KR101321611B1

KR101321611B1 - 구절초 및 진주조개껍질을 함유한 기능성 식초 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101321611B1
Application number: KR1020120021329A
Authority: KR
Inventors: 안용근
Original assignee: (주)그린팜테크; 충청대학 산학협력단
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-10-23
Also published as: KR20130099653A

Abstract

본 발명은 구절초 및 진주조개껍질을 함유하여 항고혈압활성, 통풍억제활성, 활성산소작용, 항산화 효과 또는 미백효과와 같은 기능성을 갖는 기능성 식초 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 동과, 구절초 및 조개껍질을 포함하는 기능성식초는 항고혈압활성, 통풍억제활성, 활성산소작용, 항산화 효과, 미백효과 등의 기능성을 갖는 것을 확인하였으며, 패각이 용해되어 칼슘성분을 다량 함유하고 있어, 구절초와 진주패각 생산농가와 어민의 소득증대 및 폐기 패각을 활용한 환경오염 방지, 또한 고급식초생산이라는 수입대체 효과를 기대할 수 있다.

Description

구절초 및 진주조개껍질을 함유한 기능성 식초 및 이의 제조방법{Functional vinegar containing wax gourd, Chrysanthemu zawadskii and pearl shell and the method thereof}

본 발명은 구절초 및 진주조개껍질을 함유한 기능성 식초 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본 발명은 구절초 및 진주조개껍질을 함유하여 항고혈압활성, 통풍억제활성, 활성산소작용, 항산화 효과 또는 미백효과와 같은 기능성을 갖는 기능성 식초 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

조개에는 칼슘이 다량 함유되어 있다. 칼슘은 뼈와 치아를 구성하며 신경전달물질의 작용을 도와서 신경세포의 정보를 전달하므로 부족하면 신경이 안정되지 않아서 집중력과 기억력이 떨어진다. 모자란 양은 뼈의 칼슘을 녹여서 보충하므로 골다공증이 생기고 성장기에는 키가 크지 못하게 된다. 그러나, 섭취하는 칼슘은 뼈 형태나 결합형태, 용해되기 어려운 형태가 많아서 양적으로 많이 섭취하여도 흡수율은 매우 낮으며 인이 있으면 칼슘섭취는 더 저해된다.

성장기에는 하루 0.9~1.0 g의 칼슘이 필요하며 흡수되기 좋은 상태의 칼슘도 청소년과 임산부 외에는 25~40 % 이상 흡수되지 않아서 우리나라 남자의 칼슘섭취량은 필요량의 75.85 % 여자는 66.6 %, 평균 71.0 %에 지나지 않는다. 시판 칼슘제제는 고체인 타블렛이나 캡슐로 흡수율이 낮고, 불순물이나 부작용이 있거나 비싸다. 그래서, 흡수율이 높은 용액상의 고칼슘제제가 필요하다.

조개껍질은 칼슘이 41.0 % 함유된 반면 인(PO)은 0.03 %에 지나지 않아서 조개껍질을 식초에 녹이면 흡수율이 높은 고칼슘식초를 만들 수 있다. 그러나, 칼슘식초의 원료는 일반 조개껍질보다는 진주조개 껍질이 더 좋다. 클레오파트라가 진주를 용해시킨 식초를 마셔서 아름다움을 유지하여서 최고의 미인이 마신다는 이미지, 진주를 용해시킨 최고급 식초라는 이미지를 갖기 때문이다. 굴과 전복은 진주를 만드는 조개로 전복은 한방에서는 석결명(石決明), 진주모(眞珠母)라고 한다.

동과는 살을 빼고, 피부를 희게 하고, 여드름, 기미, 주근깨를 제거하고 피부 보습효과를 내고 이뇨작용을 하여 부종을 낫게 하고 소갈증(消渴症, 당뇨병), 설사, 변비, 과민성대장증후군, 위궤양, 위염, 소화불량, 위장관 무력 등을 낫게 하고, 해독작용을 하고 종기를 낫게 하고 노화방지, 스트레스 해소, 정신안정에 효과가 있다.

구절초(九折草 Chrysanthemum zawadskii var. latilobum)는 암, 심혈관질환, 변비, 위염, 위궤양, 알레르기, 비만, 숙취, 미백, 항산화, 항균, 살충 등에 효과가 있다.

식초는 동의보감에 용종(암), 통증, 염증 등을 낫게 한다고 하였다. 현대에는 피로회복과 다이어트, 피부에 좋고, 혈전이나 동맥경화를 예방하고 혈압을 낮추고, 스트레스를 줄이고, 소화 및 식욕을 촉진하고, 칼슘 흡수를 촉진한다고 하여 마시는 음료로 발전하였다. 마시는 식초와 관련된 특허로는 솔잎식초(특허등록1009983290000(20101129)), 감식초(특허등록 1009983290000(20101129)), 사과식초(특허등록 1003303400000(20020314)), 포도식초(특허등록 1003303410000(20020314)), 오디식초(특허등록 1009203340000(20090929)), 현미식초(특허동록 1004819910000(20050330)), 상황버섯식초(특허1005001610000(20050629)), 해양심층수 식초(특허등록1007029030000(20070328)), 흑미식초(특허1008165110000(20080318)) 등이 있다. 일본에 등록된 특허로는 다시마식초(특허출원 1993-348314), 양파식초(특허출원 1992-288979), 매실식초(특허출원 2005-110576) 등이 있다.

