KR20240019415A - 구기자 발효분말의 제조방법 및 이에 따라 제조된 구기자 발효분말 - Google Patents

구기자 발효분말의 제조방법 및 이에 따라 제조된 구기자 발효분말 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구기자 발효분말의 제조방법 및 이에 따라 제조된 구기자 발효분말에 관한 것으로, 구기자를 홍국균을 이용하여 발효시킨 다음 건조 및 분말화하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 제조방법에 따라 제조된 구기자 발효분말은 혈관의 수축을 억제하여 혈관 이완을 유도하는 효능이 있다. 또한, 콜레스테롤의 증가를 억제하여 혈액과 간의 지질을 감소시켜 비만 억제효과가 있디. 또한, 본 발명의 구기자 발효분말은 간기능 개선 효과가 있을 뿐만 아니라 눈건강 및 면역력 증진 효과가 있으며, 기억력을 증진시킴으로써 치매를 예방하는 효과를 가져 기능성 웰빙식품으로 매우 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

Description

구기자 발효분말의 제조방법 및 이에 따라 제조된 구기자 발효분말 {Method for producing fermented chinese matrimony vine powder and fermented chinese matrimony vine powder prepared therefrom}
본 발명은 구기자 발효분말의 제조방법 및 이에 따라 제조된 구기자 발효분말에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 구기자를 홍국균을 이용하여 발효시킨 다음 건조 및 분말화하는 것을 특징으로 하는 콜레스테롤 저하, 간기능 개선, 눈건강 및 면역력 증진, 치매 및 혈관질환 예방 효과를 가지는 구기자 발효분말의 제조방법 및 이에 따라 제조된 구기자 발효분말에 관한 것이다.
최근 생활과 소득 수준이 향상되면서 삶의 질을 향상시키기 위해 많은 관심이 높아지고 있다. 특히 노화와 각종 염증질환, 암의 대처 방안으로 항산화 물질을 비롯한 체내 질병과 대사를 위한 생리활성물질 개발에 대해 관심이 증대되었다 (KB Kim, et al., Journal of Nutrition and Health. 50(5);415-425(2017)).
혈액 순환이란 체내의 혈액이 일정한 방향으로 유동하는 현상을 말하고, 혈액 순환 장애는 혈관이 탄력을 잃고 내벽에 콜레스테롤 등이 침착되고 노폐물 수치가 증가하여 혈액의 유동성이 저하하고, 혈관 내부가 좁아져 혈액 순환이 원활하게 이루어지지 않는 현상을 의미한다.
혈액 순환 장애로 인해 유발되는 질병으로는, 고지혈증, 동맥경화, 심근경색 또는 뇌혈전증 등과 같은 심혈관계 질환이 있다. 심혈관계 질병 중에서도 고혈압, 동맥경화, 심장병 또는 뇌졸증 등은 노령층에서는 사망의 가장 큰 원인 중 하나로 꼽히고 있다.
이처럼 혈액 순환 장애를 방치할 경우에는 정상적인 생활을 유지하는 데에 어려움을 주게 되고, 심할 경우에는 다양한 형태의 질환으로 발전되어 사망에 이를 수도 있다. 따라서, 혈액 순환 장애로 인한 질병에 대한 치료보다는 예방이 중요하다고 볼 수 있다.
한편, 간은 인체의 상복부 우측에 위치한 장기로서, 혈액 저장 및 순환, 해독 작용을 담당하는 중요한 기능을 한다. 우리 몸이 각종 공해물질, 유독 물질에 노출되는 경우 간에 과부하가 걸리게 되고, 더욱이 정신적인 스트레스, 과음 및 흡연 등은 심각한 간 손상을 유발하고 있다.
간은 완충 능력이 큰 기관으로 질환의 초기 단계에서는 그 증상이 잘 나타나지 않고 상당히 악화되어서야 비로소 증상이 발현되어, 그 치료시기를 놓치는 경우가 많아 더욱 주의가 필요하다.
간의 손상 정도가 심해지면 소변 색이 갈색으로 변하고 눈동자와 피부가 노랗게 되는 황달 증세가 나타난다. 일반적으로 황달 증상은 체내 빌리루빈 수치가 높아지면 나타나는 현상으로, 얼굴이 누렇게 뜨거나 눈의 흰자위가 노랗게 되는 현상 등으로 발현된다.
면역반응이란, 외부에서 우리 몸으로 들어오는 모든 물질에 대해서 나타나는 반응으로서 특히 살아있는 생명체인 미생물들이 질병의 발생과 직접적으로 또는 간접적으로 관련되어 있기 때문에, 이들에 대한 면역반응이 숙주에게 매우 중요하다.
한편, 치매는 뇌의 유기적 변화가 기억 기능 및 다른 인지 기능을 일상 생활이 지장이 있을 정도로 감소하는 상태를 지칭한다. 치매의 주요 원인 질병은 알쯔하이머형 치매 및 혈관성 치매를 포함한다. 치매는 기억장애(memory disorders), 방향상실(disorientation), 실행기능장애(dysexecutive function), 실서증(agraphia), 계산불능(acalculia) 등과 같은 핵심 증상, 및 불안증(anxiety), 불면증(insomnia), 상승된 공격성(increased aggression), 우울증(depression), 및 방황(wandering), 섬망(delirium) 등의 장애와 같은 치매의 행동 및 정신학적 증상(BPSD)을 포함한다.
