KR101100723B1

KR101100723B1 - 흑마늘과 상황균사체를 이용한 생리활성 강화 보쌈용 김치

Info

Publication number: KR101100723B1
Application number: KR1020090080115A
Authority: KR
Inventors: 유광원; 이경행; 정재현; 김순진
Original assignee: 주식회사 놀부; 충주대학교 산학협력단
Priority date: 2009-08-27
Filing date: 2009-08-27
Publication date: 2011-12-29
Also published as: KR20110022485A

Abstract

본 발명은 흑마늘과 상황균사체 분말을 이용한 생리활성 강화 보쌈용 김치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 생리활성 강화 보쌈용 김치는 절임무채 13~17중량%, 고춧가루 4.5~5.5중량%, 백설탕 2.4~2.5중량%, 흑마늘 1.7~1.9중량%, 현미상황균사체 분말 1.8~2.2중량%, 배 1.4~1.6중량%, 미나리 1.4~1.6중량%, 염장새우 1.4~1.6중량%, 양파 1.4~1.6중량%, 생강 0.9~1.1중량%, 쪽파 0.6~0.8중량%, L-글루타민산나트륨 0.4~0.6중량%, 참기름 0.25~0.35중량%, 잣 0.08~0.12중량%, 참깨 0.08~0.12중량%, 5'-리보뉴클레오티드이나트륨 0.015~0.025중량% 및 잔량의 절임배추를 포함하는 것을 특징으로 한다.

김치, 흑마늘, 상황균사체

Description

흑마늘과 상황균사체를 이용한 생리활성 강화 보쌈용 김치{KIMCHI USING BLACK GARLIC AND PHELLIUNUS LINTEUS}

본 발명은 김치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 김치에 흑마늘과 상황균사체 분말을 첨가하여 항산화, 면역 및 항암활성 등의 생리활성이 강화된 보쌈용 김치에 관한 것이다.

급속한 과학기술의 발전과 관련 산업의 발달에 따라 우리의 일상생활은 안락함과 편리함 위주로 많이 달라지고 있으며 특히 식생활에서의 변화는 현저하다. 이러한 시대의 변화에도 불구하고 우리 고유의 식품 중의 하나인 김치는 여전히 우리 식탁에서 빼놓을 수 없는 대표적인 전통 발효식품이다.

김치는 여러 가지 절임 채소류에 각종 향신료를 배합하여 산패와 변질을 막고 젖산균 및 발효균의 작용 등으로 다양한 맛과 향을 지닌 저장성 식품으로 김치의 맛은 염절임 과정과 여러 부재료의 조화된 맛에 의해 맵고 새콤하며, 자극적인 탄산미가 잘 어우러져 독특한 풍미를 지니게 된다.

김치의 영양적인 측면에서도 식이섬유소, 비타민, 무기질 등의 공급원으로, 최근에는 김치의 식이섬유소와 김치속의 재료인 마늘, 생강, 고추 등의 항돌연변이 활성이 알려져 대장암, 빈혈, 동맥경화 등을 예방할 수 있는 등 중요한 영양생리학적 작용에 대한 연구결과가 보고되고 있다.

한편, 일반적으로 알려진 마늘(이하 흰마늘이라 한다)의 효능은 뇌졸증, 고혈압, 동맥경화 등 심혈관계 질환의 예방과 원기회복, 혈액순환 촉진, 신경안정 작용, 기생충 구제와 살균 효과 등이 있는 것으로 알려져 있다. 최근에는 함황 아미노산(amino acid)과 그 유도체 화합물들이 생체 내 독성 및 중금속 중독의 해독작용에 관여하고 소화관에서 중금속 흡수를 억제할 수 있다는 연구결과들이 발표되었으며 항균작용과 체내 지질대사 개선에 효능이 있음이 실험적으로 입증됨은 물론 미국 국립 암연구소로부터 암예방에 제일 효과적인 식품 원료로 선정되기도 하였다.

또한 항피로 비타민(vitamin)으로 알려진 비타민 B1은 흰마늘과 작용하여 마늘비타민이라고도 호칭되는 알리티아민(allithiamin) 이라는 물질로 된다. 이 알리티아민은 비타민 B1과 같이 신진대사를 활발히 하고 피로회복, 스태미너 증진 등 건강을 유지하는데 효과적인 것으로 알려져 있다.

