KR102468614B1 - 동충하초 황색 균사체 재배 방법 및 동충하초 황색 균사체를 함유한 숙취해소용 식품 - Google Patents
동충하초 황색 균사체 재배 방법 및 동충하초 황색 균사체를 함유한 숙취해소용 식품 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 연자육을 배지로 하여 밀리타리스 동충하초 종균을 황색 균사체 및 그 것을 이용한 숙취해소용 식품을 개시한다. 본 발명에 의하면 코디세핀과 아스파라긴산의 함유량을 늘린 동충하초 균사체 및 그 것을 이용한 숙취해소용 식품을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 동충하초 균사체 및 그 것을 이용한 숙취해소용 식품에 관한 것으로, 더 상세하게는 코디세핀과 아스파라긴산의 함유량을 늘린 동충하초 균사체 및 그 것을 이용한 숙취해소용 식품에 관한 것이다.
한국공개특허공보 제10-2014-0064404호, 한국공개특허 제2001-069936호 등에는 동충하초를 포함하는 숙취해소용 음료가 개시되어 있고, 한국공개특허공보 제10-2011-0115862호, 한국공개특허공보 제10-2010-0077678호 등에는 연자육이나 연자육추출물을 포함하는 숙취해소제가 개시되어 있다.
한국공개특허공보 제10-2014-0064404호, 한국공개특허 제2001-069936호 등에서 사용하는 동충하초는 모두 단백질이 풍부한 곤충에 기생하는 버섯이다. 자연산 동충하초는, 매미과, 풍뎅이과, 방아벌레과, 먼지벌레과, 딱정벌레과의 유충이나 번데기 등이나, 벌, 개미, 나비목이나 딱정벌레목의 유충과 성충 등 곤충을 숙주로 해서 기생하는 것으로, 살아 있는 곤충에 침입하여 곤충을 죽게 한 후 발생하는 버섯이다. 동충하초는 곤충의 시체에 자실체를 내고, 숙취해소용 음료 등에서는 이 자실체를 이용한다. 자실체는 머리·줄기의 2부분으로 이루어진다. 머리부분은 공 모양, 양 끝이 뾰족한 원기둥 모양, 주걱 모양 등으로 불룩해지며, 그 표면 또는 표피 아래에 여러 개의 자낭각을 이룬다. 동충하초에는 뉴클레오티드 성분으로 adenosine, adenine, hypoxanthinine nucleoside, uracil, thymine, uridine, guanidine, thymidine, 3’-deoxyadenosine (cordycepin), 스테로이드 성분으로 ergosterol peroxide, cholesteryl palmitate, ergosterol, 다당류 성분으로 galactomannan, 알코올 성분으로 D-mannitol (cordycepic acid)이 함유되어 있으며, 사람에게 필요한 다량의 조단백질과 아미노산류, 미량원소 및 비타민 성분 등이 함유되어 있고, 이 가운데 특히 3’-deoxyadenosine (cordycepin:코디세핀)이 숙취해소에 기여하는 것으로 추측된다.
