KR20040051783A - 홍국균으로 발효시킨 메밀 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 홍국균으로 발효시킨 메밀에 관한 것이다.
본 발명의 홍국균-발효 메밀은, 특히 루틴(rutin) 및 모나콜린 K(monacolin K) 모두를 함유한다.

Description

홍국균으로 발효시킨 메밀 {Buckwheat fermented with fungi Monascus species}
메밀(Fagopyrum esculentum Moench; 일반적으로는 "buckwheat"이라고 부름)은 마디풀과에 속하는 일년생 초본식물로, 분류학상 곡류와 구별되지만 낱알의 성분조성이 곡류와 비슷하여 보통 잡곡으로 취급된다 {참조: Pomeranz, Y. 및 Robbins, G.S., Amino Acid Composition of Buckwheat,J. Agri. Food Chem.,1972, 20-270}. 원산지는 시베리아로 현재는 동남아 각지에서 많이 재배하고 있으며, 우리나라에서는 삼국시대 이전부터 재배되어 왔다고 하는데 구체적인 문헌에 메밀이 처음으로 나타난 것은 1417년에 간행된 우리나라 최고의 의서인 향약구급방(鄕藥救急方)이다 {참조: 성환길, 식품은 약이다, 한국메디칼인덱스, 1988; 및 이성우, 고려이전의 한국식생활사 연구, 향문사, 1978}.
메밀은 과거에 식량이 부족할 때 구황(救荒)작물로 이용되어 왔으나, 최근들어 뛰어난 영양성분과 약리활성 그리고 독특한 맛으로 건강기능성 별미식으로 인기가 높다 {참조: 참조: 성환길, 식품은 약이다, 한국메디칼인덱스, 1988}. 식품으로 이용되는 예를 보면, 동유럽에서는 스프의 재료로, 북미에서는 밀가루, 옥수수가루 쌀가루 및 팽창제와 혼합하여 팬케인 믹스(pancake mix)로 이용되고 있다 {참조: Marshall, H.G. 및 Pomeranz, Y., Buckwheat: Description, Breeding, Production and Utilization,Advances in Cereal Science and Technology, Am. Ass. of Cereal Chem. Volume V, p.167, 1982; 및 Taira, H., Buckwheat,Encyclopedia of Food Technology, Johnson, A.H. and Peterson, M.P.(ed), Avi Publishing Co. Westport, CT., p.139, 1974}. 우리 나라에서는 국수나 부침용 메밀가루 또는 메밀쌀(껍질을 제거한 알곡) 형태로 판매되고 있고, 메밀을 이용한 식품으로는 냉면, 막국수, 메밀묵, 메밀부침 등이 있다. 상기한 식품용도 외에도, 식요본초(食療本草), 본초강목(本草綱目), 동의보감(東醫寶鑑) 등의 고의서에서 치료용으로 사용된 예를 찾아볼 수 있다 {참조: 심상용, 약이 되는 자연식, 창조사, P.27, 1983; 및 홍문화, 허준의 동의보감, 도서출판, 417, 1990}.
메밀에는 단백질 13%, 지방 2.5%, 전분 67% 정도 함유되어 있으며, 식이섬유 함유량이 높다. 특히, 메밀에 함유된 단백질은 균형있는 아미노산 조성을 가지고 있으며 필수 아미노산인 트립토판, 트레오닌, 라이신 등의 비율도 높을 뿐 아니라, 토코페롤, 페놀산, 플라보노이드(flavonoid)와 같은 항산화 물질을 다량 함유하고 있다. 플라보노이드는 담황색 또는 노란색의 색소화합물로서, 기본구조인 플라본(flavone)과 플라보놀(flavonol), 플라바논(flavanone), 플라바놀(flavanol) 및 이소플라본(isoflavone) 등의 유도체들이 있다. 특히, 메밀에는 플라보놀의 하나이며 비타민 P로 알려진, 루틴(rutin)이 많이 함유되어 있다 {참조: 성환길, 식품은 약이다, 한국메디칼인덱스, 1988; 및 Marshall, H.G. 및 Pomeranz, Y., Buckwheat: Description, Breeding, Production and Utilization,Advances in Cereal Science and Technology, Am. Ass. of Cereal Chem. Volume V, p.157, 1982}.
