KR20130053554A - 청대 추출물을 유효성분으로 함유하는 천연 식품 첨가제, 이의 제법 - Google Patents

청대 추출물을 유효성분으로 함유하는 천연 식품 첨가제, 이의 제법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 청대 추출물을 유효성분으로 함유하는 식품첨가제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 본 발명의 청대 추출물이 오염된 식품에서 분리한 미생물에 대하여 우수한 생육 억제효과를 나타냄으로써, 각종 식품의 신선도 유지에 도움을 주어 식품을 장기간 보존할 수 있는 천연 식품보존제 또는 천연 방부제로 유용하게 이용될 수 있으며 식품의 저장이나 보존상의 이점을 득할 수 있도록 하고, 합성 식품보존제를 대신 기능을 제공하고자 하는 것이다.

Description

청대 추출물을 유효성분으로 함유하는 천연 식품 첨가제, 이의 제법 {A natural food additive comprising an extract of Persicaria tinctoria as an active ingredient, and the preparation thereof}
본 발명은 청대 추출물을 유효성분으로 함유하는 천연 식품 첨가제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
1. 식품의약품안전청, 식품공전., p.608, 2008.
2. 식품의약품안전청, 식품공전., p.597, 2008.
3. 안선아 외 4인, 국내 식품 보존료의 위해평가 사례 연구, 식품과학과 산업, 36(2);pp.72-78, 2003.
4. 김대근 외 5인, 본초생약학, 도서출판 신일상사, pp.127-128, 2005.
5. 한신영 외 1인, 발효쪽 추출물의 생리적 기능과 염색특성(제2보), 한국의류학회, 한국의류학회지, 24(8), pp.1146-1154, 2000.
6. 우영민 외 3인, 쪽 꽃에서 분리한 타이로시네이즈 저해 화합물, 한국응용생명화학회, 한국응용생명화학회지, 54(1), pp.47-50, 2011.
7. 오지은 외 1인, 천연 쪽 분말염료의 현황 및 염색특성 연구, 한국의류학회, 한국의류학회지, 35(7), pp.736-747, 2011.
8. 유영은 외 5인, 천연물을 이용한 항균성 염료의 개발, 한국미생물생물공학회, 한국미생물생물공학회지, 38(1), pp.32-39, 2010.
식품첨가물이란 가공식품에 특별한 목적을 가지고 사용되는 것으로서 각 첨가물별로 용도가 정해져 있다. 식품의 제조, 가공 중에 사용되는 첨가물은 보통 특정하게 한 가지 용도로만 사용되기보다는 대부분 복합적인 목적으로 사용되는 것이 일반적이다. 각 국가에서는 식품첨가물의 일반적인 기술적 특성 범위에 따라 첨가물의 용도를 지정하는 범위가 조금씩 상이하다. 현행 공전 상에서는 용도 분류보다는 화학적합성품, 천연첨가물, 혼합제제로 분류하고 있다(식품의약품안전청, 식품공전, 2008, p608). 식품 보존의 목적으로 사용되는 보존료는 반드시 표시를 하여야 하며 그 종류는 데히드로초산 및 그 염류, 소르빈산 및 그 염류, 안식향산 및 그 염류, 파라옥시안식향산 염류, 프로피온산 및 그 염류로서 모두 18종이다(식품의약품안전청, 식품공전, 2008, p597). 국내에서 가장 많이 사용되는 보존료는 소르빈산칼륨이며 그 다음 순으로 파라옥시안식향산에스테르류, 안식향산나트륨 등이 사용됨을 볼 수 있으며 피로피온산류 또는 데히드로초산류는 거의 사용되지 않고 있다. 보존료란 미생물의 증식에 의해서 일어나는 식품의 변질, 부패 및 화학적 변화를 방지하여 식품의 영양가와 신선도를 유지시키기 위해 사용되는 식품첨가물로서 일반적으로 방부제로 불려지는 물질을 말한다. 보존료의 작용은 첫째 부패미생물의 발육저지를 위한 정균작용, 둘째 살균작용, 셋째 식품 중의 효소 또는 부착 미생물의 부패작용을 하는 효소작용의 저해로 나눌 수 있으며 실제 식품에 첨가가 허용된 농도로서는 대부분 미생물의 살균작용보다는 정균작용과 효소작용 저해를 그 목적으로 하고 있다(안선아, 조양희, 하상도, 박기환, 윤광로, 국내 식품 보존료의 위해평가 사례 연구, 식품과학과 산업, 2003;36(2);72-78). 국내 식품 등의 표시기준에 따라 이중 보존료는 미생물에 의한 오염으로부터 식품을 보호하여 저장기간을 연장시키는 것으로 정의되어 있으며 이에는 항균제, 항미생물제, 박테리오파지조절제, 화학불임제/와인숙성제, 살균제도 포함시키고 있다.
