KR20160056489A - 생리활성물질이 증진된 콩발효물의 제조방법 및 이를 통해 제조된 생리활성물질이 증진된 콩발효물 - Google Patents

생리활성물질이 증진된 콩발효물의 제조방법 및 이를 통해 제조된 생리활성물질이 증진된 콩발효물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생리활성물질이 증진된 콩발효물의 제조방법 및 이를 통해 제조된 생리활성물질이 증진된 콩발효물에 관한 것으로써, 콩의 배아를 발아시키고 증자한 후, 유산균을 도입하여 발효함으로써 감마-아미노부틸산 및 이소플라본 등의 생리활성물질의 함량을 증진되고 항산화활성을 가지는 콩 발효물을 제조하는 방법 및 이를 통해 제조된 콩발효물을 제공하는 데 있다. 본 발명에 따라 제조된 생리활성물질이 증진된 콩발효물은 유산균제, 건강식품, 미용식품, 정제나 캡슐 등과 같은 기능성식품, 의약품 등의 소재로서 사용할 수 있다.

Description

생리활성물질이 증진된 콩발효물의 제조방법 및 이를 통해 제조된 생리활성물질이 증진된 콩발효물{preparing method of fermented soybean enhancing physiological active substance and the physiological active substance thereby}
본 발명은 생리활성물질이 증진된 콩발효물의 제조방법 및 이를 통해 제조된 생리활성물질이 증진된 콩발효물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 콩을 증자한 후 유산균으로 발효시켜 노인성 질환 예방 등 여러 생리활성 효과가 있는 가바(GABA), 필수아미노산 및 이소플라본-아글리콘(isoflavone-aglycone) 등의 함량이 증진된 콩 발효물을 제조하는 방법과 이를 통해 제조된 발효물에 관한 것이다.
콩은 우리의 전통식품으로 그 이용 유래가 깊을 뿐만 아니라 영양학적으로 단백질 및 지방의 함량이 높고, 이소플라본(isoflavone), 올리고당, 및 섬유소 등과 같은 다양한 기능성 성분들이 함유되어 있다.
콩 종실은 형태학적으로 종피(種皮, seed coat), 자엽(子葉, cotyledon), 배(胚, embryo)로 구성되어 있는데, 종피에 자엽과 배 부위가 싸여 있다. 배 부위[배부(胚部) 또는 배아(胚芽)]는 유아(幼芽, epicotyl), 배축(胚軸, hypocotyl), 유근(幼根, radicle)으로 되어 있으며, 외견상으로 다소 도드라져 있는데, 콩 종실 각 부분의 비율은 자엽이 90 ~ 92%, 종피가 6 ~ 8%, 배는 2% 정도에 달한다.
콩은 두부, 두유, 메주, 간장, 된장, 고추장, 콩나물을 비롯한 다양한 가공식품으로 이용되고 있는데, 최근 콩과 다양한 콩 가공식품 중에 함유된 각종 생리활성 물질에 대한 연구결과가 보고되면서 세계 각국에서 콩 가공 식품 시장이 크게 성장하고 있다.
콩에는 약 21종의 글리세롤지질(glycerolipid)이 존재하며 이들은 주로 지방산의 합성에 기본골격으로 제공된다. 콩의 지질은 상업적으로 유용한 5종 이상의 지방산으로 구성되어 있는데, 이들 중 palmitic(C16:0), stearic(18:0), oleic(18:1), linoleic(18:2), linolenic acid(18:3)의 함량과 조성비는 유지의 물리화학적 특성에 영향을 미칠 뿐만 아니라 유지의 용도를 결정하는 요인이 된다. 특히, 콩의 불포화 지방산은 우리 몸에 지방질이 과도하게 축적되는 것을 방지해주며, 콜레스테롤을 제거하고 혈관을 유연하게 해주는 특성이 있는 것으로 알려져 있다.
또한, 콩에는 함유된 각종 생리활성 물질들을 포함하는데, 그 중 가장 대표적인 물질인 이소플라본은 호르몬(hormone)인 에스트로겐(estrogen)과 구조적 유사성으로 인하여 식물성 에스트로겐 즉, 파이토에스트로겐(phytoestrogen)이라 불리기도 하며, 인체에서 에스트로겐 유사활성(estrogen analogue)을 갖는 것으로 보고 있다.
이소플라본의 생리활성 및 기능성에 대해서는 지금까지 전 세계적으로 수많은 연구결과가 보고되고 있는데, 이소플라본이 에스트로겐과 관련되어 전립선암, 유방암을 비롯한 결장암, 폐암, 피부암 등의 유발 세포의 성장을 저해시키는 각종 항암효과, 뼈의 칼슘 흡수율을 증가시키고 에스트로겐의 결핍으로 인한 골다공증 예방, 골밀도 증진, 노화방지 및 항산화 활성의 기능은 물론 심혈관질환, 당뇨 등의 발생률을 낮추는 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 미국에서는 중년기 여성의 약 15 %가 에스트로겐을 투여받고 있으나 부작용을 유발하여 자연식품인 콩이 에스트로겐의 대체물질로서 각광을 받고 있다.
한편, 콩에는 단백질 함량이 40% 이상에 달하여 ‘밭에서 나는 쇠고기’로 불려지고 있으며, 1999년 10월 미국의 FDA는 그동안의 임상연구 결과를 바탕으로 콩 단백질의 섭취가 각종 심혈관계 질환의 예방이나 증상완화에 도움이 될 수 있다는 결론을 내리고,‘하루에 콩 단백질을 25g 섭취하면 관상 심장질환의 위험성을 낮출 수 있다’는 내용의 표시를 1회 분량 당 6.25g 이상의 콩 단백질을 함유하고 있는 식품에 표시할 수 있게 허용함으로서 콩 및 콩 단백질의 유용성을 인정하게 되었다.
이와 같이 콩은 풍부한 식물성 단백질로서 주목받고 있으며 단백질을 구성하는 각종 아미노산(amino acid)은 영양소로서의 기능뿐만 아니라 여러 가지 생체조절 기능도 나타내는 것으로 알려져 있다. 콩 단백질을 구성하는 아미노산 및 펩타이드(peptide)는 생체내에서 항암, 항종양 활성, 혈압강화, 혈청콜레스테롤 강하, 면역증강, 칼슘흡수 촉진 등의 다양한 생리활성을 가지는 것으로 알려져 있다.
특히, 기능성 아미노산인 GABA는 종자의 발아시 L-glutamic acid에 GAD효소가 작용하여 이산화탄소와 GABA를 다량 생합성 되는 것으로 보고되고 있다.
