KR101338929B1 - 곡류발효 효소를 포함한 식품 보조제 - Google Patents

곡류발효 효소를 포함한 식품 보조제 Download PDF

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Abstract

본 발명은 여러 가지 곡류를 미생물균을 이용하여 일정시간 발효 후, 얻어지는 곡물 발효효소를 주원료로 포함하는 건강 증진 및 유지를 위한 곡류발효 효소를 포함한 식품보조제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 곡물발효효소분말 49~50중량%, 해조류혼합분말 14~16중량%, 발아곡류혼합분말 19~20중량%, 채소건조혼합분말 4~6중량%, 표고버섯분말 0.5~1.5중량%, 과일건조혼합분말 2.5~3.5중량%, 분리대두단백 4.5~5.5중량%, 혼합유산균분말 0.3~0.6중량%, 자일리톨 0.5~1.5중량% 및 효소처리스테비오 0.1~0.15중량%를 포함하여 이루어지는 식품보조제가 개시된다.

Description

곡류발효 효소를 포함한 식품 보조제{A foodstuff supplement containing fermented cereals-enzyme}
본 발명은 식품 보조제에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 여러 가지 곡류를 미생물균을 이용하여 일정시간 발효 후, 얻어지는 곡물 발효효소를 주원료로 포함하는 건강 증진 및 유지를 위한 곡류발효 효소를 포함한 식품보조제에 관한 것이다.
현대 사회인들은 생활이 윤택해지면서 성인병 질환 예방차원으로 건강식품, 즉 건강 기능 식품에 대한 관심 및 수요가 늘어가고 있는 추세이다. 특히 동양에서는 탄수화물 공급원으로 쌀을 이용하면서 쌀에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 추세이다. 특히 전통 발효식품인 식혜가 공업적으로 개발, 상품화되어 있으며, 그 외에도 쌀을 쪄서 밥으로 섭취하고, 밥 이외에 간식의 형태로도 찌거나 볶아서 섭취해 온 곡류식품 등이 대량 생산되어 선식이나 생식형태로 '건강식' 또는 '식사대용식'으로 보급되는 추세이다.
우리가 섭취하는 식품에는 단순한 영양학적인 기능뿐만 아니라, 질병을 예방하는 기능도 포함되어 있으며, 기능성 식품의 효과는 혈당강하, 혈압강하, 콜레스테롤 저하, 혈액순환 개선, 면역증강, 알러지 개선등이 포함되며, 이런 기능식품은 일본에서는 '특정 보건용 식품(Foods for specified health use)'으로 약 400여 종류가 알려져 있다고 밝히고 있다.
특히 건강 식품중에서도, 곡류를 주성분으로 하여 기타 채소류, 두류, 견과류 및 과일류 등 재료들을 적절히 배합한 혼합곡류 식이가 다이어트 식사대용, 비만증 예방 및 당뇨예방 제품으로 보급되고 있는 실정이나 구체적으로 효능검증이 충분히 이루어지지 않은 채 유통되는 현실이다.
