KR101661554B1 - 초석잠 성분에 포함된 기능성 물질 분석방법 및 초석잠을 포함하는 식품 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초석잠이 가지는 효능을 최대한 발휘할 수 있도록 가공하고 가공한 초석잠을 소비자의 수요 조건에 최적화하여 조성물 또는 식품 형태로 소비자에게 제공할 수 있는 초석잠 성분에 포함된 기능성 물질 분석방법 및 초석잠 성분을 포함하는 식품 제조방법을 제공한다.
이를 위해, 본 발명의 일 측면에 따른 초석잠 성분에 포함된 기능성 물질 분석방법은, 초석잠을 수세하고 분취하는 전처리 단계; 상기 전처리 단계를 거친 초석잠을 동결건조하는 동결건조 단계; 상기 동결건조 단계를 거친 초석잠을 분말화하는 분말화 단계; 상기 분말화 단계를 거친 초석잠 분말에 소정 비율의 물과 주정(에탄올)으로 이루어진 추출용매를 부가하여 고형분을 추출하는 추출 단계; 상기 고형분에 포함된 기능성 물질의 비율을 산정하는 비율 산정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이를 통해, 초석잠이 가지는 인지능력 개선 기능물질을 조성물 형태 또는 식품 형태로 소비자에게 효과적으로 제공할 수 있다.

Description

초석잠 성분에 포함된 기능성 물질 분석방법 및 초석잠을 포함하는 식품 제조방법 {Analysis Method Of Functional Material Included In Stachys And Method Of Manufacturing Food Using Stachys}

본 발명은 초석잠 성분에 포함된 기능성 물질 분석방법 및 초석잠을 포함하는 식품 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 초석잠이 가지는 효능을 최대한 발휘할 수 있도록 가공하고 가공한 초석잠을 소비자의 수요 조건에 최적화하여 조성물 또는 식품 형태로 소비자에게 제공할 수 있는 초석잠 성분에 포함된 기능성 물질 분석방법 및 초석잠 성분을 포함하는 식품 제조방법에 관한 것이다.

초석잠은 중국의 전통 건강채소로서, 여름에는 잎이 무성하고, 겨울에는 뿌리가 3-6cm 정도로 누에모양이며, 특히 동충하초의 모양과 약리적 효능이 유사하기 때문에 식물의 동충하초라 한다.

중국에는 대표적인 장수 채소로서 중약편에 의하면, 뇌경색, 기억력 증진, 인지기능저하개선, 노인성 치매와 장의 기능을 촉진시켜 주는 유용 소재로 이용되고 있다.

또한, 일본의 야마하라 조오지 의학박사팀이 1990년 "약학잡지"(110권 p932∼935)에 발표한 바에 의하면, 초석잠은 "올리고당"에 의한 장정화, 뇌정상화 이상의 뇌활성 물질이 있다고 하였다.

또한, 실험에서 청산가리 주사만 맞은 쥐는 평균 생존기간이 33.37초였으나, 초석잠 끓인 액을 1.5g 주사한 쥐는 73.62초로 약 2배 이상 더 생존했고, 초석잠액 3g을 주사한 쥐 그룹은 97.65초로 약 3배나 오래 살았다고 한다.

이 실험으로 초석잠에는 뇌세포를 활성화시키는 작용이 있다는 사실이 과학적으로 실증된 것이다. 이는 다른 식물에는 없고 초석잠 특유의 패닐 에타보이드, 배당체성분이 있기 때문이라는 사실도 밝혀냈다.

또한, 초석잠에는 탄소물질 16.6％, 질소성분 3.2％, 물 78.3％가 차지하고 있으며, 기타 성분으로 아세토사이드(acetoside), 스타키오즈(stachyose) 올리고당, 스타키드린(stachydrine), 콜린(choline), 패닐에타노이드, 배당체 등이 포함되어 있다.

또한, 초석잠은 일본에서는 정월요리에 애용되고 있으며, 다양한 성인병과 만성병 치료에 유용하게 사용되고 있다. 산화적 손상에 의해 발병되는 치매 등 뇌기능 관련 질환, 각종 암 및 노화 등에 효능이 있는 것으로 중국의 전통의서에 기재되어 있으나, 국내에서의 연구는 극히 미진하고, 특히 최근 대량 생산되고 있는 초석잠을 이용한 다양한 제품개발과 산업화가 절실히 요구되고 있다.

또한, 초석잠(Stachys sieboldii Miq.)은 꿀풀과(Labiatae) 석잠풀속(stachys Linne)의 약용식물이며, 석잠풀은 떡잎식물로서 통화식물목 꿀풀과의 여러해살이풀로서, 한국ㅇ중국 동북부ㅇ일본ㅇ시베리아 동부,캄차카반도 등지의 산과 들의 습지에서 널리 분포하고 크기는 보통 30-60cm이다.

초석잠의 뿌리는 옆으로 길게 벋고 흰색이며, 줄기는 곧게 서고 높이가 30∼60cm이며 횡단면이 사각형이고 모서리를 따라 밑을 향한 센털이 있다. 초석잠의 잎은 마주나고 길이 4∼8cm이며 끝이 뾰족하고 밑 부분이 둥글거나 수평이며 가장자리에 톱니모양이 있으며, 잎 양면에 털이 있고, 잎자루는 길이가 5∼15mm이며 줄기 윗부분의 잎은 잎자루가 없다.

초석잠의 꽃은 6∼9월에 연한 붉은 색으로 피고 가지와 줄기 윗부분의 마디마다 층층이 돌려나고 꽃받침은 길이가 6∼8mm이고 끝이 5개로 갈라지며, 갈라진 조각은 가시처럼 뾰족하다.

초석잠은 한방에서 미열이 있고 배뇨가 곤란하며 몸이 붓는 증세에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 최근 연구에서 초석잠의 뿌리에 뇌경색 또는 신염에 대해 효과적인 악티오사이드라는 성분이 함유되어 있는 것이 보고되어 있다.

다만, 초석잠의 효능을 이용한 기존 기술로 아래의 종래기술이 있다.

종래기술인 한국공개특허공보 제10-2003-00044777호 '항암제, 면역기능강화제 및 항산화제용 초석잠 추출물을 포함하는 조성물' 발명은 초석잠이 함유하고 있는 물질에 의한 효능인 항암 기능과 면역기능 강화 기능 및 항산화 기능을 활용한 조성물을 개시하고 있는데, 구체적으로 초석잠을 어떤 방식으로 활용할 것인지 여부에 대해서는 개시하고 있지 않다.

즉, 상기 종래기술은 단순히 초석잠을 이용하여 항암제 기능 등을 수행할 수 있는 조성물 제조에 관한 사항만 제시하고 있을 뿐, 상기 조성물을 어떠한 방식으로 수요자에게 효과적으로 제공할 것인지 여부에 대해서는 구체적으로 개시하고 있지 못하는 문제점이 여전히 존재한다.

따라서, 상기 초석잠의 효능을 구체적으로 식품 등의 형태로 적절히 활용한 기술은 아직 없으며 이에 대한 연구가 필요한 실정이다.