최근 노인 인구 비율이 점차 높아져 가는 고령화 현상이 사회적 문제로 대두됨에 따라, 퇴행성 뇌질환(neurodegenerative disorders)에 대한 관심이 높아지고 있다. 퇴행성 뇌질환이란 다양한 원인에 의해 퇴행성으로 변한 신경 때문에 운동 작용, 기억, 인지 작용 등에 장애가 발생하는 질환이며, 그 중에서 파킨슨병(Parkinson's disease)은 알츠하이머 질환 다음으로 가장 발병률이 높은 대표적인 신경 퇴행성 뇌 질환이다. 파킨슨병은 1817년 영국 의학자인 James Parkinson이 "흔들림성 마비"를 처음으로 기술하였으며, 그로부터 60여년 후에 J.Charout에 의해 파킨슨병이라는 용어가 사용되었고, 1912년 Kinner wilson에 의해 파킨슨병이 척수의 중추 경로 중 추체계(pyramidal system)가 아닌 추체외로계(extrapyramidal system) 관련 질환임을 알게 되었다(Habibi et al., 2011).
한편, 구기자는 구기자 나무의 열매(Lycii fructus)를 말하고, 뿌리의 껍질은 지골피, 잎은 구기엽, 어린순은 청정초라고 한다. 동의보감에 의하면 구기자는 자양, 강장, 보혈, 지갈 등에 효능이 있다고 하며, 본초강목에 의하면 구기자는 독성이 없고, 구기자 복용시 근골이 단단해지고 더위와 추위를 타지 않으며 가슴의 염증과 갈증을 수반하는 당뇨병이나 신경이 마비되는 질병에 좋고 폐와 신장의 기능을 촉진시켜 시력을 좋아지게 하는 것으로 기록되어 있다. 구기자는 betain, cholin, physalien, rutin, β-sitosterol, zeazanthin 등 다양한 기능성 성분을 함유하고 있으며, 항산화, 항균, 항암, 면역증진, 간 기능개선 및 혈중 콜레스테롤 저하 효과 등 다양한 생리활성을 나타낸다.
따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 콜레스테롤 저하, 간기능 개선, 눈건강 및 면역력 증진, 치매 및 혈관질환 예방 효과를 가지는 구기자 분말의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명에서 해결하기 위한 기술적 과제는 상기 제조방법에 따라 제조된 구기자 분말을 제공하기 위한 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 구기자를 홍국균을 이용하여 발효시킨 다음 건조 및 분말화하는 것을 특징으로 하는 콜레스테롤 저하, 간기능 개선, 눈건강 및 면역력 증진, 치매 및 혈관질환 예방 효과를 가지는 구기자 발효분말의 제조방법을 제공한다.
바람직하게, 본 발명에서는 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콜레스테롤 저하, 간기능 개선, 눈건강 및 면역력 증진, 치매 및 혈관질환 예방 효과를 가지는 구기자 분말의 제조방법을 제공한다:
(S1) 건조 구기자를 불린 다음 찌는 단계;
(S2) 상기 단계 (S1)에서 찐 구기자를 반건조하는 단계;
(S3) 상기 단계 (S2)에서 반건조된 구기자에 홍국균을 접종하는 단계;
(S4) 상기 단계 (S3)에서 홍국균이 접종된 구기자를 발효기에 투입하여 발효시키는 단계; 및
(S5) 상기 단계 (S4)에서 발효된 구기자 발효물을 건조 및 멸균시킨 다음 분말화하는 단계.
바람직하게, 상기 단계 (S1)에서 찌는 단계는 12 내지 17분 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 단계 (S3)에서 홍국균은 훙국쌀을 분쇄한 다음 정제수와 혼합하여 30 내지 35℃에서 3일간 배양하여 증식시킨 증식된 홍국균인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 단계 (S3)에서 홍국균은 구기자 100 중량부를 기준으로 하여 1 내지 10 중량부의 양으로 접종하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 단계 (S4)에서 발효는 30 내지 35℃에서 산소를 공급하면서 2.5 내지 3주간 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기한 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 상기한 제조방법에 따라 제조된 구기자 발효분말을 제공한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 구기자 발효분말은 혈관의 수축을 억제하여 혈관 이완을 유도하는 효능이 있다. 또한, 콜레스테롤의 증가를 억제하여 혈액과 간의 지질을 감소시켜 비만 억제효과가 있디. 또한, 본 발명의 구기자 발효분말은 간기능 개선 효과가 있을 뿐만 아니라 눈건강 및 면역력 증진 효과가 있으며, 기억력을 증진시킴으로써 치매를 예방하는 효과를 가져 기능성 웰빙식품으로 매우 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따라 홍국균으로 구기자를 발효시키는 과정을 보여주는 것이다.
이하 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다.
본 발명에서는 구기자를 홍국균을 이용하여 발효시킨 다음 건조 및 분말화하는 것을 특징으로 하는 콜레스테롤 저하, 간기능 개선, 눈건강 및 면역력 증진, 치매 및 혈관질환 예방 효과를 가지는 구기자 발효분말의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 구기자 발효분말의 제조방법은 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다:
(S1) 건조 구기자를 불린 다음 찌는 단계;
(S2) 상기 단계 (S1)에서 찐 구기자를 반건조하는 단계;
(S3) 상기 단계 (S2)에서 반건조된 구기자에 홍국균을 접종하는 단계;
(S4) 상기 단계 (S3)에서 홍국균이 접종된 구기자를 발효기에 투입하여 발효시키는 단계; 및
(S5) 상기 단계 (S4)에서 발효된 구기자 발효물을 건조 및 멸균시킨 다음 분말화하는 단계.
