KR101601245B1 - 효모를 이용한 발효부추효소액의 제조방법 및 이를 유효성분으로 함유하는 항산화, 항균 및 혈류개선 기능성 식품 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 효모를 이용한 발효부추효소액의 제조 방법 및 그 효모 부추자연발효물에 관한 것으로 보다 구체적으로는 (a) 부추와 설탕을 3:1(W/W)의 비율로 당침한 후 6개월간 발효 후 (b) 당침액을 착즙하고 여과단계, (c) 당침한 효소 추출액을 당도 10˚Brix로 조정하여 하여 고압멸균 단계, (d)상기에서 얻은 멸균부추엑기스에 효모를 접종하여 7주일간 2차 발효를 수행한 후 생성된 발효부추효소액을 유효성분으로 함유하는 항산화, 항균 및 혈류개선 기능성 식품 조성물을 제공하는 뛰어난 효과가 있다.

Description

효모를 이용한 발효부추효소액의 제조방법 및 이를 유효성분으로 함유하는 항산화, 항균 및 혈류개선 기능성 식품 조성물{Buch fermentate by yeast and antioxident, antibacterial, anti-hyperpiesia food composition comprising the same as an effective ingredient}

본 발명은 부추와 설탕을 이용하여 1차 부추자연발효물을 제조하고, 상기에서 제조된 1차 부추자연발효물을 고압멸균한 후 효모를 접종하여 2차 발효를 수행하여 효모발효부추액을 수득한 다음 이를 유효성분으로 함유하는 항산화, 항균, 항고혈압, 고지혈증 및 혈류개선 기능성 식의약품 조성물에 관한 것이다.

부추는 백합과에 속하는 Allium속 식물로 500여종의 Allium속 식물에 대한 약리작용은 수세기동안 경험적으로 사용되고 있었으며, 우리나라 산야에서 자생하며, 독특한 맛과 향기가 있어서 식품으로 많이 이용해왔으며, 한방에서는 맛이 맵고 성질이 따듯하여 혈액순환에 좋으며, 강장제, 해독제 등으로 효과가 있다고 보고되고 있다. (Ahn et al., Food Industry and Nutrition 2001; Park et al., J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 2009).

또한 한방에서 부추는 성질이 약간 따뜻하고 맛은 시고 맵고 떫으며 독이 없으며,. 날 것으로 먹으면 아픔을 멎게 하고 독을 풀어주고, 익혀 먹으면 위장을 튼튼하게 해주고 설정(泄精)을 막아준다. 부추는 일명 기양초(起陽草)라고 부르며, 이시진(李時珍)이 지은 본초강목(本草綱目)에는 온신고정(溫腎固精)의 효과가 있다고 기록되어 있다. 동양의학에서 말하는 `신(腎)'이란 신장(腎藏)뿐만 아니라 고환이나 부신(副腎)등 호르몬을 분비하는 기관을 비롯하여 비뇨생식기 계통 전반을 일컫는다. 따라서 `온신고정'이란 신허(腎虛)를 다스린다는 의미로서 부추에는 몸을 따뜻하게 하고 기능을 항진(亢進)시키는 효능이 있다.

부추의 주요 영양성분은 카로틴, 비타민 B2, 비타민 C, 칼슘, 철 등을 함유 하고 있으며 주요 성분으로는 allyl sulfide, pentose 및 allylthiamine, 여러 가지 sulfide 유도체와 adenosine, alanine, glutamic acid, aspartic acid, valine 등 아미노산, dimethyl disulfide와 dimethyl trisulfide 같은 8가지 지방족 함황화합물 등이 함유되어 자양강장효과가 있는 것으로 확인되었다.(Choi et al., J Korean Soc Food Nutr. 1992; Richard and Bernhard, Phytochemistry. 1970). 이와 같은 부추를 재료로 하여 만드는 요리로 부추떡, 부추죽, 부추장아찌, 부추잡채 등 주재료로 사용될 뿐 아니라 독특한 향미로 인해 부재료로 다양하게 이용되고 있다. 이와 같이 부추는 동부아시아의 한중일에서 오래 전부터 제사, 약용, 식용 등의 다양한 용도로 이용해왔다.

