KR20200081922A - 생강, 대추, 곶감 및 딸기를 이용한 발효음료 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 생강, 대추, 곶감 및 딸기를 이용한 발효음료 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 물에 홍차, 설탕, 건강(생강의 말린 뿌리줄기) 분말, 대추 분말, 곶감 분말을 첨가하고 100℃ 이상으로 가열한 다음 홍차를 건져내고 식혀 발효원료를 준비하는 단계; 상기 발효원료에 글루콘아세토박터 자일리너스(Gluconacetobacter xylinus) 및 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum)을 접종하여 1차 발효하는 단계; 및 상기 1차 발효로 수득된 발효물에 딸기 분말을 첨가하고 2차 발효하는 단계;를 포함하는 발효음료 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 생강, 대추, 곶감 및 딸기와 같은 농산물들을 이용하여 항산화 효능 및 항염증 효능이 우수한 기능성 발효음료를 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면 생강, 대추, 곶감 및 딸기와 같은 농산물들을 이용하여 항산화 효능 및 항염증 효능이 우수한 기능성 발효음료를 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 생강, 대추, 곶감 및 딸기를 이용한 발효음료 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 물에 홍차, 설탕, 건강(생강의 말린 뿌리줄기) 분말, 대추 분말, 곶감 분말을 첨가하고 100℃ 이상으로 가열한 다음 홍차를 건져내고 식혀 발효원료를 준비하는 단계; 상기 발효원료에 글루콘아세토박터 자일리너스(Gluconacetobacter xylinus) 및 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum)을 접종하여 1차 발효하는 단계; 및 상기 1차 발효로 수득된 발효물에 딸기 분말을 첨가하고 2차 발효하는 단계;를 포함하는 발효음료 제조방법에 관한 것이다.
웰빙을 추구하는 현대인들에게 이제 음식은 단순히 생명유지를 위한 영양소 공급의 수단이 아닌, 보다 건강한 삶을 추구하기 위한 수단으로 점차 인식이 변해가고 있어, 인체에 유익하고 건강을 위한 우수한 생리활성을 나타낼 수 있는 기능성 식품에 대한 관심이 점차 증가하는 추세이다.
또한, 조미료나 기능성 합성화합물과 같이 자연계에 존재하지 않고 인위적으로 만들어낸 화합물의 사용에 따른 인체 유해성에 대한 우려가 점차 커지고 있어, 천연물질을 이용한 기능성 식품 혹은 의약품의 개발에 대한 요구가 지속되고 있다.
우리가 쉽게 접할 수 있으며 음식의 재료로 이용될 수 있는 천연물질 중에도 특정한 가공방법에 따라 우수한 생리활성을 나타내는 경우가 있어 이를 잘 활용한다면 상기와 같은 현대인들의 요구에 충족할 수 있는 식품을 제조할 수 있을 것이다.
이와 관련하여, 대한민국 등록특허 제10-1403486호는 수양류 추출물을 유효성분으로 함유함으로써 비만, 고지혈증 및 대사증후군의 치료 또는 예방에 효과적인 기능성 식품을 제시하고 있으며, 대한민국 등록특허 제10-1480899호는 굴피나무 추출물을 유효성분으로 함유함으로써 기억력 개선, 인지능력 개선, 치매 예방, 지연 또는 치료에 효과적인 기능성 식품을 제시하고 있다.
본 발명자는 천연물질을 활용하여 보다 건강에 유익한 식품, 특히 음료를 개발하고자 하였으며, 특히 기존에 여러 가지 유익한 효과들이 알려져 있음에도 불구하고 다양하게 활용되지 못하는 농산물들의 가공방법을 연구함으로써 활용성 증대를 통해 생산 농가의 이익 창출을 동시에 이루고자 하였다.
따라서 본 발명의 주된 목적은 비교적 활용성이 낮은 농산물들을 이용하여 인체에 유익한 생리활성을 나타낼 수 있는 음료의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 물에 홍차, 설탕, 건강 분말, 대추 분말, 곶감 분말을 첨가하고 100℃ 이상으로 가열한 다음 홍차를 건져내고 식혀 발효원료를 준비하는 단계; 상기 발효원료에 글루콘아세토박터 자일리너스(Gluconacetobacter xylinus) 및 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum)을 접종하여 1차 발효하는 단계; 및 상기 1차 발효로 수득된 발효물에 딸기 분말을 첨가하고 2차 발효하는 단계;를 포함하는 발효음료 제조방법을 제공한다.
