KR20200081550A - 굼벵이 엑기스 발효물을 포함하는 기능성 식품 조성물 및 이의 제조 방법 - Google Patents

굼벵이 엑기스 발효물을 포함하는 기능성 식품 조성물 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 굼벵이 엑기스 발효물을 포함하는 기능성 식품 조성물 및 이의 제조 방법에 대한 것이다. 구체적으로 상기 조성물은 굼벵이를 가공하여 제조된 엑기스 분말, 복분자 추출물, 대두 추출물 및 헛개나무 분말을 혼합하여 혼합물을 제조한 후, 상기 혼합물을 유산균 발효하여 제조된 발효 혼합물을 포함하는 기능성 식품 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 굼벵이를 주 원료로 하여 복분자 추출물, 대두 추출물 및 헛개나무 분말을 조성 비율에 따라 일정량씩 혼합한 혼합물을 유산균에 의해 발효시켜 굼벵이 특유의 역겨운 냄새를 없애고 굼벵이 고유의 고영양성분을 보존하며, 음용하기에 편리하고, 세포독성이 없으며, 미백 효능이 우수한 기능성 식품 또는 화장료 조성물로서 활용할 수 있다.

Description

굼벵이 엑기스 발효물을 포함하는 기능성 식품 조성물 및 이의 제조 방법{COMPOSITION CONTAINING AN FERMENTED EXTRACT OF PROTAETIA BREVITARSIS SEULENSIS AS AN ACTIVE INGREDIENT AND MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 굼벵이 엑기스 발효물을 포함하는 기능성 식품 조성물 및 이의 제조 방법에 대한 것이다. 구체적으로 상기 조성물은 굼벵이를 가공하여 제조된 엑기스 분말, 복분자 추출물, 대두 추출물 및 헛개나무 분말을 혼합하여 혼합물을 제조한 후, 상기 혼합물을 유산균 발효하여 제조된 발효 혼합물을 포함하는 기능성 식품 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 기능성 식품과 관련하여 천연원료의 기능에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 지구상에 다수 종을 차지하고 있는 곤충에 대한 연구가 활성화되고 있다. 예로부터 곤충은 한약재로 자주 이용되어 왔으며 주로 굼벵이, 누에, 매미허물, 동충하초 또는 지네 등 약 30 여종이 유용한 곤충자원으로 이용되고 있다.
상기 종류의 곤충 중, 굼벵이는 풍뎅이과에 속하는 곤충의 애벌레를 일컫는다. 시장에서 거래되고 있는 굼벵이의 대부분은 흰점박이꽃무지의 유충 또는 장수풍뎅이의 유충으로, 일부 농가에서는 대량으로 사육하고 있다.
아울러 흰점박이꽃무지의 유충 또는 장수풍뎅이의 유충인 굼벵이는 약으로 많이 쓰이며, 동의보감을 인용한 농업과학기술원 곤충자원관 자료에 의하면 굼벵이는 간에서 비롯되는 질병 즉, 간암, 간경화, 간염, 누적된 피로의 해소 등을 포함하여 월경불순, 시력감퇴, 백내장, 금창(金瘡), 산후풍(産後風), 악성종기, 구내염(口內炎), 파상풍, 중풍 등의 성인병을 치료하는데 효과가 있다고 알려져 있다.
곤충은 성장과 번식이 소보다 빠르며 사육비용, 사육시 탄소발생량과 물 사용량 등이 소보다 현저하게 적어서, 곤충 애벌레가 미래 인류의 식량자원으로 각광받고 있다. 곤충을 식품으로 가장 많이 이용한 나라는 중국, 태국 등 동남아시아권 국가와 멕시코 등 남미권 국가이며 최근에는 네덜란드를 중심으로 한 유럽에서도 새로운 식품 소재로 곤충에 대한 관심이 높아지고 있고 최근 국내에서도 흰점박이꽃무지, 장수풍뎅이, 갈색거저리 등 곤충의 식품화 가능성에 대한 연구를 진행하고 있는데, 식품 원료로서 등록된 곤충은 매우 적은 상황이다.
