KR102593227B1 - 메밀 새싹을 이용한 항비만용 다이어트 음료 및 이의 제조 방법 - Google Patents

메밀 새싹을 이용한 항비만용 다이어트 음료 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 메밀 새싹을 이용한 항비만용 다이어트 음료 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수경재배 또는 토양재배시 파종 후 5-7일 경과된 5cm 이상 길이의 메밀 새싹의 분말 또는 이의 추출물을 유효성분으로 포함하는 항비만용 다이어트 음료 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 메밀의 항산화제 함량 및 지방분해효소 활성 억제를 연결함으로써 항비만용 식품을 개발하는 것이 가능함을 입증하였고, 그중에서, 본 발명의 항비만용 다이어트 음료는 메밀 새싹을 사용하여 효과적이고 부작용이 적다.

Description

메밀 새싹을 이용한 항비만용 다이어트 음료 및 이의 제조 방법 {A Diet Drink for Anti-Obesity Using Buckwheat Sprouts and Production method thereof}
본 발명은 메밀 새싹을 이용한 항비만용 다이어트 음료 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
메밀은 척박한 땅에서도 잘 자라 강원도에서는 화전민들이 재배하기 시작했다. 메밀은 흉년이 들어 사람들이 굶주림에 허덕일 때 음식의 원료가 되는 구황작물이었으며, 우리 조상들은 이를 오덕을 갖춘 '오방지영물'이라고 하였다. 특히 허준의 <동의보감>에서는 메밀을 성질이 평하고 냉하며, 맛은 달고 독성이 없어 내장을 튼튼하게 한다고 언급한다. 이러한 메밀의 장점 중 하나가 성인병의 예방에 좋다는 것인데 Park, C.H (2014. Biological characteristics of buckwheat. In Buckwheat culture of Bongpyeong in Pyungchang)에서는 메밀에 루틴, 퀘르세틴 등의 항산화물질이 풍부하여 당뇨 및 고지혈증, 비만 등의 성인병 예방에 좋다고 보고한다.
최근 웰빙(well being) 의식의 확산으로 신선편의식품 시장은 1995년부터 새싹 채소(sprouts), 샐러드(salad) 등의 시장 형성을 시작으로 점차 확대되고 있다. 특히, 새싹 채소는 유럽과 호주 등지, 일본에서 판매가 왕성하며 채소시장의 10~20%를 차지하고 있다 (Lee & Kim, 2008, K. J. Food Cul. 23: 121-129). 국내에서도 새싹 채소에 대한 수요와 관심이 급속도로 증가하고 있으며 알파파, 브로콜리, 메밀, 녹두, 겨자, 무 및 유채 등의 새싹 채소와 재배 Kit가 판매되고 있다. 새싹 채소는 일반 채소보다 크기는 작지만 발아 과정에서 일어나는 특이한 생리작용에 의해 일반 채소에 비해 5~10배의 영양소를 지니며 아미노산, 탄수화물, 미네랄, 비타민 및 폴리페놀 등 건강기능성 물질의 함량이 높아 건강기능성 식품으로 인정받고 있다 (Lee et al., 2012, K. J. Hort. Sci. Tech. 30: 209-518).
메밀은 봄이나 여름에 씨를 뿌리면 가을 수확까지 3개월 이상 걸린다. 그러나 메밀 새싹은 씨를 뿌린 후 1주일 만에 수확이 가능하며, 집에서도 누구나 쉽게 재배할 수 있는 장점이 있다. 또한, 새싹 채소는 농약 없이 재배할 수 있는 환경친화적 청정채소이며, 세포벽이 얇아 함유된 영양소 배출이 용이하여 인체 흡수가 빠른 장점이 있다.
비만은 에너지의 섭취가 에너지의 소비보다 과도하여 여분의 에너지가 체지방으로 축적된 상태이며 최근 전 세계적으로 증가추세에 있다. 이러한 비만은 다양한 합병증의 발병률을 증가시켜 더욱 심각한 문제가 되고 있다. 이에 따라 비만은 체내 지방조직의 축적에 의한 것으로 지방조직을 구성하는 지방세포의 크기나 수가 비정상적으로 증가한 상태인데, 이를 예방하고자 다양한 생리활성물질을 이용한 지방세포의 분화조절 및 신호전달 과정에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다 (Hsu, 2008, Mol. Nutr. Food Res. 52(1): 53-61). 과일이나 채소에 존재하는 폴리페놀 화합물은 항비만, 항염증, 항당뇨 성질을 가지고 있으며, 심혈관질환과 관련이 있는 콜레스테롤 LDL의 산화를 줄일 수 있다고 보고되었다 (Cisneros-Zevallos, L., 2012, Peaches, plums, nectarines give obesity, diabetes, slim chance. Texas A&M Agrilife Communications). 또한, Kim et al.(2011, Kor. J. Food Preserv. 18(3): 366-373)은 천년초 추출물에 함유된 페놀성 화합물 및 플라보노이드 화합물들은 천년초 추출물에 함유된 페놀성 화합물 및 플라보노이드 화합물들은 지방세포분화에 관련된 전사인자의 유전자 발현을 억제하여 지방세포분화를 억제하거나 항산화물질이 연계된 항비만 활성을 갖는 것으로 보고하였다 (Kim et al., 2011, Kor. J. Food Preserv. 18(3): 366-373).