루틴 (rutin; 2-페닐-3,5,7,3',4'-펜타하이드록시벤조피론)은, 혈관의 비정상적 투과성으로 인해 야기되는 혈관계 질환의 치료제로 일반적으로 사용되고 있으며, 심장수축작용의 증강, 이뇨작용, 히알루로니데이즈(hyaluronidase)의 억제작용, 모세혈관벽의 합성, 비타민 C와의 상승작용, 방사성 상해에 의한 궤양 방지 등이 보고되었다 {Marshall, H.G. 및 Pomeranz, Y., Buckwheat: Description, Breeding, Production and Utilization,Advances in Cereal Science and Technology, Am. Ass. of Cereal Chem. Volume V, p.167, 1982; 및 Griffith, J.Q., Krewson, C.F. 및 Naghski, J., Rutin and Related Flavonoids, 5-44, MackPublishing Co., Easton, Pa., 1954}. 루틴의 항균효과에 관한 연구로는, Kimura 등이 소포라 자포티카(Sophora japonica)의 에탄올 엑스가 프로피오니박테리움 아크네스 (Propionibacterium acnes),프로피오니박테리움 아비덤(Propionibacterium avidum)및 스타필로코커스 아우레우스 (Staphylococcus aureus)에 대하여 항균효과가 있으며, 이는 루틴, 퀘르세틴 (quercetin) 및 이소람네틴-3-루티노시드(isorhamnetin-3-rutinoside)의 상호작용에 의한 것이라고 보고하였고 {참조: Kimura, M. 및 Hiromi, Y., Interaction in the antibacterial activity of flavonoids formSophora japonicaL. toPropionibacterium. Yakugaku Zasshi,104: 340-346, 1984}; 鈴木良夫 등은 루틴이 1∼1.5%의 농도에서 스타필로코커스 아우레우스 (Staphylococcus aureus)와 쉬겔라 플렉스네리우 (Shigella flexneriu)에 대하여 강한 성장저지 작용이 있다고 보고하였다 {참조: 鈴木良夫, 岐 醫科大學紀要, 10, 123, 岐 醫科大學. 岐 , 1963}.
이러한 메밀의 식품학적 특성으로 인하여, 메밀에 대한 고혈압, 당뇨병 등 성인병에 대한 약리적 측면에서의 연구가 활발히 진행되고 있는데 {참조: Kwon, T.B., Study on the development of functional foods(antihypertensive cereals) by buckwheat,Research report, 1993; Lee, J.S. 등, Effects of Buckwheat diet on serum glucose and lipid metabolism in NIDDM,Korean J. Nutr.28: 809-816, 1995; Lee, J.S. 등, Effects of Buckwheat on organ weight, glucose and lipid metabolism in streptozotocin-induced diabetic rats,Korean J. Nutr.27: 819-827, 1994}, 특히 원료 메밀에 함유된 약리적, 영양적 효용을 증대시키기 위해 다양한 전처리 방법이나 가공방법들이 시도되고 있다. 이러한 일환의 하나로 메밀을 발아시켜 발아메밀의 물리화학적 특성, 일반영양성분 및 특수성분 함량의 변화 등에 관한 연구들이 보고된 바 있으며 {참조: Kwon, T.B., Manufacturing method for germinated buckwheat extract of increasing rutin contents and composition of buckwheat drink, 대한민국 특허 제94-14347호, 1994; Lee, M.H. 등, Changes in physico-chemical properties and mineral contents during buckwheat germination,Korean J. Food Nutr.7: 267-273, 1994}, 특히 루틴의 함량이 50배나 증가한다는 것도 확인되었다 {참조: 대한민국 특허공개 제1999-0045699호}.
한편, 서양에서는 맥아의 효소력이 식문화의 중요한 역할을 담당하고 있으나, 아시아에서는 곰팡이(사상균)을 이용한 발효식품이 식문화의 원점을 이루고 있다. 국(麴)은 곰팡이를 곡류에 번식시켜 그들이 생산하는 효소작용을 이용하는 것으로서, 한국, 일본 등지에서는 주로 황국균(黃麴菌,Aspergillus oryzae)이 이용되어 왔으며, 중국 남부나 대만에서는 홍국(紅麴)이라고 하는 모나스커스 (Monascus)속의 곰팡이를 이용한 국(麴)이 이용되어 왔다. 홍국이라는 이름은 모나스커스 속의 곰팡이가 붉은 색소를 생산하는 것에서 유래되어, 모나스커스속을 일반적으로 홍국균이라 부르는 것도 이 때문이다.
