KR102368392B1 - 혼합 공진단 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공진단의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 유효성분으로서 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 성분을 포함하는 혼합 공진단의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면 흑마늘, 흑생강, 흑도라지는 증숙 과정 동안 식물체 내 화합물의 구조적 전환으로 항산화, 항암, 항염증, 항균 작용이 크게 증가하므로, 이를 섭취가 용이한 형태로 혼합한 기능성 식품을 제공함으로써 맛이나 향에 대한 기호와 섭취형태 및 보관의 어려움을 해소할 수 있는 기능성 식품 제조방법을 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면 흑마늘, 흑생강, 흑도라지는 증숙 과정 동안 식물체 내 화합물의 구조적 전환으로 항산화, 항암, 항염증, 항균 작용이 크게 증가하므로, 이를 섭취가 용이한 형태로 혼합한 기능성 식품을 제공함으로써 맛이나 향에 대한 기호와 섭취형태 및 보관의 어려움을 해소할 수 있는 기능성 식품 제조방법을 얻을 수 있다.
Description
본 발명은 공진단의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 유효성분으로서 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 성분을 포함하는 혼합 공진단의 제조방법에 관한 것이다.
대의학과 문명과 생활수준의 향상 등으로 인간의 평균수명이 비약적으로 늘어났지만, 반면에 대기, 수질 등 환경오염과 다양한 스트레스, 과영양화 또는 영양편중으로 인해 야기되는 인체 내외의 많은 요인들은 건강을 위협하는 요소가 되고 있다. 특히 한국에서는 사람들의 식사패턴이 식물성 식품 및 당질 위주에서 육류 및 가공식품 등 지방함량이 높은 식품의 섭취증가로 변화됨에 따라 질병 발생 양상도 다양해졌으며, 특히 고지혈증과 같은 심혈관계 질환은 건강상의 심각한 사회 문제로 대두되고 있다. 그리고 이러한 질병은 발병 이후의 치료도 중요하지만, 평소 생활습관/식습관을 통한 사전 예방의 중요성도 크게 부각되고 있다.
건강기능식품 시장은 국내외 경기침체에도 불구하고 건강에 대한 관심이 높아지면서 새로운 기능성을 찾는 소비자 용우가 반영되어 지속적으로 성장할 것으로 예측되기도 한다. 세계건강기능식품 시장규모는 2010년 3013억 달러, 2015년 시장규모는 4260억 달러로 예상되며, 그 중 미국 1171억 달러, 서유럽 789억 달러, 일본 421억 달러 순으로 3개 나라가 전체 시장 점유율이 79%를 차지하고 있다. 이와 같은 건강기능식품에 대한 관심에 따라 항산화, 면역, 체력 증진 등의 효과를 얻기 위한 다양한 기능성 식품이 개발되고 있으며, 특히 생약 및 식용식물소재에 대한 가치가 높게 인식되고 있다.
그러나 생약 및 식물소재는 그 처리방법에 따라 영양소의 파괴 및 생리활성물질의 손실이 발생하게 된다. 예를 들어, 다수의 연구에서 감초, 마늘, 인삼, 숙지황, 더덕 및 도라지 등을 열처리시 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 증가하여 항산화활성이 증가하나 과도한 열처리시 원료의 탄화 및 일부 페놀성 화합물의 파괴로 인해 항산화활성이 감소된다고 보고되었다. 따라서 생리활성증가, 조직감 조절, 기호도 증가, 맛의 증가 등이 가능한 숙성가공기술에 대한 관심이 증가하고 있다. 그러나 표준화된 숙성공정이 없고 숙성과정 중 부패에 의한 품질저하, 장기간 숙성에 의한 비용증가 등이 기능성 가공식품개발에 대한 과제로 남아있는 실정이다.
본 발명에서는 생약 및/또는 식물소재, 구체적으로는 흑마늘, 흑생강, 흑도라지의 숙성 가공기술을 이용하여 소비자의 기호와 관심이 높은 흑마늘, 흑생강, 흑도라지를 포함하는 기능성 식품 제조방법을 제공하고자 한다.
