KR20160136009A - 비타민 c를 이용한 생강류 발효물의 제조방법. - Google Patents

Abstract

비타민 C를 발효 촉진제로 이용하여 강황, 생강 및 울금 각각의 생강류를 산소가 없는 상태에서 자체 효소발효를 유도하여 그 발효물에서 추출한 효소를 포함한 발효물을 이용하여 한약재료, 화장품원료 및 기능성식품 등을 만드는 발명이다.

Description

비타민 C를 이용한 생강류 발효물의 제조방법. {A fermentation method of some races of gingers by using vitamin C}

본 발명은 비타민 C를 이용하여 강황, 생강 및 울금 각각 생강류의 자체 효소의 활성화를 유도하여 강황, 생강, 울금 각각의 발효물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

강황, 생강, 울금은 모두 생강과에 속해 서로 비슷한 맛과 향을 지닌 다년생 식물로서 동아시아, 인도, 말레이시아를 중심으로 아열대 지역에서 주로 재배되며 잎, 줄기 및 뿌리를 식용 및 약용 등으로 사용한다.

강황은[Turmeric] 한약재로 맵고 쓴 맛이 나는 황색의 약재로, 통증완화와 월경불순에 효능이 있다. 인도에서는 카레 가루의 향신료로 쓰기도 한다. 강황의 용도로는 식용, 한약재, 향신료 등으로 사용하고 있으며, 특히 카레의 원료로도 쓰이는 노란 색상을 띠는 강황은 약용의 효능이 더 포함되어있는 것으로 알려져 있다. 최근 노란색의 주성분인 커큐민은 생리활성물질로서 항암효과, 항알츠하이머, 항산화성, 항염증, 간 장애 억제 등의 효과를 갖는 것으로 밝혀지고 있다 .

이렇게 인체에 유익한 작용을 하는 강황은 식품으로서 이용되어 왔고, 그 대표적 사용되는 것은 카레와 차이다. 그러나 강황은 쓴 맛이 강하여 그 고유의 향미는 거부감을 주며 따라서 많은 양을 섭취하기를 꺼린다.

이러한 강황은 여러 가지로 가공하여 사용하나 대부분 농축가공하여 사용하고, 특허 10-0802904에 따르면 강황을 열수 추출하는 것이 일반적인 방법이다. 그러나 본 발명은 강황의 자체효소의 발효를 유도하여 떫은맛과 쓴맛이 저감시키고 냄새를 부드럽게 하여 많은 양을 복용할 수 있도록 하였다.

생강은[ ginger ] 한방에서는 뿌리줄기 말린 것을 약재로 쓰는데, 말려 갈아서 빵·과자·카레·소스·피클 등에 향신료 사용하기도 하고, 생강차와 생강주 등을 만들어 사용하기도 한다.

생강은 특유의 향기와 매운맛 때문에 식품원료인 향신료로 사용되어 왔으며, 한약재의 원료로 한방 처방에 많이 사용되고 있다.

그러나 상기와 같이 유용한 기능을 많이 가지는 생강은 매운맛, 쓴맛 등의 특유의 자극적인 맛으로 인해 식품에 직접 첨가할 때 그 첨가량을 많이 사용하지 못한다는 문제점이 있다.

특허 10-0989093에 따르면 생강을 알콜 추출하는 방법을 이용한다. 그러나 본 발명은 생강의 자체 효소를 활성화하여 발효함으로 떫은맛과 매운맛을 저감함으로 많은 생강의 양을 복용할 수도 있고, 다양한 가공이나 첨가제로 사용할 수 있으며, 기존의 발효방법과 비교하면 맛과 향이 부드러운 특징이 있다.

울금[Curcuma]은 인도, 동남아시아, 중국에서 옛날부터 비단과 면을 물들이는 염색약으로 사용해왔고, 사람이 먹는 식품의 색깔을 물들이는 착색제의 용도로도 이용해 왔다. 현재도 식용인 카레, 피클, 버터, 단무지를 물들이는 데 이용되고 있다.

