KR101376312B1

KR101376312B1 - 기능성 감식초 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101376312B1
Application number: KR1020120094835A
Authority: KR
Inventors: 서주원; 성금화; 양승환
Original assignee: 명지대학교 산학협력단
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2014-03-27
Also published as: KR20140033553A

Abstract

본 발명의 일 측면은 감에 홍국균 배양액을 접종하고 발효시켜 1차 발효물을 수득하는 단계, 상기 1차 발효물을 여과하여 얻은 1차 여과액에 초산균을 접종하고 발효시켜 2차 발효물을 수득하는 단계 및 상기 2차 발효물을 여과하여 2차 여과액을 수득하는 단계를 포함하는 감식초 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 감식초는 홍국균으로 1차 발효되어 외관적으로 종래의 감식초보다 높은 색도를 보이고, 동시에 홍국균에 의해 생성되는 모나콜린 K를 함유하고 있어서 향상된 콜레스테롤 저하 기능 또는 체중 조절 기능 등을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 감식초는 지방간, 당뇨, 고지질혈증, 고중성지방혈증, 고콜레스테롤혈증, 심혈관 질환, 동맥경화, 지질 관련 대사 증후군과 같은 지질 관련 대사성 질환, 변비, 비만 등을 예방하거나 개선하기 위한 기능성 식품 또는 식품 첨가물로 사용될 수 있고, 농가 소득의 증대에 기여할 수 있다.

Description

기능성 감식초 및 이의 제조방법{Functional persimmon vinegar and preparing method thereof}

본 출원은 감식초 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 홍국균의 발효를 통해 색도가 높고 콜레스테롤 저하 기능 또는 체중 조절 기능 등이 향상된 감식초 및 이의의 제조방법에 관한 것이다.

감은 주로 한국, 일본이나 중국에서 재배되고 있는 동아시아 특유의 과수로서, 그 종류로는 사곡시(舍谷誇) ·단성시(丹城誇) ·고종시(高種誇) ·분시(盆誇) ·원시(圓誇) ·횡야(橫野) ·평핵무(平核無) 등과 같은 덟은감과 부유(富有) ·차랑(次郞) ·어소(御所) ·선사환(禪寺丸) 등과 같은 단감이 있다. 감의 주성분은 당질로서 그 함량은 약 15~16%인데 포도당과 과당의 함유량이 많으며, 단감과 떫은감에 따라 약간의 차이가 있다. 떫은맛의 성분은 디오스프린이라는 탄닌 성분인데 디오스프린은 수용성이기 때문에 쉽게 떫은맛을 나타낸다. 아세트알데히드가 탄닌 성분과 결합하여 불용성이 되면 떫은맛이 사라진다. 단감의 속이나 과피의 검은 점은 탄닌이 불용화한 탄닌세포의 변형이다. 비타민 A, B가 풍부하고 비타민 C는 100g 중에 30~50㎎ 정도 함유되어 있다. 그 밖에 펙틴, 카로티노이드가 함유되어 있다. 감의 효능은 동의보감과 본초강목 등의 여러 문헌에서 언급되고 있으며, 예를 들어 고혈압, 동맥경화, 순환기 질환에 효능이 있을 뿐만 아니라 위궤양, 당뇨병 등 만성질환에도 효과가 있다고 기록되어 있다.

감은 주로 생식용으로 이용되며, 생식 이외에 홍시(익은 감)나 곶감 등의 형태로 소비된다. 곶감은 건조도에 의해, 건시(수분: 25~30%), 반건시(수분: 50%)라고 불린다. 또한, 감은 수정과, 감식초 등의 원료로 사용되며, 감칩, 감 말랭이와 같은 가공품의 형태로 제조되기도 한다. 최근 기후 변화 및 산지 개발 등으로 인해 단감의 재배 면적이 급속히 증가하고 있고, 이로 인해 단감은 과수산업에서 중요한 위치를 차지하고 있다. 그러나, 단감의 소비 형태는 홍시나 곳감을 중심으로 하는 전통적인 소비패턴을 지니고 있어, 과잉 생산시 쉽게 가격폭락으로 이어지고 있는 실정이다. 따라서, 감의 소비를 확대시키고 고부가가치를 달성하기 위해서는 감을 이용하여 제조한 수정과, 감식초, 곶감, 감칩, 감 말랭이 등의 외관적 특성을 향상시키고 본연의 기능성을 향상시키거나 새로운 기능성을 부가할 필요가 있다.

