KR101610737B1 - 항산화 활성을 갖는 으름열매식초의 제조방법, 제조된 으름열매식초 및 이를 함유하는 기능성 식품 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항산화 활성효과를 갖는 으름열매식초의 제조방법, 제조된 으름열매식초 및 이를 함유하는 기능성 식품조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 으름열매를 첨가하여 제조한 식초의 우수한 관능도, 항산화활성효과, ABTS.+ 라디칼 소거능, SOD유사 활성능, 환원력의 증가를 확인함으로써 으름열매의 생리활성이 식초 및 기타 식품의 기능성소재로서 활용도가 우수하다는 것을 입증하는 항산화 활성효과를 갖는 으름열매식초의 제조방법, 제조된 으름열매식초 및 이를 함유하는 기능성 식품조성물에 관한 것이다.

Description

항산화 활성을 갖는 으름열매식초의 제조방법, 제조된 으름열매식초 및 이를 함유하는 기능성 식품 조성물{Method for preparing Vinegar added with the Fruit of Akebia quinata having anti-oxidative, Vinegar manufactured by this method, and the functional foodcomposition comprising the same}

본 발명은 항산화 활성을 갖는 으름열매식초에 관한 것으로, 보다 상세하게는 으름열매를 첨가하여 제조한 식초의 우수한 관능도, 항산화 활성효과, ABTS.+ 라디칼 소거능, SOD유사 활성능, 환원력의 증가를 확인함으로써 으름열매의 생리활성이 식초 및 기타 식품의 기능성소재로서 활용도가 우수하다는 것을 입증하는 항산화 활성효과를 갖는 으름열매식초의 제조방법, 제조된 으름열매식초 및 이를 함유하는 기능성 식품 조성물에 관한 것이다.

경제성장과 생활수준의 향상으로 웰빙 식문화로 소비자들의 건강에 대한 관심이 높아지면서, 질병예방, 노화방지 등의 각종 생리활성을 가진 기능성 제품의 수요가 점차적으로 증가하고 있다.

일반적으로 활성산소는 노화나 질병을 일으키는 주원인 물질로 알려져 있다. 활성산소는 우리가 호흡하는 산소와는 완전히 다르게 불안정한 상태에 있는 산소를 말하며, 이것은 사람 몸속에서 산화작용을 일으켜 세포막, DNA, 그 외의 모든 세포 구조를 손상시키고, 그 범위에 따라 세포가 기능을 잃거나 변질을 유도하는 것으로 알려져 있다.

항산화 물질은 활성산소에 의한 산화를 억제하며 질병예방 및 완화에 효과가 있는 것으로 알려져 있으며, 최근에 이러한 항산화 능력을 갖는 식초의 연구가 활발히 진행되고 있다. 이와 관련하여 포도를 원료로 만든 발사믹 식초(Balsamic vinegar)의 항산화활성, 미나리 발효액을 이용한 식초제조를 통해 glioma C6 세포에서 산화적 손상에 대한 보호 효과, 인칼균을 첨가한 식초의 항산화활성, 오이 식초의 항산화 및 숙취해소 효과, 오미자 식초에서 항균활성 및 항산화활성, 그 외에도 복분자, 사과, 토마토, 오디, 녹차, 허브, 버섯 식초 등에서 항산화 활성이 보고되었다. 식초의 여러 가지 효능이 과학적으로 규명되면서 식초 소비량은 점차 증가되고 고급화되어 단순한 조미 용도에서 발전하여 식초음료 등 다양한 기능성 소재로 뿐만 아니라 건강식품으로도 관심이 높아지고 있다.

또한, 식초의 생리적 기능에 대한 연구로 콜라겐과 식초의 복합식이로 콜라겐의 흡수율을 높여 탈모 방지효과, 동아 홍삼 식초에서 비만 억제효과, 야콘 식초에서 제2형 당뇨병의 혈당 강화효과, 알로에 식초에서 lipase 저해효과가 있음이 보고되었다. 또한, 감귤 과피를 함유한 사과 식초에서 혈장 중성지질,total cholesterol, LDL-cholesterol의 감소, HDL-cholesterol의 증가로 확인한 혈압상승

방지, 동물실험 결과 식초섭취 시 간장에서의 총 cholesterol, 중성지방의 저하로 확인된 노화방지효과, 포도 식초에서 소화액의 분비 촉진효과를 보였고, 율무식초에서 항종양효과 등이 보고되어, 기능성이 주목 받고 있다. 최근 과일이나 야채를 이용한 식초 개발이 많이 이루어지고 있으며, 이는 우리 몸에 이로운 유기산, 아미노산, 플라보노이드의 함량이 높기 때문에 건강식품으로 인정받아 성인병 예방에 효과적이며 조미료로서 뿐만 아니라 건강음료로서도 다양하게 활용되고 있다.

으름은 쌍떡잎 식물 미나리아 재비속 으름덩굴과의 낙엽 덩굴 식물로서 학명은 Akebia quinata로 분포지역은 한국(황해도이남), 일본, 중국 등에서 자생되고 있다. 으름의 뿌리 및 줄기는 창달(暢達), 인후(咽喉), 진해(鎭咳), 해열(解熱), 소염(消炎), 배농(排膿), 구충(驅蟲), 부종(浮腫) 등에 약재로 사용되어 왔고, phenol성 물질과 saponin 함유가 높은 물질로 알려져 있다.

이와 같은 으름에 대한 연구로서는 현재까지 으름 덩굴 추출물에 의한 치아 우식증예방, 으름의 항산화 및 항암효과, 항균성분 분리 및 함량분석, 으름 유래 사포닌의 hepG2 간암세포에 대한 세포독성 및 세포 자살 유도연구, 으름줄기의 triterpeneglycosides 관한 연구, 으름의 물추출물의 항세균 효과, 으름줄기 그리고 말린 과일로부터 에센션 오일성분에 관한 연구, 으름 줄기로부터의 트리테르펜사포닌에 관한 연구, 으름 꽃과 잎의 물 추출물의 DNA 손상을 유도한 human lymphocytes에서 항산화 및 보호효과에 관한 연구, 본 출원인에 의한 으름열매를 첨가한 막걸리의 이화학적 특성 및 항균, 항암, 항염증 효과 등이 있다.

그러나 으름열매를 이용한 식초 연구는 보고되지 않고 있으며 그의 생리적 기능성에 대한 연구도 부족한 실정이다.

따라서, 본 발명에서는 다양한 생리 활성이 있는 것으로 알려진 으름열매를 이용하여 노화방지나 질병예방 및 건강 증진 효과가 향상된 기능성 식초를 개발함으로써 유의한 결과를 얻었다.