본 발명의 발효음료 제조방법에 있어서, 상기 발효원료를 준비하는 단계는 물 1000중량부에 홍차 1 내지 10중량부, 설탕 10 내지 100중량부, 건강 분말 1 내지 5중량부, 대추 분말 1 내지 10중량부, 곶감 분말 1 내지 10중량부를 첨가하고 110 내지 130℃로 20분 이상 가열한 다음 홍차를 건져내고 상온으로 식혀 발효원료를 준비하는 단계인 것이 바람직하다.
본 발명의 발효음료 제조방법에 있어서, 상기 1차 발효하는 단계는 상기 발효원료에 글루콘아세토박터 자일리너스(Gluconacetobacter xylinus) 및 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum)을 접종하고 25 내지 35℃에서 1 내지 5일간 1차 발효하는 단계인 것이 바람직하다.
본 발명의 발효음료 제조방법에 있어서, 상기 2차 발효하는 단계는 상기 1차 발효로 수득된 발효물에 상기 물 1000중량부를 기준으로 딸기 분말 1 내지 5중량부를 첨가하고 25 내지 35℃에서 1 내지 3주간 2차 발효하는 단계인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 생강, 대추, 곶감 및 딸기와 같은 농산물들을 이용하여 항산화 효능 및 항염증 효능이 우수한 기능성 발효음료를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발효음료 제조과정을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발효음료의 항산화 효능 실험결과를 나타낸 것이다. Vitamin C(비타민C 10mg, 대조군).
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 발효음료의 세포독성 실험결과를 나타낸 것이다. Ctrl0001 : 대조군, A : 발효후, B : 발효전.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 발효음료의 항염증 효능 실험결과를 나타낸 것이다. Control : 대조군, A : 발효후, B : 발효전.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발효음료의 항산화 효능 실험결과를 나타낸 것이다. Vitamin C(비타민C 10mg, 대조군).
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 발효음료의 세포독성 실험결과를 나타낸 것이다. Ctrl0001 : 대조군, A : 발효후, B : 발효전.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 발효음료의 항염증 효능 실험결과를 나타낸 것이다. Control : 대조군, A : 발효후, B : 발효전.
본 발명의 발효음료 제조방법은 물에 홍차, 설탕, 건강 분말, 대추 분말, 곶감 분말을 첨가하고 100℃ 이상으로 가열한 다음 홍차를 건져내고 식혀 발효원료를 준비하는 단계; 상기 발효원료에 글루콘아세토박터 자일리너스(Gluconacetobacter xylinus) 및 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum)을 접종하여 1차 발효하는 단계; 및 상기 1차 발효로 수득된 발효물에 딸기 분말을 첨가하고 2차 발효하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
홍차는 차나무의 어린잎을 발효시켜서 녹색을 빼내고 말린 것으로 일반적으로 판매되는 홍차를 구입하여 이용할 수 있다. 본 발명에서 홍차의 경우 다른 재료와는 달리 물에 첨가하고 끓여 우려낸 다음 건져내는 방법을 사용하기 때문에, 티백의 형태로 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 설탕은 일반적으로 판매되는 백설탕을 이용하는 것이 바람직하다.
건강은 생강의 말린 뿌리줄기를 의미하고, 대추는 대추나무의 열매를 의미하며, 곶감은 생감을 완숙되기 전에 따서 껍질을 벗겨 건조시킨 것을 의미하고, 딸기는 딸기속 식물의 열매를 의미하는 것으로, 본 발명에서는 분말 형태로 사용함으로써 이들에 함유된 성분들의 용출 및 발효가 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 대추와 곶감은 씨를 제거하고 분말화한 것을 사용함으로써 음료에서 이물감이 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 물에 상기와 같은 홍차, 설탕, 건강 분말, 대추 분말, 곶감 분말을 첨가하고 100℃ 이상으로 가열한 다음 홍차를 건져내고 식혀 발효원료를 준비하는데, 이때 물 1000중량부를 기준으로 홍차 1 ~ 10중량부, 설탕 10 ~ 100중량부, 건강 분말 1 ~ 5중량부, 대추 분말 1 ~ 10중량부, 곶감 분말 1 ~ 10중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 홍차 3 ~ 5중량부, 설탕 40 ~ 60중량부, 건강 분말 1 ~ 3중량부, 대추 분말 3 ~ 5중량부, 곶감 분말 3 ~ 5중량부를 사용하는 것이 좋다. 이러한 비율에 따라 제조된 발효음료의 기호도와 항산화 및 항염증 효능에 영향을 미칠 수 있다. 또한 가열은 오토클레이브 등의 장치를 이용하여 110 ~ 130℃로 20분 이상하는 수행하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 115 ~ 125℃에서 20 ~ 40분간 수행하는 것이 좋다.
