KR101803370B1 - 쑥식초 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쑥을 이용한 쑥식초 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쑥을 물로 추출한 물추출액을 이용한 베이스에 쑥을 주정으로 추출한 주정추출액을 일정비율로 혼합하여 발효시킨 쑥식초 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

쑥식초 및 그 제조방법{MUGWORT VINEGAR AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 쑥을 이용한 쑥식초 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쑥을 주정으로 추출한 주정추출액 및 쑥을 물로 추출한 물추출액을 이용하여 쑥식초를 제조함으로써, 쑥에 함유된 유효성분이 다량 함유되고 쑥의 풍미와 맛이 가미되어 기능성과 기호성이 모두 향상된 쑥식초 및 그 제조방법에 관한 것이다.

식초는 동서고금을 막론하고 사용되는 대표적인 발효식품으로 전분질과 알코올을 초산 발효시켜 생산하는 양조 식초와 빙초산, 물, 향신료 및 착색료 등을 사용하여 제조하는 합성 식초로 구별된다.

자연발효에 의해 식초를 제조하기 위해서는 원료를 액상으로 만들거나 맥아 추출액 등과 혼합한 다음 알코올 발효를 거치게 된다. 알코올 발효는 3~5일 정도가 소요되며, 알코올 발효가 완료된 후에 초산균을 접종하면 알코올을 이용해 초산균이 생육하면서 초산을 만들어 식초가 완성된다.

이때 초산균은 산소가 있는 호기성 조건을 선호하게 되는데, 산소를 따로 공급하지 않고 자연발효할 경우 대기 중에 노출되는 발효액의 표면으로 녹아 들어오는 산소를 이용하게 된다.

따라서 선소와 접하는 발효액의 표면이 넓으면 초산균의 생육에 유리하지만 이 경우는 대기 중의 잡균에 노출도 상대적으로 많아 품질이 높은 식초의 생산을 위해서는 발효 용기의 입구를 좁게 하여 산소를 공급하므로 1~6개월 정도의 발효기간이 소요된다.

초산균의 생육에도 많은 시간이 소요되지만 초산발효 이전의 단계인 알코올 발효에도 최소 3~5일의 시간이 소요된다. 이 또한 단순 발효 기간만을 산정한 것이며, 발효에 필요한 누룩 등 재료의 준비 기간을 합치면 4~7일 정도의 시간이 소요된다. 알코올 발효 또한 시간이 소요되기도 하지만 원료가 되는 누룩의 품질에 따라 원료가 되는 알코올의 품질에도 차이가 생기므로 항상 일정한 품질의 알코올 발효를 진행하는 데는 어려움이 있다.

한편, 쑥(Artemisia princeps)은 국화과에 속하는 다년생 초본으로 우리나라에서는 전국 각지에 200-300여종 이상이 자생하고 있다. 한방과 민간요법에서는 쑥의 약리작용을 이용하여 복통, 하열, 소화불량, 만성간염, 장염, 기관지염, 류머티즘, 소화불량, 냉증, 빈혈, 습진, 천식, 진통, 지혈, 토사곽란, 구갈 등에 사용하고 있다.

쑥은 항산화활성을 나타내는 폴리페놀성 물질과 항균활성 등을 나타내는 씨네올(cineol), 캄퍼(camphor) 등 각종 정유성분 등이 함유되어 있으며, 항암성분으로 알려진 유파틸린(eupatilin), 자세오시딘(jaceosidin) 등의 유효성분이 함유된 것으로 알려져 있다.

최근에는 웰빙형 식품을 선호하고 있는 소비자들을 위하여 액상 추출차, 환, 주류, 과자류, 쑥음료와 같은 쑥을 이용한 다양한 제품이 개발되고 있으나, 쑥 음료는 쑥이 갖는 특유의 강한 향과 쓴맛으로 인해 쑥음료를 직접적으로 음용하기에는 어려움이 있다.

특히, 쑥 식초의 경우, 한국공개특허 10-2007-0038481에는 쑥을 발효시켜 간단하게 음용할 수 있는‘쑥식초와 그의 제조방법에 관한 것이 개시되어 있으나, 6-12개월간의 긴 발효시간이 필요하여 경제적이지 못한 단점이 있다.

또한, 한국공개특허 10-2013-0030154에는 6개월간 제 1 발효시킨 사과식초에 물, 흑설탕을 혼합하는 제 1 혼합 단계; 쑥, 솔순, 토란대, 질경이, 미나리, 쇠비름효소, 오디효소, 복분자, 매실, 포도를 각각 흑설탕과 함께 6개월간 숙성시킴으로써 얻어진 건강효소를 상기 제 1 혼합물에 혼합하는 제 2 혼합 단계; 및 상기 제 2 혼합 단계의 혼합물을 항아리에서 6개월간 제 2 발효시키는 단계를 포함하는 '쑥을 이용한 건강식초 제조방법'이 개시되어 있으나 긴 발효시간뿐 아니라 과량의 설탕을 사용하기 때문에 장기간 복용시 과량의 당을 섭취할 수 있다는 단점이 있다.

한편, 식초를 속성으로 제조하기 위한 방편으로 알코올 발효 단계를 생략하고, 발효 주정으로 알코올을 첨가하여 식초를 제조하기도 하는데, 이 경우 원료의 충분한 발효가 진행되는데 한계가 있어 식초의 풍미나 맛이 상대적으로 낮은 한계를 가지게 된다.