본 발명의 제1 목적은 으름열매를 첨가하여 제조한 식초의 우수한 관능도, 항산화 활성효과, ABTS.+ 라디칼 소거능, SOD유사 활성능, 환원력의 증가를 확인함으로써 으름열매의 생리활성이 식초 및 기타 식품의 기능성소재로서 활용도가 우수하다는 것을 입증하는 으름열매식초의 제조방법 및 제조된 으름열매식초를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 제2 목적은 항산화 활성효과를 갖는 으름열매식초를 함유하는 기능성 식품조성물을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 으름열매식초의 제조방법은

증자된 쌀에 물, 누룩, 엿기름 및 분쇄한 으름열매를 혼합하고 이를 사입하는 단계;

상기 사입된 혼합물을 알코올 발효시키는 1차 발효단계; 및

상기 1차 발효된 발효물에 초산균을 접종하여 초산 발효시키는 2차 발효단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 으름열매식초의 제조방법에서,

상기 사입단계에서 분쇄한 으름열매는 상기 증자된 쌀 100 중량부를 기준으로 1 중량부 내지 7 중량부로 사입되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 으름열매식초의 제조방법에서,

상기 2차 발효단계에서 상기 초산균은 아세토박터 파스테우리아누스(Acetobacter pasteurianus)인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 으름열매식초의 제조방법에서,

상기 사입단계는 쌀 0.5kg 내지 3kg을 10시간 내지 20시간 동안 물에 침지하고, 20분 내지 60분 동안 증자한 쌀에 물 1L 내지 5L, 누룩 100g 내지 500g, 엿기름 200g 내지 600g 및 상기 증자된 쌀 100 중량부를 기준으로 1 중량부 내지 7 중량부의 분쇄한 으름열매를 혼합하고 사입하는 것을 특징으로 하며,

상기 1차 발효단계는 상기 사입된 혼합물을 15℃ 내지 35℃의 온도조건에서 1일 내지 7일간 발효시키는 것을 특징으로 하며,

상기 2차 발효단계는 상기 1차 발효된 발효물에 아세토박터 파스테우리아누스(Acetobacter pasteurianus)를 5%(v/v) 내지 15%(v/v)로 접종하여 15℃ 내지 40℃에서 5일 내지 20일 동안 발효시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 으름열매식초의 제조방법에서,

상기 으름열매식초는 항산화 활성을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 으름열매식초의 제조방법에서,

상기 항산화 활성은 ABTS+[2,2'-Azino-bis(3-ethyl benzothiazoline-6-sulfonic acid)] 라디칼 소거활성 및 SOD(superoxide dismutase) 유사활성으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 활성인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 으름열매식초의 제조방법으로 제조된 으름열매식초를 제공하는 것이 특징이다.

또한, 본 발명에 따른 으름열매식초를 유효성분으로 포함하는 항산화용 기능성 식품 조성물을 제공하는 것이 특징이다.

본 발명에 따른 으름열매를 첨가한 식초는 관능도가 우수할 뿐만 아니라, 항산화 활성효과, ABTS.+ 라디칼 소거능, SOD유사 활성능, 환원력의 증가효능이 있으며, 으름열매의 생리활성이 식초 및 기타 식품의 기능성소재로서 활용도가 우수한 효과가 있다.

도 1의 (a),(b)는 본 발명에 따른 으름열매식초의 발효 중 pH, 총산 함량 변화를 측정한 결과를 나타내는 그래프,
도 2는 본 발명에 따른 으름열매식초의 발효 중 아미노산 함량의 변화를 측정한 결과를 나타내는 그래프,
도 3은 본 발명에 따른 으름열매식초의 발효 중 관능검사 결과를 나타내는 그래프,
도 4의 (a), (b), (c)는 본 발명에 따른 으름열매식초의 총 폴리페놀 함량의 변화, 총 플라보노이드 함량의 변화 및 탄닌 함량 변화를 측정한 결과를 나타내는 그래프,
도 5의 (a), (b)는 본 발명에 따른 으름열매식초의 초산발효 중 발효 1일째 및 발효 13일째의 ABTS.+ 라디칼 소거능을 측정한 결과를 나타내는 그래프,
도 6의 (a), (b)는 본 발명에 따른 으름열매식초의 SOD 유사활성 측정 결과를 나타내는 도표,
도 7은 본 발명에 따른 으름열매식초의 환원력 결과를 나타내는 그래프.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 상세하게 설명하나, 하기 실시예 및 제조예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐으로, 본 발명의 내용이 하기 실시예나 제조예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실험재료

본 발명의 식초 제조시 곡물원료로 사용된 쌀은 쌀(전라남도 나주), 누룩(부산광역시 금정구 금성동), 엿기름(경기도 김포시 통진읍)에서 제조된 것을 구입하여 사용하였다. 으름열매는 충남 홍성군 광천읍 오서산에서 직접채취해서 건조하여 사용하였다. 종초에는 아세토박터 파스테우리아누스(Acetobacter pasteurianus)를 실험실에서 배양하여 사용하였으며, 미리 액체배지에 2%(v/v) 접종하여 37℃에서 72시간 정치 배양시켰다.

제조예1 : 기능성 으름열매식초의 제조

으름열매식초의 제조를 위한 각 단계별 제조과정을 나타내면 다음과 같다.

<사입 단계>

쌀 0.5kg 내지 3kg을 깨끗이 세척하여 대략 10시간 내지 20시간 동안 물에 침지한 다음, 체에 받쳐 대략 30분 내지 90분 동안 물기를 제거한다. 물기를 제거한 쌀을 거즈에 담아 찜솥에 넣고 90℃ 내지 110℃에서 20분 내지 60분 동안 증자하고 5분 내지 20분 뜸을 들인 후 증자된 쌀(고두밥)을 만든다.

그런 다음, 대략 25℃로 식힌 증자된 쌀 0.5kg 내지 3kg, 물(생수) 1L 내지 5L, 누룩 100g 내지 500g, 엿기름 200g 내지 600g 및 상기 증자된 쌀 100 중량부를 기준으로 1 중량부 내지 7 중량부의 분쇄한 으름열매를 혼합하고 사입한다.

상기 엿기름은 당화도를 높이기 위한 것으로, 엿기름의 아밀라아제 성분은 쌀의 녹말을 분해하여 당분으로 바뀌도록 한다. 엿기름의 함량이 200g 미만일 경우에는 쌀의 녹말이 당분으로 충분히 바뀌지 못하고, 600g을 초과할 경우에는 첨가하는 양에 비하여 녹말분해능력이 증가하지 않는다. 또한, 누룩은 효소를 지닌 발효제로서, 알콜 발효시키는 역할을 한다. 누룩의 함량이 100g 미만일 경우에는 증자된 쌀에서 충분한 알코올 발효를 일으키기 힘들고, 500g을 초과할 경우에는 첨가하는 양에 비하여 더 이상 알코올 발효가 증가하지 않는다.

으름열매가 1 중량부 미만 들어간 경우는 발효중 폴리페놀, 이소플라보노이드가 적게 용출되며, 7 중량부 이상 첨가시에는 7 중량부와 비교하여 유의적인 효과 차이를 보이지 않게 된다. 으름열매식초의 전체적인 활성효능을 검토한 결과, 으름열매가 7 중량부 첨가되었을때 가장 기호도가 좋게 나타났다.

<1차 발효단계>

사입단계를 거쳐 사입된 혼합물을 대략 15℃ 내지 35℃의 온도조건의 배양기(인큐베이터)에서 1일 내지 7일간 알코올 발효 시킨다.