한국공개특허공보 제10-2003-00044777호 (2003. 6. 9 공개)

본 발명은 상기 종래의 여러 가지 문제점을 해결하기 위한 것으로, 초석잠이 가지는 효능을 최대한 발휘할 수 있도록 가공하고 가공한 초석잠을 소비자의 수요 조건에 최적화하여 조성물 또는 식품 형태로 소비자에게 제공할 수 있는 초석잠 성분에 포함된 기능성 물질 분석방법 및 초석잠 성분을 포함하는 식품 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

위 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 초석잠 성분에 포함된 기능성 물질 분석방법은, 초석잠을 수세하고 분취하는 전처리 단계; 상기 전처리 단계를 거친 초석잠을 동결건조하는 동결건조 단계; 상기 동결건조 단계를 거친 초석잠을 분말화하는 분말화 단계; 상기 분말화 단계를 거친 초석잠 분말에 소정 비율의 물과 주정(에탄올)으로 이루어진 추출용매를 부가하여 고형분을 추출하는 추출 단계; 상기 고형분에 포함된 기능성 물질의 비율을 산정하는 비율 산정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 추출 단계의 추출용매는, 상기 물이 50 퍼센트 중량이고 상기 주정이 50 퍼센트 중량인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기능성 물질은, 콜린(choline)과 phenylethanoid glycosides와 stachyose를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 초석잠 성분을 포함하는 식품 제조방법은, 초석잠을 수세하고 분취하는 전처리 단계; 상기 초석잠을 동결건조하는 동결건조 단계; 상기 초석잠을 분말화하는 분말화 단계; 상기 초석잠 분말에 잡곡과 죽 재료 혼합물를 첨가하여 죽 원료를 생성하는 죽 원료 생성 단계; 상기 생성된 죽 원료를 기초로 죽을 제조하는 죽 제조 단계; 상기 제조된 죽을 가열살균한 후 냉각시키는 레토르트(retort) 처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전처리 단계는, 상기 초석잠이 가지는 세균수가 소정 값 이하가 되도록 상기 초석잠의 수세와 분취과정의 CCP(Critical Control Point)를 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 동결건조 단계는, 제1 온도에서 제1 시간 동안 예비냉각 후에, 제2 온도에서에서 제2 시간 동안 챔버를 가동시키고, 제3 시간 동안 소정 압력으로 진공처리 과정을 수행한 후, 제3 온도에서 건조시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 온도는 섭씨 영하45도이고, 상기 제1 시간은 4시간 내지 5시간 동안이고, 상기 제2 온도는 섭씨 영하75도이고, 상기 제2 시간은 1시간 내지 2시간 동안이고, 상기 제3 시간은 3시간 동안이고, 상기 소정 압력은 5 mbar이고, 상기 제3 온도는 섭씨 20도 내지 30도인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 죽 원료 생성 단계에서, 상기 잡곡은 현미와 조를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 죽 원료 생성 단계에서, 상기 현미는 상기 죽 원료 전체 중량 대비 1 내지 2 퍼센트 중량이고, 상기 조는 상기 죽 원료 전체 중량 대비 0.2 내지 0.5 퍼센트 중량인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 죽 재료 혼합물은, 멥쌀, 찹쌀, 전복, 초석잠,당근, 정제염 또는 육수를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 기술한 것처럼 본 발명은 초석잠이 가지는 인지능력 개선 기능물질을 조성물 형태 또는 식품 형태로 소비자에게 효과적으로 제공할 수 있다.

또한, 적정한 식품 유통 형태로 초석잠을 제조하여 유통이 가능하도록 함으로써 수익을 극대화할 수 있는 동시에 소비자의 만족도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 농가들의 초석잠 재배 확산을 통해 농가소득 창출 및 고용창출을 향상시키는 효과를 가진다.

도 1 본 발명의 실시예에 따른 초석잠의 보관성을 알아보기 위해 전처리를 수행한 초석잠의 시간에 따른 세균수 함량을 도시한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초석잠의 가공적정성 분석을 위해 동결건조 및 온풍건조를 수행한 초석잠 원물 및 슬라이스 형태의 초석잠의 상태를 도시한 상태도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초석잠의 가열에 따른 품질변화를 알아보기 위해 서로 다른 온도 조건에서 처리된 초석잠의 상태를 도시한 상태도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초석잠에 포함되는 기능성 물질 중에서 콜린(choline)의 Calibration curve 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 초석잠의 동결건조물 중 콜린(choline)의 함량을 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 초석잠에 포함되는 기능성 물질 중에서 Phenylethanoid glycosides 화합물에 포함되는 Verbascoside의 Calibration curve 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 초석잠의 동결건조물 중 Verbascoside의 함량을 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 초석잠에 포함되는 기능성 물질 중에서 Phenylethanoid glycosides 화합물에 포함되는 Martynoside의 Calibration curve 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 초석잠의 동결건조물 중 Martynoside의 함량을 도시한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 초석잠에 포함되는 기능성 물질 중에서 Phenylethanoid glycosides 화합물에 포함되는 8-Acetylharpagide의 Calibration curve 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 초석잠의 동결건조물 중 8-Acetylharpagide의 함량을 도시한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 초석잠 추출물의 기억력 개선효과인 AchE 활성 저해력을 도시한 그래프이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 초석잠 추출물의 항산화력을 도시한 그래프이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 초석잠 추출물의 정장작용을 도시한 그래프이다.
도 15 내지 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 초석잠 성분을 포함하는 식품(죽) 제조시에 첨가되는 잡곡(현미, 조)의 첨가량에 따른 관능 상태를 도시한 상태도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 초석잠 성분에 포함된 기능성 물질 분석방법 및 초석잠 성분을 포함하는 식품 제조방법의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 기초로 이하에서 상세히 설명한다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때에는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 또한 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.

본 발명에 따른 초석잠 성분에 포함된 기능성 물질 분석방법 및 초석잠 성분을 포함하는 식품 제조방법과 관련하여 아래의 사항이 현재 문제되고 있는 실정이다.

1. 치매 환자 급증에 따른 사회적ㅇ경제적 비용 증가

치매, 뇌혈관질환 및 파킨슨병 등 노인성질환은 발병율이 증가할 뿐만 아니라 발병 시기가 빨라지고 있으며, 총 진료비가 지속적으로 증가하고 있으므로 기억력 증진 및 치매 예방 식품의 개발이 필요한 실정이다.

2. 즉석조리식품의 현황

즉석조리식품의 수요가 증가하는 추세이다. 또한, 사회 가족단위가 대가족에서 소가족(특히 1인 가구)으로의 변화 및 식생활 패턴이 변화해 가면서 즉석 및 간편 조리음식의 수요가 증가하고 있는 추세이다. 또한, 즉석조리식품을 분류하면, 죽류, 밥류, 국류, 스프류 등이 있는데, 특히 죽류와 관련한 즉석조리식품에 대한 개발이 많이 이루어지고 있는 실정이다. 또한, 2011년 국내 즉석조리식품의 생산금액은 3,641억원이고, 출하금액은 3,815억원이며, 수출금액은 673만달러에 달한다.

