KR101326323B1

KR101326323B1 - 항비만 효능이 있는 토마토 발효 식초의 제조방법

Info

Publication number: KR101326323B1
Application number: KR1020120053065A
Authority: KR
Inventors: 서권일; 이미경
Original assignee: 순천대학교 산학협력단
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2013-11-11

Abstract

본 발명은 항비만 효능이 있는 토마토 발효 식초의 제조방법에 관한 것으로서, 세척된 토마토를 분쇄하는 분쇄단계(제1단계)와, 상기 제1단계에서 분쇄된 토마토에 당도가 8~20°brix가 되도록 당을 첨가하는 당첨가단계(제2단계)와, 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토에 Saccharomyces cerevisiae 균주를 접종하여 25~35℃에서 2~5일동안 정치 배양하여 주모를 제조하는 주모제조단계(제3단계)와, 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 접종하고 25~35℃에서 4~8일 동안 발효하는 알코올발효단계(제4단계)와, 상기 제4단계에서 알코올발효된 알코올발효액을 65~80℃에서 5~20분 동안 살균하는 살균단계(제5단계)와, 상기 제5단계에서 살균된 알코올발효액을 원심분리 및 여과하는 원심분리 및 여과단계(제6단계)와, 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액에 아세트산균(Acetobacter sp.)을 접종하여 25~35℃에서 200~300rpm으로 5~10일 동안 진탕 배양하여 종초를 제조하는 종초제조단계(제7단계)와, 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토 여과액에 상기 제7단계에서 제조된 종초를 접종하고 25~35℃에서 200~300rpm으로 교반하여 10~15일 동안 발효하는 초산발효단계(제8단계)와, 상기 제8단계에서 초산발효된 초산발효액을 65~80℃에서 5~20분 동안 살균하고 여과하는 살균 및 여과단계(제9단계)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기의 방법으로 제조된 항비만 효능이 있는 토마토 발효 식초는 과잉 토마토 산물을 이용하여 2단계 발효를 진행하여 토마토 발효 식초를 제조함으로써, 단기간에 대량생산이 가능하고 실온에서 2년 이상 저장 가능하며, 토마토의 다양한 생리활성 물질들을 함유하고 있으며, 항비만 효과 또한 우수하여 기능성 식품소재로 활용가능하다.

Description

항비만 효능이 있는 토마토 발효 식초의 제조방법{THE MANUFACTURING METHOD OF TOMATO FERMENTATION VINEGAR HAVING ANTI-OBESITY FUNCTIONAL}

본 발명은 항비만 효능이 있는 토마토 발효 식초의 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 세척된 토마토를 분쇄하는 분쇄단계(제1단계)와, 상기 제1단계에서 분쇄된 토마토에 당도가 8~20°brix가 되도록 당을 첨가하는 당첨가단계(제2단계)와, 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토에 Saccharomyces cerevisiae 균주를 접종하여 25~35℃에서 2~5일 동안 정치 배양하여 주모를 제조하는 주모제조단계(제3단계)와, 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 접종하고 25~35℃에서 4~8일 동안 발효하는 알코올발효단계(제4단계)와, 상기 제4단계에서 알코올발효된 알코올발효액을 65~80℃에서 5~20분 동안 살균하는 살균단계(제5단계)와, 상기 제5단계에서 살균된 알코올발효액을 원심분리 및 여과하는 원심분리 및 여과단계(제6단계)와, 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액에 아세트산균(Acetobacter sp.)을 접종하여 25~35℃에서 200~300rpm으로 5~10일 동안 진탕 배양하여 종초를 제조하는 종초제조단계(제7단계)와, 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토 여과액에 상기 제7단계에서 제조된 종초를 접종하고 25~35℃에서 200~300rpm으로 교반하여 10~15일 동안 발효하는 초산발효단계(제8단계)와, 상기 제8단계에서 초산발효된 초산발효액을 65~80℃에서 5~20분 동안 살균하고 여과하는 살균 및 여과단계(제9단계)로 이루어지는 것이다.

토마토는 가지과(Lycopersicon esculentum Mil)에 속하는 일년생 작물로써 남미 안데스산맥이 원산지이다. 유럽과 미국뿐만 아니라 아시아와 아프리카까지 전 세계적으로 널리 애용되고 있으며, 현재 우리나라에서도 기후풍토가 적합하여 전국적으로 재배하고 있다. 토마토는 예로부터 눈물샘 경화, 두통, 급성 하혈, 염증 등에 효과가 좋다고 알려져 있다. 이러한 토마토에는 비타민, 유기성분, 유리아미노산 및 식이섬유들을 풍부하게 함유하고 있어 노화방지, 퇴행성 질환억제, 면역강화 등의 기능성이 있으며, lycopene, quercetin, β-carotene, caffeic acid, phytoene 등과 같은 생리 활성 물질들이 함유되어 있다고 보고되어 있다.

현재 토마토의 생산면적은 2000년 이후 급격히 증가하여 2007년까지 7,353 ha로 전년보다 약 11% 증가하였고, 더불어 생산량도 10.7% 증가한 479,851톤으로 나타났다. 그러나 토마토는 가격 호조로 인하여 작목을 전환한 농가가 증가되고, 재배면적이 확대됨에 따라 소비량에 비해 생산량이 가중화 되었으며, 수확시기에 맞춰 전량 소비가 불가능해져 과잉산물로써 문제가 제기되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 토마토를 이용한 가공 제품의 개발이 이루어져 오고 있으나, 주스, 페이스트, 케찹 등 단순 가공 수준의 식품으로만 개발되고 있어 이는 수확기에 생산량의 전량을 소비하기에는 역부족인 실정이다. 따라서 소비 확대와 신수요 창출을 위한 기능성이 강화된 다양한 토마토 가공품의 연구 개발이 요구된다.

식초는 동서양을 막론하고 대표적인 조미료로 우리나라에서 장류 다음으로 많이 애용되고 있다. 식초의 주된 성분은 초산으로 소량의 휘발성 또는 비휘발성의 유기산, 당류, 아미노산 및 ester 등을 함유하여 독특한 방향과 신맛을 지닌. 이와 같은 성분들은 동맥경화, 고혈압 등의 성인병 예방 효과, 식중독균의 살균효과, 콜레스테롤 저하 효과, 체지방 감소 및 피로회복 등이 있다고 보고되고 있다. 식초의 종류는 크게 곡류 및 과실류 등을 주원료로 하여 만든 양조 식초와 빙초산 또는 초산을 물로 희석하여 만든 합성 식초로 분류하고 있다. 대량생산 체계의 도입 이후 양조 식초는 생산기간이 길고 일정한 품질을 유지하기 어려우며 원가가 비싸다는 문제점이 있어 저가의 합성 식초가 주를 이루어 왔다. 그러나 최근 경제 성장과 더불어 식생활 문화가 향상되면서 건강에 대한 인식이 높아지고, 합성식초에 관한 유해론이 제기되면서 천연 자원을 원료로 한 양조 식초에 대한 소비자의 관심이 높아졌다. 국내에서 감, 매실, 딸기, 사과 등과 같은 다양한 천연 과실을 이용하여 독특한 풍미를 가진 천연 양조 식초에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있으나, 토마토 식초에 관한 연구는 미비한 실정이다.