상기 단계 (S1)에서 찌는 단계는 12 내지 17분 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어'홍국균'은 상반자낭균과(Hemiascomycetaceae)종의 황국균속(Monascaceae)에 속하며 홍국균에 가까운 균족으로 현재 약 20종, 균주로서 약 70종류가 분리 동정되어 있고 균의 종류에 따라 생물활성에 차이가 있다. 홍국균 koji는 주로 중국 남부나 대만에서 600년 이전 부터 이용되었고 홍국균이 붉은 색소를 생산하여 홍국균이라 하고 이 균을 쌀에 발효시켜 얻은 붉은 쌀을 홍국(紅麴)이라 한다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 단계 (S3)에서 홍국균은 훙국쌀을 분쇄한 다음 정제수와 혼합하여 30 내지 35℃에서 3일간 배양하여 증식시킨 증식된 홍국균인 것을 특징으로 하나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 단계 (S3)에서 홍국균은 구기자 100 중량부를 기준으로 하여 1 내지 10 중량부의 양으로 접종하는 것을 특징으로 한다. 상기 홍국균이 1 중량부 미만으로 사용되면 발효가 충분히 일어나지 않아 상기한 콜레스테롤 저하, 간기능 개선, 눈건강 및 면역력 증진, 치매 및 혈관질환 예방 효과를 극대화시키기 어려우며, 상기 홍국균이 10 중량부 초과의 양으로 사용될 경우에는 발효가 너무 강하게 진행되어 기호도가 떨어질 우려가 있다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 단계 (S4)에서 발효는 30 내지 35℃에서 산소를 공급하면서 2.5 내지 3주간 수행되는 것을 특징으로 한다. 이 때 산소공급은 항균필터를 사용함으로써 일반세균의 번식을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 홍국균으로 구기자를 발효시키는 과정을 보여주는 것이다.
본 발명에서 사용되는 용어 "예방"이란 본 발명에 따른 구기자 발효분말의 투여에 의해 콜레스테롤 저하, 간기능 개선, 눈건강 및 면역력 증진, 치매 및 혈관질환과 관련된 질병의 발생, 확산 및 재발을 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 의미하고, 본 발명에서 사용된 용어 "치료"란 본 발명의 구기자 발효분말의 투여로 콜레스테롤 저하, 간기능 개선, 눈건강 및 면역력 증진, 치매 및 혈관질환과 관련된 질병의 진행이 지연 또는 멈춰 증세를 호전시키거나, 콜레스테롤 저하, 간기능 개선, 눈건강 및 면역력 증진, 치매 및 혈관질환을 이롭게 변경하는 모든 행위를 의미한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 대한의학협회 등에서 제시된 자료를 참조하여 본 발명의 구기자 발효분말이 효과가 있는 질환의 정확한 기준을 알고, 개선, 향상 및 치료된 정도를 판단할 수 있을 것이다.
본 발명의 구체적인 일례에 따르면, 본 발명의 상기 구기자 발효분말은 혈액순환 개선용일 수 있으며, 혈관 질환의 예방, 증상의 경감 또는 예방에 효과적인 구기자 발효분말일 수 있다. 본 발명에 따른 구기자 발효분말은 혈전생성 방지, 혈관수축 억제 및/또는 콜레스테롤 억제 효능이 인정된다. 구체적으로는, 상기 구기자 발효분말은 항혈전 효능에 기인하는 혈액순환 개선용일 수 있으며, 비만, 당뇨 및 고지혈증 등을 포함하는 혈관 질환의 예방, 증상의 완화 또는 치료에 효과적인 구기자 발효분말일 수 있다. 상기 혈관 질환은, 예를 들어, 비만, 당뇨, 뇌졸증, 뇌출혈, 동맥경화, 협심증, 심근경색, 고혈압, 빈혈, 편두통 또는 고지혈증 등을 포함한다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 구기자 발효분말은 정제, 캡슐제, 분말, 과립, 액상, 환, 액제, 시럽, 즙, 현탁제, 유제, 또는 점적제 등이 될 수 있다. 예를 들어, 정제 또는 캡슐제의 형태로의 제제화를 위해, 유효 성분은 에탄올, 글리세롤, 물 등과 같은 경구, 무독성의 허용 가능한 불활성 담체와 결합될 수 있다. 또한, 원하거나 필요한 경우, 적합한 결합제, 윤활제, 붕해제 및 발색제 또한 혼합물로 포함될 수 있다. 적합한 결합제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 젤라틴, 글루코스 또는 베타-락토오스와 같은 천연 당, 옥수수 감미제, 아카시아, 트래커캔스 또는 소듐올레이트와 같은 천연 및 합성 검, 소듐 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 소듐 벤조에이트, 소듐 아세테이트, 소듐 클로라이드 등을 포함한다. 붕해제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 메틸 셀룰로스, 아가, 벤토니트, 잔탄 검등을 포함한다. 액상 용액으로 제제화되는 구기자 발효분말에 있어서 허용 가능한 약학적 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등 과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다.