3. 죽 관련 현황

- 죽은 간편성, 균형적인 영양소, 식사 대체의 장점 보유

- '09년 한국소비자웰빙지수(KS-WCI) 조사결과, 외식업종의 상품군별 웰빙지수 평가에서 죽 전문점이 동 상품군에 속하는 베이커리, 스파게티전문점, 치킨전문점 등을 제치고 최고 점수 획득

- 특히 건강기능성 분야에서 최고 점수를 받은 것으로 미루어 건강 및 웰빙에 대한 소비자의 관심 증대 반영

- 환자식용, 이유식용, 일반인용 등 세분화된 제품 출시

- 죽 제품은 가공형태에 따라 무균포장죽, 레토르트죽, 즉석죽, 분말죽으로 분류됨

4. 국내 쌀 소비 현황

- 국내 쌀 소비량의 지속적인 감소와 외국쌀 수입량의 증가, 쌀 생산량의 평년작 유지 등으로 국내 양곡 재고량이 매년 증가

- 우리나라 쌀 생산량 429.5톤('10)이고 1인당 쌀 생산량은 71.2kg('11)으로 매년 감소 추세

- 국내산 쌀을 원재료로 활용한 제품 개발을 통한 쌀 소비 촉진

- 초석잠 또는 초석잠 기능성 물질을 첨가한 레토르트 죽제품 개발로 어린이, 성인, 노인층을 대상으로 한 죽 음식문화를 창조할 수 있음

5. 초석잠의 효능 및 연구 필요성

- 꿀풀과에 속하는 약용식물인 초석잠(Stachys Sieboldii MIQ.)의 뿌리는 예로부터 기억력 증진, 치매 예방, 정장작용에 유효한 것으로 알려짐 (자료 출처 : 중약편, 본초강목)

- 초석잠의 주요성분은 choline, phenylethanoid, stachyose, stachydrine, alginic acid, Vitamin B4 등을 포함

- 초석잠의 2012년도 국내 생산량은 약 100 톤이며, 최대 생산지는 경상남도 산청군으로 40톤이 생산되었으며, 지난해 고창군에서는 3.5 톤이 생산되었음

- 이러한 초석잠의 기능성 검증과 초석잠을 활용한 다양한 제품 개발을 통해 초석잠의 전라북도 차세대 특용작물로 육성하기 위한 발판 마련 필요함

- 또한, 초석잠의 선제적인 연구 결과 확산을 통하여 지역 농가들의 초석잠 재배 확대에 기여할 필요성이 큼

상기의 현 상황에서 초석잠에 대한 분석 및 그 활용방안이 필요한 실정이다.

먼저, 본 발명에 따른 초석잠 성분에 포함된 기능성 물질 분석방법에 대해 이하에서 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 초석잠 성분에 포함된 기능성 물질 분석방법은 다음의 과정을 통해 실시된다.

초석잠을 수세하고 분취하는 전처리 단계(S10)와, 전처리 단계를 거친 초석잠을 동결건조하는 동결건조 단계(S11)와, 동결건조 단계를 거친 초석잠을 분말화하는 분말화 단계(S12)와, 분말화 단계를 거친 초석잠 분말에 소정 비율의 물과 주정(에탄올)으로 이루어진 추출용매를 부가하여 고형분을 추출하는 추출 단계(S13)와, 고형분에 포함된 기능성 물질의 비율을 산정하는 비율 산정 단계(S14)를 통해 실시된다.

초석잠을 수세하고 분취하는 전처리 단계(S10)는, 초석잠을 건조하고 분말화한 후 초석잠에 포함된 기능성 물질을 분석하기 위해서 이물질 등을 제거하는 예비 단계이다.

또한, 전처리 단계를 거친 초석잠을 동결건조하는 동결건조 단계(S11)는, 초석잠의 기능성 물질 분석을 위한 최적의 조건이 어떠한 건조 조건하에서 이루어지는지에 대한 결과물이다. 즉, 초석잠을 다양한 형태로 건조할 수 있는데, 초석잠이 포함하고 있는 기능성 물질의 유실이나 변형이 일어나지 않는 상태에서 그 기능성 물질의 분석이 이루어져야 하므로, 이에 대한 최적의 조건이 동결건조 방법이라고 할 것이다.

또한, 동결건조 단계(S11)는, 제1 온도에서 제1 시간 동안 예비냉각 후에, 제2 온도에서에서 제2 시간 동안 챔버를 가동시키고, 제3 시간 동안 소정 압력으로 진공처리 과정을 수행한 후, 제3 온도에서 건조시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 동결건조 단계(S11)는, 구체적으로 제1 온도는 섭씨 영하45도이고, 상기 제1 시간은 4시간 내지 5시간 동안이고, 상기 제2 온도는 섭씨 영하75도이고, 상기 제2 시간은 1시간 내지 2시간 동안이고, 상기 제3 시간은 3시간 동안이고, 상기 소정 압력은 5 mbar이고, 상기 제3 온도는 섭씨 20도 내지 30도인 것을 특징으로 한다.

상기 동결건조의 조건 및 동결건조의 유리함은 다음의 실시예에서 자세히 설명한다.

또한, 동결건조 단계를 거친 초석잠을 분말화하는 분말화 단계(S12)는, 초석잠을 원물 형태 그대로 또는 슬라이스 형태로 이용하는 것은 그 활용성에서 단점(죽이라는 식품을 만들기에는 원물 또는 슬라이스 형태는 가공성이 떨어지는 단점 등)이 많기 때문에, 동결건조를 거친 초석잠을 분말화하여 사용하는 것이 최적의 조건이라고 할 것이다.

또한, 분말화 단계를 거친 초석잠 분말에 소정 비율의 물과 주정(에탄올)으로 이루어진 추출용매를 부가하여 고형분을 추출하는 추출 단계(S13)는, 초석잠에 포함된 기능성 물질의 분리를 위해서 이루어지는 단계로, 상기 추출 단계를 통해 추출된 고형분에 포함된 기능성 물질의 중량을 측정함으로써 초석잠에 포함된 기능성 물질을 분석할 수 있다.

구체적으로, 상기 추출 단계는, 초석잠 분말에 소정 비율의 물과 주정으로 이루어진 추출용매를 부가함으로써, 초석잠의 고형분을 추출할 수 있고, 이 고형분에는 다양한 기능성 물질이 포함되어 있다. 이러한 고형분 상태의 초석잠을 분석하면 기능성 물질의 분석이 이루어진다.

또한, 상기 추출 단계에서 사용되는 추출 용매는, 물이 50 퍼센트 중량이고 주정이 50 퍼센트 중량인 것을 특징으로 한다. 이러한 추출 용매 조건이 최적의 상태 조건이라고 할 것이다. 이는 아래의 실시예에서 실험적으로 얻어진 결과에 해당한다.

마지막으로, 고형분에 포함된 기능성 물질의 비율을 산정하는 비율 산정 단계(S14)는, 상기에서도 언급했듯이 추출 단계를 통해 추출된 고형분에서 차지하는 기능성 물질의 중량을 측정함으로써 초석잠에 포함된 기능성 물질의 분석이 최종적으로 이루어진다고 할 것이다.

여기서 기능성 물질은 다음과 같다.

초석잠에 포함되는 기능성 물질은 콜린(choline)과 phenylethanoid glycosides와 stachyose를 포함할 수 있다. 이에 같은 기능성 물질에 대해서는 아래의 실시예에서 상세히 설명한다.

다음으로 본 발명에 따른 초석잠 성분을 포함하는 식품 제조방법에 대해 이하에서 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 초석잠 성분을 포함하는 식품 제조방법은 아래의 단계를 거치며 이루어진다.

초석잠을 수세하고 분취하는 전처리 단계(S20), 초석잠을 동결건조하는 동결건조 단계(S21), 초석잠을 분말화하는 분말화 단계(S22), 초석잠 분말에 잡곡과 죽 재료 혼합물를 첨가하여 죽 원료를 생성하는 죽 원료 생성 단계(S23), 생성된 죽 원료를 기초로 죽을 제조하는 죽 제조 단계(S24), 제조된 죽을 가열살균한 후 냉각시키는 레토르트(retort) 처리 단계(S25)를 거치며 초석잠 성분을 포함하는 식품을 제조할 수 있다. 좀 더 구체적으로 여기서 식품은 죽을 포함한다.

