시료(실시예 1, 4 및 5)를 감압여과하여 잔존물을 제거하고 그 상등액 50 mL에 0.6 U/mL의 타액 유래 α-아밀라아제 효소액 250 mL, 200 mM 인산칼륨버퍼(pH 6.8) 250 mL와 혼합하여 37℃에서 10분간 전배양(preincubation)한 후 0.5% 전분을 500 mL 가하여 37℃에서 5분간 반응 시킨 다음 반응액에 48 mM DNS 발색시약(0.5M NaOH 내에 3,5-디니트로살리실산 및 30% 나트륨 칼륨 타르타레이트(sodium potassium tartarate)) 500 mL를 넣고 100℃에서 15분간 끓여 발색시킨 다음 충분히 냉각시켰다. 이 반응액에 3배량의 증류수를 가하고 교반한 후 540 nm에서 흡광도를 측정하고, 하기 수학식 1에 따라 효소저해능을 계산하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
Figure 112011052682650-pat00001
한편, α-글루코시다아제는 탄수화물식이 후 혈당상승을 억제할 수 있어 항 당뇨 활성 측정의 주 표적 효소이다. α-글루코시다아제 저해 효과는 다음의 방법으로 측정하였다. 각 시료(실시예 1, 4 및 5) 50 mL를 0.15 U/mL α-글루코시다아제 효소액 50 mL, 200 mM 인산칼륨버퍼(pH 6.8) 50 mL와 혼합하여 37℃에서 10 분간 전배양한 후 0.1 M 인산버퍼(pH 7.0)에 녹인 3 mM p-NPG(p-니트로페닐-α-글루코피라노사이드) 100 mL를 가하여 37℃에서 10분간 반응시켰다. 0.1 M Na2CO3 750 mL로 반응을 정지시키고 405 nm에서 흡광도를 측정하고, 상기 수학식 1에 따라 효소저해능을 계산하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3의 결과에서, 실시예 1의 뽕잎 추출물은 α-아밀라아제 저해활성이 17.22%로 확인된 반면, 실시예 4의 뽕잎 발효물은 65.7%로 α-아밀라아제 저해 활성이 월등히 우수하였다. 또한 실시예 5의 뽕잎 발효물 함유 음료의 경우에도 54.48%의 α-아밀라아제 저해 활성을 보여 실시예 4 보다는 약 11.22% 감소하였으나 실시예 1에 비해 36.26% 증가한 것을 확인하였다. 이는 열수 추출 시 효소 활성 저해에 직접적인 관련이 있는 GABA 등 기능성 성분의 소실에 의한 것으로 판단된다.
또한 α-글루코시다아제에 대한 저해능을 살펴보면, 실시예 4의 α-글루코시다아제 저해활성이 71.92%로 가장 우수하였으며, 실시예 5는 55.26%로 실시예 4 보다 16.66% 감소하였으나, 실시예 1에 비해 28.54% 증가하여 당질 대사 저해에 효과적임을 확인하였다.

Claims (5)

  1. 뽕잎 발효물을 포함하는 음료 조성물로서,
    조성물 총 중량에 대하여 뽕잎 발효물 20~30중량%, 결정과당 0.1~0.5중량% 및 사과 농축액 0.05~0.5중량%를 함유하는 음료 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 뽕잎 발효물은 뽕잎, 현미 추출물 및 정제염을 혼합한 혼합물을 호기성 유산균 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulance)로 발효시켜 제조한 것임을 특징으로 하는 음료 조성물.
  5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서, 상기 조성물은 당뇨, 비만 또는 과혈당증을 예방하기 위한 것임을 특징으로 음료 조성물.
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