본 발명에서는 발효균주로 글루콘아세토박터 자일리너스(Gluconacetobacter xylinus) 및 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum)을 사용하는데, 바람직하게는 글루콘아세토박터 자일리너스 KCCM 41431 균주 및 락토바실러스 플란타럼 KCCM 11322 균주를 이용하는 것이 좋다. 이 균주들은 한국미생물보존센터(KCCM)로부터 분양받을 수 있다.
본 발명에서 발효균주는 발효원료에 접종하기 전에 두 균주를 액체배지에서 혼합 전배양하여 이용하는 것이 바람직하다. 이때 배지로는 홍차와 설탕이 함유되어 있는 배지를 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 홍차가 3 ~ 5g/ℓ, 백설탕이 15 ~ 25g/ℓ로 함유되어 있는 배지를 사용하는 것이 좋다. 보다 구체적으로는 상기 홍차와 설탕이 함유된 액체배지에 글루콘아세토박터 자일리너스의 개별배양액 및 락토바실러스 플란타럼의 개별배양액을 각각 1 ~ 4%(v/v)로 접종하고 25 ~ 35℃에서 5 ~ 9일간 배양하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 이때 배양온도를 29 ~ 31℃로 하는 것이 좋고, 배양기간을 6 ~ 8일로 하는 것이 좋다.
상기 글루콘아세토박터 자일리너스의 개별배양액은 홍차와 설탕이 함유되어 있는 배지에 글루콘아세토박터 자일리너스를 접종하여 배양하는 방법으로 수득할 수 있다. 이때 배지 및 배양조건은 상기 혼합 전배양에 이용하는 조건과 같은 조건을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 락토바실러스 플란타럼의 개별배양액은 통상적으로 락토바실러스속 균주의 배양에 이용하는 배지, 예를 들어 MRS 배지에 락토바실러스 플란타럼을 접종하여 배양하는 방법으로 수득할 수 있다. 이때 배양 조건은 35 ~ 40℃, 1 ~ 3일로 하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 36 ~ 38℃, 2 ~ 3일로 하는 것이 좋다.
본 발명에서 발효원료에 발효균주를 접종하는 것은 발효균주의 균체 또는 배양액을 발효원료에 첨가하는 방법으로 달성할 수 있다. 바람직하게는 상기와 같이 혼합 전배양한 전배양액을 첨가하는 방법을 사용하는 것이 좋으며, 이때 전배양액을 4 ~ 6%(v/v)로 첨가하는 것이 좋다.
본 발명에서 1차 발효는 상기 발효원료를 용기에 담고 상기 발효균주를 접종한 다음 일정한 온도에서 일정한 기간 동안 놓아두는 방법으로 달성할 수 있다. 이때 용기 내부에 공기가 통할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 발효온도를 25 ~ 35℃로 하고 발효기간을 1 ~ 5일로 하는 것이 좋으며, 보다 바람직하게는 발효온도를 29 ~ 31℃로 하고 발효기간을 1 ~ 3일로 하는 것이 좋다.
본 발명에서 2차 발효는 상기 1차 발효로 수득된 발효물에 딸기 분말을 첨가한 다음 일정한 온도에서 일정한 기간 동안 놓아두는 방법으로 달성할 수 있다. 이때도 용기 내부에 공기가 통할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 딸기 분말의 첨가량은 상기 발효원료 준비 시의 물의 중량부(1000중량부)를 기준으로 1 ~ 5중량부로 하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1 ~ 3중량부로 하는 것이 좋다. 바람직하게는 발효온도를 25 ~ 35℃로 하고 발효기간을 1 ~ 3주로 하는 것이 좋으며, 보다 바람직하게는 발효온도를 29 ~ 31℃로 하고 발효기간을 12 ~ 16일로 하는 것이 좋다.