굼벵이는 약리적 효능과 식품적 영양가치로 높게 평가 받고 있는 것은 의심할 바 없는 상태다. 이 때문에 사실상 시중에는 비공식적으로 꽃무지 굼벵이와 장수풍뎅이 굼벵이가 여러 형태로 유통되고 있다, 통상적으로 유충 내지 여러 종류의 식용 곤충은 약제로서는 활용되고 있으나, 혐오 식품으로 인식되고 휴대 및 보관이 불편한 단점을 갖고 있어서 대중적인 식품으로는 사용되지 않는 실정이다. 또한, 굼벵이의 경우 복용시 악취로 인하여 구토감 등을 유발하여 복용에 대한 거부감 및 치료 효과를 떨어뜨리는 문제점이 발생한다. 하지만, 굼벵이를 포함하는 다양한 식용곤충은 고영양분을 함유하고 있어서 기능성 식품으로서의 가치가 매우 높다. 이에 굼벵이를 가공하는 방법(선행특허 1) 및 굼벵이를 이용한 기능성 식품에 대한 연구(선행특허 2)가 진행되었으나, 굼벵이 고유의 고영양성분을 보존하면서 굼벵이 특유의 역한 냄새를 제거하여 기호도를 향상시킨 식품의 개발이 필요한 실정이다.
이에, 본 발명자들은 고영양성분을 갖춘 굼벵이 엑기스를 활용하는 방법에 관하여 지속적으로 연구한 결과, 식용곤충인 굼벵이 유래 엑기스와 천연 유래 물질을 혼합하여 제조된 혼합물을 유산균 발효하여 기호도가 향상된 식품을 제조하여 본 발명을 완성하였다.
(선행특허 1) 한국등록특허공보 제10-0353753호 (선행특허 2) 한국등록특허공보 제10-1616688호
본 발명의 목적은 굼벵이 엑기스 분말, 복분자 추출물, 대두 추출물 및 헛개나무 분말의 발효 혼합물을 함유하는 기능성 식품 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 굼벵이 엑기스 분말, 복분자 추출물, 대두 추출물 및 헛개나무 분말의 발효 혼합물의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 굼벵이 엑기스 분말, 복분자 추출물, 대두 추출물 및 헛개나무 분말의 발효 혼합물을 유효성분으로 함유하는 피부 미백 효과가 있는 화장료 조성물을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 굼벵이 엑기스 30 내지 70 중량%, 복분자 추출물 10 내지 20 중량%, 대두 추출물 5 내지 20 중량% 및 헛개나무 분말 15 내지 35 중량%을 포함하는, 보다 바람직하게는 굼벵이 엑기스 분말 50 중량%, 복분자 추출물 15 중량%, 대두 추출물 10 중량% 및 헛개나무 분말 25 중량%를 포함하는 혼합물의 유산균 발효물을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 식품 조성물을 제공한다. 상기 기능성 식품 조성물은 미백 개선 효능을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명은 굼벵이 엑기스 분말, 복분자 추출물, 대두 추출물 및 헛개나무 분말의 발효 혼합물의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 따라 제조된 굼벵이 엑기스 30 내지 70 중량%, 복분자 추출물 10 내지 20 중량%, 대두 추출물 5 내지 20 중량% 및 헛개나무 분말 15 내지 35 중량%을 포함하는, 보다 바람직하게는 굼벵이 엑기스 분말 50 중량%, 복분자 추출물 15 중량%, 대두 추출물 10 중량% 및 헛개나무 분말 25 중량%를 포함하는 혼합물의 발효물을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 미백용 화장료 조성물을 제조할 수도 있다.
상기 굼벵이 엑기스 분말은 자연 건조된 3령 이후의 굼벵이를 -20 내지 -55℃, 진공도 0.01~1torr에서 50시간 동안 농축 및 동결 건조하고 80℃ 열풍에서 3시간 동안 로스팅하여 분쇄하여 제조할 수 있다.
상기 복분자 추출물 및 대두 추출물은 복분자 열매 및 대두를 수확하여 세척하고, 동결 건조 후 150 mesh 이상으로 파쇄하고 상기 파쇄된 건조 복분자 분말 및 대두 분말을 20% 에탄올, 40% 에탄올 및 60% 에탄올을 사용하여 상온에서 5시간 동안 추출한 후 필터를 통해 고형물을 제거하고 추출액을 농축 후 동결건조하여 복분자 추출물 및 대두 추출물을 제조할 수 있다.
