KR20070034801A

KR20070034801A - 높은 유해 산소 제거 능력을 갖는 차가버섯 발효 음료의제조

Info

Publication number: KR20070034801A
Application number: KR1020050089361A
Authority: KR
Inventors: 조용구; 봉 환 정
Original assignee: 조용구
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2007-03-29
Also published as: KR100801435B1

Abstract

본 발명은 시베리아 지역에서 16세기를 전후한 시기부터 불치병을 치료하는 민간 비약(秘藥)으로 전해져 내려왔으며, 과학적인 연구가 뒷받침된 현대에 이르러서 러시아 병원에서 암치료를 위해 공식적으로 처방되는 약초(Herb)로 인정받고 있으며, 항종양 활성, 항노화 작용이 뛰어난 차가 버섯을 이용하여 건강 음료를 제조하는 방법에 관한 것으로, 대부분이 버섯 자체를 농산물의 형태로 유통하고 있고, 일부 제품의 경우 단순히 추출 후 포장한 제품을 판매하고 있으나 본 발명에서는 차가버섯 유효성분을 극대화 할 수 있는 과학적인 방법 특히 유해 산소 제거 능력이 뛰어나게 만드는 발효법에 의한 음료 제조법을 개발하고자 하였다. 이를 위하여 본 발명은, 차가버섯을 세척하는 단계, 차가버섯, 흑설탕, 광천수를 주성분으로 하여 발효를 위한 배지를 조성하는 단계, 121℃로 15분간 살균하는 단계, 상온까지 냉각한 배지에 발효미생물을 접종하는 단계, 20℃～30℃의 온도에서 발효하는 단계, 여과 후 병입하여 살균하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.

차가버섯, 발효, 유해산소제거, EDA, 총폴리페놀

Description

높은 유해 산소 제거 능력을 갖는 차가버섯 발효 음료의 제조 {Manufacture of Chaga mushroom fermentation drink that have high poisonous oxygen elimination ability}

도 1은 차가버섯을 열탕 추출한 것의 EDA 변화

도 2는 차가버섯을 열탕 추출한 것의 총폴리페놀함량 변화

도 3은 발효 온도에 따른 EDA 변화

도 4는 발효 온도에 따른 총폴리페놀 함량의 변화

본 발명은 높은 유해 산소 제거 능력을 갖는 차가버섯 발효 음료의 제조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차가버섯, 흑설탕, 광천수를 주성분으로 하는 배지에 발효미생물을 접종하여 발효 후 여과 병입하는 차가버섯 발효 음료 제조 방법에 관한 것이다.

차가버섯은 북위 45℃ 이상 되는 러시아 시베리아를 중심으로 캐나다, 미국 등의 북아메리카에서 유럽의 스칸디나비아 반도에 이르기까지 광대하게 펼쳐져 있는 타이가 기후대의 자작나무 삼림지대에서 자생한다. 또한 강원도 일부, 일본 홋카이도에서도 간혹 소량으로 발견되기도 한다. 차가버섯은 버섯의 특징을 지니고 있으면서 동시에 일반 버섯과는 확연히 차별되는 특징도 가지고 있다. 차가버섯은 포자로 번식되지 않고 자작나무에 침투한 바이러스가 자작나무와 싸우면서 생겨나는 특이한 생명체이며 시베리아 등 혹한 지역의 살아있는 자작나무에서 자생하는 매우 독특한 버섯이다. 차가버섯의 성장과정은 자작나무의 상처를 통해 침투한 바이러스가 자작나무와 싸우는 과정을 통해 암과 같은 변종의 생명체가 생겨나고, 이것이 자작나무 내부에서 목질 부분을 제거하며 자리 잡고, 자작나무의 몸속에 2m에 이르는 긴 뿌리를 내려 수액과 목질은 물론, 자작나무가 생존을 위해서 만들어 내는 플라보노이드까지 섭취하면서 7년 이상 성장한다. 그 후 껍질을 깨고 표면으로 나와 외부에서 2차로 성장을 하면서 비로소 차가 버섯의 형태를 갖추게 된다. 처음 껍질을 깨고 나온 어린 차가버섯은 전체 두께가 얇고 까만 겉껍질과 고동색 살 부분으로 되어 있다. 차가버섯이 밖으로 나온 다음 나무속에서 느끼지 못했던, 혹한(-50°C 이하)의 시베리아 강추위에서 살아남기 위해 껍질의 두께를 급속히 늘려 가는데, 까만 겉껍질은 자라는 속도가 느려서 겉껍질 밑에 속껍질을 만들면서 두께를 늘려 간다. 15년 이상 혹한에서 나이를 먹고 천천히 성장한 차가버섯의 겉껍질(표면)은 균열도 깊고 단단하며 속 부분의 살도 돌처럼 단단해 지면서 밝은 색을 띠는 엽맥이 발견된다. 15～20년 (간혹 드물게 그 이상) 정도 지나면 자작나무는 차가버섯 때문에 죽어가며 차가버섯도 자작나무와 함께 그 생을 마감하게 된다.

