KR20170101672A

KR20170101672A - 폴리코사놀이 증대된 보리새싹 발효물 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR20170101672A
Application number: KR1020160024524A
Authority: KR
Inventors: 김영수; 이남근; 이혜빈; 양은인
Original assignee: 전북대학교산학협력단; (유)나눔푸드
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2016-02-29
Publication date: 2017-09-06
Also published as: KR101815925B1

Abstract

본 발명은 식품분의 기술로써, 보리새싹의 혈행개선 효능을 갖는 폴리코사놀을 증가시킨 보리새싹 발효 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

폴리코사놀이 증대된 보리새싹 발효물 및 그의 제조방법{Fermentated Composition of Barley Sprouts Dnhanced Policosanol and Method For Composition Thereof}

본 발명은 식품분야의 기술로써, 보다 상세게는 보리새싹의 혈행개선 효능을 갖는 폴리코사놀을 증가시킨 보리새싹 발효 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

근래에 들어 많은 새싹식물들의 기능적인 측면이 대두되면서 새싹식물에 대한 관심이 높아지고 있는 추세이다. 그 중 보리새싹의 효능은 이미 오래전부터 알려져 있었으며, 1931년에 미국의 식품 연구가인 찰스 슈나벨은 닭모이를 연구하다가 보리새싹으로 우수한 모이를 개발하였으며, 그 모이를 먹은 닭은 겨울에도 계란의 생산량이 150%나 증가하였다. 그 후 많은 부분에서 새싹에 대한 연구가 지속되었는데, 1930년대 후반부터 합성 제조한 각종 비타민이 등장하면서 뒤로 밀려나 버렸다. 이러한 새싹식물에 대한 연구는 근래에 들어서 다시 대두되고 있다.

보리새싹은 70%가 엽록소인데, 산소가 풍부하여 체내의 독소를 제거하고 염증을 완화시키며 세포의 돌연변이를 막아주고 상처를 회복시켜주는 효과가 있으며, 항암물질인 SOD, P401, 셀렌, 레트릴이 함유되어 있다. 또한, 보리새싹은 10가지가 넘는 비타민, 20가지나 되는 아미노산과 많은 메네랄 및 효소를 함유하고 있는데, 특히 식물이 가뭄과 같은 스트레스를 받으면 합성되는 아브시스산을 함유하고 있으며, 새싹보리의 폴리코사놀이란 성분이 몸에 유익한 콜레스테롤의 수치는 올리고, 해로운 콜레스테롤의 수치를 낮추는 효과를 나타내 중자년층의 건강기능성 식품으로 선호되고 있다.

상기 폴리코사놀(Policosanol)은 식물 왁스에서 추출한 천연 지방 알코올 추출물들을 총칭하는 이름으로써, 보통 저밀도 지질단백질(Low density cholesterol)을 낮추고 고밀도 지질단백질(High density cholesterol)을 높여준다는 효과가 있는 것으로 알려져 동맥경화를 방지하기 위한 영양 보충제로 사용되고 있으며, 이러한 보리새싹의 폴리코사놀을 추출하는 방법과 폴리코사놀을 증대시키기 위한 연구는 계속되고 있다.

한국등록특허 제10-1483589호는 새싹보리 추출물 및 이로부터 분리된 폴리코사놀계 화합물을 포함하는 대사성 질환 예방 및 치료용 약학 조성물에 관한 발명이며, 한국등록특허 제10-1540737호는 폴리코사놀 함량이 증가된 새싹밀, 새싹귀리 또는 새싹 호밀 추출물의 제조방법으로써, 두 발명은 새싹으로부터 폴리코사놀을 추출하는 방법에 관한 것으로, 이는 본원발명과 구성이 다르다.

대한민국등록특허 제10-1483589호 대한민국등록특허 제10-1540737호 대한민국등록특허 제10-1492260호 대한민국공개특허 제10-2013-0051181호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 본 발명의 목적은 폴리코사놀을 증대된 보리새싹 발효물을 제공하는 데 있다.

