KR20190091053A - 아미노산 강화분말을 유효성분으로 포함하는 숙취개선용 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents
아미노산 강화분말을 유효성분으로 포함하는 숙취개선용 조성물 및 그 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 숙취개선용 아미노산의 함량이 증가된 대두단백 가수분해물과 현미 발효물의 유효성분으로 함유하는 숙취개선용 아미노산 강화분말 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따라 대두단백을 효소적으로 가수분해하고, 현미를 발효시켜 얻은 숙취개선용 아미노산 강화분말은, 알코올분해효소(ADH)와 알데히드분해효소(ALDH)의 활성을 증가시킨다. 또한 장내 유익균의 비율이 증가하고 유해균의 비율 및 혈중알코올 농도를 감소시킨다.
따라서 숙취개선용 아미노산 강화분말 및 그 제조방법을 제공할 수 있으며 이를 포함하는 숙취개선용 건강식품 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명에 따라 대두단백을 효소적으로 가수분해하고, 현미를 발효시켜 얻은 숙취개선용 아미노산 강화분말은, 알코올분해효소(ADH)와 알데히드분해효소(ALDH)의 활성을 증가시킨다. 또한 장내 유익균의 비율이 증가하고 유해균의 비율 및 혈중알코올 농도를 감소시킨다.
따라서 숙취개선용 아미노산 강화분말 및 그 제조방법을 제공할 수 있으며 이를 포함하는 숙취개선용 건강식품 조성물을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 숙취개선용 아미노산의 함량이 증가된 대두단백 가수분해물과 현미 발효물을 유효성분으로 함유하는 숙취개선용 아미노산 강화분말 및 그 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 숙취개선용 아미노산 강화분말을 유효성분으로 포함하는 숙취개선용 건강식품 조성물을 제공한다.
알코올은 현대인의 스트레스 해소를 위해 소비가 급증하고 있는 추세에 있다. 하지만, 다량의 알코올을 섭취하면서 알코올성 숙취로 인한 메스꺼움, 구토, 현기증, 갈증, 무기력, 두통, 근육통 등의 증상이 야기되고 이는 업무 능률 저하로 인한 사회 경제적 손해를 초래하고 있다.
알코올은 체내에 흡수될 경우 3가지 경로로 통해 대사되는데, 알코올 농도가 낮을 때는 위장관 또는 간에 존재하는 ADH(alcohol dehydrogenase)와 ALDH(acetaldehyde dehydrogenase)의 작용에 의해, 알코올 농도가 높을 때는 소포체에 존재하는 마이크로좀 에탄올 산화체계(MEOS: Microsomal ethanol oxidizing system)에 의해 아세트알데하이드와 아세트산으로 대사되며, 이후 퍼옥시좀(peroxisome)에 존재하는 카탈라제(catalase)의 작용 등을 거쳐 이산화탄소와 물로 최종 분해된다.
알코올 섭취 후 나타나는 숙취 증상은 알코올 분해의 부산물인 아세트알데하이드가 분해되지 않고 오래 머물게 되면서 불쾌감, 두통, 혈압상승, 홍조, 구토 등을 유발시키는 것으로 알려져 있다.
이전 연구를 통하여, 숙취개선에 효과가 있는 아미노산으로서 타우린, L-아스파라긴, 글리신, 시스테인 등이 알려져 있다.
타우린은 소의 담즙을 가수분해하고 정제하여 얻어지거나 어패류를 물로 추출하고 정제하여 얻어지는 물질로, 체내 알코올 대사 및 각종 해독기능을 강화시키고 혈압을 조절하는 기능을 갖고 있다. 상기 타우린의 함량 범위가 0.25 중량% 미만일 경우에는, 음주 후 숙취 개선 효과 및 간기능 개선 효과가 미미하여 바람직하지 않고, 2.5 중량% 초과일 경우에는 섭취 후 음용 미감이 떨어지고 뒷맛이 개운하지 못하며 경우에 따라서는 복용 후 과량 사용으로 인해 극히 일부에서 전신 반응으로 말초순환 장해가 나타날 수 있다.
L-아스파라긴은 식품에 직접 사용하는 것은 그 식물성 단백질을 가수분해하여 분리 정제한 것이고, 특히 뇌, 신경세포 대사기능 조절에 관여하고 있어 알코올 분해, 숙취 해소에 도움을 준다. 상기 L-아스파라긴의 함량 범위가 0.5 중량% 미만일 경우에는, 음주 후 숙취 개선 효과 및 간기능 개선 효과가 미미하여 바람직하지 않고, 5 중량% 초과일 경우에는 섭취 후 음용 미감이 떨어지고 뒷맛이 개운하지 못하며 경우에 따라서는 복용 후 과량 사용으로 인해 극히 일부에서 전신 반응으로 말초순환 장해가 나타날 수 있다.
글리신은 식품 첨가물로서도 인정되고 있는 아미노산으로, 많은 식품에 포함되어 있다. 또한, 동물성 단백질에도 다량으로 함유되어 있으며 생체내 대사에도 중요한 역할을 하는데, 특히, 생체 내에서 생긴 유독한 벤조산과 결합하여 마뇨산(히푸르산)을 만들어 해독작용에 효과적이다. 상기 글리신의 함량 범위가 0.15 중량% 미만일 경우에는, 음주 후 숙취 개선 효과 및 간기능 개선 효과가 미미하여 바람직하지 않고, 1.5 중량% 초과일 경우에는 섭취 후 음용 미감이 떨어지고 뒷맛이 개운하지 못하며 경우에 따라서는 복용 후 과량 사용으로 인해 극히 일부에서 전신 반응으로 말초순환 장애가 나타날 수 있다.