따라서, 쑥의 유효성분을 최대한 함유하면서도 쑥 고유의 풍미나 맛이 가미되어 기호성과 관능성이 모두 우수할 뿐만 아니라, 알코올 발효단계에 소요되는 시간과 노력을 절감함으로써 보다 용이하게 쑥식초를 제조할 수 있는 방법에 대한 연구개발이 필요하다.

따라서, 본 발명은 쑥을 주정으로 추출한 주정추출액을 사용함으로써 쑥에 함유된 유효성분이 다량 함유되어 기능성이 강화된 쑥식초 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 베이스로 사용되는 맥아액에 알코올 발효균을 별도로 첨가하지 않고 쑥 주정추출액을 혼합사용함으로써 알코올 발효단계에 소요되는 시간과 노력을 단축시킬 수 있는 쑥식초 제조방법 및 그 방법으로 제조된 쑥식초를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 쑥을 주정과 물로 각각 추출한 추출액을 이용하여 식초를 제조함으로써 쑥 고유의 풍미와 맛이 가미된 우수한 기호성을 갖는 쑥식초 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일측면은, 60~80중량% 주정을 추출용매로 쑥을 추출하여 주정추출액을 제조하는 단계; 물을 추출용매로 쑥을 추출하여 제조한 물추출액에 맥아를 첨가하여 당류가 용출된 맥아액을 제조하는 단계; 상기 맥아액을 베이스로 하되 전체 중량 대비 알코올이 5~9중량% 함유되도록 상기 주정추출액을 혼합하는 단계; 및 상기 혼합단계에서 수득한 혼합액에 종초를 접종하여 발효시키는 단계;를 포함하는 쑥식초의 제조방법을 제공한다.

바람직하게는, 상기 주정추출액 및 물추출액 제조시, 추출용매는 상기 쑥의 무게 대비 35~50배를 사용하며, 원료로 사용되는 쑥은 남해 섬애약쑥일 수 있다.

또한, 바람직하게는 상기 주정추출액을 농축하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 맥아액 제조단계는, 상기 맥아는 상기 물추출액의 무게 대비 3~15중량%를 첨가하며, 상기 맥아 첨가 후 50~60℃에서 당류를 용출시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면은, 상기 제조방법에 의해 제조된 쑥식초 또는 이러한 쑥식초를 이용한 쑥식초 음료를 제공한다.

본 발명에 따르면, 쑥을 주정으로 추출한 주정추출액을 사용하여 식초를 제조함으로써, 자세오시딘이나 유파틸린과 같은 쑥의 유효성분이 다량 함유되어 기능성이 강화된 쑥식초를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 베이스로 사용되는 맥아액에 알코올 발효균을 별도로 첨가하지 않고 쑥 주정추출액을 혼합사용함으로써 알코올 발효단계에 소요되는 시간과 노력을 절감할 수 있으므로 보다 용이하게 쑥식초를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 쑥을 물로 추출한 물추출액에 맥아를 첨가하여 식초 베이스를 제조하고, 이러한 베이스 용액에 쑥 주정추출액을 혼합하여 식초를 제조하기 때문에, 쑥 고유의 풍미와 맛이 가미된 우수한 기호성을 갖는 쑥식초를 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 쑥식초의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 쑥식초 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따른 쑥식초의 제조방법은, 주정추출용매로 쑥을 추출하여 주정추출액을 제조하는 단계와, 물을 추출용매로 쑥을 추출하여 제조한 물추출액에 맥아를 첨가하여 당류가 용출된 맥아액을 제조하는 단계와, 상기 주정추출용액과 맥아액을 혼합하는 단계, 및 상기 혼합액에 종초를 접종하여 발효시키는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 혼합단계 이전에 주정추출액을 농축하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 쑥식초 및 그 제조방법에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 쑥식초의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 먼저 주정추출액을 제조한다(S200).

식초의 제조를 위해서는 건조된 쑥과 같이 직접 즙액을 얻기 어려운 경우 추출물을 제조하여 그 액을 사용하게 된다. 여기서, 주정추출액이라 함은 주정을 추출용매로 사용하여 쑥을 추출한 것을 지칭한다. 이때, 추출용매로 사용되는 주정은 60~80중량% 주정을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 주정추출액에 제조시 사용되는 원료인 쑥은 약쑥뿐만 아니라 일반쑥이어도 무방하며, 일반건조쑥, 고온에서 숙성시킨 고온숙성쑥, 덖음과정을 거친 덖음쑥 등의 형태로 이용될 수 있다. 하지만, 유파틸린과 자세오세딘이 다량 함유된 섬애약쑥을 사용하여 주정추출액을 제조하는 것이 바람직하다.

섬애약쑥은 남해에서 자생한 쑥을 선별해 품종등록된 것으로, 황해쑥의 변종이다. 개화기 쑥은 길이가 약 50cm 내외이며, 잎의 표면색은 진한 연두색이고, 색은 노란빛을 띄며 줄기는 가늘고 표면에 하얀 털이 조밀하게 나있는 것이 특징이다. 이러한 섬애약쑥은 일반적인 쑥이 지니는 다양한 기능성을 보유하고 있을 뿐만 아니라 외향, 향기, 유효성분 등의 차이가 있어서 2013년 품종 보호 등록이 되었다.

특히, 섬애약쑥은 플라보노이드계열 화합물인 유파틸린(eupatilin)과 자세오시딘(jaceosidine) 등의 유효성분을 다른 쑥보다 많이 함유하고 있다. 자세오시딘과 유파틸린은 항위염 활성을 지니고 있어 위장치료제로 관심이 증가되고 있는 주요 유효성분이다.