상기 헛개나무 분말은 헛개나무의 줄기(또는 가지)를 수세하고 수분함량이 14%으로 건조시킨 후 건조된 헛개나무는 평균 입자 크기가 150mesh가 되도록 분쇄하여 제조할 수 있다.
상기 발효물은 유산균 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 페디오코커스 이노피나투스(Pediococcus inopinatus) 또는 락토바실러스 사케아이(Lactobacillus sakei) 중 어느 하나를 이용하여 발효시켜 제조할 수 있고, 보다 바람직하게는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)을 이용하여 30℃에서 1내지 3일 동안 발효시켜 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 유효성분인 엑기스 분말, 복분자 추출물, 대두 추출물 및 헛개나무 분말의 발효 혼합물은 100 내지 300㎍/㎖로서 기능성 식품 조성물 또는 화장료 조성물 내 포함될 수 있다. 상기 발효 혼합물의 함량이 100㎍/㎖ 미만인 경우에는 세포 독성이 높고 미백 효능이 나타나지 않을 수 있으며, 300㎍/㎖ 이상인 경우에는 함유량 증가에 대한 효과 증대 정도가 미미할 수 있고 경제적이지도 못하다.
상기 엑기스 분말, 복분자 추출물, 대두 추출물 및 헛개나무 분말의 혼합물은 굼벵이 엑기스 30 내지 70 중량%, 복분자 추출물 10 내지 20 중량%, 대두 추출물 5 내지 20 중량% 및 헛개나무 분말 15 내지 35 중량%을 포함하여 제조할 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우, 발효 효율이 낮고 발효 후의 미백 효능도 우수하지 못하여 경제적이지도 못하다.
상기 발효는 혼합물 전체 용액의 1 부피%의 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 페디오코커스 이노피나투스(Pediococcus inopinatus), 락토바실러스 사케아이(Lactobacillus sakei) 중 어느 하나의 유산균을 사용하여 30℃에서 1일 내지 3일 동안 실시할 수 있다. 유산균의 사용량이 혼합물 전체 용액의 1 부피%보다 적으면 발효 효율이 낮고, 이보다 많은 경우에는 경제적이지 못하다. 발효 기간이 1일 미만이거나 3일을 초과하는 경우 발효 효율이 낮아서 경제적이지 못하다.
본 발명에서 굼벵이(학명: Protaetia brevitarsis seulensis (Kolbe))는 풍뎅이과에 속하는 곤충의 애벌레를 일컫는다. 시장에서 거래되고 있는 굼벵이의 대부분은 흰점박이꽃무지의 유충 또는 장수풍뎅이의 유충으로, 일부 농가에서는 대량으로 사육하고 있다. 장수풍뎅이 유충은 40~55mm 정도이고, 흰점박이꽃무지 유충은 몸길이가 17~24mm로 약간 편평하며, 광택 있는 검정 구릿빛을 띠고 황백색 무늬가 흩어져 있다. 장수풍뎅이 유충은 회색이나 회갈색을 띤다. 아울러 흰점박이꽃무지의 유충 또는 장수풍뎅이의 유충인 굼벵이는 약으로 많이 쓰이는데, 굼벵이의 생약적 성질은 약간 차고 맛은 짜며 주로 악혈(惡血 나쁜 피), 어혈(血瘀 뭉친피), 비기(痺氣 저리는 증세), 눈의 군살, 눈을 뜨고도 못보는 증세, 백막(白膜 눈동자에 하얀 것이 낌), 뼈가 부러지거나 부스러지거나 삔데, 쇠에 다쳐 속이 막힌 증세 등을 치료하며 젖을 잘나오게 한다고 우리나라 전통 의학서인 동의보감(東醫寶鑑)에 소개된 약재이며, 2014년 경기도 농업기술원에서 발표한 흰점박이꽃무지 유충(굼벵이)를 Rat을 상대로 3주간 개선 효과를 확인 발표한바 간기능을 실험한 결과 활성산소 제거 성분은 33.1%, 간 해독작용을 하는 총 글루타치온 함량은 51.2%, 간 손상 시 발생하는 효소 함량은 36.0~44.1% 낮아졌고, 중성 지방 23.4%, 총콜레스테롤 18.4%, 동맥경화지수는 58.7%가 각각 낮아진 것으로 확인됐다.