이중 감식초는 옛날부터 일반 농가에서 제조이용되어온 전통발효식품으로 숙취제거, 피로회복 및 정장작용 등의 민간요법에 애용되어 왔다. 최근 급격한 경제성장 및 건강에 대한 인식전환으로 천연소재의 전통양조식초에 대한 관심이 높아져 상품으로 시판유통되고 있는 재래식 감식초는 수확된 감을 장기간이 소요되는 복발효의 자연발효에 의해 출하한다. 그러나 감에 많이 함유된 탄닌성분은 떫은맛과 폴리페놀 옥시다아제의 기질이 되어 갈변현상과 알콜발효를 저해하고 효소단백질과 복합체를 형성하여 유색 침전물이 생성되기도 하며, 잡균의 오염으로 비위생적이고 제조때마다 제품의 색상이 변색되어 상품성이 낮을 뿐만 아니라 56개월간의 장기간 발효로 대량 생산 및 보존이 어려워 경제성이 낮은 문제가 있다. 한편 감을 이용한 식초 제조방법과 관련하여 대한민국 등록특허공보 제10-0149279호에는 살균 처리된 감에 알코올 발효용 효모인 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces Cerevisiae) 및 초산균인 A. 아세티(A. aceti)를 포함하는 혼합 배양액을 접종하고 알콜 발효 및 초산발효를 동시에 수행하는 방법이 개시되고 있고, 대한민국 등록특허공보 제10-0752392호에는 감 분쇄물에 알코올 발효용 효모를 첨가하고 알코올 발효시켜 알코올 발효액을 수득하고, 알코올 발효액의 여과액에 초산균을 함유한 감식초를 첨가하고 초산 발효시켜 초산 발효액을 수득한 후, 이를 여과하고 숙성시키는 것으로 구성된 감식초의 제조방법이 개시되어 있다.

홍국균은 자낭균문 모나스커스(Monascus)속에 속하는 붉은색의 사상균으로서, 쌀 등과 같은 곡류를 발효시키는 과정에서 각종 유익한 대사산물 및 모나콜린 K를 생산한다. 이 균은 중국을 중심으로 동아시아의 여러 지역에서 천연의 식품 착색제나 가공품 및 소화 촉진과 혈류 개선의 소재로서 오랫동안 사용되어 왔다. 근래에는 홍국균이 생성하는 2차 대사산물인 메비놀린[혹은 로바스타틴(lovastatin), 모나콜린(monacolin) K, 또는 메바코르(mevacor)로 표시됨]이 콜레스테롤 생합성효소인 HMG-CoA(3-hydroxy-methyl-3- glutaryl-coenzyme) 환원효소를 강력하게 저해하여 혈중지질 농도를 감소시키고 콜레스테롤 합성을 억제하거나 항진균, 혈당상승의 억제, 혈압조절, 항비만, 항암 등과 같은 각종 기능성을 가진다는 사실이 한다는 등의 각종 기능성이 보고되고 있다[Endo, A. (1979) Monascolin K, a new hypcholesterolemic agent produced by a Monascus species. J Antibiot 32: 852-854.;Arad, Y., Ramakrishnan, R., and Ginsberg, H.N. (1990) Lovastatin therapy reduces low density lipoprotein apoB levels in subjects with combined hyperlipidemia by reducing the production of apoB-containing lipoproteins: implications for the pathophysiology of apoB production. J. Lipid . Res . 31: 567-582.;Wang IK et al., J. Agri. Food Chem. 48: 3183-3189 2000; Endo A. et al., J. Antibiotechnol. 38: 420-422 1985; Manzoni M & Rollini M. App. Microbiol. Biotechnol. 58: 555-564 2002; Wei W. et al., J. Nutri. Biochem. 14: 314-318 2003;Lee, S.I., Kim, J.W., Lee, Y.K., Yang, S.H., Lee, I.A., Suh, J.W. and Kim, S.D. (2011) Anti-obesity effect of Monascus pilosus Mycelial Extract in high fat diet-induced obese rats. J. Appl . Biol . Chem . 54:197-205.]. 또한, 홍국균은 적색계 색소(rubropuntain, monascorubin)와 황색계 색소(monascin, ankaflavin), 자색계 색소(rubropunctamine, monascorubramine) 등을 생성하며, 이와 같은 색소물질은 항균 및 항암효과가 있는 것으로 알려져 있다. 이로 인해 홍국균이 크게 주목을 받고 있고, 지금까지 홍국균을 이용하여 뛰어난 약리 효능을 가진 기능성 소재를 얻기 위한 연구가 적극적으로 이루어져 오고 있다.

본 발명은 이러한 배경하에 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 색도와 같은 외관 및 콜레스테롤 저하 기능 또는 체중 조절 기능과 같은 기능성이 향상된 감식초 및 이의 제조방법을 제공하는데에 있다.

