KR20220084548A - 기능성 소스용 버섯 분말 제조 방법, 이에 의해 제조된 버섯 분말 및 버섯 생리활성물질이 함유된 기능성 소스 - Google Patents
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본 발명은 기능성 소스용 버섯 분말 제조 방법, 이에 의해 제조된 버섯 분말 및 버섯 생리활성물질이 함유된 기능성 소스에 관한 것으로서, 건조된 버섯을 분쇄하여 분말화하는 분쇄 단계; 상기 분말에 용매를 첨가하고 침지시켜 추출하는 추출 단계; 상기 추출된 침지액을 원심분리하여 상등액을 얻는 상등액 제조 단계; 상기 상등액을 여과하여 버섯 추출물을 얻는 버섯 추출물 제조 단계; 상기 버섯 추출물을 정제하는 정제 단계; 및 상기 정제된 버섯 추출물을 동결 건조하여 분말화하여 잔여 용매를 제거하는 동결 건조 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 기능성 소스용 버섯 분말 제조 방법, 이에 의해 제조된 버섯 분말 및 버섯 생리활성물질이 함유된 기능성 소스에 관한 것으로서, 건조된 버섯을 분쇄하여 분말화하는 분쇄 단계; 상기 분말에 용매를 첨가하고 침지시켜 추출하는 추출 단계; 상기 추출된 침지액을 원심분리하여 상등액을 얻는 상등액 제조 단계; 상기 상등액을 여과하여 버섯 추출물을 얻는 버섯 추출물 제조 단계; 상기 버섯 추출물을 정제하는 정제 단계; 및 상기 정제된 버섯 추출물을 동결 건조하여 분말화하여 잔여 용매를 제거하는 동결 건조 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
버섯은 독특한 향기와 맛을 가지고 있으며, 항암, 병원성 억제, 혈청 지질농도 저하, 면역강화 등 여러 생체 기능 조절작용이 알려져 성인병 예방 및 개선 효과가 기대되어 그 이용성이 날로 증대되고 있다. 버섯은 섬유질, 무기질 및 비타민 등 영양성분이 풍부한 우수한 식품소재로 알려져 있어 고부가가치 건강식품 소재로 인식되어 생산, 재배하는 기술에 대한 연구가 활발히 이루어졌고 이에 따라 생산량이 크게 증가하였다.
그러나 국내에서는 출하 조절 기반이 미약하여 출하시기 조절 실패에 따른 가격하락의 위험이 상시 존재하며, 이 외에도 버섯은 85~95%의 수분을 함유하여 별도의 가공처리를 하지 않을 경우 장기간 저장이 불가능하다는 원료 자체의 한계성을 가지고 있다.
이러한 문제점을 해결하는 방법으로 버섯류 첨가 소스제품 개발은 좋은 대안이라고 볼 수 있다. 일본의 경우 조미된 편의식품 형태(즉석국 등)의 제품과 차 및 분말조미료 형태 등으로 가공하여 유통하고 있으며, 지역 농특산물을 판매하는 로컬샵과 연계하여 작지만 시장을 형성하고 있다.
국내의 경우 전통 장류, 차류, 김치 및 장아찌 등과 연계한 제품 개발이 이루어지고 있으나 그 시장이 협소하고, 대중적이지 않아 계속적인 연구 개발이 필요한 실정이다.
최근 소비 트렌드는 맛과 기능성을 갖는 식품을 요구하고 있으므로, 소비자가 쉽게 접근할 수 있는 형태의 고기능성 제품 개발이 필요하다고 판단된다.
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 버섯이 가지고 있는 생리활성물질을 함유하도록 버섯 분말을 제조하고, 이를 활용하여 소스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는 상기의 목적을 해결하기 위해 다음과 같은 과제 해결 수단을 제공한다.