GABA는 동물의 뇌에 함유되어 있으며 뇌세포 대사 기능을 활발하게 함으로써 학습능력 증진, 스트레스 억제효과가 있으며, 중풍, 치매 예방, 집중력 강화, 기억력 증진, 불면치료 등에 효과가 인정되고 있을 뿐만 아니라 간기능 활성과 알코올 대사를 촉진하여 각종 숙취제거 음료에 이용되고 있다.
일반적으로 감마-아미노부틸산(γ-aminobutyric acid(GABA))은 분자량이 103.12인 아미노산의 일종으로 뇌 등에 존재하는 신경전달물질의 하나로 뇌혈류 개선 및 뇌대사 증진 작용이 있으며, 정신안정, 뇌졸증, 머리외상 및 뇌동맥 후유증에도 효과가 있고, 이외에도 혈압저하효과가 있어 고혈압 예방 효과도 있다고 알려져 있다. 또한, 이뇨작용, 간기능 개선 작용, 비만방지작용, 알콜대사촉진 작용 등 매우 다양한 생리활성 기능이 있다. 그리고, 상기 감마-아미노부틸산은 H2NCH2CH2 COOH의 분자식을 갖는데, 이와 같은 감마-아미노부틸산(γ-aminobutyric acid)은 글루탐산(L-glutamate, 또는 글루탐산염)이 탈탄산을 하여 발생되며, 이때, H+ 가 소요되고, 이러한 반응에 관여하는 효소는 L-glutamate decarboxylase(EC 4.1.1.4)이다. 즉, 이러한 작용을 반응식으로 표현하면 L-glutamate + H+ -> γ-aminobutyric acid + CO2 로 표현된다. 감마-아미노부틸산은 각종 야채, 과일, 쌀, 콩 같은 식물체에 널리 분포하는 것으로 알려져 있으나, 그 함량은 극히 낮아 생리활성 작용을 나타내지 못한다. 그러나 식물체에 여러 자극을 주면 감마-아미노부틸산이 축적된다는 여러 연구 보고가 있으며, 최근 일본에서 감마-아미노부틸산 함량을 높인 녹차, 쌀배아, 발아현미 등이 판매되고 있다.
이와 같은 감마-아미노부틸산을 축적하는 종래의 방법으로는 냉각 충격(cold shock) 혹은 기계적인 자극으로 콩잎을 자극하면 감마-아미노부틸산의 함량이 5분 이내에 20 ~ 40 배 증가하여 1 ~ 2 umol/g 정도가 축적된다고 한다. 이때, 상대적으로 글루탐산의 농도는 감소하나 감마-아미노부틸산은 상대적으로 증가한다. 따라서 감마-아미노부틸산 함량을 높이려면 전구물질인 글루탐산이 다량 함유되어 있는 소재를 사용하면 가능하다.
또한, Mitsuaki 등의 연구에 따르면, 콩에 이산화 질소같은 기체로 혐기 처리하였을 때 감마-아미노부틸산 함량의 변화를 조사한 결과 156.8mg/100g 정도로 증가하여 대조구 보다 7.4 배정도 많이 생성된다고 하였다.
이상에서 살펴본 바와 같이 콩에는 우리 몸에 필요한 필수 영양소뿐만 아니라 각종 생리활성 물질을 다량 함유하고 있는데, 지금까지 각종 연구결과에 의하면 이와 같은 필수 영양소를 비롯한 각종 생리활성 물질이 콩 종실의 부위에 따라 많은 함량의 변이를 나타내는 것으로 알려져 있다. 그 예로서 콩의 이소플라본은 종피나 자엽에 비해 배아에 함량이 훨씬 높은 것으로 알려져 있는데, 최근 미국의 USDA-ARS(Dr. Berhow)의 연구결과에 따르면, 이소플라본은 자엽에 0.13 ~ 0.35 %, 배아는 0.97 ~ 2.07 %가 함유되어 있다고 하였다.
그러나 콩의 배아에는 불포화지방산과 이소플라본 및 콩 사포닌의 함량이 높기 때문에 두부 및 두유 등의 콩 관련 제품의 제조에 불리하여 실제 콩 관련 제품을 생산하는 산업체에서는 콩의 종피와 배아를 제거하고 콩 제품을 생산하고 있는 실정이다. 예를 들어 콩의 종피와 배아를 제거하고 두부 및 두유를 제조할 경우 침지 시간 단축, 풀냄새(green 또는 raw flavor) 제거, 두부(두유)의 색도(백색) 개선 등 상품성 향상 및 소화력 증진 효과가 있으며 콩 특유의 비린내 및 쓴맛이 완화되는 것으로 보고되고 있다. 뿐만 아니라 콩을 비롯한 농산물의 식품제조시 발생되는 부산물은 폐기물처리에 많은 비용이 소요되고 각종 환경오염을 유발하는 등 사회적 문제점으로 제기되고 있기 때문에 부산물을 이용한 신소재 개발은 폐기물처리 등의 사회적 비용을 절감하고 환경오염을 최소화할 수 있을 것으로 판단된다.
이에, 본 발명의 발명자들은 콩으로부터 영양성분 및 생리활성 물질의 함량을 증진시키기 위한 실험을 거듭하던 중, 콩의 배아에 유산균을 접종하여 배양하여 발효하면 이소플라본 및/또는 감마-아미노부틸산 등을 증진시킬 수 있는 것을 알게되어 본 발명을 완성하였다.
Masashi et al., Effect of Anaerobically Treated Tea (Gabaron Tea) on Blood Pressure of Spontaneously Hypertensive Rats. . Nippon Nogeikagaku Kaishi. 61(11):1449~1451 (1987) Mitsuaki et al., Gamma-aminobutyric Acid Accumulation in Bean Sprouts (Soybean, Black Gram, Green Gram) Treated with Carbon Dioxide. Nippon Shokuhin Kogyo Gakkaishi. 36(11):916~919 (1989)
본 발명의 목적은 콩의 배아를 발아시키고 증자한 후, 유산균을 도입하여 발효함으로써 감마-아미노부틸산 및 이소플라본 등의 생리활성물질의 함량을 증진되고 항산화활성을 가지는 콩 발효물을 제조할 있는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법을 통해 제조되어 원료 콩에 대하여 감마-아미노부틸산(GABA, gamma-aminobutyric acid)의 함량이 10 배 이상 증진되는 것을 특징으로 하는 생리활성물질이 증진된 콩발효물을 제공하는 데 있다.