먼저 초석잠을 수세하고 분취하는 전처리 단계(S20)는 초석잠의 향후 보관 기간을 결정하는 부분으로, 수세 및 분취하는 과정에서 초기 세균수의 조절이 필수적이다. 즉, 초석잠이 가지는 세균수가 소정 값 이하가 되도록 초석잠의 수세와 분취과정의 CCP(Critical Control Point) 설정은 아주 중요한 요소가 된다. 이에 대해서는 아래의 실시예에서 다시 상세히 설명한다.

또한, 초석잠을 동결건조하는 동결건조 단계(S21) 및 초석잠을 분말화하는 분말화 단계(S22)는 상기 초석잠에 포함되는 기능성 물질 분석방법에서 설명한 것과 동일하므로 생략한다.

또한, 초석잠 분말에 잡곡과 죽 재료 혼합물를 첨가하여 죽 원료를 생성하는 죽 원료 생성 단계(S23)는, 최적의 조건에서 초석잠 분말을 획득한 후 식품(죽)을 제조하기 위한 원재료 혼합 단계이다. 즉, 초석잠 분말을 기초로 죽을 레토르트 과정을 통해 제조하기 위해서 최적으로 첨가될 수 있는 잡곡 및 죽 재료 혼합물을 선택하는 과정이다.

구체적으로 여기서 잡곡은 물성 및 향미, 식감 등을 고려할 때 현미와 조가 포함될 수 있다.

또한, 상기 죽 원료 생성 단계(S23)에서, 상기 현미는 상기 죽 원료 전체 중량 대비 1 내지 2 퍼센트 중량이고, 상기 조는 상기 죽 원료 전체 중량 대비 0.2 내지 0.5 퍼센트 중량인 것을 특징으로 한다. 이에 대해서는 아래의 실시예에서 보다 상세히 살펴본다.

또한, 죽 재료 혼합물은 기본적으로 멥쌀, 찹쌀, 전복, 당근, 정제염 또는 육수를 포함한다.

또한, 생성된 죽 원료를 기초로 죽을 제조하는 죽 제조 단계(S24)는, 상기와 같이 초석잠 분말에 잡곡 및 죽 재료 혼합물을 섞은 후 이를 죽으로 제조하는 단계이다.

또한, 마지막으로 제조된 죽을 가열살균한 후 냉각시키는 레토르트(retort) 처리 단계(S25)는, 제조된 죽을 효과적으로 유통시키기 위해서 수행되는 후처리 과정이다.

여기서, 레토르트(Retort)는 통조림 식품 등을 고온 살균할 때 사용하는 고압 살균 솥을 의미하는데, 레토르트 식품의 경우 레토르트에서 고온 살균해야 하기 때문에 retort food란 이름이 붙었다.

레토르트 식품은 금속용기를 사용하는 통조림과 달리 내열성 플라스틱 필름 단독 혹은 금속박을 여러 층으로 접착하여 만든 재료로 봉지를 만들고 여기에 식품을 넣은 후 밀봉하여 살균한 제품이다.

우리나라 식품공전의 용어 정의에 의하면, "레토르트 식품이라 함은 단층 플라스틱 필름이나 금속박 또는 이를 여러 층으로 접착하여, 파우치와 기타 모양으로 성형한 용기에 제조, 가공 또는 조리한 카레류, 하이스류, 자장류, 죽, 국, 탕, 찌개, 전골, 수프, 어육류, 조리 가공품 등의 식품을 충전하고 밀봉하여 가압ㆍ가열ㆍ멸균 또는 살균한 것으로 직접 또는 간단한 조리방법으로, 식용이 가능하며 보존성이 높고 휴대와 운반이 용이하도록 인스턴트화 한 것을 말한다" 라고 정의하고 있다.

이 레토르트 식품의 장점으로는 살균 시 평평한 형태를 유지, 금속 혹은 유리 용기보다 제품의 두께가 훨씬 얇고, 조림이나 병조림에 비하여 가벼워 휴대하기 쉽다.

또한, 특별한 도구 없이 개봉이 가능하며 먹을 때 간단히 뜨거운 물에 데울수 있어 편리하다. 또한, 통조림처럼 밀봉한 후 고온 살균한 제품이므로 상온에서 적어도 1년 이상 저장 유통이 가능하다.

단점으로는 플라스틱 파우치로 되어 있어 유통 중 예리한 물건으로 파손될 수 있고 변질된 제품의 식별이 곤란한 점이 있다. 또한, 살균 시 내부 압력을 잘 조절할 수 있게 특수 고안된 살균 솥을 사용해야 하는 불편이 있다.

상기의 일부분 단점에도 불구하고, 레토르트 처리를 통한 식품 유통 방식은 장점이 더 우수하며, 특히 죽 제품에 대해서는 레토르트 처리 과정이 영양 성분 유지 등의 측면에서 유리하므로 본 발명에서 채택하였다.

다음으로 본 발명의 실시예에 따른 초석잠 성분에 포함된 기능성 물질 분석방법에 대한 실시예에 대해 첨부된 도면을 기초로 이하에서 상세히 살펴본다.

도 1 본 발명의 실시예에 따른 초석잠의 보관성을 알아보기 위해 전처리를 수행한 초석잠의 시간에 따른 세균수 함량을 도시한 그래프이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초석잠의 가공적정성 분석을 위해 동결건조 및 온풍건조를 수행한 초석잠 원물 및 슬라이스 형태의 초석잠의 상태를 도시한 상태도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초석잠의 가열에 따른 품질변화를 알아보기 위해 서로 다른 온도 조건에서 처리된 초석잠의 상태를 도시한 상태도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초석잠에 포함되는 기능성 물질 중에서 콜린(choline)의 Calibration curve 그래프이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 초석잠의 동결건조물 중 콜린(choline)의 함량을 도시한 그래프이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 초석잠에 포함되는 기능성 물질 중에서 Phenylethanoid glycosides 화합물에 포함되는 Verbascoside의 Calibration curve 그래프이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 초석잠의 동결건조물 중 Verbascoside의 함량을 도시한 그래프이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 초석잠에 포함되는 기능성 물질 중에서 Phenylethanoid glycosides 화합물에 포함되는 Martynoside의 Calibration curve 그래프이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 초석잠의 동결건조물 중 Martynoside의 함량을 도시한 그래프이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 초석잠에 포함되는 기능성 물질 중에서 Phenylethanoid glycosides 화합물에 포함되는 8-Acetylharpagide의 Calibration curve 그래프이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 초석잠의 동결건조물 중 8-Acetylharpagide의 함량을 도시한 그래프이고, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 초석잠 추출물의 기억력 개선효과인 AchE 활성 저해력을 도시한 그래프이고, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 초석잠 추출물의 항산화력을 도시한 그래프이며, 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 초석잠 추출물의 정장작용을 도시한 그래프이며, 도 15 내지 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 초석잠 성분을 포함하는 식품(죽) 제조시에 첨가되는 잡곡(현미, 조)의 첨가량에 따른 관능 상태를 도시한 상태도이다.