자세오시딘은 항암작용(Lee et al., J. Ethnopharmacol., 98, pp.339-343, 2005), 과민반응 억제작용(Lee et al., Int. Immunopharacol., 7, pp.1678-1684, 2007), 항염증 작용(Kim et al., Arch. Pharm. Res., 31, pp.429-437, 2008)이 알려져 있다.

또한, 유파틸린은 당뇨를 유발한 흰쥐의 간과 혈장 글루코스의 대사의 촉진, 인슐린 분비 증강작용(Kang et al., Diabetes Res. Clin. Pract., 82, pp.25-32, 2008), 종양증식억제작용(Kim et al., Biochem. Pharmacol., 68, pp.1081-1087, 2004) 등이 알려져 있어 쑥의 다양한 생리활성을 나타내는데 기여하는 물질들임을 알 수 있다.

하지만, 이러한 유파틸린이나 자세오시딘과 같은 성분들은 물에서는 거의 추출되지 않는다. 따라서, 본 발명에서는 쑥에 함유된 유효성분을 추출하기 위하여 주정추출용매를 이용하는데, 바람직하게는 60~80중량%인 주정추출용매를 사용한다. 주정추출용매에 함유된 알코올의 양이 60중량% 미만이면 유파틸린이나 자세오시딘이 충분히 용출되지 않을 수 있고, 80%를 초과하면 항산화력이 낮아질 수 있다.

주정추출액 제조시 사용되는 주정추출용매의 양은 쑥의 무게 대비 35~50배를 사용하는 것이 바람직하다. 추출용매의 사용량이 35배 미만이면 주정추출액의 양이 적어서 비효율적일 수 있으며, 50배를 초과하면 유효성분의 함량이 낮아질 수 있다.

한편, 주정추출용매를 이용하여 쑥식초 제조시, 추출용매로 추출한 주정추출액을 그대로 이용할 수도 있지만, 자세오시딘이나 유파틸린과 같은 유효성분 함량을 증가시키기 위해 주정추출액을 농축하는 단계(S201)를 더 추가할 수 있고, 이러한 농축된 주정추출액을 사용하여 쑥식초를 제조하는 것이 바람직할 수 있다.

다음으로는 쑥식초의 베이스 용액으로 사용되는 맥아액 제조단계에 대하여 설명한다.

맥아액은 식초의 베이스 용액으로 사용되며, 당류가 용출된 액으로, 본 발명에서는 맥아액 제조시 쑥추출액을 이용한다. 즉, 물을 추출용매로 하여 쑥을 추출한 쑥 추출액에 맥아를 첨가하여 맥아액을 제조한다.

따라서, 맥아액을 제조하기 위해서는 먼저 쑥원료를 물로 추출하여 물추출액 제조한다(S210).

물추출액 제조시 사용되는 쑥은 주정추출액 사용시 사용되는 쑥과 마찬가지로 일반쑥이나 약쑥 등일 수 있으나 남해 섬애약쑥을 사용하는 것이 바람직하며, 추출용매인 물의 양은 쑥의 무게 대비 35~50배를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 온도나 시간과 같은 추출조건은 추출시의 상황에 따라 다양하게 적용할 수 있을 것이다.

이와 같이 쑥을 맥아액 제조시 단순히 물을 이용하는 것이 아니라 쑥을 물로 추출한 추출액을 이용할 경우 쑥에 함유된 유효 수용성 성분을 다량 함유된 쑥식초를 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 베이스로 사용되는 맥아액에 깊고 풍부한 쑥향이 가미되어 기호성을 강화시킬 수 있다.

다음으로, 물추출액에 맥아를 첨가하여 맥아액을 제조한다(S220).

맥아란 보리를 싹 튀워 말린 것으로, 식혜나 엿, 맥주, 양주 등을 제조할 때 사용된다. 고품질의 쑥식초를 제조하기 위해서는 맥아액 제조시 맥아의 사용량과 맥아 추출 온도가 중요한 바, 맥아는 물추출액의 무게 대비 3~15% 첨가하고, 맥아 추출시 온도는 50~60℃를 유지하는 것이 바람직하다. 맥아를 3% 미만으로 사용하면 초산발효가 제대로 진행되지 않을 수 있고, 15%를 초과하면 초산이 과량 발생하여 신맛이 강해질 수 있으며, 상기 추출 온도 범위를 벗어날 경우 당화 효소의 활성화가 저해될 수 있다.

바람직하게는, 물추출액에 맥아를 첨가하여 추출한 맥아액을 여과하여 사용할 수 있으며, 고온에서 맥아를 제조하기 전에 물추출액 제조 단계에서 멸균과정을 추가하거나, 여과된 맥아액에서 잡균 번식을 억제하기 위해 115~125℃에서 멸균처리할 수 있다.

마지막으로, 상기 주정추출액과 맥아액을 이용하여 쑥식초를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 상기 방법으로 제조된 주정추출액과 맥아액을 혼합한다(S230).

본 발명의 쑥식초는 물추출액을 이용한 맥아액을 베이스로 이용하여 제조된다. 따라서, 맥아액보다 적은 양의 주정추출액을 맥아액에 혼합하는데, 바람직하게는 총 혼합액의 무게를 기준으로 에탄올 함량이 5~9중량%, 바람직하게는 6중량%를 유지할 수 있도록 주정추출액을 혼합한다. 상기 중량 범위를 벗어날 경우 초산발효가 제대로 진행되지 않을 수 있기 때문에 에탄올 함량이 5~9중량%를 유지할 수 있도록 주정추출액의 사용량을 조절한다.