이를 위하여, 본 발명은 콩 또는 발아된 콩을 증자시켜서 증자 콩 또는 증자 발아콩을 제조하는 1단계; 상기 증자 콩 또는 증자 발아콩을 분말화시켜 증자 콩 또는 증자 발아콩 분말을 제조하는 2단계; 및 상기 증자 콩 또는 증자 발아콩 분말에 정제수를 첨가하고 유산균을 접종한 후 10 ~ 100 시간 동안 35 ~ 39℃ 및 pH 5.0 ~ 7.5에서 발효시켜 콩발효물을 제조하는 3단계;를 포함하는 생리활성물질이 증진된 콩발효물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 발아된 콩은 콩의 장축에 대하여 0.5 ~ 4.5 배의 길이로 발아되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 1단계에서 콩 또는 발아된 콩을 100 ~ 150℃에서 10 ~ 60 분 동안 증자하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 2단계에서 상기 증자 콩 또는 증자 발아콩을 40 ~ 60℃에서 2 ~ 5일간 건조한 후 분말형태로 분쇄하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 유산균은 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 락토바이실러스 사케(Lactobacillus sakei) 및 락토바실러스 자메(Lactobacillus zymae) 균으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 접종은 유산균을 상기 증자 콩 또는 증자 발아콩 분말 100 중량부에 대하여 1 ~ 10 중량부로 접종하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 3단계에서 발효를 수행함으로써 증자 콩 또는 증자 발아콩 분말 내의 배당체 이소플라본을 비배당체 이소플라본으로 전환하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 3단계에서 상기 증자 콩 또는 증자 발아콩 분말에 설탕을 포함하는 탄소원을 상기 증자 콩 또는 증자 발아콩 분말의 총 중량에 대하여 5 ~ 10 중량%를 더 첨가한 후 발효시키는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조되고, 원료 콩의 감마-아미노부틸산(GABA, gamma-aminobutyric acid) 함량과 대비하여, 감마-아미노부틸산의 함량이 10 배 이상 증진되는 것을 특징으로 하는 생리활성물질이 증진된 콩발효물을 제공한다.
또한, 본 발명은 총 페놀성분(total phenolics)을 2.00 ~ 6.00 mg/g로 포함하고, 총 이소플라본 함량 중 비배당체 이소플라본을 70 ~ 85 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 생리활성물질이 증진된 콩발효물을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서,상기 콩 발효물은 원료 콩의 감마-아미노부틸산(GABA, gamma-aminobutyric acid) 함량과 대비하여, 감마-아미노부틸산의 함량이 10 배 이상 증진되는 것이 바람직하다.
본 발명의 생리활성물질이 증진된 콩발효물의 제조방법에 따르면, 락토바실러스 브레비스 균을 이용하여 증자 발아콩을 발효시킴으로써 생리활성물질인 감마아미노뷰틸산 및 비배당체 이소플라본의 함량을 향상시킬 수 있고, 특히 감마아미노뷰틸산의 함량은 원료콩에 비해 10배 이상 증진될 수 있다. 또한, 페놀성분의 함량도 증가할 수 있고, 라디칼 제거능과 환원력이 향상되어 우수한 항산화능을 나타낸다. 따라서 이를 통해 제조된 생리활성물질이 증진된 콩발효물은 유산균제, 건강식품, 미용식품, 정제나 캡슐 등과 같은 기능성식품, 의약품 등의 소재로서 사용할 수 있다.
도 1은 락토바실러스 브레비스 균을 이용하여 가바(GABA) 생성능을 확인하기 위한 TLC 크로마토그램이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1에서 사용한 증자콩 및 발아콩의 이미지이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1에 따른 콩발효물의 발효 전 후 GA 및 GA함량을 나타낸 크로마토그램이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1에 따른 콩발효물의 발효 전 후 GA 및 GA함량을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1에 따른 콩발효물의 발효 전 후 총 페놀성분을 측정한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1에 따른 콩발효물의 발효 전 후 이소플라본(isoflavone) 크로마토그램이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1에 따른 콩발효물의 발효 전 후 이소플라본의 함량비를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예 2의 발효시간에 따른 이소플라본(isoflavone) 크로마토그램이다.
도 9는 본 발명의 실시예 2의 발효시간에 따른 GA 및 GABA의 함량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예 2의 발효시간에 따른 총 페놀성분(total phenolics)의 함량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예 2의 발효시간에 따른 이소플라본(isoflavone) 크로마토그램이다.
도 12는 본 발명의 실시예 2의 발효시간에 따른 이소플라본(isoflavone) 함량비를 나타낸 그래프이다.
본 명세서에서 "증자"란 대상물을 증기로 가열하여 산화효소의 활성을 정지시키는 것을 의미하며, 본 발명에서는 발아된 콩이 더 이상 성장하지 않도록 하기 위하여 수행된다.
본 발명은 콩을 발아시키고, 상기 발아된 콩을 증자한 후, 유산균을 접종하고 발효하여 콩 발효물을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 상기 콩 발효물의 제조방법에 따르면 가바(GABA), 필수아미노산 및 이소플라본-아글리콘(isoflavone-aglycone) 등을 포함하는 생리활성물질의 함량을 증진시킬 수 있어 상기 방법을 통해 제조된 콩 발효물을 유산균제, 건강식품, 미용식품, 정제나 캡슐 등과 같은 기능성식품, 의약품 등의 소재로서 사용할 수 있다.
이에, 본 발명은 콩 또는 발아된 콩을 증자시켜서 증자 콩 또는 증자 발아콩을 제조하는 1단계; 상기 증자 콩 또는 증자 발아콩을 분말화시켜 증자 콩 또는 증자 발아콩 분말을 제조하는 2단계; 및 상기 증자 콩 또는 증자 발아콩 분말에 정제수를 첨가하고 유산균을 접종한 후 10 ~ 100 시간 동안 35 ~ 39℃ 및 pH 5.0 ~ 7.5에서 발효시켜 콩발효물을 제조하는 3단계;를 포함하는 생리활성물질이 증진된 콩발효물의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 단계별로 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 생리활성물질이 증진된 콩발효물의 제조방법에 있어서, 상기 1단계에서는 콩 또는 발아된 콩을 증자시켜서 증자 콩 또는 증자 발아콩을 제조할 수 있다. 상기 콩은 대두를 사용하는 것이 바람직하나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.
이때, 상기 콩은 장축에 대하여 0.5 ~ 4.5 배의 길이로 발아시키는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.5 ~ 1.5 배의 길이로 발아시키는 것이 좋다. 상기 콩이 발아된 길이가 상기 범위를 벗어나는 경우, 이후의 단계에서 유산균에 의해 발효된 후 가바(GABA, gamma-aminobutyric acid) 및 이소플라본(isoflavone) 함량이 충분히 향상되지 않는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 생리활성물질이 증진된 콩발효물의 제조방법에 있어서, 상기 1단계에서 콩 또는 발아된 콩을 100 ~ 150℃에서 10 ~ 60 분 동안 증자하는 것이 바람직하다. 상기 "증자"란 대상물을 증기로 가열하여 산화효소의 활성을 정지시키는 것을 의미하며, 본 발명에서는 콩 또는 발아된 콩이 더 이상 성장하지 않도록 하기 위하여 수행된다. 상기 증자는 콩 또는 발아된 콩의 성장을 정지시킬 수 있는 온도 범위라면 사용 가능하며, 바람직하게는 100 ~ 150℃에서 10 ~ 60 분 동안 수행되는 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 110 ~ 130℃에서 20 ~ 40분간 수행되는 것이 좋다.