울금은 술과 함께 섞으면 누렇게 금처럼 되어 붙여진 이름이다. 울금은 특이한 냄새가 있고 씹으면 침을 누렇게 물들이며 자극성이 있다. 맛은 맵고 쓰며 기원전부터 염료와 식품착색재로 사용되어왔다. 일본에서는 단무지 착색재로 울금을 이용하고 있으며 특히 세계적 장수마을로 알려진 일본 오키나와 일대에서는 특용작물로 상식한다.

울금은 생강과에 속하는 약재로 효능도 대단하지만 부작용으로 위장이 약한 사람이 울금을 많이 섭취하면 설사나 가려움증이 유발 할 수가 있다. 그러나 울금의 발효 추출물은 체질에 따른 부작용이나 약제의 알레르기 반응이 나타나지 않으며 체내 흡수가 빠르고, 발효 추출물 자체의 맛이 쓰지 않아 복용이 편리한 또 다른 효과가 있다.

특허 10-0886495에 따르면 울금 추출 방법은 울금을 열수 추출하여 효소처리 하는 방법이다 그러나 본 발명은 울금의 자체효소를 활성화하여 발효물을 얻는 방법으로 쓴맛과 매운맛이 저감된 것으로 많은 양을 복용할 수 있어 기존의 발효방법과 비교하면 맛과 향이 부드러운 특징이 있다.

일반적인 가공법에 의한 울금의 사용은 울금의 뿌리에 있는 배당체가 타닌 형태의 거대 분자로 되어 위장에서의 흡수를 방해한다. 그러나 이를 흡수하기 좋은 소분자로 만드는 발효의 방법은 흡수율을 높이고 쓰고 매운맛을 약하게 하여 사용을 용이하게 한다. 일반적으로 울금의 발효는 용이하지 않고 경제적 비용이 높은 단점이 있다. 그러나 본 발효방법은 비타민C를 이용하여 울금의 자체 효소의 활성화를 유도하여 발효를 하므로 저비용의 장점이 있고, 맵고 쓴맛을 부드럽게 만들어 고용량을 복용 할 수 있는 특징이 있다

비타민C는 효소의 활성화를 돕는 보조인자로 이용되고 있다. 효소는 그것을 생산하는 조직을 그 효소 자체에 의한 자기 소화에서 막기 위해 이러한 활성 중심을 봉쇄된 비활성 전구체로 구성하여 있다. 따라서 식물의 조직의 활성화는 이 봉쇄를 벗어남으로써 일어나는 것이라고 알려져 있는데 비타민 C는 이러한 활성화에 영향을 주어 자체 효소의 활성화를 유도함으로 발효를 일으킨다고 본다. 이는 식물이 발아할 때 자체 효소 활성화의 발효를 일으키는 것과 같은 원리이다.

비타민C를 이용하여 생강류의 자체 효소 발효를 활성화시킨 후 이 추출 효소로 제2차 생강류의 발효를 위한 재료로 사용 가능함으로 한 발효조안에서 원료의 투입과 추출이 연속적으로 일어나는 바이오리액터의 기능을 만들 수 있는 발명 기술이기도 하다.

본 발명은 자체 효소발효법으로 기존에 사용하는 설탕을 사용하는 방법, 외부에서 효소를 집어넣는 방법과 같은 결과가 나타나지만 비타민 C를 이용하여 자체 효소의 활성화를 유도하여 발효를 함으로 생강류의 원 성분을 더욱 나타나게 하여 맛과 향이 좋고, 발효공정시간을 단축하는 효과를 가지고 있는 특징을 가진 기술이다.

1. 대한민국등록특허 제10-0802904 2. 대한민국등록특허 제 10-0989093 1. 대한민국등록특허 제 10-0886495

신민교. 임상본초학, 서울, 영림사. 293-296 네이버지식백과, 전효소(holoenzyme), 두산백과 네이버지식백과, 효소(enzyme), 화학대사전, 2001,세화 네이버지식백과, 효소전구체, 화학대사전, 2001, 세화

강황, 생강, 울금은 타닌 성분을 내포하여 소화에 장애를 주며 또한 강황은 쓴 맛이 강하고, 생강은 매운맛과 쓴맛이 강하며 울금은 맵고 쓴맛이 강한 것이 문제로 나타나 있는데 본 발명은 비타민 C를 이용하여 타닌 성분을 분해하고 강황, 생강 및 울금의 효소를 활성화함으로 이들 생강류의 내포된 타닌 성분이 주는 맛의 문제점을 해결하고자 했다.