연자육(蓮子肉, Nelumbinis Semen)은 수련과(Nymphaeaceae) 식물인 연꽃(lotus, Nelumbo nucifera )의 과실 및 종자로서, 동의보감에 건강, 무병, 장수 할 수 있는 약재인 '양성연년약'으로 23종의 단약방을 권하고 있는데, 그 23종 특선약재 중 연자육이 들어갈 정도로 자양, 강정 작용을 가지고 있다. 또한 심장을 맑게 하는 작용이 있어 불면증이나 심계증 등에 효과가 있다고 알려져 있으며, 보비, 진정, 지사 및 불면증에도 효능이 있다고 알려져 있다. 연자육에는 라피노스 (raffinose) 80%, 단백질 16.6%, 지방 2% 및 칼슘(calcium) 0.089% 등이 함유되어 다른 식물에 비하여 단백질 양이 많으며, 그 가운데서도 필수 아미노산인 메티오닌이 풍부히 함유돼 있는데, 이 성분은 인체 내에서 글루타티온이라는 항산화 물질을 만들어 중성지방을 낮추는 것은 물론 콜레스테롤 수치 완화에도 도움을 준다. 메티오닌은 다른 아미노산인 아스파라긴산(aspartic acid)을 전구체로 이용해 합성되고, 메티오닌이 분해될 경우 아스파라긴을 얻을 수 있다. 그밖에 연자육에는 nuciferine, N-nornuciferine, O-nornuciferine, roemerine 등의 aporphine계 alkaloid와 liensinine, isoliensinine, neferine 등의 phenolic alkaloid 및 (+)-1(R)-coclaurine, (-)-1(S)-norcoclaurine 등 benzylisoquinoline alkaloid 성분들이 있으며, 그밖에 (+)-catechin, (+)-gallocatechin, quercetin, kaempferol 등의 flavonoid 화합물 및 tryptophan, 아스파라긴산(aspartic acid), tyrosine 등 amino acid 성분들이 들어있다. 이 가운데 아스파라긴산(aspartic acid)의 숙취해소 능력은 널리 알려져 있고, 한국공개특허공보 제10-2011-0115862호, 한국공개특허공보 제10-2010-0077678호 등에서는 연자육에 함유된 아스파라긴산(aspartic acid)의 숙취해소 능력을 이용하고 있다.
그러나, 곤충에 기생하는 동충하초에 포함된 코디세핀의 양이나 연자육에 포함된 아스파라긴산의 양은 다른 함유 성분의 양에 비하여 미미하여 숙취해소제 등에 대량으로 함유하지 않으면 숙취해소 효과를 기대하기 어렵다.
본 발명은 상술한 동충하초와 연자육의 숙취해소 기능을 증강하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 코디세핀과 아스파라긴산의 함유량을 크게 늘린 동충하초 균사체 및 그 것을 이용한 숙취해소용 식품을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 과제는 연자육을 배지로 하여 밀리타리스 동충하초 종균을 황색 균사체가 될 때까지 배양하여 수득한 동충하초 균사체에 의하여 해결할 수 있다.
상술한 본 발명의 과제는 연자육을 배지로 한 밀리타리스 동충하초의 황색 균사체를 유효성분으로 함유한 숙취해소용 식품에 의하여 해결할 수 있다.
상기 숙취해소용 식품에는 헛개 열매와 오리나무 분말의 백국균주 발효물을 더 첨가할 수 있다.
본 발명에 의하면, 고농도의 코디세핀과 아스파라긴산을 함유한 동충하초 균사체를 얻을 수 있다. 이러한 동충하초 균사체를 함유한 식품은 알콜 분해능이 우수하여, 숙취해소용 음료나 젤리로 만들면 유용하다.
도 1 내지 도 9는 본 발명에 따른 동충하초 균사체 배양 방법을 단계별로 촬영한 사진이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세히 설명한다.
본 발명의 특징은 연자육을 배지로 하여 밀리타리스 동충하초 종균을 황색 균사체가 될 때까지 배양하여 수득하고, 이를 숙취해소용 식품에 이용하는 데 있다. 본 발명에 따른 연자육 배지 동충하초 황색 균사체를 이용하여 숙취해소용 식품을 제조할 때, 헛개 열매와 오리나무 분말의 백국균주 발효물을 더 첨가할 수 있다.
연자육은 단백질 함량이 많으며, 그 가운데서도 필수 아미노산인 메티오닌이 풍부하여, 동충하초의 배양이 용이하다.
육자육을 배지로 한 동충하초의 황색 균사체 배양 방법은, 연자육을 25℃의 물에 6시간 동안 담궈 놓아 불리는 연자육 불림 단계와, 불린 연자육을 121℃로 멸균한 후 24℃가 될 때까지 크린벤치(clean bench)에서 식히는 연자육 멸균 단계와, 멸균된 연자육에 밀리타리스 동충하초(cordyceps militaris) 종균을 접종하는 종균 접종 단계와, 밀리타리스 동충하초 종균을 접종한 연자육을 암실에서 24℃의 배양 온도로 7일간 유지하면서 밀리타리스 동충하초 백색 균사체를 배양하는 암실(暗室) 백색 균사체 배양단계와, 연자육에 배양된 백색 균사체에 24℃의 온도와 100%의 상대습도와 500Lux의 조명을 제공하여 황색 균사체를 형성하는 광원(光源) 황색 균사체 형성단계를 포함한다.