모나스커스 속의 홍국균은, 분류학상 반자낭균과(Hemiascomycetaceae)의 홍국균속(Monascaceae)에 속하며 황국균에 가까운 균족으로서, 현재 약 20종, 균주로서 약 70종류가 분리 동정되어 있다. 홍국은 옛부터 식품으로서 뿐만 아니라 붉은 색을 내는 천연 착색료로도 이용되어 왔으며, 알콜 생산능력이 다른 국에 비하여높으며 감(甘)향이 강하고 착향성이 뛰어나 옛날부터 중국, 대만 등지에서 천연색소나 보존재로서 각종 식품에 사용되어 왔다 {참조: Tarui, S., Development and utility of red mold rice,Shokuhin to kaihatsu, 28: 47-50, 1993}. 이외에도, 여러가지 가수분해효소를 생성함은 물론 바실러스(Bacillus), 슈도모나스(Pseudomonas), 스트렙토코커스(Streptococcus)에 대한 항균 효과를 가지고 있는 것으로 보고되었다 {참조: 김명희 등, M. anka albidus의 적색색소 생산, 한국식품과학회지, 24(5): 451, 1992; Bau, Y.S. 등, Zinc effects on growth, pigmentation and antibacterial activity ofMonascus purpureus, Physiologia Plantrumpol, 46: 63, 1979}.
또한, 국(麴) 중에서 유일하게 한방약으로 사용되고 있는 홍국은 "본초강목(本草綱目)", "천공개물(天工開物)" 등에 다양한 약리효능이 기록되어 있으며{참조: Shoichi, T., Development and utility of red mold rice (Monascus), Shokuhin to Kaihatsu 28: 47-50, 1993}, 최근에는 홍국균의 콜레스테롤 생합성 억제작용 {참조: Endo, A., Monacolin K, A new hypocholestrolemic agent produced by aMonascusspecies,J. Antibiotics. 32: 852-854, 1979; Endo, A., Monacolin K, A new hypocholestrolemic agent that specifically inhibits 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase,J. Antibiotics. 33: 334-336, 1980}, 항암효과 {참조: Yasukawa, K. 등, Azaphilones inhibit tumor promotion by 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate in two stage carcinogenesis in mice,Oncology51: 108-112, 1994; Yasukawa, K. 등, Inhibitory effect of oral administrationofMonascuspigment on tumor promotion in two-stage carcinogenesis in mouse skin,Oncology53: 247-249, 1996}, 혈압강하효과 {참조: Kohama, Y. 등, Isolation and Identification of hypotenxive principles in red-mold rice,Chem. Pharm. Bull. 35: 2484-2489, 1987; Tsuji, K. 등, Effect of two kinds ofkojion blood presure in spontaneously hypertensive rats, Nippon Nogeikagaku Kaishi. 66: 1241-1246, 1992} 및 혈관이완효과 {참조: Rhyu, M.R. 등, Nitric oxide-mediated endothelium-dependent relaxation of rat thoracic aorta induced by aqueous extract of red rice fermented withmonascus ruber,J. Ethnopharm.70: 29-34, 2000} 등의 다양한 기능성이 과학적으로 입증되고 있다. 뿐만 아니라, 지금까지 발암물질을 비롯한 유해물질이 분리된 바 없으며 홍국의 에탄올 추출물도 마우스 및 랫트에 대해 어떠한 독성도 나타내지 않은 것으로 보고되어 있어 {참조: Koizumi, K. 등, Toxicity ofMonascusPigment. 新瀉大學醫學會雜誌, 別冊第92券, 第12號, 815-820, 1978}, 기능성과 안전성을 모두 만족시키는 훌륭한 식품소재라 할 수 있다.