<실시예 1> 초석잠의 보관 및 가공 적성 향상을 위한 분석

제1단계 : 초석잠 보관 온도 및 기간에 따른 이화학적 성분변화 및 미생물 안전성 평가

- 실험방법(검체준비) : 초석잠을 수세 후 손질하여 원물과 슬라이스(두께 2mm)를 각각 준비하고 저장 온도(실온, 4℃, -20℃)와 포장 조건(함기, 진공)별로 나누어 시료를 준비하고, 보관성 실험을 위하여 대장균군, 일반세균수, 곰팡이를 분석함.

- 시료

C : 원물, 진공포장, 실온

1 : 원물, 함기포장, 냉장

2 : 원물, 진공포장, 냉장

3 : 슬라이스, 진공포장, 냉장

4 : 원물, 진공포장, 냉동

5 : 슬라이스, 진공포장, 냉동

- 실험 결과(일반세균수 변화)

도 1의 그래프에서 도시된 바와 같이, Control의 경우, 3일 간격으로 일반세균의 증식을 관찰한다. 실온 보관3일째 세균수가 1.3*10⁸ CFU/g으로 일반적인 식품의 부패 기준인 10⁷ CFU/g을 초과한다. 냉장 시료(1~3)는 1주 간격으로 보관성 실험을 실시하고, 냉동 시료(4, 5)는 2주 간격으로 보관성 실험을 실시하였다. 초석잠 원물을 함기 포장하여 냉장보관 한 1번 시료를 제외한 2~5는 보관 1주부터 부패기준을 초과하였다.

결론적으로, 수세한 초석잠의 초기(0D)의 일반세균수가 1.6*10⁶ CFU/g으로 높게 나타난 것으로 보아 초석잠의 장기 보관을 위해서는 초기 미생물수를 제어하는 것이 중요한 요인으로 판단되며, 수세와 분취과정의 CCP(Critical Control Point) 설정이 필요하다고 판단된다.

제2단계 : 초석잠의 소재화를 위한 형태별 가공특성 분석

제2-1단계 : 초석잠 가공적성 분석

- 실험목적 : 초석잠의 소재화 및 식품(죽)에 적용하기 위한 원물, 건조물, 분말 3가지 형태의 가공적성을 분석

- 실험방법 : 초석잠을 수세 후 손질하여 건조

1) 원형의 형태로 동결건조 : 4일간 동결건조 수행(섭씨 영하45도에서 4시간 내지 5시간 동안 예비냉각 후에, 섭씨 영하75도에서 1시간 내지 2시간 동안 챔버를 가동시키고, 3시간 동안 5 mbar로 진공처리 과정을 수행한 후, 섭씨 20도 내지 30도에서 건조)

2) 원형의 형태로 온풍건조 : 80℃에서 48시간 동안 온풍 건조

3) 슬라이스하여 온풍건조 : 80℃에서 48시간 동안 온풍 건조

4) 초석잠의 건조 전후의 무게를 측정하여 수율을 계산

5) 초석잠 동결건조물을 분쇄하여 입자 크기별로 나눔

- 실험 결과 : 도 2에 도시된 초석잠 동결건조 및 온풍건조 외관 참고 (도 2의 왼쪽 것은 동결건조한 원물이고, 중간 것은 온풍건조한 원물이고, 오른 쪽 것은 온풍건조한 슬라이스이다.

초석잠을 동결건조 한 경우와 온풍건조 한 경우의 가장 큰 차이점은 색상과 경도이다.

온풍건조 한 초석잠 시료는 진한 갈색을 띄고 딱딱하며 독특한 향취가 나는 반면, 동결건조 한 초석잠은 색이 밝고 향취가 약하며 물성이 딱딱하지 않았다.

온풍건조 시료의 진한 갈색은 열에 의한 변색으로 판단되며, 초석잠에 함유되어 있는 당류가 고온에 의해서 응고되어 조직을 단단하게 한 것으로 판단된다.

또한, 초석잠 건조물의 수율은 아래 [표 1]과 같다.

구 분	건조 전 중량 (g)	건조 후 중량 (g)	고형분 함량 (%)	수분 함량 (%)
동결건조(원물)	243.03	42.26	17.39	82.61
온풍건조(원물)	300.00	54.25	18.08	81.92
온풍건조(슬라이스)	300.00	52.33	17.44	82.56

제2-2단계 : 건조방법에 따른 가공적성 분석

- 실험목적 : 초석잠 소재화를 위해서는 장기보관이 가능해야하며, 건조물의 수분함량이 3% 이상인 경우는 유통기한에 악영향을 미치기 때문에 건조방법을 달리한 건조물의 수분함량을 측정하고자 하였다.

- 실험방법 : 미리 가열하여 항량으로 한 칭량접시에 초석잠 2g을 정밀히 측정한다. 칭량접시를 105℃의 건조기에 넣은 후 24시간 동안 건조시킨다. 건조 후 데시케이터에서 30분간 방냉 후 무게를 측정한다. 측정값을 수분함량 계산식에 대입하여 샘플의 수분함량을 측정한다.

- 실험 결과 : 초석잠 건조물의 수분함량 측정결과 온풍건조물과 동결건조물 각각 3.24%, 2.71%로 적은 수분함량을 나타내었다. 아래의 [표 2]는 온풍건조의 경우를 나타내고, [표 3]은 동결건조의 경우를 나타낸다.

검체	수기무게(a)	검체무게(b)	건조 후(c)	수분(%)	표준편차	평균
1	2.8670	2.0598	4.8647	3.01	0.19	3.24
2	2.9117	2.0342	4.8751	3.48
3	2.8230	2.0318	4.7883	3.27
4	2.8469	2.0300	4.8121	3.19

검체	수기무게(a)	검체무게(b)	건조 후(c)	수분(%)	표준편차	평균
1	2.8722	1.9925	4.8149	2.50	0.17	2.71
2	2.8982	2.0244	4.869	2.65
3	2.9055	2.0038	4.8536	2.78
4	2.8675	2.0002	4.8097	2.90

상기 2가지 건조방법을 이용한 건조물의 잔존 수분함량을 측정해본 결과, 초석잠 온풍건조물은 수분함량이 3.24+-0.19%, 동결건조물은 2.71+-0.17%로 동결건조물이 장기보관에 더욱 적합함을 알 수 있었다.

또한, 건조물의 분쇄 실험을 한 결과, 동결건조물은 쉽게 분쇄가 되었으나 온풍건조물은 분쇄가 어려웠다. 이는 온풍건조 한 초석잠의 조직이 단단하고 끈적이기 때문으로 판단된다.

- 결론 : 초석잠의 소재화를 위한 가공 방법으로는 동결건조 후에 분말화하여 소재로 이용하는 것이 가장 효과적일 것으로 판단된다.

제2-3단계 : 가열에 따른 품질변화 측정

- 실험목적 : 초석잠을 죽에 적용하기 위한 가공성 실험으로, 초석잠 생물과 건조물(동결건조, 온풍건조)을 레토르트 조건으로 가열하여 색 변화와 이미ㅇ이취 발생 등을 평가하고자 한다.

- 실험방법 : 정제수 100㎖에 가공 형태가 다른 초석잠(냉동원물, 온풍건조, 동결건조)을 1% 함량(건물기준)이 되도록 3중지 레토르트 파우치에 넣고 밀봉한다. 또한, 레토르트 가열 조건은 참바다영어조합의 가열 조건^*에 따라 실시하였다. 가열 후 이미,이취 발생에 대한 관능평가를 실시하였다. 가열 조건은 아래와 같다.