<2차 발효단계>

1차 알코올 발효된 발효물을 2차 발효인 초산발효를 위해 물에 희석시켜 9% 알콜함량이 되도록 조정한 후, 초산균으로 종초인 아세토박터 파스테우리아누스(Acetobacter pasteurianus)를 5%(v/v) 내지 15%(v/v)로 접종하여 15℃ 내지 40℃에서 5일 내지 20일 동안 2차 발효시켜 으름열매식초를 제조한다.

이와 같이 제조된 으름열매식초를 이용하여 항산화 활성효과를 갖는 기능성식품을 제조할 수 있음은 물론이다.

바람직한 기능성 으름열매식초의 제조예

쌀 1kg을 깨끗이 세척하여 대략 15시간 동안 물에 침지한 후, 체에 받쳐 대략 1시간 동안 물기를 제거한다. 물기를 제거한 쌀을 거즈에 담아 찜솥에 넣고 100 ℃에서 40분 동안 증자하고 10분 뜸을 들인 후 증자된 쌀(고두밥)을 만든다.

증자된 쌀 1kg을 25℃ 정도로 식힌 다음, 물(생수) 3 L, 누룩 300g, 엿기름 400g, 분쇄한 으름열매와 함께 10L 유리병에 넣고 골고루 섞어 사입한다.

이때, 첨가되는 으름열매의 중량비는 증자된 쌀 100 중량부를 기준으로 1 중량부 내지 7 중량부, 바람직하게는 5 중량부 내지 7 중량부, 가장 바람직하게는 7 중량부이다.

본 발명에서는 으름열매식초의 효능을 알아보기 위하여, 실험군으로 으름열매의 중량%가 증자된 쌀 100중량%를 기준으로 1, 3, 5, 7중량%인 으름열매 첨가군을 제조하였으며, 으름열매 첨가군 0 중량%는 대조군으로 하였다.

그런 다음, 각각의 사입된 혼합물을 25℃의 온도조건의 배양기(인큐베이터)에서 4일간 1차 알코올 발효 시킨다.

1차 알코올 발효된 발효액을 물에 희석시켜 9% 알콜함량이 되도록 조정한 후, 아세토박터 파스테우리아누스(Acetobacter pasteurianus) 10%(v/v)를 접종하여 30℃에서 13일간 2차 초산발효시켜 으름열매식초를 제조하였다.

실시예1 : 으름열매식초의 pH , 총산함량 및 알코올 함량 측정

제조된 으름열매식초의 pH측정은 pH meter(HI 8014, Hanna Instruments, Keysborough, Australia)로 총 3회 측정하였고, 총산 함량은 초산 발효액 1ml를 취하여 0.1% phenolphtalein을 지시약으로 하여 0.1 N NaOH(Daejung, Siheung, Gyonggido, Korea)로 적정한 후 acetic acid(%)로 환산하여 나타내었다. 알코올 함량은 시료 100ml에 증류수 30ml를 가하고 증화한 후 증류하여 100ml를 받아서 비중계로 15℃에서 알코올 함량을 측정하였다.

실시예2 : 으름열매식초의 총당 함량 및 아미노산 함량 측정

제조된 으름열매식초의 총당 함량측정은 phenol-sulfuric acid법으로 측정하여, spectrometer(Genes ys 10,Thermo spectronic, NY, USA)를 이용하여 470 nm에서 흡광도를 측정하였다. 당 정량은 glucose를 표준물질로 사용하여 표준 곡선에서 환산하였다.

아미노산 함량은 시료 10 mL에 formalin(Daejung) 용액 5 mL를 가하고, 0.1 N NaOH(Daejung) 용액으로 적정하여 시료 중의 아미노산을 glycine으로 측정하였다.

실시예3 : 색도 측정

제조된 으름열매식초의 색도 측정은 색차계(CR-400, Konica Minolta, Osaka,Japan)를 이용하여 측정하여, L(명도, lightness), a(적색도, redness), b(황색도, yellowness)값으로 나타내었다.

실시예4 : 관능검사

제조된 으름열매식초의 관능검사는 색, 단맛, 신맛, 쓴맛, 향, 목넘김, 전반적 기호도의 항목으로 7점 척도 법으로 서울과학기술대학교 학생 20명을 선정하여 관능평가를 실시하였다.

실시예5 : 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, 탄닌 함량 측정

제조된 으름열매식초의 총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis 방법(Singleton & Rossi. 1965)을 변형하여 측정하여, 725 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로는 gallic acid (Sigma-Aldrich Co., St.Louis, MO, USA)를 사용하였고, 추출물 g당 mg gallic acid equivalent (GAE, dry basis)로 총 폴리페놀의 함량을 산출하였다. 총 플라보노이드 함량은 Zhishen 등과 Zou등의 방법에 따라 측정하여, 510 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준곡선 작성에는 catechin(Sigma-Aldrich Co.)을 사용하였고, 총 플라보노이드 함량은 mg catechin equivalents (CE)/100 mL로 나타내었다. 탄닌 함량은 AOAC방법에 따라 측정하여, 725nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준곡선 작성에는 tannin acid(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하였고, 탄닌 함량은 mg tannin acid equivalent (TAE)/100g으로 나타내었다.

실시예6 : ABTS .+ 라디칼 소거능 측정

항산화 활성측정의 일환인 ABTS+[2,2'-Azino-bis(3-ethyl benzothiazoline-6-sulfonic acid)] radical 소거활성은 수소공여 항산화제(hydrogen-donating antioxidants)와 연쇄절단형 항산화제(chainbreaking antioxidants) 모두를 측정할 수 있으며 수용상(aqueous phase)과 유기상(organic phase) 모두에 적용 가능한 측정방법이다.

제조된 으름열매식초의 ABTS.+ 라디칼 소거능은 공지된 Arano 등, Re 등의 방법을 변형하여 사용하였다. 7 mM ABTS.+ 용액에 2.45 mM potassium persulfate를 혼합하여 암소에서 약 24시간 반응 시킨 ABTS.+ solution을 시료와 혼합하여 암소에서 6분간 반응시켜 734 nm에서 흡광도를 측정하였다. 결과 값은 추출물 첨가구와 대조군을 비교하여 라디칼의 소거활성을 백분율(%)로 나타내었다.

실시예7 : SOD 유사활성 측정

Superoxide dismutase(SOD)는 항산화계 효소로 세포 내 활성산소 종(Reactive Oxygen Species, ROS)을 H₂O₂로 전환시키며 생성된 H₂O₂는 퍼옥시다아제(peroxidase)나 카탈라아제(catalase)에 의해 물과 산소로 분해된다. 즉, 수퍼옥사이드(superoxide)의 산화반응을 억제하여 생체를 보호하는 역할을 한다.

제조된 으름열매식초의 SOD 유사활성 측정은 Marklund S와 Marklund G의 방법을 변형하여 측정하였다. 시료에 pH 8.5로 보정한 tris-HCl buffer(50 mM trisa mino- methane＋10 mM EDTA,pH 8.5)와 7.2 mM pyrogallol을 첨가하여 25℃에서 10분간 반응시킨 후 1 N HCl를 가하여 420 nm에서 흡광도를 측정하였다. SOD 유사활성은 추출물 첨가구와 대조군의 흡광도 차이를 백분율(%)로 나타내었다.