본 발명에서 복분자(Rubus coreauns)는 장미과(Rosaceae)에 속하는 복분자딸기의 열매를 일컫는 생약명으로, 복분자를 먹으면 요강이 소변 줄기에 뒤집어진다고 하여 붙은 이름이다. 복분자는 총당(17.3%), 환원당(8.6%), 조단백질(10.6%), 조회분(4.5%), 조지방(3.1%) 및 조섬유(3.9%)와 같은 성분을 함유하고 있으며, 아밀알코올을 포함하는 11종의 알코올류, 발레르산을 포함하는 산(acid)류, 헥산알을 포함하는 20종의 카보닐류, 2-헵타논을 포함하는 5종류의 하이드로카본, 및 메틸팔미트산염을 포함하는 3종류의 에스테르류의 향기성분을 함유하고 있다. 또한 폴리페놀(polyphenol)을 다량 함유하고 있어, 항암효과, 콜레스테롤의 저하, 고혈압이나 동맥경화의 억제, 과산화지질의 생성을 막아 노화의 예방, 혈청중 지질농도의 저하, 중성지질의 생성 억제에 의해 비만 방지 및 모세혈관의 저항력 증진 효과가 있는 것으로 보고되고 있다.
본 발명에서 대두(soybean)는 건조물 내 약 40%가 단백질로 구성되어 있고, 필수 아미노산이 풍부하여 우리나라에서는 전통적으로 단백질의 급원으로 사용되어 왔다. 다른 곡류의 단백질량이 보통 8~12%이고, 다른 콩과 식품의 단백질량이 20~30% 정도인 것을 고려하면, 대두의 단백질 구성은 매우 높은 수준이다. 또한, 대두에는 최근 생리활성 기능이 보고된 이소플라본(isoflavones) 및 피트산(phytic acid) 등이 풍부하며, 전 세계적으로 가공식품의 원료로 널리 사용되고 있다.
본 발명에서 헛개나무는 갈매나무과(Rhamnaceae)에 속하고, 뿌리, 줄기, 껍질 및 잎이 이용가능하고, 바람직하게는 줄기가 주원료로 이용되는 것이 바람직하므로 본 발명에 의한 헛개나무는 채취하여 절편, 세척, 살균, 추출물 추출, 동결건조 후 분쇄하여 분말로 만들어서 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 헛개나무 줄기를 절편하여 가공하여 분말로 만든 것이다.
본 발명에 따라 제조된 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 굼벵이 엑기스, 복분자 추출물, 대두 추출물 및 헛개나무 분말의 발효 혼합물, 이의 분획물 또는 상기 분획물로부터 분리한 활성 화합물을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강식품을 모두 포함한다.
본 발명의 건강 음료 조성물은 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드, 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드, 및 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드, 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 감미제로서는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ㎖당 일반적으로 약 0.01 ~0.04 g, 바람직하게는 약 0.02 ~ 0.03 g 이다.
상기 외에 본 발명의 굼벵이 엑기스, 복분자 추출물, 대두 추출물 및 헛개나무 분말의 발효 혼합물 또는 이의 분획물 또는 이의 분획물로부터 분리한 활성 화합물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다.
그 밖에 본 발명의 굼벵이 엑기스, 복분자 추출물, 대두 추출물 및 헛개나무 분말의 발효 혼합물, 이의 분획물 또는 상기 분획물로부터 분리한 활성 화합물은 천연 과일주스, 과일 주스 음료 및 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 발명에 따르면, 굼벵이 엑기스를 주 원료로 하여 복분자 추출물, 대두 추출물 및 헛개나무 분말을 조성 비율에 따라 일정량씩 혼합한 혼합물을 유산균에 의해 발효시켜 굼벵이 특유의 역겨운 냄새를 없애고 굼벵이 고유의 고영양성분을 보존하며, 음용하기에 편리하고, 세포독성이 없으며, 미백 효능이 우수한 기능성 식품 또는 화장료 조성물로서 활용할 수 있다.