1차 가열: 100℃에서 10분, 2차 가열: 115℃에서 50분

- 실험 결과 : 도 3에 도시된 바와 같이, 왼쪽 것은 냉동원물 상태의 것이고, 중간 것은 온풍 건조를 거친 상태의 것이며, 오른 쪽 것은 동결 건조를 거친 상태의 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 가열 후 특이한 이미와 색 변화는 나타내지 않았는데, 특히 초석잠이 가지고 있는 약용작물의 향이 개인에 따라 선호도 차이를 보인다.

온풍건조물의 경우 색상이 진하여 최종 식품(죽)의 색상에 영향을 미칠 수 있다.

분석 결과, 동결건조물의 식감(퍼짐성)이 가장 좋은 것으로 판단된다(부드러움). 이상의 결과를 종합해볼 때 보관 및 가공 적성 측면에서 동결건조물을 이용하는 것이 가장 좋을 것으로 판단된다.

<실시예 2> 초석잠의 기능성 성분(물질) 분석

제1단계 : 기능성 성분의 추출조건 확립 및 함량 분석

제1-1단계 : 초석잠 원물의 9대 영양소 및 기능성분(choline, phenylethanoid glycosides, stachyose) 함량 분석

1) 초석잠 9대 영양소 분석

시료명	분석항목	분석결과		비고
초석잠	열량	65.73	Kcal	100g 당 열량
	탄수화물	12.41	g/100g
	당류	1.67	g/100g
	단백질	4.00	g/100g	+-	0.00
	지방	0.01	g/100g	+-	0.01
	포화지방	0.01	g/100g
	트랜스지방	불검출
	콜레스테롤	불검출
	나트륨	3.51	mg/100g	+-	0.07

2) 초석잠 기능성분 분석방법

2.1) 콜린(Choline)

- 실험방법 : choline 표준품을 이용하여 1, 10, 100, 100 ppb의 농도로 표준용액을 제조한 후 다음과 같은 조건으로 분석하였다. 초석잠의 choline 함량 분석은 동결건조 분말 10mg을 1㎖ HPLC water로 추출하여 사용하였다.

- 분석조건

Column	Column-SL
HPLC/Pump	Agilent Hip-ALS SL+/Binary Pump
Flow rate	0.2ml /min
Solvent	A: 0.1% formic acid in water B: 0.1% formic acid ACN Hydro-RP 80A
Pump Time Table	Time(min)	solvent ration B(%)
	0	0
	1	0
	10	100
	12	100
	14	0
	20	0
Injection volumn	5ml
Temperature	섭씨 30도

- 실험결과 : 도 4(Calibration curve) 및 도 5에 도시된 내용 및 [표 6]의 내용에서 보듯이, 초석잠 동결건조물 중 choline 함량을 분석하였다.

ChoSukJam	Peak Area	Concentration(ppb)	Dilution Factor(x10)(ug/L)	Conc.(ng/㎖)	Choline in Sample 10mg	Choline in Sample 1kg
	1019845	1030.42	10304.18	10304.18	10.3 ug	1.03 g

도 5 내지 도 6 및 위 표에 도시된 바와 같이, Choline 표준품의 LC 분석 결과 retention time은 1.5분대였으며 Calibration curve의 R-square 값은 0.997로 나타났다. 위와 같은 조건으로 초석잠 동결건조물의 choline 분석 후 calibration curve를 이용해 계산한 결과 1kg 당 약 1.03g으로 약 0.1%의 choline이 함유되어 있는 것으로 분석된다.

여기서, 콜린은 체내에서 영양소를 통해 ATP를 생성하는 발전소 역할을 하는 미토콘드리아 세포내에서 대사되며 베타인 등과 밀접한 관련이 있는 성분이다. 콜린은 미토콘드리아에서 대사산물인 TMG로 산화되고 TMG가 S-아데노실 메티오닌(히스티딘, 메티오닌, 비타민 B6, 엽산, 비타민 B12 대사 및 크레아틴 생성에 중요하게 관여)의 생성을 직접/간접으로 지원하는 역할을 한다.

2.2) Phenylethanoid glycosides

- Phenylethanoid glycosides 화합물 중 martynoside, verbascoside, 8-acetylharpagide 표준품을 이용하여 Calibration curve를 작성한 후 각각의 함량을 분석하였다.

- 실험방법 : 각각의 표준품을 이용하여 verbacoside의 경우 1, 10, 100, 1000 ppb, martynoside의 경우 10, 100, 1000 ppb, 8-acetylharpagide의 경우 0.85, 8.5, 85, 850, 8500 ppb의 농도로 표준용액을 제조한 후 다음과 같은 조건으로 분석하였다.

- 분석조건은 아래 [표 7]과 같다.

Column	Column-SL
HPLC/Pump	Binary Pump
Flow rate	0.2ml /min
Solvent	A: 0.1% formic acid in water B: 0.1% formic acid ACN synergi 4u HydroRP
Pump Time Table	Time(min)	solvent ration B(%)
	0	5
	1	5
	10	100
	12	100
	15	5
	20	5
Injection volumn	5ml
Temperature	섭씨 30도

- 실험결과 : 도 6(Verbascoside calibration curve) 및 도 7에 도시된 바와 같이, Verbascoside 표준품의 LC 분석 결과 retention time은 9.6분대였으며 Calibration curve의 R-square 값은 0.999로 나타났다.

또한, 도 8(Martynoside calibration curve) 및 도 9에 도시된 바와 같이, Martynoside 표준품의 LC 분석 결과 retention time은 10.27분대였으며 Calibration curve의 R-square 값은 0.999로 나타났다.

또한, 도 10(8-Acetylharpagide calibration curve) 및 도 11에 도시된 바와 같이, 8-Acetylharpagide 표준품의 LC/MS 분석 결과 retention time은 8.83분대였으며 peak 면적으로 Calibration curve를 작성한 결과 R-square 값은 0.991로 나타났다.

초석잠 기능성분 분석 방법 확립을 위한 실험 결과 초석잠의 기능성분인 choline 및 phenylethanoid glycosides 분석을 위하여 위와 같은 조건으로 표준품의 calibration curve를 작성했을 경우 R-square 0.991 이상의 신뢰성을 나타내었다.

따라서 위와 같은 분석 조건을 확립하고, 이를 이용하여 초석잠의 기능성분 추출조건 확립을 위한 실험에 적용하고자 한다.

제1-2단계 : 최적 추출조건 확립

1) 초석잠 추출용매에 따른 기능성분 추출

- 실험방법 : 초석잠 냉동 원물 20g에 대해 10 배량의 용매를 가한 뒤 아래표 8의 조건으로 추출하였다. 추출 후 AVENTEC NO.2 filter paper를 이용해 여과한 다음 감압농축 후 동결건조하여 기능성분 분석에 사용하였다.

No.	추출용매 (물:주정)	추출온도*	추출시간
1	100 : 0	60℃	4시간
2	50 : 50
3	25 : 75
4	0 : 100

*초석잠 기능성분 추출온도는 열에 약한 choline의 특성 및 acetylcholine esterase 활성 측정 관련 선행연구를 참고하여 설정하였다.

- 실험결과 : 추출조건에 따른 수율은 아래 표 9와 같다.