1. 대한민국등록특허공보 제10-0572031호 "기호도가 향상된 혈압강하 기능성 분말 청국장 조성물" 2. 대한민국등록특허공보 제10-0811066호 "발효된 혼합곡물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 완화 및 개선용 건강 기능 식품 조성물" 3. 대한민국등록특허공보 제10-0853899호 "식품 보조제 및 이를 생산하는 방법" 4. 대한민국등록특허공보 제10-0514112호 "순무를 이용한 건강보조제 및 이를 이용한 식품의 제조방법"
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여러 가지 곡류를 미생물균을 이용하여 일정시간 발효 후, 얻어지는 곡물 발효효소를 주원료로 포함하는 건강 증진 및 유지를 위한 곡류발효 효소를 포함한 식품보조제를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결한 본 발명의 곡류발효 효소를 포함한 식품 보조제는 곡물발효효소분말 49~50중량%, 해조류혼합분말 14~16중량%, 발아곡류혼합분말 19~20중량%, 채소건조혼합분말 4~6중량%, 표고버섯분말 0.5~1.5중량%, 과일건조혼합분말 2.5~3.5중량%, 분리대두단백 4.5~5.5중량%, 혼합유산균분말 0.3~0.6중량%, 자일리톨 0.5~1.5중량% 및 효소처리스테비오 0.1~0.15중량%를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 곡물발효효소분말은 현미분말, 현미율무, 흑미, 보리, 대두, 메밀, 산약으로 혼합된 혼합곡류에 황국균(Aspergillus oryzae)을 0.2중량% 포함하도록 접종한 다음 배양온도 30~40℃ 조건에서 20~24시간 발효시킨 다음, 건조시켜 핀크레샤로 80메쉬 이하의 입자크기를 가지도록 분쇄한 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 해조류혼합분말은 건조다시마분말, 건조미역분말, 건조톳분말및 건조김분말을 혼합하여 이루어진 혼합물인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 발아곡류혼합분말은 발아현미, 발아보리, 발아흑미, 발아검정콩, 발아율무, 발아백태, 발아검정깨, 발아옥수수, 발아찹쌀, 발아차조, 발아수수, 발아메밀, 발아들깨, 발아참깨를 혼합한 다음, 건조시켜 80메쉬 이하의 입자크기를 가지도록 분쇄한 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 채소건조혼합분말은 건조양배추분말, 건조케일분말, 건조신선초분말, 건조당근분말, 건조연근분말, 건조우엉분말, 건조미나리분말을 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 과일건조혼합분말은 건조사과분말, 건조바나나분말, 건조키위분말, 건조딸기분말, 건조파인애플분말을 혼합한 혼합물인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제공되는 곡물발효효소분말을 주원료로 하는 식품보조제는 그 자체로 식용가능하여 건강보조식품으로서 활용될 수 있으며, 또한 다양한 기능을 가진 각종 기능성 식품으로 제조하여 공급함으로써 주식외의 보조식품으로 활용되어 부족한 영양성분의 간접공급원으로 사용되어질 수 있고, 또한 필수 영양요소를 모두 포함하고 있어, 다이어트 보조식품으로도 활용가능하다.
이하, 본 발명을 바람직한 실험예를 들어 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서는 여러 가지 곡류를 미생물균을 이용하여 일정시간 발효 후, 얻어지는 곡물 발효효소를 주원료로 포함하는 건강 증진 및 유지를 위한 곡류발효 효소를 주원료로 포함한 식품보조제를 제공하고자 한다.
본 발명에서 제공되는 식품보조제는 곡류발효 효소를 포함한 식품 보조제는 곡물발효효소분말 49~50중량%, 해조류혼합분말 14~16중량%, 발아곡류혼합분말 19~20중량%, 채소건조혼합분말 4~6중량%, 표고버섯분말 0.5~1.5중량%, 과일건조혼합분말 2.5~3.5중량%, 분리대두단백 4.5~5.5중량%, 혼합유산균분말 0.3~0.6중량%, 자일리톨 0.5~1.5중량% 및 효소처리스테비오 0.1~0.15중량%로 혼합하여 이루어진다.
상기 곡물발효효소분말은 현미분말, 현미율무, 흑미, 보리, 대두, 메밀, 산약을 혼합한 혼합곡류에 황국균(Aspergillus oryzae)을 0.2중량% 포함하도록 접종한 다음 배양온도 30~40℃ 조건에서 20~24시간 발효시킨 다음, 건조시켜 핀크레샤로 80메쉬 이하의 입자크기를 가지도록 분쇄하여 준비된 것을 사용한다. 보다 바람직하게는 80 ~ 500메쉬의 입자분포를 가지도록 분쇄하는 것이 더욱 좋다.
상기 해조류혼합분말은 건조다시마분말, 건조미역분말, 건조톳분말 및 건조김분말을 혼합한 혼합물이며 입자크기는 곡물발효효소분말의 입자크기와 동일유사하게 분쇄하여 혼합하는 것이 좋다.