실시예8 : 환원력 측정

제조된 으름열매식초의 환원력은 시료에 0.2 M sodium phosphate buffer(pH 6.6)와 1% potassium ferricyanide를 각각 혼합하여 50℃에서 20분 동안 반응시킨 후 1% trichloroacetic acid(TCA, w/v)를 가하여 원심분리한 후 상징액에 증류수, 0.1% ferric chloride 용액을 넣어 700 nm에서 흡광도를 측정하였으며 L-ascorbic acid(Sigma-Aldrich Co.)를 양성대조군으로 사용하여 나타내었다.

실시예9 : 통계분석

모든 값은 SPSS Version 18.0 package program(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 각 시험구의 평균과 표준편차를 산출하고 Duncan법을 이용하여 각 시험 구간의 유의차를 5%(p<0.05) 유의수준에서 검증하였다.

실험결과

결과1 : 알코올 발효 중의 이화학적 변화

제조된 으름열매식초의 알코올 발효 중 pH, 총산, 총당, 알코올 함량을 측정한 결과는 [표 1]에 나타내었다.

표1에서 확인할 수 있듯이, 발효 1일째 pH는 대조군이 5.99, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 5.96, 5.99, 5.75, 5.72의 값을 나타내어 으름열매 첨가군 5, 7%에서 대조군에 비하여 유의적으로 낮았다. 모든 실험구가 4일째에는 대조군이 4.3, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 4.31, 4.3, 4.29, 4.22를 나타내어 pH가 급격히 감소하였다.

총산 함량은 발효 1일째에 대조군이 0.61, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 0.66, 0.68, 0.74, 0.79%로 비교적 낮은 함량을 보였으나, 으름열매 첨가량에 따른 총산 함량이 유의적으로 증가하였다. 이후 발효 4일째에 대조군이 0.61%, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 0.66, 0.68, 0.74, 0.79%로 담금 직후와 비교해 보았을 때 총산 함량의 유의적 차이는 없었으나 으름 첨가량이 증가할수록 총산 함량은 증가되어 유의적 차이를 보였다.

발효 1일째에 알코올 함량은 대조군과 실험군 모두 0%였으며 알코올 발효 4일째에는 대조군, 으름열매 첨가 1, 3%에서 알코올 함량이 12%였으며, 으름열매 첨가 5, 7%에서는 각각 11, 10%였다. 모든 실험군에서 알코올 함량의 유의적 차이는 없었으나 알코올 함량이 급격하게 증가하였는데, 이러한 실험결과는 Park 등(10)의 연구와 같은 경향을 보였으며 이는 알코올 발효 시 효모는 당을 영양원이나 발효 기질로 사용하여 알코올을 생성하므로 알코올 함량이 높아지게 되었기 때문이다.

총당 함량은 발효 1일째에 대조군이 7.26%, 으름열매 첨가 1, 3, 5, 7% 각각 9.83, 10.67, 13.06, 13.63%였으며, 발효 4일째에는 대조군이 4.48%, 으름열매 첨가 1, 3, 5, 7%에서 각각 6.46, 7.9, 9.76, 11.37%로 발효 1일째보다 감소하였다. 그러나 으름열매의 첨가량에 따라 총당 함량이 유의적으로 증가하였다. 이러한 결과는 복분자, 토마토, 오디 식초 등에서 발효가 진행될수록 당 함량이 감소하였다는 결과와 유사하였으며, 으름 막걸리에서 으름 첨가량에 따라 총당 함량이 증가한 결과와 유사하였다.

결과2 : 초산발효 시 pH , 총산 함량 변화

제조된 으름열매식초의 발효기간 중 pH의 변화는 도 1의 (a)와 같다.

도 1(a)에 도시된 바와 같이, 초산 발효 1일째에는 pH가 대조군과 으름열매 첨가군 7%에서 4.3, 으름열매 첨가군 1, 3, 5%에서 4.29로 시료 간 유의적 차이가 없었다. 발효가 진행됨에 따라 pH가 약간 증가하여 최종 13일째 pH는 대조군이 4.41, 으름열매 첨가 1, 3, 5, 7%에서는 4.47로 대조군에 비해 pH가 유의적으로 높았으며, 으름열매 첨가량에 따른 pH의 유의적 차이는 없었다.

으름을 첨가하여 발효한 식초의 발효기간 중 총산 함량의 변화는 도 1의 (b)와 같다.

도 1(b)에 도시된 바와 같이, 총산 함량은 발효 1일째에 대조군이 0.61%, 으름열매 첨가 1, 3, 5, 7%에서 각각 0.66, 0.68, 0.74, 0.79%였고, 발효 4일째에는 2.56~3.46%로 각 샘플들에서 총산 함량이 약간 증가하였다. 발효 7일째에는 대조군이 7.16%, 으름 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 8.16, 8.92, 9.24, 9.52%로 대조군에 비하여 으름열매 첨가군의 총산 함량이 유의적으로 증가하였으며, 으름열매의 첨가량이 많을수록 총산 함량도 유의적으로 증가됨을 보여주었다. 발효 10일째에는 발효 과정 중 총산도의 최고치를 나타내 대조군은 7.6%, 으름열매 첨가 1, 3, 5, 7%에서 각각 8.44, 9.60, 9.76, 10.12%를 나타내어, 대조군에 비하여 으름열매 첨가군의 총산 함량이 유의적으로 증가하였으며, 으름열매 첨가량에 따라 총산 함량도 유의적으로 증가하였다. 발효 13일째 총산 함량은 감소되어 대조군이 7.4%, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 7.6, 7.82, 8.54, 9.56%를 나타냈다.

총산 함량이 증가한 원인은 초산 발효과정 중 초산균이 알코올을 영양원이나 발효 기질로 사용하여 초산을 포함한 유기산을 생성시켜 산도가 증가한 것으로 판단되며, 매실 농축액을 가지고 진탕 발효 한 Ko 등의 발효 1일차부터 산도가 증가하는 모습을 보여준 결과와 유사하였다.

또한, 발효 과정에서 pH는 증가되고 산도는 감소하였는데 이는 후 발효 과정이 온도가 높고 호기적인 조건에서 진행시켰기 때문에 초산이 재산화된 것으로 보여지며, 현미식초에서 적정산도가 5.01~5.22%에서 발효 5~6주에 3~4%, 양파식초에서 발효 8일째에 5.39%로 최고치를 갖고 이후에 산도가 감소하였는데, 이는 초산을 분해하는 과산화가 원인인 것으로 보여진다. 오이, 오미자, 오디, 무화과 식초의 총산 함량은 각각 5.8, 5.21, 5,7.56%로 으름열매 식초의 총산 함량보다 낮았는데 이는 식초의 원료와 초기 알코올이 총산 함량에 영향을 준 것으로 보여진다.

결과3 : 초산 발효 중 아미노산 함량의 변화

식초의 관능적인 맛과 품질에 영향을 주는 아미노산은 발효에 사용된 원료에서 분해되어 생성되기도 하며, 일부 아미노산은 미생물의 발효에 의하여 생합성 될 수 있으며, 또는 원료자체의 아미노산 성분이 최종 제품에 반영될 수 있다.