추출용매	No.	시료무게(g)	용매양(ml)	고형분(g)	고형분함량(%)
물100%	1	20g	200ml	2.1904	10.952
물50주정50%	2			2.3160	11.58
물25주정75%	3			1.6653	8.3265
주정100%	4			0.6384	3.192

용매비율을 달리한 4가지 추출조건에 따른 초석잠의 동결건조 후 고형분의 추출 수율은 주정100인 용매조건에서 3.19%로 가장 낮았으며, 물50 : 주정50의 용매조건에서 11.58%로 가장 높았다. 각 조건에 따른 고형분을 사용하여 추출조건에 따른 기능성분 함량을 분석하였다.

제1-3단계 : 추출조건에 따른 기능성분 함량 분석

1) 추출용매별 기능성분 함량

1.1) choline, phenylethanoid glycosides 함량

- 실험방법 : 초석잠 동결건조 분말 100mg을 5ml HPLC water로 희석하여 martynoside 분석에 사용하였고, 분말 100mg을 50ml HPLC water로 희석하여 verbascoside와 8-acetylharpagide 분석에 사용하였다.

- 실험결과 : 초석잠 100g중 기능성분 함량은 아래 표 10과 같다.

No.	Choline	Martynoside	Verbascoside	8-Acetylharpagide
1	11.667	0.239	N.D.	23.732
2	13.397	0.361	0.750	25.386
3	10.278	0.230	1.009	18.196
4	6.402	0.123	1.501	11.378

(단위 : mg)

초석잠의 용매조건에 따른 추출물의 기능성분 함량 분석 결과 choline의 함량은 물50:주정50 용매조건에서 초석잠 원물 100g당 13mg으로 가장 높았고, phenylethanoid glycosides의 함량은 verbascoside를 제외하고 물50 : 주정50 용매조건에서 martynoside, 8-acetylharpagide의 경우 각각 100g당 0.361mg, 25.386mg로 가장 높은 것으로 나타났다.

따라서 기능성분 추출효율이 가장 좋은 물50 : 주정50의 용매조건을 이용하여 온도ㅇ시간에 따른 추출실험 수행 후 기능성분 함량을 분석하여 기능성분 최적 추출조건을 확립하고자 하였다.

1.2) stachyose 함량

- 실험방법 : 초석잠 원물 10g에 용매 100ml를 첨가하여 60℃에서 4시간 동안 추출한다. 실험 조건은 아래 표 11과 같다. 또한, 추출 후 filter paper(Aventec NO.2)로 여과하여 동결건조 하였고, 동결건조 후 분말은 stachyose 정제에 이용하였다.

No.	추출용매 (물:주정)	추출온도*	추출시간
1	100 : 0	60℃	4시간
2	50 : 50
3	25 : 75
4	0 : 100

- stahcyose 정제 : 초석잠 원물 및 용매별 추출물의 동결건조 분말을 각각 5g 취하여 50ml chloroform에 넣고, 60℃에서 2시간 동안 환류되도록 가열한다. 필터하여 용매를 제거한 뒤 탈지된 분말을 50ml 0.1M sodium carbonate 수용액으로 60℃에서 4시간 추출한다(2회 반복). 추출액을 모은 뒤 1ml TCA(Trichloroacetic acid)를 첨가하고, 1시간 동안 실온에서 교반한다. 추출물은 단백질과 유기콜로이드질이 침전되도록 하루밤 동안 냉장고에서 둔다. 3,000rpm에서 원심분리 후 상등액을 취하여 25ml이 되도록 감압농축시킨다. 4배(100ml)의 차가운 acetone을 첨가하고, 12시간동안 4℃에서 탄수화물을 석출시킨다.

- 실험결과 : Stachyose 함량 (stachyose 정제물 1mg 기준)은 아래 표 12와 같다. 초석잠 동결건조 분말 및 용매별 추출물분말을 이용하여 stachyose 정제 후 stachyose 함량을 측정하였을 때 100% 물 추출물을 제외하고 stahcyose 함량에 큰 차이를 보이지 않았다. 또한, 추출수율을 고려했을 때 50% 주정 추출이 가장 효율적인 걸로 나타났다.

Sample	Rhamnose	Arabinose	Galactose	Glucose	Xylose	Mannose	Stachyose
초석잠	ND	ND	1.626	0.323	ND	ND	422.2
Water 100%	ND	ND	11.466	1.102	ND	ND	355.3
Ethanol 50%	ND	ND	3.951	1.084	ND	ND	421.0
Ethanol 75%	ND	ND	3.936	1.171	ND	ND	421.9
Ethanol 100%	ND	ND	5.529	1.696	ND	ND	420.6

(단위 : ug/mg)

2) 추출온도 및 시간에 따른 기능성분 함량 분석

- 추출온도와 시간에 따른 수율은 아래 표 13과 같다.

No.	추출온도(섭씨)	추출시간(h)	시료양(g)	용매양(ml)	고형분(g)	고형분함량(%)
A-1	40	4	10	100	1.0817	10.817
A-2		8			1.1419	11.419
A-3		24			1.1469	11.469
B-1	60	4			1.1311	11.311
B-2		8			1.0495	10.495
B-3		24			1.1781	11.781
C-1	80	4			0.9974	9.974
C-2		8			1.0825	10.825
C-3		24			1.1763	11.763

- 또한, 추출온도ㅇ시간에 따른 기능성분 함량(초석잠 100g중 Choline 함량)은 아래 표 14와 같다.

No.	Choline 함량
A-1	15.36198
A-2	15.60761
A-3	15.51476
B-1	15.77767
B-2	14.77754
B-3	14.48542
C-1	12.82512
C-2	13.34293
C-3	12.86826

(단위 : mg)

제2단계 : 기능성 검증 (choline, phenylethanoid glycosides, 그리고 stachyose의 기능성 검증)

2.1 기억력 개선효과

- choline의 추출 효율이 가장 좋은 추출물을 이용하여 acethylcholinesterase (AChE) 활성 저해력을 측정함.

- 초석잠 추출물(40℃, 4hr, 50% EtOH)을 이용하여 acetylcholinesterase (AchE) 저해력을 평가한 결과, 도 14에 도시된 그래프와 같이 17 ㎎/㎖와 34 ㎎/㎖에서 각각 44.2%, 58.9%의 저해율을 나타냈다(IC₅₀≒25mg/ml).

2.2 항산화력

- phenylethanoid glycosides의 추출 효율이 가장 좋은 추출물을 이용하여 DPPH radical scavenging activity 측정함.

- 초석잠 추출물(60℃, 4hr, 50% EtOH)을 이용하여 DPPH radical scavenging activity를 측정한 결과, 아래 표 15 및 도 15에 도시된 바와 같이, 시료 농도 100 ㎍/㎖에서 69.4%로 BHT의 78.9%에 달하는 항산화력을 갖는 것으로 나타났다.

Sample Conc	BHT	Stachys sieboldii MIQ. Extract
1 microgram/ml	46.2+-2.1	45.3+-2.6
10 microgram/ml	70.1+-2.5	59.9+-1.6
100 microgram/ml	88.0+-0.1	69.4+-1.0

2.3 정장작용

- stachyose 추출 효율이 가장 좋은 추출물을 이용하여 유산균 5종(L. acidophilus NCFM, A4, L. bulgaricus, L. plantarum, L. rhamnosus GG)의 증식 능력을 측정함.

prebiotic 기질원으로써 stachyose 함량이 가장 많은 50%주정 추출물과 초석잠 동결건조분말을 포함한 5가지의 prebiotics를 사용하여 24시간 간격으로 유산균 5종의 성장을 측정하였다. 실험결과, 도 16에 도시된 그래프와 같이, 초석잠 동결건조분말 및 50%주정 추출물에서 모든 균주의 성장률이 다른 prebiotics보다 높게 나타났다. 특히 a4균주의 경우 24시간 배양 후 성장률이 glucose 대비 평균 O.D 0.8 이상, 48시간 배양 후 0.9 이상의 높은 성장률을 나타내었다. 한편, xylitol, stachyose에서는 전체적으로 낮은 성장률을 보여 평균 O.D 0.4 이하의 낮은 성장률이 관찰되었다.