이러한 합성첨가물의 사용은 인체 내에서 발암을 유발할 수 있다는 학계의 보고가 이어지면서 소비자들로부터 외면을 받고 있으며 이를 극복하기 위하여 다양한 천연물을 소재로 하여 천연의 식품첨가물이 개발되고 있다. 그러나 여전히 천연 소재로부터의 식품첨가물의 개발이 필요한 상황이다.
청대는 쪽 Persicaria tinctoria H. Gross 또는 기타 동속 유사식물(여뀌과 Polygonaceae)의 잎을 발효시켜 얻은 가루이다. 한국과 중국이 산지이며 Indigo 5% 이상을 함유하고, 아울러 indirubin이 함유되어 진다고 알려져 있다(김대근 외 5인, 본초생약학, 도서출판 신일상사, p. 127-128, 2005).
청대에 관한 기존의 연구를 살펴보면 멜라닌 생합성 저해 효과(우영민 외 3인, 쪽 꽃에서 분리한 타이로시네이즈 저해 화합물, 한국응용생명화학회, 한국응용생명화학회지, 54(1), pp47-50, 2011)와 천연과 발효 쪽 분말을 염료로 사용하였을 때의 효과비교(오지은 외 1인, 천연 쪽 분말염료의 현황 및 염색특성 연구, 한국의류학회, 한국의류학회지, 35(7), pp.736-747, 2011) 등이 있으나 상기 문헌 어디에도 청대 추출물이 식품 오염균에 효과적으로 작용하여 천연 식품보존제로서 사용할 수 있다는 어떠한 개시도 된 바가 없다.
이에 본 발명자들은 청대 추출물이 오염된 식품으로부터 분리된 미생물에 대한 항균성을 나타내어 식품의 보존을 위한 천연 소재로 사용할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 식중독균에 대하여 강한 항균활성을 가지는 식물유래 항균물질을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 인체에 안전하며, 거부감 없이 식품으로 섭취할 수 있는 식물유래 항균물질을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 식중독 유발식품에 용이하게 첨가하여 식중독 발병을 예방할 수 있는 식물유래 항균물질을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 청대 추출물을 유효성분으로 함유하는 천연 식품첨가제를 제공한다.
본원에서 정의되는 천연 식품첨가제는 천연 식품보존제, 식품부패 방지제 또는 식품 살균제를 포함한다.
본원에서 정의되는 천연 식품보존제, 식품부패방지제 또는 식품 살균제인 조성물은 바람직하게는 식품에서 발생되어 품질을 저하시키는 것으로 알려진 미생물, 구체적으로는 바실러스 균, 특히, CBB1 Bacillus subtilis , CBB4 Bacillus sp ., CBB5 Bacillus circulans , CBB6 Bacillus sp ., CBB7 Bacillus sp ., CBB8 Bacillus sp ., CBB9 Bacillus sp ., CBB11 Bacillus sp ., CBB12 Bacillus sp , CBB13 Bacillus sp., CBB14 Bacillus sp., CBB15 Bacillus benzoevorans 등의 바실러스 균,; 또는 파에니바실러스속 균, 특히, CBB3 Paenibacillus sp ., CBB10 Paenibacillus sp . 등의 파에니바실러스속 균에 강력한 항균활성을 나타냄을 특징으로 한다.
본원에서 정의되는 청대 추출물은 청대(Persicaria tinctoria)의 잎, 줄기, 뿌리 또는 전초, 바람직하게는 잎으로부터 추출된 추출물을 포함한다.
또한 본 발명은 건조 청대 중량의 약 1 내지 25배(v/v)양의 C1 내지 C4의 저급 알콜 용매 또는 이들과 물의 혼합 용매, 바람직하게는 물 및 에탄올 혼합용매, 30 내지 100% 에탄올 혼합 용매로, 실온에서 약 10 내지 96시간 동안 냉침 추출, 환류 냉각 추출 또는 초음파 추출 등의 추출방법을 수행하여 추출물 잔사를 수득하는 제 1단계; 상기 추출물을 여과 및 농축하여 건조 청대 추출물을 수득하는 제 2단계 공정을 포함하는 본 발명의 청대 추출물을 제조하는 제조방법을 제공한다.
본원에서 정의되는 추출물의 천연 식품보존제 조성물은 식품 총 중량에 대하여 0.1 내지 50 중량%, 바람직하게는 1 내지 30 중량%로 사용함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 생약 추출물을 수득하는 방법을 상세히 설명한다.
