KR102468536B1

KR102468536B1 - 라이코펜 고 함유 토마토의 재배방법 및 이 재배방법에 의해 생산된 토마토

Info

Publication number: KR102468536B1
Application number: KR1020220083782A
Authority: KR
Inventors: 안재환
Original assignee: 안재환
Priority date: 2022-07-07
Filing date: 2022-07-07
Publication date: 2022-11-18

Abstract

본 발명은 항산화 및 항암 활성을 가지는 토마토의 유용 성분인 라이코펜 고 함유 토마토의 재배방법 및 이 재배방법에 의해 생산된 토마토에 관한 것으로, (a) 일라이트 분말 300g과 정제수 1000㎖를 혼합한 다음 2 내지 3기압, 150~200℃ 조건으로 4 내지 6시간 동안 가열하여 용기로부터 용출되는 수증기를 냉각하여 일라이트 용출액 수득하는 단계; (b) 상기 (a) 단계에서 수득한 일라이트 용출액 300㎖에 건조한 분쇄한 큰금계국 꽃 분말 100g을 넣고 75~85℃ 조건으로 2 내지 3시간 동안 가열한 다음 여과하여 큰금계국 추출액을 수득하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계에서 수득한 큰금계국 추출액 200㎖을 10배의 물로 희석시켜 토마토가 착과된 후 5~10일 간격으로 2~3회 엽면 살포함으로써 토마토의 라이코펜 함량을 증대시키는 것을 특징으로 하는 라이코펜 고 함유 토마토의 재배방법 및 미 재배방법에 의해 생산된 토마토를 제공한다.

Description

라이코펜 고 함유 토마토의 재배방법 및 이 재배방법에 의해 생산된 토마토{Cultivation method of tomatoes high in lycopene and tomatoes produced by this cultivation method}

본 발명은 라이코펜 고 함유 토마토 및 이 이 재배방법에 의해 생산된 토마토에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 항산화 및 항암 활성을 가지는 토마토의 유용 성분인 라이코펜 고 함유 토마토의 재배방법 및 이 재배방법에 의해 생산된 토마토에 관한 것이다.

토마토는 비교적 높은 온도에서 잘 자라며 강한 광선을 좋아한다. 일반적으로 유한 생장형 토마토와 무한 생장형 토마토로 나뉘는데 유한 생장형 토마토는 주로 가공용으로 이용되고, 우리나라에서 주로 재배하고 주로 섭취하는 토마토는 무한 생장형 토마토이다.

토마토에 함유되어 있는 성분은 구연산, 사과산, 호박산, 아미노산, 루틴, 단백질 당질, 칼슘, 철, 인, 비타민A, B1, B2, C, 식이섬유 등이다. 비타민 C의 경우 토마토 한 개에 하루 섭취 권장량의 절반가량 함유되어 있다.

그리고 토마토에는 라이코펜, 베타카로틴 등의 항산화 물질이 함유되어 있는데, 토마토의 색이 빨간색을 보이는 것은 이와 같은 카로티노이드 때문이다.

상기 라이코펜은 보통 1kg의 신선하고 잘 익은 토마토에서 0.02g 정도를 얻을 수 있다. 라이코펜은 세포의 대사에서 노화를 유발하고 DNA를 손상시키는 활성산소와 결합해 이를 몸 밖으로 배출하는 역할을 한다.

또한, 라이코펜은 전립선암을 비롯한 각종 암 발생 위험을 현저히 줄이고, 동맥의 노화진행을 늦추는 것으로 보고되어 있다. 토마토의 항암 효과는 항암 특효물질인 베타-카로틴보다 더욱 우수하며, 실제로 지난 1999년 미국 일리노이 대학에서 전립선 암 환자에게 하루 한 접시의 토마토 소스를 얹은 파스타를 먹게 했더니, 백혈구내의 산화 DNA의 손상이 감소하였다고 보고하였다.

현재 국내외에 다양한 라이코펜 관련 건강 보조 식품이 판매되고 있다. 이런 보조 식품들의 경우 대개 1캡슐에 최대 15mg의 라이코펜이 함유되어있다.

그러나, 앞서 설명한 바와 같이, 1kg의 신선하고 잘 익은 토마토에서 약 0.02g의 라이코펜만을 회수할 수 있으므로, 토마토에서 라이코펜의 함량을 증가시키기 위한 기술의 개발이 절실한 실정이다.

대한민국 등록특허 제10-0506796호에서는 토마토의 라이코펜 함량을 증가시키기 위하여, 상품성이 떨어지는 저급 토마토와 설탕을 5:1 내지 1:1 의 비율로 혼합한 후 상온에서 3개월 이상 자연 숙성·발효시킨 발효 비료를, 전체 비료의 5∼50중량%의 비율로 혼합하여 시비하였으나, 많은 양의 토마토가 발효비료를 제조하는데 소요되므로, 생산성이 낮은 문제점이 있었다.

