KR20240041016A - 버섯 배양방법을 이용한 베타글루칸 원료 제조방법 및 베타글루칸 원료를 포함하는 식품 조성물 - Google Patents
버섯 배양방법을 이용한 베타글루칸 원료 제조방법 및 베타글루칸 원료를 포함하는 식품 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 버섯 배양을 통해 베타글루칸 원료를 제조하는 방법 및 상기 방법으로 제조된 베타글루칸 원료를 포함하는 식품 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 표고버섯, 동충하초 및 꽃송이버섯을 혼합하여 버섯 혼합물을 제조하는 단계, 상기 버섯 혼합물을 멸균시키는 단계, 상기 멸균된 버섯 혼합물에 모종 균주를 접종하는 단계, 상기 모종 균주가 접종된 버섯 혼합물에 오렌지즙을 분사하는 단계 및 상기 오렌지즙이 분사된 버섯 혼합물을 16 내지 20℃의 온도, 50 내지 70%의 습도에서 12 내지 15일동안 배양하는 단계를 포함하는 베타글루칸 원료 제조방법을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 버섯 배양을 통해 베타글루칸 원료를 제조하는 방법 및 상기 방법으로 제조된 베타글루칸 원료를 포함하는 식품 조성물에 관한 것이다.
베타글루칸(β-glucan)은 다당류의 일종으로 면역증강작용을 가지고 있으며 효모의 세포벽, 버섯류, 곡류 등에 존재하고 있다. 인간 정상 세포의 면역기능을 활성화시켜 암세포의 증식과 재발을 억제하고 혈당과 혈중 콜레스테롤을 감소시키며 지질대사를 개선하여 체지방 형성과 축적을 억제한다.
한편, 버섯은 많은 양의 베타글루칸을 함유하고 있는 바 베타글루칸의 원료물질로 각광받고 있다. 하지만, 베타클루칸은 버섯의 자실체에 많은 양이 함유되어 있으나, 버섯을 자실체까지 성장시키는데에는 많은 시간이 소요된다는 문제가 있다.
따라서, 상기 버섯들에 대하여, 버섯의 자실체와 동등한 수준의 베타글루칸을 포함하는 균사체를 생상하기 위한 배양방법이 연구되고 있다. 특히 한국등록특허 제474979호에는 꽃송이버섯 균사체의 배양방법, 한국등록특허 제432472호, 제465283호에는 동충하초의 배양방법이 공지되어 있다. 다만, 그럼에도 불구하고 버섯 배양에는 많은 시간이 소요된다는 문제가 있다.
본 발명은 짧은 기간에 버섯 균사체를 대량을 배양하며, 배양된 균사체 내 베타글루칸 함량을 향상시킬 수 있는 베타글루칸 원료 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 베타글루칸 함량이 증진된 베타글루칸 원료를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 표고버섯, 동충하초 및 꽃송이버섯을 혼합하여 버섯 혼합물을 제조하는 단계, 상기 버섯 혼합물을 멸균시키는 단계, 상기 멸균된 버섯 혼합물에 모종 균주를 접종하는 단계, 상기 모종 균주가 접종된 버섯 혼합물에 오렌지즙을 분사하는 단계 및 상기 오렌지즙이 분사된 버섯 혼합물을 16 내지 20℃의 온도, 50 내지 70%의 습도에서 12 내지 15일동안 배양하는 단계를 포함하는 베타글루칸 원료 제조방법을 제공할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 모종 균주는 표고버섯 분말, 동충하초 분말 및 꽃송이버섯 분말의 혼합물일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 표고버섯의 중량은 상기 버섯 혼합물의 전체 중량 대비 80 내지 90%이고, 상기 동충하초의 중량은 상기 버섯 혼합물의 전체 중량 대비 5 내지 15%이며, 상기 꽃송이버섯의 중량은 상기 버섯 혼합물의 전체 중량 대비 4 내지 6%일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 표고버섯 분말의 중량은 상기 모종 균주의 전체 중량 대비 80 내지 90%이고, 상기 동충하초 분말의 중량은 상기 모종 균주의 전체 중량 대비 5 내지 15%이며, 상기 꽃송이버섯 분말의 중량은 상기 모종 균주의 전체 중량 대비 4 내지 6%일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 오렌지즙은, 오렌지를 잘게 썰은 후 40 내지 60℃의 온도에서 20 내지 24시간 숙성시키는 단계 및 숙성된 오렌지에서 오렌지즙을 착즙하는 단계를 통해 제조될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 베타글루칸 원료 조성물을 제공할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 건조된 베타글루칸 원료 조성물의 전체 중량을 기준으로, 베타글루칸 함량이 전체 중량의 40(w/w)% 이상일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 식품 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 오렌지즙 분사를 통해 버섯 혼합물의 숙성 시간을 단축시킴과 동시에 숙성된 버섯 혼합물의 베타글루칸 함량을 증가시킬 수 있다.