KR 10-1999-0046099 A (1999.06.25)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 발명한 것으로, 그 목적은 토마토를 이용한 토마토 발효 식초를 제조하여 항비만 음료를 개발하고자 한 것으로, 우리나라 전략 농산물 중의 하나인 토마토는 세계 각국에서 해마다 생산량이 증가하고 있고 우리나라에서도 기후풍토가 적합하여 전국에 걸쳐 재배되고 있으나 수확시기가 한정되어 있고, 수확시기에 맞추어 전량 소비가 불가능하여 항상 저장성 문제가 대두되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 1차, 2차 및 3차 가공이 절대적으로 필요한 실정이나, 우리나라에서는 토마토가 케찹, 소스, 쥬스 등의 단순 가공 수준으로 대부분이 가공되고 있을 뿐 토마토 제품에 기능성을 포함시킨 제품은 국내외를 막론하여 거의 없는 실정이다. 그리하여 본 발명에서는 토마토를 이용하여 발효 식초를 제조하는 방법을 제시하고 그 항비만 효과를 검증하여 기존 제품과는 차별화된 고 기능성 토마토 제품의 생산을 목표로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 비만 효능이 있는 토마토 발효 식초의 제조방법은 세척된 토마토를 분쇄하는 분쇄단계(제1단계)와, 상기 제1단계에서 분쇄된 토마토에 당도가 8~20°brix가 되도록 당을 첨가하는 당첨가단계(제2단계)와, 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토에 Saccharomyces cerevisiae 균주를 접종하여 25~35℃에서 2~5일 동안 정치 배양하여 주모를 제조하는 주모제조단계(제3단계)와, 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 접종하고 25~35℃에서 4~8일 동안 발효하는 알코올발효단계(제4단계)와, 상기 제4단계에서 알코올발효된 알코올발효액을 65~80℃에서 5~20분 동안 살균하는 살균단계(제5단계)와, 상기 제5단계에서 살균된 알코올발효액을 원심분리 및 여과하는 원심분리 및 여과단계(제6단계)와, 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액에 아세트산균(Acetobacter sp.)을 접종하여 25~35℃에서 200~300rpm으로 5~10일 동안 진탕 배양하여 종초를 제조하는 종초제조단계(제7단계)와, 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토 여과액에 상기 제7단계에서 제조된 종초를 접종하고 25~35℃에서 200~300rpm으로 교반하여 10~15일 동안 발효하는 초산발효단계(제8단계)와, 상기 제8단계에서 초산발효된 초산발효액을 65~80℃에서 5~20분 동안 살균하고 여과하는 살균 및 여과단계(제9단계)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 제2단계의 당첨가단계에서 당은 사과농축액인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 제4단계의 알코올발효단계에서 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토에상기 제3단계에서 제조된 주모를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 제6단계의 원심분리 및 여과단계에서 상기 살균된 알코올발효액을 200~300rpm으로 원심분리하고 0.45㎛인 여과막으로 여과하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 제8단계의 초산발효단계에서 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액에 상기 제7단계에서 제조된 종초를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 항비만 효능이 있는 토마토 발효 식초는 과잉 토마토 산물을 이용하여 2단계 발효를 진행하여 토마토 발효 식초를 제조함으로써, 단기간에 대량생산이 가능하고 실온에서 2년 이상 저장 가능하며, 토마토의 다양한 생리활성 물질들을 함유하고 있으며, 항비만 효과 또한 우수하여 기능성 식품소재로 활용가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 항비만 효능이 있는 토마토 발효 식초의 제조방법을 개략적으로 도시한 단계흐름도이다.
도 2는 알코올 발효조건 중 발효시간에 따른 알코올 함량변화 및 당도변화를 측정한 결과(A)와, 초산 발효 조건 중 초기 산도에 따른 알코올함량 변화 및 초산함량의 변화를 측정한 결과(B)이다.
도 3은 본 발명에 따른 항비만 효능이 있는 토마토 발효 식초의 Oil Red O 염색 및 정량을 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 항비만 효능이 있는 토마토 발효 식초의 제조방법을 개략적으로 도시한 단계흐름도이다.

1. 분쇄단계(제1단계)

분쇄단계는 세척된 토마토를 분쇄하는 단계로,

세척된 토마토를 0.1~10mm의 크기로 분쇄하는 것이다.

상기 세척된 토마토를 세척된 토마토를 분쇄하는 것은 하기의 당첨가단계, 알코올발효단계에서 상기 세척된 토마토에 당 및 주모가 원활하게 침투되게 하기 위함이다.

만약, 상기 세척된 토마토를 0.1mm 미만으로 분쇄할 경우에는 0.1~10mm로 분쇄할 경우와 동일한 수율 및 활성을 얻기 때문에 필요 이상의 분쇄를 하게 되어 비경제적이며, 상기 세척된 토마토를 10mm를 초과하여 분쇄할 경우에는 상기 세척된 토마토에 당 및 주모가 원활하게 침투되기 어려워서 당도조절 및 알코올발효가 원활하게 이루어지지 않을 수 있다.

2. 당첨가단계(제2단계)

당첨가단계는 상기 제1단계에서 분쇄된 토마토에 당을 첨가하는 단계로,

상기 제1단계에서 분쇄된 토마토에 당도가 8~20°brix가 되도록 당을 첨가하는 것이다.

상기 제1단계에서 분쇄된 토마토에 당도가 8~20°brix가 되도록 당을 첨가하는 것은 하기의 알코올발효단계 및 초산발효단계를 통해 과실 식초의 품질 기준인 총 산도를 4.0%이상으로 발효시키기 위함이며, 알코올 함량을 5~9% 정도가 조절하기 위한 것으로 하기의 알코올발효단계에서 알코올 함량이 높으면 하기의 초산발효단계에서 아세트산균의 활착 및 증식이 어려우므로 고농도의 알코올이 저해를 가져올 수 있기 때문이다.

만약, 상기 제1단계의 분쇄된 토마토에 당도가 8°brix 미만이 되도록 당을 첨가하게 되면 알코올 함량이 낮아 식초를 원활하게 제조하기 어려울 수 있으며, 상기 제1단계에서 분쇄된 토마토에 당도가 20°brix를 초과하도록 당을 첨가하게 되면 알코올함량이 너무 높아 하기의 초산발효단계에서 초산균의 활착 및 증식이 어려워져 식초를 원활하게 제조하기 어렵게 된다.

그리고, 상기 당은 과실농축액, 꿀, 설탕 중 하나 또는 둘 이상을 사용하는 것이다.

바람직하게는, 과실농축액 중 사과농축액을 사용하는 것이다.

여기서, 당을 사과농축액으로 사용하는 것은 상기 사과농축액은 72°brix의 당도를 가지고 있으며, 식이섬유가 많고 다당류의 비율이 높기 때문이다.