밀리타리스 동충하초는 큰번데기동충하초라고도 하며, 땅 속에 있는 죽은 나비목의 큰번데기에서 발견되며, 여러 개의 자좌를 형성한다. 곤봉형의 자좌는 17~28mm이고, 진한 주황색을 띠는 머리와 그것을 받쳐 주는 17mmx8mm인 자루로 구성되며, 경계가 명확하다. 반이 돌출한 자낭각은 달걀 모양이고, 조밀하게 분포하며, 그 크기는 490~550μmx280~350μm이다. 자낭은 400~420μmx3~4μm이고, 1렬로 배열되었으며, 실 모양의 자낭포자들이 존재한다. 자낭포자는 투명하고 명확한 격막으로 분리된 세포들로 이루어졌으며, 원형의 2차 포자로 발달하여 발아하기 시작한다. 불완전한 세대의 포자는 윤생곁가지포자균속(Verticillium)의 형태와 일치한다. 최근에는 밀리타리스 동충하초를 누에의 번데기를 기주로 하여 인공재배하기도 한다. 밀리타리스 동충하초는 만니톨과 코디세핀(cordycepin:3'-deoxy-adenosine)을 다른 종류의 동충하초에 비하여 많이 함유하고 있다.
도 1은 연자육을 25℃의 물에 6시간 동안 담궈 놓아 불리는 연자육 불림 단계를 나타낸다. 도 2와 도 3은 연자육 불림 단계에서 충분히 불린 연자육을 121℃로 멸균한 후 24℃가 될 때까지 크린벤치(clean bench)에서 식힌 상태에서 배양용기에 투입하는 단계를 보여준다. 도 4는 멸균된 연자육에 밀리타리스 동충하초(cordyceps militaris) 종균을 접종하는 종균 접종 단계를 보여준다. 도 5는 밀리타리스 동충하초 종균을 접종한 연자육을 암실에서 24℃의 배양 온도로 7일간 유지하면서 밀리타리스 동충하초 백색 균사체를 배양하는 암실 백색 균사체배양단계를 보여주고 도 6은 이렇게 배양된 밀리타리스 동충하초 백색 균사체를 보여준다. 도 7은 연자육에 배양된 백색 균사체에 24℃의 온도와 100%의 상대습도와 500Lux의 조명을 제공하여 황색 균사체를 형성하는 광원 황색 균사체형성단계를 보여주고 도 8은 이렇게 배양된 황금색 솜털 모양의 밀리타리스 동충하초 황색 균사체를 보여준다. 본 발명은 이렇게 배양된 밀리타리스 동충하초 황색 균사체를 이용한다. 이렇게 배양된 밀리타리스 동충하초 황색 균사체는 다른 동충하초 자실체에 비하여 많은 양의 아스파라긴산을 함유할 뿐만 아니라 코디세핀의 농도가 매우 크다.
밀리타리스 동충하초 황색 균사체를 24℃의 온도와 100%의 상대습도와 500Lux의 조명에서 7일(접종후21일)을 더 배양하면 적자색 균사체로 성장하지만, 적자색 균사체에서는 아스파라긴산을 함유 양이나 코디세핀의 농도가 오히려 떨어진다.
밀리타리스 동충하초 적색 균사체에 광충격을 주고 온도를 20℃이하로 낮추어 더 배양하면, 자실체를 형성할 수 있지만, 연자육의 단백질 함량만으로는 번데기에서와 달리 자실체를 형성하는 것이 용이하지 않았고, 고농도 아스파라긴산과 코디세핀을 얻고자 하는 본원 발명의 목적에 부합하지도 않았다.