본 발명에 따른 생강류 발효물의 제조방법은 (1)생강류 발효와 재발효 단계로

(1)생강류 발효와 재발효 단계는 (1a)생강류 발효물 제조단계와 (1b) 생강류 재발효물 제조 단계로 구성되되,

(1a) 생강류 발효물 제조 단계는,

생강류와 물, 비타민 C를 준비하는 재료 준비 공정;

상기의 재료를 용기에 넣고 혼합 후에 공기를 제거하는 혼합 공정;

혼합물을 넣은 용기를 밀봉 정치를 한 후에 생기는 가스를 제거하는 발효공정; 으로 이루어지고

(1b) 생강류 재발효물 제조 단계는,

생강류, 물, 비타민 C, 상기 (1a)생강류 발효물을 준비하는 재료 준비 공정;

상기의 재료를 용기에 넣고 혼합 후에 공기를 제거하는 혼합 공정;

혼합물을 넣은 용기를 밀봉 정치를 한 후에 생기는 가스를 제거하는 발효공정; 으로 이루어진다.

이때, 상기 (1) 생강류 발효와 재발효 단계 중 (1a)생강류 발효물 제조 단계에 투입되는 생강류, 비타민 C, 물의 중량비율은 100 : 1~100 : 10~10000인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 (1)생강류 발효와 재발효 단계 중 (1b) 생강류 재발효물 제조 단계에 투입되는 생강류, 비타민 C, 물, (1a) 생강류 발효물 제조 단계에서 얻은 발효물의 중량비율은 1000 : 1~1000 : 10~10000 :10~10000인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 (1a)생강류 발효단계의 재료 준비 공정에서의 생강류 재료는 강황과 생강, 울금 중 어느 하나의 꽃, 잎, 줄기, 뿌리 또는 그 조합인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 (1a)생강류 발효단계와 (1b)생강류 재발효물 제조 단계의 재료 준비 공정에서의 재료는 강황과 생강, 울금 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.

또한 (1a)생강류 발효단계 및 (1b) 생강류 재발효 단계에서 사용하는 비타민 C는 아스코르브산, 아스코르브산의 유도체 또는 그 조합을 포함하는 의미인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 강황과 생강, 울금 각각의 생강류의 자체효소를 활성화하여 발효한 것으로 강황, 생강, 울금 생강류의 맛과 향뿐 아니라 효소를 포함 한 약효의 기능을 높이는 효과를 주어 이를 한약재료, 화장품원료 및 기능성식품의 재료로 사용할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 대표도이다.
도 2는 (1)생강류 발효와 재발효 단계를 세부적으로 나타낸 도면이다.

강황[Curcuma longa L.]은 생강과(Zingiberaceae)의 강황속(Curcuma)으로 분류되는 다년생 식물로 인도가 원산지이며 열대 아시아, 중국, 일본 등지에서 재배된다. 강황의 다른 명칭으로는 울금(鬱金), 심황(深黃),도금(都金), 을금(乙金), 걸금(乞金), 옥금(玉金), 왕금(王金) 등이 사용되고 있다.

강황의 주성분에 커큐민(curcumin), 디메톡시커큐민(demethoxycurcumin), 비스디메톡시커큐민(bisdemethoxycurcumin)과 같은 커큐미노이드(curcuminoid) 색소성분과 ar-turmerone, curlone, α-turmerone, β-turmerone, bisacumol, zingiberene과 같은 휘발성 물질이 있으며 한방에서는 이들 물질이 속 쓰림과 배탈 예방, 심장마비 예방, 당뇨의 예방. 암 방지, 뇌의 활성화 및 치매 예방, 관절 통증을 완화하는데 사용되고 있다.