3. 주모제조단계(제3단계)

주모제조단계는 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 균주를 접종하여 배양하는 것으로,

상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 Saccharomyces cerevisiae 균주를 접종하여 25~35℃에서 2~5일 동안 정치 배양하여 주모를 제조하는 것이다.

여기서, 상기 Saccharomyces cerevisiae 균주는 알코올 발효력이 강한 상면 발효 효모로, 알코올 저항성이 좋으며, 내당성이 있고, 알코올 발효 후 공기 존재하에서 피막을 형성하는 특징이 있다.

또한, 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 Saccharomyces cerevisiae 균주를 접종하여 25~35℃에서 2~5일 동안 정치 배양하여 주모를 제조하는 것은 최적의 당도변화 및 알코올 함량에 맞는 알코올발효를 원활하게 하기 위함이며, 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토의 일부를 주모제조단계와 하기의 알코올발효단계에서 각각 사용한다.

4. 알코올발효단계(제4단계)

알코올발효단계는 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 접종하여 발효하는 것으로,

상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 접종하고 25~35℃에서 4~8일 동안 발효하는 것이다.

그리고, 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 접종할 때에는, 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하는 것이다.

그리고, 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 접종하고 25~35℃에서 4~8일 동안 발효하는 것은 식초에 맞는 알코올과 당도의 함량을 도출하기 위함이다.

만약, 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 접종하고 25℃미만으로 발효할 경우에는 식초에 맞는 알코올, 당도의 함량이 도출되지 못하여 식초를 원활하게 제조하기 어려울 수 있으며, 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 접종하고 35℃ 초과하여 발효할 경우에는 높은 온도로 인하여 알코올발효가 원활하게 이루어지지 않아 식초를 제조하기 어려울 수 있다.

그리고, 만약, 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 접종하고 25~35℃에서 4일 미만으로 발효할 경우에는 식초에 맞는 알코올, 당도의 함량이 도출되지 못하여 식초를 원활하게 제조하기 어려울 수 있으며, 8일을 초과하여 발효할 경우에는 알코올함량은 어느 정도 증가할 수 있지만 당도가 더 이상 변하지 않게 되어 필요 이상의 발효를 하게 되어 비경제적이다.

그리고, 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 접종할 때에는, 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하는 것은 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 상기 제3단계에서 제조된 주모가 골고루 접종되어 알코올 발효가 원활하게 진행되게 하기 위함이다.

만약, 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 중량대비 1 : 0.05 미만의 비율로 접종할 경우에는 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 골고루 접종되지 못하여 알코올발효가 원활하게 진행되지 못할 수 있으며, 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 중량대비 1 : 0.15를 초과한 비율로 접종할 경우에는 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 필요 이상으로 접종되어 비경제적이며 오히려 알코올발효의 시간이 더 오래 걸리게 된다.

그리고 이때, 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 접종하고 25~35℃에서 4~8일 동안 발효한 것을 알코올발효액이라고 한다.

5. 살균단계(제5단계)

살균단계는 상기 제4단계에서 알코올발효된 알코올발효액을 살균하는 단계로,

상기 제4단계에서 알코올발효된 알코올발효액을 65~80℃에서 5~20분 동안 살균하는 것이다.

상기 제4단계에서 알코올발효된 알코올발효액을 65~80℃에서 5~20분 동안 살균하는 것은 상기 제4단계에서 알코올발효된 알코올발효액 성분의 활성을 손상시키지 않으면서 유해균을 살균하기 위함이다.

만약, 상기 제4단계에서 알코올발효된 알코올발효액을 65℃, 5분 미만에서 살균할 경우에는 낮은 온도로 인하여 살균이 거의 이루어지지 않으며, 80℃, 20분을 초과하여 살균할 경우에는 높은 온도로 인하여 상기 제4단계에서 알코올발효된 알코올발효액 성분의 활성을 손상시키게 되어 원활하게 식초를 제조할 수 없게 된다.

6. 원심분리 및 여과단계(제6단계)

원심분리 및 여과단계는 상기 제5단계에서 살균된 알코올발효액을 원심분리 및 여과하는 단계로,

상기 제5단계에서 살균된 알코올발효액을 200~300rpm으로 원심분리하고 0.45㎛인 여과막(membrane filter)으로 여과하는 것이다.

상기 제5단계에서 살균된 알코올발효액을 200~300rpm으로 원심분리하고 0.45㎛인 여과막(membrane filter)으로 여과하는 것은 과피 등의 찌꺼기를 용이하게 제거하기 위함이다.

만약, 상기 제5단계에서 살균된 알코올발효액을 200rpm 미만으로 원심분리할 경우에는 과피 등의 찌꺼기가 용이하게 침전되지 않아 제거하기 어려울 수 있으며, 300rpm을 초과하여 원심분리할 경우에는 필요 이상으로 원심분리하게 되어 비경제적이다.

그리고 이때, 상기 제5단계에서 살균된 알코올발효액을 200~300rpm으로 원심분리하고 0.45㎛인 여과막(membrane filter)으로 여과하여 과피 등의 찌꺼기가 제거된 여과액을 토마토여과액이라고 한다.

7. 종초제조단계(제7단계)

종초제조단계는 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액 일부에 아세트산균을 접종하여 배양하는 것으로,

상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액 일부에 아세트산균(Acetobacter sp.)을 접종하여 25~35℃에서 200~300rpm으로 5~10일 동안 진탕 배양하여 종초를 제조하는 것이다.

상기 아세트산균(Acetobacter sp.)은 살균능력이 있어 대장균이나 포도상구균과 같이 식중독을 일으키는 세균을 죽임으로써 음식의 부패를 막으며, 보통 맥아식초, 사과초, 양조식초, 알코올식초 등을 만드는 데 사용된다.

여기서, 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액 일부에 아세트산균(Acetobacter sp.)을 접종하여 25~35℃에서 200~300rpm으로 5~10일 동안 진탕 배양하여 종초를 제조하는 것은 상기 아세트산균의 생육 최적온도와 알코올 함량에 맞는 초산발효를 원활하게 하기 위함이며, 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액 일부를 종초제조단계와 하기의 초산발효단계에서 각각 사용한다.

8. 초산발효단계(제8단계)

초산발효단계는 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액 일부에 상기 제7단계에서 제조된 종초를 접종하고 발효하는 단계로,

상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액 일부에 상기 제7단계에서 제조된 종초를 접종하고 25~35℃에서 200~300rpm으로 교반하여 10~15일 동안 발효하는 것이다.

그리고, 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액 일부에 상기 제7단계에서 제조된 종초를 접종할 때에는, 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액 일부에 상기 제7단계에서 제조된 토마토를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하는 것이다.

또한, 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액 일부에 상기 제7단계에서 제조된 종초를 접종하고 25~35℃에서 200~300rpm으로 교반하여 10~15일 동안 발효하는 것은 식초에 맞는 알코올과 당도의 함량을 도출하기 위함이다.

만약, 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액 일부에 상기 제7단계에서 제조된 종초를 접종하고 25℃ 미만으로 발효할 경우에는 아세트산균이 원활하게 생육하지 못하여 식초에 맞는 알코올과 당도의 함량이 도출되지 못하여 식초를 원활하게 제조하기 어려울 수 있으며, 35℃ 초과하여 발효할 경우에는 높은 온도로 인하여 아세트산균이 생육하지 못하여 발효가 이루어지지 않을 수 있다.