도 1 내지 도 9는 본 발명에 따른 베타글루칸 원료 물질 제조방법을 나타내는 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 버섯 배양을 통해 베타글루칸 원료를 제조하는 방법 및 상기 방법으로 제조된 베타글루칸 원료를 포함하는 식품 조성물에 관한 것이다.
본 명세서에서 '표고버섯'은 느타릿과의 식용버섯으로, 떡갈나무, 밤나무 등의 활엽수에 기생하거나, 인공으로 재배되는 버섯이다.
본 명세서에서 '동충하초'는 곤충에 기생하여 숙주가되는 동충하초과의 소형 버섯류를 의미한다.
본 명세서에서 '꽃송이버섯'은 여름에서 가을까지 침엽수의 자른 그루터기나 죽은 나무의 언저리에서 자생하는 꽃송이버섯과의 버섯을 의미한다.
본 명세서에서 '베타글루칸 원료'는 표고, 동충하초, 꽃송이버섯을 혼합 배양한 조성물을 의미한다.
본 명세서에서 '베타글루칸 원료를 포함하는 식품 조성물'은 상기 베타글루칸 원료에 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 식품의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 식품군이나 식품 조성이 가지는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체내조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 식품을 의미한다.
본 명세서에서, 식품 조성물로는 각종 식품류, 음료, 껌, 차 비타민 복합체, 기능성 식품 등이 있다. 나아가, 본 발명은 여러가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 충진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있으며, 상기 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 상기 성분은 본 발명에 따른 베타글루칸 원료의 기능을 저해하지 않는 범위 내에서 적정량 첨가될 수 있다. 예를 들어, 상기 성분은 상기 식품 조성물 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 1중량%로 포함될 수 있다.
또한, 상기 식품 조성물에는 식품학적으로 허용 가능한 식품 보조 첨가제를 포함할 수 있으며, 식품 조성물의 제조에 통상적으로 사용되는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더욱 포함할 수 있다.
이러한 음료, 과립, 정제, 파우더, 환, 캡슐 제형을 갖는 식품 조성물은 휴대가 간편하고 언제 어디서나 수시로 섭취하기가 용이하다.
이하, 본 발명에 따른 버섯 배양을 통한 베타글루칸 원료 제조방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
본 발명에 따른 제조 방법은, (S1) 표고버섯, 동충하초, 꽃송이버섯을 혼합하여 버섯 혼합물을 제조하는 단계, (S2) 버섯 혼합물을 멸균시키는 단계, (S3) 멸균이 완료된 버섯 혼합물에 모종 균주를 접종하는 단계, (S4) 모종 균주가 접종된 버섯 혼합물에 오렌지즙을 분사하는 단계, (S5) 오렌지즙이 분사된 버섯 혼합물을 숙성시키는 단계 및 (S6) 숙성된 버섯 혼합물을 건조 및 분쇄시키는 단계를 포함할 수 있다.