발효식품은 항산화 시스템 강화, 그리고 인체의 방어력을 높이는 면역 시스템 강화 효과를 가져다주며, 다양한 기능성 소재의 가능성이 보고되고 있다 (Magwamba et al., J. Food Port. 2010). 이러한 발효식품은 젖산균이나 효모 등 미생물의 발효 작용을 이용하여 만든 식품이다. 미생물의 종류, 식품의 재료에 따라 발효식품의 종류는 다양하며, 각기 독특한 특징과 풍미를 지닌다. 또한 농산물 수산물 축산물 임산물 식품들이 재료로 쓰이는데 그 특유의 성분들이 미생물의 작용으로 분해되고 새로운 성분이 합성되어 영양가가 향상되고 기호성 저장성이 우수해진다.

최근 웰빙열풍으로 인해 민간에서 다양한 효소 추출액을 만들어 이용하고 있다. 이러한 발효방법에 따라 만들어지는 효소액에 대한 과학적 증명이 필요하다. 따라서, 우수한 발효 미생물을 이용하여 우수한 활성을 갖는 발효효소액의 과학적 증명이 반드시 필요한 분야라 할 것이다.

부추효소액을 이용한 부추의 효모발효물과 이를 이용한 조성물의 효과에 대한 내용은 미미하여 이러한 조건을 만족시키기 위해 활성규명이 반드시 필요하다.

전국적으로 재배되고 있는 부추를 이용하여 만든 부추효소액을 효모를 이용하여 2차발효를 통해 부추의 효모발효물을 생산하여 이를 조성물로하는 우리나라 전통발효 식품내에 존재하는 특정 생리활성 기능을 갖는 조성물을 자원화한다면 고부가가치를 갖는 식의약품 산업군으로의 활용이 가능할 것이다.

본 발명은 상기 사실들을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명자들은 일반인들이 손쉽게 섭취할 수 있도록 발효부추엑기스에 효모를 접종하여 2차 발효시켜 부추의 효모발효물을 제조하고 이를 유효성분으로 함유하는 조성물을 얻고 그의 활성 기능을 평가하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서 본 발명의 목적은, 발효부추엑기스에 효모를 접종하여 2차 발효시켜 효모발효물과 이를 함유하는 건강기능성 조성물을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 2차 발효를 통한 효모발효물과 이를 포함한 조성물이 ACE 저해활성과 HMG-CoA 환원효소억제활성, 항산화활성 및 항균에 활성을 갖는 효소액의 제조방법과 상기 효소액을 유효성분으로 함유하는 혈류개선 기능성 식의약품을 제공하는데 있다.

본 발명의 상기 목적은 부추와 설탕을 중량비 3:1로 혼합하여 6개월간 1차 자연발효 시키는 단계와; 상기에서 얻은 부추엑기스의 당도를 조절한 후 멸균하는 단계와; 통상의 효모(Saccharomyces cerevisiae)를 접종하여 2차 발효시켜 부추의 효모발효물을 제조하는 단계와; 상기 부추의 효모발효물을 공시재료로 사용하여 항균활성, 항산화활성, 항고혈압과 관련된 ACE 저해활성 및 HMG-CoA 환원효소억제활성을 검정하는 단계를 통하여 달성하였다.