1. 대한민국 등록특허 제10-0506796호

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 천연물을 이용하여 제조되는 토마토 재배용 추출액을 이용하여 라이코펜 함량은 높은 토마토 재배방법 및 이 재배방법에 의해 생산되는 토마토를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은

(a) 일라이트 분말 300g과 정제수 1000㎖를 혼합한 다음 2 내지 3기압, 150~200℃ 조건으로 4 내지 6시간 동안 가열하여 용기로부터 용출되는 수증기를 냉각하여 일라이트 용출액 수득하는 단계;

(b) 상기 (a) 단계에서 수득한 일라이트 용출액 300㎖에 건조한 분쇄한 큰금계국 꽃 분말 100g을 넣고 75~85℃ 조건으로 2 내지 3시간 동안 가열한 다음 여과하여 큰금계국 추출액을 수득하는 단계; 및

(c) 상기 (b) 단계에서 수득한 큰금계국 추출액 200㎖을 10배의 물로 희석시켜 토마토가 착과된 후 5~10일 간격으로 2~3회 엽면 살포함으로써 토마토의 라이코펜 함량을 증대시키는 것을 특징으로 하는 라이코펜 고 함유 토마토의 재배방법을 제공한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 라이코펜 고 함유 토마토의 재배방법에 있어서,

상기 (b) 단계에서 얻어진 큰금계국 추출액 200㎖에 이눌린 20g을 부가하고 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtile)를 이용하여 상온에서 24시간 내지 72시간 동안 발효한 후 이 빌효액을 이용하여 (c) 단계를 진행할 수 있다.

상기 (b) 단계에서 건조한 분쇄한 매리골드 꽃 분말 100g 더 부가하여 추출액을 제조할 수 있다.

상기 건조한 분쇄한 매리골드 꽃 분말 더 부가된 (b) 단계에서 얻어진 추출액 200㎖에 이눌린 20g을 부가하고 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtile)를 이용하여 상온에서 24시간 내지 72시간 동안 발효한 후 이 빌효액을 이용하여 (c) 단계를 진행할 수 있다.

상기 (b) 단계에서 건조한 분쇄한 맨드라미 꽃 분말 100g 더 부가하여 추출액을 제조할 수 있다.

상기 건조한 분쇄한 맨드라미 꽃 분말 더 부가된 (b) 단계에서 얻어진 추출액 200㎖에 이눌린 20g을 부가하고 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtile)를 이용하여 상온에서 24시간 내지 72시간 동안 발효한 후 이 빌효액을 이용하여 (c) 단계를 진행할 수 있다.

본 발명은 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여,상술한 바와 같은 본 발명에 따른 라이코펜 고 함유 토마토의 재배방법에 의해 생산된 토마토를 제공한다.

본 발명에 따르면 천연물을 이용하여 제조한 토마토 재배용 용액 또는 이의 발효액을 이용하여 일반적으로 재배된 토마토에 비해 라이코펜 함량이 높은 토마토를 재배할 수 있으며, 천연물을 이용하기 화학적 비료의 사용에 의한 토양 오염 문제, 유전자 조작에 다른 GMO 식품이 생산되는 문제가 발생하지 않는다.

또한, 본 발명에 따라 생산된 토마토는 라이코펜을 함량이 높기 때문에 인체의 세포를 손상시키는 활성산소를 억제 또는 불활성화시키는 기능을 가진 천연 산화방지제인 라이코펜을 대량 생산할 수 있다.

이하 본 발명에 따른 실시예를 통하여 상세하게 설명하기로 한다.

< 실시예 1: 일라이트 , 큰금계국 꽃 이용 재배액 제조>

300메쉬로 분쇄한 일라이트 분말 300g과 정제수 1000㎖를 수증기 배출관을 가진 밀페용기에 넣고 혼합한 다음 2.5기압, 170℃ 조건으로 5시간 동안 가열하여 용기로부터 용출되는 수증기를 냉각하여 일라이트 용출액 수득하였으며, 이때 수득한 일라이트 용출액은 300㎖이었다.

이어서 수득한 일라이트 용출액 300㎖에 자연 건조한 분쇄한 큰금계국 꽃 분말 100g을 넣고 80℃ 조건으로 2.5시간 동안 가열한 다음 여과하여 분말을 제거하고 큰금계국 추출액을 수득하였으며, 이때 수득한 일라이트 용출액은 300㎖이었다.

다음으로 수득한 큰금계국 추출액 200㎖을 10배의 물로 희석하여 본 발명에 따른 재배액 2200㎖을 제조하였다.