또한, 본 발명의 구기자 발효분말은 기능성 식품으로 이용하거나, 각종 식품에 첨가될 수 있다. 본 발명의 구기자 발효분말을 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 차류, 음료류, 육류, 초코렛, 젤리, 식품류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 사탕류, 아이스크림류, 알코올 음료류, 비타민 복합제 및 건강보조식품류 등이 있다.
또한, 상기 구기자 발효분말은 상기 유효성분 외에 여러 가지 영양제, 비타민, 광물 (전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제 (치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다.
본 발명의 구기자 발효분말은 정제, 캅셀, 분말, 과립, 스틱 액상, 환 등의 형태의 건강기능식품으로 제조 및 가공할 수 있다.
본 발명에서 건강기능식품이라 함은 건강기능식품에 관한 법률에 따른 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 및 가공한 식품을 말하며, 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻을 목적으로 섭취하는 것을 의미한다.
본 발명의 건강기능식품은 통상의 식품 첨가물을 포함할 수 있으며, 식품 첨가물로서의 적합 여부는 다른 규정이 없는 한, 식품의약품안전청에 승인된 식품 첨가물 공전의 총칙 및 일반시험법 등에 따라 해당 품목에 관한 규격 및 기준에 의하여 판정한다.
상기 식품 첨가물 공전에 수재된 품목으로는 예를 들어, 케톤류, 글리신, 구연산칼슘, 니코틴산, 계피산 등의 화학적 합성물; 감색소, 감초추출물, 결정 셀룰로오스, 고량색소, 구아검 등의 천연첨가물; L-글루타민산나트륨제제, 면류첨가알칼리제, 보존료제제, 타르색소제제 등의 혼합제제류 등을 들 수 있다.
예를 들어, 정제 형태의 건강기능식품은 유효성분을 부형제, 결합제, 붕해제 및 다른 첨가제와 혼합한 혼합물을 통상의 방법으로 과립화한 다음, 활택제 등을 넣어 압축성형하거나, 상기 혼합물을 직접 압축 성형할 수 있다. 또한 상기 정제 형태의 건강기능식품은 필요에 따라 교미제 등을 함유할 수도 있다.
캅셀 형태의 건강기능식품 중 경질 캅셀제는 통상의 경질 캅셀에 본 발명의 유효성분을 부형제 등의 첨가제와 혼합한 혼합물을 충진하여 제조할 수 있으며, 연질 캅셀제는 상기 유효성분을 부형제 등의 첨가제와 혼합한 혼합물을 젤라틴과 같은 캅셀기제에 충진하여 제조할 수 있다. 상기 연질 캅셀제는 필요에 따라 글리세린 또는 소르비톨 등의 가소제, 착색제, 보존제 등을 함유할 수 있다.
환 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분과 부형제, 결합제, 붕해제 등을 혼합한 혼합물을 기존에 공지된 방법으로 성형하여 조제할 수 있으며, 필요에 따라 백당이나 다른 제피제로 제피할 수 있으며, 또는 전분, 탈크와 같은 물질로 표면을 코팅할 수도 있다.
과립 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분과 부형제, 결합제, 붕해제 등을 혼합한 혼합물을 기존에 공지된 방법으로 입상으로 제조할 수 있으며, 필요에 따라 착향제, 교미제 등을 함유할 수 있다.
본 발명의 구기자 발효분말의 제조에는 식품 구기자 발효분말로서 본 발명에서 소개하는 유효성분 이외에도 통상적으로 사용되는 식품 구기자 발효분말과 같이 여러 향미제 및 천연 탄수화물을 추가 성분으로 함유할 수 있고, 생리학적으로 허용되는 보조제를 사용할 수 있으며, 해당 보조제에는 부형제, 감미제, 피복제, 팽창제, 윤활제, 결합제 또는 향미제 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 식품구기자 발효분말은 기능성 식품으로 이용하거나, 각종 식품에 첨가될 수 있다. 본 발명에서 첨가한 구기자 발효분말을 첨가할 수 있는 식품을 예를 들면, 초코렛류, 음료류, 식품류, 스낵류, 면류, 껌류, 사탕류 및 건강보조식품 등이 있다.
본 발명에서의 건강기능식품은 통상적으로 사용되는 식품 첨가물이 포함될 수 있으며, 식품 첨가물은 식품의약품안전청에서 승인된 식품 첨가물 공전의 총칙 및 일반시험법에 따라 규격 및 기준에 의하여 판정한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 구기자 발효분말은 혈관의 수축을 억제하여 혈관 이완을 유도하는 효능이 있다. 또한, 콜레스테롤의 증가를 억제하여 혈액과 간의 지질을 감소시켜 비만 억제효과가 있디. 또한, 본 발명의 구기자 발효분말은 간기능 개선 효과가 있을 뿐만 아니라 눈건강 및 면역력 증진 효과가 있으며, 기억력을 증진시킴으로써 치매를 예방하는 효과를 가져 기능성 웰빙식품으로 매우 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<실시예 1> 구기자 발효분말 제조
훙국쌀을 분쇄한 다음 정제수와 혼합하여 30 내지 35℃에서 3일간 배양하여 증식시킨 홍국균을 준비하였다.
건조 구기자를 불린 다음 15분 동안 찐 후 반건조하였다.
반건조된 구기자 100 중량부에 대하여 상기 증식된 홍국균 5 중량부를 접종한 다음 30 내지 35℃에서 산소를 공급하면서 3주간 발효시켰다.