본 발명에 따른 생리활성물질이 증진된 콩발효물의 제조방법에 있어서, 상기 2단계에서 상기 증자 콩 또는 증자 발아콩을 40 ~ 60℃에서 2 ~ 5일간 건조한 후 분말형태로 분쇄하는 것이 바람직하다. 상기 증자 콩 또는 증자 발아콩은 유산균을 이용하여 발효시키기 위해서 액체 배지의 형태로 제조되는 것이 바람직하며, 이를 위하여 증자 콩 또는 증자 발아콩을 분말형태로 분쇄하는 것이 좋다. 따라서 증자 콩 또는 증자 발아콩을 40 ~ 60℃에서 2 ~ 5일간 건조한 후 분말형태로 분쇄하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 증자 발아콩을 50 ~ 60 ℃에서 2 ~ 3일간 건조시키는 것이 좋다.
이때, 상기 액체 배지는 균주가 발효를 수행할 수 있도록 영양분을 제공하기 위하여 당을 포함하여야 하고, 액체 배지로 제조하기 위하여 증류수를 포함하여 제조하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 생리활성물질이 증진된 콩발효물의 제조방법에 있어서, 상기 3단계에서는 상기 증자 콩 또는 증자 발아콩 분말에 정제수를 첨가하고 유산균을 접종한 후 10 ~ 100 시간 동안 35 ~ 39℃ 및 pH 5.0 ~ 7.5에서 발효시켜 생리활성물질이 증진되고 항산화능이 향상된 콩발효물을 제조할 수 있다.
상기 발효는 10 ~ 100 시간 동안 수행되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 60 ~ 100 시간 동안 수행되는 것이 좋다. 발효시간이 10 시간 미만인 경우 발효가 충분히 수행되지 않아 생리활성물질이 충분히 증진되지 않는 문제점이 있고, 100 시간을 초과하는 경우 생리활성물질의 증진 정도 및 항산화능 등이 오히려 저하되는 문제점이 있다. 발효온도는 35 ~ 39℃인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 36 ~ 38℃인 것이 좋다. 발효온도가 상기 범위를 벗어나는 경우 유산균의 활성이 저하되어 발효가 일어나지 않을 수 있는 문제점이 있다. 또한 pH는 5.0 ~ 7.5인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5.5 ~ 7인 것이 좋다. pH가 상기 범위를 벗어나는 경우 유산균의 활성이 저하되어 발효가 일어나지 않을 수 있는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 생리활성물질이 증진된 콩발효물의 제조방법에 있어서, 상기 유산균은 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 락토바이실러스 사케(Lactobacillus sakei) 및 락토바실러스 자메(Lactobacillus zymae) 균으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) 균인 것이 좋다. 상기 락토바실러스 브레비스 균, 락토바이실러스 사케(Lactobacillus sakei) 및 락토바실러스 자메(Lactobacillus zymae) 균은 증자 콩 또는 증자 발아콩을 발효시킴으로써, 상기 증자 콩 또는 증자 발아콩이 함유하고 있는 글루탐산을 감마-아미노뷰틸산(GABA, gamma-aminobutyric acid)로 전환하고, 배당체 이소플라본을 비배당체 이소플라본으로 전환하며, 페놀성분의 함량을 향상시키는 역할을 할 수 있으므로, 상기 유산균을 이용하면 생리활성물질을 증진되고 항산화능이 우수한 콩발효물을 제조할 수 있다.
이때, 상기 유산균은 상기 증자 콩 또는 증자 발아콩 분말 100 중량부에 대하여 1 ~ 10 중량부로 접종하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 4 ~ 6 중량부로 접종하는 것이 좋다. 상기 유산균이 증자 콩 또는 증자 발아콩 분말 100 중량부에 대하여 1 중량부 미만으로 접종되는 경우에는 균 수가 적어 발효가 충분히 수행되기 어려운 문제점이 있고, 10 중량부를 초과하여 접종되는 경우에는, 균주가 배지 내에 지나치게 많이 존재하여 발효 효율이 오히려 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 3단계에서 상기 증자 콩 또는 증자 발아콩 분말에 설탕을 포함하는 탄소원을 상기 증자 콩 또는 증자 발아콩 분말의 총 중량에 대하여 5 ~ 10 중량%를 더 첨가한 후 발효시키는 것이 바람직하다. 상기 탄소원을 첨가함으로써 발효에 필요한 글루코즈를 보충하여 발효를 수행함으로써, 발효 균주들에 영양분을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 생리활성물질이 증진된 콩발효물의 제조방법에 있어서, 상기 3단계에서 발효를 수행함으로써 증자 발아콩 분말 내의 배당체 이소플라본을 비배당체 이소플라본으로 전환할 수 있다. 상기 배당체 이소플라본은 체내에서 가수분해가 이루어져야 하기 때문에 흡수율이 떨어지는 단점이 있으나, 비배당체 이소플라본은 배당체 이소플라본에서 당이 떨어져 있는 구조로 인하여 체내 흡수율이 더욱 우수한 효과가 있다. 본 발명에 따르면, 유산균을 통해 발효함으로써 배당체 이소플라본을 비배당체 이소플라본으로 전환할 수 있고 이는 하기 실험예 5를 통해 확인할 수 있다. 또한, 상기 락토바실러스 브레비스 균은 증자 발아콩을 발효시킴으로써, 상기 증자 발아콩이 함유하고 있는 글루탐산을 생리활성물질인 감마-아미노뷰틸산(GABA, gamma-aminobutyric acid)로 전환할 수 있고, 이는 하기 실험예 1을 통해 확인할 수 있다. 특히, 발아 증자콩을 유산균을 통해 발효시킬 경우 감마-아미노뷰틸산의 함량이 원료콩에 대하여 10배 이상 향상될 수 있다. 또한, 페놀성분의 함량을 향상시킬 수 있어 항산화능이 우수한 콩발효물을 제조할 수 있고, 이는 하기 실험예 6을 통해 확인할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조되고, 원료 콩의 감마-아미노부틸산(GABA, gamma-aminobutyric acid) 함량과 대비하여, 감마-아미노부틸산의 함량이 10 배 이상 증진되는 것을 특징으로 하는 생리활성물질이 증진된 콩발효물을 제공한다. 본 발명에 따르면 락토바실러스 브레비스 균주를 이용하여 증자 발아콩을 발효시키면 글루탐산(glutamic acid)을 감마-아미노부틸산(GABA, gamma-aminobutyric acid)으로 전환시킬 수 있고, 콩의 발아가 콩의 장축에 대해 약 1배의 길이만큼 이루어진 것을 이용하는 경우 감마-아미노부틸산(GABA, gamma-aminobutyric acid)의 함량을 10 배 이상 증진시킬 수 있고, 바람직하게는 10 배 내지 20 배로 증진시킬 수 있다.