(S1) 단계
S1 단계에서는, 표고버섯, 동충하초 및 꽃송이버섯을 혼합하여 버섯 혼합물을 제조한다.
표고버섯의 중량은 버섯 혼합물의 전체 중량 대비 80 내지 90%일 수 있다.
동충하초의 중량은 버섯 혼합물의 전체 중량 대비 5 내지 15%일 수 있다.
꽃송이 버섯의 중량은 버섯 혼합물의 전체 중량 대비 4 내지 6%일 수 있다.
한편, 버섯 혼합물에는 물이 첨가될 수 있다. 이때, 물은 버섯 혼합물의 전체 중량 대비 30 내지 40%가 첨가될 수 있다.
(S2) 단계
S2 단계에서는 버섯 혼합물을 멸균시키는 단계가 진행될 수 있다. 멸균 단계에서 균사체의 생장에 방해가 될 수 있는 세균 및 곰팡이균 등이 제거될 수 있다.
멸균 과정은 버섯 혼합물을 채반에 담아 멸균기(증숙기)에 넣고 95 내지 100℃에서 30 내지 50분간 수행될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 버섯 혼합물을 95 내지 100℃로 가열할 수 있는 다른 방법도 활용될 수 있다.
(S3) 단계
S3 단계에서는 멸균이 완료된 버섯 혼합물에 모종 균주를 접종하는 단계가 진행될 수 있다. 상기 모종 균주를 멸균이 완료된 버섯 혼합물에 첨가하고 잘 버무린다. 상기 모종 균주 접종단계는 버섯 혼합물이 잡균 등에 의해 오염되는 것을 방지하기 위해 무균실에서 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서, 모종 균주는 표고버섯 분말, 동충하초 분말, 꽃송이버섯 분말의 혼합물일 수 있다.
표고버섯 분말의 중량은 버섯 혼합물의 전체 중량 대비 80 내지 90%일 수 있다.
동충하초 분말 중량은 버섯 혼합물의 전체 중량 대비 5 내지 15%일 수 있다.
꽃송이 버섯 분말의 중량은 버섯 혼합물의 전체 중량 대비 4 내지 6%일 수 있다.
한편, 상기 모종 균주는 본 발명에 따라 제조된 베타글루칸 원료일 수 있다.
한편, 상기 모종 균주는 버섯 혼합물 10kg을 기준으로 50 내지 70g 첨가될 수 있다.
(S4) 단계
S4 단계에서는 모종 균주가 접종된 버섯 혼합물에 오렌지즙을 분사하는 단계가 진행될 수 있다.
오렌지즙은 오렌지를 잘게 썰어 용기에 담은 후 40 내지 60℃에서 20 내지 24시간 숙성한 후 제조될 수 있다. 오렌지 숙성 후 착즙을 통해 오렌지즙을 제조할 수 있다.
오렌지즙은 분사기를 통해 버섯 혼합물 표면에 도포될 수 있다.
오렌지즙은 버섯 혼합물의 전체 중량 대비 1 내지 5% 도포되는 것이 바람직하다.
오렌지즙은 발효균을 생성하여 버섯의 균사체들이 잘 자랄수 있도록 하는 역할을 하여, 버섯 혼합물의 숙성 시간을 단축시킨다.
(S5) 단계
S5 단계에서는 오렌지즙이 분사된 버섯 혼합물을 배양하는 단계가 진행될 수 있다.
배양 단계는 숙성실에서 12 내지 15일동안 이루어질 수 있다. 이때, 배양 온도는 16 내지 20℃일 수 있다. 본 발명은 오렌지즙 분사를 통해 버섯 혼합물이 16 내지 20℃의 저온에서도 빠른 속도로 배양될 수 있도록 한다.
한편, 배양 시 습도는 50 내지 70%일 수 있다.
(S6) 단계
S6 단계에서는 배양이 완료된 버섯 혼합물을 건조 및 분쇄하는 단계가 진행된다.
