KR101601247B1

KR101601247B1 - 유산균주와 라이조푸스 오라이제 균주를 이용한 복발효 부추발효액의 제조방법 및 부추발효액을 유효성분으로 함유하는 혈류개선 기능성 식품조성물

Info

Publication number: KR101601247B1
Application number: KR1020140046901A
Authority: KR
Inventors: 권기석; 이중복; 배정식; 손일권
Original assignee: 주식회사 웰파인
Priority date: 2014-04-18
Filing date: 2014-04-18
Publication date: 2016-03-09
Also published as: KR20150121378A

Abstract

본 발명은 라이조푸스 오라이제 균주를 이용한 복발효 부추발효액의 제조방법 및 이를 유효성분으로 함유하는 혈류개선 조성물에 관한 것으로, 본 발명 복발효 부추발효액의 항균, 항산화, 혈류개선 효과를 확인함으로써 본 발명 복발효 부추발효액을 유효성분으로 함유하는 혈류개선 조성물은 혈류개선 및 항고혈압 기능성 식품을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 부추의 이용도를 극대화 할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

Description

유산균주와 라이조푸스 오라이제 균주를 이용한 복발효 부추발효액의 제조방법 및 부추발효액을 유효성분으로 함유하는 혈류개선 기능성 식품조성물{Method of Buchoo fermentation using lactic acid bacteria and Rhizopus oryzae by Two Step Fermentation and food composition containing there from for bloodstream improvement}

본 발명은 유산균주와 라이조푸스 오라이제 균주를 이용한 복발효 부추발효액의 제조방법 및 이를 유효성분으로 함유하는 혈류개선 기능성 식품조성물에 관한 것이다.

부추는 백합과에 속하는 Allium(Lactic acid Bacteria)속 식물로 성질은 따뜻하고 냄새는 독특한 유황화합물을 가진 향미 식품이며 시고, 맵고, 떫은 맛을 가지고 있다. 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)시키며 성기능 장애 중‘신양허증(양기 허양 증후근)'에 효과가 있으므로 정력이 떨어지고 정액량이 줄고 몸이 냉하고 추위를 잘타면 부추를 생즙으로 마시면 효과가 있다고 알려져있다.

부추는 비타민 A와 C가 풍부하고 포도당과 과당의 단당류를 포함하고 있으며, 마늘과 비슷한 강장(强將) 효과를 가지고 있다(Ahn et al., Food Industry and Nutrition 2001; Ahn et al., Kor. J. Food Culture; Park et al., J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 2009). 부추의 주요 영양성분은 카로틴, 비타민 B2, 비타민 C, 칼슘, 철 등을 함유 하고 있으며 allyl sulfide, pentose, allylthiamine 및 여러가지 sulfide 유도체와 adenosine, alanine, glutamic acid, aspartic acid, valine 등의 아미노산 및 dimethyl disulfide와 dimethyl trisulfide 같은 8가지 지방족 함황화합물 등이 함유되어 자양강장 효과가 있다(Choi et al., J Korean Soc Food Nutr. 1992; Richard and Bernhard, Phytochemistry. 1970). 특히 Putrecine의 대사산물인 spermidine은 성적인 작용과 관련이 있으며, 모든 생체 중에 존재하는 폴리아민 즉, N-(3-아미노프로필)-1,4-부탄디아민으로 DNA 이중나선 구조의 안정화와 변화, RNA의 안정화, RNA와 DNA 폴리메라아제의 활성화 등 생리작용이 있다(Dimitrov et al., 1996 Experientia; Pucciarelli et al., 1996 Rejuvenation Res.).