이러한 배경하에서, 본 발명자는 종래에 알려진 기능성 보다도 더욱 우수한 기능성을 나타내는 식초를 개발하고자 예의 연구노력한 결과, 구절초와 동과의 동양의 한방적 이미지와 진주의 서구 고급이미지와 부합하는 식초를 통해 동서양 기호를 함께 충족시킬 수 있고, 또한 상기 식초에 진주조개껍질을 포함시키면 기능성 식초의 생산이 가능함을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 하나의 목적은 기능성 식초의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법으로 제조된 기능성 식초를 제공하는 것이다.

하나의 양태로서, 본 발명은(ⅰ) 동과 착즙액에 초산균을 접종하고 발효시켜서 동과 발효액을 수득하는 단계;(ⅱ) 상기 동과 발효액에 조개껍질을 가하고 용해시켜서 반응액을 수득하는 단계; 및(ⅲ) 상기 반응액에 구절초 추출액을 가하는 단계를 포함하는 기능성 식초의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 용어 "동과 착즙액"은 생동과, 건조 동과 또는 그의 분쇄물의 파쇄 추출물을 의미하며, 본 발명의 목적상 비 열처리 동과 추출물과 열처리 동과 추출물로 나눌 수 있으며, 비 열처리된 동과는 파쇄하거나 또는 착즙하여 수득한 추출물을 의미하며, 특히 생동과의 경우 동결건조하여 물에 불린 다음 파쇄 착즙하는 방법을 사용할 수 있으며, 열처리 동과는 상기 동과 착즙액을 가열한 것으로, 바람직하게는 착즙액을 80 내지 110℃에서 30분 내지 2시간 가열한 것이며, 보다 바람직하게는 동과 추출물을 100℃에서 1시간 가열한 것을 사용할 수 있으나, 동과의 종류, 착즙방법 및 가열시간 등은 특별히 이에 제한되지는 않는다.

본 발명의 용어 "동과"란, 박과의 한해살이 덩굴성 식물을 의미하는데, 형태학적으로 줄기는 굵고 단면이 사각(四角)이며, 갈색 털이 있고, 잎은 어긋나고 5~7개로 얕게 갈라진 심장 모양을 갖는데, 과육, 종자는 한방에서 이뇨제, 소갈증 해열로 사용하는 등에 사용된다.

본 발명의 용어 "초산균"이란, 발효에 의하여 알코올 또는 유산염을 탄소원으로 하여 초산을 생산할 수 있는 그람음성의 간균의 특성을 나타내는 균주를 의미하는데, 아세티(Acetobacter aceti), 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus), 아세토박터 페록시단스(Acetobacter pe-roxydans) 등을 포함한다. 본 발명의 목적상 상기 초산균은 동과 착즙액에 접종하여 동과 발효액을 제조하기 위하여 사용되는데, 바람직하게는 초산균의 종균을 그대로 접종하거나 또는 초산균 증식액을 접종하는 방식으로 접종할 수 있다. 이때, 초산균 증식액이란 초산균의 종균을 배양하여 수득한 배양산물을 의미하는데, 바람직하게는 초산균의 종균을 에탄올을 포함하는 배지에서 배양하여 수득한 배양산물이 될 수 있고, 보다 바람직하게는 초산균의 종균을 에탄올과 동과 착즙액을 포함하는 배지에서 배양하여 수득한 배양산물이 될 수 있으며, 가장 바람직하게는 초산균의 종균을 1 내지 10 중량부의 에탄올과 80 내지 90 중량부의 동과 착즙액을 포함하는 배지에서 배양하여 수득한 배양산물이 될 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다. 아울러, 상기 초산균을 동과 착즙액에 접종한 후에 배양하는 조건은 특별히 이에 제한되지 않으나, 바람직하게는 30~40℃에서 5~10일간 배양할 수 있다.

본 발명의 용어 "조개껍질"은 탄산칼슘을 구성성분으로 하고 있는 어업 부산물로서, 굴, 꼬막, 바지락, 가리비, 전복 등의 껍질(패각)을 포함한다. 본 발명의 목적상, 진주를 생산하는 조개인 진주조개 패각이 사용될 수 있으며, 본 발명에서 조개껍질은 분쇄하거나 채취한 형태 그대로를 사용할 수 있으며, 100리터를 기준으로 분쇄한 조개껍질을 0.1 내지 5%, 바람직하게는 1 내지 2%의 함량이 되도록 가하고 상기 초산발효 식초액으로 나머지를 채우고 정치하거나 서서히 교반하여 용해시켜서 식초로 사용하며, 조개껍질의 종류, 분쇄방법, 사용형태, 용해방법 등은 특별히 이에 제한되지는 않는다.