상기 발아곡류혼합분말은 발아현미, 발아보리, 발아흑미, 발아검정콩, 발아율무, 발아백태, 발아검정깨, 발아옥수수, 발아찹쌀, 발아차조, 발아수수, 발아메밀, 발아들깨, 발아참깨 등을 혼합한 다음, 건조시켜 80메쉬 이하의 입자크기를 가지도록 분쇄한 것을 사용한다. 바람직하게는 80 ~ 500메쉬의 입자크기를 가지는 것이다. 이때, 상기 발아곡류혼합분말은 발아현미 45~50중량%, 발아보리 8~12중량%, 발아흑미 7~9중량%, 발아검정콩 7~9중량%, 발아율무 4~6중량%, 발아백태 3~5중량%, 발아검정깨 0.5~1.5중량%, 발아옥수수 2~3중량%, 발아찹쌀 2~3중량%, 발아차조 2~3중량%, 발아수수 2~3중량%, 발아메밀 3~4중량%, 발아들깨 0.5~1.2중량%, 발아참깨 0.5~1.2중량%를 포함하도록 혼합하는 것이 바람직하다.
상기 채소건조혼합분말은 건조양배추분말, 건조케일분말, 건조신선초분말, 건조당근분말, 건조연근분말, 건조우엉분말, 건조미나리분말을 일정비율로 혼합한 것을 사용하며, 그 입자크기는 곡류발효효소분말과 동일한 수준으로 분쇄한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 채소건조혼합분말은 건조양배추분말 15~25중량%, 건조케일분말 15~25중량%, 건조신선초분말 15~25중량%, 건조당근분말 5~15중량%, 건조연근분말 5~15중량%, 건조우엉분말 5~15중량%, 건조미나리분말 5~15중량%를 포함하도록 혼합하는 것을 사용한다.
상기 과일건조혼합분말은 건조사과분말, 건조바나나분말, 건조키위분말, 건조딸기분말, 건조파인애플분말을 혼합한 혼합물로, 그 입자크기는 곡류발효효소분말과 동일한 입자크기를 가지도록 분쇄한 것을 사용한다. 상기 과일건조혼합분말은 건조사과분말 25~35중량%, 건조바나나분말 35~45중량%, 건조키위분말 5~15중량%, 건조딸기분말 5~15중량%, 건조파인애플분말 5~15중량%로 이루어진다.
상기 혼합유산균분말은 락토바실러스속 유산균, 비피도박테리움, 김치유산균, 락토코커스가 혼합된 혼합물이다. 상기 유산균들은 분말상으로 혼합되며, 상기 유산균분말은 비타민과 단백질의 합성, 소화흡수, 외래균의 증식억제, 면역기능의 자극 등 건강유지에 필요한 기능적 역할을 가지게 된다.
상기 효소처리스테비오는 스테비아(stevia)라는 식물에서 얻어지는 천연감미료인 스테비오사이드를 당전이효소를 사용하여 스테비아 추출물에 글루코스를 부가하여 스테비오사이드의 고유한 쓴맛을 줄이고, 용해성을 높인 미질개선품으로 설탕을 대체하여 사용하는 것으로, 비만예방 및 치료, 충치예방, 당뇨환자의 감미료로 사용될 수 있으며, 식품 가공에 사용할 때는 칼로리가 없으므로 부패를 방지할 수 있고, 미생물을 번식을 억제할 수 있다. 본 발명에서는 상기 효소처리스테비오를 0.1~0.15중량% 포함하도록 첨가한다. 만일 0.1중량% 미만일 경우에는 효소처리스테비오의 기능적 효과를 기대하기 어렵고, 0.15%를 초과하여 첨가될 경우에는 기능적 효과는 우수할 수 있으나, 감미가 강하게 되어 이미감을 느끼게 할 수 있는 문제가 발생할 수 있다.
이상에서 설명되는 본 발명에 따른 곡물발효효소분말을 주원료로 하는 식품보조제를 본 발명을 벗어나지 않는 범주 내에서 각각의 구성성분을 혼합한 분말상의 식품보조제를 준비하고, 건강기능성의 유의성을 판단하기 위하여 실험쥐를 정상군과 당뇨유발군으로 나누어 쥐에게 투여 후, 그 변화를 관찰하였다.
