KR20200137926A - 유용성분을 함유하는 기능성 귀리 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유용성분을 함유하는 기능성 귀리 제조방법에 관한 것이다. 이를 위해 기능성 귀리의 제조방법은 (a) 밀리타리스 동충하초(Cordyceps militaris) 종균을 평판배지에 접종한 후 광을 조사하는 단계; (b) 상기 평판배지로부터 광 조사가 완료된 상기 종균을 분리한 후, 액체배지에서 암배양 및 광배양하는 단계; (c) 상기 액체배지로부터 암배양 및 광배양이 완료된 상기 종균을 분리한 후, 귀리함유배지에 접종하여 암배양 및 광배양하는 단계; 및 (d) 암배양 및 광배양이 완료된 상기 귀리함유배지에 귀리 껍질 발효추출물을 첨가하여 추가 배양하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유용성분을 함유하는 기능성 귀리 제조방법{METHOD FOR PRODUCING FUNTIONAL OAT INCLUDING USEFUL INGREDIENTS}
본 발명은 기능성 귀리 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 유용성분을 함유하는 기능성 귀리 제조방법에 관한 것이다.
동충하초(冬蟲夏草)라 함은 겨울에는 곤충이었다가 여름에는 식물로 변한다는 뜻의 한자풀이이다. 분류학적 위치로 보면 자낭균강 맥각균과에 속하고 동충하초속, 즉 코디셉스속(Cordiceps sp.)에 포함되는 것만을 의미하며, 실과 같은 나선형으로 된 자낭포자를 만들어 내는 고등균류만을 총칭하기도 한다.
히말라야 산맥 해발 4,000미터 고산지대의 박쥐나방유충에서 시넨시스 동충하초(Cordyceps sinensis)의 자실체를 채취하여 강장식품으로 사용하기 시작한 것이 동충하초의 기원이며, 지금도 네팔 등지의 고산지대에서는 주요 수입원으로 시넨시스 동충하초의 채취가 이루어지고, 홍콩 시장에서 전 세계 동충하초의 90%가 유통되고 있다.
동충하초는 고대 중국에서부터 불로장생의 비약으로 알려져 결핵, 천식, 황달 등의 치료와 아편 중독의 해독제, 병후의 보양 및 강장제, 면역기능 강화제로 인삼, 녹용과 함께 3대 보약으로 취급되어 왔다. 본초 종신의 기록에 따르면, 동충하초는 신장과 폐질환 치료에도 효과가 있는 것으로 나타나 있으며, 중국대사전에도 달고 온화하여 폐를 강화하는 등 호흡기 질환에 대한 동충하초의 효능이 기록되어 있다.
최근에는 코디셉스속 계열의 동충하초가 항암작용, 피로회복, 면역강화, 항산화작용, 조혈작용, 구충작용을 한다는 연구가 보고되고 있다. 또한, 간이나 심장, 신장, 폐 등과 연계된 질환에 탁월한 예방 및 치료효과가 있다는 연구결과도 나타나고 있으며, 이는 동충하초 내에 존재하는 기능성 생리활성물질에 의한 것으로 알려져 있다.
동충하초 중에 함유된 대표적인 생리활성(기능성)물질에는 각종 뉴클레오시드 및 뉴클레오시드와 같이 염기가 중심이 되는 성분, 갈락토오스와 만노오스로 구성된 다당류, 에르고스테롤, 코디세픽 산(cordycepic acid), 각종 아미노산 및 불포화 지방산 등이 있다. 이들 모든 물질이 복합적으로 질병의 예방 및 치료에 작용할 수도 있지만, 가장 주도적인 기능성을 나타내는 물질은 코디세핀(Cordycepin; 3'-deoxyadenosine)이라는 점에는 이견이 없다.
한편, 코디세핀을 포함하는 것으로 확인된 동충하초는 대표적으로 박쥐나방 애벌레를 기주로 생성되는 시넨시스 동충하초(Cordyceps sinensis)와 누에 또는 번데기를 기주로 생성되는 밀리타리스 동충하초(Cordyceps militaris)가 있다. 이들 내 코디세핀의 함량은 자실체보다 균사체내에, 시넨시스종보다는 밀리타리스종 내에 더 많이 분포하는 것으로 알려져 있다. 그러나, 국내에서 생산되고 있는 눈꽃동충하초(Paecilomyces japonica)에는 코디세핀이 전혀 발견되지 않는 것으로 알려져 있다.