상기한 바의 목적을 이루기 위해, 본 발명에서는 흑마늘, 흑생강 및 흑도라지를 준비하는 단계; 흑마늘 45~55 중량%, 흑생강 5~10 중량%, 흑도라지 35~50 중량%를 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 혼합 공진단의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 흑마늘, 흑생강 및 흑도라지를 준비하는 단계는 마늘, 생강 및 도라지를 표면의 이물질을 제거한 후 껍질째 밀봉하여 항온기내에서 각각 숙성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 실시예에 의하면, 상기 흑마늘, 흑생강 및 흑도라지를 준비하는 단계는 흑마늘, 흑생강 및 흑도라지 각각의 건조분말을 증류로 열수추출하는 단계; 여과 단계; 및 냉장보관 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 흑마늘, 흑생강, 흑도라지는 증숙 과정 동안 식물체 내 화합물의 구조적 전환으로 항산화, 항암, 항염증, 항균 작용이 크게 증가하므로, 이를 섭취가 용이한 형태로 혼합한 기능성 식품을 제공함으로써 맛이나 향에 대한 기호와 섭취형태 및 보관의 어려움을 해소할 수 있는 기능성 식품 제조방법을 얻을 수 있다.
도 1은 표 1에 따라 준비한 20종의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합물의 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과이다.
도 2는 표 1에 따라 준비한 20종의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합물의 총 플라보노이드 함량을 측정한 결과이다.
도 3은 표 1에 따라 준비한 20종의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합물의 ORAC 활성을 측정한 결과이다.
도 4는 실시예의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 추출물의 DPPH 라디칼 소거능((가)) 및 IC50((나))를 측정한 결과이다.
도 5는 실시예의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 추출물의 세포내 ROS 저해능
도 6은 실시예의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 추출물의 DNA 손상 보호능((가)) 및 ED50((나))를 측정한 결과이다.
도 7은 실시예의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 추출물의 HT-29 암세포 성장 억제 활성을 측정한 결과이다.
도 8은 실시예의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합추출물 섭취가 ConA 처리에 의한 cytokine 함량에 미치는 영향을 측정한 결과이다.
도 9는 실시예의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합추출물 섭취가 LPS 처리에 의한 cytokine 함량에 미치는 영향을 측정한 결과이다.
도 10은 실시예의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합추출물 섭취가 NK 세포 활성에 미치는 영향을 측정한 결과이다.
도 11은 실시예의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합추출물 섭취가 대식세포 활성에 미치는 영향을 측정한 결과이다.
도 12는 실시예의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합추출물 섭취가 혈청 면역글로불린에 미치는 영향 변화를 측정한 결과이다.
도 2는 표 1에 따라 준비한 20종의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합물의 총 플라보노이드 함량을 측정한 결과이다.
도 3은 표 1에 따라 준비한 20종의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합물의 ORAC 활성을 측정한 결과이다.
도 4는 실시예의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 추출물의 DPPH 라디칼 소거능((가)) 및 IC50((나))를 측정한 결과이다.
도 5는 실시예의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 추출물의 세포내 ROS 저해능
도 6은 실시예의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 추출물의 DNA 손상 보호능((가)) 및 ED50((나))를 측정한 결과이다.
도 7은 실시예의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 추출물의 HT-29 암세포 성장 억제 활성을 측정한 결과이다.
도 8은 실시예의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합추출물 섭취가 ConA 처리에 의한 cytokine 함량에 미치는 영향을 측정한 결과이다.
도 9는 실시예의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합추출물 섭취가 LPS 처리에 의한 cytokine 함량에 미치는 영향을 측정한 결과이다.
도 10은 실시예의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합추출물 섭취가 NK 세포 활성에 미치는 영향을 측정한 결과이다.
도 11은 실시예의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합추출물 섭취가 대식세포 활성에 미치는 영향을 측정한 결과이다.
도 12는 실시예의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합추출물 섭취가 혈청 면역글로불린에 미치는 영향 변화를 측정한 결과이다.
이하, 본원의 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시형태를 들어 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 명세서 전체에서, 어떤 단계가 다른 단계와 “상에”또는 “전에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 단계가 다른 단계와 직접적 시계열적인 관계에 있는 경우 뿐만 아니라, 각 단계 후의 혼합하는 단계와 같이 두 단계의 순서에 시계열적 순서가 바뀔 수 있는 간접적 시계열적 관계에 있는 경우와 동일한 권리를 포함할 수 있다.
본 발명의 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 "~ (하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본 발명에서, "숙성(aging)" 이라 함은 풍미나 조직이 불충분한 것을 일정 조건 하에서 얼마간 방치하여 목표로 하는 식품에 어울리는 성질을 갖게 하는 조작을 일컫는 것으로서, 숙성 과정을 거치는 동안 미생물이나 효소의 작용 또는 성분간의 상호작용에 의한 향미성분의 생성 및 식품의 조직변화 등이 일어나 바람직한 식품이 된다.