상기와 같이 2차 발효가 완료되면 본 발명의 발효음료를 완성할 수 있는데, 이후 통상적으로 음료에 사용되는 첨가물을 첨가하는 단계, 살균 또는 포장 단계 등의 단계를 추가로 구성할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
[실시예]
1. 발효 미생물 스타터 준비
글루콘아세토박터 자일리너스(Gluconacetobacter xylinus) KCCM 41431 균주를 GXM 한천배지(표 1 참조)에 평판도말한 다음 30℃ 인큐베이터에서 4일간 배양하였다.
| 성분명 | 함량 |
| 정백당(백설탕) | 20g |
| 홍차 | 4g |
| agar | 20g |
| 증류수 | 1000㎖ |
50ml conical tube에 20ml GXM 액체배지(표 1에서 agar를 제외한 배지)를 넣고 GXM 한천배지에서 고체배양한 글루콘아세토박터 자일리너스 균주를 접종한 다음, 산소가 공급될 수 있도록 입구를 멸균된 가제손수건으로 막고 30℃에서 7일간 정치 배양하였다.
락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum) KCCM 11322를 MRS 한천배지에 평판도말한 다음 37℃에서 3일간 배양하고, 이를 MRS 액체배지에 접종하고 37℃에서 2일간 진탕(180rpm) 배양하였다.
상기 글루콘아세토박터 자일리너스를 액체배양하여 수득한 배양액과 락토바실러스 플란타럼을 액체배양하여 수득한 배양액을 1L의 GXM 액체배지에 각각 20㎖씩 첨가하여 접종하고, 30℃에서 7일간 정치 배양하여 두 균주가 혼합 배양된 배양액을 준비하였다.
이렇게 준비된 혼합 배양액을 이후 발효 미생물 스타터로 이용하였다.
2. 발효음료 제조
생수 20L에 홍차(립톤 옐로우 라벨 티) 80g, 백설탕(제일제당) 2,000g, 건강 분말 40g, 대추 분말(씨를 제거하고 분말화한 것) 80g, 곶감 분말(씨를 제거하고 분말화한 것) 80g을 첨가하고, 오토클레이브를 사용하여 121℃, 0.15MPa(1.5kgf/cm2)로 30분간 가열한 다음, 홍차를 건져내고 살균된 유리용기에 부어 상온(22 ~ 25℃)까지 식혔다. 이때 홍차는 티백에 담긴 상태로 사용하였으며, 상기 80g은 티백을 제외한 홍차 만의 중량이다.
액체(발효원료)가 충분히 식은 다음 상기 실시예 1에서 준비한 혼합 배양액 전부(약 1L)를 첨가하여 접종하고, 30℃에서 2일간 1차 발효하였다.
1차 발효 후 발효액에 딸기 분말 40g을 첨가하고 30℃에서 2주 동안 2차 발효하여 발효음료를 제조하였다.
[실험예]
1. 항산화 효능
상기 실시예에서 제조한 발효음료의 항산화 효능을 DPPH 분석법을 사용하여 조사하였다. 이때 대조군으로는 비타민 C(10mg)를 사용하였고, 발효 전의 시료와 비교하였다.
이의 결과, 도 2와 같이 본 발명의 발효음료는 우수한 항산화 효능이 있는 것으로 나타났다. 특히 발효과정을 통해 항산화 효능이 크게 증가하였으며, 비타민C에 준하는 수준으로 항산화 효능이 있음을 확인할 수 있었다.
2. 세포독성
상기 실시예에서 제조한 발효음료의 세포독성을 MTT 분석법을 사용하여 조사하였다.
이 실험에 사용한 RAW 264.7(TIB-71; ATCC, USA) 대식세포는 American type cell collection(ATCC, USA)으로부터 구입하였으며, DMEM(Dulbecco's Modified Eagle's Medium; Gibco, USA) 배지에 10% FBS(Fetal Bovine Serum; Gibco, USA)와 1%의 Penicillin(100U/㎖)/Streptocycin(100㎍/㎖)을 첨가한 후, 37℃, 5% CO2 조건하에서 배양하여 사용하였다.
시료에 대한 세포 생존율은 EZ-Cytox(Enhanced Cell Viability Assay kit, DoGenBio Co.,Ltd.)를 사용하여 확인하였다.