본 발명의 용어, "진주조개껍질"은 예로부터 한방에서 널리 사용되어 왔으며, 중국에서 2천년 전부터 사용되어온 약재이다. 또한 최고의 미용품, 최고의 자양건강보건약품으로 알려져 있으며, 한국, 중국 및 일본의 전통한방 학자들은 진주분을 이용하여 인간의 질병을 치료하여 왔다. 진주의 성분 가운데 약리작용을 나타내는 칼슘을 섭취할 경우 뼈를 강화하고 혈압을 저하시키며 항암작용을 한다고 알려져 있다. 그 종류로는 굴껍질, 전복껍질이 있으며, 특별히 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 용어 "전복껍질"은 생약명으로는 석결명이라고 한다. 전복조개 껍질의 바깥은 탄산칼슘이 주성분인 방해석 층이고, 전복조개 껍질 안쪽의 진주층은 아라고나이트라고 불리는 탄산칼슘 층이며, 이들은 콘키올린이란 단백질에 의하여 층층으로 연결되어 있다. 전복껍질에 효능으로는 평간(平肝), 해열, 시력증진, 두통, 현기증, 경련, 청맹(녹내장), 외상출혈, 야맹증, 백내장, 피로회복에 효험이 있으며, 약리작용으로는 진정작용. 혈압낮춤작용 및 콜린에스테라제 억제작용 등을 나타낸다.

본 발명의 기능성 식초는 풍미 및 기능성을 강화시키기 위하여 아스코르브산, 당류 등의 당업계에서 공지된 부가성분을 추가로 포함할 수 있는데, 예를 들어 0.1~2 중량부의 아스코르브산 또는 3~25 중량부의 당류를 추가로 포함할 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다.

본 발명에서 당류는 탄수화물 중에 비교적 분자가 작고, 물에 녹아서 단맛이 나는 화합물을 말하며, 포도당, 과당, 갈락토스 등이 이에 속하며, 특별히 이에 제한되지는 않는다.

본 발명의 용어 "구절초 추출액"이란, 구절초를 추출하여 수득한 추출물을 의미하는데, 본 발명의 목적상, 구절초 추출물은 생구절초, 건조 구절초 또는 그의 분쇄물을 물, C1 내지 C4의 알콜(메탄올, 에탄올, 부탄올 등) 또는 이들의 혼합 용매 등으로 추출하여 수득한 결과물이 될 수 있고, 바람직하게는 생구절초, 건조 구절초 또는 그의 분쇄물을 고온의 물로 추출하여 수득한 결과물이 될 수 있으나, 구절초와 용매의 비율, 가열온도 등은 특별히 이에 제한되지는 않는다. 특히, 건조 구절초를 사용하는 경우에는 추출하기 전에 저온의 물에 침지하여 불리는 단계를 추가로 포함할 수도 있고, 추출액을 여과하여 고형성분을 제거하는 단계를 추가로 포함할 수도 있는데, 이때, 추출 온도, 추출 시간, 여과방법 등은 특별히 이에 제한되지 않으나, 80-110 ℃의 추출온도, 1 내지 5시간의 추출시간, 여과지, 여과필터, 부직포 등을 사용한 자연 여과방법, 가압여과방법 등을 사용할 수 있다. 아울러, 상기 구절초 추출액은 추출액, 추출액의 희석액 또는 농축액, 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 및 이들의 조정제물 또는 정제물 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 추출물은 초음파 추출법, 여과법 및 환류추출법 등 당업계의 통상적은 추출방법을 사용하여 수득할 수 있고, 사용된 구절초는 상업적으로 판매되는 것을 구입하여 사용하거나, 자연에서 채취 또는 재배된 것을 사용할 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다. 바람직하게는 구절초 추출액은 구절초를 열수추출한 것이 바람직하며, 특별히 이에 제한되지 않으며, 보다 바람직하게는 구절초 추출액은 1~10%(w/v) 건조 구절초를 물에 침지하고 1 내지 5시간 가열하여 수득하는 것이 바람직하나, 특별히 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 용어 "구절초"란 한국의 전지역, 중국 북부, 몽고, 일본 규슈에 분포하는 야생식물로 국화과에 속하는 다년생 초본을 의미하는데, 전초와 꽃은 폐렴, 기관지염, 기침, 감기, 방광질환 부인병, 냉증, 위장병 및 고혈압 등에 사용되며 대한민국 식품공전에 식품의 원료로 등재된 인체에 안전한 식물로 알려져 있다. 본 발명의 목적상 상기 구절초는 기능성 식초에 기능성을 부여하기 위한 첨가성분인 구절초 추출액의 제조에 사용될 수 있는데, 이때 사용되는 구절초는 특별히 이에 제한되지 않으나, 구절초(Chrysanthemu zawadskii var. latilobum), 포천구절초(Chrysanthemum zawadskii var. tenuisectum), 한라구절초(Chrysanthemum zawadskii subsp. coreanum), 낙동구절초(Chrysanthemum zawadskii subsp. Naktongense), 바위구절초(Chrysanthemum zawadskii var. alpinum) 등을 사용할 수 있다.

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 기능성 식초를 제공한다.