한편, 유산균은 19세기 중반 Pasteur에 의해 그 존재가 밝혀진 이후 1908년에 불가리아의 생화학자인 Metchnikoff가 불가리아 지방의 우유를 연구하던 중에 유산균주 발효유의 불노장수설을 주장한 이후 유산균주 발효유의 효능이 과학적으로 입증되면서 전 세계적으로 관심이 집중되어 그 소비가 증가하고 있다. 유산균주는 발효유, 간장, 된장, 치즈, 김치 및 육제품등 전통적인 발효식품의 제조에 starter로서 이미 사용되고 있으며 또한 유산균주에 의하여 유산발효, 단백질 및 지방분해 작용으로 발효식품의 보전성을 높이고 풍미를 향상시키고 있다. 특히 유산균주가 들어있는 발효 식품을 섭취하면 동물의 소화기관 내에서 유해세균이나 부패세균의 증식을 억제한다는 연구 보고가 있으므로 유산균주는 사람이나 가축의 정장제나 생균제제로서 이용가치가 매우 높다. 식물계의 유산균주가 관계하는 발효를 원료나 제조방법에 따라 몇 가지로 분류할 수 있는데 그 중 침채류와 같이 식물체(잎, 줄기, 뿌리 등)가 그대로 발효되는 것과 과실이나 사탕수수의 착즙, 수액이나 꽃눈 침출액 등의 당분이 많이 함유된 액체가 발효된 것을 식염이나 고오지와 같이 발효시킨 것도 있다.

라이조푸스 균주는 국(麴) 제조 균주로 사용하는 GRAS(Generally Recognized As Safe)급 균주로 한국식품의약처의 식품첨가물기준에서 사용이 가능한 배양물로써 지질분해 효과와 amylase 등과 같은 다양한 효소를 분비하므로 가수분해효소의 중요한 생산균주로 이용되고 있으며, 이를 이용한 발효물은 항돌연변이원성, 항암성, 면역체계인 생체 방어능, 항고혈압 등의 다양한 생리활성을 나타내는 것으로 알려져 있다(Lee et al., 2009, Food Sci. Biotechnol; Cha et al., 2010, 생명과학회지; Hiol et al., 2000, Enzyme and Microbial Technology).

식습관의 변화와 웰빙의 열풍으로 헬스케어에 대한 관심으로 인해 다양한 식물을 이용한 당침액을 만들어 음용하고 있다. 이러한 설탕 침지를 이용하여 발효한 것을 최근 효소액이라 명칭하며 제품으로 판매 또는 가정에서 만들어 음용하는데, 이러한 효소액에 효능에 대한 과학적 증명이 필요하다. 따라서, 우수한 발효 미생물을 이용하여 균주의 최적화를 통해 완성된 복발효액의 과학적 증명과 전통발효 식물의 계승화, 규격화로 국제 경쟁력 제고와 국제적인 식품화에 대한 데이터분석이 필요하다.

부추에 관한 기술현황을 살표보면 부추즙 동결건조물 및 법제유황을 포함하는 것을 특징으로 하는 비만 예방 및 개선용 조성물이 대한민국 등록특허 제10-1173230호에 개시된 바 있고 기능성 한방 발효액 제조 방법이 대한민국 등록특허 제10-0826902호에 개시된 바 있다. 또 두메부추 추출물의 제조 방법 및 이를 함유하는 조성물이 대한민국 등록특허 제10-0956749호에 개시되어 있으나 유산균주와 라이조푸스 오라이제 균주를 이용한 복발효 부추발효액의 제조방법 및 이를 유효성분으로 함유하는 혈류개선 기능성 식품조성물에 관하여는 개시된 바 없다.

따라서 본 발명의 목적은 유산균주와 라이조푸스 오라이제 균주를 이용한 복발효 부추발효액의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 유산균주와 라이조푸스 오라이제 균주를 이용한 복발효 부추발효액을 유효성분으로 함유하는 혈류개선 기능성 식품조성물을 제공하는데 있다.