나아가, 본 발명은 총 페놀성분(total phenolics)을 2.00 ~ 6.00 mg/g로 포함하고, 총 이소플라본 함량 중 비배당체 이소플라본을 70 ~ 85 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 생리활성물질이 증진된 콩발효물을 제공한다. 본 발명에 따르면 락토바실러스 브레비스 균주를 이용하여 증자 발아콩을 발효시키면 페놀성분의 함량이 향상될 수 있어 총 페놀성분(total phenolics)을 2.00 ~ 6.00 mg/g로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 콩의 장축에 대하여 0.5 ~ 1.5의 길이로 발아된 발아콩을 사용하여 발효하는 경우 총 페놀성분(total phenolics)을 3.00 ~ 6.00 mg/g로 포함할 수 있다. 또한, 상기 콩 발효물은 총 이소플라본 함량에 대하여 비배당체 이소플라본을 70 ~ 85 중량%로 포함하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 70~ 83 %로 포함할 수 있다. 본 발명에 따르면 유산균을 통해 발효함으로써 배당체 이소플라본을 비배당체 이소플라본으로 전환할 수 있으므로, 발효 전에는 약 3 ~ 10 %로 비배당체 이소플라본을 포함하나 발효가 진행됨에 따라 배당체 이소플라본이 비배당체 이소플라본으로 전환되어 비배당체 이소플라본을 70 ~ 85 중량%로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 생리활성물질이 증진된 콩발효물에 있어서, 상기 콩 발효물은 원료 콩의 감마-아미노부틸산(GABA, gamma-aminobutyric acid) 함량과 대비하여, 감마-아미노부틸산의 함량이 10 배 이상 증진되는 것이 바람직하다. 상기 락토바실러스 브레비스 균주를 이용하여 증자 발아콩을 발효시키면 글루탐산(glutamic acid)을 감마-아미노부틸산(GABA, gamma-aminobutyric acid)으로 전환시킬 수 있고, 콩의 발아가 콩의 장축에 대해 약 1배의 길이만큼 이루어진 것을 이용하는 경우 감마-아미노부틸산(GABA, gamma-aminobutyric acid)의 함량을 10 배 이상 증진시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다. 본 명세서에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
[ 실시예 ]
준비예 1. 균주의 준비
5 중량%의 MSG(monosodium glutamic acid)를 엠알에스(MRS) 액체 배지에 첨가하고 살균 후 미리 배양하여 둔 락토바실러스 브레비스 KCTC3320 균주를 5 중량%로 접종하여 37℃에서 60 시간 동안 배양하였다.
실시예 1. 증자콩(발아 0배 콩)으로부터 콩 발효물의 제조 1
(1) 1단계: 콩 시료는 2012년에 수확한 새단백콩 품종을 경상남도 밀양의 농촌진흥청 국립식량과학원 기능성작물부에서 공급받아 사용하였다. 콩은 정밀하게 잘 골라낸 우량종을 사용하였고, 이를 수세하여 12 시간동안 증류수에 침지한 후 30 분 동안 물기를 제거하여 수침콩을 제조하였다.
(2) 2단계: 상기 제조한 수침콩은 121℃에서 30 분간 증자처리 하였으며, 55℃ 의 건조오븐에서 3일 동안 건조한 후 분말 형태로 분쇄하였다. 상기 분말형태의 증자 콩 2.5 g과 설탕 1.25 g(5%) 및 증류수 50 mL를 혼합하여 배지를 제조하였다.
(3) 3단계: 상기 1단계에서 제조한 증자콩을 포함하는 배지에 준비예 1의 균주를 5% 접종하여 72 시간 동안 30℃에서 배양하여 콩발효물을 제조하였다.
실시예 2. 증자 발아콩으로부터 콩발효물의 제조 2
(1) 1단계: 상기 실시예 1에서 제조한 수침공은 콩나물 재배통에 흰 천을 덮어 15℃의 배양기에서 물을 공급해가며 발아시켰다. 이때, 상기 콩 시료는 콩 낱알의 장축을 기준으로 1배의 길이만큼 발아시켰다(하기 도 1 참조).
(2) 2단계: 상기 발아된 콩은 121℃에서 30 분간 증자처리 하였으며, 55℃ 의 건조오븐에서 3일 동안 건조한 후 분말 형태로 분쇄하였다. 상기 분말형태의 증자 발아콩 2.5 g과 설탕 1.25 g(5%) 및 증류수 50 mL를 혼합하여 배지를 제조하였다.
(3) 3단계: 상기 1단계에서 제조한 증자 발아콩을 포함하는 배지에 준비예 1의 균주를 5% 접종하여 72 시간 동안 30℃에서 배양하여 콩발효물을 제조하였다.
실시예 3. 증자 발아콩으로부터 콩발효물의 제조 3
상기 실시예 1의 1단계에서 콩 시료를 낱알의 장축을 기준으로 2배의 길이만큼 발아시킨 것(하기 도 1 참조)을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 콩발효물을 제조하였다.
실시예 4. 증자 발아콩으로부터 콩발효물의 제조 4
상기 실시예 1의 1단계에서 콩 시료를 낱알의 장축을 기준으로 4배의 길이만큼 발아시킨 것(하기 도 1 참조)을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 콩발효물을 제조하였다.
비교예 1. 생콩으로부터 콩발효물의 제조
2012년에 수확한 새단백콩 품종을 경상남도 밀양의 농촌진흥청 국립식량과학원 기능성작물부에서 공급받은 생콩을 55℃ 의 건조오븐에서 3일 동안 건조한 후 분말 형태로 분쇄하였다.
상기 분말형태의 콩 2.5 g과 설탕 1.25 g (5%) 및 증류수 50 mL를 혼합하여 배지를 제조하였고, 이에 준비예 1의 균주를 5% 접종하여 72 시간 동안 30℃에서 배양하여 콩발효물을 제조하였다.
