KR20170040555A - 녹용 배양액을 이용한 시알산 함유 콩나물 및 이의 재배 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 녹용유래세포와 그 배양액을 콩불리기 단계에 적용하는 방법에 관한 것으로, 이를 이용하여 시알산이 함유되고 필수 아미노산의 함량이 증대된 시알산 함유 콩나물을 재배하는 방법을 포함하고 있다.

Description

녹용 배양액을 이용한 시알산 함유 콩나물 및 이의 재배 방법 {Method to cultivate sprouted beans which content sialic acid via the deer antler culture media}

본 발명은 녹용유래세포와 그 배양액을 이용하여 녹용의 임상적 효능을 콩나물 재배 방법에 응용함으로써, 콩나물의 생장을 촉진하며 병해를 방지하고, 생산하는 콩나물의 품질을 높이는 방법에 관한 것이다. 지난 수십 년간 한국의 생활수준이 향상되면서 건강한 삶과 그를 위한 건강한 먹거리에 대한 관심이 높아져 왔고 이에 따라 화학 비료나 항생제의 사용을 억제하는 친환경 유기농 식품 관련 시장이 성장하고 있다. 본 발명은 면역반응을 강화시키는 녹용의 임상효능을 이용하여 항생제를 대체하여 친환경적인 유기농 콩나물의 재배를 실현하고, 17가지 필수 아미노산의 함량을 높인 고품질의 콩나물을 출하하기 위한 방법을 포함하고 있다.

녹용은 사슴과의 뿔이 각질화되기 전 새로 생장하는 부분을 말하는 것을 말하는 것으로, 녹용으로 이용하는 시기의 뿔은 유상의 자갈색 털이 나있으며 혈관이 많이 자라고 있다. 녹용은 인삼, 동충하초와 함께 한방 3대 약재로 이용되어 왔으며, 특히 녹용은 단백질, 지질, 미네랄, 성장호르몬, 등의 성분이 많아 보혈 및 조혈, 강장제로 이용되어 왔다.

한방에서 녹용의 효능은 아래와 같이 이야기하고 있다.

동의보감: 신경쇠약, 피로회복, 성기능 저하에 좋은 물질이다.

본초비용: 보혈, 빈혈에 특효가 있고, 양기를 보호해 준다.

본초강목: 정과 수, 음과 혈을 보호하며, 병후 원기회복, 허약한 사람, 폐결핵, 폐기능 저하에 좋다.

의방유취: 남녀의 허약증, 영양실조, 허리나 다리의 통중, 피부소양감 등을 낫게 한다.

본초정: 자궁출혈, 냉대하증 등 여성의 병에 좋다.

천금방: 불면증, 가슴 두근거림을 치료한다.

종교본초강목: 산후 몸조리, 간장 보호에 탁월하다.

약성론, 본초경소론: 신경을 덮혀 준다, 태아를 편안하게 한다, 약기를 보강하며 뼈를 튼튼하게 한다.

이러한 녹용의 생리기능에 대해 연구는 최근 국내 한의학분야에서 활발히 연구되고 있으며, 강글리오시드, 프로테오글리칸, 인슐린유사성장인자, 글루코사민 등의 성분을 통해 항염증, 항궤양, 관절재생, 면역기관 증강, 내분비기능 촉진, 자궁내 출혈 치유 보조, 간기능개선, 기억력보조, 뇌신경세포 활성화, 피로회복 등에 효과가 있는 것으로 보고되고 있다.

녹용의 임상적인 효능 자체는 인정되고 있으나 어떤 특정 성분이 어떤 약리효능을 갖는지 정확히 동정이 되지는 않은 상황이고, 녹용은 채취 시기에 따라 공급량도 불안정하고 고가의 약재로 효능에 비해 사용분야가 한정되어 있다. 콩나물 등 농산물의 재배에 녹용의 효능을 적용해 생장을 촉진하거나 병해를 방지하는 등의 효과를 보기 위해서는 콩나물을 재배하는데 투입되는 녹용 성분의 액상화 등 균질한 투입방식이나 시점이 고안되어야 한다. 또한 최종적으로 생산된 제품의 질 또한 그 성분이나 색, 향 등이 검증 가능한 방식으로 우수성을 인정받을 수 있어야 한다.

녹용의 공급 불안정성과 성분 편차라는 문제를 해결하기 위해, 녹용에서 채취한 녹용유래세포를 이용한 방법을 적용함으로써 지속적이고 체계적으로 생산량과 품질을 유지할 수 있도록 하였다. 녹용의 임상적인 효능을 콩나물 등 농산품의 재배과정에 적용하기 위해서는 녹용의 일부 성분을 추출하는 방식이 아닌 녹용 전체의 성분을 충분히 활용할 수 있는 방식이 적합하다고 판단하여, 녹용유래세포의 배양액을 정제하는 방법을 적용하였다. 녹용유래세포와 그 배양액을 정제한 조성물의 성분이나 효능이 효과적으로 전달하기 위해서 콩나물의 재배 과정 중 콩불리기 과정에 녹용유래세포와 그 배양액을 정제한 조성물을 혼입한 음수를 이용하는 방식으로 적용하였다.