또한, 홍국은 모나콜린 K (monacolin K)라고 불리는 강력한 콜레스테롤 생합성 저해물질을 생성하는 것으로 알려져 주목의 대상이 되고 있다. 모나콜린 K는 1979년 일본의 엔도 아키라(Endo, A.) 교수가 처음 발견한 물질로서, 모나콜린 J, L 등 홍국에 함유된 전체 모나콜린계의 약 80%를 차지하며, 콜레스테롤 생합성 경로에서 HMG-CoA 환원효소 (HMG-CoA reductase)를 특이적으로 억제함으로써 강력한 콜레스테롤 생합성 저해작용을 나타내는 것으로 보고되어 있다 {참조: Endo, A.,Monacolin K, A new hypocholestrolemic agent produced by aMonascusspecies,J. Antibiotics. 32: 852-854, 1979; Endo, A., Monacolin K, A new hypocholestrolemic agent that specifically inhibits 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase,J. Antibiotics. 33: 334-336, 1980}. 또한, 모나콜린 K는, 소량 투여로 각종 동물(토끼, 개, 원숭이 등)의 혈중 콜레스테롤을 저하시킬 뿐 아니라 {참조: Kovanen, P. T. 등, Regulatory role for hepatic low density lipoprotein receptorsin vivoin the dog,Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A., 78:1194-1198, 1981; Kroon, P. A. 등, The effect of mevinolin on serum cholesterol levels of rabbits with endogenous hypercholesterolemia,Atherosclersis, 44: 41-48, 1982}, 중증의 고콜레스테롤 혈증 환자에 대해서도 극히 유효한 것으로 보고되었으며 특히 동맥경화에서 가장 좋지 않은 것으로 되어 있는 LDL 콜레스테롤을 우선적으로 낮추는 작용이 있는 것이 큰 특징으로 알려져 있다 {참조: Bilheimer, D. W. 등, Mevinolin and colestipol stimulate receptor-mediated clearance of low density lipoprotein from plasma in familial hypercholesterolemia heterozygotes,Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A., 80: 4124-4128, 1983}.
따라서, 홍국에서 생성되는 모나콜린 K의 뛰어난 약리효능을 새로운 건강기능식품 소재로 활용하려는 연구가 현재 적극적으로 이루어지고 있는 데, 예를 들면 "홍미"라는 상품명으로 홍국균을 배양한 쌀이 식품전문업체 "해청원"에서 출시되었으며, 벤처업체인 "넥솔바이오팜"은 홍국을 대량으로 생산, 식품 및 의약품 원료로판매하고 있다. 홍국을 배양한 쌀을 분말화하여 상품화한 외국의 예를 보면, 독일의 ALLOK Gnbh에서 Monastin을 출시하였고 {참조: www.foodonline.co.kr}, 일본의 GUNZE(주)도 Beniet F.R.R.P.(Fermented Red Rice Powder)를 개발하여 판매하고 있다. 뿐만 아니라, 미국 Pharmanex사가 생산한 홍국쌀을 주성분으로 한 "Cholestin"은 FDA와 의약품 논쟁을 가열시키고 있으며, 유한양행, 일양약품, 종근당, 태평양 등 국내 제약업체들도 홍국관련 상품을 출시 또는 개발하고 있는 것으로 알려져 있다.
본 발명의 목적은, 메밀과 홍국균에서 각각 유래하는 건강기능 성분 (특히, 메밀의 루틴 및 홍국균의 모나콜린 K)을 모두 보유한 새로운 건강기능 식품을 제조하는 것이다.
도 1에서는, 도정메밀 및 발아 메밀 (발아된 싹의 길이 - 1mm, 3mm, 7mm, 10mm 및 12mm)의 루틴 함량을 보여준다.
도 2에서는, 홍국메밀 (도정메밀 및 발아 메밀)에서의 루틴 함량을 보여준다.
도 3에서는, 홍국쌀 및 홍국메밀 (도정메밀 및 발아메밀)에서의 모나콜린 K의 함량을 보여준다.
도 4에서는, 발아메밀을 이용한 홍국발효식품의 최적 생산조건을 검토하기 위해, 발아에 따른 루틴 및 모나콜린 K 함량의 변화를 동시에 보여주고 있다.
본 발명에서는, 홍국균(모나스커스속 진균)으로 발효시킨 메밀을 제공한다.
본 발명에서 사용되는 진균은 홍국균 속에 속하는 모든 진균이 포함된다. 보다 바람직하게는, 본 발명에서는 홍국균 속에 속하는 모나스커스 루버 (Monascus ruber)로 발효된 메밀을 제공한다.
바람직하게는, 본 발명에 따는 홍국균-발효 메밀은 루틴(rutin) 및 모나콜린 K(monacolin K) 모두를 함유한다.
본원에서 용어 "홍국 메밀"은, 홍국균으로 발효시킨 메밀을 통칭하는 것이며, 사용되는 메밀은 발아되지 않은 도정메밀 또는 발아 메밀을 모두 포함한다.