< 실시예 2: 일라이트 , 큰금계국 꽃 이용 발효 재배액 제조>

상술한 실시예 1에서 수득한 수득한 큰금계국 추출액 200㎖에 이눌린 20g을 부가하고 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtile)를 이용하여 상온에서 248시간 동안 발효한 후 이 빌효액을 물과 희석한 것에 차이가 있다.

이때 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)를 이용한 발효 방법은 동결하여 보관된 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KACC 91157 균주를 30℃, 100rpm 조건하에 1일 동안 OD 660nm 값이 1.7~1.8이 될 때까지 전 배양한 후, 균주의 활성을 상승시키기 위하여 30℃, 100rpm 조건하에 1일 동안 OD 660nm 값이 1.7~1.8이 될 때까지 1차 계대 배양하였다. 그 후 3000rpm에서 10분 동안 원심분리하여 균체(pellet)만 획득한 후 멸균수를 1:1 중량비로 혼합하여 균체를 현탁하여 이눌린 추출액 200㎖에 대비 균주 150㎖의 비율로 접종하여 상온에서 48시간 동안 발효하는 것이다.

< 실시예 3: 일라이트 , 큰금계국 꽃, 매리골드 꽃 이용 재배액 제조>

실시예 1과 동일하여 다만 건조한 분쇄한 매리골드 꽃 분말 100g 더 부가하여 추출액을 제조하는 것에 차이가 있다.

< 실시예 4: 일라이트 , 큰금계국 꽃, 매리골드 꽃 이용 발효 재배액 제조>

실시예 2과 동일하여 다만 건조한 분쇄한 매리골드 꽃 분말 100g 더 부가하여 추출액을 제조하는 것에 차이가 있다.

< 실시예 5: 일라이트 , 큰금계국 꽃, 맨드라미 꽃 이용 재배액 제조>

실시예 1과 동일하여 다만 건조한 분쇄한 맨드라미 꽃 분말 100g 더 부가하여 추출액을 제조하는 것에 차이가 있다.

< 실시예 6: 일라이트 , 큰금계국 꽃, 맨드라미 꽃 이용 발효 재배액 제조>

실시예 2과 동일하여 다만 건조한 분쇄한 맨드라미 꽃 분말 100g 더 부가하여 추출액을 제조하는 것에 차이가 있다.

< 비교예 1: 꽃 추출물 이용 재배액 제조>

정제수 300㎖에 자연 건조한 분쇄한 큰금계국 꽃 분말 100g, 매리골드 꽃 100g 및 맨드라미 꽃 분말 100g을 넣고 80℃ 조건으로 2.5시간 동안 가열한 다음 여과하여 분말을 제거하고 추출액을 추출액 200㎖을 수득한 다음 여기에 10배의 물로 희석하여 비교 재배엑 2200㎖을 제조하였다.

< 시험예 : 토마토 라이코펜 함량 측정>

상기 실시예와 비교예에서 제조한 재배액에 토마토줄기에서 토마토가 착과된 후 7일 간격으로 3회 엽면살포하여 수득한 토마토를 이용하여 라이코펜 함량을 측정하였으며, 대조군으로는 상기 재배액을 사용하지 않은 일반적인 재배방법에 따라 생산한 토마토를 사용하였다.

또한, 표본 오차를 줄이기 위하여 상술한 조건 이외에 품종, 재배 토양 등 다른 요소는 동일하게 하였다.

토마토의 라이코펜 함량은 Lidia 등[Spectrophotometric Analysis of Lycopene in Tomatoes and Watermelons: A Practical Class, Chem. Educator, 13, 11~13, (2008)]과 Mario 등[Analysis of lycopene geometrical isomers in biological microsamples by liquid chromatography with coulometric array detection, Journal of Chromatography B, 760, 289~299, (2001)]의 방법을 변형시켜 측정하였다.

알루미늄 호일로 차광시킨 1.5㎖ 코니컬 튜브에 수확된 토마토 건조물 0.1g을 넣고 추출용매(헥산:아세톤=1:1, v/v) 1㎖을 가하여 실온에서 20분간 추출하였다. 추출물을 원심분리(13,000rpm, 1min)하여 얻어진 상층액을 0.45mm 멤브레인 필터로 여과한 뒤, 여액을 HPLC로 측정하였다.

이때, 모든 실험은 빛에 의한 라이코펜의 분해를 최소화하기 위하여 차광시키면서 행하였다. 분석에 사용된 HPLC의 분석조건은 다음과 같다.