시스테인은 간을 돕는 아미노산으로 간에서 글루타치온의 부족으로 이어지게 하는 아세트 알데히드를 분해하는 물질이다. 즉, 독소를 없애기 위해 간에서 일부 걸릴 수 있다. 과일류, 가금류, 귀리, 요구르트, 브로콜리, 붉은 고추, 마늘, 양파, 브뤼셀 콩나물, 밀 배아 및 유제품과 같은 시스테인이 포함되어 있다.
숙취 증상을 감소시킬 수 있는 천연 식품 또는 한약 재료로부터 추출한 성분을 함유한 각종 제형의 의약품 및 건강보조식품들이 개발되었다.
특히, 천연식품 중에서 대두단백 발효물과 현미효모 발효물을 함께 사용한 숙취개선효과 및 장내 환경의 개선효과에 대한 연구는 현재까지 보고된 바가 없다.
이에 본 발명자들은, 천연식품인 대두단백과 현미에 포함되어 있으면서 숙취개선효과가 있는 아미노산들의 함량을 확인하고, 이들을 발효시키는 경우 그 아미노산 함량이 증가하여 숙취개선용 조성물로 활용될 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
이에, 본 발명자들은 대두단백 및 현미에 포함되어 있는 숙취개선용 아미노산의 함량을 증폭시킬 수 있는 최적의 조건을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 대두단백 가수분해물을 이용한 숙취개선용 아미노산 강화분말 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 현미 발효물을 이용한 숙취개선용 아미노산 강화분말 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 숙취개선용 아미노산 강화분말을 포함하는 숙취개선용 건강기능식품 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다음 단계들을 포함하는 숙취개선용 아미노산 강화분말 제조방법을 제공할 수 있다:
i) 대두단백 수용액을 제조하는 단계;
ii) 상기 단계 i)의 수용액에 프로테아제(protease)를 혼합하는 단계; 및
iii) 상기 단계 ii)의 혼합물을 30℃ 내지 70℃에서 2시간 내지 24시간 동안 효소적 가수분해하는 단계.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 숙취해소용 아미노산 강화분말은 상기 가수분해물 중 수용성 가수분해물인 것일 수 있다.
본 발명은 또한 상기 숙취개선용 아미노산 강화분말 제조방법으로 제조된 숙취개선용 아미노산 강화분말을 제공할 수 있다.
본 발명은 또한 다음 단계들을 포함하는 숙취개선용 아미노산 강화분말 제조방법을 제공할 수 있다:
i) 정제수에 현미를 17% 내지 32%의 농도로 배합하는 단계;
ii) 상기 단계 i)의 배합물에 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)와 바실러스 코아귤런스(Bacillus coagulans) 접종하는 단계; 및
iii) 상기 단계 ii)의 혼합물을 24시간 내지 72시간 동안 발효시키는 단계.
본 발명은 또한 상기 숙취개선용 아미노산 강화분말 제조방법으로 제조된 숙취개선용 아미노산 강화분말을 제공할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 숙취개선용 아미노산 강화분말은 아미노산 중 아스파라긴과 글라이신, 시스테인을 비롯한 숙취에 도움을 줄 수 있는 유리 아미노산의 총 농도가 높은 것일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 숙취개선용 아미노산 강화분말을 포함하는 숙취개선용 건강식품 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 숙취개선용 아미노산 강화분말을 모두 포함하는 혼합 숙취개선용 아미노산 강화분말을 제공할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 혼합 숙취개선용 아미노산 강화분말은 알코올분해효소(ADH) 또는 알데히드분해효소(ALDH)를 활성화시키는 것일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 혼합 숙취개선용 아미노산 강화분말을 포함하는 숙취개선용 건강기능식품 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 혼합 숙취개선용 아미노산 강화분말은 장내 유익균을 증가시키고 유해균을 감소시키는 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 혼합 숙취개선용 아미노산 강화분말은 장내 유익균을 증가시키고 유해균을 감소시키는 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 유익균은 비피도박테리움속(Bifidobacterium spp .) 또는 락토바실러스속(Lactobacillus spp .)이며, 상기 유해균은 클로스트리듐속(Clostridium spp .) 또는 엔테로박테리움속(Enterobacterium spp.)인 것일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 혼합 숙취개선용 아미노산 강화분말을 포함하는 숙취개선용 건강식품 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명에 따라 대두단백을 효소적으로 가수분해하여 얻은 가수분해물과, 현미를 발효시켜 얻은 발효물의 복합물은, 숙취개선과 관련이 있는 아미노산인 아스파라긴과 글라이신, 시스테인의 함량이 개별물에서 보다, 복합물에서 서로 보완되었고, 그 함량은 숙취에 도움을 주는 함량으로 알려진 농도 이하로 함유되었지만, 두가지 발효물을 혼합한 복합물에서는 상호작용으로 숙취에 기대이상의 효과를 나타내었다.
이러한 효과는 장내 유익균 증대에도 확인되었다. 두가지 발효복합물은 알코올분해효소(ADH)와 알데히드분해효소(ALDH)의 활성을 증가시키고, 또한 장내 유익균의 비율이 증가하고 유해균의 비율 및 혈중알코올 농도를 감소시킨다.