마늘은 2015년 1월에 한국 식품의약품안전처 개정안에 고시형 원료로 인정되어 '혈중 콜레스테롤 개선에 도움을 줄 수 있음' 이라는 기능성을 가지는 것으로 고시되었다. 한국에서는 주로 생마늘 형태로 소비되고 있으며 가공품목이 단순하고 가공율 또한 매우 낮은 실정이며, 또한 농산물 시장 개방에 따라 중국산 마늘 수입량 증가 및 생산과 소비량 불균형 등으로 국내 마늘 생산 농가에 경제적 손실이 야기되고 있다.
마늘은 타임지가 선정한 디자이너 푸드 (designer food)로 선정되면서 미국과 일본에서 마늘가루, 절임마늘, 구운마늘, 흑마늘 및 마늘 소재를 활용한 건강기능식품 등에 대한 관심이 높아지고 있다. 미국과 일본의 특징은 건강기능성에 대한 과학적 효능과 안전성을 규제하는 법령 시행 후 시장규모도 확대되고 관련 특허가 급증하고 있는 추세이나 흑마늘을 다른 식품에 혼합하는 제품은 보고된 바 없다. 중국은 한국으로부터 일반적인 흑마늘 기술을 도입하여 제조 및 생산을 하고 있으나, 약리적인 효과는 적으며 검은 마늘생산에만 의존하고 있는 것으로 알려져있다. 일본은 특히 흑마늘의 S-allylcysteine (SAC)에 관심이 많은 편이다. 그러나 일본에서 주로 제조되는 흑마늘은 한국의 흑마늘보다는 붉은색을 띠며 맛은 쫄깃한 맛보다는 퍼석한 맛을 띠고 있다.
흑마늘은 마늘에 지속적으로 천천히 열을 가하는 방식을 기본으로 하여 제조되며, 마늘의 당 성분과 아미노산이 비효소적 갈변반응을 일으켜 melanoidins이 생성되고 휘발성 물질은 거의 소실되고 총 페놀 , 플라보노이드가 증가하고 수용성 성분인 S-allylcysteine (SAC), S-allyl melcaptocystein (SAMC) 등이 생성되어 생마늘보다 항산화, 항암, 콜레스테롤 저하, 암세포 성장 억제, 심장질환의 예방 효과가 높은 것으로 알려져있다. 특히 흑마늘의 대표적인 수용성 유황화합물인 SAC는 항산화, 암세포 증식억제, 인지기능향상, 간보호 등의 기능성이 보고되었다.
한편, 생강은 hydrocarbon류, ketone류, alcohol류 등의 정유성분과 zingiberene 등의 향기성분, zingiberol 등의 정향성분이 함유되어 있으며, 매운맛을 내는 정유성분인 6-gingerol은 항산화 및 항염증 효과를 나타내는 것으로 알려져 있고 활성 산소종(reactive oxygen species)의 발생에 영향을 주는 잔틴 산화효소의 저해효과를 보이는 것으로 알려져있다. 생강은 근경부위의 특이한 매운맛과 향으로 다양하고 광범위하게 이용되고 있으며, 열대아시아 지역이 원산지인 작물이다(Choi et al., 1997). 또 예로부터 향신료, 김치의 부원료, 각종 한식요리 및 한과류 등에 다양하게 사용되어 왔으며, 건위, 발한 등의 약리작용, 식용증진 및 소화촉진 효과가 있어 기능성 식품소재로 활용도가 증대되고 있다. 그리고 식품의 부재료로 사용되고 있지만 1995년 WTO 체제 출범 후 한구의 생강 가격 경쟁력이 감소함에 따라 생강 생산면적이 계속적인 감소 추세이다. 최근 흑마늘 제조법을 응용한 흑생강을 제품화하고 있지만 흑생강 발효에 적절한 발효법은 확립되지 않고 있다. 쇼가올(shogaol)은 원료 생강에 극소량으로 존재하나 진저롤(gingerol)에 비해서는 자극성이 다소 적으며, 가공 및 저장 등에 의한 탈수과정에 의해 그 함량이 증가되는데 특히 가공 온도가 높을수록 진저롤이 쇼가올로 빠르게 전환되어 원료에 비해 자극성이 감소되고 생리활성 성분은 증대된다. 더욱이 식물체는 고온에서 장시간의 가공 조건에 노출됨에 따라 조직의 연화 정도, 유효성분의 함량 및 생리활성에 상당한 차이를 보이는데, 생강의 경우 고온에서 장시간 숙성시킬 경우 갈변화, 유효성분의 함량 및 생리활성에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.