한편, 최근에는 코디세핀과 같은 다양한 유용성분을 식품 분야에 적용함으로써 기능성을 부여하는 방법에 관한 연구가 다수 이루어지고 있다. 누에 번데기를 이용해 동충하초를 재배함으로써 기능성을 부여하는 방법, 동충하초의 균사체 배양을 통해 코디세핀을 함유하는 기능성 쌀의 생산방법 등 동충하초 내에 함유된 유용성분을 중심으로 식품에 기능성을 부여하고자 하는 기술이 개발된 바 있다.
다만, 이들은 동충하초의 접종원을 누에로 사용함으로써 접종 효율이 떨어지고 배양기간이 늘어난다는 단점을 지니고 있으며, 자실체 형성 능력의 차이가 심하고 광 조건, 환기, 습도 등 재배조건의 복잡성으로 대량생산이나 효율성에 한계가 있다. 또한, 쌀을 배지로 사용해 동충하초를 재배하는 경우 최종제품의 균일화에 어려운 문제도 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 귀리를 포함하는 배지 상에서 동충하초를 배양함으로써 코디세핀과 같은 각종 유용성분을 함유하는 기능성 귀리의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.
상기 목적은, (a) 밀리타리스 동충하초(Cordyceps militaris) 종균을 평판배지에 접종한 후 광을 조사하는 단계; (b) 상기 평판배지로부터 광 조사가 완료된 상기 종균을 분리한 후, 액체배지에서 암배양 및 광배양하는 단계; (c) 상기 액체배지로부터 암배양 및 광배양이 완료된 상기 종균을 분리한 후, 귀리함유배지에 접종하여 암배양 및 광배양하는 단계; 및 (d) 암배양 및 광배양이 완료된 상기 귀리함유배지에 귀리 껍질 발효추출물을 첨가하여 배양하는 단계;를 포함하는, 기능성 귀리 제조방법에 의해 달성될 수 있다.
이 때, 상기 액체배지는 수소수(Hydrogen water)를 포함할 수 있고, 상기 (b) 단계의 암배양은 20~30시간 동안 수행되고, 광배양은 40~60시간 동안 수행될 수 있다.
또한, 상기 귀리함유배지는 귀리 40~60중량부 및 물 60~80중량부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계의 암배양은 4~6일 동안 수행되고, 광배양은 8~12일 동안 수행될 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계의 광배양은 800~1,200lux의 조명도 하에 수행될 수 있다.
또한, 상기 귀리 껍질 발효추출물의 함량은 5~15중량부일 수 있다.
본 발명에 따르면, 사전에 일정 수준의 광을 조사하여 우량한 밀리타리스 동충하초 균주를 생성한 다음, 일정 조건 하에 암배양과 광배양을 순차로 수행하고 최종적으로 귀리함유배지에서 귀리 껍질 발효추출물을 첨가한 상태로 배양함으로써 동충하초의 유용성분을 다량 함유한 기능성 귀리를 제조할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.
도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.
각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 귀리 제조방법은 (a) 밀리타리스 동충하초(Cordyceps militaris) 종균을 평판배지에 접종한 후 광을 조사하는 단계; (b) 상기 평판배지로부터 광 조사가 완료된 상기 종균을 분리한 후, 액체배지에서 암배양 및 광배양하는 단계; (c) 상기 액체배지로부터 암배양 및 광배양이 완료된 상기 종균을 분리한 후, 귀리함유배지에 접종하여 암배양 및 광배양하는 단계; 및 (d) 암배양 및 광배양이 완료된 상기 귀리함유배지에 귀리 껍질 발효추출물을 첨가하여 배양하는 단계;를 포함한다.
상기 동충하초는 코디셉스속(Codyceps sp.)에 속하는 동충하초일 수 있고, 바람직하게는 밀리타리스 동충하초(Cordyceps militaris)일 수 있다.