본 발명의 상기 목적은 부추와 설탕을 혼합하고 6개월간 당절임한 다음 착즙하여 부추당침액을 제조하는 단계와; 상기 부추당침액의 당도를 조절한 후 고압멸균하는 단계와; 상기 멸균한 부추당침액에 유산균주 배양액을 접종하고 1차 발효하는 단계와; 상기 1차 발효한 부추당침액에 별도로 준비한 라이조푸스 오라이제 균주 배양액을 접종하고 2차 발효하여 복발효 부추액을 제조하는 단계와; 상기 부추액을 항균활성을 측정하는 단계와; 항산화활성을 측정하는 단계와; ACE 저해활성을 측정하는 단계와; 폴리아민 활성 측정하는 단계와; 상기 부추발효액을 함유하는 기능성 식품을 제조하는 단계를 통하여 달성하였다.

본 발명은 유산균주와 라이조푸스 오라이제 균주를 이용한 복발효 부추발효액을 유효성분으로 함유하는 혈류개선 조성물을 제공하는 효과가 있으며 복발효 부추발효액을 식품에 사용함으로써 항산화활성, 항균활성, 혈류개선이 우수한 건강기능식품을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 부추의 이용도를 극대화 할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

도 1는 본 발명 실시예에 따른 복발효 부추발효액의 제조공정을 나타낸 다이어그램이다.
도 2는 본 발명 복발효 부추발효액의 총 플라보노이드 함량을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명 복발효 부추발효액의 총 폴리페놀 함량을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명 복발효 부추발효액의 총 DPPH 라디칼 소거능 활성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명 복발효 부추발효액의 SOD 유사활성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명 복발효 부추발효액의 ACE 저해활성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명 복발효 부추발효액의 폴리아민활성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 조성물은 식품학적으로 허용가능한 담체, 보조제, 응고제, 희석액 또는 생리활성 성분을 포함시킬 수 있고 환제, 분말제, 정제, 캡슐, 겔제 등 다양하게 제형화 할 수 있다.

본 발명을 실시예에 따라 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본발명을 예시하기 위한 것에 불과하므로 본 발명의 권리범위를 한정하는 것으로 의도되지는 않는다.

본 발명에서 사용한 부추는 안동시 남후면에서 재배한 것을 구입하여 사용하였다.

본 발명에 사용한 유산균주는 본 발명자들이 분리한 균주로 Lactobacillus sp. AML 2-1(기탁번호 KCTC 12048BP)을 사용하였으며, 라이조푸스 오라이제 균주는 KACC 42736균주를 한국농업미생물자원센터에서 분양 받아 사용하였다.

<실시예 1> 본 발명 복발효 부추발효액 제조

유산균주 및 라이조푸스 오라이제 균주 종균 배양을 위해 유산균주는 MRS 액체 배지에 접종하여 37℃에서 3일간 종균으로 배양, 라이조푸스 오라이제 균주는 PDB 액체 접종하여 5일간 30℃에서 배양 후 각각의 배양액을 10%로 접종하여 사용하였다.

본 발명 복발효 부추발효액 제조를 위하여 뿌리를 제거하고 수세한 부추에 설탕을 2:1의 중량% 비율로 혼합하고 6개월간 당절임한 후 착즙하여 부추당침액을 제조하였다. 상기 부추당침액의 당도를 정제수를 사용하여 10˚Brix로 조정하고 고압멸균기를 이용하여 121℃, 1.5기압에서 15분간 멸균하였다. 상기 멸균한 부추당침액 전체중량대비 유산균주 배양액을 10중량%를 접종하여 37℃에서 3일간 1차 발효한 다음 라이조푸스 오라이제 균주 배양액 10중량%를 접종하여 30℃에서 3일간 2차 발효하여 복발효 부추발효액을 제조하였다.

<실험예 1> 본 발명 복발효 부추발효액의 항균활성 검정

본 발명 실시예 1에 따라 제조된 복발효 부추발효액을 8mm paper disk에 100 ul를 점적한 후 각 병원균주(E. coli, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, Staphylococcus. epidermidis) 배양액을 흡광도 O.D. 600nm에서 0.3으로 조정한 현탁액을 멸균면봉을 이용하여 LB배지에 도말한 뒤 유산균주 발효액과 복발효 부추발효액이 점적된 paper disc를 배지에 올려 37℃에서 24시간 배양하고 생육저해환의 직격으로 항균활성을 측정하였다. 대조구로는 복발효를 실시하지 않은 당침 부추액으로 하였다.