비열처리된 동과 착즙액을 사용하여 본 발명의 실험방법으로 제조된 기능성식초는 항고혈압 활성을 나타내는 안지오텐신(angiotensin) 전환효소 활성이 21.7%을, 기능성식초는 76.5%로 3배 이상 증가하였으며(표 7), 통풍억제효소 크산틴산화효소(xanthine oxidase) 활성이 구절초 추출액에서는 28.2%, 기능성 식초는 35.5%을 나타내었으며(표 8), 활성산소 작용을 하는 SOD-유사활성(superoxide dismutase)이 구절초 추출물의 경우 14.5%, 기능성식초는 66.6%로 상승한 것으로 나타났다(표 9). 또한, 항산화 활성은 열처리된 동과 착즙액은 23.2%을, 기능성 식초는 36.0%을 나타냈고(표 10), 미백효과를 나타내는 티로시나제 활성이 구절초 추출액은 9.2%을, 기능성 식초는 25.1%로 나타났다(표 11). 이와 같이 동과나 구절초 단독일 경우보다 각각의 성분들끼리의 상호작용, 초산이나 칼슘에 의한 영향으로 상승작용을 나타냄을 확인하였다.

본 발명의 동과, 구절초 및 조개껍질을 포함하는 기능성식초는 항고혈압활성, 통풍억제활성, 활성산소작용, 항산화 효과, 미백효과 등의 기능성을 갖는 것을 확인하였으며, 패각이 용해되어 칼슘성분을 다량 함유하고 있어, 구절초와 진주패각 생산농가와 어민의 소득증대 및 폐기 패각을 활용한 환경오염 방지, 또한 고급식초생산이라는 수입대체 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 동과, 구절초와 조개껍질을 포함하는 기능성 식초를 생산하는 모식도이다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 재료의 준비

굴껍질 분말은(주)해성의 20 kg 단위 소성분말제품을 사용하였다. 함유 성분은 산화칼슘(CaO) 51.6 %, 인산(PO) 0.03 %, 칼륨(KO) 0.04 %, 규소 3.54 %, 고토(MgO) 0.31 %이다. 꼬막 분말은(주)드림라임의 식품용 분말을 사용하였다. 전복껍질은 전남 완도군의(주)글로리아 수산에서 나온 양식 껍질을 세척하여 사용하였다.

동과는 2011년 충북 청원군 현도면 죽전리에서 재배한 것을 신성 36호 민서기로 파쇄 착즙하여 사용하였다. 동결건조는 충북 진천군 덕산면에 소재한(주)천수용의 설비를 이용하여 3마력 진공펌프로 10torr의 압력으로 20시간 건조하였다.

구절초는 2011년(주)그린팜테크가 충북 영동군 양산면에서 생산한 천일건조 전초를 절단하여 사용하였다.

실시예 2: 구절초진주식초생산 조건의 확립

실시예 2-1 : 원료의 전처리

동결건조한 동과를 4℃의 물에 침지하여 12시간동안 불리고, 신성 36호 민서기로 파쇄 착즙하여 수득한 동과 착즙액을 비열처리 동과액으로 사용하고, 상기 비열처리 동과액을 1시간동안 100℃로 가열 및 여과한 것을 열처리 동과액으로 사용하였다.

또한, 건조된 구절초를 4℃의 물에 침지하여 12시간동안 불리고, 5%(w/v)가 되도록 물과 혼합한 다음, 100℃에서 2시간동안 가열하고, 이를 부직포로 여과하였으며, 상기 여과액을 10%(w/v)가 되도록 농축한 것을 구절초 착즙액으로 사용하였다.

실시예 2-2: 동과식초의 제조

100ℓ를 기준으로 에탄올 5㎏과 열처리 동과액에서 배양한 초산균(Acetobactor pasterianus) 종초 10ℓ 및 열처리 동과액 85ℓ를 가하여 밀폐용기에 넣고 밸브를 조절하여 컴프레서로 공기를 3 기압으로 가하면서 서서히 교반하며 공기가 약간씩 배출되게 하여 30 ℃에서 초산농도가 5.0%로 될 때까지 약 일주일간 발효시켰다.

실시예 2-3: 조개껍질 용해율

50㎖ 플라스틱 용기에 0.05 내지 5%(w/v)가 되도록 조개껍질(굴껍질분말, 꼬막껍질 분말 또는 전복껍질) 시료를 가한 다음조개껍질(굴껍질분말, 꼬막껍질 분말 또는 전복껍질) 시료와 상기 실시예 2-2에서 제조한 열처리 동과액 식초 4.5%짜리를 가하여 50㎖로 만들어서 20℃에서 1개월간 정치시키고, Whatman No 1 여과지로 여과하였으며, 105℃의 온도로 하룻밤동안 건조하여 건조물을 수득하고, 이의 중량을 측정하여 조개껍질 용해율을 산출하였다(표 1).