코디셉스속에 속하는 동충하초도 약리효과가 규명되지 않은 종이 대부분이고, 세계적인 학술논문을 통해 약리효과가 밝혀진 동충하초는 시넨시스 동충하초(Cordyceps sinensis)와 밀리타리스 동충하초(Cordyceps militaris)가 대표적이다.
밀리타리스 동충하초(Cordyceps militaris)는 자연 상태에서 주로 나비목 곤충의 번데기를 기주로 하여 다발로 자실체를 형성하는 버섯으로서, 이미 중국에서는 3,000∼4,000년간 식용으로 복용하여 왔고 약효 또한 오랫동안 인정되어 왔기 때문에 지금까지도 각광받고 있다. 또한, 상용하면 허약 체질을 튼튼히 하고 면역력을 높이는 분명한 효과가 있어 폐질환이나 신장질환에도 사용해오고 있는 것으로 전해지고 있다.
밀리타리스 동충하초의 주요성분 중 하나인 코디세핀은 아데닌 뉴클레오시드(adenine nucleoside)의 유사체로, 3'의 위치에 수산화기(hydroxyl group)가 없기 때문에 전사사슬종결자(transcription chain terminator)로 작용하여 RNA 합성을 저해함으로써 암세포의 증식을 억제하는 항암치료제로 사용되고 있다.
코디세핀은 특히 백혈병 치료에 탁월한 효과를 나타낸다. 세포 수준의 연구에 따르면 자연살해세포(natural killer cells)의 활력을 증진시키고, 인터류킨 및 종양괴사인자(tumor necrosis factor)의 생성을 향상시킨다는 사실이 보고되었다. 또한, ATP 합성을 증가시키고(운동력 증강), 수퍼옥시드 디스무타아제(SOD, superoxide dismutase)의 역가를 증가시키며(노화방지), 혈당을 감소시키는(당뇨치료) 효과를 나타내며, 유아설사병 예방 및 치료 등에도 뛰어난 효능을 보인다는 연구결과가 보고된 바 있다.
그 밖에도, 밀리타리스 동충하초에 포함된 만니톨(mannitol) 성분은 뇌혈전, 뇌일혈, 신장쇠약의 예방과 치료에 사용되고, 다당류(polysaccharide)는 항암 및 노화방지, 면역증강물질로 알려져 있다. 또한, 노화방지 물질로 알려진 SOD(Superoxide dismutase)와 기타 유용물질들이 시넨시스 동충하초에 비해 밀리타리스 동충하초에 고함량으로 포함되어 있다는 다수의 연구결과가 발표되고 있다.
상기 (a) 단계는 밀리타리스 동충하초 종균의 자실체를 형성하기 위한 준비 단계일 수 있다. 이 때, 사용하는 평판배지로는 통상 미생물이나 버섯 등을 배양할 때 사용하는 YM 배지 또는 MRS 배지일 수 있으며, 바람직하게는 YM 배지일 수 있다.
YM 배지를 사용하는 경우 배지 조성은 효모추출물, 맥아추출물, 펩톤, 글루코오스 등을 함유할 수 있으며, 구체적인 함량은 배지 1L당 효모추출물 3g, 맥아추출물 3g, 펩톤 5g 및 글루코오스 10g일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 (a) 단계에서 평판배지에 밀리타리스 동충하초 종균을 접종한 후 일정 수준의 광을 조사하여 사전에 우량한 균주를 준비할 수 있다. 구체적인 광의 조명도는 200~300lux일 수 있으며, 바람직하게는 250lux일 수 있다. 상기 조명도가 200lux 미만이면 광 조사 효과가 미미할 수 있고, 300lux 이상이면 균주의 성장 제어가 어려울 수 있다.
한편, 상기 (a) 단계의 광 조사를 수행하기 이전에 상온에서 일정 기간, 예를 들어 3~7일 동안 암배양을 선행할 수 있다. 암배양을 먼저 수행하는 경우 자실체의 발이효율을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 최종적으로 수득되는 밀리타리스 동충하초의 길이와 중량을 증가시킬 수 있다. 밀리타리스 동충하초의 생장에 유리한 환경이 주어질수록 기능성 귀리에 더욱 많은 양의 유용성분(코디세핀 등)을 제공할 수 있음을 의미한다.