이어서, 발효시킨 구기자를 건조 및 멸균시킨 다음 분말화하여 구기자 발효분말을 제조하였다.
<비교예 1>
홍국균으로 발효시키지 않은 구기자 분말을 제조하였다.
<시험예 1> 혈관 이완 효과 측정
상기 실시예 1의 구기자 발효분말 및 비교예 1에서 제조된 구기자 분말의 혈관 이완효과를 확인하기 위하여 돼지 심장의 관상동맥의 이완효과를 측정하였다.
먼저, 도축장에서 도살 직후의 돼지 심장을 구입한 후 관상동맥을 적출하여 18 mM NaCl, 47 mM KCl, 11 mM MgSO4, 12 mM KH2PO4, 15 mM CaCl2, 25 mM NaHCO3, 10 mM glucose가 들어있는 크렙스(Krebs) 용액(pH 7.4)에 넣고 연결조직과 지방을 제거한 후 약 3 mm의 길이의 절편으로 만들었다.
그 다음 상기 관상동맥을 95% O2 및 5% CO2 기체로 포화시킨 37℃의 크렙스 용액에 고정시킨 후, 트롬복산 유도체인 U46619(1-60 nM)로 혈관최고수축의 80%로 10분 동안 수축시켰다. 그 다음 300 nM의 브레드키닌(Bradykinin)으로 이완 반응시켜 혈관 내피세포의 안정성을 측정한 후, 크렙스 용액으로 3회 세척하였다.
그 다음 상기 안정성을 측정한 관상동맥에 U45519로 수축시킨 후 상기 실시예 1의 구기자 발효분말을 처리하여 등척성 장력(isometric tension)을 힘-변위 변환기(force-displacement transducer, HugoSachs, Germany)가 장착된 생리기록계(Grass physiograph, HugoSachs, Germany)를 이용하여 혈관 이완효과 변화를 측정하였다.
대조군으로는 종래 혈관보호제로 사용되는 은행잎 추출물을 사용하였다. 혈관이완효과 변화 측정은 매 시료마다 3회 반복 측정하여 평균과 표준편차로 표기하였으며, ED50 값은 수축된 혈관이 시료처리에 의해 50%의 혈관 이완을 나타내는 시료의 농도(㎍/ml)를 의미한다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
ED50(㎍/ml)
대조군(은행잎 추출물) 288
실시예 1의 구기자 발효분말 6.6
비교예 1의 구기자 분말 120
상기 표 1에 나타낸 바와 같이 실시예 1의 구기자 발효분말은 대조군(은행잎 추출물)에 비하여 약 38배 정도의 혈관 이완 효과를 나타내어, 본 발명에 따른 구기자 발효분말의 높은 혈과 이완 효능을 확인할 수 있었다.
<시험예 2> 마우스 비장 내 T-림프구 및 B-림프구 증식능 평가
본 발명의 실시예 1의 구기자 발효분말이 비장 내 면역세포인 T-림프구와 B-림프구 증식에 미치는 영향을 알아보았다.
실험동물은 7주령 암컷 C57BL/6 마우스(오리엔트 바이오, 경기도 가평군, 대한민국)를 사용하였으며, 각 시험군당 6마리씩 총 30마리를 사용하였다. 구입한 동물은 온도 21±3℃, 상대습도 50±5%, 조도 200-300 룩스(Lux) 조건의 실험실에서 일주일 간 적응기간을 거친 후 시험에 사용하였으며, 시험에 사용된 동물들 모두에서 심한 체중변화나 이상반응은 관찰되지 않았다. 모든 시료는 생리식염수(중외제약, 대한민국)를 사용하여 현탁하였으며, 시료의 투여는 100 mg/kg씩 하루 1회, 총 7일간 경구 투여하였다. 정상대조군은 동량의 생리식염수를 같은 방법으로 투여하였다. 투여가 끝난 실험동물로부터 비장을 적출하여 비장세포를 분리한 다음, 96 웰 플레이트에 세포를 5X105 cells/well로 접종하였다. 이 후 T-림프구 증식능 측정을 위해서 각 웰에 5 ㎍/ml 농도의 concanavalin A (Con A; Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA) 용액을, B-림프구 증식능 측정을 위해서 15 ㎍/ml 농도의 LPS(Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA) 용액을 각각 10 ㎕씩 첨가하여 37℃, 5% CO2 인큐베이터에서 72시간 반응시켰다. 반응이 끝난 세포 배양액에 Cell titer 용액 (Promega, USA)을 20 ㎕씩 첨가하여 4시간 추가 배양한 다음, fluorescence Multi-Detection Reader ((BIO-TEK Instruments Inc., Power wave X340, Winooski, VT, USA)를 이용하여 490 nm에서 흡광도를 측정하였다.
그 결과, 하기 표 2에 나타낸 바와 같이, T-림프구 및 B-림프구 증식 정도는 본 발명의 실시예 1의 구기자 발효분말 투여군에서 증가됨을 확인하였다.