건조된 버섯을 분쇄하여 분말화하는 분쇄 단계;
상기 분말에 용매를 첨가하고 침지시켜 추출하는 추출 단계;
상기 추출된 침지액을 원심분리하여 상등액을 얻는 상등액 제조 단계;
상기 상등액을 여과하여 버섯 추출물을 얻는 버섯 추출물 제조 단계;
상기 버섯 추출물을 정제하는 정제 단계; 및
상기 정제된 버섯 추출물을 동결 건조하여 분말화하여 잔여 용매를 제거하는 동결 건조 단계를 포함하는, 기능성 소스용 버섯 분말 제조 방법을 제공한다.
상기 추출단계에서,
상기 용매는 다가알콜 30 내지 45중량%, 정제수 50 내지 60중량%, 에킬렌디아민테트라아 세트산이나트륨 0.04 내지 1.0중량%, 젖산 1.0 내지 1.5중량% 및 젖산 나트륨 5.0 내지 7.5중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 추출단계에서,
상기 용매는 상기 분말 중량%의 2 내지 3배를 첨가하고, 35 내지 50℃ 에서 36 내지 60 시간동안 침지시켜 추출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방법에 의해 제조된, 기능성 소스용 버섯 분말을 제공한다.
또한, 상기 방법에 의해 제조된 버섯 분말이 함유된, 버섯 생리활성물질이 함유된 기능성 소스를 제공한다.
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 버섯이 가지고 있는 생리활성물질을 함유하도록 버섯 분말을 제조하고, 이를 활용하여 소스를 제공하는 효과가 있다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
버섯의 주요 생리활성물질인 아미노산과 베타글루칸 성분은 직접적으로 암세포에 작용하여 항암효과를 내는 것이 아니나, 면역계의 숙주 매개 면역 반응(host mediated immune response)에 관여하여 손상된 면역기능을 회복시키거나 촉진시켜 줌으로써 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다. 또한 생체 내에서 면역계와 관계있는 complement system을 활성화시키고 macrophage를 활성화하여 암세포의 생물학적 반응을 변화시켜서 치료 효과를 나타내므로 부작용이나 독성이 합성 항암제보다 적거나 거의 없는 장점을 가지고 있다.
연구자료에 따르면 항종양효과를 발휘하는데 이러한 면역 반응은 면역계 세포 표면에 있는 탄수화물 receptor 자극에 의해 발생하는 세포성 면역 반응(대식반응, 라이소자임 분비 등)에 기인한다. 이들의 면역 기전은 명확히 밝혀지지 않았지만, 일반적으로 β-D-glucan과 같은 다당체의 항암력은 면역세포 및 대식세포의 활성 증가와 다양한 면역단백질(cytokine)의 생산을 촉진하여 항암효과를 나타내는 것으로 알려져 있다.
본 발명에서는 상기의 목적을 해결하기 위해 다음과 같은 과제 해결 수단을 제공한다.
건조된 버섯을 분쇄하여 분말화하는 분쇄 단계; 상기 분말에 용매를 첨가하고 침지시켜 추출하는 추출 단계; 상기 추출된 침지액을 원심분리하여 상등액을 얻는 상등액 제조 단계; 상기 상등액을 여과하여 버섯 추출물을 얻는 버섯 추출물 제조 단계; 상기 버섯 추출물을 정제하는 정제 단계; 및 상기 정제된 버섯 추출물을 동결 건조하여 분말화하여 잔여 용매를 제거하는 동결 건조 단계를 포함하는, 기능성 소스용 버섯 분말 제조 방법을 제공한다.
상기 추출단계에서, 상기 용매는 다가알콜 30 내지 45중량%, 정제수 50 내지 60중량%, 에킬렌디아민테트라아 세트산이나트륨 0.04 내지 1.0중량%, 젖산 1.0 내지 1.5중량% 및 젖산 나트륨 5.0 내지 7.5중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 추출단계에서, 상기 용매는 상기 분말 중량%의 2 내지 3배를 첨가하고, 35 내지 50℃ 에서 36 내지 60 시간동안 침지시켜 추출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방법에 의해 제조된, 기능성 소스용 버섯 분말을 제공한다.