상기 (a) 단계에서 밀리타리스 동충하초 균사의 직경이 약 40㎜ 정도까지 성장하면, 상기 밀리타리스 동충하초 종균을 상기 평판배지로부터 분리 및 분쇄한 다음, 미리 준비해둔 액체배지로 접종하면서 상기 (b) 단계를 진행할 수 있다.
상기 액체배지는 밀리타리스 동충하초의 발이 및 생육에 유리한 환경을 제공하기 위해 설탕, 콩가루, 식용유, 물 등을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 액체배지에 함유된 물은 통상의 증류수 외에 수소수(Hydrogen water)를 사용함으로써 동충하초의 생장효율을 향상시킬 수 있다.
이후, 분쇄된 밀리타리스 동충하초 종균을 액체배지에 접종하고 암배양 및 광배양을 순차로 수행하여 균주의 증식능을 향상시킬 수 있다. 상기 암배양은 20~30시간, 바람직하게는 24시간 동안 수행될 수 있으며, 상기 광배양은 40~60시간, 바람직하게는 48시간 동안 수행될 수 있다. 상기 (a) 단계와 마찬가지로 암배양을 통해 자실체의 발이효율을 향상시킬 수 있으며, 광배양을 통해 생장능을 향상시킬 수 있다.
상기 (c) 단계에서는 액체배지에서 배양된 동충하초 종균을 귀리에 접종시켜 배양함으로써 동충하초 고유의 유용성분을 귀리에 전달할 수 있다. 이 때, 상기 (b) 단계에서와 동일하게 수소수를 사용할 수 있으며, 귀리의 함량이 40~60중량부, 바람직하게는 50중량부일 수 있고, 물(수소수)의 함량은 60~80중량부, 바람직하게는 70중량부일 수 있다. 귀리와 수소수의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우 밀리타리스 동충하초 종균의 발이효율 내지 생육효율 저하에 따라 귀리에 충분한 유용성분이 제공되지 않을 수 있어 각각의 함량을 상기 범위 내로 조절하는 것이 바람직하다.
상기 (a) 및 (b) 단계에서와 마찬가지로 상기 (c) 단계의 귀리함유배지에서도 암배양 및 광배양이 순차로 수행될 수 있다. 암배양은 4~6일, 바람직하게는 5일 동안 수행될 수 있으며, 광배양은 800~1,200lux의 조명도 하에 8~12일, 바람직하게는 10일 동안 수행될 수 있다.
이와 같은 방법은 각 단계에서 암배양과 광배양을 번갈아 수행함으로써 발이 및 생육 이전에 우량종의 자실체를 형성할 수 있으며, 이에 따라 최종적으로 수득하는 동충하초의 길이, 중량 등을 증가시키고 귀리에 유용한 성분을 제공할 수 있다.
나아가, 상기 (d) 단계에서는 (c) 단계의 암배양 및 광배양이 완료된 귀리함유배지에 귀리 껍질의 발효추출물을 첨가하여 배양함으로써 동충하초의 유용성분을 귀리에 더욱 효과적으로 전달할 수 있다.
상기 귀리 껍질은 귀리를 식용으로 가공한 이후 버려지는 것이 일반적이나, 최근 연구결과에 따르면 귀리 껍질을 주정이나 물로 추출하여 얻어지는 물질은 파골세포의 활성 억제 및 조골세포의 분화 촉진을 통해 골형성을 촉진하는 등 골다공증과 같은 질병에 효과적임이 입증된 바 있다. 특히, 물을 용매로 하여 귀리 껍질을 추출할 때 조골세포 분화 촉진 및 파골세포 활성 억제의 두 가지 기능을 모두 효과적으로 구현할 수 있다는 것도 확인되었다.
이러한 귀리 껍질 고유의 효능에 착안하여, 본 발명자들은 귀리 껍질의 발효추출물을 사용하는 경우 귀리 내 코디세핀 등의 유용성분 함량을 효과적으로 증가시킬 수 있음을 실험으로부터 확인하였다. 이 때, 발효균주로는 효모(yeast), 또는 유산균을 사용할 수 있고, 바람직하게는 효모와 유산균의 혼합균주를 사용할 수 있으나, 발효 조건이나 달성하고자 하는 효과 등에 따라 효모나 유산균 외 다른 균주를 사용할 수도 있다.