본 발명의 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 감에 홍국균 배양액을 접종하고 25~35℃에서 5~15일 동안 발효시켜 1차 발효물을 수득하는 단계; 상기 1차 발효물을 여과하여 얻은 1차 여과액에 초산균을 접종하고 15~25℃에서 20~60일 동안 발효시켜 2차 발효물을 수득하는 단계; 및 상기 2차 발효물을 여과하여 2차 여과액을 수득하는 단계를 포함하는 감식초 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 전술한 감식초 제조방법으로 제조되고, 모나콜린 K를 포함하는 감칩을 제공한다.

본 발명에 따른 감식초는 홍국균으로 1차 발효되어 외관적으로 종래의 감식초보다 높은 색도를 보이고, 동시에 홍국균에 의해 생성되는 모나콜린 K를 함유하고 있어서 향상된 콜레스테롤 저하 기능 또는 체중 조절 기능 등을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 감식초는 지방간, 당뇨, 고지질혈증, 고중성지방혈증, 고콜레스테롤혈증, 심혈관 질환, 동맥경화, 지질 관련 대사 증후군과 같은 지질 관련 대사성 질환, 변비, 비만 등을 예방하거나 개선하기 위한 기능성 식품 또는 식품 첨가물로 사용될 수 있고, 농가 소득의 증대에 기여할 수 있다.

도 1은 Mizutani 배지, PDB 배지, S-INAE 배지 및 금화 배지(Kumhwa medium)와 같은 액상 배지에 홍국균을 접종하고 약 28℃에서 10일간 배양했을 때 배양액에 포함된 홍국균 균체의 건조 무게 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 비교제조예 1에서 제조한 일반 감식초(왼쪽) 및 제조예 3에서 제조한 홍국 감식초(오른쪽)의 사진이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 일 측면은 개선된 색도 및 유용한 생리활성을 가지는 감식초의 제조방법을 제공하는데에 있다. 본 발명에 따른 감식초 제조방법은 알코올 발효를 통해 1차 발효물을 수득하는 단계, 초산 발효를 통해 2차 발효물을 수득하는 단계 및 2차 발효물을 여과하는 단계를 포함한다. 이하, 본 발명에 따른 감식초의 제조방법을 단계별로 설명한다.

알코올 발효를 통해 1차 발효물을 수득하는 단계

본 발명에 따른 감식초 제조방법에서 알코올 발효를 통해 1차 발효물을 수득하는 단계는 감에 홍국균 배양액을 접종하고 25~35℃에서 5~15일 동안 발효시키는 것으로 구성된다.

이때, 감은 떫은감, 단감 등 그 종류가 크게 제한되지 않으나, 홍국균의 기질로서의 이용 효율 및 최종 감칩의 관능적 특성(예를 들어, 맛, 식감, 색상, 기호도 등)을 고려할 때 단감인 것이 바람직하다. 또한, 감은 홍국균의 기질로서의 이용 효율을 고려할 때, 감 조각 또는 감 파쇄물의 형태인 것이 바람직하다. 또한, 감은 홍국균의 접종 전에 증자(cooking) 등과 같은 방법에 의해 살균 또는 멸균된 것이 바람직하다. 감의 증자 방법은 상압증자, 가압증자 등 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 감은 구체적으로 약 100℃ 이상에서 약 10분 이상 증자되는 것이 바람직하며, 예를 들어 100~120℃에서 약 15~20분간 증자될 수 있다.