상기 주정추출액과 맥아추출액을 혼합한 혼합액에 일반 식초 제조시와 마찬가지로 종초를 접종하여 초산발효 과정을 거쳐(S240) 쑥식초를 제조한다.

종초는 발효식초를 만들 때 사용하는 씨앗으로, 초산균이 잘 증식할 수 있도록 하는 미생물이다. 이러한 종초는 맥아배지에서 3일간 종배양한 Acetobacter pasterianus A8을 사용하는 것이 바람직하며, 이 종초균은 상기 제조된 혼합액의 무게 대비 4~6%가 되도록 접종하는 것이 바람직하다.

초산 발효시에는 발효조건이 중요한데, 본 발명에서는 25~35℃ 바람직하게는 28~32℃에서, 20~50일 바람직하게는 25~40일 동안 발효시킨다. 발효온도가 25℃ 미만이 되면 발효속도가 느려 식초 제조에 소요되는 기간이 길어질 수 있고, 35℃를 초과하면 부패균에 의해 오염이 발생할 수 있으며, 충분한 발효를 위해서는 최소 20일 정도의 시간이 필요하다.

통상적으로, 추출액을 이용하여 식초 제조시 추출액을 사용하여 효모를 접종해 알코올 발효를 진행하고, 알코올이 6% 이상 생성되면 여기에 초산균을 접종하여 초산 발효시켜 식초를 완성하게 된다. 이러한 과정은 알코올 발효단계에서 3~7일 정도가 소요되며, 초산발효는 발효 균주에 따라 상이하기는 하나 최소 25일에서 수개월 정도가 소요된다. 하지만, 본 발명에 따라 주정추출액을 맥아액과 직접 혼합하여 식초를 제조할 경우에는 알코올 발효단계를 거칠 필요가 없으므로 알코올 발효단계에 소요되는 시간과 노력을 절감할 수 있는 이점이 있다.

또한, 통상적으로, 식초 제조시 식초로서의 품질기준이 되는 총산의 함량인 4% 이상의 산이 생성되기도 하고, 그 이상의 산이 생성되기도 하는데, 이는 균주의 발효력이나 첨가되는 부재료, 알코올 농도에 따라서도 서로 상이하기 때문이다. 하지만, 본 발명에 따라 쑥식초를 제조할 경우, 일정한 알코올 농도를 유지하는 주정추출액이 사용되므로 초산발효시 일정한 산도 및 유효성분 등이 유지될 수 있어 균질성이 있는 고품질의 식초를 제조할 수 있다.

본 발명에 따라 제조된 쑥식초는 콜레스테롤 흡착능과 Cox-2 저해활성을 갖기 때문에 혈중의 클레스테롤을 저하시키는 효능도 있다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 쑥식초 및 그 제조방법에 대한 실시예를 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실험예 1. 자세오시딘와 유파틸린의 함량 및 분석

5월과 6월에 채취하여 건조한 쑥을 0%, 25%, 50%, 75% 및 100% 에탄올 수용액을 가하여 추출한다. 추출용매는 쑥이 완전히 잠기는 최소량으로 쑥의 무게대비 20배의 추출 용매를 사용하였으며, 24시간 동안 추출한 후 여과하였다.

상기 여액 1mL를 취하여 0.45 ㎛ syringe filter를 통과시킨 후 다음의 분석조건에 따라 자세오시딘과 유파틸린의 함량을 분석하였으며, 그 결과는 표 1에 있다.

Analytical column은 Agilent Zorbax SB-C₁₈ (4.6 × 250 mm, 5 ㎛)를 사용하였고, 이동상은 (A) 0.1% formic acid containing water와 (B) 0.1% formic acid containing acetonitrile을 시간에 따라 gradient로 용리하여 분석하였다. 이동상의 속도는 1.0 mL/min, 시료 주입량은 10 ㎕, UV 검출기 파장은 340 ㎚에서 검출하였다.

[표 1] 에탄올 함량에 따른 자세오시딘과 유파틸린의 추출량

표 1을 참조하면, 쑥의 주요 생리활성 물질 중 하나로 알려진 유파틸린과 자세오시딘은 물로 추출할 때는 전혀 용출되지 않으며, 에탄올의 함량이 높아질수록 추출이 잘되는 것을 알 수 있다.

실험예 2. 에탄올 함량별 쑥의 용출력 비교

쑥 원료는 일반쑥, 고온숙성쑥 및 덖음쑥이며, 각각 길이 5 ㎝ 내외로 잘라 동일한 크기의 용기에 담았다. 하기 표 2에서와 같이 추출용매는 30~95% 에탄올을 제조하여 사용하였으며, 쑥의 무게대비 20배의 추출용매를 쑥이 담겨있는 용기에 가하였다. 다음으로 각각의 용기 안에 있는 쑥과 용매를 잘 혼합한 후 상온에서 24시간 정치 추출 및 여과한 후 이화학적 특성 및 유효성분 함량을 분석하였다.

실험예 2-1. 에탄올 함량별 쑥 추출액의 회수율 비교

상기 실험예 2에서 얻어진 여액을 감압 농축하여 농축물을 얻는다. 쑥 추출액의 수율은 투입된 쑥 원료의 무게 대비 농축물의 회수율로 계산하였으며 그 결과는 하기 표 2와 같다.