흰마늘의 여러 가지 생리적 기능성에도 불구하고 흰마늘의 주성분인 알린(alliin)은 흰마늘의 조직이 파쇄될 때에 알리나제(alliinase)에 의하여 알리신(allicin)으로 분해되면서 독특한 냄새가 발생하게 되고 섭취시 구취를 유발하게 된다.

상기와 같은 이유로 흰마늘의 여러 가지 우수한 효과를 알면서도 식용을 기피하는 경우가 많으며, 흰마늘을 과다 섭취하게 되면 위와 간에 자극이 되어 건강에 오히려 해로울 수도 있는 것으로 알려져 있다.

흰마늘의 매운 맛을 제거하는 방법에는 여러 가지가 있는데, 대표적으로 흰마늘의 독특한 냄새성분을 가열처리에 의하여 효소인 알리나제를 불활성화시킴으로써 냄새를 제거하는 방법을 제시할 수 있다. 그러나, 흰마늘의 매운맛을 없애기 위하여 가열처리를 하게 되면 흰마늘이 가지고 있는 비타민 A, 비타민 C, 칼륨, 인, 황, 셀레늄 및 각종 아미노산 등의 유효성분들이 파괴된다.

이와 같은 흰마늘의 생리적 활성을 잃지 않고 흰마늘의 매운맛을 없애기 위하여 발효시킨 제품을 흑마늘이라 하는데, 흑마늘은 아무런 첨가물을 사용하지 않고, 일정의 온도와 습도에서 자가발효 시킴으로써 얻을 수 있는 것으로 발효과정에서 흰마늘 특유의 불쾌한 냄새가 완전히 사라지게 되고 흰마늘 본래의 유효성분이 파괴되지 않으면서 항산화력이 생마늘에 비하여 약 10배 이상 증가하게 되는 것으로 알려져 있다.

또한 흑마늘에는 암예방, 콜레스테롤 억제, 동맥경화 개선, 심질환 예방 및 알츠하이머 방지 등에 효과가 있는 S-알릴 시스테인(S-allyl cysteine) 물질이 생성되며, 콜레스테롤 산화 억제, 활성산소 억제 및 동맥경화 예방효과가 있는 폴리페놀(polyphenol) 화합물들의 함유량이 다량 증가하는 것으로 알려져 있다.

한편, 버섯은 지구상에 수 만종이나 존재하는 귀중한 생물자원으로, 예로부터 한방 및 민간 생약으로써 강장, 진정, 혈압강하, 강심, 이뇨, 간염 등의 약효는 물론 암 등 난치병에도 효과가 있음이 알려져 왔다. 최근에 들어오면서 버섯의 자실체 추출물이나 균사체 배양물이 체질개선이나 각종 질병예방 및 치료에 효과가 있는 것으로 밝혀지고 있어서, 의약품 및 건강식품으로서 그 용도가 크게 증가하고 있는 실정이다.

특히 버섯류는 항균작용, 항바이러스작용, 콜레스테롤저하작용, 혈당강하작용, 혈압강하작용, 항혈전작용, 인터페론 유도작용, 면역증강작용, 항종양작용 등의 다양한 효과를 가지고 있어서, 이들 생리활성물질의 탐색과 개발 및 이용에 대한 산업적 관심은 매우 고조된 실정이다.

현재 schizophyllan, lentinan, PS-K (또는 krestin)는 균사체로부터 추출한 성분으로 이미 면역증강제로 시판되고 있으며, 신령버섯(Agaricus blazei), 상황버섯(Phellinus linteus), 영지버섯(Ganoderma lucidum), 노루궁뎅이버섯 (Hericium erinaceum), 동충하초(Cordyceps sinensis)등의 버섯류는 기능성 식품소재 또는 부가가치가 높은 천연 생리활성을 갖고 있어 현재 활발한 연구가 진행되고 있다.