또한, 홍국균 배양액은 홍국균을 포함하는데, 이때 홍국균은 모나스커스 필로서스(Monascus pilosus), 모나스커스 러버(Monascus ruber), 모나스커스 퍼프레우스(Monascus purpureus), 모나스커스 카올리앙(Monascus kaoliang), 모나스커스 바리케리(Monascus barykery), 모나스커스 안카(Monascus anka) 등 모나스커스(Monascus)속에 속하고 2차 대사산물로 모나콜린 K를 생성할 수 있는 균이라면 그 종류가 크게 제한되지 않는다. 특히, 본 발명에 따른 감식초의 제조방법에서 홍국균은 감에 함유된 성분을 기질로 이용하여 모나콜린 K 등과 같은 유용한 활성 성분을 생산하는 능력 및 감식초의 관능적 특성(예를 들어, 맛, 식감, 색상, 기호도 등)을 고려할 때 모나스커스 필로서스(Monascus pilosus)인 것이 바람직하고, 구체적으로 기탁번호가 KCCM 60084, IFO 4480 또는 KCCM 60396인 모나스커스 필로서스(Monascus pilosus)를 사용할 수 있으며, 기탁번호가 KCCM IFO 4480 또는 KCCM 60396인 모나스커스 필로서스(Monascus pilosus)를 사용하는 것이 더 바람직하다. 한편, 홍국균 배양액은 홍국균을 액상 배지에 접종하고 배양하여 얻을 수 있다. 이때, 감에 접종되는 홍국균 배양액의 홍국균 농도는 크게 제한되지 않으나, 최종 감식초에 존재하는 모나콜린 K 등과 같은 유용한 활성 성분의 함량 및 감식초 제조공정의 생산성 또는 경제성 등을 고려할 때 10⁶~10¹⁰ cfu(Colony Forming Unit)/㎖로 조정되는 것이 바람직하고, 10⁸~10¹⁰ cfu(Colony Forming Unit)/㎖으로 조정되는 것이 더 바람직하며, 10⁸~10⁹ cfu(Colony Forming Unit)/㎖로 조정되는 것이 더 바람직하다. 홍국균 배양액 내 홍국균 농도는 생리식염수 등으로 조정될 수 있다. 또한, 홍국균 배양액 내 홍국균은 일반적으로 균사체 형태로 존재하는데, 감을 기질로서 균일하게 이용하기 위해 홍국균 배양액 내의 홍국균 균사체는 물리적 교반, 기계적 절단 등에 의해 균질화된 것이 바람직하다. 또한, 홍국균 배양액을 제조하는데 사용되는 액상 배지는 홍국균의 균체수를 증가시키거나 모나콜린 K 등과 같은 유용한 활성 성분의 생산 능력을 향상시킬 수 있는 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 PDB(potato dextrose Broth) 배지, Mizutani 배지(글루코오스 5.0g, 펩톤 2.0g, KH₂PO₄ 0.8g, MgSO₄·7H₂O 0.05g, 포타슘아세테이트 0.2g, NaCl 0.1g, 증류수 100㎖; pH 6.0) 또는 S-INAE 배지(쌀가루 2.0g, 글루코오스 3.0g, 펩톤 2.0g, KH₂PO₄ 0.8g, MgSO₄·7H₂O 0.05g, 소듐니트레이트 0.2g, NaCl 0.1g, 증류수 100㎖; pH 6.0) 등과 같은 공지된 액상 배지에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 홍국균의 생육 기간 단축 내지 홍국균의 대량 증식 측면을 고려할 때 팥가루 3.0g, 글루코오스 3.0g, 펩톤 2.0g, KH₂PO₄ 0.8g, MgSO₄·7H₂O 0.05g, NaCl 0.1g, 및 증류수 90~100㎖의 조제비율로 조성된 금화 배지(Kumhwa medium)인 것이 바람직하고, 홍국균의 모나콜린 K 생성 능력을 향상시키는 측면을 고려할 때 팥가루 1.0g, 말토오스 6.0g, 펩톤 2.0g, KH₂PO₄ 0.8g, MgSO₄·7H₂O 0.05g, NaCl 0.1g, 및 증류수 90~100㎖의 조제비율로 조성된 개량 금화 배지(Kumhwa medium-modified)인 것이 더 바람직하다. 또한, 홍국균 배양액을 제조하기 위해 이러한 액상 배지에 접종되는 홍국균은 감자한천배지(potato dextrose agar medium, PDA 배지) 등과 같은 고체 배지 상에서 활성화된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 감식초 제조방법 중 알코올 발효를 통해 1차 발효물을 수득하는 단계에서 홍국균 배양액의 접종량은 크게 제한되지 않으나, 감식초 제조의 경제성 등을 고려할 때 감 중량 대비 2~10 부피%인 것이 바람직하고, 2~8 부피%인 것이 더 바람직하며, 2.5~7.5 부피%인 것이 가장 바람직하다. 한편, 알코올 발효를 통해 1차 발효물을 수득하는 단계에서의 발효 온도 및 발효 시간, 즉 홍국균의 배양 온도 및 배양 시간은 사용되는 홍국균의 종류에 따라 다양한 범위를 가질 수 있으며, 후술하는 초산 발효를 고려할 때 초산균의 주요 기질인 초산을 충분히 확보할 수 있는 조건인 것이 바람직하다. 알코올 발효를 통해 1차 발효물을 수득하는 단계에서의 발효 온도 및 발효 시간은 25~35℃ 및 5~15일인 것이 바람직하고, 25~30℃ 및 6~12일인 것이 더 바람직하다.

초산 발효를 통해 2차 발효물을 수득하는 단계

본 발명에 따른 감식초의 제조방법에서 초산 발효를 통해 2차 발효물을 수득하는 단계는 1차 발효물을 여과하여 얻은 1차 여과액에 초산균을 접종하고 15~25℃에서 20~60일 동안 발효시키는 것으로 구성된다.