생강[Zingiber officinale Rosc]은 외떡잎식물 생강목 생강과의 여러해살이식물로서 뿌리는 식용과 약용으로 쓰이고 있다. 생강은 동남아시아 힌두스댄 지역이 원산지로 알려져 있고 채소의 일종으로 재배한다. 뿌리줄기가 옆으로 자라고 다육질이며 덩어리 모양이고 황색이며 매운 맛과 향긋한 냄새가 있다.

생강은 우리나라 전통적 요법으로 감기, 오한, 발열, 두통, 구토, 해수, 가래를 치료하는데 사용하며, 식중독으로 인한 복통설사, 복만에도 효과가 있어 끓는 물에 생강을 달여서 차로 마시기도 한다. 약리작용으로는 위액분비촉진, 소화력 증진, 심장흥분 작용, 혈액순환촉진 등이 보고되어있다.

울금[Curcuma longa L.]은 생강과에 속하며 열대 아시아가 원산인 다년생 숙근성(宿根性) 초본 식물로 맛은 맵고 쓰며 성질은 강활보다 순하고 독이 없으며, 심, 폐, 간경에 작용하고, 기의 순환을 촉진시키고 울결된 것을 풀어주며 혈액을 도와 어혈을 없애는 효능이 있고 알려져 있다.

울금은 기를 소통시키고 혈액순환을 도와 생리통, 생리불순, 옆구리통증을 치료와 토혈, 코피, 피오줌을 치료하고, 정신을 맑게 하며 흉복부가 답답한 것을 없애주며 담즙분비 촉진과 담낭결석을 치료한다고 알려져 있다. 약리작용은 담즙분비, 배설 촉진, 관상동맥안의 반괴형성을 감소시킨다고 보고되어 있다.

비타민 C는 아스코보릭산에 칼슘이나 소디움, 마그네슘을 가하여 휴대하기 좋게 만든 물질로 비타민 C(L-Ascorbic acid), L-아스코르빈산나트륨(Sodium L-Ascorbate), L-아스코르빈산 스테아레이트(L-Ascorbyl Stearate), 아스코르빈산 칼슘(Calcium Ascorbate), 아스코르빈산 팔미테이트(Ascorbyl Palmitate)와 별도로 에스테르화한 것이 있다. 비타민C는 식품원료로 사용하며 비타민 C를 이용하여 제조가공한 것으로 수십 가지의 화합물과 유도체가 있으며 강력한 환원 작용을 하며 많이 먹어도 몸에 별 이상이 없는 물질로 알려져 있다. 비타민C는 음식료에 사용하면 색을 변하게 하거나 이취를 내게 하여 식품제조에서는 부정적으로 표현하고 방부제의 역할로 사용하나 본 발명은 비타민 C를 효소발효 촉진제로 사용한다. 이하 본 발명을 실시 예와 함께 상세히 설명한다.

1. 생강류 발효와 재발효

(1a) 생강류 발효물 제조

① 재료 준비 공정 : 강황, 생강 및 울금 각각의 생강류 100g, 물 500g, 비타민 C 10g, 통을 준비하는 재료준비공정;

② 혼합 공정 : 상기의 재료를 용기에 넣고 혼합 후에 공기를 제거하는 혼합 공정;

③ 발효공정 : 혼합물을 넣은 용기를 밀봉 정치를 한 후에 생기는 가스를 제거하는 발효공정으로 이루어진다.

위 일련의 공정을 거쳐 발효물(반제품 발효물)을 얻을 수 있다. 반제품 발효물을 냉장보관 하거나 공기를 빼고 밀봉 정치한다.

(1b) 생강류 재발효물 제조

① 재료 준비 공정 : 강황, 생강 및 울금 각각의 생강류 1000g에 비타민 C 50g, 물5000g, (1a)생강류 반제품 발효물 500g 및 통을 준비하는 재료준비공정;

② 혼합 공정 : 상기의 재료를 용기에 넣고 혼합 후에 공기를 제거하는 혼합공정;

③ 발효공정 : 혼합물을 넣은 용기를 밀봉 정치를 한 후에 생기는 가스를 제거하는 발효공정으로 이루어진다.