조개껍질 시료의 농도에 따른 용해도(%)

Shell Conentration %	5	4	3	2	1	0.5	0.2	0.1	0.05
Ask shell	77.8	91.8	94.2	96.6	98.4	99.2	99.2	99.3	99.4
Oyster shell	86.0	92.2	94.5	96.6	97.2	97.4	97.5	97.7	97.8
Ear shell	74.6	90.0	93.8	95.6	98.2	98.8	99.2	99.2	99.3

상기 표 1에서 보듯이, 굴껍질분말, 꼬막껍질 분말 및 전복껍질을 산도 5 %의 동과식초에 가하여 1개월 후 용해도를 분석한 결과 서로 비슷한 결과를 보였다. 즉, 동과식초에 0.05 내지 2%(w/v)의 조개껍질 시료를 가한 경우에는 95%(w/v)이상의 용해율로 조개껍질이 용해되었으나, 3 내지 4%(w/v)가 되도록 가한 경우에는 90 이상 95%(w/v)미만의 용해율로 용해되었으며, 5%(w/v)가 되도록 가한 경우에는 90%(w/v)미만의 용해율로 용해되었다.

특히, 굴껍질은 97 % 이상은 용해되기 힘들었고 꼬막껍질과 전복껍질은 0.2 % 이하에서는 99 % 이상 용해되었다. 1 %에서 꼬막껍질은 98.4 %, 굴껍질은 98.2 %, 전복껍질은 97.2 %, 2 %에서 꼬막껍질과 굴껍질은 96.6 %,전복껍질은 95.8 % 용해되었다. 5 %에서 꼬막껍질은 77.8 %, 전복껍질은 74.6 %, 굴껍질은 86 % 용해되었다.

실시예 2-4: pH 분석

pH는 Beckman 34 pH 미터(미국)로 측정하였다(표 2).

조개껍질 시료의 농도에 따른 동과식초의 pH 변화

Shell Concentration %	5	4	3	2	1	0.5	0.2	0.1	0.05
Ask shell	6.02	5.61	5.33	4.86	4.54	4.26	3.96	3.91	3.70
Oyster shell	5.99	5.67	5.28	4.89	4.55	4.32	3.99	3.80	3.70
Ear shell	6.02	5.83	5.35	4.95	4.55	4.33	4.02	3.84	3.66

상기 표 2에서 보듯이, 동과식초에 조개껍질을 용해시킨 용액의 pH는 0.05 % 녹았을 때는 3.66~3.70, 1 % 녹았을 때는 4,54~4,55, 5 % 녹였을 때는 5.99~6.07을 나타냈다.

실시예 2-5 : 산도 측정

산도는 식품공전(한국식품공업협회 2007)에 따라 시료 10 mL를 취하여 물 90 mL를 넣고 그 중 20 mL를 취하여 페놀프탈레인을 가하여 0.1 N NaOH로 적정하였다(표 3).

조개껍질 시료의 농도에 따른 동과식초의 산도변화

Shell Concentration %	5	4	3	2	1	0.5	0.2	0.1	0.05
Ask shell	0.50	0.61	0.21	1.20	3.17	3.94	4.17	4.28	4.28
Oyster shell	0.70	0.33	0.20	1.17	3.00	3.56	3.83	4.06	4.44
Ear shell	0.70	0.05	0.20	1.11	3.22	3.67	3.89	4.17	4.17

상기 표 3에서 보듯이, 조개껍질을 첨가하지 않은 것은 산도는 4.5도이나 조개껍질 1 %를 용해시킨 것은 3.00~3.22, 5 %를 용해시킨 것은 0.5~0.7을 나타냈다. 이것은 다음과 같은 중화반응으로 산도가 저하하기 때문인데 4 % 이상에서 예상과 달리 모두 산도가 증가한 것은 침전이 생겨서 반응이 순조롭지 못하였기 때문이다.

CaCO(조개껍질) + CHCOOH(초산) → Ca(CHCOO)(아세트산칼슘) + HO(물) + CO(이산화탄소)

이상의 결과로부터 산도 4.5 %인 식초는 조개껍질을 3 % 이하로 넣어 용해시키는 것이 바람직한 것으로 나타났다.

실시예 2-6: 구절초 추출액의 초산발효 저해 작용

구절초는 항균작용을 나타내므로 초산균을 억제하여 초산발효에 지장을 줄 수 있으므로 구절초가 초산발효에 미치는 영향을 조사하고자 하였다.

구체적으로, 에탄올 12.5㎖, 열처리 동과 착즙액 125㎖ 및 초산균(Acetobactor pasterianus)을 배양한 종초 25㎖를 가하고, 0 내지 1.25㎖(0 내지 0.5%(v/v))의 구절초 착즙액을 가하고, 나머지를 물로 채워 전체 부피를 250㎖로 맞춘 다음, 30 ℃에서 진탕배양기로 일주일간 발효시킨 후 산도를 측정하였다(표 4). 저해율은 구절초를 가하지 않고 발효시킨 것의 산도를 100%로 하여 상대적인 값을 %로 나타냈다.

동과식초 발효과정에서의 구절초에 의한 저해율

Chrysanthemum zawadskii var. latilobum %	0.0	0.003	0.007	0.015	0.03	0.06	0.12	0.25	0.5
Acidity	4.5	4.4	4.3	4.2	4.1	3.8	3.5	3.1	2.8
Inhibition rate %	0.0	2.2	4.4	6.7	8.9	15.6	22.2	31.1	37.8

상기 표 4에서 보듯이, 구절초 추출액이 1 % 들어 있으면 44.4 % 0.12 %를 들어 있으면 22.2 %의 저해율을 나타냈다. 이 결과에 따라 초산발효가 끝난 다음 구절초 추출액을 가하는 도 1의 공정을 수립하였다.