그리고 만약, 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액 일부에 상기 제7단계에서 제조된 종초를 접종하고 25~35℃에서 200rpm, 10일 미만으로 발효할 경우에는 식초에 맞는 알코올, 당도의 함량이 도출되지 못하여 식초를 원활하게 제조하기 어려울 수 있으며, 300rpm,15일을 초과하여 발효할 경우에는 필요 이상의 발효를 하게 되어 비경제적이다.

그리고, 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액 일부에 상기 제7단계에서 제조된 토마토를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하는 것은 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액에 상기 제7단계에서 제조된 종초를 골고루 접종되어 초산발효가 원활하게 진행되게 하기 위함이다.

만약, 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액 일부에 상기 제7단계에서 제조된 종초를 1 : 0.05 미만의 비율로 접종할 경우에는 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액 일부에 상기 제7단계에서 제조된 종초가 골고루 접종되지 못하여 초산발효가 원활하게 진행되지 못할 수 있으며, 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액에 상기 제7단계에서 제조된 종초를 1 : 0.15를 초과한 비율로 접종할 경우에는 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액 일부에 상기 제7단계에서 제조된 종초가 필요 이상으로 접종되어 비경제적이며 오히려 초산발효의 시간이 더 오래 걸리게 된다.

그리고 이때, 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액 일부에 상기 제7단계에서 제조된 종초를 접종하고 25~35℃에서 200~300rpm으로 10~15일 동안 발효한 것을 초산발효액이라고 한다.

9. 살균 및 여과단계(제9단계)

살균 및 여과단계는 상기 제8단계에서 초산발효된 초산발효액을 살균하고 여과하는 단계로,

상기 제8단계에서 초산발효된 초산발효액을 65~80℃에서 5~20분 동안 살균하고, 0.45 ㎛인 여과막(membrane filter)에 통과시켜 여과하는 것이다.

상기 제8단계에서 초산발효된 초산발효액을 65~80℃에서 5~20분 동안 살균하는 것은 상기 제8단계에서 초산발효된 초산발효액에 추가적으로 발생한 유해균을 살균하기 위함이다.

만약, 상기 제8단계에서 초산발효된 초산발효액을 65℃, 5분 미만에서 살균할 경우에는 낮은 온도로 인하여 살균이 거의 이루어지지 않으며, 80℃, 20분을 초과하여 살균할 경우에는 높은 온도로 인하여 상기 제8단계에서 초산발효된 초산발효액 성분의 활성을 손상시키게 되어 원활하게 식초를 제조할 수 없게 된다.

또한, 상기 제8단계에서 초산발효된 초산발효액을 65~80℃에서 5~20분 동안 살균하고, 0.45 ㎛인 여과막(membrane filter)에 통과시켜 여과하는 것은 추가적으로 발생한 불순물을 제거하기 위함이다.

그리고 이때, 상기 제8단계에서 초산발효된 초산발효액을 65~80℃에서 5~20분 동안 살균하고, 0.45 ㎛인 여과막(membrane filter)에 통과시켜 여과한 것을 토마토 발효 식초라고 한다.

이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하는 것이 아님은 당업자에게 있어서 명백한 사실이다. 즉, 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 당업자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

실시예 : 본 발명에 따른 토마토 발효 식초 제조

토마토(3kg)를 세척하여 5mm의 크기로 분쇄한 다음, 13°brix가 되도록 사과농축액을 첨가한다. 그리고, 상기 당이 첨가된 토마토에 Saccharomyces cerevisiae 균주를 접종하여 30℃에서 3일 동안 정치 배양하여 주모를 제조한다.

상기 당이 첨가된 토마토(2kg)에 상기 제조한 주모(0.1kg)를 접종하여 30℃에서 6일 동안 알코올발효하고, 70℃에서 10분 동안 살균하고 나서 250rpm으로 원심분리하고 0.45㎛인 여과막(membrane filter)으로 여과하여 과피 등의 찌꺼기를 제거한다.

그리고, 원심분리 및 여과된 토마토여과액에 아세트산균(Acetobacter sp.)을 접종하여 30℃에서 250rpm으로 8일 동안 진탕 배양하여 종초를 제조한다.

상기 원심분리 및 여과된 토마토여과액(2kg)에 상기 종초(0.2kg)를 접종하고 30℃에서 250rpm으로 12일 동안 초산발효하고, 70℃에서 15분 동안 살균하고 0.45 ㎛인 여과막(membrane filter)에 통과시켜 여과하여 토마토 발효 식초를 제조한다.

실험 1 : 본 발명의 토마토 발효 식초제조 중 알코올 함량 변화 및 당도변화와 초산 발효 조건 중 초기 산도에 따른 알코올함량 변화 및 초산함량의 변화

알코올 함량은 주류분석규정에 따라 시료 100 mL를 취하여 증류한 다음 Gay-Lussac 주정환산표를 이용하여 15℃로 보정하여 측정하였다(Kang, 2010). 당도는 300 μL을 취하여 당도계를 사용하여 °Brix(%)로 측정하였다.

총 산도는 6배로 희석한 시료 5 mL를 pH 8.3이 될 때까지 0.1 N NaOH용액으로 적정하여 acetic acid의 양으로써 표시하였다.

Total acidity(W/v, %)= (0.006 × V ×F)/S × 100

V: 0.1 N NaOH의 소비량(mL), F: 0.1 N NaOH의 Factor

S: 검체량(mL)

그 결과는 도 2에 나타내었다.

알코올 함량은 발효 0일째부터 급격히 증가하기 시작하여 3일째에 5.8%로 나타났으며, 그 이후에는 더 이상 증가하지 않았다. 당도의 변화는 알코올 함량과 반비례로 0일째부터 급격하게 감소하여 3일째에 5.6°Brix로 나타났으며, 그 이후에는 더 이상 감소하지 않았다.

초산 함량은 4일째 2.23%에서 급격히 증가하기 시작하여 8일째 5.6%로 나타났으며, 알코올 함량은 4일째 4.8%에서 급속하게 감소하기 시작하여 8일째에 과실 식초의 품질기준인 잔류알코올 함량 1.0%미만에 적합한 0%로 나타났다.

실험 2 : 본 발명의 토마토 발효 식초의 이화학적 특성

(1) 유리당함량 및 유기산함량

유리당 및 유기산 분석을 위하여 시료액을 원심분리 시킨 후, 0.45 μm membrane filter와 Sep-pak C₁₈ cartridge(Water Associate, Maple Street /Milford, Ma 01757, USA)의 여과를 통하여 색소 및 단백질 성분을 제거한 다음 분석하였고, 각각의 분석조건은 표1 과 같다.