이때 (1b)재발효 공정단계에서 얻은 재 발효물의 일부를 (1a)발효단계에서 얻은 발효물을 대체하여 사용하면 (1a)발효단계가 필요 없어지며 연속발효를 할 수 있다.

위 일련의 공정을 거쳐 재발효물을 얻는다. 재발효물은 냉장보관하거나 공기를 제거하고 밀봉 정치한다.

(시험 1)

(1a) 생강류 발효물의 제조 단계는 상기 설명한 방법대로 시행하였다.

이때 (1a)생강류 발효물의 제조 단계에 투입되는 강황, 생강, 울금 각각의 생강류의 꽃, 잎 줄기, 뿌리 및 그 혼합물을 각각 100g에 물 500g 및 비타민 C 10g의 비율로 혼합하여 각각 생강류의 부위별 발효상태를 시험했다. 이때 발효온도는 섭씨 25도 상온에서 발효과정을 가졌고 각 부위별 재료를 사용하여 시험한 결과는 생강류 발효물의 제조 단계에서 발효의 신호로 나타난 첫 번째 가스제거에 걸린 시간을 비교한 것으로 표1과 같이 나타났다.

위 시험결과 적절히 발효가 된 것을 강황, 생강 및 울금 각각의 생강류의 각 부위에서 발효가스가 확인됨을 통하여 확인했다. 각각 부위별로 첫 번째 가스가 나온 시간은 달랐으며 꽃과 뿌리가 가장 빨리 발효되는 것을 확인했다. 그리고 다음은 꽃, 잎, 줄기 및 뿌리의 혼합물과 잎, 줄기 순서로 1차 발효가 일어나는 것을 확인했다. 이 시험을 통해 식물의 어느 부분에서도 발효가 일어나며 여기서 효소의 추출물을 얻을 수 있다는 사실을 확인할 수 있었다.

(시험 2)

생강류 발효를 거친 후 재발효 단계에 관한 시험을 하였다. (1b)생강류 재발효물 제조단계를 이미 설명한 방법대로 시행하였다.

(1b)생강류 재발효물 제조단계에 투입되는 강황, 생강, 및 울금의 각각 생강류, 비타민 C, 물 및 (1a)생강류 발효물 제조단계에서 얻은 발효물의 중량의 비율은 생강류를 100g, 물을 500g으로 하고 나머지 2개의 요인 비타민 C와 (1a)발효물 제조 단계에서 얻은 발효물은 아래 (표 2)와 같이 변화를 주었으며 발효온도는 섭씨 25도로 하였다.

(표 2)는 위 시험 과정 중, (1b)생강류 재발효물 제조단계에서 발효의 표식인 첫 번째 가스제거에 걸린 시간을 비교한 것이다.

위 시험의 결과 (1a)의 반제품 발효물과 비타민C 가 투여된 상태에서 강황, 생강 및 울금 모두가 발효가 일어나는 것을 확인했다. 그리고 (1a)의 반제품 발효물의 양 20g과 비타민 C의 양이 6g 일 때 강황과 울금은 각각 28시간 그리고 생강은 32시간으로 발효가 가장 빨리 진행되는 것을 알았으며, 발효물의 양과 비타민C의 양에 비례하여 발효 진행 속도가 빠르다는 것을 확인했다. 그리고 (1a)의 반제품 발효물이 많이 첨가되면 비타민C의 양이 적게 첨가되어도 발효가 잘 진행된다는 것을 확인했다.

(시험 3) 바이오 리액터현상 시험.

본 시험은 (1b)생강류 재발효물 제조단계에서 물과 비타민C의 투여가 없이 강황, 생강 및 울금 각각의 발효가 일어나는 것을 시험했다. 먼저 (1a)생강류 발효물의 제조 단계에 투입되는 강황, 생강 및 울금 각각 생강류는 각각 100g으로 하고 이에 물 2200g과 비타민C 110g 을 투입하여 발효를 하였다. 그리고 그 다음 단계인 (1b)강황, 생강 및 울금 각각의 생강류 재발효물 제조단계에서 물과 비타민C가 없이 강황, 생강 및 울금 각각의 생강류 500g에 상기 (1a)생강류 발효물 전부인 2410g을 가지고 발효를 하였다. 이때 발효온도는 섭씨 25도 상온에서 했다.