본 발명의 목적은 김치에 포함되는 흰마늘을 흑마늘로 대체 첨가하고, 아울러 상황균사체 분말을 첨가하여, 항산화, 면역 및 항암활성 등의 생리활성이 강화된 보쌈용 김치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 흑마늘과 상황균사체를 이용한 생리활성 강화 보쌈용 김치는 흑마늘 및 상황균사체 분말이 첨가된 김치로서, 흑마늘 1.7~1.9중량% 및 현미상황균사체 분말 1.8~2.2중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 본 발명에 따른 흑마늘과 상황균사체를 이용한 생리활성 강화 보쌈용 김치는 절임무채 13~17중량%, 고춧가루 4.5~5.5중량%, 백설탕 2.4~2.5중량%, 흑마늘 1.7~1.9중량%, 현미상황균사체 분말 1.8~2.2중량%, 배 1.4~1.6중량%, 미나리 1.4~1.6중량%, 염장새우 1.4~1.6중량%, 양파 1.4~1.6중량%, 생강 0.9~1.1중량%, 쪽파 0.6~0.8중량%, L-글루타민산나트륨 0.4~0.6중량%, 참기름 0.25~0.35중량%, 잣 0.08~0.12중량%, 참깨 0.08~0.12중량%, 5'-리보뉴클레오티드이나트륨 0.015~0.025중량% 및 잔량의 절임배추를 포함한다.

본 발명에 따른 생리활성 강화 보쌈용 김치는 기존 김치에 흑마늘과 상황균사체 분말을 첨가함으로써 기존 김치에 비하여 항산화, 면역 및 항암활성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흑마늘 및 상황균사체를 이용한 생리활성 강화 보쌈용 김치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 생리활성 강화 보쌈용 김치는 절임배추를 주재료로 하며, 양념 소에 흑마늘 및 상황균사체 분말이 첨가된다.

흑마늘은 일반적인 마늘(이하 생마늘이라 한다)의 뇌졸증, 고혈압, 동맥경화 등 심혈관계 질환의 예방과 원기회복, 혈액순환 촉진, 신경안정 작용, 기생충 구제와 살균 효과 등의 많은 장점을 그대로 유지하면서도 면역 활성이 생마늘보다 유사하거나 더 높게 나타나며, 마늘 특유의 냄새를 제거할 수 있는 장점이 있다.

상황균사체 분말은 김치에서 항산화 활성을 증가시키는 역할, 지질 과산화 억제능을 향상시키는 역할을 하며, 또한 흑마늘로 인한 김치의 관능성을 보완하는 역할을 한다. 상황균사체 분말은 상황버섯 균을 현미에 접종하여 분말화한 현미상황균사체 분말이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 상황균사체 분말, 상황버섯균사체 분말 등의 이름으로 판매되고 있는 어떠한 것이라도 이용가능하다.

본 발명에 따른 김치에서, 상기 흑마늘은 김치 전체 중량의 1.82중량%의 함량비로 포함되고, 상황균사체 분말은 2중량%의 함량비로 포함되는 것이 가장 바람직하며, 오차범위를 고려할 때, 흑마늘 1.7~1.9중량% 및 상황균사체 분말 1.8~2.2중량%의 함량을 제시할 수 있다.

실험 결과, 흑마늘 및 상황균사체 분말이 상기의 함량비로 김치에 첨가되어 있을 때, 작업성과 관능도를 만족시키면서 면역과 항암활성, 특히 지질과산화억제능과 같은 항산화 등의 생리활성이 가장 우수한 것이 확인되었다. 반면, 흑마늘 및 상황균사체 분말이 과다하게 첨가될 경우에는 생리활성이 증가하더라도 김치의 관능성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명에 따른 생리활성 강화 보쌈용 김치의 최적화된 예로, 절임배추 65중량%, 절임무채 15중량%, 고춧가루 5중량%, 백설탕 2.46중량%, 흑마늘 1.82중량%, 현미상황균사체 분말 2중량%, 배 1.5중량%, 미나리 1.5중량%, 염장새우 1.5중량%, 양파 1.5중량%, 생강 1중량%, 쪽파 0.7중량%, L-글루타민산나트륨 0.5중량%, 참기름 0.3중량%, 잣 0.1중량%, 참깨 0.1중량%, 5'-리보뉴클레오티드이나트륨 0.02중량%를 제시할 수 있다.