실험결과, [표 1]에서 나타낸 바와 같이 각 균주에 대해 복발효 부추액이 높은 항균력을 보이는 것을 확인하였다.

본 발명 복발효 부추발효액의 항균활성

균주명	당침부추액(지름 mm)	복발효 부추발효액(지름 mm)
E. coli	-	13.72
Sal. typhimurium	-	11.41
S. aureus	-	14.48
S. epidermidis	-	15.14

<실험예 2> 본 발명 복발효 부추발효액의 항산화 활성

(1) 본 발명 복발효 부추발효액의 Flavonoid 함량 측정

본 발명 실시예 1에 따라 제조된 복발효 부추발효액의 총 플라보노이드 함량 측정은 Davis법을 변형한 방법(Chae et al., 2002)에 따라 측정하였다. 시료 400 ㎕에 90% diethylene glycol 4 ml을 첨가하고 다시 1N NaOH 40 ㎕를 넣고 37℃에서 1시간 반응 후 420nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 rutin을 사용하였다.

실험결과, 도 2에서 보는 바와 같이 복발효 부추발효액의 총플라보노이드 함량은 335.57 ppm이었다.

(2) 본 발명 복발효 부추발효액의 polyphenol 함량 측정

원심분리한 상등액의 농도별 시료 50 ㎕에 2% Na₂CO₃ 용액 1 ㎖을 가하고, Folin & Ciocalteu's phenol reagents 50 ㎕를 혼합한 다음 실온에서 30분간 반응시킨 후 760 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로는 tannic acid (Sigma co., USA)를 사용하여 시료와 동일한 방법으로 분석하여 작성한 검량선으로부터 총 폴리페놀 함량을 계산하였다.

실험결과, 도 3에서 보는 바와 같이 복발효 부추발효액의 총 폴리페놀 함량은 89.36 ppm이었다.

(3) 본 발명 복발효 부추발효액의 DPPH 라디칼 소거능 측정

200 μM DPPH 1 ml와 시료 1 ml를 혼합하여 37℃, 암소에서 30분 동안 반응시킨 후 517nm에서의 흡광도를 측정하였다. 결과 값은 [수학식 1]에 따라 구하였다.

A_sample : 시료 첨가 흡광도(517 nm)

A_blank : 증류수 첨가 흡광도(517 nm)

실험결과, 도 4에서 보는 바와 같이 복발효 부추발효액의 DPPH 라디컬 소거능은 73%이상의 활성이 나타났다.

(4) 본 발명 복발효 부추발효액의 SOD 유사활성 측정

SOD 유사활성은 과산화수소(H₂O₂)로 전환시키는 반응을 촉매하는 pyrogallol의 생성량을 측정하여 SOD 유사활성으로 나타내었다. 시료 10 ㎕에 pH 8.5로 보정한 tris-HCl buffer(50 mM tris [hydroxymethyl] amino-methane + 10 mM EDTA, pH 8.5) 130 ㎕와 7.2 mM pyrogallol 10 ㎕를 첨가하여 25℃에서 10분간 반응 후, 1N HCl 10 ㎕를 가하여 반응을 정지시켰다. 반응액 중 산화 된 pyrogallol의 양은 420 ㎚에서 흡광도를 측정하여 확인하였다. 결과 값은 [수학식 2]에 따라 구하였다.

A_sample : 시료 첨가 흡광도(420 nm)

A_blank : 증류수 첨가 흡광도(420 nm)

실험결과, 도 5에서 보는 바와 같이 복발효 부추발효액의 SOD 유사활성능은 52%의 활성이 나타났다.