지방의 축적은 비만의 주된 원인이 된다. 섭취된 지방은 지방분해효소(lipase)의 작용을 통해 글리세롤과 지방산으로 분해된 후 체내로 흡수된다. 즉, 지방의 흡수에 지방분해효소가 큰 부분을 차지하며 특히 췌장의 지방분해효소(pancreatic lipase)는 전체 지방 식이의 50~70%를 분해한다. 따라서 췌장지방분해효소의 억제는 섭취한 지방의 흡수를 저해하기 때문에 비만치료제 개발의 중요한 전략으로 인식되어 실제로 지방분해효소 억제제로써의 항비만제인 제니칼(오르리스타트)이 시판되고 있다. 그러나 이러한 비만치료제의 경우 위장장애, 쓸개즙 분비장애, 과민증 등과 같은 장기복용에 따른 부작용으로 인하여 그 사용이 제한되고 있어 부작용을 최소화하고 안정성 및 효과를 극대화할 수 있는 비만치료제의 개발이 절실히 요구되고 있다 (Lee et al., 2018, J. Food Hygiene Safety. 33: 131-139).
천연물의 경우 다양한 생리활성 성분을 포함하고 있고 상대적으로 부작용이 적어 천연물을 이용한 비만치료제의 개발이 활발히 진행되고 있다 (Baek et al., 2013, J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 42:556-562.). 예를 들어, Shin (2005, Development of new lipase inhibitors for dietary use from food sources. Report from Ministry of Health and Welfare, Korea)는 모나스커스 색소 생산 균주를 이용하여 지방분해효소 억제활성이 있는 색소 유도체를 생합성하고 이를 비만 치료에 이용 가능한 신규 기능성 식품첨가 소재로 개발한 바 있다.
현재까지 메밀 알곡이 비만과 당뇨, 고지혈증에 효과가 있음을 확인한 연구는 많이 진행되었지만, 메밀 새싹의 지방분해 억제 효과에 대한 발명은 없었다. 따라서 본 발명에서는 약 1주일간 싹을 틔운 메밀 새싹의 성장 과정을 관찰하고, 그 과정에서 페놀성 화합물 및 플라보노이드 화합물 등 항산화물질 함량의 변화를 관찰해 지방분해효소 억제 효능을 살펴보았다. 더 나아가, 대표적인 무카페인 저칼로리 식품으로 유통되는 메밀차에 항비만 기능성이 있는 메밀 새싹을 첨가해 새로운 웰빙 다이어트 음료를 개발하여 지역특산품으로 판매할 수 있을 것이다.
21세기 현재 생물자원의 개발과 이용은 국가의 생존전략으로 중요한 의미를 갖는다. 지금까지 이용해온 한약재나 식물체로부터 새로운 정보 및 물질을 찾아내는 것을 포함하여 야생식물로부터 부가가치가 높은 갖가지 소재를 개발하는 일이 21세기 생물 산업의 핵심과제이기도 하다. 따라서 생물 산업의 이로운 발전을 위해서는 식물자원의 경제적 가치 및 효율성에 대한 올바른 이해가 필요하다.
본 발명자들은 2022년 교내 학술제에 '식물생장촉진균 B. subtilis 유래 콩나물의 면역 유도가 성장에 미치는 영향 분석' 논문 제출을 위한 실험을 진행하며 강낭콩이 발아하는 과정에서부터 성체가 될 때까지 토양의 미생물과 상호작용을 하며 수많은 종류의 화학물질이 생성됨을 알았다. 각 화학물질은 미세한 농도 차이와 다른 화학물질과의 관계에 따라 식물의 생장률, 면역성, 항상성 등이 조절되는데, 이를 확인해 논문을 보충할 목적으로 추가 실험을 계획하였으나, 강낭콩을 전문적으로 재배하는 농장이 드물어 농촌에서 성체를 분양받거나 현장 관찰이 어렵다는 사실에 가로막혔다.
이에 관심을 가지게 된 작물이 메밀이다. 강원도는 아름다운 자연환경과 유서 깊고 다양한 전통문화를 간직하고 있는 지역이다. 메밀은 강원도 농부들과도 깊은 인연이 있을 뿐 아니라 현대인의 비만 예방에 매우 좋은 식물이다. 그럼에도 불구하고 국내에서는 메밀 생산이 매년 현저히 줄어들고 있으며, 일부 지역에서는 관광 목적으로 메밀밭을 조성한 후 메밀을 수확하지 않고 경운기로 갈아 덮어버리는 실정이다.