또한, 흑도라지는 흑마늘과 마찬가지로 열처리 과정을 거치면서 총 폴리페놀 함량이 증가하여 우수한 항산화 활성을 나타낼 뿐만 아니라, 높은 사포닌 함량에 의한 강한 항균효과도 보고되었다. 또한 기억력개선작용에 대한 동물실험에서 치매관련 AchE 저해효과(31% 증가)와 치매관련 행동실험과 공간기억 및 장기기억 행동실험에서도 다소 개선되는 효과도 알려져있다.
본 발명은:
- 생리활성(항산화, 항암, 항노화, 항염증, 면역력 증진)이 높은 흑마늘, 흑생강, 흑도라지의 최적 배합비 개발하여,
- 면역력 증진 기능을 가지는 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합 공진단을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명에 사용되는 흑마늘, 흑생강 및 흑도라지는 공지의 숙성공정에 의해 제조될 수 있으며, 예를 들면 한국 등록특허 제10-0774498호, 제10-1808586호 등에 기재된 방식에 따라 숙성 제조될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예들은 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
I. 흑마늘, 흑생강 및 흑도라지의 제조
국내 생산된 마늘, 생강 및 도라지를 표면의 이물질을 제거한 후 껍질째 1 kg씩 폴리에틸렌 비닐포장으로 밀봉하여 항온기(CEP-220N, Shinhung, Cheongju, Korea)에서 480시간 숙성시켰다. 숙성 기간 동안 항온기 내의 온도는 70~80℃로 유지하였다.
상기 숙성공정에 따라 생산된 흑마늘, 흑생강, 흑도라지는 각각의 건조분말 5 g과 증류수 100 mL의 비율로 21℃에서 15분간 열수추출한 후, 여과지(Whatman No. 1)로 감압 여과하였다. 각 추출물은 분석 시까지 4℃에 냉장보관 하였다.
II. 흑마늘, 흑생강 및 흑도라지의 최적의 배합비 결정
적배합 조건 선정을 위해 RSM 기법을 이용하여 흑마늘, 흑생강, 흑도라지의 20가지 혼합비율을 아래 표 1에서와 같이 산정하였으며, 20종의 혼합물을 열수추출하였다.
| No. | 흑생강 | 흑마늘 | 흑도라지 | Total |
| 1 | 13 | 30 | 23 | 66 |
| 2 | 10 | 27 | 31 | 68 |
| 3 | 11 | 38 | 18 | 67 |
| 4 | 8 | 35 | 26 | 69 |
| 5 | 4 | 30 | 36 | 71 |
| 6 | 6 | 38 | 27 | 71 |
| 7 | 4 | 46 | 22 | 72 |
| 8 | 4 | 38 | 30 | 72 |
| 9 | 13 | 30 | 22 | 65 |
| 10 | 10 | 41 | 18 | 68 |
| 11 | 8 | 35 | 26 | 69 |
| 12 | 8 | 35 | 26 | 69 |
| 13 | 11 | 25 | 30 | 66 |
| 14 | 10 | 33 | 26 | 68 |
| 15 | 8 | 35 | 26 | 69 |
| 16 | 2 | 41 | 31 | 73 |
| 17 | 7 | 30 | 32 | 69 |
| 18 | 8 | 35 | 26 | 69 |
| 19 | 7 | 40 | 23 | 70 |
| 20 | 8 | 35 | 26 | 69 |
1. 총 폴리페놀 함량
20종의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합물의 총 폴리페놀 함량을 분석한 결과, 추출시료 7번이 3215.3±20.4 mg GAE/100 g으로 가장 높은 총 폴리페놀 함량을 나타내었으며, 다음으로 3번 3153.8±32.0 mg GAE/100 g, 8번 3161.5±29.0 mg GAE/100 g, 10번 3158.8±52.2 mg GAE/100 g, 16번 3124.1±51.5mg GAE/100 g, 19번 3135.5±8.8mg GAE/100 g 이 높은 총 폴리페놀 함량을 나타내었다.