실시예 3: 구절초진주식초의 생산 및 특성분석

실시예 3-1: 구절초진주식초의 생산

실시예 2-1의 방법으로 생산된 열처리 동과액에 조개껍질 1 또는 2%(w/v)를 가하여 용해시키고, 부가적으로 아스코르브산 0.5 또는 1.5%와 당류 7 또는 21%를 첨가하여 각각의 구절초진주식초를 생산하고, 이들의 산도와 pH는 상기의 방법과 동일하게 측정하였고, 칼슘은 과망간산법으로 적정하여 정량하였다. 인은 Bartlett법으로 정량하였다(안용근. 생화학실험법, 67-68, 72-74, 양서각 1995)(표 5).

구절초진주식초의 조성(%)

Materials	Acidity	pH	Calcium	Phos- phorus	Ascorbic acid	Fructose	Fructooligo- saccharide	Sugar
Shell 2%	1.11	4.95	0.40	0.02	0.5	2.0	1.0	4
Shell 1%	3.22	4.55	0.78	0.02	1.5	5.0	5.0	11

상기 표 5에서 보듯이, 1% 조개껍질을 포함하는 구절초진주식초는 산도 때문에 3배 물에 타서 마시는 조합이고, 2% 조개껍질을 포함하는 구절초진주식초는 산이 중화되어 직접 마실 수 있는 조합이다. 당은 신맛을 누르고 단맛을 보강하기 위하여 가하고, 비타민 C는 신맛을 우아하게 만들면서 영양성분을 보강하기 위하여 가한다. 칼슘 분석결과 1% 조개껍질을 포함하는 구절초진주식초는 0.4%의 칼슘함량을 나타내었고, 2% 조개껍질을 포함하는 구절초진주식초는 0.78 %의 칼슘함량을 나타내었다. 인은 주성분인 동과의 함유량 0.02 %에서 벗어나지 않았다.

실시예 3-2: 구절초진주식초와 시판식초의 산도와 pH 비교

기능성식초와 시판식초의 비교 실험에서의 산도 및 PH 측정은 상기 실시예와 동일한 방법으로 실시하였다(표 6).

구절초진주식초와 시판품식초의 산도와 pH

Vinegar	Name	Acidity		pH
		Indicated	Analyzed
commercial	Blue Japanese apricot vinegar(Kwangya)	1.89		3.06
	Saengi pomegranate vinegar(Kwangya)	2.44		3.43
	Red vinegar pomegranate(Chungjungone)	2.2	2.44	3.57
Chrysanthemum zawadskii var. latilobum shell	Shell 2%	1.11		4.95
	Shell 1%	3.22		4.55

상기 표 6에서 보듯이, 조개껍질을 1 % 및 2 % 가하여 제조한 식초와 시판(주)광야와(주)청정원 식초의 산도는 표 6과 같이 2.0도 전후이다. 본 결과에서 조개껍질 1 %를 가한 식초의 산도는 3.22로 시판제품보다 강하지만 pH는 4.55로 시판품 보다 높다. 즉, 시판품 보다 산이 많은데도 유리 수소이온이 시판품 보다 적기 때문에 신맛이 덜 느껴지는 것이다. 결합형으로 존재하는 것이 많아서 완충작용을 하기 때문이다. 시판 마시는 식초는 시어서 4배 희석하여 마시라고 권하며 당을 30 % 정도 첨가하였다. 희석하여도 시기 때문에 단맛으로 신맛을 누르기 위해서이다. 그래서 당뇨병등을 가진 사람에게는 해롭다. 조개껍질을 2 % 용해시킨 식초는 희석하지 않고도 마실 수 있으므로 이런 문제가 해결되고 식초 소비량이 늘어나서 매출액을 증가시킬 수 있다.

실시예 3-3: 구절초진주식초의 안지오텐신(Angiotensin) 전환효소 저해활성 분석

Cushman등의 방법(Lee 등, 2011, Korean J Food Nutri., 24:153-158)을 일부 변형하여 측정하였다. 열처리 동과 착즙액, 비열처리 동과 착즙액, 구절초 추출액, 구절초진주식초 시료 50 ㎕를 감압건조 한 후 다시 50 ㎕로 정용한 다음 흡광도 영향 물질을 제거하기 위하여 시료액에 동일 양의 에틸아세테이트를 처리하여 상징액을 제거하였다. 여기서 얻은 여과액 60 ㎕를 rabbit lung powder에서 추출한 ACE 용액(100 mU/mL) 30 ㎕와 기질용액(pH 8.3의 100 mM 붕산완충액에 500 mM NaCl과 6.5 mM Hip-His-Leu을 녹인 것) 300 ㎕를 섞은 후 37 ℃에서 30분간 반응시킨 다음 0.5 N HCl로 반응을 정지시켜 228 nm의 흡광도로 마뇨산(hippuric acid)의 양을 측정하여 대조구와 활성을 비교하였다. 1 unit는 37 ℃에서 1분 동안에 HHL로부터 1 umol의 마뇨산(hippuric acid)을 생성하는 양으로 하였다(표 7).