도 1은 굼벵이 엑기스, 복분자 추출물, 대두 추출물 및 헛개나무 분말의 발효 혼합물의 제조 과정을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 발효 혼합물의 세포 독성 평가 결과에 관한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 발효 혼합물의 티로시나아제 저해 활성을 측정한 결과에 관한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 발효 혼합물의 멜라닌 생성 저해에 의한 멜라닌 함량을 측정한 결과에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 실시예 및 실험예를 통하여 보다 상세히 설명하나, 이들이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
실시예 1. 발효 혼합물 제조
1.1 굼벵이 엑기스 분말 제조
3령을 마친 굼벵이는 3일간 절식시키고 수거하였다. 굼벵이 몸체에 묻어 있는 불순물을 제거하기 위하여 상기 굼벵이를 물로 씻었다. 수세를 마친 후 소독 및 제균을 위하여, 물 99~99.9 중량%와 소금 0.1~1.0 중량%로 된 소금물을 끓인 후 상기 굼벵이를 넣고 일정 시간 동안 삶았다. 삶은 굼벵이에서 입과 몸뚱이 위의 검은 티끌을 붓으로 털고 찬물에 세척을 실시하였다. 세척된 삶은 굼벵이는 수분이 10~20 중량% 함유되도록 자연 건조를 실시하였다. 자연 건조된 삶은 굼벵이는 -20 ~ -55℃, 진공도 0.01~1torr에서 50시간 동안 농축 및 동결 건조를 실시하였다. 상기 굼벵이의 고영양성분 보존에 의한 기능성을 높이기 위하여 동결건조된 굼벵이를 80℃ 열풍에서 3시간 동안 로스팅하는 로스팅 단계와; 로스팅된 굼벵이를 분쇄기에서 일정 입도(130 내지 150 mesh) 이하로 분쇄하여 분말을 만드는 분쇄 단계를 실시하여 굼벵이 엑기스 분말을 제조하였다.
1.2 복분자 추출물 및 대두 추출물 제조
복분자 열매를 수확하여 세척하고, 동결 건조 후 150 mesh 이상으로 파쇄하였다. 상기 파쇄된 건조 복분자 분말을 20% 에탄올, 40% 에탄올 및 60% 에탄올을 사용하여 상온에서 5시간 동안 추출하였다. 추출한 후, 필터를 통해 고형물을 제거하고 추출액은 농축 후 동결건조하였다. 동결건조된 상기 추출액은 20000 ppm의 추출물을 조성하였다.
대두에 관해서도 상기 과정을 동일하게 실시하여 대두 추출물을 제조하였다.
1.3 헛개나무 분말 제조
헛개나무의 줄기(또는 가지)를 수세하고 수분함량이 14%으로 건조시켰다. 건조된 헛개나무는 평균 입자 크기가 150mesh가 되도록 분쇄하여 헛개나무 분말을 수득하였다.
상기 실시예 1.1에 따른 굼벵이 엑기스 분말, 실시예 1.2에 따른 복분자 추출물 및 대두 추출물, 실시예 1.3에 따른 헛개나무 분말을 하기 표 1과 같이 혼합하여 200g의 혼합물을 제조하였다.
단위(중량) 굼방이 엑기스 복분자 추출물 대두 추출물 헛개나무 분말
실험예 1 100g 30g 20g 50g
실험예 2 100g 50g 30g 20g
실험예 3 100g 20g 50g 30g
실시예 2. 발효 혼합물의 제조
2.1 발효
락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 페디오코커스 이노피나투스(Pediococcus inopinatus), 락토바실러스 사케아이(Lactobacillus sakei)을 포함하는 유산균 중 어느 하나를 사용하여 실시예 1.4에 따라 제조된 혼합물에 대한 발효를 실시하였다. 혼합물 전체 용액의 1 부피%에 해당하는 유산균을 이용하여 30℃에서 1일 내지 3일 동안 발효를 실시하여 발효 혼합물을 제조하여 생균수를 측정하였다(표 2 참조).
구분 락토바실러스
플란타룸
(Lactobacillus
plantarum)		 페디오코커스
이노피나투스
(Pediococcus
inopinatus)		 락토바실러스
사케아이
(Lactobacillus
sakei)
실험예 1 미발효 1.91×107 2.01×107 2.08×107
발효 1일 1.82×109 3.24×107 3.48×107
발효 2일 2.05×109 3.97×107 4.67×107
발효 3일 2.12×109 4.02×107 4.81×107
실험예 2 미발효 1.85×107 1.95×107 1.92×107
발효 1일 1.39×109 2.12×107 3.21×107
발효 2일 1.79×109 2.78×107 3.67×107
발효 3일 1.82×109 2.84×107 3.74×107
실험예 3 미발효 1.89×107 1.98×107 1.96×107
발효 1일 1.51×109 2.51×107 3.46×107
발효 2일 1.89×109 3.02×107 3.82×107
발효 3일 1.94×109 3.15×107 3.94×107
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 발효에 의한 생균수는 1일에 비해 2일 및 3일이 더 높았다. 다만, 3일의 경우 생균수가 2일보다 높으나 2일에 비해 균수가 크게 증가하지 않았다.