본 발명에 따른 감식초의 제조방법에서 알코올 발효를 통해 수득한 1차 발효물은 여과를 통해 얻은 1차 여과액의 형태로 초산 발효시 사용된다. 이때, 1차 여과액을 얻기 위한 여과 방법은 크게 제한되지 않으며, 여과지, 여과포, 멤브레인 등과 같은 여과 필터를 사용하거나 원심분리기를 사용하여 1차 여과액을 얻을 수 있다. 또한, 1차 여과액은 감식초의 풍미를 풍성하게 하는 관점에서 초산 발효시 기질로 사용되기 전에 숙성되는 것이 바람직하고, 이때 숙성 온도 및 숙성 시간은 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 1차 여과액은 2~18℃에서 2~10일간 숙성될 수 있다.

또한, 초산 발효를 통해 2차 발효물을 수득하는 단계에서 사용되는 초산균(Acetic acid bacteria)은 발효를 통해 에탄올 등과 같은 알코올을 산화시키고 최종 산물로 아세트산을 생성시킬 수 있는 균이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 아세토박터 속(Acetobacter), 애시딕알두스 속(Acidicaldus), 글루코나세토박터 속(Gluconacetobacter) 등이 있으며, 이 중 발효 환경 및 에탄올과 같은 알코올을 아세트산으로 전환시킬 수 있는 능력을 고려할 때 아세토박터 속(Acetobacter) 세균인 것이 바람직하다. 본 발명의 초산 발효를 통해 2차 발효물을 수득하는 단계에서 사용할 수 있는 아세토박터 속(Acetobacter) 세균으로는 Acetobacter aceti, Acetobacter liquefaciens, Acetobacter orleanensis, Acetobacter pasteurianus, Acetobacter peroxydans 등이 있다.

또한, 본 발명에 따른 감식초 제조방법 중 초산 발효를 통해 2차 발효물을 수득하는 단계에서 초산균은 초산균 배양액의 형태로 투입되는 것이 바람직하며, 이때 초산균 배양액의 접종량은 크게 제한되지 않으나, 감식초 제조의 경제성 등을 고려할 때 감 중량 대비 2~10 부피%인 것이 바람직하고, 2~8 부피%인 것이 더 바람직하며, 2.5~7.5 부피%인 것이 가장 바람직하다. 한편, 초산 발효를 통해 2차 발효물을 수득하는 단계에서의 발효 온도 및 발효 시간, 즉 초산균의 배양 온도 및 배양 시간은 사용되는 초산균의 종류, 감식초 내의 모나콜린 K 등과 같은 기능성 성분의 함량, 감식초의 관능적 특성(예를 들어, 맛, 식감, 색상, 기호도 등) 및 감식초 제조의 경제성을 고려하여 설정하는 것이 바람직하다. 초산 발효를 통해 2차 발효물을 수득하는 단계에서의 발효 온도 및 발효 시간은 15~25℃ 및 20~60일인 것이 바람직하고, 18~22℃ 및 30~50일인 것이 더 바람직하다.

2차 발효물을 여과하는 단계

본 발명에 따른 감식초 제조방법에서, 초산 발효를 통해 수득한 2차 발효물은 여과에 의해 2차 여과액의 형태로 얻어진다. 상기 2차 여과액은 바로 감식초로 사용될 수 있다. 이때, 2차 여과액을 얻기 위한 여과 방법은 크게 제한되지 않으며, 여과지, 여과포, 멤브레인 등과 같은 여과 필터를 사용하거나 원심분리기를 사용하여 2차 여과액을 얻을 수 있다. 또한, 2차 여과액은 감식초의 풍미를 풍성하게 하는 관점에서 숙성 과정을 거친 후 감식초로 사용될 수 있다. 이때 2차 여과액의 숙성 온도 및 숙성 시간은 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 2차 여과액은 2~18℃에서 2~10일간 숙성될 수 있다.