재 학교가 위치한 강원도는 전국에서 메밀재배가 가장 활발한 곳으로 메밀국수, 메밀전, 메밀만두, 메밀전병 등의 음식이 유명하다. 그러나 그 이상으로 식품이 개발되고 있지 않은 실정인데, 본 발명을 통해 강낭콩 대신 강원도에서 구입하기 쉽고 재배과정을 관찰하기 쉬운 메밀을 이용해 싹이 나오는 과정을 살피고 이를 활용한 가공식품, 특히 음료의 개발이 가능함을 확인하여 본 발명을 완성하였다. 또한, 본 발명을 토대로 메밀 종자를 싹 틔운 메밀 새싹을 웰빙 건강음료로 개발하여 관광 식품으로 소개한다면 메밀의 수요가 확대되어 경제적인 관점으로 지역 주민들의 소득원도 되고, 대한민국 국민들의 건강 유지에도 큰 도움이 될 것으로 판단된다.
본 발명의 목적은 메밀 새싹을 이용한 항비만용 다이어트 음료 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수경재배 또는 토양재배시 파종 후 5-7일 경과된 5cm 이상 길이의 메밀 새싹의 분말 또는 이의 추출물을 유효성분으로 포함하는 항비만용 다이어트 음료를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 항비만용 다이어트 음료의 제조 방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 수경재배 또는 토양재배시 파종 후 5-7일 경과된 5cm 이상 길이의 메밀 새싹의 분말 또는 이의 추출물을 유효성분으로 포함하는 항비만용 다이어트 음료를 제공한다.
본 발명의 항비만용 다이어트 음료에 있어서, 상기 메밀 새싹의 추출물은 상온에서 80% 에탄올을 이용하여 24시간 이상 추출된 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 항비만용 다이어트 음료에 있어서, 상기 음료는 볶은 메밀알곡 100중량부를 기준으로 메밀 새싹 분말 50~200중량부에 알룰로스(Allose) 및 구연산을 첨가하여 당도 3.0~7.0, 산도 0.5~2인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 항비만용 다이어트 음료에 있어서, 상기 수경재배 또는 토양재배 전 15℃∼20℃에서 각각 0.05 ~ 0.2 M의 KCl, MgSO4, 인산염의 무기염류 용액에서 5~10시간까지 수침지한 메밀 종자를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 항비만용 다이어트 음료의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 항비만용 다이어트 음료의 제조 방법은 1) 살짝 볶은 메밀알곡 100 중량부와 5~7일간 재배한 메밀 새싹의 분말 50~200중량부를 부직포에 넣고 끓는 물 5,000~10,000 중량부와 함께 끓여서 혼합시키는 단계; 2) 상기 1) 단계의 혼합물에 알룰로스 및 구연산을 첨가해 당도를 3.0~7.0, 산도를 0.5~2.0으로 조정하는 단계; 및 3) 상기 2) 단계의 혼합물을 70~100℃에서 20~40분간 살균하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 항비만용 다이어트 음료의 제조 방법에 있어서, 상기 1) 단계 전, 1) 상기 메밀 새싹의 분말가루를 세척하고 건조시킨 후 100~300℃에서 3~10분 동안 볶는 단계; 및 2) 상기 볶음이 끝난 분말을 냉각시킨 후 5~10분 동안 비벼주는 단계;를 포함하는 메밀 새싹의 분말가루의 전처리 공정을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 항비만용 다이어트 음료의 제조 방법에 있어서, 상기 2) 단계의 당도와 산도 조절전 메밀알곡 100 중량부를 기준으로 택사와 복령 추출물 30~100중량부를 추가하여 첨가하는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 본 발명은 메밀의 항산화제 함량 및 지방분해효소 활성 억제를 연결함으로써 항비만용 식품을 개발하는 것이 가능함을 입증하였고, 그중에서, 본 발명의 항비만용 다이어트 음료는 메밀 새싹을 사용하여 효과적이고 부작용이 적다. 강원도의 대표 농작물인 메밀(Fagopyrum esculentum)은 다양한 대사에 관여하여 성인병을 예방하는 루틴(rutin) 및 퀘세틴(quercetin)과 같은 항산화제가 풍부하다고 알려져 있다. 본 발명은 메밀 새싹의 지방분해효소의 억제 효과에 주로 기인된 비만, 당뇨 및 고지혈증에 대해 예방적 측정을 제공한다. 그 과정에서, 메밀 새싹에 의해 지방분해효소의 억제율을 분석함에 의해 페놀화합물 및 플라보노이드 화합물을 포함한 항산화제의 함량의 변화가 관찰된다. 탄닌산을 사용한 폴리페놀 함량의 측정 및 루틴을 사용한 플라보노이드 함량의 측정은 파종 5일 및 6일 사이에 가장 높은 함량을 나타낸다. 유사하게, 지방분해효소 활성의 억제는 파종 후 5일 및 7일 사이에 가장 높았다.
도 1은 메밀 새싹의 성장과정을 나타낸 사진이고,
도 2는 폴리페놀 정량을 위해 사용된 타닌산의 표준곡선 그래프이고,
도 3은 플라보노이드 정량을 위해 사용된 루틴의 표준곡선 그래프이고,
도 4는 메밀 새싹의 성장중 폴리페놀 함량의 변화를 나타낸 그래프이고,
도 5는 메밀 새싹의 성장 중 플라보노이드 함량의 변화를 나타낸 그래프이고,
도 6은 메밀 새싹의 지방분해효소 억제 활성을 나타낸 그래프이다.