또한, 상기 방법에 의해 제조된 버섯 분말이 함유된, 버섯 생리활성물질이 함유된 기능성 소스를 제공한다.
상기의 제조 방법의 단계를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
1) 버섯 추출 과정
본 발명의 제조 방법은 건조한 버섯을 분쇄기를 이용하여 분쇄한 후 분말화, 추출, 상등액을 얻는 단계 및 추출물을 얻는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 버섯은 표고버섯이 바람직하나, 이외의 다른 버섯 종류를 사용하는 것도 가능하다.
건 버섯을 분쇄하여 분말화 할 수 있다. 이는 침지시 추출이 빠르게 이루어질 수 있도록 하는 것이다. 추출하는 단계에서 분말화된 버섯에 용매를 첨가하고 침지시켜 추출할 수 있다. 이때 용매는 에탄올, 정제수, EDTA, 젖산 및 젖산 나트륨 등을 혼합하여 사용한다. 용매 비율은 다가알콜 30 내지 45중량%, 정제수 50 내지 60중량%, 에킬렌디아민테트라아 세트산이나트륨 0.04 내지 1.0중량%, 젖산 1.0 내지 1.5중량% 및 젖산 나트륨 5.0 내지 7.5중량%를 포함할 수 있다.
실험을 수행한 결과, 각 조성물이 상기 범위를 벗어나 용매로 배합될 경우 효과 향상과 추출효율 향상 효과 등이 미흡하거나 생리활성물질 저감효과가 제대로 나타나지 못할 수 있어 상기와 같이 배합되는 것이 바람직하다. 분말화된 버섯에 용매를 중량%의 2 내지 3배로 첨가하고 35 내지 50℃에서 36 내지 60시간 동안 침지시켜 생리활성물질들을 추출할 수 있다.
이때, 용매가 버섯 분말의 중량에 대해 2배 미만일 경우 유효성분 추출에 한계가 발생할 수 있고, 3배를 초과할 경우 추출물의 효능이 적게 나타날 수 있다. 또한, 침지 온도가 35℃ 미만일 경우 유효성분 추출효율이 저하되고 완전하게 추출되지 못할 수 있으며, 50℃를 초과할 경우 원료 유효성분의 손실이 발생할 수 있다. 또한, 침지시간이 36시간 미만일 경우 유효성분이 충분하게 추출되지 못할 수 있고, 60시간을 초과할 경우 유효성분 수율이 더 증가하지 않으므로 더 이상의 추출은 의미가 없다.
유기용매만을 사용하여 추출할 경우 추출물이 HMR 소스에 사용되는 용도로 사용되기에는 부적합한 문제가 있었는데, 이같이 구성된 용매를 사용함으로써, 버섯이 갖는 영양성분과 풍미를 손상시키지 않으면서 버섯 특유의 이취 및 비린 맛은 제거되어 기호도가 향상될 뿐만 아니라 필수 아미노산과 베타글루칸 함량이 증진되어 고품질의 HMR 소스에 적합하며 맛을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 고온으로 추출하지 않아도 추출이 용이하게 이루어져 유효성분들의 활성을 최대한 보호하여 보다 효과적인 추출물을 추출할 수 있게 된다.
상등액을 얻는 단계는 버섯 분말의 침지가 이루어진 침지액을 원심분리하여 상등액을 얻을 수 있다. 5 내지 10℃의 온도로 유지하면서 고속 원심분리장치를 통해 침지액을 원심분리하여 상등액을 얻을 수 있다. 이때, 5 내지 10℃의 온도로 유지하면서 원심분리하는 것은 제조과정에서 미생물 증식의 발생 가능성을 최소화시키기 위한 것이다. 추출물을 얻은 상등액을 여과하여 버섯 추출물을 얻을수 있다.
상등액을 구공 0.5㎛이하인 세라믹 여과기를 통해 여과하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다. 표고버섯 추출물은 0.1 내지 10 중량부로 배합되어 혼합한다. 또한, 상기 방법에 의해 제조된 버섯 추출물을 이용한 소스 제품를 제공한다.