| No. | mg GAE/100g | No. | mg GAE/100g |
| 1 | 2708±19.3 | 11 | 3006.5±40.9 |
| 2 | 2854.7±21.2 | 12 | 2914.0±11.1 |
| 3 | 3153.8±32.0 | 13 | 2673.3±60.5 |
| 4 | 3004.7±14.3 | 14 | 2666.5±30.7 |
| 5 | 2886.7±2.8 | 15 | 2919±18.6 |
| 6 | 3002.9±32.8 | 16 | 3124.1±51.5 |
| 7 | 3215.3±20.4 | 17 | 2678.3±38.3 |
| 8 | 3161.5±29.0 | 18 | 2951.4±37.5 |
| 9 | 3002.9±31.7 | 19 | 3135.5±8.8 |
| 10 | 3158.8±52.2 | 20 | 2933.2±5.5 |
2. 총 플라보노이드 함량
20종의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합물의 총 플라보노이드 함량을 분석한 결과, 추출시료 7번이 1496.5±1.8 mg QE/100 g으로 가장 높은 총 플라보노이드 함량을 나타내었으며, 다음으로 16번 1445.7±2.7 mg QE/100 g, 19번 1436.3±15.1 mg QE/100 g, 10번 1419.1±1.3 mg QE/100 g, 8번 1409.1±5.8 mg QE/100 g이 높은 총 플라보노이드 함량을 나타내었다.
| No. | mg QE/100g | No. | mg QE/100g |
| 1 | 1239.1±0.8 | 11 | 1321.1±2.2 |
| 2 | 1201.9±7.3 | 12 | 1330.9±9.3 |
| 3 | 1097.8±2.2 | 13 | 1203.4±14.8 |
| 4 | 1298.8±6.2 | 14 | 1203.4±14.8 |
| 5 | 1275.5±3.5 | 15 | 1334.2±14.5 |
| 6 | 1380.1±0.9 | 16 | 1445.7±2.7 |
| 7 | 1496.5±1.8 | 17 | 1295.2±6.3 |
| 8 | 1409.1±5.8 | 18 | 1349.1±3.8 |
| 9 | 1286.3±2.4 | 19 | 1436.3±15.1 |
| 10 | 1419.1±1.3 | 20 | 1338.3±8.0 |
3. ORAC 활성
20종의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합물의 ORAC 활성을 분석한 결과, 추출시료 8번이 3124.7±30.9 μM TE 로 가장 높은 ORAC 활성을 나타내었으며, 다음으로 17번 2906.5±51.2 μM TE, 9번 2820.4±82.3 μM TE, 3번 2798.4±18.0 μM TE, 7번 2738.8±64.3 μM TE, 10번 2722.4±17.4 μM TE, 11번 2703.5±100.6 μM TE이 높은 ORAC 활성을 나타내었음.
| No. | mg QE/100g | No. | mg QE/100g |
| 1 | 2375.5±80.2 | 11 | 2703.5±100.6 |
| 2 | 2595.1±30.1 | 12 | 2169.3±132.1 |
| 3 | 2798.4±18.0 | 13 | 2114.5±65.9 |
| 4 | 2376.8±46.2 | 14 | 2439.2±14.9 |
| 5 | 2586.7±2.8 | 15 | 2325.1±18.3 |
| 6 | 2498.2±66.5 | 16 | 2505.2±111.0 |
| 7 | 2738.8±64.3 | 17 | 2906.5±51.2 |
| 8 | 3124.7±30.9 | 18 | 2446.4±73.7 |
| 9 | 2820.4±82.3 | 19 | 2149.1±44.6 |
| 10 | 2722.4±17.4 | 20 | 2382.5±54.8 |
4. 흑마늘, 흑생강, 흑도라지의 최적 배합비 선정
20종의 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합물의 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, ORAC 활성 분석 결과를 토대로 반응표면분석(RSM)을 이용하여, 흑마늘 2.54 g, 흑생강 0.34 g, 흑도라지 2.12 g을 최적배합비로 산출하였
III. 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합물의 항산화활성 분석
1. 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 최적배합 혼합 추출물 제조
선정된 최적배합비(흑마늘 2.54 g, 흑생강 0.34 g, 흑도라지 2.12 g) 혼합물 5 g과 3차 증류수 100 mL의 비율로 21℃에서 15분간 열수추출한 후, 여과지(Whatman No. 1)로 감압 여과하였다. 열수추출물은 동결건조한 후 50 mg/mL 농도가 되도록 DMSO에 녹여 분석 시까지 -20℃에 보관하였다.