구분	균주명
a1	Lactobacillus plantarum 6
a2	Lactobacillus acidophilus NCFM
a3	Lactobacillus brevis 8287
a4	Lactobacillus rhamnosus GG
a5	Lactobacillus acidophilus A4

<실시예 3> 레토르트 죽 식품 제조

제1단계 : 물성 향미 최적화

-일반적으로 초석잠 동결건조 분말의 첨가량이 증가할수록 죽의 색상은 진해진다. 실험적으로 초석잠 분말을 각각 0.5, 1, 2, 3, 4, 5 퍼센트 씩 증가시키면서 첨가하면 특히 3 퍼센트 첨가구부터는 초석잠 특유의 맛과 향이 많이 느껴지는 것으로 나타났다. 즉, 전체 중량 대비 3 퍼센트 이상의 초석잠을 포함하는 죽은 배제하는 것이 타당할 것으로 보인다.

-또한, 초석잠 분말과 혼합되는 잡곡에는 여러 가지가 사용될 수 있는데, 예로 현미, 수수, 흑미, 찰보리, 조 등이 있다. 이에 대해 실험적으로 상기 현미 등을 전체 중량 대비 1 퍼센트씩 각각 죽 원료에 첨가하였을 때, 현미 첨가구의 식감이 가장 좋았고, 찰보리, 조 첨가구에 대한 선호도가 높았다.

-또한, 수수의 경우에는 퍼짐성이 부족하였고, 흑미의 경우에는 특유의 색상으로 인해 기호도가 낮게 판단되었다.

-위와 같은 잡곡 종류에 따른 관능평가 결과를 기초로 최종적으로 현미와 조의 첨가가 가장 적절한 것으로 판단되었다. 이에 따라 현미와 조를 각각 그 비율을 달리하여 실험한 결과, 현미가 전체 중량 대비 1 내지 2 퍼센트 중량, 조가 전체 중량 대비 0.2 내지 0.5 퍼센트 중량인 경우에 식감 및 시각적으로 가장 선호도가 높은 것으로 나왔다. 더욱 자세하게는 현미가 전체 중량 대비 2 퍼센트 중량, 조가 전체 중량 대비 0.5 퍼센트 중량인 경우에 식감 및 시각적으로 가장 선호도가 높은 것으로 나왔다.

-도 17 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 잡곡 중 현미를 1, 2, 3, 4 퍼센트로 하여 실험하고, 조를 0.2, 0.5, 1, 1.5, 2 퍼센트로 하여 실험한 결과 상기와 같은 결과가 나왔다.

제2단계 : 레토르트 조건 최적화

- 물성 및 향미 최적화 분석를 통하여 초석잠 및 잡곡 첨가량 설정 후

염도 및 육수 양 조정 후 최종적으로 배합비를 산출할 수 있다. 바람직하게는 아래의 표 17과 같이 설정할 수 있다(염도 0.4%).

원료	함량(%)	중량(g)
멥쌀	7.74	23.22
찹쌀	5.16	15.48
현미	1.56	4.68
조	0.39	1.17
전복	4.43	13.29
초석잠	0.13	0.39
당근	0.39	1.17
정제염	0.20	0.60
육수	80.00	240
전체(g)	100	300

이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 동결건조(원물) 2 : 온풍건조(원물)
3 : 온풍건조(슬라이스) 4 : 동결건조
5 : 냉동원물 6 : 온풍건조

Claims (10)

1. 초석잠을 수세하고 분취하는 전처리 단계;
   상기 전처리 단계를 거친 초석잠을 동결건조하는 동결건조 단계;
   상기 동결건조 단계를 거친 초석잠을 분말화하는 분말화 단계;
   상기 분말화 단계를 거친 초석잠 분말에 물 50 퍼센트 중량과 주정(에탄올) 50 퍼센트 중량으로 이루어진 추출용매를 부가하여 섭씨 60도에서 4시간 동안 고형분을 추출하는 추출 단계; 및
   상기 고형분에 포함된 기능성 물질 중 콜린(choline), phenylethanoid glycosides 및 stachyose의 비율을 산정하는 비율 산정 단계를 포함하고,
   상기 동결건조 단계는, 상기 초석잠이 포함하고 있는 기능성 물질의 유실이나 변형이 일어나지 않도록 섭씨 영하 45도에서 4시간 내지 5시간 동안 예비냉각 후에, 섭씨 영하 75도에서 1시간 내지 2시간 동안 챔버를 가동시키고, 3시간 동안 5 mbar(밀리바) 압력으로 진공처리 과정을 수행한 후, 섭씨 20도 내지 30도에서 건조시키는 것을 특징으로 하는 초석잠 성분에 포함된 기능성 물질 분석방법.
   
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4. 초석잠을 수세하고 분취하는 전처리 단계;
   상기 초석잠을 동결건조하는 동결건조 단계;
   상기 초석잠을 분말화하는 분말화 단계;
   상기 초석잠 분말에 잡곡과 죽 재료 혼합물를 첨가하여 죽 원료를 생성하는 죽 원료 생성 단계;
   상기 생성된 죽 원료를 기초로 죽을 제조하는 죽 제조 단계;
   상기 제조된 죽을 가열살균한 후 냉각시키는 레토르트(retort) 처리 단계를 포함하고,
   상기 동결건조 단계는,
   상기 초석잠이 포함하고 있는 기능성 물질의 유실이나 변형이 일어나지 않도록 섭씨 영하 45도에서 4시간 내지 5시간 동안 예비냉각 후에, 섭씨 영하 75도에서 1시간 내지 2시간 동안 챔버를 가동시키고, 3시간 동안 5 mbar(밀리바) 압력으로 진공처리 과정을 수행한 후, 섭씨 20도 내지 30도에서 건조시키고,
   죽 원료 생성 단계는 초석잠을 섭씨 40도에서 4시간 동안 에탄올(EtOH)을 이용하여 추출한 초석잠 추출물을 포함하고,
   상기 전처리 단계는,
   상기 초석잠이 가지는 세균수가 소정 값 이하가 되도록 상기 초석잠의 수세와 분취과정의 CCP(Critical Control Point)를 설정하고,
   상기 죽 원료 생성 단계에서,
   상기 잡곡은 현미와 조를 포함하며,
   상기 현미는 상기 죽 원료 전체 중량 대비 1 내지 2 퍼센트 중량이고, 상기 조는 상기 죽 원료 전체 중량 대비 0.2 내지 0.5 퍼센트 중량이고,
   상기 죽 재료 혼합물은,
   멥쌀 7.74 중량%, 찹쌀 5.16 중량%, 현미 1.56 중량%, 조 0.39 중량%, 전복 4.43 중량%, 초석잠 0.13 중량%, 당근 0.39 중량%, 정제염 0.20 중량% 및 육수 80 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 초석잠을 포함하는 식품 제조방법.
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