버섯은 저지방, 저칼로리성 식품소재로, 각종 아미노산, 단백질, 당질, 비타민, 섬유질, 효소, 및 각종 무기성분 등의 영양학적가치가 높은 버섯이며, 강장, 이뇨, 고혈압, 신장염, 신경쇠약, 불면증, 천식, 위궤양 개선 효능이 있으므로, 상기 표고버섯 추출물을 함유하는 소스는 아미노산의 기능성과 더불어 버섯의 영양 및 약리효과가 부가되어 영양학적으로나 약학적으로 매우 유용하다.
2) 버섯 추출물 정제 및 동결건조 과정
다음과 같은 재료를 준비한다.
에탄올(99.5% Anhydrous) / bp. 78.37℃
부탄올 / bp. 117℃ / d 0.81 g/cm3
클로로포름 / bp 61.2℃ / 1.49g/cm3
Sodium deoxycholate (이하 DOC라 호칭한다.)
냉동 보관된 버섯 추출물
다음과 같은 과정을 거처 버섯 추출물을 정제하고, 동결건조시킨 버섯 분말을 제조한다.
ㄱ. 준비된 버섯 추출물 중량 대비 약 1.35 배의 5 % DOC 수용액을 만든다. 증류수는 버섯 추출물 중량 대비 약 1.35 배의 95%를 넣는다.
ㄴ. DOC 수용액에 냉동 상태의 버섯 추출물을 넣고 오베헤드스터러를 사용하여 혼합용액을 교반한다.
ㄷ. 혼합용액을 원심분리기 전용 용기에 나누어 담은 후, 원심분리한다.(5000 rpm, 30분, 4℃) 원심분리 후, 나누어진 고제와 용액(상층액) 중 용액만을 옮겨 담고 분리된 용액의 부피를 측정한 후 30% 에탄올 혼합액을 만든다.
ㄹ. 10분간 더 교반한 후, 5℃ 이하 의 온도(냉장고)에 4시간 이상 보관하여 침전을 유도한다.
ㅁ. 나누어 진 고제와 용액(상층액) 중 고제만을 옮겨 담고 증류수 350ml를 섞은 후 400~500ml가 될 때까지 농축한다.
ㅂ. 측정된 농축액의 부피와 동일한 부피를 갖는 클로로포름, 부탄올 혼합액을 제조하고 약 4시간 동안 교반한다.
ㅅ. Separator funnel의 코크를 이용하여 혼합용액의 두층 중, 아래층을 제거하고 윗층만을 취한다.
ㅇ. 취한 용액을 원심분리기 전용 용기에 나누어 담은 후, 원심분리한다.(5000 rpm, 30분, 4℃)
ㅈ. 측정된 부피의 2 배에 해당하는 부피의 에탄올을 첨가하고 약 10분간 더 교반한 후, 5℃ 이하의 온도에 4시간 이상 보관하여 침전을 유도한다.
ㅊ. 나누어 진 고제와 용액(상층액) 중 용액을 제거한 후 고제에 증류수를 약간 첨가하여 용해시킨 후, 옮겨 담는 과정을 반복 수행하여 최대한 모든 고제를 회수한다.
ㅋ. 동결건조를 이용하여 잔여용매를 모두 제거하고 순수한 고제의 생산물을 제조한다.
3) 아미노산 분석 조건
구성 아미노산 분석은 시료 0.5 mL를 시험관에 넣고 6 N-HCl 10 mL를 넣은 후 앰플로 만들어 밀봉한 후 오토클레이브로 110℃에서 24시간 가수분해시킨 후 앰플을 여과지로 여과하면서 메탄올 50 mL로 정용한 후 감압 농축하여 20mM HCl 5 mL로 정용한다. 0.45 ㎛ 멤브레인 필터(membrane filter)로 여과하여 얻은 여액을 일정량 취하여 AccQ-Tag 시약을 사용하여 유도체화시킨 후 HPLC로 분석하였다.