또한, 본 발명의 홍국 메밀은, 홍국균을 이용한 통상의 발효방법을 통해 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 홍국 메밀을 통해, 메밀 및 홍국균으로부터 각각 얻을 수 있는 건강기능 성분 (특히, 메밀의 루틴 및 홍국균의 모나콜린 K)을 모두 함유한 새로운 발효건강식품을 제공한다.
특히, 본 발명에 따라 홍국균으로 발효시킨 메밀 (홍국 메밀)은, 홍국 쌀 또는 홍국 보리가 가지고 있지 않은 항산화 효과, 항당뇨 활성, 혈압강하 작용 등을 가지고 있는 것으로 알려져 있는 루틴(rutin)을 함유하고 있을 뿐만 아니라, 쌀 또는 보리에 비해 표면적이 넓어 기존에 개발된 홍국 쌀이나 홍국 보리에 비해 더 많은 양의 모나콜린 K (monacholin K)를 함유하는 것을 특징으로 한다.
아래의 실시예에서는, 홍국균 속에 속하는 모나스커스 루버 (Monascus ruber)를 이용하여 도정 메밀 및 발아 메밀을 각각 발효시켜 홍국 메밀을 제조한 후, 제조된 홍국 메밀내의 루틴 및 모나콜린 K의 함량분석 결과를 보여준다.
실시예
1. 실험 재료
(1) 재료
본 실험에서 사용한 도정 메밀은, 강원도 봉평읍 소재의 봉평 농업협동조합에서 판매되고 있는 도정 메밀을 구입한 것이다.
(2) 시약
HPLC에 사용된 시약으로는 HPLC용을 사용하였고, 본 발명에 따른 홍국 메밀의 루틴 및 모나콜린 K를 분석하기 위해 표준 물질로 사용한 루틴(rutin) 및 메비놀린(mevinolin, 모나콜린 K)은 Sigma Chemical Co. (미국 소재)로부터 구입하였다. 증류수는 탈이온 처리하여 사용하였으며, 그 외 추출 및 조제용 시약은 일급을 사용하였다.
(3) 기기
본 실험에서 사용한 고성능 액체크로마토그래피(High Performance Liquid Chromatography)는 Yong Lin M930를, UV 검출기는 Yong Lin M720을 사용하였으며, 분석용 칼럼은 Symmetry C18(5㎛-pore size; 3.9×150mm; Waters)를 사용하였다.
(4) 균주 및 배지
본 실험에 사용한 홍국균은 모나스커스 루버 (Monascus ruber)에 속하는 것으로서, American Type Culture Collection(ATCC) 및 한국미생물보존센타에서 각각 입수한 ATCC 20657 및 KCCM 60167이다.
상기 균주의 배양 및 보존시, PDB (potato dextrose broth) 배지 및 PDA (potato dextrose agar)를 사용하였다.
2. 실험 방법
(1) 도정메밀의 발아
봉평 농업협동조합에서 구입한 도정 메밀을 22∼23℃의 온수에서 18∼20시간동안 침지시킨 다음, 물에서 건져내어 24∼26℃에서 16∼18시간 동안 발아시켰다.싹이 발아되기 시작하면서 열과 함께 미끄러운 진액이 나오기 시작하기 때문에, 8∼10시간 간격으로 게르마늄 고령토 물을 간헐적으로 뿌려 주었다. 발아된 싹의 크기는 1mm, 3mm, 7mm, 10mm 및 12mm이 되도록 하였다. 목적하는 싹의 크기로 발아되면, 발아된 메밀의 영양분이 파괴되지 않도록 약 50℃의 온도에서 건조하여 더 이상의 발아를 정지시켜 냉장고에 보존하였다.
(2) 도정메밀 및 발아메밀에 함유된 루틴 분석
(i) 시료의 전처리, HPLC 분석용 시약 및 시료용액의 제조
시료(도정메밀 및 발아메밀)는 12시간 이상 건조하여 수분을 완전히 제거하고 분쇄기(Cyclone mill, Cyclotech, Sweden)로 1분간 분쇄하였다. 발아메밀의 경우, 발아한 싹의 길이를 1㎜, 3㎜, 7㎜, 10㎜ 및 12㎜로 각각 구분하여 분쇄하였다.