본 발명의 생약 추출물은 청대를 구입하여 세척 후, 음건하여 마세한 후, 청대 중량의 약 1 내지 25배, 바람직하게는 약 10 내지 20배 분량의 C1 내지 C4의 저급 알콜 용매 또는 이들과 물의 혼합 용매, 보다 바람직하게는 물 및 에탄올 혼합용매, 보다 바람직하게는 30 내지 100% 물 및 에탄올 혼합용매로, 실온에서 약 10 내지 96시간, 바람직하게는 30 내지 80시간 동안 냉침 추출, 환류 냉각 추출 또는 초음파 추출 등의 추출방법을 수행하여 추출물 잔사를 수득하고 이 추출물을 여과지로 여과하고, 얻은 여액을 진공회전농축기 등으로 농축 및 건조시켜 본 발명의 청대 추출물을 수득할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 제조방법 및 상기 제조방법으로 제조된 청대 추출물을 유효성분으로 함유하는 천연 식품보존제, 식품부패방지제 또는 식품 살균제를 제공한다.
또한 본 발명은 청대 추출물을 유효성분으로 함유하는 식품 또는 식품 첨가제를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 천연 식품보존제, 식품부패방지제 또는 식품 살균제를 0.5 내지 20 중량%로 포함하는 식품을 제공한다.
본 발명의 천연 식품보존제, 식품부패방지제 또는 식품 살균제는 바람직하게는 식중독균에 대하여 항균활성을 가지는 것이다. 천연 식품보존제, 식품부패방지제 또는 식품 살균제는 상기 추출물을 단독으로 포함할 수 있으며, 그 외 약리학적으로 허용 가능한 물질을 더욱 포함할 수 있다. 상기 약리학적으로 허용가능한 물질은 기존 항균제 또는 살균제일 수 있으며, 희석제 또는 부형제일 수 있다.
기존 항균제의 일예로는 라이소자임, 폴리라이신, 프로타민, 콘알부민, 아비딘 등의 단백질과, 아세트산, 밴조익산, 알레익산 및 숙시닉산 등의 유기산, 팩틴분해물, 갈변반응물질, 저급지방산 에스테르 또는 향신료가 있다.
본 발명의 천연 식품보존제, 식품부패방지제 또는 식품 살균제는 바람직하게는 상기 추출물을 0.1 내지 50 중량%로 포함하나, 상기 함량은 첨가물의 종류나 천연 식품보존제, 식품부패방지제 또는 식품 살균제의 제형에 따라 적절히 조절할 수 있다. 천연 식품보존제, 식품부패방지제 또는 식품 살균제의 제형은 사용목적에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 적용가능한 대표적인 제형으로는 과립제, 산제, 시럽제, 액제, 에어로솔제, 유제, 현탁제 또는 주정제이다.
또한 본 발명의 천연 식품보존제, 식품부패방지제 또는 식품 살균제는 주정, 에탄올, 메탄올, 시판되는 알콜계 소독제 등의 알콜계 소독제를 더욱 포함할 수 있다. 본 발명의 추출물은 알콜계 소독제와 함께 사용할 경우 항균활성이 현저히 향상되는 시너지 효과를 가지므로, 천연 식품보존제, 식품부패방지제 또는 식품 살균제에 알콜계 소독제를 추가로 포함하여 항균효과를 극대화시킬 수 있다. 최적의 시너지 효과를 가지는 바람직한 비율은 본 발명의 추출물 대 알콜계 소독제가 1:99 내지 1:4 중량비로 혼합되는 것이며, 상기 중량비 범위를 벗어날 경우 시너지 효과가 거의 없거나, 효과대비 비경제적일 수 있다. 상기 알콜계 소독제는 바람직하게는 에탄올이다.
본 발명은 인체에 무해하여 천연 식품보존제, 식품부패방지제 또는 식품 살균제로 사용할 수 있으며, 유효성분인 본 발명의 추출물이 열에 안정하여 식품가공 이전에 처리함으로써 작업성이 매우 우수하다.
또한 본 발명은 천연 식품보존제, 식품부패방지제 또는 식품 살균제를 포함하는 식품을 제공한다. 상기 식품은 천연 식품보존제, 식품부패방지제 또는 식품 살균제은 0.5 내지 20 중량%로 포함할 수 있으며, 상기 천연 식품보존제, 식품부패방지제 또는 식품 살균제의 함량이 0.5 중량% 미만인 경우 식품의 항균활성이 미비할 수 있으며, 20 중량% 초과하는 경우 사용량 대비 효과가 증가되지 않으므로 비경제적일 수 있다.