2. 혼합 추출물의 총 폴리페놀 함량
마늘, 흑생강, 흑도라지 최적배합 추출물의 총 폴리페놀 함량은 3242.7±22.4 mg GAE/100 g 으로 나타났으며, 흑마늘, 흑생강 및 흑도라지와 비교하였을 때 흑마늘보다는 낮고 흑생강 및 흑도라지 보다는 높은 총 폴리페놀 함량을 보였다.
| 혼합물 | 흑마늘 | 흑생강 | 흑도라지 | |
| mg GAE/100g | 3242.7±22.4 | 3832.1±77.0 | 780.7±16.0 | 1800.4±7.5 |
3. 혼합 추출물의 총 플라보노이드 함량
흑마늘, 흑생강, 흑도라지 최적배합 추출물의 총 플라보노이드 함량은 1455.5±28.2 mg QE/100 g 으로 나타났으며, 흑마늘, 흑생강 및 흑도라지와 비교하였을 때 유의적으로 가장 높은 플라보노이드 함량을 나타내었음.
| 최적배합 | 흑마늘 | 흑생강 | 흑도라지 | |
| mg QE /100 g | 1455.5±28.2 | 1690.9±9.8 | 399.1±3.4 | 902.2±2.0 |
4. 혼합 추출물의 DPPH 라디칼 소거능
흑마늘, 흑생강, 흑도라지 최적배합 추출물의 DPPH 라디칼 소거능을 분석한 결과 농도의존적으로 높은 활성을 나타내었으며, DPPH 라디칼을 50% 소거하는 IC50은 1.2±0.3 μg/mL으로 높은 DPPH 라디칼 소거능을 나타내었다. 또한 최적배합비의 IC50은 흑마늘, 흑도라지와 유의적인 차이는 없었다.
| 최적배합 | 흑마늘 | 흑생강 | 흑도라지 | |
| IC50 (μg/mL) | 1.2±0.3 | 0.75±0.01 | 14.7±1.6 | 1.7±0.7 |
5. 혼합 추출물의 ORAC 활성
흑마늘, 흑생강, 흑도라지 최적배합 추출물의 ORAC 활성은 2319.6±78.2 μM TE 으로 나타났으며, 흑마늘과 유의적인 차이는 없었으나, 흑생강 및 흑도라지 보다 유의적으로 높은 ORAC 활성을 보였음.
| 최적배합 | 흑마늘 | 흑생강 | 흑도라지 | |
| 1 μM TE | 2319.6±78.2 | 2391.1±63.8 | 1296.6±108.6 | 1364.9±22.7 |
6. 혼합 추출물의 세포 내 ROS 저해능 (CAC)
흑마늘, 흑생강, 흑도라지 최적배합 추출물의 AAPH로 유도된 산화적 스트레스에 대한 세포 내 ROS 저해능을 측정한 결과, 농도의존적인 세포 내 ROS 저해능을 나타내었으며, 흑마늘, 흑생강 및 흑도라지와 비교하였을 때 흑마늘 보다 유의적으로 낮은 효과를 나타내었다.
| Conc. (μg/mL) | 최적배합 | 흑마늘 | 흑생강 | 흑도라지 |
| NC | 100±5.0 | 100±5.0 | 100±5.0 | 100±5.0 |
| PC | 209.2±12.5 | 209.2±12.5 | 209.2±12.5 | 209.2±12.5 |
| 50 | 154.0±15.4 | 136.3±15.8 | 157.7±20.3 | 192.2±6.0 |
| 100 | 143.1±4.3 | 102.8±16.9 | 139.7±4.4 | 189.8±1.3 |
7. 혼합 추출물의 DNA 손상 보호능
200 μM의 H2O2로 유도된 산화적 스트레스에 대한 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 최적배합 추출물의 DNA손상 보호능을 Tail DNA 비율(%)을 통해 분석한 결과, 농도의존적으로 DNA 손상을 보호하였다.
또한, H2O2로 유도된 DNA 손상을 50% 저해하는 농도인 ED50을 흑마늘, 흑생강 및 흑도라지와 비교하였을 때 혼합 추출물이 유의적으로 가장 높은 (최적배합 > 흑마늘 > 흑도라지 > 흑생강) DNA 손상 보호효과를 나타내었다.
| Conc. (μg/mL) | 최적배합 | 흑마늘 | 흑생강 | 흑도라지 |
| NC | 3.6±0.3 | 3.6±0.3 | 3.6±0.3 | 3.6±0.3 |
| PC | 37.2±2.4 | 37.2±2.4 | 37.2±2.4 | 37.2±2.4 |
| 1 | - | 22.4±1.3 | 23.2±1.6 | - |
| 5 | 15.6±2.8 | 15.4±2.3 | 22.1±0.7 | 27.5±5.2 |
| 10 | 13.5±1.8 | 12.6±1.5 | 20.6±1.1 | 21.5±0 |
| 50 | 11.4±3.3 | - | - | 20.7±4.5 |
| ED 50 (μg/mL) | 13.2±1.8 | 32.1±10.9 | 129.8±21.6 | 62.7±36.5 |
8. 혼합 추출물의 추출물의 HT-29 암세포 성장 억제 활성 (MTT assay)
흑마늘, 흑생강, 흑도라지 최적배합 추출물의 HT29 암세포 성장 억제 활성을 측정한 결과, 농도의존적인 암세포 성장 억제 활성을 나타내었으며, 흑마늘, 흑생강 및 흑도라지와 비교하였을 때 유의적으로 가장 높은 효과를 나타내었음.