대조군 실시예 1 비교예 1
T 림프구 12 63 12
B 림프구 8 50 8
<시험예 3> 간손상 보호 효과 분석
실험동물은 6~7주령 Sprague-Dawley계 흰쥐(rat)를 사용하여 실내온도 22±2℃에서 사육하며 실험하였다. 실험을 위해 비슷한 체중을 가진 흰쥐를 4 그룹(group)으로 분류하여 사염화탄소(CCl4)를 처리하지 않는 군을 양성대조군으로, CCl4만 처리한 군을 음성대조군으로, 비교예 1의 구기자 분말 50 mg/kg을 처리한 군과 실시예 1의 구기자 발효분말 50 mg/kg를 처리한 군을 실험군으로 설정하였다. 실험식이 공급은 자유음수로 제공하였으며 각각의 그룹은 하루에 한번씩 일정한 시간에 바꿔주며 섭취량을 기록하였다.
구기자 발효분말의 급성 간독성 예방효과를 알아보기 위해, 일주일을 주기로 1주간 실험식이를 공급 (대한민국 공개특허 제10-2012-0108797호 참조) 한 후 마지막 1주째에 CCl4를 투여, 24시간 절식 후 희생하였다. CCl4 투여량은 10% CCl4를 올리브 오일(olive oil)과 1:1로 섞어 1 ㎖/㎏으로 계산하여 투여하였다. 절식시킨 후, 복부대동맥에서 채혈하였으며 채혈한 혈액은 즉시 3,000 rpm에서 15분간 원심분리 후 혈청을 분리하여 분석시료로 사용하였다. 또한 간과 신장 및 심장, 지라는 채혈 후 즉시 적출하여 생리식염수에 헹군 후 표면의 수분을 제거하여 중량을 측정한 후, -70℃에 냉동 보관하였다.
혈청에서의 AST(aspartate aminotransferase) 및 ALT(alanine aminotransferase) 측정은 복부대동맥에서 채혈한 혈액을 즉시 3,000 rpm에서 15분간 원심분리 후 혈청을 분리하여 AST 및 ALT 분석시료로 사용하였다. 그 결과는 표 3에 나타냈다.
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, AST 및 ALT 수치에서 대조군 (CON)에 비해 구기자 분말 (비교예 1)을 처리한 군에서 낮아지는 경향을 보였고, 특히 구기자 발효분말 (실시예 1)을 처리한 군에서 현저히 낮은 것을 확인하였다.
<시험예 4> 인지능력 및 기억력 증진효과 실험
실시예 1에서 제조한 구기자 발효분말 및 비교예 1의 구기자 분말을 20~40대의 사람들에게 4주간 경구 투여한 후, 기억력 개선 효과 및 기억력 감퇴의 보호 효과가 있는지 ADAS-cog 검사법(Mohs et al., Psychopharmacol. Bull., 19(3): 448-450, 1983)을 이용하여 검증하였다. 상기 검사법은 단어회상, 단어 지연회상, 단어재인, 검사지침 기억하기, 낱말 찾기 어려움, 알아듣기 총 6개 영역으로 구성되어 있고, 각 영역의 점수를 합산하여 평가하였다(점수가 낮을수록 수행이 좋다는 것(인식능력 및 기억능력이 높다는 것)을 의미한다). 60명의 피험자를 대조군(20명)과 처치1군(20명), 처치2군(20명)에 무작위로 할당하였다. 처치1군에는 상기 실시예 1에서 제조한 구기자 발효분말을 1일 2회(150ml) 12주간 복용하게 하였으며, 처치2군에는 상기 비교예 1의 구기자 분말을 동일한 용량으로 동일기간 동안 복용하게 하였으며, 대조군에는 증류수를 복용하게 하였다. 효과 검증을 위한 평가는 투여 전과 투여 4주 후에 각각 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4에 기재하였다.
대조군 처치 1군 처치 2군
투여전 투여후 투여전 투여후 투여전 투여후
단어회상 5.32 5.28 5.30 3.21 5.42 4.98
단어 지연회상 6.58 6.12 6.61 4.12 6.76 6.18
단어재인 4.76 4.32 4.82 2.26 4.26 4.16
검사지침 기억하기 0.31 0.29 0.32 0.11 0.34 0.23
낱말 찾기 어려움 0.35 0.32 0.33 0.15 0.39 0.28
알아듣기 0.19 0.18 0.18 0.02 0.18 0.15
총점 17.51 16.51 17.56 9.87 17.35 15.98
상기 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 각 처치군에서는 모두 ADAS-cog 지수가 현저히 감소한 반면, 대조군에서는 지수의 변동이 거의 없음을 확인하였다. 구체적으로, 본 발명의 실시예 1의 구기자 발효분말은 비교예 1의 구기자 분말에 비하여 지수가 현격하게 감소하였음을 확인하였다.
따라서, 본 발명에 따른 구기자 발효분말은 인식능력이나 기억력을 증진시킬 수 있어 치매 예방효과가 있음을 확인할 수 있었다.
<시험예 5> 눈 건강 개선 효능 평가
상기 실시예 1에서 제조된 구기자 발효분말을 안구 피로 및 근시를 호소하는 환자 각 10명에게 저녁 공복시에 1일 2회 2개월간 복용시켰다. 1일 2회 식후 복용토록 한 다음, 격주 단위로 개선 정도를 측정하고 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
대조군 실시예 1 비교예 1
안구피로 1 5 2
근시호전 1 5 2
상기 표 5에서 보는 바와 같이, 안구 피로 및 근시 개선 효과를 나타내었으며, 특히 안구 피로 개선 효과에서 유의적인 결과임을 알 수 있다.