발효 혼합물 내 생균수를 측정한 결과, 실험예 1의 혼합물을 사용하는 경우가 실험예 2 및 실험예 3에 비해 발효 후 생균수가 더 증가함을 확인하였다.
또한, 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주를 사용하는 경우 다른 균주의 사용에 비해 생균수가 4-5배 증가함을 확인하였다.
2.2 기호도 측정
상기 실시예 2.1에 따라 제조된 발효 혼합물 중에서 락토바실러스 플랜타룸으로 발효시킨 발효 혼합물 및 발효를 실시하지 않은 혼합물에 대하여 관능검사를 실시하였다. 식품관련 분야에서 3 년 이상의 관능검사 경력을 지닌 패널 20 명(남여 각각 10 명)으로 하여금 혼합물 및 발효 혼합물을 시음하게 한 후 관능검사를 하여 9점 척도법(정도가 클수록 9점에 가까움)으로 측정하였으며, 이를 하기 표 3에 나타내었다.
구분
 전체적인
향		 전체적인
맛		 목넘김 후미 굼벵이특유의
역겨운냄새		 굼벵이특유의
역겨운 맛		 종합
기호도
실험예 1 발효
미실시		 3.75 3.85 3.30 2.55 6.70 5.85 2.10
발효
실시		 6.5 6.45 6.55 6.75 1.05 1.25 6.45
실험예 2 발효
미실시		 4.00 3.80 3.55 2.85 5.85 6.05 2.35
발효
실시		 6.25 6.05 6.45 6.15 1.35 1.25 6.30
실험예 3 발효
미실시		 3.65 3.60 3.35 2.50 6.55 6.80 2.15
발효
실시		 6.15 6.20 6.50 6.65 1.10 1.30 6.25
- 전체적인 향, 전체적인 맛, 목넘김, 후미 및 종합적인 기호도
: 1점 = 매우 나쁘다, 9점= 매우 좋다
- 굼벵이 특유의 역겨운 냄새, 굼벵이 특유의 역겨운 맛
: 1점 = 매우 약하다, 9점 = 매우 강하다
상기 표 3을 참조하면, 발효 과정에 의해 기호도가 매우 증가하고, 굼벵이 특유의 역겨운 냄새 및 맛이 상당히 감소한 것을 확인하였다.
특히, 헛개나무를 가장 많이 포함하는 실험예 1의 발효 혼합물이 실험예 2 및 실험예 3에 비해 가장 기호도가 높고, 특히 발효 전 혼합물에 비해 발효 혼합물의 기호도가 크게 향상됨을 확인하였다.
실시예 3. 활성 측정
3.1 세포 독성 측정
세포독성을 확인하기 위해 MTT 방법을 수행하였다. B16F10 멜라노마 세포와 인간 섬유아세포(normal human fibroblaste, NHF), 인간 각질세포(human keratinocyte cell, HKC)를 24시간 배양 후 시료 추출물(실시예 1-1,1-2,1-3,1-4, 및 1-5)들을 여러 농도별로 처리한 후 2일간 배양한 후 500 ㎍/㎖ MTT (3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide)를 웰당 20 μL 첨가하였다. 37℃에서 4 시간 동안 반응시킨 후 MTT 용액을 제거하고 웰당 DMSO 200 μL 첨가하였다. 살아있는 세포와 반응하여 생긴 포르마잔(formazan) 침전물을 용해시킨 다음 마이크로플레이트 리더로 540 nm에서 흡광도를 측정하였다.
본 발명에 따라 제조된 발효 혼합물(발효 기간 2일, 실험예 1)은 세포 독성이 없는 것으로 확인되었다(도 2). 특히, 발효 혼합물은 발효하지 않은 혼합물에 비해 세포 독성이 더 낮았다(표 4 참조).