Items	Conditions
Free sugars	Organic acids
Column	IonPac AS11-HS Analytical (4 ×250 mm, 9 ㎛)	Inertsil ODS-3V (4.6 ×250 mm, 5 ㎛)
Guard	IonPac AG11-HC (4 ×50 mm)	CarboPAC TM-PA10 (4 ×250 mm)
Eluent	23 mM Potassium hydroxide	0.1 M Ammonium dihydrogenphosphate + Phosphoric acid (pH 2.5)
Flow rate	1.0 mL/min	1.0 mL/min
Inj. volume	10 ㎕	20 ㎕
Detector	ELSD	RI

본 발명의 토마토 발효 식초의 유리당 함량을 측정한 결과는 다음 표 2와 같다. 식초 원료 중의 당분은 발효과정 중 초산균의 대사 작용으로 대부분 산으로 변화되고 일부는 에너지원으로 이용된다. 토마토 발효 식초의 유리당 성분은 fructose와 glucose로 확인되었으며, 그 중 glucose가 691.69 mg%로 높은 함량을 나타내었다.

<토마토 발효 식초의 유리당 함량>

Free Sugars	Contents
Fructose	187.37 ± 83.75 (mg%)
Glucose	691.69 ± 54.17 (mg%)
Total Free Sugars	879.06 ± 36.69 (mg%)

본 발명의 토마토 발효 식초의 유기산 함량을 측정한 결과는 다음 표 3과 같다. 식초의 주성분인 아세트산이 식초의 맛을 결정해주는 중요한 성분이나 그 외 휘발성이거나 비휘발성인 유기산류가 미량이 존재하여 식품의 조리시 이런 성분들이 풍미의 양부에 크게 영향을 미치며, 숙신산, 말산 및 글루콘산을 함유하는 식초는 풍미가 좋다고 하였다. 토마토 발효 식초의 경우 acetic acid가 4,568 mg%로 높은 비율을 나타내었으며, 풍미를 향상시키는 역할을 하는 succinic acid의 함량이 641 mg%, citric acid가 309 mg%으로 높은 함량을 나타내었다. 이는 Acetic acid는 발효과정 중 생성되는 것으로 토마토 발효 식초의 지표물질로 사용할 수 있다.

<토마토 발효 식초의 유기산 함량>

Organic acids	Contents
Acetic acid	4,568.63 ± 374.52
Citric acid	309.12 ± 28.25
Succinic acid	641.18 ± 61.01
Malic acid	211.27 ± 32.61
Oxalic acid	45.71 ± 1.06
Total Organic acids	5,775.91 ± 310.21

(2) 유리아미노산의 함량

본 발명의 토마토 발효 식초의 유리아미노산 분석은 10 mL sulfosalicylic acid(Sigma -Aldrich, Co., ST. Louis, MO, USA) 25 mg을 첨가하여 4℃에서 4시간 동안 방치시킨 후, 원심분리하여 단백질 등을 제거하고, 상징액을 0.22 μm membrane filter로 여과하여 얻은 여액을 아미노산 자동분석기(Biochrom 20, Pharmacia Biotech, Stockholm, Sweden)를 이용하여 분석하였다.

본 발명의 토마토 발효 식초의 유리아미노산 함량을 분석한 결과는 표 4에 나타내었다. 식초의 유리아미노산 함량의 식초 종류에 따라 차이가 있고, 초산발효 과정 중 자화되어 38~60%가 감소하여 glutamic acid, aspartic acid, proline 등의 성분이 감소된다. 본 실험의 경우 토마토 발효 식초의 총 유리아미노산 함량은 174.70 mg%이며, lysine, valine, phenyl-alanine 및 arginine 등이 주된 아미노산으로 나타났다. 또한 토마토 발효 식초는 phenylalanine, leucine, isoleucine, lysine 및 methionine 등과 같은 필수 아미노산 성분을 가지고 있었다.

<토마토 발효 식초의 유리아미노산의 함량>

Free amino acids	Contents
L-Glycine	8.43 ± 0.10 (mg%)
L-Citrulline	4.62 ± 0.22 (mg%)
L-Cystine	0.19 ± 0.01 (mg%)
L-Isoleucine	9.06 ± 0.15 (mg%)
L-Tyrosine	3.28 ± 0.11 (mg%)
L-Phenylalanine	20.66 ± 0.42 (mg%)
Ethanolamine	13.43 ± 1.23 (mg%)
L-Lysine	22.44 ± 0.33 (mg%)
L-Histidine	16.43 ± 0.15 (mg%)
L-Alanine	15.16 ± 0.09 (mg%)
L-Valine	18.81 ± 0.22 (mg%)
L-Cystathionine	0.85 ± 0.04 (mg%)
L-Leucine	9.60 ± 0.26 (mg%)
β-Alanine	5.18 ± 0.41 (mg%)
γ-Amino-n-butiric acid	598.51 ± 10.28 (mg%)
Ammonium chloride	66.83 ± 3.59 (mg%)
1-Methyl-L-hisitidine	16.43 ± 0.15 (mg%)
L-Arginine	16.41 ± 0.29 (mg%)
Total Free amino acids	854.05 ± 17.50 (mg%)

(3) 무기성분

토마토 발효 식초의 무기성분 분석은 습식분해법으로 행하였다. 시료용액 100 mL에 분해제(HCIO₄ : H₂SO₄ : H₂O₂ = 9 : 2 : 5, v/v) 25 mL를 가하여 낮은 온도에서 서서히 가열하여 완전하게 무색으로 변할 때까지 hot plate에서 분해한 후, 여과(Whatman No.2)하여 100 mL 정용하였다. 이를 시료로 하여 Inductively coupled plasma(ICP, Aton scan 25, Thermo Jarrell Ash Co., Franklin, MA, USA)를 사용하여 분석하였다. 분석조건 중 RF power는 1,300 W이며, analysis pump flow rate는 1.5 mL/min으로 하였고, gas flows는 plasma : 15, auxiliary : 0.2, nebulizer : 0.8 L/min으로 하여 분석하였다.

본 발명의 토마토 발효 식초의 무기성분 함량 결과는 표 5에 나타내었다. 본 발명의 토마토 발효 식초의 의 무기성분은 K, P, Mg, 및 Na의 함량이 높은 편으로 나타나고, Fe, Zn 및 Cu의 경우에는 미량으로 나타난다고 보고된 바 있으며, 이 결과는 본 연구 결과와 일치함을 확인할 수 있었다. 토마토 발효 식초의 K, P, Na, Ca, Fe, Zn, Cu, Mn 과 같은 무기성분은 각각 1438.13, 185.24, 51.69, 60.3, 5.27, 6.79, 0.54 및 0.16 mg% 이었다.