<실험예 3> 본 발명 복발효 부추발효액의 ACE 저해활성 측정

고혈압의 원인은 renin-angiotensin system이 중요한 역할을 하는데, 여기에는 angiotensin-converting enzyme(ACE)이 관여하여 이를 확인하고자 본 발명 상기 실시예 1에 따라 제조된 복발효 부추발효액을 실험구로 이용하여 ACE 저해능을 조사하였다. 0.4 M NaCl을 함유한 0.1 M sodium borate buffer(pH 8.3)에 Hip-His-Leu 12.5 mM을 녹인용액 100 μl, ACE 100 μl, 시료 50 μl를 각각 가하고 혼합하여 37℃에서 30분간 반응시킨 후, HCl을 첨가하여 반응을 중지시켰다. 상기 반응액에 ethylacetate를 첨가하여 반응산물을 추출한 후 완전히 건조시켰다. 건조물에 증류수를 첨가하여 229 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 결과 값은 [수학식 3]에 따라 구하였다.

A_sample : 시료 첨가 흡광도(229 nm)

A_blank : 증류수 첨가 흡광도(229 nm)

실험결과, 도 6에서 보는 바와 같이 복발효 부추발효액이 ACE 저해활성은 84% 이상의 활성이 나타났다.

<실험예 4> 본 발명 복발효 부추발효액의 폴리아민 활성 측정

복발효부추액을 단실화 전처리 후 TLC 분석을 통해 폴리아민 활성을 측정하였다.

실험결과, 도 7에서 보는 바와 같이 Puterscine 함량이 당침부추액에서도 검출이 되었으나 발효부추액 1,2,3에서 발색정도가 더 뚜렷하여 농도가 증가되는 것을 볼 수 있었으며, 특히 대사산물인 Sperminide의 함량 또한 증가됨을 확인하였다.

<실시예 2> 본 발명 복발효 부추발효액을 함유하는 기능성 식품 제조

본 발명 실시예 1에 따라 제조된 복발효 부추발효액 전체중량대비 아르기닌 1 ~ 3중량%, 가장 바람직하기는 2중량%을 가하고 옥타코사놀분말 0.5 ~ 2중량%, 가장 바람직하기는 1중량%와 굴분말 8 ~ 12중량%, 가장 바람직하기는 10중량% 및 Rg2 0.01 ~ 0.2중량%, 가장 바람직하기는 0.1중량%를 첨가하여 혼합한 다음 환제 또는 겔타입의 기능성 식품을 제조하였다.

본 발명은 유산균주와 라이조푸스 오라이제 균주를 이용한 복발효 부추발효액의 제조방법 및 이를 유효성분으로 함유하는 혈류개선 조성물은 항산화, 항고혈압, 고지혈증 및 혈류개선에 효과가 뛰어나 기능성 식품 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

부추와 설탕을 혼합하고 당절임한 후 착즙하여 부추당침액을 제조한 다음 상기 부추당침액의 당도를 8 ~ 12˚Brix로 조정하여 고압 멸균한 부추당침액에 유산균주 배양액을 접종하여 37℃에서 1차 발효한 다음 상기 유산균 발효액에 별도로 준비한 라이조푸스 오라이제 균주 배양액을 접종하여 30℃에서 2차 발효시키는 것이 특징인 부추발효액의 제조방법.
제 1항의 방법에 따라 제조된 부추발효액.
제 2항의 부추발효액을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 ACE 저해활성 기능성 식품조성물.
제 3항의 식품조성물에 식품학적으로 허용되는 담체, 보조제, 응고제 및 희석액 중에서 선택되는 어느 하나를 더 첨가한 것이 특징인 ACE 저해활성 기능성 식품조성물.
제 4항의 식품조성물이 환제, 분말제, 정제, 캡슐 및 겔제로 구성된 제형 중에서 선택되는 어느 하나의 ACE 저해활성 기능성 식품조성물.