으름열매 식초의 발효 후 아미노산을 측정한 결과는 도 2와 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 담금 직후 아미노산의 함량은 대조군이 0.31%이며 으름열매 첨가량이 1, 3, 5, 7%일 때 각각 0.31, 0.36, 0.25%로 나타나 으름열매 첨가량에 따른 아미노산 함량에 상관관계는 없었으나, 발효 4일째부터 대조군과 으름열매 첨가군 1%, 3%, 5%에서 비슷해지면서 최종 아미노산 함량이 대조군, 으름열매 첨가군 1%, 3%에서 0.53%, 으름열매 첨가군 5%에서 0.51%를 나타내 으름열매 첨가량에 따른 유의적 차이는 없었다.

그러나 으름열매 첨가 7%는 발효가 종료 될 때까지 지속적으로 증가하여 발효 10일째에서 아미노산 함량이 0.54%, 최종 13일째는 0.61%까지 나타나 다른 실험군과 유의적 차이를 보였다. 으름열매 첨가량이 가장 많은 7%에서 아미노산 함량이 대조군 보다 높은 것에는 으름 단백질과 누룩의 발효과정 중 미생물이 생산하는 acid protease와 peptidase 등의 효소 작용으로 분해되어 아미노산이 생성되었기 때문이다.

결과4 : 으름열매 식초의 색도, 총당 측정

으름열매 식초의 초산 발효 중 색도, 총당 측정결과는 [표 2]에 나타내었다.

표2에서 확인할 수 있듯이, L값의 변화는 발효 1일째에 대조군이 38.62, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 37.45, 36.23, 34.07, 33.63로 으름열매 첨가량이 증가될수록 L값이 유의적으로 감소하였다. 발효 13일째에 L값은 대조군이 51.99, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 47.18, 46.97, 43.02, 42.49를 나타내, 모든 실험군에서 발효 1일째보다 13일째의 L값이 유의적으로 증가하여 발효가 진행됨에 따라 L값은 증가하였으나, 으름열매 첨가량에 따라서는 유의적으로 감소하였다.

적색도를 나타내는 a값은 발효 1일째에 대조군이 -0.13, 으름열매 첨가군 1,

3, 5, 7%에서 각각 0.71, 1.67, 2.51, 2.74로 으름열매 첨가량이 증가될수록 a값이 증가하였다. 발효 13일째의 a값은 대조군이 -0.47, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 -0.13, 0.68, 1.36, 2.14를 나타냈으며, 모든 실험군에서 발효 1일째보다 감소하였고, 으름열매가 첨가될수록 a값이 유의적으로 증가하였다.

또한, 황색도를 나타내는 b값은 발효 1일째에 대조군이 5.81, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 8.13, 9.03, 9.69, 9.99로 b값도 으름열매 첨가량이 증가될수록 증가하였다. 발효 13일째의 b값은 대조군이 7.09, 으름 열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 9.46, 11.91, 12.19, 11.73을 나타내어, 모든 실험군에서 발효 1일째보다 b값이 감소하였으며, 으름열매 첨가량이 증가될수록 유의적으로 증가하였다. 발효 13일째의 L, a, b 값은 시판 현미 식초에서 L, a 및 b-value 값이 각각 45.89, -0.66 및 8.15로 나타난 것과 유사하였으며(7), 무화과식초의 L값이 17.06~19.62인 것에 비해 높았다. 으름열매 식초는 발효가 진행됨에 따라 L값이 증가된 것으로 보아 맑아진 것으로 보여진다.

총당의 함량은 발효 1일째에 대조군이 4.48%, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 6.46, 7.9, 9.76, 11.37%로 으름열매가 첨가됨에 따라 총당 함량이 증가하였다. 발효 13일째의 총당 함량은 대조군이 2.54%, 으름열매 첨가 1, 3, 5, 7%에서 각각 4.4, 5, 6.39, 8.74%로 으름열매 첨가량이 증가됨에 따라 총당 또한 증가됨을 보여주었다. 발효가 진행됨에 따라 당의 함량이 감소된 것에는 발효 1일째 14.0 °Brix에서 5일째 7.3 °Brix로 급격히 감소한 오디식초와 복분자 식초의 발효가 진행됨에 따라 15.0 °Brix에서 발효 2일째 7.3 °Brix로 감소했다는 결과와 유사하였다.

결과5 : 관능검사 결과

으름열매를 첨가하여 만든 식초의 관능검사 결과는 도 3에 나타내었다.

도 3에 도시한 바와 같이, 색, 단맛, 신맛, 향은 으름열매 7%에서 다른 실험군에 비하여 유의적으로 차이를 보였으며, 쓴맛은 으름열매 첨가군 5%에서 유의적인 차이를 보였다. 목넘김, 전반적인 기호도는 다른 실험군과 비교하였을 때 유의적 차이는 없었으나, 목넘김과 전반적인 기호도는 으름열매 첨가군 1%에서 기호도가 가장 높았다.

이러한 전체적인 관능적인 기호도를 볼 때 으름열매 7% 첨가군이 가장 적합하였다.

결과6 : 으름열매 식초의 총 폴리페놀 함량의 변화

폴리페놀성 물질은 식물계에 널리 분포되어 있는 2차 대사산물중의 하나로 다양한 구조와 분자량을 가진다. 이들은 phenolic hydroxy기를 가지고 있기 때문에 단백질 및 기타 거대 분자들과 결합하는 성질을 나타내며, 항산화 효과 등의 생리활성 기능을 가진다는 보고가 있다.

으름열매 식초의 발효 1일째와 발효 13일째의 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과는 도 4의 (a)와 같다. 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 발효 1일째에 총 폴리페놀 함량은 대조군 69.93 mg/100 g, 으름열매 첨가 1, 3, 5, 7%에서 각각 59.97, 56.7, 570.52, 607.07 mg/100 g으로 나타났으며, 으름열매 첨가군 5%와 7%에서 대조군에 비하여 유의적으로 증가하였다.

발효 13일째의 총 폴리페놀 함량은 대조군이 76.77 mg/100 g, 으름 첨가 1, 3, 5, 7%에서 각각 61.04, 193.3, 952.11, 1022.42 mg/100 g을 나타냈다. 으름열매 첨가량이 증가됨에 따라 총 폴리페놀함량도 유의적으로 증가하였다. 이는, 으름 과육의 유효 성분이 발효과정에서 추출된 것으로 사료되었으며, 오디식초에서 오디식초의 농도가 증가할수록 폴리페놀함량이 높아진 결과와 유사하였다. 또한, 복분자, 상황, 차가, 느타리버섯 발효 식초가 물 추출물 보다 폴리페놀의 함량이 높다고 한 결과와도 유사하였다. 대조군과 으름열매 첨가 1%에서는 총 폴리페놀 함량에 유의적 차이가 없었으나, 으름열매 첨가군 3, 5,7%에서 총 폴리페놀 함량이 발효 1일째보다 각각 136.6, 381.59, 415.35 mg/100 g 유의적으로 증가됨을 볼 수 있었다.

또한 발효가 진행될수록 총 폴리페놀 함량이 증가됨을 보여주었는데 이는 알코올 발효가 진행되는 동안 폴리페놀 성분이 용출되어졌기 때문이다. 이러한 결과는 2단계 발효를 통한 사과농축액 식초의 발효가 진행됨에 따라 총 폴리페놀 함량이 증가하는 결과와 유사하였다.