<실험에 사용된 식품보조제>
원료명 함량(중량%)
곡물발효효소 분말 49.44
해조류 혼합분말 15
발아곡류 혼합분말 19.93
채소건조 혼합분말 5
표고버섯분말 1
과일건조혼합분말 3
분리대두단백 5
혼합유산균분말 0.5
자일리톨 1
효소처리스테비오 0.13
● 항당뇨 (제1형 당뇨) 효과 검증
1) SD rat의 당뇨 유발
수컷 Wistar rat (5 주령, 몸무게 200 g)을 오리엔트 바이오(성남)로부터 구입하여 표준사료 (Samtako)를 먹이면서 온도(23±2℃)와 습도 (50±10%)가 조절되는 시설(12 h light-and-dark cycle control system)에서 사육하였다. 사육 일주일 후, overnight 금식한 SD rat의 복강에 1 mL STZ [60 mg/kg body weight; STZ 용액은 0.01 M citrate buffer (pH 4.5)를 사용하여 사용 전에 제조하여 ice위에 보관]를 주사하였다. STZ 주사 72시간 후에 Fasting blood glucose level을 측정하여 혈당이 200 mg/dL 이상인 쥐를 STZ-induced rat으로 선발하여 실험에 사용하였다. 실험 중 흰쥐는 사료와 물을 자유롭게 먹게 하였다.
정상 및 당뇨 유발 흰쥐 (>200 mg/dL)을 16 h 금식하고 정상 대조군 (Normal control; NC), streptozotocin 당뇨 유발군 (STZ- control group; DC), 약물대조군 (glibenclamide 10 mg/kg; GBCM), 식품보조제 투여군 (100 mg/kg;, 300 mg/kg;) 등 9개 군으로 각 군당 8 마리씩 분류하여 1일 1회 4주간 경구투여를 실시하였고, 1주일에 1번씩 체중과 혈당 (꼬리정맥 채혈)을 측정하였다. 5주째 에틸에테르 마취 후 심장채혈하여 다음과 같은 분석을 실시하였다.
▶ Serum glucose 및 insulin 함량, hemoglobin A1c (HbAlc) 분석
Glucose는 glucose assay kit (Asanpham, Korea), insulin은 enzyme -linked immunosorbent assay kit (TMB) (AKRIN/010S, Japan)로 제조사가 지시한 방법에 따라 분석하였다. Glucose의 흡광도는 540 nm, insulin의 흡광도는 450 nm에서 Anthos 2020 microplate autoreader를 이용하여 측정하였다. 전혈 혈당 측정은 blood glucose meter (Accu-Chek Go, Roche Diagnostics GmbH, Germany)를 사용하여 측정하였다. HbAlc는 혈액을 채취하여 한국동물의과학연구소(KAMSI)에 의뢰하여 실험하였다.
● 통계분석
모든 실험 결과는 평균치와 표준 오차로 계산하였고, 각 평균치간 차이에 대한 유의성은 SPSS 19.0 프로그램을 이용하여 ANOVA를 실시한 후, Turkey multiple comparison test로 각 군의 평균차이에 대한 사후 검정을 하였으며, 통계적 유의성을 5% 수준에서 분석하였다.
● 항당뇨 효과 실험 결과
1) 체중의 변화
하기 표 2에서 보여지는 바와 같이, 실험초기의 체중은 정상군과 당뇨유발군과의 차이가 없었으나 시간이 갈수록 정상군의 체중 증가율이 당뇨유발군에 비해 유의하게 커지는 것을 확인할 수 있었다(p<0.05). 식품보조제투여군에서는 모든 투여농도에서 당뇨유발군에 비해 체중증가율이 높게 나타났다.
Group Uint
(mg/kg)		 Duration of oral administration (weeks)
0 1 2 3 4
Normal 1862 2523* 3054* 3386* 3697*
STZ-control 1764 1934 2027 2099 2126
Gilbenclamide 10 1765 2088 2328 2288 2366


식품보조제		 50 1763 2396 2848 3208 34312
100 1784 2416 29610 3317 35215
Values are meanSEM (n=8).