[표 2] 주정비율을 달리한 전처리 방법별 쑥 추출액의 회수율

표 2를 참조하면, 에탄올 함량에 따른 쑥 추출액의 회수율은 큰 차이를 나타내지는 않았으나, 일반쑥은 30%, 고온숙성쑥의 경우 50%, 그리고 덖음쑥은 70% 에탄올에서 가장 수율이 높았다. 또한, 일반쑥, 고온숙성쑥 그리고 덖음쑥 간의 수율도 큰 차이가 없었으나 고온숙성쑥이나 덖음쑥이 일반쑥보다 약간 높은 수율을 나타내었다.

실험예 2-2. 에탄올 함량별 폴리페놀 화합물의 추출정도 비교

폴리페놀 화합물의 함량은 폴리페놀성 물질인 phosphomolybdic acid와 반응하여 청색을 나타내는 원리로 Folin-Denis법에 따라 실험예 2에서 얻어진 여액 1㎖에 2M Folin-Ciocalteau 시약(Sigma Co., St. Louis, MO, USA) 1㎖를 넣고 3분 후 10% Na₂CO₃(Daejung, Siheung, Korea) 용액 1 ㎖씩을 혼합하여 실온의 암실에서 1시간 정치한 다음 분광광도계(Libra S 35, Biochrom, Cambridge, England)를 이용하여 760 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로는 gallic acid(Sigma Co., St. Louis, MO, USA)를 사용하여 시료와 동일한 방법으로 분석하여 얻은 검량선으로부터 폴리페놀 함량을 계산하였으며, 그 결과는 표 3과 같다.

[표 3] 주정비율 및 전처리 방법에 따른 폴리페놀 화합물 함량 비교

표 3을 참조하면, 폴리페놀의 함량은 쑥 시료에 따라서 크게 차이를 보였으며, 95% 이상의 에탄올을 함유할 경우에는 추출 정도가 현저히 낮아지는 것을 알 수 있다. 일반쑥의 경우는 주정(에탄올)의 비율이 높을수록 그 추출 정도가 작았으며, 60%에서 100 ㎖당 19.37mg의 폴리페놀화합물이 추출되었으나 95%에서는 5.66mg으로 현저하게 감소하였다. 또한, 고온숙성쑥의 경우 50~70% 주정에서 총 페놀화합물 함량은 78.70~82.16mg이고, 덖음쑥에서는 192.60~231.29mg으로 일반쑥에 비해 약 4배 및 10배가 높았으며, 고온숙성쑥과 덖음쑥 모두 95% 주정에서는 폴리페놀의 추출정도가 현저히 낮아졌다.

실험예 2-3. 쑥 추출액의 항산화 활성 비교

상기 실험예 2-1에서 따라 얻어진 일반쑥, 고온숙성쑥 및 덖음쑥 추출액을 각각 250㎍/㎖, 500㎍/㎖, 1000㎍/㎖가 되도록 희석하여 시료액을 제조하였다.

ABTS (2,2-azinobis-(3-ethylbenzo-thiazoline-6-sulphonate) 라디칼 소거활성은 7 mM의 ABTS 용액에 potassium persulfate를 2.4 mM이 되도록 용해시킨 다음 암실에서 12∼16시간 동안 반응시킨 후 415 nm에서 흡광도가 1.5가 되도록 증류수로 조정한 ABTs 용액을 사용하였다. ABTS 용액 100 ㎕에 상기 제조된 시료액 100 ㎕를 혼합하고 실온에서 5분간 반응시킨 다음 분광광도계를 이용하여 415 nm에서 흡광도를 측정하였다. ABTS 라디칼 소거활성은 시료 무첨가구에 대한 시료첨가구의 흡광도비로 계산하여 %로 나타내었다.

[표 4] 쑥 추출액의 ABTS 라디칼 소거활성

표 4를 참조해보면, 쑥시료의 전처리방법 및 주정의 함량에 따른 ABTS 라디칼 소거활성을 나타내는 결과도 서로 상이하였다. 즉, 일반 건조쑥의 경우 40% 주정에서 19.21~64.71%로 가장 활성이 높았고, 고온 숙성쑥은 50%에서 57.38~96.26%로 활성이 높았으며, 또한 덖음쑥의 경우는 95% 주정을 제외한 모든 추출액에서 250 μg/mL 농도에서도 95% 이상의 높은 활성을 나타내었다. 반면, 시료의 농도에 따른 활성의 차이는 미미하였다.

실험예 2-1 내지 2-3의 결과를 종합하여 볼 때, 60~80% 주정 추출액의 경우 수율과 여러 실험항목들에서 대차를 나타내지 않았으므로 초산 발효를 위한 주정 추출액 제조를 위한 적정 주정(알코올)의 농도는 60~80% 범위가 적절하다.

실험예 3. 쑥 추출용매의 사용량 선정

실험예 2에 의해 선정된 60~80% 주정 중 70%의 주정을 추출용매로 고정하였으며, 일반쑥, 고온숙성쑥, 덖음쑥을 쑥 시료로 하였다. 각각의 쑥 시료를 동일한 용기에 넣고 쑥 시료의 무게 대비 20배, 25배, 30배, 35배, 40배, 50배 및 60배의 70% 주정추출용매를 가한 후 충분히 섞어주었다. 상온에서 24시간 동안 추출한 후 여과하였다. 얻어진 여액을 이화학적 특성 및 항산화활성을 실험하였다.

실험예 3-1. 추출용매의 사용량별 폴리페놀의 함량

실험예 3에서 얻어진 여액을 상기 실험예 2-2와 동일한 방법으로 분석하였으며, 그 결과는 표 5와 같다.