| Conc. (μg/mL) | 최적배합 | 흑마늘 | 흑생강 | 흑도라지 |
| Control | 100± | 100± | 100± | 100± |
| 100 | 82.4± | 87.0± | 96.3± | 84.2± |
| 200 | 70.8± | 78.5± | 88.4± | 75.2± |
IV. 흑마늘, 흑생강, 흑도라지 혼합물의 면역력 증진효과 분석
1) 실험동물 사육 및 식이조성
중앙실험동물㈜(Seoul, Korea)에서 20 g 내외의 4주령 수컷 BALB/c 마우스 24마리를 공급받아, 명암은 12시간(light/dark cycle), 온도는 23±2℃, 상대습도는 50±5%인 조건에서 1주 동안 적응시킨 후, 건강하다고 판정된 동물에 대하여 체중을 측정하고 평균체중에 가까운 개체를 선택하여 무작위법을 이용하여 각 군당 8마리씩 정상대조군(Normal control, NC), 강제수영(forced-swimtest) 부하군(Positive control. PC), 강제수영부하+식이섭취군(Vegetal ball, VB)으로 총 3그룹으로 나누었다.
식이섭취군(VB군)의 식이는 최적배합비 조성에 따라 열수추출한 후 동결건조한 혼합 추출물 분말을 식염수에 녹여 500 mg/kg BW의 농도로 1일 1회 존대로 투여하였다. NC군과 PC군은 생리식염수를 1일 1회 존대로 투여하였다. 실험식이는 14일간 투여하였으며, 14일 째 강제수영을 실시하였다.
2) 식이섭취량 및 장기무게
식이섭취량과 비장을 제외한 조직의 체중대비 상대적인 무게는 그룹간에 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 비장의 상대적인 무게는 VB군이 PC군보다 유의적으로 낮았으나 NC군과 유의적인 차이가 나타나지 않아 식이섭취에 따른 영향을 없는 것으로 나타났다.
| NC | PC | VB | |
| 초기체중 (g) | 20.8±0.3 | 20.3±0.4 | 20.1±0.3 |
| 최종체중 (g) | 19.7±0.6 | 19.0±0.4 | 19.4±0.4 |
| 식이섭취량(g/day) | 3.2 | 3.2 | 3.2 |
| (g/체중 100g) | NC | PC | VB |
| 간 | 4.5±0.1 | 4.9±0.2 | 4.5±0.1 |
| 비장 | 0.4±0.02 | 0.4±0.03 | 0.3±0.02 |
| 신장 | 1.4±0.02 | 1.4±0.04 | 1.4±0.02 |
| 심장 | 0.5±0.02 | 0.6±0.03 | 0.6±0.01 |
3) Cytokine 함량
VB 섭취에 따른 면역관련 cytokine 발현능은 마우스 비장세포에서 양성대조물질인 ConA (5 μg/ mL) 및 LPS (5 μg/ mL) 처리군의 cytokine 함량과 비교하여 분석하였다.
ConA 처리에 의한 cytokine 함량의 변화를 분석한 결과 PC가 NC보다 T-cell이 유의적으로 증가하였으며, VB는 PC보다 43.2% 감소하였으나 통계적인 유의성은 나타나지 않았다. 또한, NC보다 PC에서 증가한 IL-2는 VB군에서 87.9% 극적으로 감소하였으나 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다.
| NC | PC(ConA) | VB | |
| T-cell proliferation (%) |
100±10.1 | 224.1±30.5 | 127.5±37.8 |
| IL-2 (pg/mL) | 1041.9±33.3 | 5066.0±2395.5 | 609.1±38.7 |
한편, LPS 처리에 의한 cytokine 함량의 변화를 분석한 결과 NC보다 PC에서 증가한 B-cell은 VB군에서 51.1% % 감소하였고, IL-4, IL-6, IL-10 및 TNF-α는 PC보다 VB군에서 각각 56.3 %, 12.3 %, 19.9 %, 61.9 % 감소하였으나 통계적인 유의성이 나타나지 않았다.