먼저, 본 발명의 메밀 새싹의 분말 또는 이의 추출물을 유효성분으로 포함하는 항비만용 다이어트 음료의 제조 공정을 각 단계별로 설명한다.
제 1 단계; 메밀 새싹의 제조
메밀 종자를 수경재배 또는 토양재배를 통해 메밀 새싹을 얻는다. 이때, 상기 메밀 새싹은 파종 후 5-7일 경과되어 5cm 이상 길이를 가져야 한다. 메밀 알곡 또는 파종 3일까지는 하기 실험예에 기재된 바와 같이 항산화능, 지방분해효소 억제 기능이 거의 나타나지 않고, 5일 경과후부터 상기 기능성이 크게 증가한다.
또한, 메밀 종자를 수경재배 또는 토양재배 하기 전에 전처리 과정을 거치는 것이 발아 효율을 증진시킬 수 있다. 구체적으로, 메밀 종자를 15℃∼20℃에서 무기염류(각각 0.05 ~ 0.2 M의 KCl, MgSO4, 인산염)용액에서 5~10시간까지 수침지한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
제 2단계 : 메밀 새싹의 분말 또는 이의 추출물의 제조
상기 1 단계에서 제조한 메밀 새싹을 분말화 또는 추출물을 제조한다. 메밀 새싹의 분말은 가능한 잘게 분말화해야 하며, 추출물은 통상의 추출 공정을 통해 얻을 수 있다. 추출은 물, 알콜 또는 이들의 혼합물 및 유기 용매를 사용할 수 있고, 상기 알콜로는 C1 내지 C2 저급 알코올, 에탄올 또는 메탄올을 이용할 수 있다. 추출방법으로는 진탕추출, Soxhlet 추출 또는 환류 추출등을 이용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 추출용매를 메밀 새싹 분말 분량에 1 내지 20배 첨가하여 추출하는 것이 바람직하고, 5 내지 10배 첨가하여 추출하는 것이 더욱 바람직하다. 추출온도는 20℃ 내지 100℃ 인 것이 바람직하고, 20℃ 내지 40℃인 것이 더욱 바람직하고, 실온인 것이 가장 바람직하나, 이에 한정하지 않는다. 가장 바람직하게는, 80% 에탄올을 이용하여 상온 내지 40℃ 이하의 온도에서 24시간 이상 추출한다.
또한, 상기 얻어진 메밀 새싹의 분말은 하기의 공정을 진행하기에 앞서, 다음과 같은 전처리 공정을 거칠 수 있다.
메밀 새싹의 분말을 흐르는 물에 세척한 후 그늘에서 충분히 건조시킨다. 물기가 제거된 분말을 100~300℃로 가열된 솥에 넣고 3~10분 동안 볶는다. 볶음이 끝난 분말을 충분히 열을 식힌 후 5~10분 동안 잘 비벼 준다. 상기 과정을 반복 실시하는 것이 보다 바람직하다.
제 3단계 : 메밀 알곡과 메밀 새싹의 혼합
메밀 새싹 분말 또는 추출물 만으로는 음료 제조시는 기호성이 떨어져서 메밀 알곡과 혼합하여 끓여서 기호도를 증진시킨다.
제 4단계 : 당도 및 산도의 조절
상기 2 단계의 혼합물에 알룰로스 및 구연산을 첨가하여 당도를 3.0~7.0, 산도를 0.5~2.0으로 조정한다.
또한, 상기 알룰로스와 구연산 이외에 건강기능성을 위한 성분을 추가할 수 있다. 예를 들면, 택사, 복령 추출물을 사용할 수 있다.
상기 택사, 복령 추출물은 택사와 복령의 추출 용매를 가하여 추출 및 여과하고 감압 농축한 후 건조하여 제조할 수 있다. 상기 택사와 복령은 재배한 것 또는 시판되는 것 등 제한없이 모두 사용 가능하며, 택사로는 흔히 Alismatis Rhizoma가 사용되고, 복령은 Poria cocos가 사용되지만 다른 종자를 사용할 수 있다. 추출 방법은 상기 1 단계의 메밀 새싹 추출 공정과 유사하게 진행할 수 있다.
택사(澤瀉)는 택사과(Alismataceae)에 속하는 다년생 소택(연못) 식물로서, 국내에는 택사(A. canaliculatum)와 질경이택사(A. orientale (Sam.) Juz.) 2종류가 분포한다. 그중에서도 질경이택사를 주로 한약재로 이용하는데, 질경이택사의 덩이줄기의 잔뿌리 및 주피를 제거하여 한약재인 택사(Alismatis Rhizoma)로서 사용한다. 택사는 요독증 개선 작용이 있으며, 고혈압, 알레르기, 콜레스테롤 혈증, 지방간, 고지혈증의 치료에 사용된다.