상기 건조 과정은 70 내지 80℃에서 20 내지 30시간동안 수행될 수 있다.
이후, 건조된 버섯 혼합물을 분쇄기에 넣어 분말로 만들 수 있다. 일 실시 예로 버섯 혼합물은 200mesh로 분쇄될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 베타글쿠칸 원료의 제조 실시예에 대하여 설명한다.
실시 예 - 베타글루칸 원료의 제조
표고(8.5kg), 동충하초(1kg) 및 꽃송이버섯(0.5kg)과 물 3.5kg을 혼합한 후 혼합기에 넣어 5분간 혼합하였다(도 1). 이후, 버섯 혼합물을 채반에 담아 멸균기에 넣어 95 내지 100℃에서 약 40분의 멸균 작업을 하였다(도 2). 멸균이 끝난 버섯 혼합물을 숙성통에 넣고 모종 균주(분말) 60g을 골고루 버무렸다(도 3). 모종 균주가 접종된 버섯 혼합물에 오렌지즙을 분사하였다(도 4 및 도 5).
오렌지즙이 분사된 버섯 혼합물을 숙성실에서 15일간 배양하였다. 이때, 배양 온도는 16 내지 20℃이었고, 습도 50 내지 70%이었다. 도 6은 배양 2일차 사진이고, 도 7은 배양 13일차 사진이며, 도 8은 배양 15일차 사진이다. 이후, 배양이 완료된 버섯 혼합물을 건조기에 넣어 70 내지 80℃에서 약 24시간 건조시켰다(도 9). 마지막으로, 건조된 버섯 혼합물을 분쇄기(200mesh)에 넣어 분말화 하였다.
비교 예 - 오렌지즙 분사 유무에 따른 배양 완료 시간
실시 예와 동일한 조건으로 베타글루칸 원료를 제조하되, 모종 균주가 접종된 버섯 혼합물에 오렌지즙을 미분사한 상태로 배양을 진행하였다. 배양 완료 시점은 버섯 혼합물 표면이 곰팡이로 완전히 덮이는 시점으로 설정하고, 배양을 진행하였다. 배양 결과, 28일째에 버섯 혼합물 표면이 곰팡이 완전히 덮인 것을 확인하였다.
실시 예와 비교 예를 비교할 때, 오렌지즙을 분사할 경우 버섯 혼합물의 배양 시간이 현저히 짧아지는 것을 확인할 수 있었다.
실험 예 - 베타클루칸 함량 측정
시료의 베타글루칸 함량은 Megazyme kit (Mushroom and Yeast b-glucan Assay Procedure K-YBGL)을 이용하여 시료 100 mg에 37% HCl 1.5 mL를 넣고 30℃ water bath에서 45분간 교반한 후 3차 증류수 10 mL를 가하고 100℃ water bath에서 다시 2시간 교반하였다.
이 반응액을 상온에서 식힌 후 2 N KOH 10 mL를 가하여 혼합하였다. 이 혼합물에 0.2 M sodium acetate buffer (pH 5.0)를 가하여 100 mL로 정량한 후 원심분리 (1,500×g, 10분)하여 상등액을 얻었다. 상등액 0.1 mL에 exo-1,3-b-glucanase (20U/mL) 및 b-glu-cosidase (4U/mL) 용액 0.1 mL를 가하고 40℃ water bath에서 60분간 반응시켰다. 이 반응액에 GOPOD (glucose oxi-dase/peroxidase, Megazyme) 시약 3 mL를 넣고 40℃에서 20분간 반응시킨 후 510 nm 파장에서 흡광도를 측정하여 total glucan 함량의 계산에 사용하였다.
또한, 시료 100 mg에 2N KOH 2 mL를 넣고 ice water bath에서 20분간 교반하였다. 이 반응액에 1.2 M sodium acetate buffer (pH 3.8) 8 mL와 amyloglucosidase (1630 U/mL) 및 invertase (500 U/mL) 용액 0.2 mL를 가하고 40℃ water bath에서 30분간 교반한 후 원심분리 (1,500Xg, 10분)하여 상등액을 얻었다.