*;p<0.05, significantly different from STZ-control group by Turkey's multiple range test.
2) 혈당의 변화
혈당의 변화는 흰쥐의 꼬리에서 채혈하여 전혈을 이용하여 측정하였다. 정상군의 혈당은 4주간의 실험기간 동안 일정한 수준을 유지하였으나 당뇨유발군은 streptozotocin 유도 2일 (326 mg/dL)에 측정한 혈당값보다 시간이 갈수록 증가하여 3주째에 최고 (576 mg/dL)에 도달하여 유지되는 것을 관찰 할 수 있었다. 양성대조군으로 사용한 glibenclamide투여군은 당뇨유발 1주일째에는 유의하게 혈당상승을 억제하였으나 2주와 3주에는 억제 폭이 감소하였다가 4주째 다시 유의한 차이를 나타냈다. 식품보조제 투여군은 투여 1주와 2주까지는 혈당상승을 유의하게 억제하지 않았으나 3주와 4주부터는 유의한 차이를 보였고, 50 mg/kg으로 투여한 군보다 100 mg/kg으로 투여한 군에서 혈당상승을 크게 억제함을 관찰할 수 있었다.(표 3)
Group Uint
(mg/kg)		 Duration of oral administration (weeks)
0 1 2 3 4
Normal 11221.8* 1181.7* 1194.5* 1161.7* 1191.1*
STZ-control 32632.6 40810.8 48920.1 5769.1 5728.3
Gilbenclamide 10 32527.5 341 4.5* 43730.7 52317.5 49910.2*

식품보조제		 50 32432.2 38417.6 43246.9 45116.2* 4588.2*
100 32427.6 36220.7 42351.4 40310.8* 4139.2*
Values are meanSEM (n=8).
*;p<0.05, significantly different from STZ-control group by Turkey's multiple range test.
3) 혈청 glucose 농도
4주 동안 경구투여하며 전혈을 이용하여 혈당의 변화율을 관찰한 후, 부검하여 혈액을 채취하여 혈청으로부터 혈당을 측정하였다. 정상군의 혈당 119 mg/dL보다 당뇨유발군의 혈당은 655 mg/dL로 크게 상승한 상태였으나 식품보조제 투여군은 저농도 (50 mg/kg)와 고농도 (100 mg/kg)에서 각각 395 mg/dL와 364 mg/dL의 혈당을 보여 혈당상승 억제효과를 보였다. 약물대조군으로 사용한 glibenclamide 10 mg/kg 투여군의 혈당은 565 mg/dL으로 나타나 혈당상승억제효과가 나타났으나 상승억제 정도는 식품보조제 투여군에 비하여 미약한 수준이었다.(표 4)
4) 혈청 insulin 농도
경구투여 4주 후의 혈청 인슐린은 정상군이 0.348 ng/mL이었고, 당뇨유발군이 0.202 ng/mL로 유의하게 낮았다. 양성대조군인 glibenclamide 10 mg/kg 투여군은 0.284 ng/mL로 인슐린의 감소를 유의하게 억제하였으나 식품보조제 투여군의 인슐린 0.339 ng/mL에서 0.345 ng/mL보다는 미약한 수준이었다.(표 4)
5) Hemoglobin A1c (HbA1c) 함량
HbA1c는 정상군에서 1.10%였고, 당뇨유발군에서 5.03%로 나타나 유의한 차이를 나타냈으나, 약물대조군, 식품보조제 투여군의 HbA1c는 당뇨유발군에서보다는 모두 낮게 나타났으나, 임계적으로 유의한 차이를 나타내지는 않았다. 이것은 HbA1c가 혈당의 과거력을 판단하는 지표인 만큼 4주간의 단기적인 투여에 의해서 효과가 크게 나타나지 않았음을 미루어 추측할 수 있다.(표 4)
Group Unit
(mg/kg)		 Serum glucose
(mg/dL)		 Serum insulin
(ng/mL)		 HbA1c
(%)
Normal 1195.7* 0.3480.024* 1.100.23*
STZ-control 65538.4 0.2020.006 4.830.08
Gilbenclamide 10 56539.4* 0.2840.005* 4.110.06

식품보조제		 50 39537.2* 0.3390.010* 4.310.08
100 36427.6* 0.3450.021* 4.530.08
Values are meanSEM (n=8).