따라서 숙취개선용 아미노산 강화분말 및 그 제조방법을 제공할 수 있으며 이를 포함하는 숙취개선용 건강식품 조성물을 제공할 수 있다.
도 1은 대조구와 발효하지 않은 대두와 현미 추출물 및 발효후 복합한 아미노산강화 발효물의 상대적인 알코올분해효소의 활성을 나타내며, 대조구, 비발효 현미 또는 비발효 대두에 비하여 발효 후 복합한 아미노산강화 발효물의 알코올분해 효소의 활성이 약 10배 증가하는 것을 확인할 수 있다.
도 2는 대조구와 발효하지 않은 대두와 현미 추출물 및 발효 후 복합한 아미노산강화 발효물의 상대적인 알데히드분해효소의 활성을 나타내며, 대조구, 비발효 현미 또는 비발효 대두에 비하여 발효 후 복합한 아미노산강화 발효물의 알데히드분해효소의 활성이 약 2배 증가하는 것을 확인할 수 있다.
도 3은 대조구와 아미노산강화 발효물에 대한 임상조사 결과로서, 음주 직후의 혈중 알코올 농도를 100%로 환산하여 잔존하는 알코올 농도를 %로 나타내며, 아미노산강화 발효물을 복용한 경우 대조구에 비하여 잔존하는 알코올 농도가 현저히 낮은 것을 확인할 수 있다.
도 4는 생리식염수만을 투여한 군(1 group), 유산균만을 투여한 군(2 group), 아미노산강화 발효물만을 투여한 군(3 group) 및 유산균과 아미노산강화 발효물을 투여한 군(4 group)들의 장내 존재하는 유익균의 비율을 나타내며, 생리식염수 또는 유산균만을 투여한 경우에 비하여 장내 유익균의 수가 증가한 것을 확인할 수 있고, 유산균과 아미노산강화 발효물을 함께 투여한 경우에는 장내 유익균의 수 증가가 각각 단독으로 투여한 경우에 비하여 더욱 상승하는 것을 확인할 수 있다.
도 5는 생리식염수만을 투여한 군(1 group), 유산균만을 투여한 군(2 group), 아미노산강화 발효물만을 투여한 군(3 group) 및 유산균과 아미노산강화 발효물을 투여한 군(4 group)들의 분변에 포함되어 있는 장내 유해균의 비율을 나타내며, 생리식염수 또는 유산균만을 투여한 경우에 비하여 분변으로 배출된 장내 유해균의 비율이 증가한 것을 확인할 수 있고, 유산균과 아미노산강화 발효물을 함께 투여한 경우에는 분변으로 배출된 장내 유해균의 비율이 각각 단독으로 투여한 경우에 비하여 더욱 상승하는 것을 확인할 수 있다.
도 2는 대조구와 발효하지 않은 대두와 현미 추출물 및 발효 후 복합한 아미노산강화 발효물의 상대적인 알데히드분해효소의 활성을 나타내며, 대조구, 비발효 현미 또는 비발효 대두에 비하여 발효 후 복합한 아미노산강화 발효물의 알데히드분해효소의 활성이 약 2배 증가하는 것을 확인할 수 있다.
도 3은 대조구와 아미노산강화 발효물에 대한 임상조사 결과로서, 음주 직후의 혈중 알코올 농도를 100%로 환산하여 잔존하는 알코올 농도를 %로 나타내며, 아미노산강화 발효물을 복용한 경우 대조구에 비하여 잔존하는 알코올 농도가 현저히 낮은 것을 확인할 수 있다.
도 4는 생리식염수만을 투여한 군(1 group), 유산균만을 투여한 군(2 group), 아미노산강화 발효물만을 투여한 군(3 group) 및 유산균과 아미노산강화 발효물을 투여한 군(4 group)들의 장내 존재하는 유익균의 비율을 나타내며, 생리식염수 또는 유산균만을 투여한 경우에 비하여 장내 유익균의 수가 증가한 것을 확인할 수 있고, 유산균과 아미노산강화 발효물을 함께 투여한 경우에는 장내 유익균의 수 증가가 각각 단독으로 투여한 경우에 비하여 더욱 상승하는 것을 확인할 수 있다.
도 5는 생리식염수만을 투여한 군(1 group), 유산균만을 투여한 군(2 group), 아미노산강화 발효물만을 투여한 군(3 group) 및 유산균과 아미노산강화 발효물을 투여한 군(4 group)들의 분변에 포함되어 있는 장내 유해균의 비율을 나타내며, 생리식염수 또는 유산균만을 투여한 경우에 비하여 분변으로 배출된 장내 유해균의 비율이 증가한 것을 확인할 수 있고, 유산균과 아미노산강화 발효물을 함께 투여한 경우에는 분변으로 배출된 장내 유해균의 비율이 각각 단독으로 투여한 경우에 비하여 더욱 상승하는 것을 확인할 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 대두단백 가수분해물과 현미 발효물을 함께 포함하는 숙취개선용 아미노산 강화분말은 안전하고 장건강 기능 개선에 유용하므로, 숙취개선에 효과적이다.