결과7 : 으름열매 식초의 총 플라보노이드 함량의 변화

플라보노이드는 주로 anthocyanidins, flavonols, flavones, cathechins 및 flavanones 등으로 구성되어 있으며, 식물에 다량 존재하는 플라보노이드는 항산화작용, 순화기 질환예방, 항염, 항알러지, 항균, 항바이러스, 면역증강 등 다양한 기능성 생리활성 효과를 보인다고 보고되었다.

으름열매 식초의 발효 과정 중 총 플라보노이드 함량을 측정한 결과는 도 4의 (b)와 같다. 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 제조한 으름열매 식초의 발효 1일째 총 플라보노이드 함량은 대조군이 21.35 mg/100 g으로 나타났으며, 으름열매 첨가 1, 3, 5, 7%에서 각각 28.56, 30.65, 34.49, 36.85mg/100 g을 나타냈다. 으름열매 첨가군이 대조군에 비하여 총 플라보노이드 함량이 유의적으로 증가하였으며, 으름열매 첨가량이 증가할수록 총 플라보노이드 함량은 증가하였다. 발효 13째에는 대조군이 43.08 mg/100 g으로 나타났으며, 으름열매 첨가 1, 3, 5, 7%에서 각각 44.35, 45.8, 60.68, 63.72 mg/100 g을 나타냈다. 으름열매 첨가군 5%와 7%에서 총 플라보노이드 함량의 유의적 증가를 보여주었고, 으름열매 첨가량이 증가될수록 총 플라보노이드 함량이 증가하였다. 또한, 발효가 진행되는 동안 모든 실험군에서 총 플라보노이드 함량이 발효 초기보다 대조군이 21.73 mg/100 g, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 15.79, 15.15, 26.19, 26.87 mg/100 g으로 으름열매 첨가군 5%와 7%에서 유의적으로 증가되어 폴리페놀과 유사한 결과를 보여주었는데, 이는 으름열매의 유효 성분이 발효과정에서 더 많이 추출된 것으로 보여진다. 이는 복분자 식초 착즙액 원료 보다 발효시킨 복분자식초에서 총 플라보노이드 함량이 높게 나타난 결과와 유사하였다.

으름열매 식초의 총 플라보노이드 함량은 시판 식초들과 비교하였을 때 현미식초 0.59 mg/100g, 매실식초 0.86 mg/100 g, 사과식초 0.94 mg/100 g, 감식초 19.49 mg/100 g, 무화과식초 9.18mg/100 g, 양조식초 8.61 mg/100 g, 쌀식초 1.74 mg/100 g 보다 많았다. 이는 으름 열매 식초의 항산화 활성이 우수한 것으로 판단된다.

결과8 : 으름열매 식초의 탄닌 함량의 변화

탄닌 성분은 과실, 야채류 및 식물 종자 등 식물체에 널리 함유되어 있으며, 수렴성이나 지혈작용 등 약리성과 더불어 단백질이나 alkaloid와 결합하는 특성을 가지고 있다. 또한 탄닌에 의한 떫은맛은 blackberry, strawberry, cranberry, apple 등과 같은 과실 및 기호성 음료의 풍미에 관여하여 가공식품의 품질 형성에 필수적인 요인이 되기도 한다. 최근에 탄닌 성분과 관련하여 녹차 탄닌의 angiotensin coverting enzyme, xanthine oxidase의 저해효과와 tyrosinase의 저해효과로 식품의 갈변현상을 막는다는 연구결과가 있어 천연 효소 억제제 등의 기능성 식품에 관해 연구된 바 있고, 임상실험을 통해 탄닌의 혈청지질 개선효과도 보여주었다.

발효 중 으름열매 식초 총 탄닌 측정 결과를 도 4의 (c)에 나타내었다.

도 4(c)에 도시된 바와 같이, 으름열매의 첨가량을 달리하여 제조한 으름열매 식초의 총 탄닌 함량은 발효 1일째에 대조군이 0.1096 mg/100g을 나타났으며, 으름열매 첨가 1, 3, 5, 7%에서 각각 0.1339, 0.2288, 0.2372, 0.2538mg/100 g을 나타냈다. 으름열매 첨가군 3, 5, 7%에서 탄닌의 함량이 유의적으로 증가하였다. 발효 13일째에는 대조군이 0.3140 mg/100 g을 나타냈으며, 으름열매 첨가 1, 3, 5,

7%에서 각각 0.3343, 0.3543, 0.3756, 0.3793 mg/100 g을 나타냈다. 발효가 진행됨에 따라 으름열매 식초에서 탄닌의 함량이 발효 초기보다 대조군이 0.2042 mg/100 g, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 0.2004, 0.1255, 0.1384, 0.1255 mg/100 g 유의적으로 증가됨을 보였고, 으름열매가 첨가될수록 탄닌의 함량이 유의적으로 증가됨을 볼 수 있었다. 이는, 감식초 첨가량이 증가될수록 총 탄닌 함량이 증가하는 경향을 보여준 결과와 유사하였으며, Jung과 Mondal의 감 탄닌의 효과로 감의 강력한 항산화 활성의 결과로, 항산화능은 페놀계 화합물에 의한 것으로 사료되었고, 탄닌의 항산화 활성이 페놀 성분과 밀접한 관련이 있어 페놀성 물질 함량이 증가 될수록 탄닌 함량도 증가하는 본 연구와도 일치하는 경향을 보였으며, 이는 항산화 활성의 실험결과도 우수할 것으로 판단되었다.

결과9 : 으름열매 식초의 ABTS .+ 라디칼 소거활성

ABTS.+ 라디칼 소거활성 측정은 potassium persulfate와의 반응에 의해 생성된 ABTS.+free radical이 시료내의 항산화물질에 의해 양이온이 제거되어 라디칼 특유의 청록색이 탈색되는 것을 이용한 방법으로, ABTS.+ 라디칼 탈색 반응은 1분 안에 종료되므로 단시간에 측정할 수 있고 소수성과 친수성 모두에 적용 가능하여 DPPH 라디칼 소거능과 함께 항산화 활성을 스크리닝 하는데 많이 이용되고 있다. ABTS.+ 방법이 DPPH 방법보다 수소 공여 항산화제와 연쇄 절단형 항산화제 모두를 측정 할 수 있고, 수용상과 유기상 모두에 적용이 가능하기 때문에 ABTS.+ 라디칼 소거활성이 더 민감하게 나타난다.

본 발명에서도 으름열매 식초의 항산화 활성측정으로 DPPH 실험을 하였지만 으름열매 식초 고유의 색과 여러 물질 때문에 간섭반응의 원인으로 결과가 좋지 않아 ABTS.+ 라디칼 소거능을 실시하였다.

발효 1일째에 초산 발효 중 으름열매 식초의 ABTS.+ 라디칼 소거능을 측정한 결과는 도 5의 (a)와 같다.