상기 (표 3)의 시험결과 비타민C를 투여하지 않은 상태에서도 강황은 35시간, 생강은 40시간 그리고 울금은 38시간이 걸려 발효가스가 일어나고 첫 번째 발효물이 만들어지는 것을 확인하였으며, (1a)생강류 발효물의 양이 많이 들어가야 한다는 것을 알았다.

이 시험을 통해서 발효와 재발효의 구분이 없이 1a)생강류 발효물을 처음 한번만 만들어 사용하면 그 후는 1b)생강류 재발효에서 만들어진 생성물을 사용할 수 있으므로 하나의 발효통에서 연속 발효인 바이오리액터 현상이 나타나게 할 수 있다는 사실을 확인 할 수 있었다.

본 발효물의 강황, 생강 및 울금 생강류의 효소를 포함한 유효한 성분을 추출하여 이를 한약재료, 화장품원료 및 기능성식품 등으로 이용할 수 있다.

Claims (6)

1. 본 발명에 따른 생강류 발효물의 제조방법은 (1)생강류 발효와 재발효 단계로 이루어지며,
   (1)생강류 발효와 재발효 단계는 (1a)생강류 발효물 제조단계와 (1b)생강류 재발효물 제조 단계로 구성되되,
   (1a)생강류 발효물 제조 단계는,
   생강류와 물, 비타민 C를 준비하는 재료 준비 공정;
   상기의 재료를 용기에 넣고 혼합 후에 공기를 제거하는 혼합 공정;
   혼합물을 넣은 용기를 밀봉 정치를 한 후에 생기는 가스를 제거하는 발효공정; 으로 이루어지고
   
   (1b)생강류 재발효물 제조 단계는,
   생강류, 물, 비타민 C, 상기 (1a)생강류 발효물을 준비하는 재료 준비 공정;
   상기의 재료를 용기에 넣고 혼합 후에 공기를 제거하는 혼합 공정;
   혼합물을 넣은 용기를 밀봉 정치를 한 후에 생기는 가스를 제거하는 발효공정; 을 특징으로 하는,
   비타민 C를 이용한 생강류 발효물의 제조방법.
   
   
2. 제1항에 있어서,
   (1)생강류 발효와 재발효 단계 중 (1a)생강류 발효물 제조단계에 투입되는 생강류, 비타민 C 및 물의 중량비율은 100 : 1~100 : 10~10000인 것을 특징으로 하는,
   비타민 C를 이용한 생강류 발효물의 제조방법.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   (1)생강류 발효와 재발효 단계 중 (1b)생강류 재발효물 제조 단계에 투입되는 생강류, 비타민 C, 물 및 (1a)생강류 발효물 제조 단계에서 얻은 발효물의 중량비율은 1000 : 1~1000 : 10~10000 :10~10000인 것을 특징으로 하는,
   비타민 C를 이용한 생강류 발효물의 제조방법.
   
4. 제1항 제2항, 제3항에 있어서,
   (1)생강류 발효와 재발효 단계에서 비타민 C는 아스코르브산(Ascorbic acid)과 그의 유도체 또는 그 조합인 것을 특징으로 하는,
   비타민 C를 이용한 생강류 발효물의 제조방법.
   
5. 제1항과 제2항에 있어서,
   (1a)생강류 발효단계의 재료 준비 공정에서의 생강류 재료는 각각의 강황, 생강 및 울금의 각각의 꽃, 잎, 줄기, 뿌리 또는 그 조합인 것을 특징으로 하는,
   비타민 C를 이용한 생강류 발효물의 제조방법.
   
6. 제1항과 제3항에 있어서,
   (1b)생강류 재발효의 재료는 강황, 생강 및 울금의 각각의 덩이뿌리, 줄기뿌리 또는 그 조합물을 특징으로 하는,
   비타민 C를 이용한 생강류 발효물의 제조방법
   
   

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