동충하초에 함유된 코디세핀은 핵산물질의 종류로, 세포의 유전정보에 관여하면서 저하된 면역기능을 활성화하여 정상세포가 암세포로 전이되는 것을 방지한다는 것이 기존에 널리 알려져 있다. 그 밖에도, 상기 코디세핀은 BMP(Bone morphogenetic protein) 신호전달 경로를 통해 조골세포의 분화를 촉진하고, RANKL에 의해 유도되는 MAPK(Mitogen-activated protein kinase) 패밀리의 인산화 억제를 통해 파골세포의 형성을 효과적으로 억제시킬 수 있다.
이러한 코디세핀의 기작은 귀리 껍질 내에 함유된 다양한 성분과 유사한 경로를 거칠 수 있으며, 그 과정에서 상기 귀리 껍질 발효추출물이 동충하초로부터 귀리로 코디세핀이 전달될 때 전달효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 귀리 껍질 추출물을 최종 단계에서 추가로 첨가함으로써 동충하초에 함유된 코디세핀을 보다 효과적으로 귀리에 전달할 수 있다.
상기 귀리 껍질 발효추출물을 귀리함유배지에 첨가함에 있어서, 액체상태의 발효추출물을 적가하거나 스프레이 분사 방식을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 균일화 측면에서 더욱 효과적인 방법을 적절히 선택할 수 있다.
한편, 상기 귀리 껍질 발효추출물의 함량은 5~15중량부일 수 있고, 바람직하게는 10중량부일 수 있다. 상기 귀리 껍질 발효추출물의 함량이 5중량부 미만이면 동충하초의 유용성분 전달 효과가 충분히 향상되지 않을 수 있고, 10중량부 초과이면 동충하초의 생장효율이 저하될 수 있다.
종래 쌀이나 콩 등을 함유한 배지를 이용해 밀리타리스 동충하초를 재배하는 방법 내지 이를 이용하여 기능성 식품소재를 제조하는 방법 등이 개발된 바 있으나, 귀리를 사용하는 경우 동충하초의 생장효율을 월등히 향상시킬 수 있으면서도 귀리 자체에 동충하초 내 기능성 성분을 함유시킬 수 있어 식품소재로서의 활용도 또한 제고할 수 있다.
이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
YM 배지로 구성된 페트리디쉬에 밀리타리스 동충하초(Cordyceps militaris) 종균을 접종한 뒤, 25℃에서 5일 동안 암배양한 후 균사의 직경이 20㎜이 되었을 때 조명도 250lux의 광을 조사하며 배양하였다. 그 다음, 균사의 직경이 40㎜까지 성장하였을 때, 균질기(Homogenizer, Nissei AM-7)를 이용해 4,500rpm에서 30초간 분쇄하였다.
20L 유리 배양병에 갈색설탕(Brown sugar) 550g, 콩가루(Soybean flour) 550g, 수소수(Hydrogen water) 18L, 식용유 5cc를 넣은 뒤, 121℃에서 60분간 고압살균하고 냉각하여 액체배지를 준비하였다. 분쇄한 밀리타리스 동충하초 종균을 무균 조건에서 1.5L/min의 에어량으로 상기 액체배지에 접종하고 24시간 동안 암배양한 후 48시간 동안 광배양하여 액체종균을 준비하였다.
다음으로, 850cc 폴리프로필렌(PP) 병에 귀리 10~100g을 10g 단위로 조절하고 수소수 10~100cc를 10cc 단위로 조절하여 투여함으로써 귀리와 수소수의 함량이 상이한 배지를 제작하였고, 각각의 배지를 121℃에서 30분 동안 고압살균하였다. 배지를 서서히 냉각시켜 25℃ 이하가 되었을 때, 준비한 액체종균을 접종하고 25℃에서 5일 동안 암배양한 뒤 23℃에서 10일 동안 1,000lux 조건으로 광배양하였다.
마지막으로, 암배양 및 광배양이 완료된 각각의 배지에 10g의 귀리 껍질 발효추출물을 첨가한 다음, 25℃에서 2일 동안 암배양하고 23℃에서 3일 동안 1,000lux 조건으로 광배양함으로써 기능성 귀리를 제조하였다.