본 발명에 따른 아미노산 강화분말 조성물은 당업계에 공지된 통상적인 방법에 따라 다양한 형태로 제조할 수 있다. 일반 식품으로는 이에 한정되지 않지만 음료(알콜성 음료 포함), 과실 및 그의 가공식품(예: 과일통조림, 병조림, 잼, 마아말레이드 등), 과즙, 각종 드링크, 쿠키, 엿, 유제품(예: 버터, 치이즈 등), 식물성 단백질, 레토르트 식품, 냉동식품, 각종 조미료(예: 된장, 간장, 소스 등) 등에 본 발명의 숙취개선용 아미노산 강화분말을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한, 영양보조제로는 이에 한정되지 않지만 캡슐, 타블렛, 환 등에 본 발명의 숙취개선용 아미노산 강화분말을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한, 건강식품으로는 이에 한정되지 않지만 예를 들면, 본 발명의 숙취개선용 아미노산 강화분말 자체를 차, 쥬스 및 드링크의 형태로 제조하여 음용(건강음료)할 수 있도록 액상화, 과립화, 캡슐화 및 분말화하여 섭취할 수 있다. 또한, 본 발명의 숙취개선용 아미노산 강화분말을 식품 첨가제의 형태로 사용하기 위해서는 분말 또는 농축액 형태로 제조하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 숙취개선용 아미노산 강화분말과 숙취개선 효과가 있다고 알려진 공지의 활성 성분과 함께 혼합하여 조성물의 형태로 제조할 수 있다.
본 발명의 숙취개선용 아미노산 강화분말을 건강음료로 이용하는 경우, 상기 건강음료 조성물은 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로 함유할 수 있다. 감미제는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제; 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 숙취개선용 아미노산 강화분말은 숙취개선용 식품 조성물의 유효성분으로 함유될 수 있는데, 그 양은 숙취개선 작용을 달성하기에 유효한 양으로 특별히 한정되는 것은 아니나, 전체 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 100 중량%인 것이 바람직하다. 본 발명의 식품 조성물은 숙취개선용 아미노산 강화분말과 함께 숙취개선용 조성물에 효과가 있는 것으로 알려진 다른 활성 성분과 함께 혼합하여 제조될 수 있다.
상기 외에 본 발명의 건강식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 풍미제, 착색제, 유기산, 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 알코올 또는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 건강식품은 과일주스, 또는 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부당 0.01 ~ 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
본 발명은 또한, 상기 숙취개선용 아미노산 강화분말을 모두 포함하는 혼합 숙취개선용 아미노산 강화분말을 제공한다.
본 발명의 상기 혼합 숙취개선용 아미노산 강화분말은 알코올분해효소(ADH) 또는 알데히드분해효소(ALDH)를 활성화시키는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명은 또한, 상기 혼합 숙취개선용 아미노산 강화분말을 포함하는 숙취개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 상기 혼합 숙취개선용 아미노산 강화분말은 장내 유익균을 증가시키고 유해균을 감소시키는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 상기 혼합 숙취개선용 아미노산 강화분말은 장내 유익균을 증가시키고 유해균을 감소시키는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 상기 유익균은 비피도박테리움속(Bifidobacterium spp .) 또는 락토바실러스속(Lactobacillus spp .)이며, 상기 유해균은 클로스트리듐속(Clostridium spp .) 또는 엔테로박테리움속(Enterobacterium spp.)인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명은 또한, 상기 혼합 숙취개선용 아미노산 강화분말을 포함하는 숙취개선용 건강식품 조성물을 제공한다.
따라서, 본 발명의 숙취개선용 아미노산 강화분말은 알코올분해효소(ADH) 또는 알데히드분해효소(ALDH)의 활성을 높여주고 혈중 알코올 농도를 낮추는 효과가 탁월하므로 숙취개선효과가 우수하다.
본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 대조구로서 증류수와 발효하지 않은 대두와 현미추출물 및 아미노산강화 발효물의 알코올분해효소(ADH)의 활성을 측정한 결과, 아미노산강화 발효물이 알코올분해효소를 강하게 활성시키는 것을 확인할 수 있었다(도 1).
본 발명의 다른 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 대조구로서 증류수와 발효하지 않은 대두와 현미추출물 및 아미노산강화 발효물의 알데히드분해효소(ADH)의 활성을 측정한 결과, 아미노산강화 발효물이 알데히드분해효소를 강하게 활성시키는 것을 확인할 수 있었다(도 2).
본 발명의 다른 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 아미노산강화 발효물 1% 용액을 제조한 다음 숙취해소 효과를 검증하기 위하여 건강한 성인 남녀에 투여하여 임상조사한 결과, 혈중 알코올 농도가 대조구인 생리식염수에 비하여 빠르게 감소하는 것을 확인할 수 있었다(도 3).
본 발명의 다른 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 생리식염수만을 투여한 군(1 group), 유산균만을 투여한 군(2 group), 아미노산강화 발효물만을 투여한 군(3 group) 및 유산균과 아미노산강화 발효물을 투여한 군(4 group)들의 장내 유익균을 확인한 결과, 유산균과 아미노산강화 발효물을 투여한 군(4 group)에서 그 비율이 높은 것을 확인하였다(도 4).
본 발명의 다른 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 생리식염수만을 투여한 군(1 group), 유산균만을 투여한 군(2 group), 아미노산 강화 발효물만을 투여한 군(3 group) 및 유산균과 아미노산강화 발효물을 투여한 군(4 group)들의 분변에 포함된 유해균을 확인한 결과, 아미노산강화 발효물을 포함하는 군(3 및 4 group)에서 그 비율이 높은 것을 확인하였다(도 5).
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
<1-1> 대두 유래 원료의 아미노산 함량 측정
대두단백에 포함되어 있는 아미노산 함량을 측정하기 위하여, 시중에서 구입한 대두단백, 찐콩, 대두를 발효시킨 된장에 포함되어 있는 아미노산의 함량을 측정하였다.