복령(茯笭, Poria cocos)은 소나무 등의 소나무과 식물의 뿌리에 기생하는 복령(Poria cocos)의 건조상태의 균핵(菌核)으로서, 복령 균핵 내부의 백색부분을 절단한 것으로 백복령(白茯笭)이라 하며, 외피 속의 담홍색 균핵은 적복령(赤茯笭)이라 하고, 알려진 성분으로는 β-파키만(pachyman), 트리테르페노이드(triterpenoid), 파키믹엑시드(pachymic acid), 투물로직엑시드(tumulosic acid), 3 β-하이드로실라노스타7,9(11)(3 β-hydroxylanosta-7,9(11)), 24-트리엔-2-엑시드(24-triene-2-acid), 키틴질(chitin質), 스테롤(sterol), 렉시틴(lecithin), 아데닌(adenine), 히스티딘(histidine), 콜린(choline), 리파아제(lipase), 프로테이나아제(proteinase) 등이 함유되어 있다고 보고된 바 있다(정보섭 및 신민교, 향약대사전, pp.40-42, 영림사, 1998).
제 5단계 : 살균
상기 당도와 산도를 조절한 혼합물을 70~100℃에서 20~40분간 살균한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
<실시예 1> 시약 및 메밀 새싹의 재배
<1-1> 시약
Folin-Ciocalteu's Phenol Reagent, MOPS, EDTA (EthyleneDiamineTetraAcetic Acid), Nitrophynyl Butyrate, Tannic Acid, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), TRIS-HCl Buffer, Ethanol, Rutin hydrate, Lipase from porcine pancreas를 사용하여 각 프로토콜에 따른 분석을 진행하였다.
<1-2> 메밀 새싹의 수경재배와 토양재배 1
먼저, 껍데기가 있는 통메밀을 물에 2시간 불렸다. 수경재배를 위해서는 재배기에 얇게 씨앗을 깐 후 어두운 상태에서 2~3간 싹을 틔웠다. 토양재배의 경우 불린 씨앗을 햇볕이 드는 장소에서 2~3일간 두어 싹이 나오는 것을 확인하였다. 두 그룹 모두 약 7일 경과 후 재배해 건조기에서 섭씨 45℃를 유지하며 하룻밤 냉풍 건조하였다.
7일간 재배하는 동안 새싹의 모양과 길이를 관찰하였고, 그 결과 수경재배와 토양 재배 모두 파종 후 5-7일이 지나면 7cm정도 자라 식품 개발에 이용이 가능한 것으로 관찰되었다.
실험 과정에서는 토양에서 재배된 메밀 새싹이 수경재배기에서 재배된 메밀 새싹 보다 토양 양분의 공급이 충분한 상태에서 자랐고 실험에 사용하기에 더 적합하다고 판단되어 토양 재배된 메밀 새싹을 사용하였다.
<1-3> 메밀 새싹의 수경재배와 토양재배 2
메밀 종자를 18℃에서 각각 0.07 M의 KCl, MgSO4, 인산염을 함유하는 무기염류의 수용액에서 8시간 동안 수침지하였다. 그리고 나서, 상기 실시예 <1-2>와 동일하게 재배하여 메밀 새싹을 수확하였다.
<실시예 2> 항비만 기능성 메밀 새싹을 활용한 다이어트용 음료의 제조 1
하기의 실험을 통해 항비만 기능이 검증된 메밀 새싹 추출액을 유효성분으로 활용하고, 식품학적으로 허용가능한 첨가제를 추가하여 항비만용 다이어트 음료를 제조하였다. 다이어트 음료임을 감안해 칼로리 함량이 낮은 감미료 Allose를 활용해 단맛을 보강하고 살균하여 음료를 제작하였다. 여기에서, 메밀 새싹은 분말 또는 추출물의 형태로 이용할 수 있다.
구체적으로, 살짝 볶은 메밀알곡 10g과 실시예 1에서 6일간 재배한 메밀 새싹의 분말가루 10g를 부직포에 넣고 끓는 물 600mL에서 10분간 끓여 정제수 600mL와 혼합시켰다. 사람들이 즐겨 먹을 수 있는 식품이라는 사실을 감안하여 극소한 칼로리로 단맛을 내는 알룰로스를 첨가해 당도를 5.0, 구연산으로 산도를 1.0으로 조정하였다. 산도 계산시 페놀프탈레인 용액을 첨가한 음료가 0.1N NaOH와 반응하여 색이 바뀌는 순간까지 들어간 NaOH의 양(mL)에 0.06을 곱하여 구했다 (AOAC Official Methods of Analysis, 1984). 완성된 음료는 120mL 양의 병으로 병입하여 80℃에서 30분간 살균해 제조되었다.
당도 조절에 사용된 알룰로스 (allulose)는 설탕 단맛의 50~70%인데 열량이 1g에 1~1.2kcal에 불과해 체중감량을 위한 감미료로 각광받고 있으며, 혈당상승억제 및 체지방 감소 효과를 갖는다. (Kim et al., 2016, Food Sci. & Industry 49:17-28) 구연산은 동식물계에 모두 존재하며 자연에서 쉽게 얻을 수 있는데, 레몬, 포도, 귤 등에 다소 함유돼 있으며 상쾌한 신맛을 지녀 탄산음료의 신맛과 과일향을 제공하는 용도로 사용된다. (Oh., 1987, Food Industry, 50~54)
<실시예 3> 항비만 기능성 메밀 새싹을 활용한 다이어트용 음료의 제조 2
상기 실시예 2의 음료 제조 공정에서 5일간 재배한 메밀 새싹의 분말가루를 이용한 점을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 음료를 제조하였다.