농도(㎍/㎖) 세포 독성(Cell Viability, %)
복합물 (발효 없음) 발효 복합물 (실험예 1)
50 97.53±1.21 108.02±2.07
100 93.39±2.18 107.26±1.53
200 89.75±2.12 102.53±2.30
300 88.29±1.36 100.47±1.36
400 86.21±2.35 98.84±1.83
500 86.81±1.63 97.46±1.41
600 63.31±1.56 82.13±1.46
3.2 미백 활성 측정
미백 활성에 관련하여, 본 발명에 따른 발효 혼합물(발효 기간 2일)에 대하여 티로시나아제 저해활성을 측정하였다. B16F10 melanoma를 이용하여 시료의 tyrosinase 저해 활성을 측정하였다. B16F10 melanoma을 6 well plate에 각 well 당 1 × 104 cells가 되도록 10% FBS가 포함된 각 cell의 배지를 사용하여 2 mL씩 분주하고 37℃, 5% CO2 incubator에서 24시간 배양하였다. 세포의 부착을 확인한 후, 시료를 농도별로 배지를 교환해주고, 1시간 후 100 nM α-MSH 자극제 처리 후, 37℃, 5% CO2 incubator에서 2일 간 배양하였다. 배지를 제거 한 후 Triton X-100, 100 mM PMSF를 첨가한 Lysis buffer를 처리하고 10분 동안 15,000 rpm에서 원심분리 하였다. 이 후, 2% N,N-dimethyl formamide와 5 mM L-DOPA를 혼합한 mix buffer를 원심분리한 세포 상등액과 혼합하여 반응시키고 475 nm에서 흡광도를 측정하였다. tyrosinase의 저해 활성은 α-MSH만 처리한 군과 비교하여 백분율로 표시하였다.
본 발명에 따른 발효 혼합물의 사용량에 따라 티로시나아제 저해 활성이 증가하는 것으로 확인하였고, 동일한 양에서는 혼합물보다는 발효 혼합물의 티로시나아제 저해 활성이 더 높고, 발효 혼합물 중에서는 헛개나무 추출물의 함량이 높은 경우(실험예 1)에 다른 혼합물의 발효물(실험예 2 및 실험예 3)에 비해 티로시나아제 저해 활성이 더 높은 것으로 나타났다(표 5 및 도 3 참조).
농도
(㎍/㎖)		 티로시나아제 저해 활성(Tyrosinase inhibitory activity, %)
혼합물
(발효 없음)		 발효 혼합물
(실험예 1)		 발효 혼합물
(실험예 2)		 발효 혼합물
(실시예 3)
50 21.19±2.98 25.18±3.53 23.42±2.13 23.98±2.35
100 29.37±2.08 38.86±1.59 36.79±2.64 37.02±2.54
200 35.27±1.82 42.70±2.69 40.50±3.13 41.02±1.76
300 39.19±1.43 51.56±0.89 48.35±1.23 50.26±2.43
400 41.19±1.67 53.56±0.49 51.45±2.21 52.21±2.54
500 43.19±1.83 55.56±1.92 52.67±3.23 53.28±1.26
미백 활성에 관련하여, 본 발명에 따른 발효 혼합물에 대하여 멜라닌 생성 억제 활성을 측정하였다. 시료의 멜라닌 생합성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 B16F10 melanoma를 6 well plate에 1 × 104이 되도록 분주하고 37℃, 5% CO2 incubator에서 24시간 배양하였다. 세포의 부착을 확인한 후, 멜라닌 생성을 촉진하기 위하여 10% FBS를 포함된 배지에 농도별로 첨가하여 4시간 배양하고, 이후 100 nM α-MSH 자극제를 처리하여 2 일 간 배양하였다. 배양액을 제거하고 PBS로 세척하고 scrapping하였다. 15,000 rpm에서 20 분간 원심분리 한 후, 상층액을 제거하고 pellet에 10% DMSO가 포함된 1 N NaOH 용액을 첨가하여 80℃에서 1시간 동안 용해하였으며, microplate reader를 이용하여 475 nm에서 흡광도를 측정하였다. 외부자극에 대한 melanoma cell 내 과생성 melanin에 대해 알아보기 위해 자극제로 100 nM α-MSH을 사용하였으며, 실험은 3회 이상 반복 실험하여 시료 무첨가구와 대조하여 그래프로 나타내었다.