*;p<0.05, significantly different from STZ-control group by Turkey's multiple range test.
이상의 실험 결과로 보아, 본 발명에서 제공되는 식품보조제는 항당뇨효과 검증실험에서 유의성 있는 항당뇨효과를 보이는 것을 알 수 있었다.
● 관능검사
상기 항당뇨 실험에 사용된 것과 동일한 비율로 혼합한 식품보조제를 10g의 스틱파우치로 제조하여 준비하였으며, 30대 이상의 성인 90명을 대상으로 각 30명씩 3개군으로 나누어 이미감, 이취감, 색감, 식감을 하기의 5개 문항을 기준으로 설문하여 5점 평균값으로 나타내었다. 그 결과는 하기 표 5와 같다.
<관능시험 평가기준>
매우좋음(5), 좋음(4), 보통(3), 나쁨(2), 매우나쁨(1)
항목 이미감 이취감 색감 식감
그룹 1 4.3 4.4 4.2 4.2
그룹 2 4.4 4.3 4.2 4.3
그룹 3 4.5 4.6 4.3 4.4
(평가결과값 = 평가자의 평가값의 합/30)
상기 관능검사 결과, 모든 그룹에서 관능적 우수성을 가지고 있음을 알 수 있었으며, 특히, 이미감과 이취가 거의 없음을 알 수 있었다. 특히, 식품을 발효시킬 경우 특유의 이취가 발생하게 되는데 이를 발효시키지 않은 과일, 채소 등 다른 구성요소들로 인해 상쇄되어 이취로 인한 불쾌감이 느껴지지 않는 것으로 판단되어 진다.

Claims (6)

  1. 곡물발효효소분말 49~50중량%, 해조류혼합분말 14~16중량%, 발아곡류혼합분말 19~20중량%, 채소건조혼합분말 4~6중량%, 표고버섯분말 0.5~1.5중량%, 과일건조혼합분말 2.5~3.5중량%, 분리대두단백 4.5~5.5중량%, 혼합유산균분말 0.3~0.6중량%, 자일리톨 0.5~1.5중량% 및 효소처리스테비오 0.1~0.15중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 곡류발효 효소를 포함한 식품 보조제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 곡물발효효소분말은 현미분말, 현미율무, 흑미, 보리, 대두, 메밀, 산약으로 혼합되어 이루어진 혼합곡류에 황국균(Aspergillus oryzae)을 0.2중량% 포함하도록 접종한 다음 배양온도 30~40℃ 조건에서 20~24시간 발효시킨 다음, 건조시켜 핀크레샤로 80메쉬 이하의 입자크기를 가지도록 분쇄한 것을 특징으로 하는 곡류발효 효소를 포함한 식품 보조제.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 해조류혼합분말은 건조다시마분말, 건조미역분말, 건조톳분말 및 건조김분말이 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 곡류발효 효소를 포함한 식품 보조제.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 발아곡류혼합분말은 발아현미, 발아보리, 발아흑미, 발아검정콩, 발아율무, 발아백태, 발아검정깨, 발아옥수수, 발아찹쌀, 발아차조, 발아수수, 발아메밀, 발아들깨, 발아참깨를 혼합한 다음, 건조시켜 80메쉬 이하의 입자크기를 가지도록 분쇄한 것을 특징으로 하는 곡류발효 효소를 포함한 식품 보조제.
  5. 제 1 항에 있어서,
    여기서, 상기 채소건조혼합분말은 건조양배추분말, 건조케일분말, 건조신선초분말, 건조당근분말, 건조연근분말, 건조우엉분말, 건조미나리분말이 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 곡류발효 효소를 포함한 식품 보조제.
  6. 제 1 항에 있어서,
    여기서, 상기 과일건조혼합분말은 건조사과분말, 건조바나나분말, 건조키위분말, 건조딸기분말, 건조파인애플분말로 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 곡류발효 효소를 포함한 식품 보조제.
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