<실시예 4> 항비만 기능성 메밀 새싹을 활용한 다이어트용 음료의 제조 3
상기 실시예 2의 음료 제조 공정에서 7일간 재배한 메밀 새싹의 분말가루를 이용한 점을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 음료를 제조하였다.
<실시예 5> 항비만 기능성 메밀 새싹을 활용한 다이어트용 음료의 제조 4
상기 실시예 2의 음료 제조 공정에서 알룰로스, 구연산 첨가시에 택사 및 복령 추출물 5g을 추가 첨가한 점을 상기 실시예 2와 동일하게 음료를 제조하였다.
구체적으로, 택사, 복령을 열풍으로 건조하였다. 건조된 상기 택사와 복령 100g 당 95% 에탄올(주정)1L를 가하고 교반하면서 4일 동안 실온에서 추출한 후, 여과지를 사용하여 에탄올 가용부만을 회수하였다. 여과물은 동일한 방법으로 1회 더 반복 실시한 후 에탄올 가용부를 모아 감압하에서 농축하여 택사와 복령 에탄올 추출물을 수득하였다.
<실시예 6> 항비만 기능성 메밀 새싹을 활용한 다이어트용 음료의 제조 5
6일간 재배한 메밀 새싹의 분말가루를 다음과 같이 전처리한 점을 제외하고는 상기 실시예 2의 음료 제조 공정과 동일하게 음료를 제조하였다.
먼저, 메밀 새싹의 분말가루를 흐르는 물에 세척한 후 그늘에서 10시간 건조시켰다. 물기가 제거된 분말을 200℃로 가열된 솥에 넣고 5분 동안 볶는 과정을 실시하였다. 볶음이 끝낸 분말을 냉풍기위에 놓고 2분 동안 열을 식힌 후 유념 장치를 사용하여 3분 동안 비벼 주는 공정을 통해 메밀 새싹의 분말가루를 전처리 하였다.
<비교예 1> 음료의 제조 1
상기 실시예 2의 음료 제조 공정에서 메밀 새싹 대신에 메밀 알곡의 분말가루를 이용한 점을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 음료를 제조하였다.
<비교예 2> 음료의 제조 2
상기 실시예 2의 음료 제조 공정에서 3일간 재배한 메밀 새싹의 분말가루를 이용한 점을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 음료를 제조하였다.
<실험예 1> 메밀 새싹의 성장 중 폴리페놀 함량 변화 분석
식물계에 널리 분포되어 있는 폴리페놀성 화합물질은 항산화 작용과 세포 손상 방지 등의 기능성을 가져 이에 관한 연구가 여러 분야에서 이루어지고 있다. 사람이 호흡할 때 체내에 들어온 산소의 대사산물로 생성되는 활성산소는 일반적인 산소보다 화학적으로 불안정하고 높은 에너지를 가지고 있기 때문에 세포 노화, 사멸 및 각종 질병의 원인이 된다. 식물체에 들어있는 폴리페놀이나 플라보노이드와 같은 항산화물질은 식물체에 있어서 해충이나 미생물의 침입을 저해하는 물질, 혹은 외부의 적으로부터 대항하는 저항성 물질(phytoalexin)의 효과를 가지며 식물체를 유지하는데 아주 중요한 물질 중의 하나로도 주목을 받는다. 또한, 항변이성, 항발암성, 항산화성, 항혈전 작용 등의 생리활성 기능이 있다는 것이 밝혀져 있다. 이 폴리페놀성 물질은 생체 내에서 항산화제로 작용하여 질병의 예방과 회복에 도움을 주는 역할을 하기도 한다. 따라서 폴리페놀 물질을 많이 함유하는 과채류를 많이 섭취할 경우 심장 질병, 뇌혈관 질병과 암을 억제시킬 수 있는 것으로 보고된바 있다.
본 발명에서는 새싹 메밀의 이용성을 증대하고자 메밀의 새싹 제조 과정 중 폴리페놀 화합물의 함량 변화를 조사하였다.
<1-1> 탄닌산(Tannic Acid) 표준곡선 제작
먼저 추출액을 제조하기 위해 메밀의 겉껍질을 제거한 후 메밀 새싹을 유봉과 유발(막자와 막자사발)을 이용해 곱게 갈았다. 갈린 메밀 새싹 1g에 80% 에탄올 30mL를 첨가해 섭씨 30℃에서 24시간 동안 교반 추출한 후 추출액을 거름종이로 여과해 사용하였다. 색소의 농도가 진할시 희석을 통해 적절한 색소 농도를 맞추었다.
제작한 추출물에 대한 총 폴리페놀 함량은 Folin-Ciocalteu Phenol Reagant로 폴리페놀성 화합물을 발색시켜 분석하였다 (Dewanto et al., 2002, J. Agric. Food Chem. 50: 4959-4964). 즉, 시료 1mL에 2% Na2CO3를 6mL 추가한 후 시약 0.6mL를 첨가해 30분 후 700nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 표준곡선 작성시 Tannic Acid를 표준물질로 사용하였다(도 2).