Park 등과 Ohara 등의 방법을 수정하여, 이렇게 분쇄된 시료 1g을 50ml-원통형 플라스크에 넣은 후, 메탄올 20ml를 첨가하고 나서, 80℃에서 1시간 동안 환류시켰다. 그리고 나서, 4℃에서 밤새 냉각시킨 후, 와트만(Whatman) No.41 여과 종이로 여과시키고 20ml까지 충진시킨 후,0.45ml 멤브레인 필터로 여과시켰다 {참조: Ohara, T. 등, Determination of Rutin in Buckwheat Foods by High performance Liquid Chromatography,Nippon Shokuhin Kogyo Gakkaishi. 36: 114, 1989; Park, G.L. 등, Identification of Bioflavonoids from Citrus.Food Technol,36(12): 98, 1986}.
(ii) HPLC에 의한 루틴의 분석
준비된 시료의 메탄올 추출액으로부터 루틴 함량을 HPLC로 분석하였다. 사용한 HPLC 분석조건은 아래 표 1과 같다.
HPLC 기기 Yong-Lin M930
검출기 Yong-Lin M720
파동 길이 350nm
칼럼 Symmetry C18(5㎕ pore size; 3.9×150mm; Waters)
이동상 2.5% 아세트산:메탄올:아세토니트릴 = 40:5:10(v/v/v)
유속 0.8㎖/분
투입 부피 10㎕
칼럼 온도 35℃
(iii) 루틴 표준검량선 작성
내부표준물질로 사용한 루틴 10㎎을 정평하여 메탄올 20㎖에 용해시켜 500㎍/㎖을 수득한 후, 단계적으로 50㎍/㎖, 40㎍/㎖, 30㎍/㎖, 20㎍/㎖, 10㎍/㎖로 희석한 다음, 각 표준용액을 10㎕씩 주입(injection)하여 얻은 크로마토그램 (chromatogram)으로부터 면적을 구한 후, 이들 면적과 표준용액의 농도를 변수로하여 표준검량선을 작성하였다.
(3) 도정메밀의 수분흡수율 측정 및 침지시간 결정
미리 가열하여 항량이 된 칭량접시를 건조기(desiccator) 안에서 30분간 식히고, Reading Chemical Balance를 사용해 청량접시 및 실험용 도정메밀의 무게를 측정하였다. 아세트산을 첨가하여 pH 3.5로 조정한 물에 도정메밀을 침지시킨 후, 50℃ 항온 수조에서 보온하면서 시간별로 채취하고 15분간 탈수하여 물기를 제거한 후, 중량을 측정하여 시간에 따른 도정메밀의 수분흡수율을 측정하였다.
그 결과, 침지 3시간 후부터는 수분흡수율이 명확한 차이를 나타내지 않았다 (참조: 표 2). 따라서 본 실험에서는 균 접종용에 침지시간을 3시간으로 결정하여 실험하였다.
메밀의 수분흡수율
침지시간(시간)
0 1 3 5 7
메밀 중량(g) 20.0041 20.0208 20.0190 20.0110 20.0022
침지후 중량(g) 20.0041 30.7858 31.1240 31.1690 31.1604
침지후 수분흡수율(%) 0 53.7691 55.4723 55.7593 55.7848
(4) 홍국종균 및 홍국 제조
(i) 종균 제조
홍국균M. ruberATCC 20657 및M. ruberKCCM 60167를 각각 PDA 배지를 사용하여, 24℃와 26℃에서 각각 7일간 사면 배양하여 포자를 충분히 생성시키고 살균된 핀셋으로 포자를 취하여 PDB 배지에 접종한 다음, 250㎖ 삼각플라스크에서 7일간 진탕 배양하여 균사체를 형성시켰다. 균사체는 무균 상태에서 마쇄하고 적당량의 식염수에 현탁하여 홍국제조의 종균으로 사용하였다.
(ii) 홍국 제조
백미 (대조구로 사용), 도정메밀, 발아메밀을 각각 수세한 다음, 아세트산을 첨가하여 약 pH 4로 조정한 물에서 3시간 불린 후, 물기를 제거하고 250㎖ 삼각플라스크에 20g 씩 넣어 121℃에서 15분 동안 살균한 다음, 마쇄한 홍국 종균을 접종하여 배양하였다. 종균 균사체는 10% (v/w)되게 접종하여 24℃∼26℃ 에서 각각 10일간 호기적 조건에서 배양한 후, 50℃에서 12시간 이상 건조하여 보존하였다.