본 발명의 다른 측면은 개선된 색도 및 유용한 생리활성을 가지는 감식초를 제공한다. 이러한 감식초는 전술한 감식초의 제조방법으로 제조되고, 주요한 활성 성분으로 모나콜린 K를 포함한다. 이때, 모나콜린 K의 함량은 감식초의 제조방법에 사용된 각 재료들 및 공정조건에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 감식초 ㎖당 25~100㎍일 수 있고, 감식초의 기능성 및 제조공정의 경제성 등을 고려할 때 40~80㎍인 것이 바람직하고, 45~60㎍인 것이 더 바람직하다. 본 발명에 따른 감식초는 감 자체에 함유된 성분, 홍국균에 의해 생성된 유용 활성 성분(예를 들어 모나콜린 K) 및 초산균에 의해 생성된 성분 등에 의해 향상된 콜레스테롤 저하 기능 또는 체중 조절 기능 등을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 감식초는 지방간, 당뇨, 고지질혈증, 고중성지방혈증, 고콜레스테롤혈증, 심혈관 질환, 동맥경화, 지질 관련 대사 증후군과 같은 지질 관련 대사성 질환, 변비, 비만 등을 예방하거나 개선하기 위한 기능성 식품 또는 식품 첨가물 등으로 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 기술적 특징을 명확하게 예시하기 위한 것 일뿐, 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.

1. 홍국균 배양액을 제조하기 위한 액상 배지의 선별

(1) 홍국균의 생육을 고려한 액상 배지의 선택

홍국균의 배양을 위해 공지된 액상 배지로는 PDB(potato dextrose Broth) 배지, Mizutani 배지(글루코오스 5.0g, 펩톤 2.0g, KH₂PO₄ 0.8g, MgSO₄·7H₂O 0.05g, 포타슘아세테이트 0.2g, NaCl 0.1g, 증류수 100㎖; pH 6.0) 또는 S-INAE 배지(쌀가루 2.0g, 글루코오스 3.0g, 펩톤 2.0g, KH₂PO₄ 0.8g, MgSO₄·7H₂O 0.05g, 소듐니트레이트 0.2g, NaCl 0.1g, 증류수 100㎖; pH 6.0) 등이 있다. 그러나 이러한 액상 배지는 홍국균의 생육이 느려 종균 제조를 위한 액상 배지로 사용하기에는 경제성이 떨어지는 문제가 있다. 본 발명의 발명자는 단기간에 홍국균의 생육을 풍부하게 할 수 있는 액상 배지를 연구하던 중 팥가루 3.0g, 글루코오스 3.0g, 펩톤 2.0g, KH₂PO₄ 0.8g, MgSO₄·7H₂O 0.05g, NaCl 0.1g, 및 증류수 91.05㎖의 조제비율로 조성된 액상 배지를 개발하였고, 이를 금화 배지(Kumhwa medium)로 명명하였다.

도 1은 Mizutani 배지, PDB 배지, S-INAE 배지 및 금화 배지(Kumhwa medium)와 같은 액상 배지에 홍국균을 접종하고 약 28℃에서 10일간 배양했을 때 배양액에 포함된 홍국균 균체의 건조 무게 변화를 나타낸 그래프이다. 액상 배지에 접종된 홍국균으로는 홍국균의 일종인 Monascus pilosus IFO 4480(기탁번호 KCCM 60396 균주와 동일한 균주임) 균주를 감자한천배지(potato dextrose agar medium, PDA 배지)에서 7일간 배양하여 활성화시킨 후, 약 1 ㎝ 정도의 직경 크기로 잘라낸 아가 블락(Agar block)을 사용하였다.

도 1에서 보이는 바와 같이 금화 배지는 공지된 다른 배지들보다 홍국균의 생육기간을 약 2~6일 단축할 수 있고, 종균 생산량도 배양 10일째를 기준으로 할 때 90~180% 이상 증가시킬 수 있다.

(2) 홍국균의 모나콜린 K 생성량을 고려한 액상 배지의 선택

홍국균의 모나콜린 K 생성량을 고려하여 앞에서 선택한 금화 배지(Kumhwa medium)를 개선한 액상 배지를 연구하던 중, 팥가루 1.0g, 말토오스 6.0g, 펩톤 2.0g, KH₂PO₄ 0.8g, MgSO₄·7H₂O 0.05g, NaCl 0.1g, 및 증류수 100㎖의 조제비율로 조성된 액상 배지를 개발하였고, 이를 개량 금화 배지(Kumhwa medium-modified)로 명명하였다. 금화 배지와 개량 금화 배지에 각각 홍국균을 접종하고 약 28℃에서 4일간 배양하여 홍국균 배양액을 수득하였다. 수득된 홍국균 배양액에 존재하는 모나콜린 K를 고성능액체크로마토그래피(HPLC)를 사용하여 분석하였다. 구체적으로 홍국균 배양액을 0.45㎛ 필터로 여과하여 여과액을 얻고, Lee, et al[Lee, S.I., Kim, J.W., Lee, Y.K., Yang, S.H., Lee, I.A., Suh, J.W. and Kim, S.D. (2011) Anti-obesity effect of Monascus pilosus Mycelial Extract in high fat diet-induced obese rats. J. Appl . Biol . Chem . 54:197-205.]에 기재된 방법을 사용하여 홍국균 배양액 ℓ당 모나콜린 K 함량을 측정하였다. 그 결과, 액상 배지로 금화 배지(Kumhwa medium)를 사용하여 얻은 홍국균 배양액에서의 모나콜린 K 함량은 25 ㎎/ℓ이었고, 액상 배지로 개량 금화 배지(Kumhwa medium-modified)를 사용하여 얻은 홍국균 배양액에서의 모나콜린 K 함량은 65 ㎎/ℓ이었다.