다만, 각 재료 투입시 5~10%정도의 오차가 발생할 수 있다. 이를 고려하면, 본 발명에 따른 생리활성 강화 보쌈용 김치는 절임무채 13~17중량%, 고춧가루 4.5~5.5중량%, 백설탕 2.4~2.5중량%, 흑마늘 1.7~1.9중량%, 현미상황균사체 분말 1.8~2.2중량%, 배 1.4~1.6중량%, 미나리 1.4~1.6중량%, 염장새우 1.4~1.6중량%, 양파 1.4~1.6중량%, 생강 0.9~1.1중량%, 쪽파 0.6~0.8중량%, L-글루타민산나트륨 0.4~0.6중량%, 참기름 0.25~0.35중량%, 잣 0.08~0.12중량%, 참깨 0.08~0.12중량% 및 5'-리보뉴클레오티드이나트륨 0.015~0.025중량%를 포함하고, 절임배추가 잔량의 으로 포함된다.

상기 배합비로 제조된 본 발명에 따른 생리활성 김치와 흑마늘 및 현미상황균사체 분말을 포함하지 않고 대신 생마늘이 포함된 종래의 김치를 비교한 결과, 본 발명에 따른 생리활성 김치의 경우 작업성과 관능도가 종래에 비하여 저하되지 않으면서도 항산화, 면역, 항암활성 등의 생리활성 특성이 우수하였다.

실시예

이하, 실시예를 통하여 본 발명에 따른 생리활성 강화 보쌈용 김치의 작용 및 효과에 대하여 더욱 상세히 살펴보기로 한다.

1. 김치의 제조

실험군

절임무채 15중량%, 고춧가루 5중량%, 백설탕 2.46중량%, 흑마늘 1.82중량%, 현미상황균사체 분말 2중량%, 배 1.5중량%, 미나리 1.5중량%, 염장새우 1.5중량%, 양파 1.5중량%, 생강 1중량%, 쪽파 0.7중량%, L-글루타민산나트륨 0.5중량%, 참기름 0.3중량%, 잣 0.1중량%, 참깨 0.1중량% 및 5'-리보뉴클레오티드이나트륨 0.02중량%를 혼합하여 양념 소를 제조하고, 절임배추 65중량%에 제조된 양념 소를 버무려서 김치를 제조하였다.

상기 생리활성 강화 보쌈용 김치의 배합비를 표 1에 나타내었다.

[표 1]

원료명	배합비율(중량%)	원료명	배합비율(중량%)
절임배추	65.00	양파	1.50
절임무채	15.00	생강	1.00
고춧가루	5.00	쪽파	0.70
백설탕	2.46	L-글루타민산나트륨	0.50
현미상황균사체	2.00	참기름	0.30
흑마늘	1.82	잣	0.10
배	1.50	참깨	0.10
미나리	1.50	5'-리보뉴클레오티드이나트륨	0.02
염장새우	1.50	합계	100.00

비교군

흑마늘과 현미상황균사체 분말을 첨가하지 않고, 생마늘 7.28중량%를 첨가하고, 절임배추의 배합비를 61.54중량%로 한 것 이외에는 실험군과 동일한 배합비로 김치를 제조하였다.

가. 총균수

생마늘 대신 흑마늘을 생마늘의 25%가 되도록 1.82중량%로 첨가하고 상황버섯 균사체 분말을 2중량% 첨가하여 제조한 실험군 김치와 이들을 첨가하지 않고 생마늘을 첨가한 대조군 김치의 저장기간에 따른 총균수의 변화를 측정한 결과는 표 2와 같다. 이하, 표와 도면에서 control이라 표시된 것은 흑마늘 및 상황균사체 분말이 첨가되지 않은 대조군을 의미한다.

[표 2](unit : CFU/g)

표 2를 참조하면, 대조군의 제조 직후의 총균수는 1.2×10⁵CFU/g이었고, 저장 초기에는 서서히 증가하다가 저장기간이 길어질수록 증가하였으며, 저장 15일에는 2.1×10⁸ CFU/g으로 제조 직후보다 약 3 log cycle 이상 증가하였다. 실험군의 경우 제조 직후 1.7×10⁵ CFU/g이었으며 대조군과 비교할 때 거의 유사한 균수인 것 으로 나타났다.

저장기간에 따른 변화를 보면 저장 7일을 제외하고는 대조군과 거의 유사한 균수를 보이는 것으로 나타났다.

나. 젖산균수

흑마늘 및 상황버섯을 첨가하여 제조한 김치의 저장기간에 따른 젖산균수의 변화를 측정한 결과는 표 3과 같다.