상등액 0.1 mL에 0.2 M sodium acetate buffer (pH 5.0) 0.1 mL와 GOPOD 시약 3 mL를 넣고 40℃에서 20분간 반응시킨 후 510nm 파장에서 흡광도를 측정하여 a-glucan 함량의 계산에 사용하였다. 측정된 total glucan과 a-glucan의 흡광도는 표 준물질인 glucose 용액 (1mg/mL)을 GOPOD 시약과 반응시킨 반응액의 흡광도를 이용하여 각각 함량(%, w/w)값으로 계산하였다. b-glucan 함량은 total glucan 함량에서 a-glucan 함량을 빼준 값으로 계산하였다.
실시 예에 따른 베타글루칸 원료 분말의 베타글루칸 함량은 35.6(w/w)%이었으며, 비교 예에 따른 베타글루칸 원료 분말의 베타글루칸 함량은 20.2(w/w)%이었다. 이를 통해, 숙성 전 분사된 오렌지즙이 버섯 혼합물의 베타글루칸 함량을 증가시키는 것을 확인할 수 있었다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 오렌지즙 분사를 통해 버섯 혼합물의 숙성 시간을 단축시킴과 동시에 숙성된 버섯 혼합물의 베타글루칸 함량을 증가시킨다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (8)
- 버섯배양을 이용한 베타글루칸 원료 제조방법에 있어서,
표고버섯, 동충하초 및 꽃송이버섯을 혼합하여 버섯 혼합물을 제조하는 단계;
상기 버섯 혼합물을 멸균시키는 단계;
상기 멸균된 버섯 혼합물에 모종 균주를 접종하는 단계;
상기 모종 균주가 접종된 버섯 혼합물에 오렌지즙을 분사하는 단계; 및
상기 오렌지즙이 분사된 버섯 혼합물을 16 내지 20℃의 온도, 50 내지 70%의 습도에서 12 내지 15일동안 배양하는 단계를 포함하는 베타글루칸 원료 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 모종 균주는 표고버섯 분말, 동충하초 분말 및 꽃송이버섯 분말의 혼합물인 것을 특징으로 하는 베타글루칸 원료 제조방법. - 제2항에 있어서,
상기 표고버섯의 중량은 상기 버섯 혼합물의 전체 중량 대비 80 내지 90%이고,
상기 동충하초의 중량은 상기 버섯 혼합물의 전체 중량 대비 5 내지 15%이며,
상기 꽃송이버섯의 중량은 상기 버섯 혼합물의 전체 중량 대비 4 내지 6%인 것을 특징으로 하는 베타글루칸 원료 제조방법. - 제3항에 있어서,
상기 표고버섯 분말의 중량은 상기 모종 균주의 전체 중량 대비 80 내지 90%이고,
상기 동충하초 분말의 중량은 상기 모종 균주의 전체 중량 대비 5 내지 15%이며,
상기 꽃송이버섯 분말의 중량은 상기 모종 균주의 전체 중량 대비 4 내지 6%인 것을 특징으로 하는 베타글루칸 원료 제조방법. - 제4항에 있어서,
상기 오렌지즙은,
오렌지를 잘게 썰은 후 40 내지 60℃의 온도에서 20 내지 24시간 숙성시키는 단계; 및
숙성된 오렌지에서 오렌지즙을 착즙하는 단계를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 베타글루칸 원료 제조방법. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 베타글루칸 원료 조성물.
- 제6항에 있어서,
건조된 베타글루칸 원료 조성물의 전체 중량을 기준으로, 베타글루칸 함량이 전체 중량의 35(w/w)% 이상인 것을 특징으로 하는 베타글루칸 원료 조성물. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 식품 조성물.
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