4) 베타글루칸 분석 조건
총 글루칸을 구한 후 α-글루칸 양을 빼서 β-글루칸을 정량하는 방식으로 분석하였다.
먼저 총 글루칸은 시료 0.1 mL를 튜브에 넣어 37% HCl 1.5 mL를 넣고 45분간 30℃ 항온수조(water bath)에 넣어 분해한다. 그 후 증류수 10 mL를 넣어 볼텍스(vortex)하고, 100℃에서 2시간 동안 인큐베이션하고 이 후 실온에서 식히면서 2N KOH를 10 mL씩 넣고 200 mM 아세트산나트륨 버퍼(sodium acetate buffer)로 100 mL 정용한 후 충분히 혼합한다.
그 후 상등액0.1 mL에 200 mM 아세트산나트륨 버퍼(sodium acetate buffer)에 녹인 엑소-1,3-β-글루카나아제 플러스 β-글루코시다아제((exo-1,3-β-glucanase plus β-glucosidase) 0.1 mL를 넣고, 시약 블랭크는 아세테이트 버퍼(acetate buffer) 0.2 mL를 넣고, D-글루코스 스텐다드(D-glucose standard)는 D-글루코스 스텐다드(D-glucosestandard) 0.1 mL와 아세테이트 버퍼 0.1 mL를 넣고 혼합한 후 40℃에서 60분 동안 인큐베이션 한다. 추가로 GOPOD(Glucose oxidase/peroxidase mixture) 3 mL를 넣고 40℃에서 20분 동안 인큐베이션한 후, 510 nm에서 흡광도를 측정한다.
α-글루칸은 시료 0.1 mL를 튜브에 넣고 2M KOH 2 mL 넣고 20분간 혼합한다. 1.2M 아세트산나트륨 버퍼(sodium acetate buffer) 8 mL를 넣고 섞은 후 아밀로글루코다아제 플러스 인버타아제(amyloglucosidase plusinvertase) 0.2 mL를 넣고, 잘 섞어서 40℃ 항온 수조에서 30분간 인큐베이션 한다. 상등액 0.1 mL에 200 mM아세트산나트륨 버퍼 0.1 mL, GOPOD 3 mL를 넣고 40℃에서 20분간 인큐베이션한 후, 510 nm 흡광도에서 측정한다.
이후 각 흡광도에 따른 standard curve를 작성하고, 총 글루칸 양에서 α-글루칸 양을 각각 대입하여 β-글루칸 양을 계산한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (5)
- 건조된 버섯을 분쇄하여 분말화하는 분쇄 단계;
상기 분말에 용매를 첨가하고 침지시켜 추출하는 추출 단계;
상기 추출된 침지액을 원심분리하여 상등액을 얻는 상등액 제조 단계;
상기 상등액을 여과하여 버섯 추출물을 얻는 버섯 추출물 제조 단계;
상기 버섯 추출물을 정제하는 정제 단계; 및
상기 정제된 버섯 추출물을 동결 건조하여 분말화하여 잔여 용매를 제거하는 동결 건조 단계를 포함하는,
기능성 소스용 버섯 분말 제조 방법
- 청구항 1에 있어서,
상기 추출단계에서,
상기 용매는 다가알콜 30 내지 45중량%, 정제수 50 내지 60중량%, 에킬렌디아민테트라아 세트산이나트륨 0.04 내지 1.0중량%, 젖산 1.0 내지 1.5중량% 및 젖산 나트륨 5.0 내지 7.5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는,
기능성 소스용 버섯 분말 제조 방법
- 청구항 1에 있어서,
상기 추출단계에서,
상기 용매는 상기 분말 중량%의 2 내지 3배를 첨가하고, 35 내지 50℃ 에서 36 내지 60 시간동안 침지시켜 추출하는 것을 특징으로 하는,
기능성 소스용 버섯 분말 제조 방법
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 방법에 의해 제조된, 기능성 소스용 버섯 분말
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 방법에 의해 제조된 버섯 분말이 함유된, 버섯 생리활성물질이 함유된 기능성 소스
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| E601 | Decision to refuse application |