도 5(a)에 도시된 바와 같이, 2.5 mg/ml 농도에서 대조군은 7.06%의 소거능을 나타냈고, 으름열매 첨가 1, 3, 5, 7%에서는 13.29, 15.27, 29.03, 35.11%의 소거능을 나타냈으며, 5 mg/ml 농도에서는 대조군이 9.33%의 소거능을 나타냈으며, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서는 각각 15.37, 23.1, 41.7, 50.78%의 소거능을 나타냈다. 시료의 농도가 증가될수록 라디칼 소거능이 증가되었고, 으름열매가 첨가될수록 라디칼 소거능도 증가되었다.

발효 13일째에 초산 발효 중 으름열매 식초의 ABTS.+ 라디칼 소거능을 측정한 결과는 도 5의 (b)와 같다.

도 5(b)에 도시된 바와 같이, 2.5 mg/ml 농도에서 대조군은 11.38%의 소거능을 나타냈고, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서는 19.98, 35.5, 52.08, 60.26%의 소거능을 나타냈다. 5 mg/ml 농도에서는 대조군이 15.20%의 소거능을 나타냈으며, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서는 각각 27.96, 48.73, 75.73, 86.03%의 소거능을 나타냈다. 13일째에서도 시료의 농도가 증가될수록 라디칼 소거능이 증가됨을 보여주었으며, 으름열매 첨가량의 증가에 따라서도 라디칼 소거능이 증가됨을 보여주었다.

으름열매 식초는 발효가 진행되는 동안 라디칼 소거능이 유의적으로 증가하여 발효 초기보다 발효 종료 시 2.5 mg/ml 농도에서 대조군이 4.32% 증가하였고, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서는 각각 6.69, 20.23, 23.05, 25.15% 라디칼 소거능이 더 우수하였다. 5 mg/ml에서는 대조군이 5.87%, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 12.59, 25.63, 34.02, 35.25% 라디칼 소거능이 증가하였다. 이를 통하여 발효 과정 중에 항산화 활성이 증가되는 것을 보여주었다. 이는, 레몬밤 함량이 높을수록 허브 식초의 항산화 효과가 좋은 것과 유사하였으며, 오미자 식초의 free radical 소거활성이 발효 과정을 거치면서 그 능력이 향상된 결과와 유사하였다. 또한 토마토 식초에서 발효 종료액이 51% 라디칼 소거능을, 오이식초에서 79%의 라디칼 소거능을 나타내 으름열매 식초 86.03%보다 낮은 값을 나타냈는데, 이는 으름열매 식초의 항산화 활성이 우수한 것으로 보여진다.

많은 연구결과에서 총 폴리페놀과 총 플라보노이드의 함량이 항산화 활성과 밀접하게 관련되어 있다고 알려져 있는데, 본 발명에서도 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, 탄닌의 함량과 으름열매 식초의 라디칼 소거능의 결과와 유사하였고, 그중에서도 총 플라보노이드와 탄닌의 함량이 더 비슷한 결과를 보여주었다. 이를 통하여 플라보노이드와 탄닌 성분이 으름열매 식초의 항산화 활성의 주요 관여물질인 것으로 보여진다.

결과10 : 으름열매 식초의 SOD 유사활성 측정

생체내 항산화 효소 중 하나인 SOD(superoxide dismutase)는 세포내 superoxider adical를 과산화 수소로 전환 시키는 반응을 촉매하는 효소이며 SOD에 의해 생성 된 과산화수소는 catalase 또는 peroxidase에 의해 물 분자와 산소 분자로 전환 한다.

발효 1일째에 초산 발효 중 으름열매 식초의 SOD 유사 활성을 pyrogallol 자동 산화반응을 이용하여 조사한 결과는 도 6의 (a)와 같다.

도 6(a)에 도시된 바와 같이, 2.5 mg/ml 농도에서 대조군은 12.32%를 나타냈으며, 으름열매 첨가 1, 3, 5, 7%에서는 13.53, 15.07, 18.93, 24.36%를 나타냈다. 5 mg/ml 농도에서는 대조군이 14.51%를 나타냈으며, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서는 각각 16.98, 19.64, 24.35, 31.44%를 나타냈다. 시료의 농도가 증가될수록 SOD 유사 활성능이 증가하였으며, 으름열매가 첨가될수록 SOD 유사 활성능도 증가하였다.

발효 13일째에 초산 발효 중 으름열매 식초의 SOD 유사 활성을 pyrogallol 자동 산화 반응을 이용하여 조사한 결과는 도 6의 (b)와 같다.

도 6(b)에 도시된 바와 같이, 2.5 mg/ml 농도에서 대조군은 20.38%를 나타냈고, 으름열매 첨가 1, 3, 5, 7%에서는 29.83, 30.54, 33.79, 37.67%를 나타냈다. 5mg/ml 농도에서는 대조군이 22.73%를 나타냈으며, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서는 각각 34.47, 36.5, 41.24, 47.13%의 소거능을 나타냈다. 13일째에서도 시료의 농도가 증가될수록 SOD 유사 활성능이 증가하였으며, 으름열매 첨가량이 증가될수록 SOD 유사 활성능 역시 증가하였다.

으름열매 식초는 발효가 진행됨에 따라 SOD 유사 활성능이 유의적으로 증가하여 발효 초기보다 발효 종료 시 2.5 mg/ml 농도에서 SOD 유사활성능이 대조군이 8.06%, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 16.30, 15.46, 14.86, 13.32% 증가하였다. 5 mg/ml 농도에서는 대조군이 8.22%, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 17.49, 16.86, 16.89, 15.68% 증가하여, SOD 유사 활성물질이 발효 과정 중 추출된 것으로 보여진다. 이는, 발효 과정을 통해 SOD 유사 활성물질이 생긴 것으로 사료된 사과식초의 연구결과와 유사하였으며, 오디식초의 SOD 유사 활성능 17.91%보다 높아, 으름열매 식초의 SOD 유사활성능이 좋은 것으로 보여 진다. SOD 유사활성의 연구 결과도 라디칼 소거능과 마찬가지로 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, 탄닌의 함량과 유사한 경향을 보여주었으며, 그 중에서도 총 플라보노이드와 탄닌의 함량과 더 유사한 경향을 나타내 플라보노이드와 탄닌 성분이 으름열매 식초의 항산화 활성의 주요 관여물질인 것으로 판단된다.

결과11 : 으름열매 식초의 환원력

어떤 물질이 항산화 작용을 나타내는 여러 가지 기작 중에는 활성산소 및 유리기에 전자를 공여함으로써 안정화시키는 작용이 있는데 이는 넓은 범위에서 환원에 해당한다. 따라서 환원력을 가진 물질은 전자 공여체로 작용하기 때문에 지질과 산화 과정에서 중간 생성물의 생성을 억제시켜 2차적인 항산화제의 역할을 하는 것으로도 알려져 있으며, 일반적으로 reductone의 존재와 연관이 있는 것으로 보고되었다. 환원력은 potassium ferricyanide reduction method을 사용한 화합물의 환원력을 평가하는 것으로 reduction의 항산화반응은 수소 원자를 제공함으로써 자유 라디칼 연쇄를 변환시키며, 과산화의 전구물질과 반응하여 과산화 형성을 방해한다. 환원력에서의 흡광도 수치는 그자체가 시료의 환원력을 나타내며, 높은 환원력을 가지는 물질은 흡광도 수치가 높게 나타난다.