(5) 홍국의 루틴, 모나콜린 K의 추출 및 분석
(i) 홍국의 루틴 분석
홍국에서 루틴 분석을 위한 HPLC 분석용 시료용액의 제조 및 HPLC 분석조건은, 상기한 『(2) 도정메밀 및 발아메밀에 함유된 루틴 분석』에 기재된 바와 동일하다.
(ii) 홍국의 모나콜린 K 분석
모나콜린 K의 표준검량선 작성
내부표준물질로서 mevinolin (모나콜린 K) 2㎎을 20㎖ 75% 에탄올에 용해시키고, 50㎍/㎖, 40㎍/㎖, 30㎍/㎖, 20㎍/㎖, 10㎍/㎖씩 단계적으로 희석한 다음, 각 표준용액을 10㎕ 주입하여 얻은 크로마토그램으로부터 면적을 구한 후 이들 면적과 표준용액의 농도를 변수로 하여 검량선을 작성하였다.
시료용액 조제
건조한 홍국 시료를 메밀 분쇄시와 동일한 조건으로 분쇄한 다음, 1g의 시료를 75% 에탄올 10㎖에 용해시켜 2시간 동안 추출한 후, 멤브레인 필터 (0.45㎛, millipore)로 여과하여 HPLC로 분석하였다.
HPLC 분석조건
HPLC 분석조건은 아래의 표 3과 같다.
HPLC 기기 Yong-Lin M930
검출기 Yong-Lin M720
파동 길이 237nm
칼럼 Symmetry C18(5㎕ pore size; 3.9×150mm; Waters)
이동상 물:메탄올:인산 = 24.9:75:0.1(v/v/v)
유속 1.0㎖/분
투입부피 10㎕
3. 실험결과
(1) 도정메밀 및 발아메밀의 루틴(rutin) 함량
도정메밀 및 이를 발아시킨 메밀의 루틴 함량의 변화는 아래 표 4 및 도 1에 나타나 있다.
루틴 함량 (mg/100g)
1차 2차 3차 평균
도정메밀 10.47 11.07 10.28 10.61
발아메밀(mm)
1 9.71 10.66 9.42 9.93
3 11.73 12.24 11.56 11.84
7 17.48 17.96 17.22 17.55
10 24.42 25.12 24.15 24.56
12 27.25 28.27 27.13 27.55
도정메밀에서 검출된 루틴 함량은 평균 10.61㎎/100g으로서, 기존에 보고된국내산 메밀의 루틴 함량보다는 약간 떨어지기는 하지만, 루틴을 가장 많이 함유하고 있는 것으로 알려진 껍질부분이 제거된 메밀을 사용한 점을 고려한다면 기존의 보고와 큰 차이는 없다 {참조: Maeng, Y.S., Park, H.K. 및 Kwon, T.B., "Analysis of rutin contents in buckwheat and buckwheat foods",Korean J. Food Sci. Technol. 22: 732-737 (1990); Lee, M.S. 및 Sohn, K.H., "Content comparison on dietary fiber and rutin of Korean buckwheat according to growing district and classification",Korean J. Soc. Food Sci.10: 249-253 (1994); Kim, J.S., Park, Y.J., Yang, M.H. 및 Shim, J.W., "Variation of rutin content in seed and plant of buckwheat germplasms",Korea J. Breed.26: 384-388 (1994)}.
루틴 함량은 발아초기에 약간 감소하였다가 발아가 진행됨에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 이는, 메밀의 루틴 함량은 발아에 따라 최대 50배 정도까지 증가한다는 발표와 일치하는 결과이다 {참조: Kwon, T.B., Manufacturing method for germinated buckwheat extract of increasing rutin contents and composition of buckwheat drink, 대한민국 특허 제94-14347호}.
도정메밀 및 발아메밀에 있어서, 루틴의 HPLC 용출 패턴은 아래와 같았으며,유지 시간(retention time)은 2.602분이었다.
(2) 홍국메밀의 루틴 함량
도정메밀 및 발아메밀에 홍국균을 접종하여 만든 홍국메밀의 루틴 함량은, 크게 변화하지는 않았지만, 홍국균을 접종하기 전보다는 조금씩 낮게 나타났다. 이러한 결과는 홍국균의 증식에 따라 시료 단위무게 당 메밀이 차지하는 비율이 조금 감소한 결과로서, 홍국균의 증식이 루틴의 함량에는 영향을 미치지 않는 것으로 보인다 (참조: 표 5).