그 결과, 하기 [표 1]에 나타나는 바와 같이 단순 대두보다 단백질 함량이 높은 대두단백에서도 숙취개선과 관련된 유리아미노산인 아스파라긴, 글리신 및 타우린 및 유리아미노산의 총 함량이 매우 낮게 측정되어, 이들 원료를 활용시 숙취개선에 도움이 없을 것으로 판단되어, 유효 아미노산의 함량을 가장 극대화할 수 있는 발효공정을 개발하였다.
<1-2> 대두단백에 함유되어 있는
숙취개선 관련 아미노산 함량의 증대를 위한 최적의 가수분해 조건 설정_온도
대두단백에 함유되어 있는 숙취개선과 관련있는 아미노산과 유리아미노산의 함량을 가장 극대화할 수 있는 발효, 즉 효소분해의 조건 중 온도를 설정하기 위하여 실험하였다.
대두단백에 물을 첨가하여 5.0%(w/v)의 수용액으로 제조하였다. 상기 단계에서 얻은 수용액에 프로테아제(protease; Thermoase)를 총 중량대비 0.3%(w/w)의 비율로 혼합한 다음 30℃, 40℃, 50℃, 60℃ 및 70℃에서 각각 2시간 동안 효소적 가수분해를 수행하고 80℃에서 30분 동안 효소를 불활성화시킨 다음 동결 건조하여 숙취해소 아미노산 강화분말을 제조하였다.
그 결과 하기 [표 2]에 나타난 바와 같이, 총 고형분 함량을 측정하였을 때 효소적 가수분해 온도는 50℃가 가장 바람직하였다.
<1-3>
대두단백에
함유되어 있는
숙취개선 관련 아미노산 함량의 증대를 위한 최적의 가수분해 조건 설정_시간
가수분해 시간에 따른 조건을 확인하기 위해 대두단백에 물을 첨가하여 5.0%(w/v)의 수용액으로 제조하였다. 상기 단계에서 얻은 수용액에 프로테아제(protease; Thermoase)를 총 중량대비 0.3%(w/w)의 비율로 혼합한 다음 50℃에서 2시간, 5시간, 12시간 및 24시간 동안 효소적 가수분해하고 동결 건조하여 숙취해소 아미노산 강화분말을 제조하였다.
그 결과, 하기 [표 3]에 나타난 바와 같이, 숙취에 도움이 되는 아스파틱산의 함량은 발효시간 2시간째와 24시간째의 함량이 유사하고, 글라이신의 함량은 발효와 함께 증가된다. 대두단백에서는 시스테인 아미노산은 함량이 미비하다. 따라서, 숙취개선 관련 아미노산의 함량의 증대를 위한 가수분해 시간은 2시간 내지 24시간이 바람직하며, 더 바람직하게는 12시간 내지 24시간이 바람직하다. 이때, 공정을 계속할 때 소비되는 재료, 부자재 및 설비 유지료와 같은 경제적적 면을 감안하였을 때, 본 발명의 가수분해 시간은 12시간 동안 수행하는 것이 가장 바람직하다.
<1-4>
대두단백에
함유되어 있는
숙취해소 관련 아미노산 함량을 증대를 위한 수용성
획분
조제
가수분해 후 숙취용 유리아미노산의 함량이 우수할 것으로 보이는 수용성 획분에서 유리아미노산 숙취 아미노산 함량을 조사하였다.
가수분해물을 원심분리기를 이용하여 4,000 rpm 으로 10분 동안 처리한 후, 전체 가수분해물 또는 가수분해물의 상층액만을 동결 건조하여 수용성 아미노산 강화분말로 제조하였다.
그 결과, 하기 [표 4]에 나타나는 바와 같이, 가수분해 처리하지 않은 대두단백에 비하여 대두단백 가수분해물의 아스파라긴과 글라이신 함량이 높게 측정되었다. 그 중에서도, 수용성 가수분해물에서 그 유리아미노산의 함량이 가장 높게 측정되었다.
종합적으로, 대두단백에 함유되어 있는 숙취개선용 아미노산의 함량을 가장 높일 수 있는 최적의 발효 조건은 50℃에서 12시간(또는 24시간) 동안 발효하는 것으로 확인하였다.
<2-1> 현미
발효물
제조
현미 발효물 제조에 사용한 미생물은 ㈜케이엠에프에서 보관중인 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)와 바실러스 코아귤런스(Bacillus coagulans)이다. 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)는 PDA(Potato dextrose agar, Difco, USA) 배지, 바실러스 코아귤런스(Bacillus coagulans)는 NB(Nutrient broth, Difco, USA)배지에 한 백금이를 접종한 후 30℃ 항온 배양기(JSMI-04C, JS Research INC., Korea)에서 24시간 동안 각각 배양한 후 스타터(starter)로 사용하였다. 현미 220g와 정제수 780g을 넣고 121℃에서 15분간 멸균한 후 30℃로 냉각하였다. 그 후 사카로마이세스 세레비지에 1.0×1011CFU/㎖ 와 바실러스 코아귤런스 1.0×1010CFU/㎖ 를 각각 접종하여 30℃에서 100rpm으로 24시간 동안 진탕배양기로 발효하였다.
이후 정제수 1L, 현미 220g, 사카로마이세스 세레비지에 1.0×1011CFU/㎖과 바실러스 코아귤런스 1.0×1010CFU/㎖을 접종하여 30℃, 100rpm으로 48시간 동안 발효하였다. 발효된 액을 열풍 건조기에서 55℃에서 24시간 동안 건조한 후 하이-젯-밀로 분쇄하여 제조하였다.