| NC | PC(LPS) | VB | |
| B-cell proliferation (%) |
100±23.9 | 132.8±41.4 | 65.0±5.5 |
| IL-4 (pg/mL) | 31.0±3.6 | 69.0±32.1 | 30.2±0.7 |
| IL-6 (pg/mL) | 546.4±121.9 | 889.2±175.9 | 780.4±170.9 |
| IL-10 (pg/mL) | 1470.6±58.6 | 1946,6±409.4 | 1558.8±129.4 |
| TNF-α (pg/mL) | 315.7±24.8 | 936.2±543.8 | 357.5±40.3 |
4) NK 세포 활성화
NC군(69.8±4.0% cytotoxicity) 보다 강제수영을 부여한 PC군(27.9±1.3% cytotoxicity)의 NK 세포 활성이 유의적으로 감소하였음. 그러나 VB군(68.5±10.6% cytotoxicity)은 PC군보다 59.3% 이상 유의적으로 NK 세포 활성이 증가하는 높은 효과를 보였음.
| NC | PC | VB | |
| NK cell activity (% cytotoxicity) |
69.8±4.0 | 27.9±1.3 | 68.5±10.6 |
5) 대식세포 활성화
대식세포를 활성화시켜 탐식작용을 자극하는 zymosan을 처리한 NC+ZY군의 탐식작용 활성을 100%로 비교하였을 때, NC군보다 유의적으로 증가하여 zymosan이 정상적으로 작용하였음을 확인할 수 있었음. 그러나 VB군의 대식세포 활성작용은 NC군 및 PC군과 유의적인 차이가 없었음.
| NC | NC + ZY | PC | VB | |
| Zymosan (μL) | 25.0±2.9 | 100.0±15.8 | 21.0±0.9 | 21.9±0.8 |
6) 면역글로불린 분석
IgA 함량은 NC군보다 PC군에서 유의적으로 증가하였으며, VB군의 IgA 함량은 PC군보다 26.7% 감소하였으나 통계적인 유의성은 나타나지 않았음. 반면, IgE 및 IgG 함량은 그룹간의 유의적인 차이가 없었음.
| (μg/mL) | NC | PC | VB |
| IgA | 24.4±3.8 | 41.9±5.6 | 30.7±4.8 |
| IgE | 80.2±12.1 | 77.7±5.2 | 79.7±8.1 |
| IgG | 1283.7±287.0 | 1682.6±492.4 | 1455.6±120.0 |
7) 최종제품의 기호도 분석
본 발명에 따른 흑마늘, 흑생강, 흑도라지의 최적 배합비를 적용한 '공진단' 최종품을 제조하여 그 영양성분을 분석해보았다.
[표 19]
상기와 같은 평가 결과를 볼 때, 본 발명에 따른 혼합 공진단은 항산화, 항암, 항염증, 항균 작용이 크게 증가한 것으로서, 기능성 식품으로 효과가 있는 것으로 판단된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (5)
- 흑마늘, 흑생강 및 흑도라지를 준비하는 단계;
흑마늘 45~55 중량%, 흑생강 5~10 중량%, 흑도라지 35~50 중량%를 혼합하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 면역력 증진용 건강기능성 식품 조성물의 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 흑마늘, 흑생강 및 흑도라지를 준비하는 단계는 마늘, 생강 및 도라지를 표면의 이물질을 제거한 후 껍질째 밀봉하여 항온기내에서 각각 숙성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 면역력 증진용 건강기능성 식품 조성물의 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 흑마늘, 흑생강 및 흑도라지를 준비하는 단계는:
흑마늘, 흑생강 및 흑도라지 각각의 건조분말을 증류로 열수추출하는 단계;
여과 단계; 및
냉장보관 단계;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 면역력 증진용 건강기능성 식품 조성물의 제조방법. - 흑마늘 45~55 중량%, 흑생강 5~10 중량%, 흑도라지 35~50 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 면역력 증진용 건강기능성 식품 조성물.
- 제 4 항에 있어서,
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는, 면역력 증진용 건강기능성 식품 조성물.
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| KR101488612B1 (ko) | 2013-08-12 | 2015-01-30 | 주식회사 엘지생활건강 | 흑색 식품소재를 함유하는 건강식품 및 약학적 조성물 |
| KR101808586B1 (ko) | 2016-02-12 | 2017-12-13 | 남해군흑마늘 주식회사 | 정유성분을 제거한 고순도 흑마늘 진액의 제조방법 |
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