[표 5] 추출용매의 사용량에 따른 총 페놀화합물의 함량

상기 표 5를 참조해보면, 시료에 대한 추출용매의 사용량이 늘어날수록 총 페놀화합물의 함량은 감소하였다. 시료가 추출용매에 완전히 잠기는 최소의 비율은 20배에서 가장 높은 페놀 화합물이 검출되었으며, 일반 건조쑥에서는 57.73 mg/100 mL, 고온 숙성쑥에서는 50.74 mg/100 mL이 정량되었으며, 덖음쑥에서는 이보다 약 12배 정도 더 높은 623.00 mg/100 mL이 검출되었다.

실험예 3-2. 추출용매의 사용량별 자세오시딘과 유파틸린 함량

실험예 3에서 얻어진 여액을 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 분석하였으며 추출용매의 사용량에 따른 자세오시딘과 유파틸린의 검출결과는 표 6과 같다.

[표 6] 추출용매의 사용량에 따른 자세오시딘 및 유파틸린의 함량

상기 표 6을 참조해보면, 총 페놀화합물의 함량 분석 결과와 동일한 경향으로 추출용매의 첨가 비율이 높아질수록 추출액 중의 자세오시딘과 유파틸린의 함량은 감소하는 경향을 나타내었다. 자세오시딘과 유파틸린 모두에서 덖음쑥에서 가장 그 함량이 높았으며, 다음으로 일반 건조쑥과 고온 숙성쑥의 순이었다.

실험예 3-3. 페놀화합물, 자세오시딘 , 유파틸린의 감소율 비교

상기 실험예 3-1 및 3-2에서, 총 페놀화합물과 자세오시딘 및 유파틸린의 함량이 가장 높은 20배 추출용매를 사용하여 추출된 추출액을 기준으로 시료에 대한 용매의 희석 비율에 따라 얼마나 감소하는지를 산술적으로 분석한 결과는 표 7과 같다.

[표 7] 추출용매의 사용량에 따른 쑥 유효성분의 감소율 비교

상기 표 7을 참조해보면, 자세오시딘과 유파틸린의 경우 감소율이 커서 25배 추출액에서도 고온 숙성쑥과 덖음 쑥에서는 20% 이상 감소하였다. 총 페놀화합물의 경우 25배 희석액에서 일반 쑥은 3.24% 감소한 것에 비해 덖음 쑥은 21.35% 감소하여 가장 감소폭이 컸으며, 고온숙성쑥은 18.72% 감소하였다. 각 성분들은 용매의 비율이 40배 이상으로 높아짐에 따라 42.18~65.16% 수준으로 감소하였다.

실험예 3-1과 3-3를 종합적으로 고려해볼 때, 70% 주정 추출액 제조를 위한 원료 쑥과 70% 주정의 희석 비율은 대다수의 성분이 50% 수준에서 감소하는 35~50배로 설정하며, 보다 바람직하게는 40배로 설정하는 것이 적절하다. 또한, 각 성분들은 쑥의 전처리 공정에 따라서도 그 함량이 서로 상이하므로 유효성분이 높은 쑥 식초 제조를 위한 추출액은 덖음쑥을 사용하는 것이 더 바람직하다.

실험예 4. 쑥식초의 제조 및 품질특성 평가

실험예 4-1. 쑥식초의 제조

1. 5cm 길이로 자른 덖음쑥 25g을 용기에 담고, 1kg의 70% 주정추출용매를 넣어 잘 섞어준 후 상온에서 24시간 동안 추출한 후 여과하여 주정추출액을 얻었다.

2. 5cm 길이로 자른 일반쑥 250g을 용기에 담고, 10kg의 물을 넣어 잘 섞어준 후 상온에서 48시간 동안 침지하였다. 이 혼합물을 고압멸균 추출한 후 여과하여 쑥 추출액(R)을 얻었다.

3. 맥아 500g에 상기 2.에서 얻은 물추출액 4.5kg을 넣고 충분히 교반한 후 멸균기를 이용하여 121℃에서 15분간 살균한 다음 여과하여 5% 맥아액(R5)을 제조하였다.

4. 상기 2 및 3과 동일한 방법으로 맥아 1kg에 2.에서 얻은 쑥 추출액 4kg을 이용하여 10% 맥아액(R10)을 제조하였다.

5. 상기 2 내지 4에서 제조된 R, R5 및 R10인 맥아액에 최종 알코올(에탄올)의 농도가 6%가 되도록 상기 1.에서 제조된 주정추출액을 각각 가한 후 이 주정추출액과 맥아액의 혼합액을 제조한다.

6. 상기 5에서 제조된 주정추출액과 맥아액의 혼합액에 맥아배지에서 3일간 종배양한 종초(Acetobacter pasterianus A8)를 5% 접종한 후 30℃에서 발효시키면서 25일의 시료를 채취하여 이화학적 특성을 분석하였다.

실험예 4-2. 쑥식초 중 유기산의 함량 평가

각각의 시료를 여과지로 여과한 후 여액을 취하여 0.45 ㎛ membrane filter로 재여과한 다음 HPLC로 분석하였다. 분석용 컬럼은 Watchers 120 ODS-BP(4.6×250 mm, 5 ㎛, Watchers, Daiso Chemical Co., Tokyo, Japan)를 사용하였고, 이동상 용매는 0.1% H₃PO₄ 수용액을 0.5 mL/min의 속도로 주입하였으며, 분석온도는 30℃를 유지하였고, 10 ㎕의 시료를 주입하여 210 nm에서 UV 검출기를 이용하여 검출하였다. 총 10종의 유기산(citric acid, oxalic acid, tartaric acid, formic acid, malic acid, lactic acid, acetic acid, fumaric acid, succinic acid, propionic acid) 표준물질을 시료와 동일한 조건에서 분석하여 머무름 시간 비교해 확인하였으며, 각각의 검량곡선으로부터 그 함량을 산출하였는데 그 결과는 하기 표 8과 같다.