순수과학잡지 러시아판(2003년 8호)의 미이라와 차가버섯에 의하면 1991년 알프스산맥에서 발견된 5,300년 된 미이라의 가방에 2개의 차가버섯 조각이 들어 있었다. 오스트리아 인스부르그 대학의 Jim Dickson, Klaus Oeggl 교수와 세계적인 고고 환경생리학자 Linda Handley 박사가 참여한 연구팀에서 이 미이라의 직업, 나이 그때의 의료 환경, 기후 등과 함께 이 미이라가 가지고 있던 차가버섯은 사람에게 사용할 목적으로 소지하고 있었다는 사실을 밝혀냈다. 시베리아 지역에서는 대략 16세기 이전부터 민가에서 사용되어 왔으며, 과학적인 연구가 이루어지기 시작한 것은 19세기 후반이었다. 1951년 소련 과학아카데미 산하 V. L. 코마로프 식물학연구소와 모스크바 의학아카데미에서 지원받은 N. K. 불라토바 교수, M. P. 베레지노이 교수, P. A. 야키모바 교수로 구성된 러시아 약제 연구소에서부터 차가버섯에 대한 연구가 본격적으로 이루어지기 시작했다. 현재 러시아에서는 차가버섯에 대해, 자연물인 덩어리는 농산물로 분류되어 약국에서는 취급을 할 수가 없으나 분쇄 이상의 가공을 한 제품은 약품으로 인정하여, 약국에서 공식적으로 판매를 하고 있다.

차가버섯의 화학적 성분은 다음과 같다. 차가버섯에는 12.3%미만의 재가 함유되어 있는데, 이 재 속에는 SiO2, Fe2O3, Al2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, ZnO, CuO, Mn2O3 등의 산화물들이 포함되어 있으며 다량의 칼륨이 함유되어 있다. 차가버섯에서는 수산(oxalic acid), 의산(개미산), 초산, 낙산, 바닐린산, 파라옥시벤조, 테트라사이클린 트리테르펜 그룹의 두 개의 트리테르펜산(triterpene acid), 오블리크비노산, 이노노토산 등의 산들이 검출되었다. 또한 프리페놀, 다당류(이것의 가 수분해의 결과로 환원당이 만들어진다), 프테린, 리그닌, 세포막질, 스테린-에르고스테롤, 라노스테롤, 이노토디올 등이 함유되어 있다. 차가의 주요 생물학적 활성 물질로 간주되는 것은 수용성 크로모겐(chromogen)인데, 이것은 화학적 활성을 지닌 페놀 알데이드, 폴리페놀, 옥시페놀카본산 및 그것들의 퀴논(quinone) 복합체로 형성된 것이다. 크로모겐 복합체에서는 휴민(humin)유사 물질들이 추출되는데, 이 물질들의 분해물이 포도당, 갈락토스, 자일로스 등 이다.

최근 일본에서 연구된 내용에 의하면 다른 버섯들과 비교하여 유효성분들이 매우 높음이 밝혀졌다. 차가버섯의 영양학적 성분은 표1에 다른 버섯과의 성분 비교는 표2에 나타내었다.