[ 실험예 ]
실험예 1. 락토바실러스 브레비스( Lactobacillus brevis )의 가바 ( GABA ) 생성능 확인
준비예 1에서 제조된 락토바실러스 브레비스 KCTC3320의 배양액 3 ml을 원심분리기를 이용하여 12,000 rpm에서 5 분간 원심분리하여 얻은 상등액 1 ml를 TLC(thin layer chromatography)를 위한 시료로 사용하였다.
적당한 크기의 TLC 유리판에 MSG 및 GABA 표준품, MRS 배지 및 5% MSG 함유 MRS 배지와 상기 균주 배양액의 상등액을 2 μL를 도입하여 TCL용 시료를 준비하였다. 이를 상온에서 송풍하여 건조한 후, 부탄올:초산:물(4:1:1)의 중량비로 혼합하여 제조된 전개용매를 사용하여 30 분 동안 전개하였다. 전개가 끝난 후 TLC 유리판은 다시 건조 과정을 거친 후 2 중량% 닌하이드린 용매에 침지시켜 100℃의 핫플레이트에서 발색하였고, 그 결과를 하기 도 2(a)에 나타내었다.
또한, 상기 TCL용 시료 1 mL에 HPLC water 4 mL을 첨가한 후 교반하여 60℃에서 1 시간 가수분해 하였고, 상기 가수분해 후 10% 살릭 산 무수물(salic acid dehydrate) 1 mL을 첨가하고 4℃에 2 시간 동안 방치하여 단백질을 침전시켰다. 그 후 원심분리기(MF-550, Hanil Science Industrial Co., Ltd, Korea.)를 이용하여 15 분 동안 원심분리하여 상등액만 따로 0.45 ㎛ 필터로 여과하였다. 여과한 용액은 회전진공농축기(Eyela, NE1S, Japan.)를 이용하여 60℃에서 건조하였으며, 리튬을 포함하는 버퍼(lithium loading buffer) 2 mL을 첨가한 후 다시 0.45 ㎛ 필터로 여과하였다. 전처리한 시료는 자동 아미노산 분석기(L-8900, Hitachi Co., Ltd, Japan.)를 이용하여 분석하였고, 그 결과를 하기 도 1(b)에 나타내었다.
하기 도 2(a) 및 (b)에 따르면, 락토바실러스 브레비스 KCTC3320 균주를 60시간 동안 배양한 경우 글루탐 산의 함량은 감소하고, 감마-글루탐산의 함량은 상승하는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 락토바실러스 브레비스 KCTC3320 균주는 글루탐산(gutamic acid, GA)을 감마글루탐산(γ-glutamic acid, GABA)으로 전환하는 것을 확인할 수 있다.
실험예 2. 본 발명에 따른 콩발효물의 이화학적 특성
본 발명에 따라 제조된 콩발효물의 이화학적 특성을 확인하기 위하여, 상기 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1의 콩발효물이 발효되기 전과 발효된 후의 pH를 측정하였고, 총 산의 양 및 각 경우의 생균수를 측정하였다.
이때, pH는 채취한 시료를 pH meter(3510, Jenway, Essex, UK)를 사용하여 측정하였고, 총 산의 양은 중화적정법으로 시료 1 mL을 pH 8.2±0.1까지 중화시키는데 소비한 0.1 N NaOH 소비량을 통해 구한 후, 젖산(lactic acid)의 양으로 환산하였다. 생균수는 10단 희석법을 통하여 MRS 평판배지에 도말한 후 72 시간 후 나타난 집락을 계수하였다. 상기 실험을 3번씩 수행하여 얻은 평균값을 하기 표 1에 나타내었다.
시료명 발효시간 분석 항목
pH 총산(%) 생균수(CFU/mL)
비교예 1 0 6.70 0.11 7.16
72 5.84 0.14 10.88
실시예 1 0 6.58 0.16 6.56
72 5.91 0.47 10.23
실시예 2 0 6.56 0.14 6.60
72 5.16 0.59 10.79
실시예 3 0 6.53 0.18 7.41
72 5.41 0.54 11.01
실시예 4 0 6.47 0.16 7.98
72 5.27 0.52 10.95
상기 표 1에 따르면, 상기 모든 시료에서 72 시간동안 발효한 후의 pH는 감소하였고, 총산과 생균수는 증가한 것을 확인할 수 있었다. 특히, 실시예 2의 경우발효가 끝난 시점에서의 pH는 5.16, 총 산의 양은 0.59 % 및 생균수는 10.79 CFU/mL으로 발효가 가장 많이 수행된 것을 알 수 있었다.
실험예 3. 락토바실러스 브레비스 콩발효물의 GA 및 GABA 함량
락토바실러스 브레비스 콩발효물의 GA 및 GABA 함량 변화에 대해 알아보기 위하여, 상기 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1의 콩발효물을 자동아미노산분석기(amino acid auto analyzer, AAA)로 분석하였고, 그 결과를 하기 도 3 및 도 4에 나타내었다.
하기 도 3 및 도 4에 따르면, 발효 전에는 실시예 2의 증자 발아콩에서 GABA 함량이 가장 높았으나, 발효 72시간 후에는 실시예 3의 증자 발아콩에서 101.60 mg/100 g으로 가장 높은 GABA 함량을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 특히, 비교예 1이 발효되기 전의 GABA 함량(1.81 mg/100 g)에 대하여 약 56배 이상으로 GABA 함량이 증가되는 것을 확인할 수 있다.
이를 통해, 실시예 2의 증자 발아콩을 사용하는 경우 가장 우수한 글루탐산 전환효율을 나타내며, GABA 생산량이 가장 높은 것을 알 수 있다.
실험예 4. 락토바실러스 브레비스 콩발효물의 총 페놀성분( total phenolics ) 함량
락토바실러스 브레비스 콩발효물이 가지는 총 페놀성분(total phenolics) 함량에 대하여 알아보기 위하여, 상기 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1의 콩발효물을 동결 건조하여 분말화한 후, 상기 분말시료 1 g에 50 중량/부피% 메탄올을 10 mL 가하여 상온에서 12시간 추출한 추출액을 0.45 ㎛ 필터로 여과하였고, 상기 여과용액을 시료로 사용하였다. 상기 시료를 0.5 mL을 시험관에 도입하고 25% Na2CO3 용액 0.5 mL를 첨가하여 3 분간 정치시켰다. 다시 2 N 폴린-시오칼토 시약(Folin-Ciocalteu phenol) 0.25 mL를 첨가하여 혼합한 다음 30℃에서 1 시간 동안 정치시켜 발색시켰다. 상기와 같이 발색된 청색을 750 nm에서 분광광도계(Spectronic 2D)를 사용하여 흡광도를 측정하여 페놀성분의 함량을 측정하였고, 그 결과를 하기 도 5에 나타내었다.