ACE 저해활성(%) =(C-T / C-B) x 100

동과 착즙액, 구절초 추출물 및 기능성식초의 ACE 저해 활성

원료		ACE inhibitory activity(%)
동과 착즙액 10%	비열처리	21.7(±0.3)
	열처리	16.1(±0.8)
구절초 추출물 10%		28.8(±0.4)
구절초진주식초		76.5(±0.3)

상기 표 7에서 보듯이, 동과의 경우 열처리하지 않은 동과 착즙액은 항고혈압활성을 나타내는 안지오텐신(angiotensin) 전환효소 활성을 21.7 %을 나타났으며, 구절초 추출물은 28.8%로 동과 착즙액 보다 조금 높은 것으로 나타났다. 또한 1% 조개껍질을 포함하는 구절초진주식초에서는 항고혈압활성 측정 결과 76.5%로 3배 이상 증가한 것으로 나타났다.

실시예 3-4: 구절초진주식초의 크산틴산화효소(xanthine oxidase) 저해활성 분석

Lee 등의 방법(Lee 등, 2011, Korean J Food Nutri., 24:153-158)에 따라 측정하였다. 0.1 M 인산칼륨완충액(pH 7.5) 600 ㎕에 시료 1 ㎎/㎖을 용해시킨 용액 100 ㎕를 가하고 1 mM 크산틴(xanthine)을 용해시킨 기질 용액 200 ㎕를 첨가하였다. 여기에 크산틴산화효소(xanthine oxidase, 0.2 unit/㎖) 100 ㎕를 가하여 37 ℃에서 5분간 반응시킨 후 1 N HCI 200 ㎕를 가하여 반응을 정지시키고 12,000 rpm으로 10분간 원심분리하여 단백질을 제거하고 생성된 요산을 292 ㎚에서 측정하였다(표 8).

크산틴산화효소 저해 활성(%)= [1-A(시료구)-B(Blank)/C(대조구)]

동과 착즙액, 구절초 추출물 및 기능성식초의 크산틴산화효소 저해 활성

원료		XOD inhibitory activity(%)
동과 착즙액 10%	비열처리	n.d.
	열처리	n.d.
구절초 추출액 10%		28.2(±0.6)
구절초진주식초		35.5(±0.5)

상기 표 8에서 보듯이, 구절초 추출물의 경우 동과 착즙액에 없는 통풍억제효소 크산틴산화효소의 활성이 28.2%로 나타났고, 1% 조개껍질을 포함하는 구절초진주식초의 경우에는 35.5 %로 나타났다.

실시예 3-5: 구절초진주식초의 SOD - 유사활성 분석

Marklund 등의 방법((Lee 등, 2011, Korean J Food Nutri., 24:153-158)에 따라 시료액 20 ㎕에 55 mM 트리-카코딜산 버퍼(Tris-cacodylic acid buffer, TCB, pH 8.2)를 가하여 균질화하고 원심분리하여 상징액을 pH 8.2로 조정한 후 TCB로 50 ㎕를 만든 후 시료로 사용하였다. 시료액 950 ㎕에 50 ㎕의 24 mM 피로갈롤(pyrogallol)를 첨가하여 420 ㎚에서 초기 2분간의 흡광도 증가율을 측정하여 시료액 무첨가구와 비교하였다. SOD 유사 활성은 아래식에서 구하였다(표 9).

SOD-like activity(%) =(A-B) / A x 100

동과 착즙액, 구절초 추출물 및 기능성식초의 SOD-유사활성

원료		SOD-like activity(%)
동과 착즙액 10%	비열처리	n.d.
	열처리	20.5(±1.9)
구절초 추출물 10%		14.5(±0.7)
구절초진주식초		66.6(±0.6)

상기 표 9에서 보듯이, 열처리 동과 착즙액은 비열처리 동과 착즙액에는 없었던 활성산소 작용을 하는 과산화물제거효소(superoxide dismutase, SOD) 활성이 20.5 % 나타났고, 구절초 추출물의 경우에는 14.5 %의 활성이 나타났다. 한편, 1% 조개껍질을 포함하는 구절초진주식초에서는 과산화물제거효소의 활성이 66.6 %로 상승한 것으로 나타났다.

실시예 3-6: 구절초진주식초의 항산화 활성(Antioxidant activity) 분석

Blois와 Lee등의 방법(Lee 등, 2011, Korean J Food Nutri., 24:153-158)에 따라 1,1-디페닐-2-피크릴히드라질(DPPH, 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl)의 환원력을 이용하였다(Lee 등 2011). 시료 0.2 ㎖에 DPPH 용액 에탄올 100 ㎖에(DPPH 12.5 mg을 용해시킨 것) 0.8 ㎖을 가한 후 10분간 반응시키고 525 ㎚에서 흡광도를 측정하여 대조구와 비교하였다(표 10).