이 때, 상기 귀리 껍질 발효추출물은 다음과 같은 과정을 통해 수득하였다. 먼저, 귀리 껍질 1㎏을 분쇄한 다음, 20L 추출기에 넣고 정제수를 10L만큼 투입하였으며 80℃에서 24시간 동안 증류수로 추출함으로써 귀리 껍질 추출물을 제조하였다. 그 다음, 500㎖ 플라스크에 귀리 껍질 추출물 200㎖을 투입하고, 효모(Saccharomyces cerevisiae) 및 유산균(Lactobacillus plantarum)을 각각 105cell/㎖ 농도로 접종한 뒤, 28℃에서 3일 동안 Shaking Incubator를 이용해 발효를 진행하였다. 발효물은 250메쉬 및 0.5㎛ 필터를 이용해 여과되었으며, 40℃에서 감압농축한 후 동결건조함으로써 귀리 껍질 발효추출물을 고형분으로 수득하였다.
[실험예 1: 귀리 및 수소수의 함량에 따른 동충하초 생장효율 관찰]
상기 실시예에서 귀리와 수소수의 함량을 달리함에 따른 밀리타리스 동충하초의 생장효율을 관찰하기 위해, 각 조건별로 목표 배양일수, 자실체의 길이, 상대중량을 측정하여 각각 하기 표 1 내지 3에 나타내었다. 이 때, 상대중량은 가장 생육상태가 우수한 조건(귀리 50g, 물 70cc)의 중량을 0으로 설정하고, 이에 대한 중량(g)의 차이를 표시하였다.
목표 배양일수(일)
구분 귀리
10g 20g 30g 40g 50g 60g 70g 80g 90g 100g
수소수 10cc 8 8 7 7 8 7 7 7 8 8
20cc 8 8 8 7 7 7 7 8 7 8
30cc 8 7 7 7 8 6 7 7 8 8
40cc 7 8 8 6 6 7 7 7 7 8
50cc 8 8 7 6 5 6 6 6 7 7
60cc 7 7 7 5 4 4 5 6 6 7
70cc 7 7 6 5 3 4 5 5 6 6
80cc 7 7 7 5 4 5 6 7 7 8
90cc 8 7 7 6 6 6 6 7 7 7
100cc 8 7 7 7 7 6 7 8 8 8
자실체의 길이(㎝)
구분 귀리
10g 20g 30g 40g 50g 60g 70g 80g 90g 100g
수소수 10cc 5 5 5 6 6 6 5 6 5 5
20cc 5 6 6 5 7 7 6 6 6 5
30cc 6 7 6 7 7 6 6 5 6 6
40cc 6 6 7 7 7 7 7 6 5 5
50cc 6 6 7 7 8 7 7 6 6 5
60cc 7 6 8 9 8 9 8 7 7 5
70cc 6 7 7 9 10 9 8 7 6 6
80cc 5 7 7 8 9 9 7 5 6 5
90cc 6 6 7 8 8 6 7 6 5 5
100cc 5 5 5 6 6 5 6 5 5 5
자실체의 상대중량(g)
구분 귀리
10g 20g 30g 40g 50g 60g 70g 80g 90g 100g
수소수 10cc -30 -30 -30 -30 -30 -30 -30 -30 -30 -30
20cc -30 -30 -20 -20 -20 -20 -30 -30 -30 -30
30cc -30 -30 -20 -20 -20 -20 -20 -30 -30 -30
40cc -30 -30 -20 -20 -10 -20 -20 -20 -20 -30
50cc -30 -20 -20 -10 -10 -20 -20 -20 -30 -30
60cc -20 -20 -20 -10 -10 -10 -20 -20 -20 -20
70cc -20 -20 -10 -10 0 0 -10 -20 -30 -30
80cc -30 -20 -10 -10 0 -10 -10 -20 -30 -30
90cc -30 -30 -20 -10 -10 -20 -20 -20 -20 -30
100cc -30 -30 -20 -20 -20 -30 -30 -30 -30 -30
상기 표 1 내지 3을 참고하면, 귀리 40~60g 및 수소수 60~80cc를 함유하는 배지에서 종균의 목표배양일수가 단축되었고, 자실체의 길이 및 중량이 증가하였으며, 그 효과는 귀리 50g 및 수소수 70cc을 혼합한 경우에 가장 우수한 것을 확인할 수 있다.