아울러, 본 발명의 목적은 상술한 폴리코사놀을 증대된 보리새싹 발효물의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 상술한 첫 번째 기술적 과제를 해결하기 위하여 폴리코사놀이 증대된 보리새싹 발효 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 보리새싹 발효 조성물은 유산균에 의하여 발효된 것일 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 두 번째 기술적 과제를 해결하기 위하여, 보리새싹을 유산균으로 발효하여 발효물을 제조하는 발효단계; 상기 발효물을 효소로 처리하는 효소처리단계; 상기 효소처리단계를 거친 발효물로부터 폴리코사놀을 추출하여 추출물을 제조하는 추출단계;및 상기 추출물을 분말화 시키는 분말화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리코사놀이 증대된 보리새싹 발효 조성물의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 발효단계의 유산균은 Lactobacillus bulgaricus 및 Streptococcus thermophilus로 이루어진 군으로부터 선택되어지는 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 효소처리단계의 효소는 셀룰레이즈 및 리파아제로 이루어진 군으로부터 선택되어지는 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 분말화 단계는 cyclodextrin을 첨가하는 첨가단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 추출단계는 헥산추출일 수 있다.

본 발명에 따르는 폴리코사놀이 증대된 보리새싹 발효물은 기존의 보리새싹을 발효시켜 폴리코사놀을 증대시켜 보리새싹으로부터 폴리코사놀이 2배 이상 증가된 보리새싹 발효물과 폴리코사놀이 다량 함유된 추출분말을 제공하는 것으로, 이는 식의약 및 화장품의 소재 및 제품에 활용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리코사놀이 증대된 보리새싹 발효물의 제조방법을 개념적으로 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유산균 발효 보리새싹 추출물과 비 발효 추출물의 폴리코사놀 함량을 비교한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 효소 처리에 따른 보리새싹의 폴리코사놀 함량을 비교한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보리새싹 추출물에 cyclodextrin의 첨가농도에 따른 분말화를 나타낸 그림이다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이며, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 하고, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하며, 본 발명에서 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 효소처리단계의 효소는 셀룰레이즈 및 리파아제로 이루어진 군으로 이루어진 군으로부터 선택되어지는 것일 수 있다.

이하, 하기 실시예, 비교예 및 실험예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

< 실험예 1> 유산균 발효 샘플의 준비

1.1 실험에 사용한 보리새싹의 준비

보리새싹은 2015년 8월 초에 수확(15 cm내외와 20 cm내외)한 보리새싹으로써, 저온 열풍 건조를 통해 건조시킨 보리새싹을 구매 (영농조합법인 애농, 진안)하여 사용하였다. 건조된 보리새싹을 분쇄기(Hanil Food Mixer HMF-3000S, Korea)로 분쇄한 후 25 mesh 체에 통과시켜 밀봉 팩에 넣어 보관하면서 실험에 사용하였다. 보리새싹 원료는 본 연구에 사용된 것에만 국한 되지 않는다.

1.2 유산균 발효 보리새싹 헥산추출물의 제조방법

15 cm내외와 20 cm내외의 보리새싹 건조 파우더 (>25 mesh) 5%를 30 ml (w/v)을 만든 후 autoclave를 이용하여 멸균(121℃, 15분)을 시켰다. 멸균시킨 용액에 각 유산균을 1%씩 접종하였다. 유산균을 접종한 보리새싹은 40 ℃에서 72시간동안 발효시킨 후 동결건조 하여 실험에 사용하였다.