2. 홍국균 배양액의 준비

제조예 1.

홍국균의 일종인 Monascus pilosus IFO 4480(기탁번호 KCCM 60396 균주와 동일한 균주임) 균주를 감자한천배지(potato dextrose agar medium, PDA 배지)에서 7일간 배양하여 활성화시킨 후, 약 1 ㎝ 정도의 직경 크기로 홍국균을 포함하는 아가 블락(Agar block)을 잘라냈다. 이후, 잘라낸 아가 블락을 50㎖의 개량 금화 배지(팥가루 1.0g, 말토오스 6.0g, 펩톤 2.0g, KH₂PO₄ 0.8g, MgSO₄·7H₂O 0.05g, NaCl 0.1g, 및 증류수 100㎖의 조제비율)에 접종하고 150 rpm의 조건에서 약 3일간 전 배양하여 종균액을 제조하였다. 이후, 종균액을 500㎖의 개량 금화 배지(팥가루 1.0g, 말토오스 6.0g, 펩톤 2.0g, KH₂PO₄ 0.8g, MgSO₄·7H₂O 0.05g, NaCl 0.1g, 및 증류수 100㎖의 조제비율)에 접종하고 150 rpm의 조건에서 약 5일간 본 배양하여 홍국균 배양액을 제조하였다. 이후, 홍국균 배양액을 믹서기로 교반하여 홍국균 균사체를 균질화하였다. 또한, 홍국균 배양액을 생리식염수로 희석하여 홍국균의 농도가 약 10⁸~10¹⁰ cfu(Colony Forming Unit)/㎖가 되도록 조정하였다.

3. 감 조각의 준비

제조예 2.

품질이 우수한 단감을 엄선하고, 꼭지를 제거한 후, 이를 16조각 이상으로 잘라 감 조각을 준비하였다. 이후 감 조각을 약 100~120℃에서 20분 동안 증자하여 멸균된 감 조각을 얻었다.

4. 홍국균에 의한 감식초의 제조

제조예 3.

제조예 2에서 준비한 감 조각에 제조예 1에서 준비한 홍국균 배양액을 5%(v/w)의 양으로 접종하고 약 28℃의 항온기 안에서 약 7~10일간 알코올 발효시켜 1차 발효물을 수득하였다. 1차 발효물을 탈수형 여과기로 여과하여 1차 여과액을 수득하고, 이를 약 10℃에서 약 4일간 방치하여 숙성시켰다.

숙성된 1차 여과액에 초산균의 일종인 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti; 기탁번호 : KACC 11978) 균주 배양액을 5%(v/w)의 양으로 접종하고 약 20℃의 항온기 안에서 약 40일 동안 초산 발효시켜 2차 발효물을 수득하였다. 2차 발효물을 여과포로 여과하여 2차 여과액을 수득하고, 이를 약 10℃에서 충분히 숙성시켜 감식초를 얻었다.

비교제조예 1.

홍국균 배양액 대신 효모인 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 배양액을 사용한 점을 제외하고는 제조예 3과 동일한 방법을 사용하여 감식초를 얻었다.

5. 홍국균의 사용 여부에 따른 감식초의 외관 변화 및 기능성 성분의 분석

제조예 3 및 비교제조예 1에서 제조한 감식초의 모나콜린 K 함량을 고성능액체크로마토그래피(HPLC)를 사용하여 분석하였다. 또한, 감식초의 색도를 분광 광도계(Spectrophotometer)를 사용하여 분석하였다. 구체적으로, 감식초를 10배 농축한 후 0.45㎛ 필터로 여과하여 여과액을 얻고, Lee, et al[Lee, S.I., Kim, J.W., Lee, Y.K., Yang, S.H., Lee, I.A., Suh, J.W. and Kim, S.D. (2011) Anti-obesity effect of Monascus pilosus Mycelial Extract in high fat diet-induced obese rats. J. Appl . Biol . Chem . 54:197-205.]에 기재된 방법을 사용하여 감식초 ㎖당 모나콜린 K 함량을 측정하였다. 또한, 감식초를 0.45㎛ 필터로 여과한 후 100배 희석하고, 희석된 여과액을 샘플로 하여 400㎚, 470㎚ 및 500㎚ 각각의 파장에서의 흡광도를 측정하였다. 도 2는 비교제조예 1에서 제조한 일반 감식초(왼쪽) 및 제조예 3에서 제조한 홍국 감식초(오른쪽)의 사진이다. 또한, 하기 표 1은 제조예 3 및 비교제조예 1에서 제조한 감식초의 pH, 색도 및 모나콜린 함량을 나타낸 것이다.