<시험예 6> 체중 및 혈중 콜레스테롤 감소 실험
실험동물로 ICR 마우스를 이용하여, 상기 실시예 1의 구기자 발효분말을 재료로 한 시험대조군과 정상군을 식이 급여하며 사육 비교하였다.
본 실험에서 기본 식이는 AIN-76을 기본으로 단백질급원은 카제인(Japan), 탄수화물급원은 옥수수전분(제일제당), 지방급원으로 옥수수유(대상)을 사용한 정상군과 시험대조군을 비교하는 방식으로 진행하였다. 본 실험에 사용한 구기자 발효분말은 매일 일정시간에 1 ml씩 경구 급여하였으며 식이와 식수는 임의로 자유롭게 섭취하도록 하였다. 시험동물 사육환경은 항온(20±2℃), 항습(50±5%)하고 12 시간 광주기로 일정 조건을 유지하면서 폴리카보네이트 케이지에서 2 마리씩 분리하여 사육하였다. 동물에서 콜레스테롤은 혈류를 따라 순환하며 몇몇 기관에서 합성되며 혈류 내에서 콜레스테롤 수치가 크면 동맥경화의 주요 원인이 되므로 분석항목은 (1) 체중변화 및 식이섭취량, (2) 혈중 콜레스테롤 및 중성지질을 측정하는 것으로 진행하였다.
사육이 끝난 실험동물은 12 시간 절식시킨 후 에테르(Ether)를 흡입시켜 마취시킨 다음 복부 하대정맥으로부터 채혈하였으며, 헤파린을 처리하여 원심분리(15 mins, 3,000 RPM)로 혈장을 분리하여 지질함량을 측정하였다.
각 실험동물의 내장(간, 부고환, 신장)을 혈액채취 후 즉시 적출하여 PBS(Phosphate Buffered saline) 용액으로 수차례 헹군 후 표면 수분을 제거하여 비교 정량하였다. 혈장 중성지질은 McGowan 등(1983)의 효소법을 이용한 발색방식의 중성지방 측정용 시액(Asan kit)를 사용하여 550 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 혈장 총콜레스테롤은 Allain 등(1974)의 효소법을 응용한 총콜레스테롤 측정용 시액(Asan kit)를 사용하여 발색처리하여 500 nm에서 흡광도를 측정하여 이를 콜레스테롤 표준곡선과 비교 정량하는 방식으로 하였으며, 장기의 지질은 Folch 등(1957)의 방법으로 잘게 자른 후 2 ml, Chloroform: Methyl alcohol 2:1 용액하에서 추출하여 중성지질, 콜레스테롤은 혈장에서와 동일 방법으로 정량하였다. 각 항목은 통계처리하여 평균값으로 하였다.
(1) 체중변화
실험동물의 체중변화 및 식이섭취량을 하기 표 6 및 7에 각각 나타내었다.
하기 표 6를 참조하면, 실시예 1로부터 제조된 구기자 발효분말을 경구 급여한 실험동물의 경우 실험전에 비하여 체중이 유사 또는 저하되었고, 반면, 일반식이를 경구 급여한 실험동물 및 정상군의 경우 실험전에 비하여 체중이 증가했음을 확인할 수 있다.
하기 표 7를 참조하면, 실시예 1로부터 제조된 구기자 발효분말 및 일반식이를 경구 급여한 실험동물 및 정상군의 식이섭취량은 모두 유사한 것으로 확인하였다.
실험전(g) 실험후(g)
실시예 1 27.51 25.02
일반식이 27.21 28.32
식이섭취량(g)
실시예 1 4.0
일반식이 4.0
이를 통하여 모든 실험동물의 식이 섭취량이 유사함에도 불구하고, 실시예 1의 구기자 발효분말을 섭취한 실험동물의 체중이 모두 증가하지 않고, 실험 전과 유사하거나 실험전에 비하여 감소하여 다이어트 식품으로서 활용 가능함을 확인하였다.
(2) 혈중 콜레스테롤 및 중성지질
실험동물의 혈장 중성지질, 혈장 콜레스테롤, 부고환 중성지질, 신장 조직의 중성지질 및 간조직에서의 콜레스테롤을 하기 표 8 및 9에 나타내었다.
하기 표 8을 참조하면, 실시예 1의 구기자 발효분말을 섭취한 시험대조군은 실험전에 비해 혈장 중성지질이 현저히 감소한 반면, 일반식이를 섭취한 시험대조군은 유의적인 변화가 나타나지 않았다.
실험전(mg/dL) 실험후(mg/dL)
실시예 1 121 118
일반식이 120 131
하기 표 9를 참조하면, 실시예 1의 식품 구기자 발효분말을 섭취한 시험대조군은 실험전에 비해 혈장 콜레스테롤이 현저히 감소한 반면, 일반식이는 유의적인 변화가 나타나지 않았음을 확인할 수 있다.
실험전(mg/dL) 실험후(mg/dL)
실시예 1 156 119
일반식이 157 152
상기 결과를 통하여, 본 발명에 따른 실시예 1에서 제조된 구기자 발효분말은 중성지질의 양의 감소현상을 확인할 수 있어 지방과 콜레스테롤을 개선시키는 특징을 확인하였다.
<시험예 7> 세포독성 시험
대식세포주인 RAW 264.7 세포는 한국세포주은행(KTCC)에서 분양받아 10% FBS(fetalbovine serum), 1% 항생제, 2-ME(2-mercaptoethanol)를 함유한 RPMI 1640 배지를 이용하여 37℃, 4% CO2에서 조절된 인큐베이터에서 배양하였다.