[표 3](unit : CFU/g)

표 3을 참조하면, 흑마늘과 상황버섯 균사체를 첨가하지 않은 대조군의 경우, 제조 직후 1.1×10⁵ CFU/g이었으며 흑마늘과 상황버섯 균사체를 최적농도로 하여 제조한 김치에서는 1.5×10⁵ CFU/g으로 대조군과 차이가 없었으며 저장기간이 증가할수록 젖산균수는 증가하여 저장 15일에 1.0~1.2×10⁸ CFU/g의 균수를 보였고 실험군간에는 큰 차이를 보이지 않는 것으로 나타났다.

다. 효모 및 곰팡이수

실험군과 대조군 김치의 저장기간에 따른 효모 및 곰팡이수의 변화를 측정한 결과는 표 4와 같다.

[표 4](단위 : CFU/g)

표 4를 참조하면, 대조군의 경우, 제조 직후 효모 및 곰팡이수는 4.9×10³ CFU/g이고, 실험군의 제조 직후의 균수는 5.8×10³ CFU/g으로, 대조군이 다소 낮은 균수를 보였으나 시료채취시의 오차일 뿐 차이는 크지 않은 것으로 보인다.

저장기간에 따른 효모 및 곰팡이수의 변화는 저장 7일까지 감소하였고 그 후에는 다시 서서히 증가하는 경향이었다. 흑마늘 및 상황버섯 균사체를 첨가하여 제조한 실험군의 저장기간에 따른 변화는 대조군과 마찬가지로 저장 7일째에 가장 낮은 균수를 보였고 저장기간 내내 대조군과 크게 차이가 없는 것으로 나타났다.

이와 같은 결과로 보아 생리활성물질로 알려진 흑마늘과 상황버섯 균사체를 첨가하여도 기존 김치와의 발효 숙성 차이는 거의 없다고 볼 수 있다.

라. 흑마늘과 상황버섯 균사체를 첨가한 김치 저장기간에 따른 폴리페놀 화합물 함량

실험군과 대조군의 저장기간에 따른 폴리페놀 화합물의 함량변화를 측정한 결과는 표 5와 같다.

항산화 활성을 나타내는 화합물 중의 하나인 polyphenol 화합물의 함량을 측정하기 위하여, 실험군과 비교군 각각의 동결건조한 추출물을 물에 희석한 추출액 (이하 추출액) 1mL에 0.5mL의 Follin-Denis 시약과 1mL의 포화 탄산나트륨(Na2CO3) 용액, 7.5mL의 증류수를 차례로 혼합하여 30분 경과한 뒤 760nm에서 흡광도를 측정하였으며, 표준물질로는 갈릭산(gallic acid)(Sigma, USA)을 사용하였다.

표 5를 참조하면, 대조군 김치에서의 폴리페놀 화합물의 함량은 제조 직후 115.41 μg/mL이었으며, 실험군의 폴리페놀 화합물의 함량은 135.22 μg/mL로 대조군에 비하여 다소 높은 함량이었다.

저장기간에 따른 대조군과 실험군 모두 폴리페놀 화합물의 함량은 어떤 특정한 경향은 없고 대조군보다는 실험군이 약이 높은 함량을 함유하는 것으로 나타났다.

[표 5](단위 : μg/mL)

마. 흑마늘과 상황버섯 균사체를 첨가한 김치 저장기간에 따른 flavonoid의 함량

실험군가 대조군 김치의 저장 기간에 따른 flavonoid 화합물의 함량변화를 측정한 결과는 표 6과 같다.

항산화 활성을 나타내는 화합물 중 하나인 flavonoid 화합물 함량을 측정하기 위하여 시료 추출액 0.1mL에 80vol% EtOH 0.9mL를 가하여 이 혼합액 0.5mL에 10vol% 알루미늄 나이트레이트(aluminium nitrate) 0.1mL, 1M potassium acetate 0.1mL 및 80vol% EtOH 4.3mL를 각각 가하였다. 위 반응액을 상온에서 40분간 방치한 후 415 nm에서 흡광도 값을 측정하였다. 표준물질로는 quercetin(Sigma Chemical Co., USA)을 0.03%로 희석하여 함량을 standard curve에 대입하여 계산하였다.