도 2 및 하기 표 1에서 보이는 바와 같이 제조예 3에서 제조한 홍국 감식초는 비교제조예 1에서 제조한 일반 감식초에 비해 색도가 높고 콜레스테롤 저하 기능을 가진 모나콜린 K를 다량으로 포함한다.

구분		제조예 3의 홍국 감식초	비교제조예 1의 일반 감식초
pH		5.0	5.1
색도	400㎚	2.78	1.56
	470㎚	1.35	0.764
	500㎚	1.28	0.594
모나콜린 K 함량(㎍/㎖)		52	0

이상에서와 같이 본 발명을 상기의 실시예를 통해 설명하였지만 본 발명이 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 본 발명에 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 태양을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

감에 홍국균 배양액을 접종하고 25~35℃에서 5~15일 동안 발효시켜 1차 발효물을 수득하는 단계;
상기 1차 발효물을 여과하여 얻은 1차 여과액에 초산균을 접종하고 15~25℃에서 20~60일 동안 발효시켜 2차 발효물을 수득하는 단계; 및
상기 2차 발효물을 여과하여 2차 여과액을 수득하는 단계를 포함하고,
상기 홍국균 배양액은 홍국균을 액상 배지에 접종하고 배양하여 얻은 것이고,
상기 액상 배지는 팥가루 3.0g, 글루코오스 3.0g, 펩톤 2.0g, KH₂PO₄ 0.8g, MgSO₄·7H₂O 0.05g, NaCl 0.1g, 및 증류수 90~100㎖의 조제비율로 조성된 금화 배지(Kumhwa medium) 또는 팥가루 1.0g, 말토오스 6.0g, 펩톤 2.0g, KH₂PO₄ 0.8g, MgSO₄·7H₂O 0.05g, NaCl 0.1g, 및 증류수 90~100㎖의 조제비율로 조성된 개량 금화 배지(Kumhwa medium-modified)인 것을 특징으로 하는 감식초 제조방법.
제 1항에 있어서, 감은 증자에 의해 멸균된 것을 특징으로 하는 감식초 제조방법.
제 2항에 있어서, 감은 감 조각 또는 감 파쇄물인 것을 특징으로 하는 감식초 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 홍국균은 모나스커스 필로서스(Monascus pilosus)인 것을 특징으로 하는 감식초 제조방법.
제 4항에 있어서, 상기 모나스커스 필로서스(Monascus pilosus)는 기탁번호가 IFO 4480, KCCM 60396, 또는 KCCM 60084인 것을 특징으로 하는 감식초 제조방법.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 홍국균 배양액의 홍국균 농도는 10⁸~10¹⁰ cfu(Colony Forming Unit)/㎖로 조정된 것을 특징으로 하는 감식초 제조방법.
제 7항에 있어서, 상기 홍국균 배양액은 홍국균 균사체가 균질화된 것을 특징으로 하는 감식초 제조방법.
삭제
삭제
제 1항에 있어서, 상기 액상 배지에 접종되는 홍국균은 감자한천배지(potato dextrose agar medium, PDA 배지) 상에서 활성화된 것을 특징으로 하는 감식초 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 홍국균 배양액의 접종량은 감 중량 대비 2~10 부피%인 것을 특징으로 하는 감식초 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 초산균은 아세토박터 속(Acetobacter) 세균인 것을 특징으로 하는 감식초 제조방법.
제 13항에 있어서, 상기 초산균의 접종량은 1차 여과액 중량 대비 2~10 부피%인 것을 특징으로 하는 감식초 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 1차 여과액은 숙성된 것을 특징으로 하는 감식초 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 2차 여과액은 숙성된 것을 특징으로 하는 감식초 제조방법.
제 1항 내지 제 5항, 제 7항, 제 8항 및 제 11항 내지 제 16항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되고, 모나콜린 K를 포함하는 감식초.
제 17항에 있어서, 상기 모나콜린 K의 함량은 감식초 ㎖당 25~100㎍인 것을 특징으로 하는 감식초.
제 17항에 있어서, 상기 감식초는 콜레스테롤 저하 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 감식초.