항산화 활성(%) = [1-{T _10min -(T _0min -Control)/control}]x100

동과 착즙액, 구절초 추출물 및 기능성식초의 항산화 활성 측정

원료		Antioxidant activity(%)(DPPH)
동과 착즙액 10%	비열처리	5.23(±0.4)
	열처리	23.2(±21)
구절초 추출액 10%		3.2(±0.5)
구절초진주식초		36.0(±0.5)

상기 표 10에서 보듯이, 비열처리 동과 착즙액의 경우 항산화 작용이 5.23 %으로 나타났고, 열처리 동과 착즙액은 항산화 효소 활성이 5배 증가하였으며, 구절초추출액은 항산화 활성이 3.2 %로 나타났다. 한편 1% 조개껍질을 포함하는 구절초진주식초에서는 36.0 %로 높은 상승률을 보이고 있다.

실시예 3-7: 구절초진주식초의 티로시나이제(Tyrosinase) 저해활성 분석

시료 500 L에 5 mM L-DOPA 200 ㎕, 0.1M 인산완충액(pH 6.0) 800 ㎕를 혼합한 후 tyrosinase 11 unit를 첨가하여 35 ℃에서 2분간 반응시킨 다음 475 ㎚에서 흡광도를 측정하여 대조구와 비교하여 계산하였다(표 11).

티로시나이제 저해활성(%) : {Control-(Test-Balk)/Control}x100

동과 착즙액, 구절초 추출물 및 기능성식초의 티로시나아제 저해 활성 측정

원료		Tyrosinase inhibitory activity(%)
동과 착즙액 10%	비열처리	5.5(±0.3)
	열처리	7.1(±0.8)
구절초 추출액 10%		9.2(±0.2)
구절초진주식초		25.1(±0.4)

상기 표 11에서 보듯이, 미백효과를 나타내는 티로시나제는 비열처리된 동과 착즙액에 경우 5.5 % 활성을 나타냈으며, 구절초 추출액의 경우 9.2%로 나타났다. 또한 1% 조개껍질을 포함하는 구절초진주식초에 경우에는 25.1 %로 동과 착즙액이나 구절초 추출액 단독일 경우보다 상승한 것으로 나타났다.

실시예 3-8: 구절초진주식초의 항암활성 분석

24-웰 플레이트의 각 웰에 0.1 x 10⁶의 A549 인간폐암상피세포주가 함유된 세포배양배지 현탁액 500㎕를 분주하고, 37℃에서 하룻밤동안 배양하였다. 이어, 배지를 제거하고, 다양한 농도(1, 5 또는 10%)의 열처리 동과 착즙액, 비열처리 동과 착즙액, 구절초 추출액 또는 1% 조개껍질을 포함하는 구절초진주식초를 포함하는 배지를 분주하고, 서로 다른 시간(48 또는 72시간) 동안 배양하였다. 배양이 종료된 후, 상기 세포에 트립신을 처리하여 각 세포 현탁액을 수득하고, 생존하는 세포를 계수하였다(표 12).

처리시간 및 농도에 따른 인간폐암상피세포주의 사멸율

처리시간	농도	세포 사멸율(%)
처리시간	농도	열처리 동과 착즙액	비열처리 동과 착즙액	구절초 추출액	구절초 진주식초
48시간	1%	20	50	28	66
	5%	50	76	72	100
	10%	67	74	75	100
72시간	1%	25	0	50	100
	5%	42	18	92	100
	10%	80	53	100	100

상기 표 12에서 보듯이, 본 발명의 구절초진주식초는 이의 각 원료보다도 월등하게 우수한 항암활성을 나타냄을 확인하였다.

Claims

(ⅰ) 동과 착즙액에 초산균을 접종하고 발효시켜서 동과 발효액을 수득하는 단계;
(ⅱ) 상기 동과 발효액에 조개껍질을 가하고 용해시켜서 반응액을 수득하는 단계; 및
(ⅲ) 상기 반응액에 구절초 추출액을 가하는 단계를 포함하는 기능성 식초의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 동과 착즙액은 열처리 동과 착즙액 또는 비열처리 동과 착즙액인 것인 기능성 식초의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 초산균은 아세초박터 아세티(Acetobacter aceti), 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus) 또는 아세토박터 페록시단스(Acetobacter pe-roxydans)인 것인 기능성 식초의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 발효는 30 내지 40℃에서 5 내지 10일간 수행되는 것인 기능성 식초의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 조개껍질의 함량은 동과 발효액 기준으로 0.1 내지 5%인 것인 기능성 식초의 제조방법.
제1항에 있어서,
아스코르브산 또는 당류를 가하는 단계를 추가로 포함하는 것인 기능성 식초의 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 아스코르브산의 함량은 0.1 내지 2 중량부이고, 당류의 함량은 3 내지 25 중량부인 것인 기능성 식초의 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 당류는 포도당, 과당 또는 갈락토스인 것인 기능성 식초의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 구절초 추출액은 열수 추출액, 에탄올 추출액, 초음파 추출액 및 환류 추출액으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 기능성 식초의 제조방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 기능성 식초.