<1-2> 결과
도 4와 같이 메밀이 성장하는 동안 총 폴리페놀 함량은 첫 3일간 변화가 없었다. 그러나 파종 5일 후 23.8mg/g, 7일 후 25.6mg/g로 크게 증가함을 확인할 수 있었다. 메밀 새싹의 폴리페놀 함량은 파종 후 5일에서 7일이 지나면 높게 나타나는 것으로 나타났다. 흡광도 측정 과정은 프로토콜에 따라 모두 2회씩 실시하였으며, 도 4에 표시된 값은 평균값이다.
또한, 실시예 1-3의 무기염류에 메밀 종자를 전처리하여 재배한 경우에도 유사한 경향성을 나타내고, 파종 5일 후 26.7mg/g, 7일 후 28.9mg/g로 좀더 폴리페놀 함량이 증가하였다.
<실험예 2> 메밀 새싹 성장 중 플라보노이드 함량 변화 분석
식물체의 대표적인 생리활성물질인 폴리페놀은 벤젠고리의 수소 원자 하나가 수산기로 치환된 물질인 페놀이 두 개 이상 결합된 화합물을 말한다. 화합물의 구조에 따라 phenolic acid, flavonoids, stilbenes, lignan 및 tannis 등으로 분류된다. 또 하나의 생리활성 물질인 플라보노이드는 두 개의 벤젠고리와 헤테로사이클릭 고리로 구성된 것을 기본형으로 한 화합물로 quercetin, catechin, isoflavone, kaempferol, rutin, anthocyanin, hesperidine 등이 알려져 있다 (Park et al., 2020). 플라보노이드는 혈관확장작용, 항염증, 항암, 항균, 면역 증강, 항알레르기, 항바이러스 등의 효능이 검증되었다 (Lee, 2014, Hepatoprotective effects of various flavonoids against alcoholic damage. Chonnam National University, Master's Thesis).
본 발명에서는 새싹 메밀 재배 과정 중의 플라보노이드 함량의 변화를 측정하였다.
<2-1> 루틴(Rutin) 표준곡선 제작
상기 실험예 1에서 제조한 추출액을 사용하였다. 총 flavonoid 함량은 Dewanto et al. (2002, J. Agric. Food Chem. 50: 4959-4964)의 방법에 따라 추출물 0.5mL에 diethelene glycol 5mL, 1N-NaOH 0.5mL를 가한 후 37℃에서 1시간 동안 반응을 기다려 420nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준곡선 작성 시 폴리페놀 물질인 Rutin을 사용하였다(도 3).
<2-2> 결과
도 5와 같이 메밀 알곡의 플라보노이드 함량은 0.4mg/g로 파종 3일 후가 될 때까지 큰 차이가 나타나지 않았다. 파종 5일이 되자 12.9mg/g, 7일이 되자 12.7mg/g로 큰 증가를 보였다. 플라보노이드 함량 또한 앞선 폴리페놀 함량과 같이 5일에서 7일 때 가장 높게 나타났다. 흡광도 측정 과정은 프로토콜에 따라 모두 2회씩 실시하였으며, 도 5에 표시된 값은 평균값이다.
또한, 실시예 1-3의 무기염류에 메밀 종자를 전처리하여 재배한 경우에도 유사한 경향성을 나타내고, 파종 5일 후 13.5mg/g, 7일 후 13.8mg/g로 좀 더 플라보노이드 함량이 증가하였다.
<실험예 3> 메밀 새싹의 지방분해억제 효능 평가
Lee et al.(2018, J. Food Hygiene Safety. 33: 131-139)은 지방분해효소(lipase)의 억제를 통해 중성지방의 축적을 저해시키고, 지방세포의 세포분화에 관여하는 여러 전사인자의 활성을 억제하여 비만억제 효과를 향상시킬 수 있다고 보고하였다. 본 발명에서는 지방분해효소 저해 활성을 측정하여 메밀 새싹의 효능을 검증하였다.
실험예 1에서 제조한 추출액을 사용해 Kim et al.의 프로토콜을 따랐다. lipase 30mg에 10mM MOPS 3mL, 1mM EDTA 3mL, 완충용액 85mL를 넣어 효소 완충용액 혼합물을 제조하였다. 이를 이용하여 제조한 하기 3가지 그룹에 p-NPB를 가한 후 항온수조에서 37℃온도를 유지하며 15분간 반응시키고 400nm에서 측정한 흡광도 값을 하기의 계산식을 이용해 Lipase 저해도를 계산하였다. 이때 Pancreatic lipase의 활성은 400nm에서 p-NPB가 p-nitrophenol로 가수분해되는 정도를 측정하며 시료를 넣지 않은 대조군과 비교하는 상대적인 측정 방법으로 판단하였다.

A: 시료를 첨가하지 않은 흡광도
삭제
B: 시료를 첨가한 흡광도
C: 효소를 첨가하지 않은 흡광도
메밀 새싹의 지방분해효소 억제활성을 파종 직전의 메밀 알곡의 지방분해효소 억제활성과 비교한 결과 도 6과 같이 나타났다.