차가버섯의 영양학적 성분

성 분	함 량(단위 100g)
수분	12%
단백질	2.1g
지방	1.5g
회분	7.1g
당질	11.7g
식물섬유	63.9g
나트륨	2.1mg
β-글루칸(총량)	11.3g
열량	137kcal

※분석기관: 일본 식품 분석센터

다른 버섯과의 성분 비교

항목	단위	차가버섯	아가리쿠스	상황버섯
SOD	단위/g	11,449	3,448	4,452
β-(1.3)D-글루칸	㎍/100g	56.68	10.86	5.27
나트륨	mg/ℓ	30.25	56.75	30.37
칼륨	mg/ℓ	30.25	21.0	9.9
칼슘	mg/ℓ	8.893	8.8	2.99
철	mg/ℓ	0.42	0.09	0.06
아연	mg/ℓ	0.005	0.005	0.0
마그네슘	mg/ℓ	1.73	1.92	0.81
비타민C	mg/ℓ	33.7	22.2	31.5

※분석기관: 일본 북해도립 식품가공센터

이 분야와 관련된 종래 특허 기술을 살펴보면 대부분 열탕 추출에 의해 유효 성분을 얻는 것이고, 직접적으로 관련 있는 특허 출원은 “차가버섯 발효 조성물의 제조방법 및 그 용도(A method for preparation of fermented Inonotus Obliquus and the use thereof)”에 관한 것으로 차가버섯의 기능성을 증대시키기 위하여 차가버섯 분말 단독을 원료로 하거나 차가버섯 분말에 설록차 또는 어성초를 혼합한 것을 원료로 하여 콩, 혈분 및 설탕의 혼합물을 발효시켜 얻어진 발효 미생물원을 상기 원료에 첨가하고 이들을 발효시킴으로써 차가버섯 발효 조성물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 청구항은 콩, 혈분, 설탕을 혼합하고 이들 혼합물을 자연 발효시킴으로써 차가버섯 발효를 위한 발효 미생물원을 얻는 단계; 및 상기 단계에서 얻어진 발효 미생물원을 차가버섯 분말에 첨가하여 발효시키는 것을 특징으로 하는 차가버섯 발효물의 제조방법에 관한 것이다. 그러나, 본 발명에서는 차가버섯분말을 사용하지 않고 버섯 그대로를 사용하고, 설록차 또는 어성초를 혼합하지 않고 차가버섯 자체만을 사용한다. 미생물 접종원의 경우도 콩, 혈분 및 설탕의 혼합물을 발효시켜 사용하지 않고, 실험실에서 일반적으로 사용하는 Nutrient Broth를 배지로 사용하였다. 그리고, 본 발명은 차가버섯을 세척하는 단계, 차가버섯, 흑설탕, 광천수를 주성분으로 하여 발효를 위한 배지를 조성하는 단계, 121℃로 15분간 살균하는 단계, 상온까지 냉각한 배지에 발효미생물들(Lactobacillus plantarum , Lactobacillus brevis , Streptococcus faecalis , Pediococcus cerevisiae , Leuconostoc mesenteroides등의 유산균과 Achromobacter , Flavobacterium , Pseudomonas속에 속하는 호기성 세균들이 혼합되어 있는 것)을 접종하는 단계, 20℃～30℃의 온도에서 발효하는 단계, 여과 후 병입하여 살균하는 단계로 이루어져서 상기의 출원과는 재료 및 방법이 근본적으로 다르다고 할 수 있다.

본 발명을 통해 최근 민간요법에서 항암, 항당뇨 효과로 큰 관심을 끌고 있으며, 항종양 활성, 항노화 작용이 뛰어난 차가 버섯을 이용하여 건강 음료를 제조하는 기술을 개발하고자 한다. 일반적으로 사용되는 단순 열탕 추출이 아닌 차가버섯 유효성분을 극대화 할 수 있는 과학적인 방법, 특히 유해산소 제거능력이 뛰어나게 만드는 발효법에 의해 음료를 제조하는 기술의 확립이 본 발명을 통해 이루고자 하는 기술적 과제이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 차가버섯을 세척하는 단계, 차가버섯, 흑설탕, 광천수를 주성분으로 하여 발효를 위한 배지를 조성하는 단계, 121℃로 15분간 살균하는 단계, 상온까지 냉각한 배지에 발효미생물들을 접종하는 단계, 20℃～30℃의 온도에서 발효하는 단계, 여과 후 병입하여 살균하는 단계로 이루어진다.