[비교예 1]
YM 배지에서 밀리타리스 동충하초 종균을 배양할 때 광 조사를 생략한 것을 제외하면, 상기 실시예(귀리 50g, 수소수 70cc)와 동일한 조건으로 기능성 귀리를 제조하였다.
[비교예 2]
귀리함유배지(귀리 50g, 수소수 70cc)를 대체하여 동량의 현미가 함유된 배지를 사용한 것을 제외하면, 상기 실시예와 동일한 조건으로 기능성 귀리를 제조하였다.
[비교예 3]
귀리함유배지(귀리 50g, 수소수 70cc)를 대체하여 동량의 일반미가 함유된 배지를 사용한 것을 제외하면, 상기 실시예와 동일한 조건으로 기능성 귀리를 제조하였다.
[비교예 4]
귀리함유배지(귀리 50g, 수소수 70cc)를 대체하여 동량의 밀이 함유된 배지를 사용한 것을 제외하면, 상기 실시예와 동일한 조건으로 기능성 귀리를 제조하였다.
[실험예 2: 사전 광 조사 유무 및 배지 구성에 따른 동충하초 생장효율 관찰]
상기 실시예에 따라 YM 배지에서 사전 광 조사를 실시한 개체(귀리 50g, 수소수 70cc)와 상기 비교예 1에 따라 광 조사를 생략한 개체 간의 동충하초 생장효율을 비교하여 관찰하였다. 또한, 귀리 50g 및 수소수 70cc를 함유하는 실시예의 배지 및 비교예 2~4에 따라 다른 곡물을 함유한 배지에서의 동충하초 생장효율을 비교, 관찰하였다.
구체적인 결과는 하기 표 4에 나타내었으며, 발이일수는 개체가 10㎝ 길이까지 성장하는데 소요되는 일수로 표시하였고 발이개수는 적음(+), 보통(++), 많음(+++)의 상대적인 값으로 표시하였다. 또한, 생육 10일차에 상기 실험예 1의 기준과 같이 자실체의 길이 및 상대중량을 측정하였다.
구분 실시예 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
발이일수 57 60 59 62 61
발이개수 +++ ++ ++ + ++
자실체 길이(㎝) 10 8 7 7 8
자실체 상대중량(g) 0 -10 -10 -20 -10
상기 표 4를 참고하면, 액체배지에 접종하기 전 평판배지에서 광을 조사하고 귀리 함유 배지에서 균종을 배양한 경우, 발이일수 단축과 함께 발이개수를 증가시켜 전체적인 생산성을 향상시킬 수 있으며, 자실체의 길이와 상대중량이 우량한 동충하초를 재배할 수 있음을 확인할 수 있다.
[비교예 5]
액체배지 및 귀리함유배지에서 수소수를 대체하여 증류수를 사용한 것을 제외하면, 상기 실시예(귀리 50g, 수소수 70cc)와 동일한 조건으로 기능성 귀리를 제조하였다.
[실험예 3: 수소수 사용여부에 따른 동충하초 생장효율 관찰]
일반적으로 사용되는 증류수를 대체하여 수소수를 사용함에 따른 생장효율 향상 효과를 확인하기 위해, 상기 실시예(귀리 50g, 수소수 70cc) 및 비교예 5에 따른 동충하초 생장효율을 관찰하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다. 구체적인 실험 조건은 상기 실험예 2와 동일하게 진행하였다.
구분 실시예 비교예 5
발이일수 57 63
발이개수 +++ ++
자실체 길이(㎝) 10 8
자실체 상대중량(g) 0 -10
상기 표 5를 참고하면, 증류수를 사용하는 경우에 비해 수소수를 사용하여 동충하초를 배양 및 생육하는 경우 발이일수, 발이개수 등에 근거한 생장효율이 향상되었음을 확인할 수 있다.
[실험예 4: 동충하초 배양조건에 따른 귀리 내 코디세핀 함량 측정]
상기 실험예 1~3의 결과는 각각의 배양조건에 따른 동충하초의 생장효율을 관찰한 것으로, 실제 동충하초의 생장효율이 귀리 내 코디세핀 함량에 직접적인 영향을 미치는지 확인하고자 상기 실시예 및 비교예 1~5에 따라 제조된 기능성 귀리 내 코디세핀 함량을 측정하였다.