메밀 알곡과 파종 3일 후의 시료는 지방분해효소의 활동을 저해하는 효과가 나타나지 않았으나, 5일 후에는 31.9%, 7일 후에는 40.3%의 지방분해효소 억제 효과를 나타내었다. 마찬가지로 5에서 7일 사이 지방분해효소 억제 활성이 가장 높게 나타나 메밀 새싹을 이용해 항비만 기능성을 가진 음료를 제작함에 있어서 파종 후 5일에서 7일이 가장 적합한 것으로 나타났다.
또한, 실시예 1-3의 무기염류에 메밀 종자를 전처리하여 재배한 경우에도 유사한 경향성을 나타내고, 파종 5일 후 33.1%, 7일 후에는 40.1%의 지방분해효소 억제 효과를 나타내었다.
표 1은 지방분해효소 활성 분석을 위해 추출된 기본 데이터를 나타낸 것이다.
A B
대조군 메밀 알곡 새싹 3일 새싹 5일 새싹 7일
흡광 1.1002 1.1017 1.3 1.1319 1.294 1.31 1.129 1.136 0.908 0.917
평균 1.0095 1.3095 1.302 1.1325 0.9125
지방분해효소 활성 억제(%) n/a 0% 0% 31.9% 40.3%
C
메밀 알곡 새싹 3일 새싹 5일 새싹 7일
흡광 0.315 0.297 0.307 0.287 0.444 0.446 0.308 0.311
평균 0.306 0.297 0.445 0.31
지방분해효소 활성 억제(%) n/a
A : 지방분해효소 및 완충액 1ml + DDW 50 ul
B: 지방분해효소 및 완충액 1ml + 식물 추출물 50 ul
C: 완충액 1ml + 식물 추출물 50 ul
이와 같이, 메밀 새싹을 수경과 토양에서 재배해 추출물을 얻은 후 폴리페놀, 플라보노이드, 지방분해효소억제력 등을 측정한 결과 5~7일간 재배한 것이 가장 우수한 것으로 나타났다. 이는 모두 비만억제와 관련이 있는 결과로 메밀 새싹을 이용한다면 효과적인 다이어트 음료 제작이 가능하다.
또한, 본 발명에서 밝혀진 메밀 새싹의 우수한 항산화, 항비만 효과를 활용해 추후 또 다른 비만예방소재 및 식품개발을 개발하는데 있어 과학적인 근거가 될 것이다. 매년 비만인구가 늘어나고 있는 상황에서 보다 효과적이고 근본적인 예방을 위한 소재 개발을 통해 국민들의 삶의 질 향상에 기여할 것이다. 더 나아가, 본 발명에서 개발한 소재 및 가공식품 개발기술을 통해 메밀을 활용한 새로운 식품을 개발한다면 해당 지역 농민들의 소득 증대 또한 기대할 수 있다.
<실험예 4> 관능테스트
학생 20명을 대상으로 상기 실시예 2 내지 6 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 다이어트 음료의 맛, 향 및 색을 평가하여 개별 설문지를 작성하도록 하고 그 결과를 합산하여 하기 표 2에 나타내었다. 가장 낮은 점수를 1로 하고 가장 높은 점수를 5로 하여 테스트를 진행하였다.
실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 1 비교예 2
맛 78 79 77 81 95 67 71
향 79 76 76 79 87 63 73
색 80 80 75 82 83 54 64
합계 237 235 228 242 265 154 208
상기 표 2에 기재된 것 같이 실시예 2 내지 6의 다이어트 음료가 맛, 향 및 색에 있어서 전반적으로 높은 점수를 받았다. 특히, 메밀 새싹 분말을 볶고 비비는 공정을 통해 제조된 실시예 6이 가장 높은 점수를 받았고, 본 표에는 기재되어 있지 않지만, 실시예 1-3의 메밀 종자를 전처리하여 얻은 메밀 새싹을 사용한 경우가 보다 높은 점수를 받았다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 1) 5~7일간 재배한 메밀 새싹의 분말가루를 세척하고 건조시킨 후 100~300℃에서 3~10분 동안 볶는 단계;
    2) 상기 볶음이 끝난 분말을 냉각시킨 후 5~10분 동안 비벼주는 단계를 포함하는 메밀 새싹의 분말가루의 전처리 단계;
    3) 살짝 볶은 메밀알곡 100 중량부와 상기 2) 단계의 메밀 새싹의 분말 50~200중량부를 부직포에 넣고 끓는 물 5,000~10,000 중량부와 함께 끓여서 혼합시키는 단계;
    4) 상기 3) 단계의 혼합물에 택사와 복령 추출물 30~100중량부를 추가하여 첨가하는 단계;
    5) 상기 4) 단계의 혼합물에 알룰로스 및 구연산을 첨가해 당도를 3.0~7.0, 산도를 0.5~2.0으로 조정하는 단계; 및
    6) 상기 5) 단계의 혼합물을 70~100℃에서 20~40분간 살균하는 단계;를 포함하는 항비만용 다이어트 음료의 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
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