<실시 예 1>
도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 연자육 1kg을 25℃의 물에 6시간 동안 담궈 놓아 불린 후 121℃로 멸균한 후 24℃가 될 때까지 크린벤치(clean bench)에서 식힌 상태에서 250g씩 나눠 4개의 배양용기에 투입하고, 밀리타리스 동충하초(cordyceps militaris) 종균을 접종하여, 암실에서 24℃의 배양 온도로 7일간 유지하면서 밀리타리스 동충하초 백색 균사체를 배양한 후 다시 24℃의 온도와 100%의 상대습도와 500Lux의 조명하에서 7일을 더 배양하여 밀리타리스 동충하초 황색 균사체를 얻었다. 이러한 밀리타리스 동충하초 황색 균사체 배양 작업을 2회 반복하여 8개의 배양용기에서 연자육을 배지로 한 밀리타리스 동충하초 황색 균사체를 얻었다. 밀리타리스 동충하초 황색 균사체는 연자육과 분리하지 않고 숙취해소 식품 등에 사용할 예정이지만, 시험을 위하여 2개의 배양용기에 담기 연자육에서는 배양 후 밀리타리스 동충하초 황색 균사체만을 분리하여 수득하였다.
<실시 예 2>
밀리타리스 동충하초 황색 균사체를 분리하지 않은 연자육 0.5kg을 PH 8.3의 알카리수 5kg을 혼합하여, 발효액을 85℃의 온도로 60시간 중탕한 후, 추출액을 실온(1~30℃)으로 냉각시킨 후 여과액을 취하였다.
<실시 예 3>
헛개 열매 10kg(12.5질량%)과, 오리나무 분말 5kg(6.25질량%)과, 백국균주 1kg(1.25%)을 물 64kg(80질량%)과 혼합하여, 2주간 발효시켜 헛개열매 및 오리나무 발효액을 생성하고, PH 8.3의 알카리수 25kg을 혼합하여, 발효액을 85℃의 온도로 60시간 중탕한 후, 추출액을 실온(1~30℃)으로 냉각시킨 후 여과액을 취하였다.
<실시 예 4>
숙취해소 효능이 있는 것으로 널리 알려진 헛개 열매 10kg(12.5질량%)과, 오리나무 분말 5kg(6.25질량%)과, 백국균주 1kg(1.25%)을 물 64kg(80질량%)과 혼합하여, 2주간 발효시켜 헛개열매 및 오리나무 발효액을 생성하고, 헛개열매 및 오리나무 발효액에 밀리타리스 동충하초 황색 균사체를 분리하지 않은 연자육 0.5kg과 PH 8.3의 알카리수 30kg을 혼합하여 발효액과 연자육 동충하초 혼합물 생성하고, 이 혼합물을 85℃의 온도로 60시간 중탕한후, 추출액을 실온(1~30℃)으로 냉각시킨 후 여과액을 취하였다.
<아스파라긴산의 함량 측정>
연자육 250g과, 시중판매 번데기 동충하초(밀리타리스) 자실체 250g, 밀리타리스 동충하초 황색 균사체가 배양된 상태의 연자육 250g, 연자육에서 분리된 밀리타리스 동충하초 황색 균사체 25g을 각각 갈아 건조시켜 분말로 만들고, 여기에 꿀 6ml, 올리고당 4ml 및 설탕 4ml를 첨가하여 교반한 후 5℃에서 5시간 숙성시킨 후 체를 이용하여 아스파라긴산을 하부로 추출하는 후 PH2.5로 조절된 염산용액에 투입하여 아스파라긴산 침전물을 만들었고, 동일한 공정을 10차례 반복하였다. 이렇게 수득한 아스파라긴산의 양을 연자육, 번데기 동충하초 자실체, 밀리타리스 동충하초 황색 균사체가 배양된 상태의 연자육 및 연자육에서 분리된 밀리타리스 동충하초 황색 균사체의 각각에 대해 1g 당의 양으로 측정하여 평균값을 표 1로 나타내었다.