동결건조가 끝난 발효물 0.5g를 보리새싹으로부터 폴리코사놀 추출을 위한 용매로 n-Hexane 추출 방법을 이용하여 보리새싹 유산균 발효물을 추출한 후 시험에 사용하였다. 25 mesh의 sieve에 거른 새싹보리 분말 100 g을 둥근 바닥 플라스크에 넣고, n-Hexane 2 L를 가한 뒤, 70 ℃로 맞춘 항온수조에 고정시켜 Hexane추출을 수행하였다. 6시간 후 추출액을 감압 여과(여과지 ADVANTEC Filter Paper No. 2)한 뒤 n-Hexane 1 L를 추가로 가해 3시간을 더 추출하고 다시 감압농축을 한 후 동결건조를 수행하였다. 보리새싹을로부터 폴리코사놀 추출을 위한 용매로 핵산만 국한하지 않고 물, 알코올 등 모두 유기용매 추출이 가능 하다.

< 실험예 2> 효소처리 샘플의 준비

보리새싹 분말 100 g에 증류수 1 L를 넣은 뒤 각 분말상태의 효소 1 g(셀룰레이즈와 리파아제)을 넣고 37 ℃ incubator에서 150 rpm으로 2시간 동안 교반하면서 반응시킨 후 감압여과 후 잔사물을 헥산으로 3시간 동안 추출하여 폴리코사놀 함량을 분석하였다.

<실험예3> Cyclodextrin의 첨가

Emulsion 상태의 보리새싹 핵산추출 동결건조물 10%를 증류수에 첨가한 후 여기에 cyclodextrin 5%와 10%를 첨가하고 37℃ incubator에서 3시간 동안 교반시킨 다음 동결건조하였다.

< 시험예 1> 유산균 발효 보리새싹 추출물의 폴리코사놀 분석

유산균 발효 보리새싹 헥산추출물을 GC로 분석하였다.

유산균 발효 보리새싹 헥산추출물의 GC 분석 결과에 다른 폴리코사놀 함량은 하기 표 1과 도 2와 같았다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유산균 발효 보리새싹 추출물과 비 발효 추출물의 폴리코사놀 함량을 비교한 그래프이다.

표 1 및 도 2를 살펴보면 비발효 보리새싹의 폴리코사놀 함량보다 유산균 발효를 시킨 보리새싹의 함량이 더 높다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 S. thermophilus로 발효시킨 보리새싹보다 L. bulgaricus로 발효시킨 보리새싹이 폴리코사놀 함량이 더 높다는 것을 확인할 수 있었다. L. bulgaricus 발효물이 비발효물인 control(15 cm 보리새싹, 391.33 mg/100 g; 20 cm 보리 새싹, 465.50 mg/100 g)보다 폴리코사놀 함량이 약 2배 정도 높게 검출되었고, 15 cm 내외 보리새싹 L. bulgaricus 발효물 (BS-15-L)(826.02 mg/100 g)보다 20 cm 내외 보리새싹 L. bulgaricus 발효물 (BS-20-L)의 함량(935.82 mg/100 g)이 약 1.1배 정도 높게 나왔음을 확인할 수 있었다.

폴리코사놀이 가장 많이 분석되어진 L. bulgaricus 로 발효되어진 20 cm 보리새싹으로부터 폴리코사놀의 각 성분을 발효전과 후로 비교해볼 때, docosanol은 발효전에 비해 약 2.5배, tetracosanol은 약 2.3배, hexacosanol은 약 2.0배, heptacosanol은 약 2.5배, octacosanol은 약 2.4배 그리고 triacontanol은 약 2배가 증가하였다.

< 시험예 2> 보리새싹 효소처리에 따른 폴리코사놀 함량 분석

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 효소 처리에 따른 보리새싹의 폴리코사놀 함량을 비교한 그래프이다.

도 2를 살펴보면, 유산균 발효 이외 효소 처리에 따른 보리새싹의 폴리코사놀 함량 비교 결과는 그림 3에 나타냈다. 추출물 기준으로 control로 사용한 보리새싹 3시간 헥산 추출물의 폴리코사놀 함량은 437.60 mg/100 g, cellulase를 처리한 3시간 헥산 추출물은 468.78 mg/100 g, lipase를 처리한 3시간 헥산 추출물은 398.08 mg/100 g이 검출되었다. 3개의 시료의 폴리코사놀 함량이 큰 차이가 없고 cellulase 처리구는 control보다 높은 함량이, lipase 처리구는 control보다 낮은 함량이 검출되었다.