구체적으로, 시판되는 코디세핀(Sigma)을 표준물질로 하여 아래와 같은 조건의 고속액체크로마토그래피(HPLC)를 통해 각각에 대한 코디세핀 함량을 측정하였으며, 측정 결과는 하기 표 6에 나타내었다.
- 이동상(Mobil phase): 아세토니트릴 : 물 = 10 : 90
- 유속: 0.8㎖/min
- 온도: 25℃
- 파장: 260nm
- 컬럼(Collumn): ODS-C18, 250ⅹ4㎜
- 검측기: SPD-10A
구분 실시예 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5
코디세핀 함량
(㎎/g)		 35.63 8.14 12.57 14.21 14.11 21.38
상기 표 6을 참고하면, 실제 밀리타리스 동충하초의 생장효율이 우수한 실시예의 경우, 상대적으로 생장효율이 낮은 비교예 1~5에 비해 귀리 내 코디세핀의 함량이 월등히 높게 측정된 것을 확인할 수 있다.
이러한 결과로부터, 실제 동충하초의 생장효율을 향상시키는 경우 식품소재, 특히 귀리 내 코디세핀과 같은 유용성분의 함량을 증대시킬 수 있음을 알 수 있다.
[비교예 6]
귀리 껍질 발효추출물의 첨가를 생략한 것을 제외하면, 상기 실시예와 동일한 조건으로 기능성 귀리를 제조하였다.
[실험예 5: 귀리 껍질 발효추출물 첨가 여부에 따른 귀리 내 코디세핀 함량 측정]
귀리 껍질 발효추출물의 첨가가 동충하초 내 유용성분의 전달 효율에 실질적인 영향을 미치는지 확인하기 위해, 상기 실시예와 비교예 6에 따른 기능성 귀리 내 코디세핀 함량을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다. 이 때, 구체적인 실험조건은 상기 실험예 4와 동일하게 설정하였다.
구분 실시예 비교예 6
코디세핀 함량(㎎/g) 35.63 26.77
상기 표 7을 참고하면, 귀리함유배지에 동충하초를 접종한 후 암배양 및 광배양만을 수행하여 제조한 비교예 6의 기능성 귀리에 비해, 귀리 껍질 발효추출물 첨가와 함께 추가배양 단계를 거친 실시예의 기능성 귀리가 더욱 높은 농도의 코디세핀을 함유하고 있는 것을 확인할 수 있다.
이를 통해, 기능성 귀리의 제조 시 코디세핀을 보다 효율적으로 전달하기 위해서는 귀리 껍질 추출물의 첨가 및 배양 과정이 필요하다는 것을 알 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

Claims (7)

  1. (a) 밀리타리스 동충하초(Cordyceps militaris) 종균을 평판배지에 접종한 후 광을 조사하는 단계;
    (b) 상기 평판배지로부터 광 조사가 완료된 상기 종균을 분리한 후, 액체배지에서 암배양 및 광배양하는 단계;
    (c) 상기 액체배지로부터 암배양 및 광배양이 완료된 상기 종균을 분리한 후, 귀리함유배지에 접종하여 암배양 및 광배양하는 단계; 및
    (d) 암배양 및 광배양이 완료된 상기 귀리함유배지에 귀리 껍질 발효추출물을 첨가하여 배양하는 단계;를 포함하는, 기능성 귀리 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액체배지는 수소수(Hydrogen water)를 포함하는, 기능성 귀리 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 암배양은 20~30시간 동안 수행되고, 광배양은 40~60시간 동안 수행되는, 기능성 귀리 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 귀리함유배지는 귀리 40~60중량부 및 물 60~80중량부를 포함하는, 기능성 귀리 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 암배양은 4~6일 동안 수행되고, 광배양은 8~12일 동안 수행되는, 기능성 귀리 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 광배양은 800~1,200lux의 조명도 하에 수행되는, 기능성 귀리 제조방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 귀리 껍질 발효추출물의 함량은 5~15중량부인, 기능성 귀리 제조방법.
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