본 발명에 따른 발효 혼합물의 사용량에 따라 멜라닌 생성 억제 활성이 증가하는 것으로 확인하였고, 동일한 양에서는 혼합물보다는 발효 혼합물의 멜라닌 생성 억제 활성이 더 높고, 발효 혼합물 중에서는 헛개나무 추출물의 함량이 높은 경우(실험예 1)에 다른 혼합물의 발효물(실험예 2 및 실험예 3)에 비해 효과가 더 높은 것으로 나타났다(표 6 및 도 4 참조).
농도
(㎍/㎖)		 멜라닌 생성 저해에 의한 멜라닌 함량(Melanin Content, %)
복합물
(발효 없음)		 발효 복합물
(실험예 1)		 발효 복합물
(실험예 2)		 발효 복합물
(실시예 3)
100 98.04±0.77 93.04±1.04 95.43±2.41 96.21±1.23
200 90.49±1.80 79.03±1.04 82.35±2.14 84.32±3.03
300 81.77±1.45 68.78±2.04 74.75±1.45 76.56±2.05
400 74.52±0.95 59.56±0.89 64.47±1.75 67.23±2.53
500 68.19±1.63 52.43±1.35 57.73±1.52 60.33±2.23
실시예 4. 화장료 조성물의 제조
하기 표 7에 나타낸 조건(단위, 중량%)으로 화장료 조성물을 제조하였다.
원료명 함량(중량%)
정제수 잔량
Glycerin 5.000
Sodium hyaluronate 0.010
hydrogel PFKC 1.500
Dissolvine NA2-S 0.020
Betaine 1.500
carbopol 980 0.250
1.3ㆍBG 1.000
Keltrol F 0.060
CS-165 1.200
ARLACEL 60 0.800
TWEEN 60 0.800
M.C.T 5.000
Lanetto O 1.500
Lipex shea soft 0.100
Tocopheryl acetate 0.100
Bees wax 0.500
Dimethicone 6CS 0.300
TEA 0.250
SEPPIPLUS 400 0.150
향료 미량
본 발명의 발효 혼합물 7.000
Phenoxyethanol 0.300
1,2-HEXANEDIOL 0.400
실시예 5. 추출물이 함유된 약제 제조
하기 표 8에 나타낸 조건(단위, 중량%)으로 약제 조성물을 제조하였다.
구성 성분 함량 (중량 %)
본 발명의 발효 혼합물 2
사카린 0.8
당 25.4
글리세린 8
향미료 0.04
에탄올 4
소르브산 0.4
증류수 59.36
실시예 6. 추출물이 함유된 건강 식품 제조
발효 혼합물 25 중량부를 과자 반죽에 첨가하고, 이 혼합물을 이용하여 빵, 케이크, 쿠키, 크래커 및 면류를 제조하였다.
구성 성분 함량 (중량부)
과자 반죽 밀가루 100 중량부
우유 10 내지 20 중량부
달걀 10 내지 20 중량부
설탕 5 내지 10 중량부
베이킹파우더 0.5 내지 1.5 중량부
베이킹소다 0.5 내지 1 중량부
버터 5 내지 10 중량부
본 발명의 발효 혼합물 상기 과자반죽 100 중량부 대비 25 중량부
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (3)

  1. 굼벵이 엑기스 분말 50 중량%, 복분자 추출물 15 중량%, 대두 추출물 10 중량% 및 헛개나무 추출물 25 중량%를 포함하는 혼합물을 유산균 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)으로 30℃에서 2일 동안 발효시켜 제조된 발효 혼합물 100 내지 300ug/ml로서 포함하는 기능성 식품 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 굼벵이 엑기스 분말은 자연 건조된 3령 이후의 굼벵이를 -20 내지 -55℃, 진공도 0.01~1torr에서 50시간 동안 농축 및 동결 건조하고 80℃ 열풍에서 3시간 동안 로스팅하여 분쇄하여 제조된 것을 특징으로 하는, 기능성 식품 조성물.
  3. 굼벵이 엑기스 분말 50 중량%, 복분자 추출물 15 중량%, 대두 추출물 10 중량% 및 헛개나무 추출물 25 중량%를 포함하는 혼합물을 유산균 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)으로 30℃에서 2일 동안 발효시켜 제조된 발효 혼합물 100 내지 300ug/ml로서 포함하는 미백용 화장료 조성물.
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KR20220029825A (ko) * 2020-08-28 2022-03-10 김일두 냄새 저감과 품질이 향상된 굼벵이 분말 및 그 제조방법

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