< 시험예 3> 폴리코사놀이 함유된 보리새싹 추출물의 분말화

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보리새싹 추출물에 cyclodextrin의 첨가농도에 따른 분말화를 나타낸 그림이다.

도 4를 살펴보면 보리새싹 헥산추출물은 분말 상태가 아닌 emulsion 형태이며 이러한 폴리코사놀이 함유된 보리새싹 추출물을 cyclodextrin을 이용하여 분말화 하였으며 결과는 그림 4에 나타냈다. Cyclodextrin 무첨가구는 입자가 곱지 않고 뭉쳐있으며 만지면 달라붙는 emulsion 형태를 기준으로 cyclodextrin을 첨가하면 분말화가 진행됨을 알 수 있었고, 10% cyclodextrin 첨가 했을 때 완전히 분말화가 이루어짐을 확인할 수 있었다.

< 실시예 1> 산업적 생산을 위한 유산균 스타터를 이용한 보리새싹의 발효

보리새싹 발효 유산균 스타터를 이용하여 40 ℃에서 72시간동안 발효시킨 후 동결건조 하여 헥산 추출 농축 전처리 과정 없이 시중에 판매되는 제품과 비교 분석한 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 각각의 유산균을 사용하여 발효 했을 때와 같이 유산균 스타터를 사용하여 발효시켰을 때도 비발효 보리새싹보다 폴리코사놀 함량이 증가함을 확인할 수 있었다. 각각의 유산균을 사용하여 발효된 보리새싹의 폴리코사놀 함량 보다 적게 분석된 것은 헥산 추출을 따로 하지 않았기 때문에 함량이 상대적으로 적게 검출되었다. YC-X11로 발효한 보리새싹은 control(C)과 비교했을 때 폴리코사놀 함량이 높아 졌으며, 기능성을 가지고 있는 hexacosanol과 octacosanol이 증가된 것을 확인 할 수 있었다.

우리나라 4대 곡물 의 하나인 보리를 이용하여 겨울철 비어있는 농지를 활용하는 효과를 나타낼 수 있으며, 부가가치가 높은 보리를 재배하며, 폴리코사놀의 함량을 증대시킴으로써 기능성 식품소재로써의 활용도를 높일 수 있다.

Claims

폴리코사놀이 증대된 보리새싹 발효 조성물
제1항에 있어서,
상기 보리새싹 발효 조성물은 유산균에 의하여 발효된 것을 특징으로 하는 폴리코사놀이 증대된 보리새싹 발효 조성물
보리새싹을 유산균으로 발효하여 발효물을 제조하는 발효단계;
상기 발효물을 효소로 처리하는 효소처리단계;
상기 효소처리단계를 거친 발효물로부터 폴리코사놀을 추출하여 추출물을 제조하는 추출단계;및
상기 추출물을 분말화 시키는 분말화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리코사놀이 증대된 보리새싹 발효 조성물의 제조방법
제3항에 있어서,
상기 발효단계의 유산균은 Lactobacillus bulgaricus 및 Streptococcus thermophilus로 이루어진 군으로부터 선택되어지는 것을 특징으로 하는 폴리코사놀이 증대된 보리새싹 발효 조성물의 제조방법
제3항에 있어서,
상기 효소처리단계의 효소는 셀룰레이즈 및 리파아제로 이루어진 군으로부터 선택되어지는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 폴리코사놀이 증대된 보리새싹 발효 조성물의 제조방법
제3항에 있어서,
상기 분말화 단계는 cyclodextrin을 첨가하는 첨가단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리코사놀이 증대된 보리새싹 발효 조성물의 제조방법
제3항에 있어서,
상기 추출단계는 헥산추출을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리코사놀이 증대된 보리새싹 발효 조성물의 제조방법