초산 발효 중 으름열매 식초의 환원력은 도 7과 같다.

도 7에 도시된 바와 같이, 1 mg/ml 농도에서 양성대조군의 흡광도는 1.306이었다. 모든 시료의 농도는 100 mg/ml로 하였으며, 발효 1일째에 대조군의 흡광도는 0.527로 나타났고, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 흡광도가 각각 0.637, 0.815, 1.161, 1.29로 나타났다. 으름열매 첨가군 5, 7%에서 양성대조군의 흡광도와 비슷하였으며, 으름열매 첨가량이 증가될수록 환원력이 증가하였다. 발효 13일째에 대조군의 흡광도는 1.122로 나타났으며, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 1.283, 1.324, 1.431, 1.539로 나타났다.

발효가 진행됨에 따라 환원력이 유의적으로 증가하여 환원력에 관여하는 항산화 물질이 발효 과정 중 생성된 것으로 보이며, 으름열매가 첨가될수록 환원력이 유의적으로 증가하였다. 으름열매 첨가군 3, 5, 7%에서는 양성 대조군인 1 mg/ml의 L-ascorbic acid 보다 환원력이 높아 으름열매 식초의 환원력이 우수한 것으로 보여 진다. 이러한 결과는 복분자식초의 환원력이 양성 대조군인 0.1%의 BHT와 유사하게 높은 활성을 나타낸 것과 유사하였고, 500 μg/mL 농도에서 시판 식초 0.05~0.16의 환원력보다 으름열매 식초의 환원력이 우수하였다.

본 발명에서 으름열매 첨가량이 증가될수록 라디칼 소거활성능이 좋았고, 환원력도 라디칼 소거활성과 같은 경향을 보여, 라디칼 소거활성이 큰 추출물이 환원력도 높은 것으로 보고된 기존의 연구결과와 같았다. 으름열매 식초에서 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, 탄닌의 함량이 환원력의 결과와 유사하였는데, 그 중에서도 총 플라보노이드와 탄닌의 함량이 환원력과 더 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다. 이는, 으름열매 식초의 항산화 활성에 중요한 물질은 플라보노이드와 탄닌 성분으로 보여 지며, Kim 등의 연구 결과에서도 참외 추출물의 항산화 활성이 페놀과 플라보노이드 함량과 높은 상관관계가 있다고 보고하였다.

결과적으로, 본 발명을 통해 본 연구에서는 으름열매를 각각 0, 1, 3, 5 그리고 7%를 첨가하여 2단계 발효한 으름열매 식초의 발효 중 이화학적 특성과 항산화활성에 대하여 조사하였다. 알코올 발효 중 총산과 알코올 함량은 증가하였고, 총당 함량은 감소하였다. 초산 발효에서는 총산 함량이 유의적으로 증가하였다. 관능검사 평가에서는 으름열매 7% 첨가군에서 종합적 기호도가 가장 높게 나타났다. 발효 1일째보다 발효 13일째에 대조군과 으름열매 첨가 1%에서는 총 폴리페놀 함량에 유의적 차이가 없었으나, 으름열매 첨가군 3, 5, 7%에서 총 폴리페놀 함량이 각각 136.6, 381.59, 415.35 mg/100 g 증가됨을 볼 수 있었다. 총 플라보노이드 함량은 발효 1일째보다 발효 13일째에 대조군이 21.73 mg/100 g, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 15.79, 15.15, 26.19, 26.87 mg/100 g로 발효가 진행됨에 따라 감소하였으나 으름열매 첨가량에 따라서는 유의적으로 증가되었다. 탄닌의 함량도 발효 1일째보다 발효 13일째에 대조군이 0.2042 mg/100 g, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 0.2004, 0.1255, 0.1384, 0.1255 mg/100 g 유의적으로 증가됨을 보였다. ABTS.+ 라디칼 소거 활성은 발효 1일째보다 발효 13일째에 5 mg/ml 농도에서 대조군이 5.87%, 으름 열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 12.59, 25.63, 34.02, 35.25% 라디칼 소거능이 증가하였고, SOD 유사 활성능도 5 mg/ml 농도에서 발효 1일째보다 발효 13일째에 대조군이 8.22%, 으름열매 첨가군 1, 3, 5, 7%에서 각각 17.49, 16.86, 16.89, 15.68% 증가하였다. 환원력은 으름열매 첨가군 7%에서 발효 1일째에 0.527, 발효 13일째에 1.539로 나타났다.

본 발명의 결과에서 항산화 활성은 발효가 진행되는 동안 증가하였고, 으름열매 첨가량에 따라서도 증가하였다. 으름열매 식초가 발효됨에 따라 ABTS.+ 라디칼 소거능, SOD유사 활성능, 환원력이 증가하였으며, 이것은 높은 폴리페놀, 플라보노이드, 탄닌의 함량이 밀접하게 관여한 것으로 보여진다. 그러므로 으름열매의 높은 항산화활성이 식초 및 기타 식품에서 기능성 소재로 이용될 것으로 보여준다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정이나 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위는 본 발명의 진정한 범위 내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함함은 물론이다.

Claims (8)

1. 증자된 쌀에 물, 누룩, 엿기름 및 분쇄한 으름열매를 혼합하고 이를 사입하되, 상기 분쇄한 으름열매는 상기 증자된 쌀 100 중량부를 기준으로 7 중량부로 사입되는 단계;
   상기 사입된 혼합물을 알코올 발효시키는 1차 발효단계; 및
   상기 1차 발효된 발효물에 초산균을 접종하여 초산 발효시키는 2차 발효단계;를 포함하는 으름열매식초의 제조방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 2차 발효단계에서 상기 초산균은 아세토박터 파스테우리아누스(Acetobacter pasteurianus)인 것을 특징으로 하는 으름열매식초의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 사입단계는 쌀 0.5kg 내지 3kg을 10시간 내지 20시간 동안 물에 침지하고, 20분 내지 60분 동안 증자한 쌀에 물 1L 내지 5L, 누룩 100g 내지 500g, 엿기름 200g 내지 600g 및 상기 증자된 쌀 100 중량부를 기준으로 7 중량부의 분쇄한 으름열매를 혼합하고 사입하는 것을 특징으로 하며,
   상기 1차 발효단계는 상기 사입된 혼합물을 15℃ 내지 35℃의 온도조건에서 1일 내지 7일간 발효시키는 것을 특징으로 하며,
   상기 2차 발효단계는 상기 1차 발효된 발효물에 아세토박터 파스테우리아누스(Acetobacter pasteurianus)를 5%(v/v) 내지 15%(v/v)로 접종하여 15℃ 내지 40℃에서 5일 내지 20일 동안 발효시키는 것을 특징으로 하는 으름열매식초의 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 으름열매식초는 항산화 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 으름열매식초의 제조방법.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 항산화 활성은 ABTS+[2,2'-Azino-bis(3-ethyl benzothiazoline-6-sulfonic acid)] 라디칼 소거활성인 것을 특징으로 하는 으름열매식초의 제조방법.
7. 제 1항 및 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 으름열매식초.
8. 삭제

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