[표 8] 쑥 식초 중 유기산 함량(mg/100mL)

R : 쑥 무게 대비 40배의 물을 가하고, 실온에서 48시간 침지한 후 고압멸균 추출하여 여과한 여액에 덖음쑥 70% 주정 추출액을 가하여 알코올 농도 6%로 조정하여 초산발효

R5 : 쑥 무게 대비 40배의 물을 가하고, 실온에서 48시간 침지한 후 고압멸균 추출한 여액을 5% 맥아액으로 만든 다음 덖음쑥 70% 주정 추출액을 가하여 알코올 농도 6%로 조정하여 초산발효

R10 : 쑥 무게 대비 40배의 물을 가하고, 실온에서 48시간 침지한 후 고압멸균 추출한 여액을 10% 맥아액으로 만든 다음 덖음쑥 70% 주정 추출액을 가하여 알코올 농도 6%로 조정하여 초산발효

상기 표 8을 참조해보면, 숙성 완료된 식초의 총 산 함량은 맥아가 첨가되지 않은 쑥추출액을 이용한 식초(R)에서는 2692.68mg/100g으로 산의 생성량이 적었고, 맥아가 5%와 10% 첨가된 시료에서는 각각 3984.42mg/100g과 4727.10mg/100g으로 상대적인 산의 생성량이 더 높았다. 식품공전 상에서 식초의 초산 기준은 4%인데, 쑥식초 제조시 당원으로 사용되는 맥아를 5% 이상 첨가하여 25일 이상만 발효시켜도 초산기준인 산도 4% 이상의 식초를 얻을 수 있음을 확인하였다.

실험예 4-3. 쑥식초 중의 자세오시딘과 유파틸린 함량 평가

상기 실험예 1에서와 동일한 방법으로 숙성이 완료된 25일차 쑥 식초의 자세오시딘과 유파틸린 함량을 분석한 결과는 하기 표 9와 같다.

[표 9] 쑥 식초 중의 자세오시딘과 유파틸린 함량

상기 표 9를 참조하면, 쑥식초 중에 함유된 자세오시딘은 1.45~1.55 mg/L의 범위에서, 유파틸린은 0.62~0.68 mg/L의 범위에서 검출되었으며, 맥아의 첨가 유무 및 사용량에 따른 차이는 미미하였다.

또한, 상기 실험예 3-2의 표 6에서, 덖음쑥 시료를 70% 주정추출용매를 쑥 시료 무게 대비 40배를 사용하여 추출한 경우에, 자세오시딘과 유파틸린의 함량은 각각 26.90 mg/L와 12.92 mg/L가 검출되었음을 확인하였다. 그러나 이 주정추출액을 초산발효를 위해 6%의 주정이 포함되도록 첨가하게 되면 결과적으로 자세오시딘과 유파틸린은 약 11-12배가 희석되는 것과 같은데, 이를 고려하면 초산 발효초기의 자세오시딘과 유파틸린은 각각 약 2.3mg/L 및 1.1mg/L 정도가 함유되었으나, 초산발효 완료 후에는 이보다 낮은 양이 검출되었다. 이는 쑥의 유효성분인 자세오시딘과 유파틸린이 발효과정 중에서 공기에 의한 산화되며, 미생물의 성장에 따른 일부 소실이 일어나는 것으로 예상된다.

이러한 결과를 고려해볼 때, 농축된 주정추출액을 사용할 경우에는 더 높은 함량의 자세오시딘과 유파틸린이 함유된 쑥 식초를 제조할 수 있을 것이다.

실험예 4- 4.콜레스테롤 흡착 활성 및 COX-2 활성 저해 효능 평가

숙성 완료된 쑥식초와 콜레스테롤과의 반응력을 in vitro에서 효소법에 의한 kit시약(AM 202-k, Asan, Korea)으로 측정하였다. 시료액 1 ml에 콜레스테롤 30㎍을 가하여 25℃에서 20분간 반응시킨 다음 50㎕의 0.1 M hexadecyltrimethylammonium bromide(Sigma Co., St Louis, MO, USA)를 가하여 25,000g에서 15분간 원심분리시켰다. 상층액 200 ㎕를 취하여 효소액 1.5 ml를 혼합하여 37℃에서 5분간 반응시켜 500 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 시료 무첨가구에 대한 시료의 콜레스테롤 흡착 활성(%)으로 나타내었다.