<토마토 발효 식초의 무기성분>

Minerals	Contents
K	1438.13 ± 27.66 (ppm)
P	185.24 ± 2.85 (ppm)
Na	51.69 ± 1.21 (ppm)
Ca	60.3 ± 0.26 (ppm)
Fe	5.27 ± 0.17 (ppm)
Zn	6.79 ± 0.22 (ppm)
Cu	0.54 ± 0.03 (ppm)
Mn	0.16 ± 0.01 (ppm)

(4) 라이코펜, 카로티노이드 및 폴리페놀 함량

라이코펜(lycopene)의 함량은 시료 1 g을 갈색병(TA-1300, Nalgene Co., USA)에 넣고, 0.05% BHT (butylated hydroxy toluene)가 포함된 아세톤 5 mL, 에탄올 5 mL, 그리고 헥산 10 mL을 넣고 혼합하였다. 유리병을 ice bath에 넣어, 180 rpm으로 16분간 교반 추출한 후, 증류수 3 mL을 넣고 다시 ice bath에서 5분간 교반하였다. 상온에서 5분 동안 정치시킨 후, 라이코펜이 포함된 헥산층을 분리하고, UV-spectrophotometer(U-1800, Hitachi Co., Ltd, Japan)를 사용하여 503 nm에서 흡광도를 측정하였다.

Lycopene (mg/100mL) = (Absorbance of sample ×31.2) / Weight of sample (mL) ×100

총 카로티노이드의 함량은 가시부 흡수 스펙트럼의 흡수극대치 흡광도에 의하여 분석하였다. 즉, 시료 5 mL에 아세톤을 가하여 3회 반복 추출한 여액 50 mL를 분액여두로 옮긴 후, 증류수와 헥산을 각각 25 mL씩 가하여 진탕 추출하였다. 추출된 아세톤과 헥산층을 회수하여 최종부피가 50 mL로 될 때까지 반복 추출한 다음 450 nm에서 흡광도를 측정한 후 흡광계수를 E = 2400으로 하여 다음 식에 따라 계산하였다.

총 폴리페놀 함량은 시료 0.1 mL에 증류수 8.4 mL과 2 N Folin-Ciocalten 시약(Sigma-Aldrich, Co., ST. Louis, MO, USA) 0.5 mL를 첨가하고 20% Na₂CO₃(Junsei Chemical Co., Ltd, Japan) 1 mL를 가하여 2시간 방치하였다. 반응물의 흡광도는 725 nm에서 spectrophotometer(U-1800, Hitachi Co., Ltd, Japan)를 사용하여 측정하였고, gallic acid(Sigma-Aldrich, Co., ST. Louis, MO, USA)를 이용한 표준곡선으로 양을 환산하였다.

라이코펜은 빨갛게 익은 과일에 함유되어 있는 천연 색소로서 카로티노이드계 물질 중 하나이다. 라이코펜은 자유라디칼을 제거하는 등의 항산화 효과와 ROS(reactive oxygen species)를 제거하여 질환 및 암 발생의 위험도를 저하시켜준다고 보고되었다. 토마토 발효 식초의 라이코펜 함량은 3.19 mg/100mL로 나타났으며 이는 토마토 주스와 유사한 함량이었다. 한편, 카로티노이드는 채소와 과일에 주로 함유된 화합물로 천연 색소의 한 종류이다. 이는 토코페롤과 함께 광선에 의해서 형성된 활성산소에 대한 강력한 소거제로서 작용한다는 사실이 알려져 있다. 토마토 발효 식초의 총 카로티노이드 함량은 6.45 mg/100mL로 나타나 토마토 종류에 따라 총 카로틴 함량이 1,061∼9,862 μg/100 g으로 나타났다는 보고와 유사함을 알 수 있었다. 페놀 화합물은 식물계에 널리 분포되어 있는 2차 대사산물의 한가지로 항산화와 항암 등의 다양한 생리활성을 가진다고 보고되었다. 토마토 발효 식초의 총 폴리페놀 함량은 37.10 mg/100mL로 라이코펜 및 카로티노이드의 함량 보다 높게 나타났으며 이는 항상화 활성능에 크게 기여할 것이라고 생각된다.

< 라이코펜, 카로티노이드 및 폴리페놀 함량 >

Composition	Contents
Total phenol	31.10 ±0.23 (mg/100mL)
Lycopene	3.19 ±0.12 (mg/100mL)
Carotenoid	6.45 ±0.50 (mg/100mL)

실험 3 : 본 발명의 토마토 발효 식초의 항비만효과 확인

(1) Oil Red O 염색 및 정량

분화된 3T3-L1 세포를 PBS로 세척한 후 3.7% formalin으로 1시간 동안 고정하여 증류수로 세척한 다음 Oil Red O solution을 처리하여 실온에서 1시간 염색하였다. 염색 후 Oil Red O solution을 제거하고 증류수로 3회 세척한 다음 염색된 세포를 위상차 현미경을 이용하여 관찰하였다. 또한 정량적 분석을 위하여 Oil Red O 염색 성분을 100% isopropanol로 용출시켜 회수 한 후 ELISA reader로 540 nm에서 흡광도를 측정하였다.

그 결과는 도 3에 나타내었다.

8일간 분화를 유도한 후 Oil Red O 염색하여 lipid droplet 생성 정도를 위상차 현미경으로 관찰한 결과, 대조군과 비교하여 가르시니아 캄보지아(GC)군과 본 발명의 토마토 발효 식초 모두 lipid droplet 의 감소가 관찰되었다. 중성지방 축적량을 정량적으로 조사하기 위하여 중성지방을 염색한 Oil Red O 염색 성분을 isopropanol로 용해시킨 후 흡광도를 측정한 결과, 대조군에 비해 GC군 및 본 발명의 토마토 발효 식초 모두 지방 축적량이 유의하게 감소되었다. 이러한 결과를 통해 본 발명의 토마토 발효 식초가 GC와 같이 3T3-L1 지방전구 세포의 분화를 억제시키는 효과를 가지는 것을 알 수 있었다.

(2) 체중, 식이섭취량 및 식이효율

실험동물은 4주령의 Sprague-Dawley(SD)계 웅성 흰쥐 42마리를 ㈜다물사이언스로부터 구입하여 사용하였다. 이들은 1주간 고형식이로 적응기간을 둔 후 난괴법(randomized complete block design)으로 정상식이군 (normal diet; N), 고지방식이군 (high-fat diet; HFD), 고지방식이와 가르시니아 캄보지아 추출물군 (HFD-GC) 및 고지방식이와 본 발명의 토마토 발효 식초 (HFD-TV)으로 각 처리 군 당 6마리씩 4군으로 나누어 5주간 사육하였다. 동물사육실의 환경은 항온 (22±2℃) 및 항습 (50±5%) 조건을 유지하였고, 조명은 12시간 간격 (8:00-20:00)의 광주기로 일정하게 유지하였다.

실험에 사용된 식이는 AIN-93G 에 준하였으며 표 7과 같다. GC 추출물(1.8%)과 본 발명의 토마토 발효 식초(5%)는 사람이 섭취하는 양을 기준으로 체중 kg당 7 mL씩 매일 일정한 시각에 5주간 경구투여 하였다. 식이와 식수는 자유롭게 섭취하도록 하였고 모든 실험 식이는 사육기간 동안 냉장 보관 하였다. 체중은 매일 일정한 시간에 측정하여 최종 체중에서 실험개시 전의 체중을 감하여 실험개시 전의 체중으로 나누어 체중증가율로 표시하였고, 식이섭취량은 2 일에 한 번씩 총 5주 간 측정하여 사육기간의 체중증가량을 동일 기간의 식이섭취량으로 나누어 각 실험군의 식이효율을 구하였다.