녹용유래세포 및 배양액을 이용해 콩불리기를 하여 재배한 콩나물의 경우, 기존의 농약이나 숯추출물과 같은 성장촉진제나 병해방제약을 사용하지 않고도 정상재배가 가능했으며, 식물병의 징후를 보이지 않았다. 본 발명을 통해 재배된 콩나물의 경우 아스파르트산을 비롯한 17가지 필수 아미노산의 함량이 일반 콩나물에 비해 최고 20배까지 증대된 결과를 보였으며, 일반 콩나물에서는 검출되지 않는 동물성 다당류인 시알산이 검출되어 본 발명에서 제시하는 목적과 방법이 유효함을 입증하였다.

도 1은 녹용유래세포와 그 배양액을 이용하여 콩불리기 단계를 위한 재배용액을 제조하고 콩불리기 과정과 재배 과정을 진행하는 단계를 순차적으로 표시한 것이다.
도2는 녹용유래세포와 그 배양액을 이용하여 재배된 콩나물의 시알산 ?t량 분석표이다.
도3은 녹용유래세포와 그 배양액을 이용하여 재배된 콩나물의 아미노산 함량 분석표이다.
도4는 녹용유래세포와 그 배양액을 이용하여 재배된 콩나물의 아미노산 함량을 일반 콩나물의 아미노산 함량과 비교 표시한 것이다.

녹용유래세포의 배양을 실시하고 (연관특허:녹용유래세포 및 이의 배양방법(10-0876536)) 이에 따라 녹용성분이 함유된 배양액을 필터로 정제한다. 배양액의 정제는 혈청이나 세포 찌꺼기 등을 분리하기 위해 0.45㎛의 필터로 부유물을 제거하고 0.22㎛의 필터로 박테리아나 먼지 등을 제거하여 사용한다. 콩불리기 단계를 위한 재배용액은 녹용유래세포와 배양액을 정제한 조성물을 음용수에 현탁하여 사용한다.

1-1. 녹용유래세포의 배양

셀로진이 보유한 녹용유래세포를 배양해 사용한다. 준비된 녹용유래세포를 20% 소태아혈청 (Fetal bovine serum, FBS, Gibco사)를 포함시킨 둘베코수정이글배지 (Dulbeco‘s Modified Eagle’s Medium, DMEM, Gibco사)로 구성된 세포배양용 배지에 담긴 플라스크에 접종한 후 36.5℃, CO2 5%의 CO2 배양기 (Sanyo사)에서 배양한다 (도1-가). 녹용유래세포의 채취 및 초기배양은 클래스 100의 클린룸에서 이루어졌으며, 이후의 배양은 클래스 1000의 클린룸에서 진행한다. 녹용유래세포를 배양하기 위한 배지는, 녹용유래세포를 접종한 초기에는 FBS 20% 함량의 배지를 이용하고, 배양에 이용하는 배지의 FBS 함량을 계대배양 단계별로 20, 10, 5, 0%로 순차적으로 낮춰, 녹용 배양액을 수거하는 최종 배양 단계에서는 FBS가 함유되지 않은 순수한 배지를 이용하여 배양하도록 한다.

1-2. 녹용 배양액의 정제

녹용유래세포를 1x10⁵/㎖씩 접종한 25T 플라스크 (Corning사)를 세포가 배양용기 표면의 80~90%를 차지하도록 자랄 때까지 배양한다. 배양에 걸리는 시간은 초기 접종 때 세포의 생육상태에 따라 차이가 있으나 일반적으로 36.5℃, CO₂ 5%의 조건에서 24~72시간 동안 배양한다. 녹용유래세포가 25T 플라스크 표면의 80~90%를 점유할 정도가 되면 배양된 배지를 수거며, 녹용 배양액을 수거하는 최종 배양 단계에서는 FBS가 함유되지 않은 순수한 배지를 이용하여 배양한 녹용유래세포의 배양액을 수거하게 된다. 수거된 배지는 1200rpm에서 5분간 원심분리한 후 0.45㎛ 필터와 0.22㎛ 필터를 통해 이물질이 분리되도록 정제한다 (도1-나). 정제한 배지는 4℃에서 보관한다.