<2-2> 현미에 함유되어 있는
숙취해소 관련 아미노산 강화 발효물의 유리 아미노산 분석-현미 농도에 따른 분석
아미노산 강화 발효물인 현미 발효물 내에 함유된 아미노산 성분의 함량을 확인하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
현미 발효물의 최적의 발효조건을 조사하기 위해 종균접종 농도 및 발효시간을 동일하게 한 다음 전체 중량 대비 현미의 농도(17%, 22%, 32%)을 변경시켜 발효 시킨 후, 아미노산 분석기를 이용하여 아미노산 강화 발효물 내에 함유되어 있는 유리아미노산 성분을 분석 하였다.
그 결과, 하기 [표 5]에 나타난 바와 같이, 현미함량이 높아질수록 숙취해소에 도움을 주는 아미노산 및 총 유리아미노산 함량이 감소되는 것을 확인하였다. 현미의 농도가 17% 이하인 경우 발효를 하였을 때 현미 발효물의 회수율이 낮아짐으로 인해 최종 수율이 낮아져, 최적의 발효 조건의 현미의 농도는 17%인 것을 확인하였다.
<2-3> 현미에 함유되어 있는
아미노산 강화 발효물 유리 아미노산 분석_균주 접종 농도에 따른 변화 분석
현미 발효물의 최적의 발효조건을 조사하고자 하기와 같은 실험을 수행하였다.
구체적으로, 현미의 농도, 발효시간 및 바실러스 코아귤런스 접종 농도는 1.0×1011CFU/㎖로 동일하게 해준 다음 사카로마이세스 세레비지에(Sccharomyces cerevisiae) 접종 농도를 변경시켜 실시예 <2-1>과 동일한 방법으로 발효하였다.
그 결과 하기 [표 6]에 나타나는 바와 같이, 현미농도가 17%인 경우, 접종한 효모의 양을 0.4×1010CFU/㎖에서 1.0×1011CFU/㎖로 증가시 숙취용 아미노산 및 총 유리 아미노산함량이 높아지는 것을 확인하였다.
이는 발효과정에서 효모세포가 증가하여 효모가 생성하는 발효효소에 의하여 숙취관련 아미노산함량이 증강되는 것을 의미한다.
<2-4> 현미에 함유되어 있는 아미노산 강화 발효물 유리 아미노산 분석_발효 시간에 따른 변화 분석
현미 발효물의 최적의 발효조건을 조사하기 위해 현미의 농도(17%), 바실러스 코아귤런스(Bacillus coagulans) 농도(1.0×1010CFU/㎖) 및 사카로마이세스 세레비지에(Sccharomyces cerevisiae) 농도(1.0×1011CFU/㎖)를 동일하게 해준 다음 발효시간(24hr, 36hr, 48hr, 72hr)을 달리하여 실시예 <2-1>과 동일한 방법으로 발효하였다.
그 결과 하기 [표 7]에 나타나는 바와 같이, 발효의 진행과 함께 효모증식 및 사멸이 진행되므로 48시간 이상 과발효가 됨에 따라 숙취에 도움이 되는 아미노산의 함량이 줄어드는 것으로 나타났다. 숙취해소에 도움을 주는 아미노산 함량이 가장 높게 나오는 발효시간을 48시간으로 설정하였다.
종합적으로, 현미 발효물에 함유되어 있는 숙취개선과 관련있는 아미노산의 함량이 가장 높아지는 발효조건은 현미농도가 17%, 발효시간이 48시간, 바실러스 코아귤런스(Bacillus coagulans)의 농도가 1.0×1010CFU/㎖ 및 효모(Saccharomyces cerevisiae)의 농도는 1.0×1011CFU/㎖ 인 것으로 설정하였다. 현미의 농도가 17%일 때의 발효 전과 후의 숙취아미노산의 총량을 비교한 결과, 하기 [표 8]에 나타나는 바와 같이, 발효 후에는 발효 전에 비하여 12배 이상으로 아미노산의 함량이 증강되는 것을 확인하였다.
아미노산강화 발효물(대두단백효소가수분해물, 현미효모발효물) 배합
각각 다른 발효공법으로 개발한 두 발효물의 시너지 효과를 알아보기 위하여, 대두단백효소가수분해물과 현미효모 발효물을 5 : 5의 비율로 혼합한 아미노산강화 발효물의 유리아미노산 함량을 측정하였다
그 결과 하기 [표 9]과 같이, 선행 연구에서 밝혀진 숙취에 좋은 아미노산인 글루타민, 아스파틱산, 타우린, 시스테인 등의 함량은 낮거나 측정 되지 않았지만, 아르기닌, 글리신, 메티오닌 등의 함량은 높게 측정되었다.
알려진 아스파틱산의 효능농도는 0.5% 이상, 글라이신 0.15% 이상, 타우린, 0.25% 이상 함유 시, 효과가 있다고 알려져 있다. 본 복합물에는 효능농도 이상 함유되어 있지 않고, 개별 아미노산의 총량이 0.3%여서, 알려진 숙취아미노산의 함량의 기대치만큼 함유되어 있지 않은 것을 확인하였다.
비발효된 분말(대두, 현미)과 아미노산강화 발효분말(대두단백효소가수분해물, 현미효모발효물)의 숙취해소 비교 검증
<4-1> 알코올 분해효소 활성 측정.