하기 도 5에 따르면, 전체적으로 발효 전보다는 발효 후에 총 페놀성분(phenolics)의 함량이 높았으며, 특히 실시예 1의 증자 발아콩을 72 시간 동안 발효한 콩발효물이 3.10 mg/g으로 가장 높은 페놀성분의 함량을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 5. 락토바실러스 브레비스 콩발효물의 이소플라본( isoflavone) 함량
상기 실험예 4에서 사용한 시료에 대해서 HPLC (Agilent 1200 series, Agilent Co, Forest Hill, Vic, Australia)를 이용하여 이소플라본(isoflavone) 함량을 분석하였다. 이때, 분석 컬럼은 Lichrophore 100 RP C18 컬럼을 사용하였고 이동상 용매는 0.2% 초산 함유 물(A) 및 아세토나이트릴(B)을 사용하여 분석하였다. 이동상 조건은 A 용매 기준으로 0 min-100%, 15 min-90%, 25 min-80%, 35 min-75%, 45 min-65% 및 50 min-65%로 유지하였고, 시료는 20 μL를 주입하였으며, 이동상 속도는 30℃에서 1 mL/min으로 유지하였다. 검출기는 diode array detector(DAD)를 사용하여 UV 254 nm 에서 검출하였다. 그 결과를 하기 도 6 및 도 7에 나타내었다.
하기 도 6 및 도 7에 따르면, 실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 1 및 비교예 2의 모든 시료에서 72 시간동안 발효된 후에, 배당체인 이소플라본-글루코사이드(isoflavone-glycosides)의 형태에서 비배당체인 이소플라본 아글리콘(isoflavone-aglycones)의 형태로 전환된 것을 확인할 수 있고, 특히 실시예 2의 증자 발아콩에서 총 이소플라본 함량에 대한 비배당체의 비율이 83.69%로 가장 우수한 것을 확인할 수 있다. 이때, 실시예 1의 증자 발아콩의 경우에도 76.74%로 우수한 전환율을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 6. 락토바실러스 브레비스 콩발효물의 항산화 활성
락토바실러스 브레비스 콩발효물의 항산화 활성에 대하여 알아보기 위하여, 상기 실험예 4의 시료에 대해서 DPPH 라디칼 소거활성, ABTS 라디칼 소거활성 및 FRAP 분석을 통하여 항산화 활성을 검정하였다. 이때, DPPH 라디칼 소거활성은 1.5×10-4 mM DPPH 용액 0.8 mL과 적당히 희석한 여과액 0.2 mL를 가하고 10초간 균질화 시켜 암실에서 30 분간 방치 후 분광광도계(Spectronic 2D)를 사용하여 525 nm에서 흡광도를 측정한 것이다. 또한, ABTS 라디칼 소거활성은 ABTS 용액 0.9 mL과 상기 시료 0.1 mL를 가하고 10초간 균질화 시켜 암실에서 3 분간 방치 후 분광광도계(Spectronic 2D)를 사용하여 732 nm에서 흡광도를 측정한 것이다. 또한, FRAP 용액은 아세테이트 버퍼(acetate buffer), TPTZ 시약 및 FeCl3 용액을 10:1:1의 부피비로 혼합하여 FRAP 측정 시약을 제조하였고, 상기 측정시약은 15 분간 예비 반응 후 0.95 mL과 상기 시료 0.05 mL를 가하고 37℃에서 15 분간 방치한 것을 분광광도계(Spectronic 2D)를 사용하여 732 nm에서 흡광도를 측정한 것이다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
시료명 발효시간 항산화 활성 항목
DPPH (%) ABTS (%) FRAP (OD 593 nm )
비교예 1 0 30.81 42.81 0.74
72 40.45 50.45 0.85
실시예 1 0 41.68 49.68 0.87
72 44.66 58.66 1.12
실시예 2 0 50.56 60.56 1.43
72 63.28 73.28 1.63
실시예 3 0 41.24 59.24 1.09
72 49.98 63.98 1.47
실시예 4 0 48.81 60.81 1.20
72 58.26 68.26 1.60
상기 표 2에 따르면, 상기 실시예 1 내지 실시예 4, 및 비교예 1 모두 발효 전보다는 발효 후에 항산화 활성이 높은 것을 확인할 수 있으며, 특히 실시예 1을 72 시간동안 발효한 경우에 DPPH 라디칼 소거활성이 63.28%, ABTS 라디칼 소거활성이 73.28%, FRAP 환원력이 1.63으로 가장 우수한 것을 알 수 있다.
실험예 7. 실시예 1의 GABA 와 isoflavone 함량 및 항산화 활성 변화
(1) 실시예 1의 발효시간에 따른 이화학적 특성
본 발명에 따른 실시예 1의 발효시간에 따른 이화학적 특성에 대해 알아보기 위하여 실시예 1을 상기 실험예 2에 기술된 것과 동일한 방법으로 이화학적 특성을 조사하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 이때, 모든 실험값은 3회 반복 수행하여 평균값으로 나타낸 것이다.
발효시간(h) 분석 항목
pH 총산 (%) 생균수( CFU / mL )
0 6.82 0.07 8.06
12 5.59 0.40 9.47
24 5.39 0.43 10.68
36 5.37 0.44 13.39
48 5.26 0.47 12.48
60 5.18 0.50 11.52
72 5.03 0.54 11.47
상기 표 3에 따르면, 발효가 진행됨에 따라 pH는 6.82에서 5.03으로 감소하였으며, 이에 상응하여 총산은 0.07%에서 0.54%로 증가한 것을 확인할 수 있다. 한편, 생균수는 8.06 CFU/mL에서 발효 36시간째 최대 13.39 CFU/mL에 도달한 후에 감소하여 발효 종기에는 11.47 CFU/mL 수준인 것을 확인할 수 있었다.
(2) 실시예 1의 발효시간에 따른 GA 및 GABA 함량
상기 실시예 1의 콩발효물을 전처리하여 자동아미노산분석기(amino acid auto analyzer, AAA)로 분석하였고, 그 결과를 하기 도 8 및 도 9에 나타내었다.
하기 도 8 및 도 9에 따르면, 발효 전에는 글루탐산(GA)이 113.59 mg/100 g이나, 발효가 진행됨에 따라 감소하여 발효종기에는 21.08 mg/100 g인 것을 확인할 수 있었다. 또한, 감마아미노뷰틸산(GABA)은 발효 초기 31.85 mg/100 g에서 발효 60시간째 120.38 mg/100 g으로 최대치를 나타낸 후, 발효 종기에는 96.25 mg/100 g으로 감소하였다.