상기 배양된 마우스의 대식세포주 RAW264.7를 96웰 플레이트에 well당 5 X 104 cells/100 μl씩 분주한 뒤, 24 시간 동안 CO2 배양하였다. LPS (lipopolysaccharide)를 1 μg/ml 농도로 처리한 후 1시간 뒤, 상기 실시예 1에서 제조된 구기자 발효분말을 처리하고 24시간 동안 CO2 배양하였다. 그 다음 배양 상층액을 각각 100 μl씩 제거하고, CCK-8 시약을 10 μl씩 처리하여 3시간 CO2 배양한 뒤에 마이크로플레이트 리더기를 이용하여 450nm에서 흡광도를 측정하였다.
그 결과는 하기 표 10에 나타내었다.
Control LPS 실시예 1의 구기자 발효분말
100.00±0.2 97.64±0.9 99.76±5.3
결과에서 보듯이, 시료가 세포독성을 나타내는지 실험시료를 LPS로 활성화된 대식세포주 (RAW264.7)에 처리하여 확인한 결과, 본 발명의 구기자 발효분말은 독성을 나타내지 않는 것을 확인하였다.
<시험예 8> 미생물 검출 시험
상기 실시예 1에서 제조된 구기자 발효분말 및 비교예 1에서 제조된 구기자 분말을 7~10℃ 냉장조건에서 보관하면서 3일 간격으로 시료를 채취하여 제품의 미생물 품질변화를 조사하였다.
미생물 검출 분석은 미생물 확인시험은 식품공전에 준하는 표준 방법으로 수행하였으며, 품질관리 항목인 총균수, 대장균군, 황색포도상구균 총 3가지에 대한 미생물 항목을 시험 확인하였다. 저장기간이 12주 이상 경과된 시료는 곰팡이 항목을 추가하여 확인하였다. 시료 10g과 멸균된 생리식염수(0.85%) 90ml을 미생물 시료 균질기 백(Stomacher bag)에 담고 미생물 시료 균질기를 이용하여 균질화시킨 후 시험액으로 사용하였고, 이 시험액 1ml을 3M사의 페트리필름지에 분주하여 Incubator (37±1℃)에서 24시간 동안 배양한 후 콜로니 형성 균체를 계수한 후 2~3회 반복치의 평균값을 이용하여 시료 g당 세균수 (CFU/g)로 표시하였다. 곰팡이는 인큐베이터 (28±1℃)에서 7일 이상 배양 후 검출 결과를 확인하였다.
그 결과는 하기 표 11에 나타내었다.
저장기간 시험항목 실시예 1 비교예 1
1일 후 일반 세균수 1.2x10 2.4x10
대장균군 N.D N.D
황색포도상구균 N.D N.D
3일 후 일반 세균수 1.8x10 2.7x10
대장균군 N.D N.D
황색포도상구균 N.D N.D
5일 후 일반 세균수 2.5x10 3.7x10
대장균군 N.D N.D
황색포도상구균 N.D N.D
7일 후 일반 세균수 2.8x10 4.6x10
대장균군 N.D N.D
황색포도상구균 N.D N.D
곰팡이 N.D N.D
상기 표 11에 나타난 바와 같이, 1일 보관 후 총균수는 비교예 1의 구기자 분말의 경우 2.4x10 CFU/g로 실시예 1의 구기자 발효분말의 1.2x10 CFU/g에 비해 총균수가 다소 많이 검출되었고, 대장균군과 황색포도상구균은 모든 시료에서 검출되지 않았다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 구기자를 홍국균을 이용하여 발효시킨 다음 건조 및 분말화하는 것을 특징으로 하는 콜레스테롤 저하, 간기능 개선, 눈건강 및 면역력 증진, 치매 및 혈관질환 예방 효과를 가지는 구기자 발효분말의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구기자 분말의 제조방법:
    (S1) 건조 구기자를 불린 다음 찌는 단계;
    (S2) 상기 단계 (S1)에서 찐 구기자를 반건조하는 단계;
    (S3) 상기 단계 (S2)에서 반건조된 구기자에 홍국균을 접종하는 단계;
    (S4) 상기 단계 (S3)에서 홍국균이 접종된 구기자를 발효기에 투입하여 발효시키는 단계; 및
    (S5) 상기 단계 (S4)에서 발효된 구기자 발효물을 건조 및 멸균시킨 다음 분말화하는 단계.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 단계 (S1)에서 찌는 단계는 12 내지 17분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 구기자 분말의 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 단계 (S3)에서 홍국균은 훙국쌀을 분쇄한 다음 정제수와 혼합하여 30 내지 35℃에서 3일간 배양하여 증식시킨 증식된 홍국균인 것을 특징으로 하는 구기자 분말의 제조방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 단계 (S3)에서 홍국균은 구기자 100 중량부를 기준으로 하여 1 내지 10 중량부의 양으로 접종하는 것을 특징으로 하는 구기자 분말의 제조방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 단계 (S4)에서 발효는 30 내지 35℃에서 산소를 공급하면서 3주간 수행되는 것을 특징으로 하는 구기자 분말의 제조방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 따라 제조된 콜레스테롤 저하, 간기능 개선, 눈건강 및 면역력 증진, 치매 및 혈관질환 예방 효과를 가지는 구기자 발효분말.
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