본 발명자들은, 상기 [실시예 3]에서 대두단백효소 가수분해물과 현미효모 발효물을 혼합한 경우에도 숙취개선에 효과가 있는 아미노산의 함량이 증가하지 않는 것을 확인하였다. 그러나 아미노산 함량의 증가가 없더라도 상기 혼합으로 인한 상승작용이 발생하는지 여부를 확인하고자 알코올 분해효소 활성을 측정하였다.
구체적으로, 1M의 글라이신 완충용액(glycine buffer) 50μg, 3mM NAD+ 용액 500μg, 3.3 units/ml 알코올분해효소(alcohol dehydrogenase) 용액 50μg을 1 ml 시험튜브에 넣은 후, [실시예 1]에서 제조한 숙취해소용 아미노산 강화분말(대두단백 가수분해물 및 현미 발효물) 및 비발효된 분말(대두, 현미)를 각각 380 μg씩 넣었다. 50% 에탄올 용액 20μg을 첨가한 후, 볼텍싱(voltexing)하여 반응을 개시하였다. 그 후 25 ℃에서 15 분간 알코올 분해효소 활성화를 시킨 후, 흡광도를 이용하여 340nm에서 O.D 값을 측정함으로써 에탄올 분해효소(ethanol dehydrogenase)의 활성을 평가하였다. 대조군(각 원료 용액 대신 동일양의 증류수)과 각각의 시료들의 O.D 값을 이용하여 각 시료들의 효과 비율(%)을 계산하였다.
그 결과, [도 1]에 나타난 바와 같이, 비발효된 분말에 비하여 아미노산강화 발효분말의 알코올 분해효소 활성이 약 5배 이상 증가하는 것으로 확인되었다.
<4-2> 아세트알데하이드 분해 효소 활성 측정
아세트알데하이드(acetaldehyde) 분해효소 활성을 측정하기 위해 1M 인산칼륨 완충용액(potassium phosphate buffer) 50 μg, 30mM NAD+ 용액 200 μg, 2.7 units/ml 알데히드 분해효소(aldehyde dehydrogenase) 용액 100 μg을 1 ml 시험튜브에 넣은 후, [실시예 1]에서 제조한 숙취해소용 아미노산 강화분말(대두단백 가수분해물 및 현미 발효물) 및 비발효된 분말(대두, 현미)를 각각 380 μg씩 넣었다. 이후, 20mM 아세트알데히드(acetaldehyde) 용액 200 μg을 첨가한 후, 볼텍싱(vortexing)하여 반응을 개시하였다. 그 후, 25 ℃에서 15 분간 아세트알데하이드 분해 효소 활성시킨 후, 흡광도를 이용하여 340nm에서 O.D 값을 측정함으로써 아세트알데하이드 분해효소(acetaldehyde dehydrogenase)의 활성을 평가하였다.
대조군(각 원료 용액 대신 동일양의 증류수)과 각각의 시료들의 O.D 값을 이용하여 각 시료들의 효과 비율(%)을 계산하였다.
그 결과, [도 2]에 나타난 바와 같이, 비발효된 분말에 비하여 아미노산 강화 발효분말의 아세트 알데하이드 분해 효소 활성이 약 2배 가까이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
<4-3> 숙취해소 효과 임상 조사
실시예 <4-1> 및 실시예 <4-2>에서 확인한 것과 같이 비발효된 분말에선 알코올분해효소와, 아세트알데하이드 분해효소 활성도가 대조구와 유사하며, 아미노산 강화 발효물 대비 효과가 미미한 것을 확인하여, 숙취해소 효과 임상 조사에서는 제외하였다.
대두단백 가수분해물과 현미 발효물간의 시너지 작용 및 발효산물에 대한 숙취해소 영향에 대해 알아보기 위해서 임상을 실시하였다.
아미노산강화 발효분말 1% 용액을 제조한 다음 숙취해소 효과를 검증하기 위하여 건강한 성인 남녀를 대상으로 임상조사를 수행하였다. 즉, 피시험자에게 미리 상기 혼합조성물을 1인당 100㎖씩 복용하게 하고, 대조군은 생수를 이용하였다. 10분 후에 알코올 60㎖를 함유한 수용액을 섭취하게 하고, 음주 후 60분, 90분, 120분 후에 각각 음주 측정기를 이용하여 혈중 알코올 농도(%)를 측정하여 하기 [표 10]에 나타내었다.
그 결과, [실시예 1]의 숙취해소 조성물 투여군은 대조군에 비하여 60분 후에는 1.5배, 90분 후에는 2배 120분 후에는 1.7배로 혈중 알코올 농도가 크게 감소하는 결과를 보였다. 이를 음주 직후 알코올 농도를 100&로 환산하여 잔존하는 알코올 농도를 %로 표시하는 경우 [도 3]과 같다.