(3) 실시예 1의 발효시간에 따른 총 페놀성분의 함량
상기 실시예 1의 콩발효물을 상기 실험예 4와 동일한 방법으로 총 페놀성분(total phenolic)의 함량을 측정하였고, 그 결과를 하기 도 10에 나타내었다.
하기 도 10에 따르면, 발효가 진행됨에 따라 총 페놀성분의 함량이 점차 증가하는 것을 확인할 수 있고, 더욱 상세하게는 발효 초기의 총 페놀성분의 함량이 3.61 mg/g이고, 발효 종기에는 5.84 mg/g인 것을 확인할 수 있었다.
(4) 실시예 1의 발효시간에 따른 이소플라본의 함량
상기 실시예 1의 콩발효물을 상기 실험예 5와 동일한 방법으로 이소플라본( isoflavone)의 함량을 측정하였고, 그 결과를 하기 도 11 및 도 12에 나타내었다. 하기 도 11은 이고, 하기 도 12는 이다.
하기 도 11 및 도 12에 따르면, 실시예 1 콩발효물은 발효가 진행됨에 따라 점차 배당체인 이소플라본-글리코사이드(isoflavone-glycosides)의 형태에서 비배당체인 이소플라본-아글리콘(isoflavone-aglycones)의 형태로 전환된 것을 확인할 수 있었다. 구체적으로, 발효 초기의 이소플라본-글리코사이드(isoflavone-glycosides) 비율은 87.51% 이었으나, 발효 종기에는 8.09%로 감소하였다. 반대로, 이소플라본-아글리콘(isoflavone-aglycones)은 3.33 %에서 81.68 %로 증가한 것을 확인할 수 있다.
(5) 실시예 1의 발효시간에 따른 항산화 활성
상기 실시예 1의 발효시간에 따른 항산화 활성에 대하여 알아보기 위하여, 상기 실험예 4와 동일한 방법으로 전처리한 시료를 상기 실험예 6과 동일한 방법으로 이소플라본(isoflavone) 함량을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 이때, 하기 표 4의 수치는 3회간 반복하여 수행된 평균값이다.
발효시간(h) 항산화 활성 항목
DPPH (%) ABTS (%) FRAP( OD 593 nm )
0 48.97 69.66 0.69
12 52.11 75.06 0.69
24 53.54 77.03 0.71
36 57.45 83.27 0.75
48 61.94 86.62 0.79
60 63.07 93.31 0.86
72 69.65 97.64 0.97
상기 표 4에 따르면, 발효가 진행됨에 따라 항산화 활성이 증가한 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, DPPH 라디칼 소거활성은 48.97%에서 69.65%로 증가하였고, ABTS 라디칼 소거활성은 69.66%에서 97.64%로 증가하였으며, FRAP 환원력은 0.69에서 0.97로 증가한 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 상기 실험예 1 내지 실험예 7을 따르면 본 발명에 따라 제조된 콩발효물은 락토바실러스 브레비스 균을 이용하여 증자 발아콩을 발효시킴으로써 원료 콩의 감마-아미노부틸산(GABA, gamma-aminobutyric acid) 함량과 대비하여, 감마-아미노부틸산의 함량이 10 배 이상 증진되고, 총 페놀성분(total phenolics)을 2.00 ~ 3.50 mg/g로 포함하고, 총 이소플라본 함량 중 비배당체 이소플라본을 70 ~ 85 중량%로 포함하는 콩발효물을 제조할 수 있어 생리활성물질이 증진되고 항산화 활성이 는 것을 확인할 수 있다. 특히, 발아가 콩의 장축에 대하여 약 1배 정도 발아한 콩을 사용하는 경우 가장 우수한 효과를 가지는 것을 알 수 있다.

Claims (11)

  1. 콩 또는 발아된 콩을 증자시켜서 증자 콩 또는 증자 발아콩을 제조하는 1단계;
    상기 증자 콩 또는 증자 발아콩을 분말화시켜 증자 콩 또는 증자 발아콩 분말을 제조하는 2단계; 및
    상기 증자 콩 또는 증자 발아콩 분말에 정제수를 첨가하고 유산균을 접종한 후 10 ~ 100 시간 동안 35 ~ 39℃ 및 pH 5.0 ~ 7.5에서 발효시켜 콩발효물을 제조하는 3단계;
    를 포함하는 생리활성물질이 증진된 콩발효물의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 발아된 콩은 콩의 장축에 대하여 0.5 ~ 4.5 배의 길이로 발아되는 것을 특징으로 하는 생리활성물질이 증진된 콩발효물의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 1단계에서 콩 또는 발아된 콩을 100 ~ 150℃에서 10 ~ 60 분 동안 증자하는 것을 특징으로 하는 생리활성물질이 증진된 콩발효물의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 2단계에서 상기 증자 콩 또는 증자 발아콩을 40 ~ 60℃에서 2 ~ 5일간 건조한 후 분말형태로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 생리활성물질이 증진된 콩발효물의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 유산균은 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 락토바이실러스 사케(Lactobacillus sakei) 및 락토바실러스 자메(Lactobacillus zymae) 균으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 생리활성물질이 증진된 콩발효물의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 접종은 유산균을 상기 증자 콩 또는 증자 발아콩 분말 100 중량부에 대하여 1 ~ 10 중량부로 접종하는 것을 특징으로 하는 생리활성물질이 증진된 콩발효물의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 3단계에서 발효를 수행함으로써 증자 콩 또는 증자 발아콩 분말 내의 배당체 이소플라본을 비배당체 이소플라본으로 전환하는 것을 특징으로 하는 생리활성물질이 향상된 콩발효물의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 3단계에서 상기 증자 콩 또는 증자 발아콩 분말에 설탕을 포함하는 탄소원을 상기 증자 콩 또는 증자 발아콩 분말의 총 중량에 대하여 5 ~ 10 중량%를 더 첨가한 후 발효시키는 것을 특징으로 하는 생리활성물질이 향상된 콩발효물의 제조방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중에서 선택되는 한 항의 방법으로 제조되고, 원료 콩의 감마-아미노부틸산(GABA, gamma-aminobutyric acid) 함량과 대비하여, 감마-아미노부틸산의 함량이 10 배 이상 증진되는 것을 특징으로 하는 생리활성물질이 증진된 콩발효물.
  10. 총 페놀성분(total phenolics)을 2.00 ~ 6.00 mg/g로 포함하고, 총 이소플라본 함량 중 비배당체 이소플라본을 70 ~ 85 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 생리활성물질이 증진된 콩발효물.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 콩 발효물은 원료 콩의 감마-아미노부틸산(GABA, gamma-aminobutyric acid) 함량과 대비하여, 감마-아미노부틸산의 함량이 10 배 이상 증진되는 것을 특징으로 하는 생리활성물질이 증진된 콩발효물.
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