본 발명은 부추와 설탕을 혼합하여 부추의 당침액을 제조한 후, 이에 통상의 효모를 접종하여 2차 발효시킨 효모발효물을 제공하는 효과가 있으며 이를 유효성분으로 함유하는 항산화활성, 항균, ACE저해활성 및 HMG-CoA 환원효소억제활성 효능이 있는 혈류개선 기능성 식의약품 조성물을 제공하는 뛰어난 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시의 예에 따른 부추의 효모발효물 제조방법의 공정도이다.
도 2는 본 발명 부추의 효모발효물의 항산화활성을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명 부추의 효모발효물의 ACE 저해활성 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명 부추의 효모발효물의 HMG-CoA 환원효소억제활성을 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 목적일 뿐이므로, 어떤 의미로든 본 발명의 범위가 이들에 의해 제한되는 것은 아니다.

<실시예 1> 부추의 효모발효물의 제조

부추의 뿌리를 제외한 부분을 수세 후 단지에 설탕과 중량비 3:1의 비율로 침지하고(S110) 6개월간 1차 자연발효(S100)시킨 후 발효액을 착즙(S120)하였다. 상기단계에서 수득된 자연발효한 부추착즙액의 당도는 30˚Brix 이상이였다. 이 당도에서는 효모의 성장에 억제가 되므로 상기 착즙액에 약 3배의 물을 희석하여 10˚Brix(당도계를 이용하여 측정)로 조정(S210)하였다. 상기에서 10˚Brix로 조정된 부추착즙액을 고압멸균기를 이용하여 121℃, 1.5기압에서 15분간 멸균하였다(S220). 멸균된 부추착즙액 전체중량비에 통상의 효모 배양액 10 v/v%를 접종(S230)하여 37℃에서 7일간 2차 발효(S200)시켰다. 상기 2차 발효에서 얻은 효모발효물을 냉장시킨 상태에서 공시재료로 사용하였다.

본 발명의 제조방법은, S100: 1차 발효단계는 S110: 당침단계 및 S120: 착즙단계로 구성되며, S200: 2차 발효단계는 S210: 효모균주 배양을 위한 당도조절단계, S220: 고압멸균단계 및 S230: 효모균주 접종단계로 구성된다(도 1).

<실험예 1> 본 발명 부추의 효모발효물의 항균활성 검정

상기 실시예 1에 기재한 방법으로 제조된 부추의 효모발효물을 8 mm paper disk에 100 uL를 점적하여 각 병원성균주 E. coli, B. cereus, S. aureus, S. epidrmidis의 배양액을 흡광도 0.3으로 조정한 현탁액을 멸균면봉을 사용하여 LB배지에 도말한 뒤 paper disk를 올려 37℃에서 24시간 배양한 후 생육저해환의 직경으로 항균활성을 측정하였다. 대조구로는 효모를 이용하여 발효하지 않은 부추효소액으로 하였다. 실험결과는 [표 1]에 나타낸 바와 같이 각 균주에 대해 본 발명 부추의 효모발효물이 탁월한 항균효과를 보였다.

균주명	부추 3:설탕1발효액(지름 mm)	본 발명 발효물(지름 mm)
E. coli B. cereus S. aureus S. epidrmidis	10.20 17.79 12.29 10.68	24.10 27.28 35.31 17.55

<실험예 2> 본 발명 부추의 효모발효물의 항산화활성 검정

상기 실시예 1에 따라 제조된 부추의 효모발효물의 항산화능은 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH) radical scavenging activity를 조사하여 평가하였다. 200 uM DPPH 1 mL와 시료 1 mL를 혼합하여 37℃, 암소에서 30분 동안 반응시킨 후, 517 nm에서의 흡광도를 측정하였다. DPPH radical 소거능(%)은 식 [(control - sample)/control]100에 의하여 산출하였다. 실험결과는 도 2에 나타낸 바와 같이 DPPH 라디컬소거능이 90%이상으로 대조구 및 비타민 C 50 ppm보다 더 높은 것으로 나타났다.