	HFD 45%cal		Regular diet
	g%	kcal%	g%	kcal%
Protein	23	20	20	20
Carbohydrate	40	34	63	63
Fat	24	45	7	16
Ingredient
Casein	200	800	200	800
Sucrose	172.8	691.2	100	400
Dextrose	100	400	132	528
Corn starch	72.8	291.2	397.5	1,590
Cellulose	50	0	50	0
Soybean oil	25	225	70	630
Lard	177.5	1,597.5	0	0
Mineral mix¹	45	0	35	0
Vitemin mix²	10	40	10	40
L-Cystine	3	12	3	12
Choline bitartrate	2	0	2.5	0
tert-Butylhydroquinone	0.012	0	0.012	0
Total	858.112	4,056.9	1,000	3,902

고지방 식이, GC 및 본 발명의 토마토 발효 식초를 5주간 급여한 흰쥐의 체중 증가량, 식이섭취량 및 식이효율을 비교한 결과는 표 8과 같다. 흰쥐의 1일 평균 체중 증가량은 고지방 식이군(HFD)이 정상 식이군(ND)에 비하여 증가하는 경향을 나타내어 고지방 식이로 인한 비만유도를 관찰할 수 있었다. 고지방 식이를 급여한 흰쥐에게 GC 및 본 발명의 토마토 발효 식초를 투여한 결과 토마토 발효 식초가 고지방 식이군에 비하여 체중이 다소 감소하는 경향을 나타내었으나 이러한 결과는 유의적이지는 않았다.

식이섭취량은 고지방 식이군이 정상 식이군에 비하여 유의적으로 감소하였으나 식이효율은 고지방 식이군이 정상 식이군보다 높았다. 이는 고지방 식이가 위 배출을 지연시키고 열량밀도가 높기 때문인 것으로 여겨진다. 고지방 식이를 급여한 흰쥐에게 GC 및 토마토 발효 식초의 투여는 식이섭취량 및 식이효율에 유의한 변화는 나타나지 않았다.

	ND	HFD	GC	TV
Body weight (g)
Initial	138.33±11.69	142.50±5.24	142.50±5.24	139.16±3.76
Final	325.00±24.08^a	360.83±22.45^b	362.50±12.14^b	348.33±19.66^ab
Weight gain (g/day)	5.49±5.88	6.42±4.20	6.47±3.68	6.15±3.34
Food intake (g/day)	21.81±2.70^b	19.87±1.95a	19.54±0.84a	19.63±1.64a
FER¹(%)	24.88±26.38	33.01±23.20	34.26±20.95	31.65±17.01

(3) 장기 및 지방조직 무게

실험동물은 실험이 종료된 시점부터 12시간 절식시킨 후 에테르를 흡입시켜 마취시킨 다음 복부 하대정맥(inferior vena cava)으로부터 공복혈액을 채취하였다. 헤파린 처리된 혈액은 900 ×g (4℃)에서 15분간 원심분리 하여 혈청을 분리하였다. 실험동물의 장기조직은 혈액 채취 후 즉시 적출하여 0.9% 생리식염수로 수차례 헹군 후 표면의 수분을 제거하여 칭량하였으며, 즉시 액체질소로 급냉시켜 80 ℃에 보관하였다.

GC 및 본 발명의 토마토 발효 식초를 고지방 식이와 함께 5주간 급여한 흰쥐의 100 g당 장기 및 지방조직 무게를 비교한 결과는 다음 표 9와 같다. 심장, 간 및 신장의 무게는 정상 식이군을 포함한 모든 실험군에서 유의적인 차이가 확인되지 않았다.

부고환지방조직의 무게는 고지방 식이군이 정상 식이군에 비하여 52.72% 유의하게 증가하였으며, 본 발명의 토마토 발효 식초는 고지방 식이군에 비하여 28.82% 유의하게 감소하였다. GC군 또한 고지방 식이군에 비하여 14.00% 감소하는 경향을 나타내었지만, 통계적 유의차는 나타나지 않았다. 신장주변지방 조직의 무게도 고지방 식이군이 정상군에 비하여 59.52% 유의하게 증가되었으며, GC 및 본 발명의 토마토 발효 식초에서 각각 29.83% 및 27.40% 유의하게 감소하였다. 복부지방조직의 무게에서는 모든 실험군 간 유의적인 차는 나타나지 않았으나 GC 및 본 발명의 토마토 발효 식초가 고지방 식이군에 비하여 다소 감소하는 경향을 나타내었다.

따라서 본 결과를 통해 토마토 발효 식초가 고지방식이를 급여한 흰쥐의 부고환지방, 신장주변지방 및 복부지방의 축적을 억제하여 비만경감에 효과를 나타낸다는 것을 알 수 있었다.

	ND	HFD	GC	TV
Heart	0.35±0.02	0.33±0.02	0.33±0.02	0.34±0.02
Liver	3.23±0.22	3.27±0.13	3.38±0.37	3.19±0.10
Kidney	0.79±0.03	0.68±0.03	0.72±0.05	0.73±0.06
Visceral fats
Abdominal	1.05±0.26^a	1.48±0.27^b	1.39±0.24^b	1.09±0.17^a
Epididymal	1.45±0.35^a	2.22±0.39^c	1.91±0.37^bc	1.58±0.10^ab
Perirenal	0.31±0.07^a	0.49±0.14^b	0.34±0.10^a	0.36±0.08^a
Total ¹	2.81±0.64^a	4.20±0.72^b	3.65±0.51^ab	3.04±0.27^a

(g/100 g body weight)

(4) 혈청 중 중성지질, 총콜레스테롤, HDL 및 LDL-콜레스테롤 함량

혈청 중 중성지방(TG), 총콜레스테롤(TC), HDL-콜레스테롤 함량은 상업용 측정 kit(Asan Pharmaceutical Co. Ltd, Seoul, Korea)를 이용하여 측정하였으며, LDL-콜레스테롤 함량은 Friedwald의 계산법 {총콜레스테롤-(HDL-콜레스테롤-중성지방/5)} (1)에 의하여 계산하였다. 혈청 중 alanine transminase(ALT) 및 asparate transminase(AST) 활성은 혈액생화학적 검사 자동분석기 (Fuji Dri-chem 3,500, Fujifirm Japan)를 사용하여 측정하였다.

고지방식이와 GC 및 본 발명의 토마토 발효 식초를 5주간 급여한 흰쥐의 혈청 중 지질함량은 표 10과 같다. 혈청 중의 중성지질 및 총콜레스테롤 함량은 정상 식이군과 비교하여 고지방 식이군이 다소 높게 나타났으며, 고지방 식이군과 비교하여 GC군과 본 발명의 토마토 발효 식초를 모두 중성지질 및 총콜레스테롤 수치가 감소하는 경향을 나타내었다.