세포를 1×104 cell/well의 농도로 96-well plate에 분주하고 24시간 배양 후 배지를 제거하였다. 여기에 새로운 DMEM(10% FBS, 1% Penicillin(100U/㎖)/Streptocycin(100㎍/㎖)) 180㎕에 농도별로 희석한 시료(실시예의 발효음료 또는 발효 이전의 시료)를 각각 20㎕ 첨가한 배지를 첨가하여 24시간 배양한 다음, EZ-Cytox 시약 10㎕를 각 well에 첨가하고 1시간 동안 37℃, 5% CO2 조건하에서 배양하였다. 1시간 배양한 후 ELISA reader를 이용하여 450nm에서 흡광도를 측정하였다.
실시예의 발효음료 시료를 각각 10㎎/㎖, 5㎎/㎖, 2.5㎎/㎖, 1.25㎎/㎖의 농도로 처리하여 MTT 분석을 수행한 결과, 도 3과 같이 10㎎/㎖의 농도까지 세포생존율이 80% 이상으로 나타났다.
3. 항염증 효능
상기 실시예에서 제조한 발효음료의 NO(Nitric Oxide) 생성억제 효능을 조사하였다.
RAW 264.7 세포를 2×105 cell/㎖의 농도로 6-well plate에 분주하고 24시간 배양한 후 배지를 제거하였다. 여기에 새로운 DMEM(10% FBS, 1% Penicillin(100U/㎖)/Streptocycin(100㎍/㎖)) 180㎕에 농도별로 희석한 시료(실시예의 발효음료 또는 발효 이전의 시료)를 각각 20㎕ 첨가한 배지를 첨가하여 1시간 배양한 다음, LPS(10ng/㎖)를 처리하여 24시간 동안 37℃, 5% CO2 조건하에서 배양하였다.
배양 후 원심분리하여 세포배양 상등액을 수집한 다음 이 상등액 100㎕와 Griess 시약 A액(1% sulfanilamide) 50㎕ 및 B액(0.1% N-(1-naphtyl)ethylenediamine dihydrochloride) 50㎕를 혼합하여 96 well plates에서 20분 동안 반응시킨 후 ELISA reader를 이용하여 540nm에서 흡광도를 측정하였다. 결과는 1M NaNO2로 Standard curve를 작성하여 세포배양 상등액에 함유되어 있는 NO의 값을 계산하였다.
실시예의 발효음료 또는 발효 이전의 시료를 각각 1㎎/㎖, 0.5㎎/㎖의 농도로 처리하여 NO 생성정도를 분석한 결과, 도 4와 같이 농도 의존적으로 NO 생성억제 효능이 관찰되었다. 특히 발효과정을 통해 NO 생성억제 효능이 크게 증가하는 것으로 나타났다.
Claims (4)
- 물에 홍차, 설탕, 건강 분말, 대추 분말, 곶감 분말을 첨가하고 100℃ 이상으로 가열한 다음 홍차를 건져내고 식혀 발효원료를 준비하는 단계;
상기 발효원료에 글루콘아세토박터 자일리너스(Gluconacetobacter xylinus) 및 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum)을 접종하여 1차 발효하는 단계; 및
상기 1차 발효로 수득된 발효물에 딸기 분말을 첨가하고 2차 발효하는 단계;를 포함하는 발효음료 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 발효원료를 준비하는 단계는
물 1000중량부에 홍차 1 내지 10중량부, 설탕 10 내지 100중량부, 건강 분말 1 내지 5중량부, 대추 분말 1 내지 10중량부, 곶감 분말 1 내지 10중량부를 첨가하고 110 내지 130℃로 20분 이상 가열한 다음 홍차를 건져내고 상온으로 식혀 발효원료를 준비하는 단계인 것을 특징으로 하는 발효음료 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 1차 발효하는 단계는
상기 발효원료에 글루콘아세토박터 자일리너스(Gluconacetobacter xylinus) 및 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum)을 접종하고 25 내지 35℃에서 1 내지 5일간 1차 발효하는 단계인 것을 특징으로 하는 발효음료 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 2차 발효하는 단계는
상기 1차 발효로 수득된 발효물에 상기 물 1000중량부를 기준으로 딸기 분말 1 내지 5중량부를 첨가하고 25 내지 35℃에서 1 내지 3주간 2차 발효하는 단계인 것을 특징으로 하는 발효음료 제조방법.
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