본 발명의 추출물은 기타 식품의 주, 부원료 및 식품첨가제로서 사용이 가능하다.
또한, 본 발명은 식품보존제를 식품에 갈변 방지제나 항산화제, 미생물생장억제제, 살균제, 향신료, 조미제, 방부제 등으로의 식품에의 이용방법을 제공한다. 이때 식품보존제는 식품을 침지, 분무 또는 혼합하여 상기 식품에 첨가할 수 있으며, 이러한 보존제의 비율은 0.01 %~10 %의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
이때 상기 조성물은 식품에 침지, 분무 또는 혼합하여 식품에 첨가할 수 있으며, 이러한 첨가 비율은 0.01 % ~10 %의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
또한, 상기 식품은 과일, 야채, 과일이나 야채의 건조제품이나 절단제품, 과일쥬스, 야채쥬스, 이들의 혼합쥬스이거나 칩류, 면류, 축산가공식품, 수산가공식품, 유가공식품, 발효유식품, 곡류식품, 미생물발효식품, 제과제빵, 양념류, 육가공류, 산성음료수, 감초류, 허브류 중 어느 하나 이상을 포함한다.
본 발명의 추출물의 바람직한 적용량은 식품보존제를 사용해야하는 식품의 중량, 제형, 유통기한 등에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다.
본 발명의 청대의 추출물을 함유하는 식품첨가물 중 천연보존료는 오염된 식품으로부터 분리된 바실러스 종의 미생물에 대한 항균성을 나타냄으로, 이를 함유한 천연 식품보존료는 우수한 항균력, 방부력 및 보존력의 효과를 발휘하여 종래의 합성 식품보존료를 대체할 수 있을 것이다.
이하, 본 발명을 하기 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예, 참고예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
참고예 1. 청대 추출물의 제조
청대 300g은 대구시 수성구 상동의 대원약업사에서 생약제제로 포장, 판매하는 것을 구입하여 사용하였으며, 이들을 분쇄하여 분쇄물을 얻은 후, 분쇄물에 3L의 99% 에탄올(EEG0-68118, 덕산약품공업, 대한민국)을 10배 중량으로 가하고 상온에서 72시간 동안 추출하여 얻은 추출 잔사를 여과지(No.2 filter paper, Nalgene, New York, NY, USA)로 여과하여, 여액을 진공회전농축기(EYELA CCA-1110, SER.NO.10406050, Tokyo, Japan)를 사용하여 농축하여 2.22g의 건조 청대 추출물(이하, PTM라 함)을 수득하였으며 회수율은 0.74%였다.
실시예 1. 청대 추출물의 항균 효능 평가
상기 참고예 1에서 제조된 청대 추출물의 오염된 식품에 대한 항균 효과는 문헌에 개시된 디스크 확산법(Paper disc diffusion method)를 이용하여 하기와 같이 실험을 평가하였다(유영은 외 5인, 천연물을 이용한 항균성 염료의 개발, 한국미생물생물공학회, 한국미생물생물공학회지, 38(1), 99.32-39, 2010).
상기 오염된 식품은 농업회사법인 (주)청보건강(www.cbh.co.kr)에서 제공하였으며, 해당 제품은 제품생산라인 중에서 오염이 발생한 것이다.
오염된 식품에서의 미생물 분리는 무균상자에서 멸균된 물로 107까지 단계 희석 도말하여 시료를 준비한 후 뉴트리언트(Nutrient medium) 고체배지(213000, Becton, Dickinson & Company, USA)에 100㎕ 접종하여 콜로니의 색깔, 형태가 다른 것들을 따로 순수 분리하여 사용하였다. 미생물의 동정은 대전시에 위치한 (주)솔젠트(www.solgent.co.kr)에 의뢰하여 16s rRNA 염기서열을 분석하였다. 그 결과를 이용하여 미생물을 동정한 결과, 바실러스(Bacillus sp.)종으로 판명되어 실험용 미생물로 사용하였다.