Insrtument :Gilson HPLC system (Gilson Inc. USA)

Column :YMC Carotenoid(YMC Co. JAPAN) Column diameter : 4.6mm

Particle size : 5mm Column length : 250mm

Column Temp. : 30℃ Flow rate : 1㎖/min

Sample injection volume : 20㎖ Detector : Vis (503 nm)

이동상 A ; MeOH:MTBE:H2O=85:12:3

이동상 B ; MeOH:MTBE:H2O=8:90:2

Gradient: 0~ min 100% A; 3~18min 80% A linear; 18~35min 45% A linear,

35~45 min 5% A linear, 45~50 min 5% A

검량선은 라이코펜 표준품(Sigma사)을 사용하여 각각 0.05, 0.1 0.2 0.4 mg/㎖의 농도로 조제한 뒤, 각각 20㎖씩 취하고 HPLC로 분석하여 라이코펜 함량 측정하여 그 결과를 표 1에 나타냈다.

	라이코펜 함량(mg/Kg)
대조군	20.2±0.02
실시예 1	44.6±0.03
실시예 2	61.5±0.04
실시예 3	55.1±0.02
실시예 4	97.2±0.04
실시예 5	55.3±0.03
실시예 6	68.1±0.04
비교예 1	25.8±0.02

상기 표 1의 결과를 보면 대조군에 비하여 비교예의 꽃 추출물을 이용하여 재배하는 경우 소폭 증가하였으며 그 증가 폭은 미비하였으나 이에 비교하여 본 발명에 따르는 경우 현저하게 라이코펜의 함량이 증가함을 확인할 수 있었으며, 특히 발효한 재배액에 더욱 우수한 효과를 볼 수 있었다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 천연물을 이용하여 제조한 토마토 재배용 용액 또는 이의 발효액을 이용하여 일반적으로 재배된 토마토에 비해 라이코펜 함량이 높은 토마토를 재배할 수 있으며, 천연물을 이용하기 화학적 비료의 사용에 의한 토양 오염 문제, 유전자 조작에 다른 GMO 식품이 생산되는 문제가 발생하지 않는다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

(a) 일라이트 분말 300g과 정제수 1000㎖를 혼합한 다음 2 내지 3기압, 150~200℃ 조건으로 4 내지 6시간 동안 가열하여 용기로부터 용출되는 수증기를 냉각하여 일라이트 용출액 수득하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계에서 수득한 일라이트 용출액 300㎖에 건조한 분쇄한 큰금계국 꽃 분말 100g을 넣고 75~85℃ 조건으로 2 내지 3시간 동안 가열한 다음 여과하여 큰금계국 추출액을 수득하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계에서 수득한 큰금계국 추출액 200㎖을 10배의 물로 희석시켜 토마토가 착과된 후 5~10일 간격으로 2~3회 엽면 살포함으로써 토마토의 라이코펜 함량을 증대시키는 것을 특징으로 하는 라이코펜 고 함유 토마토의 재배방법.
제 1항에 있어서,
상기 (b) 단계에서 얻어진 큰금계국 추출액 200㎖에 이눌린 20g을 부가하고 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtile)를 이용하여 상온에서 24시간 내지 72시간 동안 발효한 후 이 빌효액을 이용하여 (c) 단계를 진행하는 것을 특징으로 하는 라이코펜 고 함유 토마토의 재배방법.
제 1항에 있어서,
상기 (b) 단계에서 건조한 분쇄한 매리골드 꽃 분말 100g을 더 부가하여 추출액을 제조하는 것을 특징으로 하는 라이코펜 고 함유 토마토의 재배방법.
제 3항에 있어서,
상기 건조한 분쇄한 매리골드 꽃 분말이 더 부가된 (b) 단계에서 얻어진 추출액 200㎖에 이눌린 20g을 부가하고 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtile)를 이용하여 상온에서 24시간 내지 72시간 동안 발효한 후 이 빌효액을 이용하여 (c) 단계를 진행하는 것을 특징으로 하는 라이코펜 고 함유 토마토의 재배방법.
제 1항에 있어서,
상기 (b) 단계에서 건조한 분쇄한 맨드라미 꽃 분말 100g을 더 부가하여 추출액을 제조하는 것을 특징으로 하는 라이코펜 고 함유 토마토의 재배방법.
제 5항에 있어서,
상기 건조한 분쇄한 맨드라미 꽃 분말이 더 부가된 (b) 단계에서 얻어진 추출액 200㎖에 이눌린 20g을 부가하고 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtile)를 이용하여 상온에서 24시간 내지 72시간 동안 발효한 후 이 빌효액을 이용하여 (c) 단계를 진행하는 것을 특징으로 하는 라이코펜 고 함유 토마토의 재배방법.
제 1항 또는 제 6항에서 선택되는 어느 하나의 항의 재배방법에 따라 생산된 라이코펜 함량이 높은 토마토.