<실험예 3> 본 발명 부추의 효모발효물의 ACE-저해활성 검정

고혈압의 원인은 renin-angiotensin system이 중요한 역할을 하는데, 여기에는 angiotensin-converting enzyme(ACE)이 관여하여 이를 확인하고자 본 발명 실시예 1에 따라 제조된 부추의 효모발효물을 실험구로 이용하여 ACE 저해능은 Cushman과 Cheung [1971. Biochem. Phamacol.]의 방법에 준하여 조사하였다. 0.4 M NaCl을 함유한 0.1 M sodium borate buffer (pH 8.3)에 Hip-His-Leu 12.5 mM을 녹인용액 100 uL, ACE 100 uL, 시료 50 uL를 혼합하여 37℃에서 30분간 반응시킨 후, HCl을 첨가하여 반응을 중지시켰다. 여기에 ethylacetate를 첨가하여 반응산물을 추출한 후, 완전히 건조시켰다. 건조물에 증류수를 첨가하여 229 nm에서 흡광도를 측정하였으며, ACE저해율(%)은 식 [(control-control blank)-(sample-sample blank)]/(control-control blank)×100에 의하여 산출하였다. ACE에 의해 초래되는 고혈압은 ACE의 활성을 저해할 수 있다면 그 예방이 가능할 수 있을 것이므로 실험결과, 도 3에 나타낸 바와 같이 본 발명 효모발효물이 대조구보다 현저히 높은 수치인 60%의 저해활성을 나타내어 항고혈압 기능성이 있음이 확인되었다.

<실험예 4> 본 발명 부추의 효모발효물의 HMG-CoA 환원효소억제활성 검정

HMG-CoA 환원효소는 HMG-CoA에서 mevalonate로 환원시키는데 필요한 효소이며 콜레스테롤 생합성에 관여하는 핵심효소이다. HMG-CoA환원효소 억제를 통해 혈액내 콜레스테롤의 수치를 낮추며 이를 통해 혈류개선의 효과를 가져올 수 있다. 본 발명 실시예 1에 따라 제조된 효모발효물을 HMG-CoA reductase assay kit(Sigma-Aldrich)를 이용하여 Sun 등(2012, J. Antimicro. Chemother)의 방법에 따라 측정하였다. Assay buffer 128 ul에 각각의 시료 10 ul, NADPH 4 ul, HMG-CoA 12 ul 및 HMG-CoA reductase 2 ul를 가한후 혼합한 다음 37℃에서 10분간 반응시켜 UV-Spectrometer 340 nm에서 흡광도 변화를 측정하였다. 억제활성율은 [1-(대조구의 흡광도변화-대조구blank의 흡광도변화)/(시료의 흡광도 변화-시료blank의 흡광도변화)]×100으로 나타냈다.

실험결과, 도 4 에 나타낸 바와 같이 HMG-CoA 환원효소억제활성이 대조구의 45%에 비해 본 발명 효모발효물은 79%의 높은 저해 활성을 보여 혈류개선에 효과적인 것으로 나타났다.

본 발명은 부추를 통상의 효모에 의하여 2차 발효시켜 효모발효물을 제공하는 효과가 있고, 항균, 항산화, 항고혈압, 고지혈증 및 혈류개선 기능성 식품 조성물을 제공하는 뛰어난 효과가 있으므로 기능성식품산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 수세한 부추와 설탕을 3:1(w/w)의 중량비로 침지한 후 자연발효하는 단계와; 상기 단계에서 얻은 당침 자연발효액을 30˚Brix로 착즙하는 단계와; 상기 단계에서 수득한 부추 착즙액에 물을 희석하여 10˚Brix로 당도를 조정하는 단계와; 상기 단계에서 수득한 부추 착즙액을 고압멸균하는 단계와; 상기에서 수득한 멸균부추엑기스에 효모를 접종하여 2차 발효하는 단계로 이루어진 것이 특징인 부추의 효모발효물의 제조방법.
   
2. 제 1항의 방법에 따라 제조된 부추의 효모발효물.
   
3. 제 2항의 부추의 효모발효물을 유효성분으로 함유하는 항산화, 고혈압 또는 식중독 예방 및 개선 기능성 식품 조성물.
4. 삭제

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