2. 콩불리기 단계 및 콩나물 재배

녹용유래세포와 배양액을 원심분리와 필터를 통해 정제한 조성물 50㎖를, 음용수 50ℓ에 현탁하여 (도1-다) 약콩 30㎏를 담가 콩불리기 단계를 진행한다 (도1-라). 콩불리기 단계는 콩 내부에 수분을 침투시켜 발아를 촉진하는 과정이며, 실온의 물에서 약콩에 싹이 날 정도까지 진행한다. 콩불리기 단계의 진행은 여름철일 경우는 4~5일, 겨울철일 경우는 6~8일 간 진행하며, 정확한 일자는 물의 온도와 약콩의 상태에 따라 가감하여 진행한다. 콩불리기 단계가 필요이상으로 길어지면 이후의 생장이 저해되는 경우가 있으므로, 대부분의 약콩에서 싹이 살짝 돋은 정도까지만 진행한다. 싹이 난 콩나물은 콩나물 재배기로 옮겨 본격적인 콩나물로 재배한다 (도1-마). 콩나물화 과정에서는 상당한 열이 발생하므로, 이를 냉각하기 위해 주기적으로 지하수를 살포하여 재배한다. 특히 싹이 난 직후 열발생이 많으므로 물을 주는 수주 주기를 짧게 3~4시간 정도로 하며, 이후 5~6시간 간격으로 늘여간다. 물의 양이 부족하면 잔뿌리가 많아지고 섬유질이 증가해 질겨져 콩나물의 품질이 나빠지므로 콩나물 중량 대비 100~150배 정도의 주수량을 유지한다.

3-1. 시알산 함량 분석

본 발명의 녹용유래세포와 배양액을 이용한 콩불리기 방법을 통해 재배된, 시알산을 함유한 콩나물은 새롬제약연구소에 성분분석을 의뢰하였다 (도2). 시알산은 동물성 다당류로 일반적인 콩나물에서는 검출되지 않는 성분이며, 본 발명의 시알산을 함유한 콩나물에서는 실중량 0.01777%, 건중량 0.16850%의 시알산 (강글리오시드)이 검출되고 있다. 이 결과는 본 발명을 통해 재배된 콩나물이 녹용이나 배양액을 이용해 재배되었음을 확연하게 구분하여 보여줄 수 있는 지표가 될 수 있다. 이 결과는 또한, 본 발명이 기존 일반 콩나물에 존재하지 않던 특정한 성분을 신규하게 함유시킬 수 있는 방법으로 유효함을 검증할 수 있는 입증자료가 될 수 있다.

3-2. 아미노산 함량분석

본 발명의 녹용유래세포와 배양액을 이용한 콩불리기 방법을 통해 재배된, 시알산을 함유한 콩나물의 아미노산 함량 분석을 한국식품연구원에 의뢰하였다 (AO2013-05-20-161). 본 발명의 시알산을 함유한 콩나물은 아스파르트산 (Aspartic Acid), 글루타민산 (Glutamic Acid), 로이신 (Leucine)을 비롯한 아미노산 함량이 크게 증대되었다 (도3). 콩나물의 주요성분 중 하나인 아스파르트산의 경우 일반 콩나물의 4배에 가까운 함량인 100g 당 1200.8㎎을 보여 숙취 해소 등 효능이 크게 증가할 것을 기대할 수 있다 (도4). 또한 글루타민산의 함량은 100g 당 652.5㎎으로 일반 콩나물의 2.4배에 달해 감칠맛이 더욱 진한 제품의 생산이 가능함을 정량적으로 보여주고 있다. 이 외의 글리신 (Glycine), 알라닌 (Alanine), 리신 (Lysine), 아르기닌 (Arginine)등 다른 필수 아미노산의 함량들 또한 3배 (이소로이신, Isoleucine)에서 9배 (프롤린, Proline)까지 증가하고 있다.

4. 결과 및 의의

본 발명에서는 일반 콩나물 재배에서 사용하는 잔뿌리제거 및 성장촉진을 위한 숯추출물이나 병해예방약을 이용하지 않았음에도 콩나물 성장의 이상 징후가 나타나지 않았으며, 이 결과는 녹용배양액만으로도 성장촉진 및 질병예방이 가능함을 확인해준다. 본 발명의 결과 콩나물 성분에 함유된 시알산은 본래 일반 콩나물에 존재하지 않는 동물성 다당류로, 녹용의 주요 표지 성분의 하나로 추정되는 강글리오시드의 성분이다. 콩나물의 재배과정에서 녹용배양액은 콩불리기 단계에만 사용하였음에도 최종 단계에서 시알산의 함유가 확인된 것은 녹용배양액 및 그 배양액을 통해 재배하는 방법이 오랫동안 지속적으로 콩나물의 생장에 영향을 줌을 보여주는 결과이며, 이는 기존 병해예방약이나 성장촉진제보다 안전하면서도 효과가 우월한 제품의 개발이 가능함을 보여준다. 또한 아스파르트산 등 아미노산 함량의 증가는 숙취해소 등 콩나물의 고유 효능이 강화된 제품 개발이 가능함을 보이고 있으며, 글루타민산의 함량 증가는 감칠맛이 증대된 프리미엄 제품군의 개발 또한 가능함을 보이고 있다.

Claims (3)

1. 녹용유래세포와 그 배양액을 정제한 조성물 50㎖를 물 50ℓ에 현탁해 콩불리기에 적용하는 방법
2. 청구항 1에 있어서, 상기 콩불리기 방법으로 재배하여 시알산을 함유하는 콩나물
3. 청구항 1에 있어서, 상기 콩불리기 방법으로 재배하여 아미노산 함량이 증대된 콩나물

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