| 연자육 |
번데기 동충하초 자실체 |
밀리타리스 동충하초 황색 균사체 미분리 연자육 |
연자육에서 분리한 밀리타리스 동충하초 황색 균사체 |
|
| 아스파라긴산 함량 |
0.58mg/g ± 0.024 |
0.01mg/g ± 0.013 |
4.52mg/g ± 0.045 |
3.55mg/g ± 0.033 |
위 측정 결과로 부터, 연자육이나 번데기 동충하초 자실체에 비하여, 밀리타리스 동충하초 황색 균사체 미분리 연자육이나, 연자육에서 분리한 밀리타리스 동충하초 황색 균사체에 포함된 아스파라긴산 함량이 각각 7.8배 및 6.1배 증가함을 확인할 수 있다. 따라서, 연자육이나 번데기 동충하초 자실체를 숙취해소제에 이용하는 것보다, 연자육을 배지로 하여 밀리타리스 동충하초 종균을 황색 균사체가 될 때까지 배양하여 사용하는 것이 숙취 효능면에서 월등이 우수하다.
<코디세핀 함량 측정>
연자육을 첨가하여 재배한 연자육 동충하초의 균사체에 존재하는 코디세핀(cordycepin)을 분석하기 위하여 연자육 함량에 따른 번데기 배지 동충하초(밀리타리스 동충하초) 자실체 분말과 본 발명에 따른 연자육 배지 밀리타리스 동충하초 황색 균사체 분말 1 g을 정확히 칭량한 후 증류수 100 mL을 넣은 후 5시간 동안 수욕상에서 가열하면서 추출하였다. 추출후 원심분리(8,000 rpm for 20 min)하여 상등액에 에탄올 2배량을 가하여 제단백한 후 0.45 ㎛ membrane filter로 여과하여 HPLC로 분석하였다. 분석한 결과는 하기 [표 2]에 나타내었다.
| 동충하초 종류 | 자실체 또는 균사체 1g당 코디세핀(Cordycepin)함량(mg) |
| 번데기 배지 동충하초 자실체 | 2.25±0.0421 |
| 연자육 배지 밀리타리스 동충하초 황색 균사체 | 3.50±0.0623 |
위 측정 결과, 번데기 배지 동충하초 자실체의 g당 코디세핀의 함량보다 연자육 배지 밀리타리스 동충하초 황색 균사체의 g당 코디세핀의 함량이 50%가량 많음을 확인하였다. 이는 코디세핀의 효능만을 이용하기 위해서는 번데기를 배지로 한 동충하초 자실체보다 연자육을 배지로한 밀리타리스 동충하초 황색 균사체가 더 유리함을 보여준다. 번데기 배지에서 자실체로 배양하는 시간(60일 이상)보다 연자육 배지에서 황색 균사체로 배양하는 시간(14일 전후)이 1/4에 불과한 점을 고려할 때, 코디세핀을 얻는 방법으로 본 발명이 배양 시간과 비용면에서 유리한 것이다.
<혈중 알콜 농도 감소에 대한 동물시험>
본 발명자들은 실시 예 2의 밀리타리스 동충하초 황색 균사체를 분리하지 않은 연자육에서 추출된 추출액, 실시 예 3의 헛개열매 및 오리나무 발효액에서 추출된 추출액, 실시 예 4의 밀리타리스 동충하초 황색 균사체를 분리하지 않은 연자육과 헛개열매 및 오리나무 발효액 혼합물에서 추출된 추출액을 동일 양으로 실험 동물에 투여하여 본 발명의 숙취해소제가 실험 동물의 혈중 알콜 농도에 미치는 영향을 조사하였다.