상기의 균들을 뉴트리언트 액체배지(234000, Becton, Dickinson & Company, USA)에 37℃, 18-24시간 동안 전배양하였다. 미리 제조한 뉴트리언트 고체배지(213000, Becton, Dickinson & Company, USA)를 45℃ 항온수조에 보관하였고 실험 하루 전에 15㎖씩 분주하여 플레이트(plate)를 준비하였다. 상기의 전배양한 균과 함께 배양에 사용한 액체배지를 1.5± 0.5 × 108cells/㎖가 되도록 희석한 후, 45℃ 항온수조에 보관했던 고체배지에 섞어주었다. 균 희석액을 접종한 고체배지를 미리 준비해둔 플레이트 위에 부어주고 상온에 정치한 후 굳게 되면 그 위에 직경이 6㎜인 페이퍼디스크를 일정한 간격으로 올려두고 상기 참고예 1에서 제조한 청대 추출물(23.7㎎/㎖)을 20㎕ 처리하여 37℃의 배양기에서 24시간 동안 배양하여 청대 추출물의 항균 효능을 평가하여 그 결과는 하기 표 1에 나타냈다.
Organism 청대 에탄올 항균력(㎜)
CBB 1 Bacillus subtilis 12 ± 0.1
CBB 3 Paenibacillus sp. 12 ± 0.1
CBB 4 Bacillus sp. 13 ± 0.2
CBB 5 Bacillus circulans 10 ± 0.1
CBB 6 Bacillus sp . 10 ± 0.2
CBB 7 Bacillus sp. 12 ± 0.1
CBB 8 Bacillus sp. 9 ± 0.1
CBB 9 Bacillus sp. 13 ± 0.1
CBB10 Paenibacillus sp. 11 ± 0.1
CBB11 Bacillus sp. 11 ± 0.1
CBB12 Bacillus sp. 11 ± 0.1
CBB13 Bacillus sp . 12 ± 0.1
CBB14 Bacillus sp . 13 ± 0.2
CBB15 Bacillus benzoevorans 11 ± 0.1
CBB16 Bacillus circulans 8 ± 0.1
상기 표에서 본 발명의 청대 추출물이 CBB1 B. subtilis, CBB3 Paenibacillus sp., CBB4 Bacillus sp., CBB5 B. circulans, CBB6 Bacillus sp., CBB7 Bacillus sp., CBB8 Bacillus sp., CBB9 Bacillus sp., CBB10 Paenibacillus sp., CBB11 Bacillus sp., CBB12 Bacillus sp., CBB13 Bacillus sp., CBB14 Paenibacillus sp., CBB15 B. benzoevorans 및 CBB16 B. circulans 대한 항균 효능을 확인할 수 있었다.

Claims (7)

  1. 청대 추출물을 유효성분으로 함유하는 천연 식품첨가제.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 천연 식품첨가제는 천연 식품보존제, 식품부패 방지제 또는 식품 살균제인 식품 첨가제.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 첨가제는 바실러스 균, 파에니바실러스속 균에 강력한 항균활성을 나타냄을 특징으로 하는 식품 첨가제.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 첨가제는 CBB1 Bacillus subtilis , CBB4 Bacillus sp ., CBB5 Bacillus circulans, CBB6 Bacillus sp ., CBB7 Bacillus sp ., CBB8 Bacillus sp ., CBB9 Bacillus sp ., CBB11 Bacillus sp ., CBB12 Bacillus sp ., CBB13 Bacillus sp., CBB14 Bacillus sp., CBB15 Bacillus benzoevorans 등의 바실러스 균,; 또는 파에니바실러스속 균, 특히, CBB3 Paenibacillus sp ., CBB10 Paenibacillus sp .,으로 구성된 군으로부터 선택된 균주에 강력한 항균활성을 나타냄을 특징으로 식품 첨가제.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 청대 추출물은 청대(Persicaria tinctoria)의 잎, 줄기, 뿌리 또는 전초으로부터 추출된 추출물임을 특징을 하는 식품 첨가제.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 청대 추출물은 건조 청대 중량의 약 1 내지 25배(v/v)양의 C1 내지 C4의 저급 알콜 용매 또는 이들과 물의 혼합 용매로, 실온에서 약 10 내지 96시간동안 냉침 추출, 환류 냉각 추출, 초음파 추출 또는 상온추출법을 수행하여 추출물 잔사를 수득하는 제 1단계; 상기 추출물을 여과 및 농축하여 건조 청대 추출물을 수득하는 제 2단계 공정을 통하여 수득됨을 특징으로 하는 식품 첨가제.
  7. 건조 청대 중량의 1 내지 25배(v/v)양의 C1 내지 C4의 저급 알콜 용매 또는 이들과 물의 혼합 용매로, 실온에서 약 10 내지 96시간동안 냉침 추출, 환류 냉각 추출, 초음파 추출 또는 상온 추출법을 수행하여 추출물 잔사를 수득하는 제 1단계; 상기 추출물을 여과 및 농축하여 건조 청대 추출물을 수득하는 제 2단계 공정을 포함하는 제1항의 청대 추출물을 제조하는 제조방법.
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