아미노산강화 발효
분말
(
대두단백효소가수분해물
,
현미효모발효물
)의 장내미생물
균총
변화 검증
<5-1> 장내미생물
균총
변화 검증
본 실시예에서는 시험 개체로서 생후 5 주된 평균 체중 150 g의 스프라귀 다우리(Sprague-Dawley)를 대한바이오링크(Eumdeong, Chungbuk, Korea)로부터 제공받아 사용하였다. 실험동물은 5일 동안 환경에 적응시킨 후, 임의로 각 처리군당 5마리씩 4군으로 나누어 배치하였고, 5마리씩 분리하여 와이어 드롭 케이지(wire drop cage)에 25일간 사육하였다. 실험동물 사육실의 환경온도는 20~22℃, 상대습도는 50~55%로 유지하였고, 명암은 12시간 주기로 조절했으며, 물과 사료는 자유 급식시켰다. 시료로 사용된 아미노산강화 발효물은 ㈜케이엠에프(Daegu, Korea)에서 제조하여 사용하였고, 유산균 분말 제제(L. plantarum R1012-150)는 비전바이오켐 제품을 구입하여 사용하였다. 실험 식이는 크게 4그룹으로 나누어 실시하였다. 제 1 group(CON)은 정상대조군으로 유산균과 아미노산강화 발효분말을 투여하지 않고 0.9% 생리 식염수만 투여한 군이다. 제 2 group(PRO)은 실험동물의 체중 kg당 유산균 1×108 CFU 만 투여한 군, 제 3 group(PRE)은 실험동물의 체중 kg당 아미노산강화 발효물을 체중 kg당 4g 투여군(PRE), 제 4 group(SYN)은 실험동물 체중 kg당 유산균(LAC) 1×108 CFU 와 아미노산강화 발효분말(대두단백효소가수분해물, 현미효모발효물) 4g 동시 투여군으로 하고, 1일 1회 14:00경에 경구투여 하였다. 실험동물의 사료, 음수는 자유 급식 하였으며, 체중은 1주일 간격으로 측정하여 총 4회 측정하였고, 체중 증가량은 실험 최종일의 체중에서 실험 시작일의 체중의 차이로 나타냈다. 1일 1회 1주 ~4주 동안 아미노산강화 발효분말, 유산균 섭취가 실험 기간 동안 채취한 분변에 대하여 장내균총 변화를 관찰 및 측정되었다.
그 결과, [도 4] 및 [표 11]에 나타나는 바와 같이, 장내 미생물 균총 중 유익균은 비피도박테리움종(Bifidobacterium spp.), 락토바실러스종(Lactobacillus spp.) 균주가 관찰되었으며, 가장 많이 관찰되는 균주는 락토바실러스종(Lactobacillus spp .)로 확인되었다. 0.65% 생리식염수만 투여한 군(CON), 유산균만 투여한 군(PRO), 아미노산강화 발효물만 투여군(PRE), 유산균과 아미노산강화 발효물 동시 투여군(SYN)의 모든 실험군에서 유익균수가 증가 되는 것을 확인하였고, SYN군에서는 다른 군에 비하여 특이적으로 락토바실러스종(Lactobacillus spp .)이 많은 비중을 나타냈다. 락토바실러스종(Lactobacillus spp.)는 항균물질인 루테린을 생산해 병원성 미생물에 대한 항균활성이 있어 장내 환경 개선에 영향을 주는 균으로, 락토바실러스종(Lactobacillus spp.)의 비중이 높게 나타났다는 것은 아미노산강화 발효물 및 유산균 투여에 의하여 장내 환경이 개선된 것으로 판단할 수 있다.
장내 미생물 균총중 유해균의 변화를 관찰한 결과는 [도 5] 같다. 나이가 들수록 건강한 장에 주를 이루는 락토스균과 비피더스균의 수가 감소하고 대신 건강문제를 야기시킬 수 있는 소지가 있는 Clostridium spp. 와 Enterobacterium spp. 균들의 수가 증가하게 된다. 본 실험에서는 유산균 및 아미노산강화 발효분말을 지속적으로 경구 투여할 경우, 분변으로 Clostridium spp.의 배출에 유산균 및 아미노산강화 발효분말의 투여가 도움을 주어 장내 환경 개선에 효과적임을 보여주는 결과이다.
Claims (7)
- i) 대두단백 수용액을 제조하는 단계;
ii) 상기 단계 i)의 수용액에 프로테아제(protease)를 혼합하는 단계;
iii) 상기 단계 ii)의 혼합물을 30℃ 내지 70℃에서 2시간 내지 24시간 동안 효소적 가수분해하는 단계;
를 포함하는 숙취개선용 아미노산 강화분말 제조방법.
- i) 정제수에 현미를 17% 내지 32%의 농도로 배합하는 단계;
ii) 상기 단계 i)의 배합물에 효모(Saccharomyces cerevisiae)와 바실러스 코아귤런스(Bacillus coagulans) 0.4×1010CFU/㎖ 내지 1.0×1011CFU/㎖ 를 접종하는 단계;
iii) 상기 단계 ii)의 혼합물을 24시간 내지 72시간 동안 발효시키는 단계;
를 포함하는 숙취개선용 아미노산 강화분말 제조방법.
- 제1항의 제조방법으로 제조된 숙취개선용 아미노산 강화분말.
- 제2항의 제조방법으로 제조된 숙취개선용 아미노산 강화분말.
- 제3항 및 제4항의 숙취개선용 아미노산 강화분말을 혼합한 것을 특징으로 하는 숙취개선용 아미노산 강화분말.
- 제 3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 숙취개선용 아미노산 강화분말은 장내 유익균으로서 비피도박테리움속(Bifidobacterium spp .) 또는 락토바실러스속(Lactobacillus spp .)을 증가시키고 유해균으로서 클로스트리듐속(Clostridium spp .) 또는 엔테로박테리움속(Enterobacterium spp .)을 감소시키는 것을 특징으로 하는 숙취개선용 아미노산 강화분말.
- 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 숙취개선용 아미노산 강화분말을 포함하는 숙취개선용 건강식품 조성물.
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-
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