아라키돈산을 기질로 하여 프로스타글란딘(PG)을 생성하는 COX-2의 효소활성을 측정하기 위하여 COX inhibitor screening assay kit(Cayman Chemical, Ann Arbor, MI, USA)을 사용하였다. 먼저, 1.5 mL 튜브에 COX-2 효소용액(30 units/mL) 10 ㎕, heme 용액(150 μM/mL) 10 ㎕, 반응 완충액(0.1 M Tris-HCl, 5 mM EDTA, 2 mM phenol, pH 8.0) 950 ㎕를 넣고 여기에 농도별로 희석된 시료 20 ㎕를 첨가한 후 37℃에서 5분간 안정화하였다. 여기에 기질인 아라키돈산 용액(10 mM)을 10 ㎕ 넣고 37℃에서 2분간 반응시킨 후 1 M HCl 50 ㎕를 넣고 반응을 정지하였다. 생성된 prostaglandin H2(PGH2)를 prostaglandin F2α(PGF2α)로 전환하기 위하여 SnCl2 용액(50 mg/mL) 100 ㎕를 첨가하여 교반한 후 상온에서 5분간 반응시켰다. 생성된 PGF2α를 정량하기 위하여 경쟁적 효소면역반응(EIA, enzyme immunoassay)을 실시하기 위하여 상기 반응액을 EIA 완충액(0.1 M phosphate, 0.1% BSA, 0.4 M NaCl, 1 mM EDTA, 0.01% sodium azide)으로 2,000배 희석하고 이를 프로스타글란딘 항체가 코팅된 96 well plate에 50 ㎕씩 분주 후 PGs screening AChE tracer를 50 ㎕와 antiserum을 50 ㎕씩 첨가한 후 18시간 동안 4℃에서 반응시켰다. 반응을 완료하고 완충액으로 5회 세척한 후 Ellman's reagent를 200 μL씩 넣고 60분간 발색한 후 ELISA reader(Molecular Devices) 기기를 이용하여 410 nm의 파장에 서 흡광도를 측정하였다. COX-2 활성억제의 정도는 제조사의 방법을 준용하여 50% 억제하는 농도인 IC50(μg/mL)값으로 나타내었다. 실험 결과는 3회 반복하여 평균±표준편차로 나타내었다.

숙성 완료된 쑥식초의 혈중 콜레스테롤 저하 효능을 확인하고자 관련 인자가 되는 콜레스테롤 흡착능과 Cox-2 저해활성을 비교한 결과는 하기 표 10과 같다.

[표 10] 쑥 식초의 콜레스테롤 흡착능과 COX- 2저해활성

상기 표 10을 참조해보면, 숙성 완료된 식초의 이들 활성은 쑥의 전처리 방법, 맥아의 첨가 여부 등에 영향을 크게 받지 않음을 알 수 있었다. 단, 콜레스테롤 흡착능은 식초의 산도가 높을수록 활성이 상대적으로 더 높았다.

실험예 5. 농축된 주정추출액

실험예 3에 따라 덖음쑥의 무게대비 40배의 70%의 주정을 넣고 상온에서 24시간 동안 추출한 후 여과 및 농축하였다. 이때, 최종 농축된 부피는 농축 전 여액의 부피 대비 70% 및 50%가 되도록 감압하에서 농축하였으며(1L의 추출액을 농축하여 최종부피가 약 700mL 및 500mL가 되도록 함), 실험예 1의 분석방법으로 자세오시딘과 유파틸린의 함량을 분석하였으며 그 결과는 하기 표 11과 같다.

[표 11] 주정추출액의 농축정도에 따른 자세오시딘 및 유파틸린 함량

상기 표 11을 참조해보면, 덖음쑥을 70% 주정으로 추출한 추출액을 농축하여 70% 부피로 농축한 A액과 50% 부피로 농축한 B액을 보면, 농축시에 비등점이 낮은 알코올이 먼저 휘발되므로 농축된 정도에 따라 농축액 중의 알코올 함량은 각각 30%와 18%로 상이하다. 반면, 자세오시딘은 63.98mg/L 와 120.57 mg/L, 유파틸린은 33.26mg/L와 63.11mg/L로 거의 2배 가량의 유효성분의 함량이 증가하였음을 알 수 있다.

즉, 식초 제조시 상기에서 제시한 방법에 따라 제조된 18%의 알콜을 함유한 농축된 주정추출액을 약 3배 정도 희석하여 사용하면 발효 초기에 약 40 mg/L의 자세오시딘과, 약 21mg/L의 유파틸린을 함유하는 쑥 식초를 제조할 수 있다. 이 경우 발효에 따른 유효성분의 감량을 고려하더라도 농축하지 않은 액을 사용한 경우에 비해서는 월등히 높은 함량의 자세오시딘과 유파틸린이 함유된 식초를 제조할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않은 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등하거나 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

1. 60~80중량% 주정을 추출용매로 쑥을 추출하여 주정추출액을 제조하는 단계;
   물을 추출용매로 쑥을 추출하여 제조한 물추출액에 맥아를 첨가하여 당류가 용출된 맥아액을 제조하는 단계;
   상기 맥아액을 베이스로 하되 전체 중량 대비 알코올이 5~9중량% 함유되도록 상기 주정추출액을 혼합하는 단계; 및
   상기 혼합단계에서 수득한 혼합액에 종초를 접종하여 발효시키는 단계;를 포함하는 쑥식초 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 주정추출액 및 물추출액 제조시, 추출용매는 상기 쑥의 무게 대비 35~50배를 사용하는 것을 특징으로 하는 쑥식초 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 주정추출액을 농축하는 단계를 더 포함하며,
   상기 혼합단계는, 상기 농축 단계에서 농축된 주정추출액을 상기 맥아액과 혼합하는 것을 특징으로 하는 쑥식초 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 맥아액 제조단계는, 상기 맥아는 상기 물추출액의 무게 대비 3~15중량%를 첨가하며, 상기 맥아 첨가 후 50~60℃에서 당류를 용출시키는 것을 특징으로 하는 쑥식초 제조방법.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 쑥식초.
6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 쑥식초를 이용한 쑥식초 음료.

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