구체적으로 실험 동물은 3주 령의 스프래그-다우리(Sprague-Dawley) 랫트(대한 바이오링크(한국)에서 구입)를 사용하였고, 각 실험구 당 5 마리씩 음용수만 제공하고 24시간 절식시킨 후, 25% 에탄올을 상기 랫트 당 2㎖씩 스테인레스스틸 소식자(Sonde; 길이 10 ㎝)를 사용하여 강제 경구투여하였다. 1 시간 경과 후, 각 실험구에는 상기 각 실시 예의 추출액 2 ㎖을, 대조군에는 생리식염수 2 ㎖을 투여하고, 30분 경과 후에 상기 랫트의 심장으로부터 EDTA가 함유된 배큐테이너(vacutainer)에 혈액을 채취하였다. 상기 혈액에 함유되어 있는 에탄올 함량을 시그마(Sigma)사에서 구입한 키트(#332-UV)를 이용하여 측정하였다. 즉, 혈액 0.2㎖에 1.8㎖의 트리클로로아세트산(trichloroacetic acid)을 첨가하여 서서히 섞은 직후, 완전히 혼합하였다. 실온에서 5분 동안 방치한 후, 2,000rpm에서 5분 동안 원심분리하고 상등액을 분리하였다. 10㎕의 상등액과 3㎖의 NAD+-NADH 용액을 조심스럽게 혼합하고, 실온에서 10분 동안 방치한 후, 색의 변화를 340㎚ 파장에서의 흡광도로 측정하였다. 실험 결과를 하기 표 3에 기재하였고, 대조군의 에탄올 농도를 100으로 하고, 각 실시 예의 에탄올 농도를 대조군의 에탄올 농도에 대한 비율로 표시하였다.
| 실시 예 | 대조군 |
실시 예2 * | 실시 예3 ** | 실시 예4 *** |
| 에탄올 농도 비율 |
100±12 |
29.0±4.81 |
25.5±3.52 |
39.5±1.24 |
* 실시 예 2 : 밀리타리스 동충하초 황색 균사체를 분리하지 않은 연자육
** 실시 예 3 : 헛개열매 및 오리나무 발효액
*** 실시 예 4 : 밀리타리스 동충하초 황색 균사체를 분리하지 않은 연자육과 헛개열매 및 오리나무 발효액 혼합물
시험 결과, 밀리타리스 동충하초 황색 균사체를 분리하지 않은 연자육 추출액의 알콜 분해능이 헛개열매 및 오리나무 발효액 추출액의 알콜 분해능보다 우수함을 확인하였고, 이들의 혼합물의 추출액은 밀리타리스 동충하초 황색 균사체를 분리하지 않은 연자육 추출액이나 헛개열매 및 오리나무 발효액 추출액보다 더 우수함을 확인하였다.
추출물을 그대로 숙취해소용 음료로 사용할 수 있고, 추출물을 농축한 후 음료로 만들기 위하여 비타민 C, 과당, 설탕, 구연산, 구연산나트륨, 사과산, 천연색소, 정제수 등을 적량 더 추가하여 음료로 만들 수 있다.
본 발명에 따른 숙취해소용 식품은, 추출물을 농축시키고 여기에 펙틴, 젤라틴, 한천, 알긴산 등과 산을 첨가하여 젤리로 만들 수도 있다.
Claims (3)
- 연자육에 밀리타리스 동충하초(cordyceps militaris) 종균을 접종하는 종균 접종 단계와, 밀리타리스 동충하초 종균을 접종한 연자육을 암실에 배치하여 밀리타리스 동충하초 백색 균사체를 배양하는 암실 백색 균사체 배양단계와, 연자육에 배양된 백색 균사체를 조명하에 배치하여 밀리타리스 동충하초 황색 균사체를 형성하는 광원 황색 균사체 형성단계를 포함하여 코디세핀과 아스파라긴산의 함유량을 늘린 동충하초 황색 균사체 재배 방법.
- 제1항에 있어서,
암실 백색 균사체 배양단계에서는 암실에서 24℃의 배양 온도로 7일간 유지하고, 광원 황색 균사체 형성단계에서는 24℃의 온도와 100%의 상대습도와 500Lux의 조명을 제공하는 것을 특징으로 하는 동충하초 황색 균사체 재배 방법.
- 제1항 또는 제2항에 기재된 동충하초 황색 균사체 재배 방법에 의하여 재배된 밀리타리스 동충하초 황색 균사체를 유효성분으로 함유한 숙취해소용 식품.
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| 농업경제신문, 미세먼지 아웃(2018.01.17.) 1부.* |
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