< 실시예 1 >

본 실시 예는 2002년에 발행된 한국식품과학회지 34권 3호 498페이지부터 504페이지에 나와 있는 EDA 측정법을 활용하여 다음과 같이 분석하였다. 샘플 100μL에 1X10-4M DPPH(α,α-diphenyl-β-picrylhydrazyl) 1,400μL를 합하여 4분간 반응시키고 12,000rpm에서 3분간 원심분리한 후 상등액만 취한다. 상등액을 10분간 반응시키고 분광광도계를 사용하여 525nm에서 흡광도를 측정한다. 측정된 흡광도는 아래식에 넣어 EDA 값을 구한다.

EDA(%) = 1 - ( 샘플의 흡광도 / 증류수의 흡광도) X 100

< 실시예 2 >

총 폴리페놀화합물은 Folin-Ciocalteu reagent가 추출물의 폴리페놀성 화합물에 의해 환원된 결과 몰리브덴 청색으로 발색하는 것을 원리로 분석하였다. 시료 10 m ℓ와 50% Folin-Ciocalteu's resent solution 0.1mℓ를 혼합하여 실온에서 3분간 방치한 후 분광 광도계(BECKMAN. DU-650. USA)를 사용하여 760nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 gallic acid를 사용하였으며. 검량선을 작성 후 추출물의 총 폴리페놀 함량을 건조된 차가버섯 100g중의 mg gallic acid로 나타내었다.

< 실시예 3 >

일반적으로 사용되는 단순 열탕 추출과 비교하기 위하여 반응 온도와 반응 시간을 여러 가지로 달리하여 차가버섯을 열탕 추출하였다. 이때 각 반응 온도 및 반응 시간에서 실험한 샘플들에 대해 유해 산소 제거 능력의 지표로 EDA와 총 폴리페놀함량의 변화를 측정하였고, 그 결과는 도1과 도2에 나타내었다.

< 실시예 4 >

차가버섯 유효성분을 극대화 할 수 있는 방법 특히 유해 산소 제거 능력이 뛰어나게 만드는 발효법에 의한 음료 제조법을 개발하고자 하여 다음과 같이 실험하였다. 차가버섯을 세척하는 단계, 차가버섯, 흑설탕, 광천수를 주성분으로 하여 발효를 위한 배지를 조성하는 단계, 121℃로 15분간 살균하는 단계, 상온까지 냉각한 배지에 발효미생물들(Lactobacillus plantarum , Lactobacillus brevis , Streptococcus faecalis , Pediococcus cerevisiae , Leuconostoc mesenteroides등의 유산균과 Achromobacter , Flavobacterium, Pseudomonas속에 속하는 호기성 세균들이 혼합되어 있는 것)을 접종하는 단계, 20℃～30℃의 온도에서 발효하는 단계, 여 과 후 병입하여 살균하는 단계로 실험을 진행하였고, 각각의 실험 조건에서 취한 샘플들에 대해 유해 산소 제거 능력의 지표로 EDA와 총 폴리페놀함량의 변화를 측정하였다. 그 결과는 도3과 도4에 나타내었다.

현재 대부분의 차가버섯이 버섯 자체를 농산물의 형태로 유통하고 있고, 일부 제품의 경우 단순히 열탕 추출 후 포장한 제품을 판매하고 있으나, 본 발명에 의한 제품 생산이 이루어질 경우 차가버섯 유효성분을 극대화 할 수 있고 특히 유해 산소 제거 능력이 뛰어난 차가버섯 발효음료를 만들 수 있다. 항종양 활성, 항노화 작용이 뛰어난 차가 버섯의 유효 성분 이용성을 증진할 수 있고, 건강식품으로의 상품화를 통해 수요 창출과 고부가가치의 창출이 가능하며, 국민 보건 향상에 이바지할 수 있다.

Claims

차가버섯을 세척하는 단계, 차가버섯, 흑설탕, 광천수를 주성분으로 하여 발효를 위한 배지를 조성하는 단계, 121℃로 15분간 살균하는 단계, 상온까지 냉각한 배지에 발효미생물들(Lactobacillus plantarum , Lactobacillus brevis , Streptococcus faecalis, Pediococcus cerevisiae , Leuconostoc mesenteroides등의 유산균과 Achromobacter, Flavobacterium , Pseudomonas속에 속하는 호기성 세균들이 혼합되어 있는 것)을 접종하는 단계, 20℃～30℃의 온도에서 발효하는 단계, 여과 후 병입하여 살균하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 높은 유해 산소 제거 능력을 갖는 차가버섯 발효 음료의 제조 방법