혈청 중 HDL-콜레스테롤 함량은 고지방 식이군이 정상 식이군에 비하여 19.81% 유의하게 감소하였고, GC군과 본 발명의 토마토 발효 식초는 고지방 식이군에 비하여 그 함량이 증가하는 경향을 나타내었다. 특히, GC군은 32,94% 유의적인 증가를 나타내어 정상군보다도 높은 함량을 나타내었다. 반면, LDL-콜레스테롤 함량은 정상 식이군에 비하여 고지방 식이군은 유의적이지는 않았으나 30.41% 증가하는 경향을 나타내었다. GC 군과 본 발명의 토마토 발효 식초는 모두 고지방 식이와 비교하였을 때 LDL-콜레스테롤수치가 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 특히, 본 발명의 토마토 발효 식초는 30.81% 유의적인 감소를 나타내어 정상식이군 보다도 낮은 경향을 나타내었다. 또한, 동맥경화증의 발병지표로 활용되고 있는 AI 수치를 조사해 본 결과 정상 식이군과 비교하여 고지방 식이군의 AI 수치는 약 1.65배 유의하게 증가하였으며, 고지방 식이군에 비하여 GC군과 본 발명의 토마토 발효 식초는 AI 수치를 모두 유의하게 감소시켰다.

이러한 결과를 통해 본 발명의 토마토 발효 식초 투여로 인한 혈중 중성지방과 총콜레스테롤의 감소, HDL-콜레스테롤의 합성증가 및 LDL-콜레스테롤의 합성감소로 보아 본 발명의 토마토 발효 식초는 고지방 식이로 유발될 수 있는 혈청지질의 변동을 개선하여 이로부터 유래할 수 있는 동맥경화, 고지혈증 등의 심혈관계질환을 예방하는 효과를 나타낼 것으로 사료된다.

	ND	HFD	GC	TV
Triglyceride (mg/dL)	58.82±23.40	74.19±14.92	64.30±15.69	62.96±15.91
Total cholesterol (mg/dL)	76.62±7.02	78.25±10.70	69.52±9.60	67.30±9.53
HDL-cholesterol (mg/dL)	44.16±4.91^bc	35.41±4.00^a	47.08±5.79^c	40.00±3.16^ab
LDL-cholesterol (mg/dL)	44.22±12.27^ab	57.67±13.49^b	35.30±6.85^a	39.90±13.63^a
HTR¹	58.09±8.80^ab	46.10±8.74^a	68.59±11.11^b	60.66±11.31^b
AI²	0.75±0.27^a	1.24±0.48^b	0.49±0.24^a	0.70±0.34^a

(5) 간 조직 중 지질 및 콜레스테롤 함량변화

간조직 중의 지질 함량은 간조직 내의 지질 함량 분석을 위하여 간조직 0.1 g을 CM solution(Chloroform 2: Methanol 1) 2 mL과 혼합 후 Homogenizer로 균질화 하였다. 균질화 된 용액을 25 ℃ shaking water bath에서 3시간 동안 방치한 후 1M H₂SO₄를 첨가하고 2000 rpm에서 10분간 원심분리하여 chloroform 층을 수거하였다. 최종적으로 chloroform 층은 질소가스를 이용하여 건조시킨 후 혈청 지질을 측정하였을 때와 동일한 kit(Asan Pharmaceutical Co. Ltd, Seoul, Korea)를 이용하여 측정하였다.

고지방식이, GC 및 본 발명의 토마토 발효 식초를 5주간 급여한 흰쥐의 간 조직 중 지질함량은 표 11과 같다. 간 조직 중 중성지방과 콜레스테롤의 함량은 정상 식이군과 비교하여 고지방 식이군에서 중성지방의 함량이 각각 14.58%, 39.26% 유의하게 증가하였다. 중성지방 함량의 경우, GC군과 본 발명의 토마토 발효 식초에서 모두 감소하는 경향을 나타내었다. 특히, 본 발명의 토마토 발효 식초는 고지방 식이군에 비하여 각각 19.80% 유의하게 감소하였으며, 이는 정상 식이보다 낮은 수치였다. 콜레스테롤의 함량의 경우도 마찬가지로 두 군 모두 고지방 식이군에 비하여 감소하는 경향을 나타내었으며, 특히 본 발명의 토마토 발효 식초에서 22.68% 유의적인 감소를 보였다.

따라서 본 결과는 본 발명의 토마토 발효 식초가 고지방 식이로 유발되는 간 조직 중의 중성지질 및 콜레스테롤 축적을 효과적으로 억제하는 것으로 여겨진다. 또한, 이는 GC보다도 효과적인 것으로 나타났다.

	ND	HFD	GC	TV
Triglyceride (mg/dL)	6.49±1.05^a	7.44±0.23^b	7.25±0.45^b	5.97±0.70^a
Total cholesterol (mg/dL)	1.06±0.11^a	1.48±0.14^c	1.31±0.26^bc	1.14±0.14^ab

Claims

항비만 효능이 있는 토마토 발효 식초의 제조방법에 있어서,
세척된 토마토를 분쇄하는 분쇄단계(제1단계);
상기 제1단계에서 분쇄된 토마토에 당도가 8~20°brix가 되도록 당을 첨가하는 당첨가단계(제2단계);
상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 Saccharomyces cerevisiae 균주를 접종하여 25~35℃에서 2~5일 동안 정치 배양하여 주모를 제조하는 주모제조단계(제3단계);
상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 접종하고 25~35℃에서 4~8일 동안 발효하는 알코올발효단계(제4단계);
상기 제4단계에서 알코올발효된 알코올발효액을 65~80℃에서 5~20분 동안 살균하는 살균단계(제5단계);
상기 제5단계에서 살균된 알코올발효액을 원심분리 및 여과하는 원심분리 및 여과단계(제6단계);
상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액 일부에 아세트산균(Acetobacter sp.)을 접종하여 25~35℃에서 200~300rpm으로 5~10일 동안 진탕 배양하여 종초를 제조하는 종초제조단계(제7단계);
상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토 여과액 일부에 상기 제7단계에서 제조된 종초를 접종하고 25~35℃에서 200~300rpm으로 교반하여 10~15일 동안 발효하는 초산발효단계(제8단계);및
상기 제8단계에서 초산발효된 초산발효액을 65~80℃에서 5~20분 동안 살균하고 여과하는 살균 및 여과단계(제9단계)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 항비만 효능이 있는 토마토 발효 식초의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 제2단계의 당첨가단계에서 당은 사과농축액인 것을 특징으로 하는 항비만 효능이 있는 토마토 발효 식초의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 제4단계의 알코올발효단계에서 상기 제2단계에서 당이 첨가된 토마토 일부에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하는 것을 특징으로 하는 항비만 효능이 있는 토마토 발효 식초의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 제6단계의 원심분리 및 여과단계에서 상기 살균된 알코올발효액을 200~300rpm으로 원심분리하고 0.45㎛인 여과막으로 여과하는 것을 특징으로 하는 는 항비만 효능이 있는 토마토 발효 식초의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 제8단계의 초산발효단계에서 상기 제6단계에서 원심분리 및 여과된 토마토여과액 일부에 상기 제7단계에서 제조된 종초를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하는 것을 특징으로 하는 항비만 효능이 있는 토마토 발효 식초의 제조방법.
제 1항 내지 5항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 항비만 효능이 있는 토마토 발효 식초.