홍국메밀의 루틴 함량
루틴 함량 (mg/100g)
1차 2차 3차 평균
도정메밀 9.96 10.54 10.18 10.23
발아메밀(mm)
1 9.20 9.76 9.43 9.46
3 10.25 11.42 10.01 10.56
7 15.84 15.22 14.83 15.30
10 23.96 23.76 22.23 23.32
12 24.88 25.91 25.38 25.39
한편, 홍국메밀에서의 루틴의 HPLC 용출 패턴은 아래와 같았으며, 유지시간은 2.470분이었다.
(3) 홍국의 모나콜린 K 함량
홍국메밀 시료로부터 수득한 모나콜린 K의 피크(peak)는, 표준품과 일치하는7.23분에서 검출되었다.
모나콜린 K의 함량은, 발아하지 않은 도정메밀에서 가장 높게 나타났으며, 메밀 싹 길이가 증가함에 따라 모나콜린 K의 함량은 점차 감소하는 것으로 나타났다 (참조: 표 6 및 도 3). 이러한 메밀의 발아에 따른 모나콜린 K 함량의 감소는, 메밀의 발아 과정에서 홍국균의 증식에 필요한 영양분이 감소되었기 때문으로 생각된다. 따라서, 메밀에 홍국균을 증식시키는 경우, 모나콜린 K의 생산량은 홍국균의 생장과 정비례 관계에 있는 것으로 나타났다.
한편, 본 실험에서 사용한 ATCC 20657 균주는 Endo 등이 사용한M. ruberNo.1005 균주와 동일한 균주이다 {참조: Endo, A., Monacolin K, A new hypocholestrolemic agent produced by aMonascusspecies,J. Antibiotics. 32:852-854, 1979; Endo, A., Monacolin K, A new hypocholestrolemic agent that specifically inhibits 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase,J. Antibiotics. 33: 334-336, 1980}. ATCC 20657 균주는 도정메밀에서 0.3510 ㎎/g의 모나콜린 K를 생산한 데 비해, KCCM 60167 균주는 더 많은 양인 0.4138 ㎎/g을 생산하였다.
백미와 도정 메밀에서의 모나콜린 K의 생산량을 비교한 결과, 두 균주 모두에서 메밀에서 백미보다 15배 정도의 많은 양의 모나콜린 K를 생산한 것으로 나타났다. 이러한 결과는, 메밀이 백미에 비해서 단위 무게당 표면적이 넓어 홍국균의 생육에 도움을 준 것으로 생각되며, 메밀의 성분이 백미에 비해 홍국의 생장에 더 좋을 가능성도 있다고 생각된다.
홍국의 모나콜린 K의 함량
홍국균주 홍국 시료 모나콜린 K(mg/g)±SD
ATTC 20657 대조군(백미) 0.0236±0.0014
도정메밀 0.3510±0.0084
발아메밀(mm)
1 0.2835±0.0046
3 0.0489±0.0017
7 0.0156±0.0006
10 0.0018±0.0004
12 0.0017±0.0002
KCCM 60167 대조군(백미) 0.0272±0.0015
도정메밀 0.4138±0.0068
발아메밀(mm)
1 0.3922±0.0046
3 0.3973±0.032
7 0.2377±0.0016
10 0.1572±0.0021
12 0.1176±0.0018
한편, 도 4에서는, 발아메밀을 이용한 홍국에 있어서, 발아에 따른 루틴과 모나콜린 K 함량의 변화를 동시에 보여주고 있다. 도 4를 통해 알 수 있는 바와 같이, 메밀의 발아에 따라 루틴의 함량은 증가하지만 모나콜린 K의 함량은 감소하는 경향을 보이고 있다.

Claims (3)

  1. 루틴 및 모나콜린 K를 모두 함유하는, 홍국균으로 발효된 메밀.
  2. 제1항에 있어서, 홍국균이 모나스커스 루버 (Monascus ruber)인 것을 특징으로 하는 홍국균으로 발효된 메밀.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 메밀이 발아되지 않은 도정 메밀 또는 발아 메밀인 것을 특징으로 하는 홍국균으로 발효된 메밀.
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