표 6을 참조하면, 대조군의 flavonoid 화합 함량은 제조 직후 11.52 mg%이었으며, 실험군 김치에서는 14.33 mg%로서 대조군에 비하여 다소 높은 flavonoid 함량을 나타내었다.

저장기간에 따른 변화를 살펴보면 대조군과 실험군 모두 저장기간이 증가함에 따라 서서히 감소하는 경향이었으며, 대조군보다는 실험군에서 저장기간 내내 다소 높은 함량을 유지하는 것으로 확인되었다.

[표 6](unit : mg%)

바. 흑마늘과 상황버섯 균사체 최적농도를 첨가한 김치의 저장기간에 따른 색도의 변화

실험군과 대조군 김치의 저장기간에 따른 색도 변화를 측정한 결과는 표 7과 같다.

표 7을 참조하면, 대조군의 lightness는 제조 직후 37.42였으며 실험군 김치의 경우에는 36.80으로 대조군보다 약간 낮게 나타났다. 이와 같이 실험군의 lightness가 대조군보다 상대적으로 낮게 나타난 것은 생마늘 대신 흑마늘을 첨가하였기 때문에 lightness가 다소 낮은 것으로 보인다.

저장기간에 따른 변화를 보면 저장하는 동안 약간의 증감은 있지만 저장 초기와 크게 변화하지 않았다. Redness의 경우, 대조군은 제조직후 8.84였으나 실험군은 8.33으로 다소 낮았으며 저장기간에 따른 변화를 보면 저장기간이 증가할수록 약간 감소하는 경향이었으며, 실험군도 대조군과 마찬가지의 경향이었다.

Yellowness의 경우, 대조군은 제조직후 8.90이었으나 실험군의 경우에는 8.05로 redness와 마찬가지로 감소하였다. 저장기간에 따른 변화를 보면 lightness와 마찬가지로 저장하는 동안 약간의 증감은 있지만 저장 초기와 크게 변화하지 않았다.

[표 7]

사. 저장기간에 따른 경도의 변화

실험군과 대조군 김치의 저장기간에 따른 경도의 변화를 측정한 결과는 표 8과 같다.

[표 8](단위 : kg)

표 8을 참조하면, 대조군의 경도는 10.09 kg으로 나타났으며 저장기간이 증가하여도 그 값은 증가 혹은 감소의 경향을 보이지 않는 것으로 나타나 저장기간 내내 차이가 없었는데 그 이유는 실험에 사용한 김치의 배추 두께가 일정하지 않기 때문인 것으로 보인다. 실험군 김치의 경우에는 대조군과 마찬가지로 저장기간이 증가하여도 어떤 특정한 경향을 보이지 않아 실험군과 대조군의 조직감의 차이는 없는 것이라 볼 수 있다.

아. 흑마늘과 상황버섯 균사체를 첨가한 김치의 저장기간에 따른 pH 및 산도의 변화

① pH

도 1은 흑마늘 및 상황버섯 균사체 분말이 첨가된 실험군 김치의 저장기간에 따른 pH의 변화를 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 대조군의 제조 직후의 pH는 5.37이었으며, 실험군 김치의 pH (5.32)와 비교할 때 약간 높지만 큰 차이는 아닌 것으로 보인다. 저장기간에 따 른 변화를 보면 저장기간이 증가할수록 감소하여 저장 15일에는 pH 4.78이었다. 실험군 김치의 저장기간에 따른 pH의 변화는 저장기간이 증가할수록 감소하는 경향으로 대조군과 비교할 때 큰 차이는 없는 것으로 보인다.

② 산도

도 2는 흑마늘 및 상황버섯 균사체 분말이 첨가된 실험군 김치의 저장기간에 따른 산도 변화를 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 대조군 김치의 제조 직후의 산도는 0.46%였으며 흑마늘 및 상황버섯 균사체를 첨가하여 제조한 김치는 0.45%로 대조군과 차이가 없었다. 저장기간에 따른 산도 변화를 보면 대조군은 저장 4일 이후부터 산도가 급격히 증가하여 저장 15일에는 0.97%의 산도를 보였다. 실험군의 경우, 대조군과 크게 유의적인 차이 없이 저장기간 내내 비슷한 산도를 나타내는 것으로 보아 흑마늘 및 상황버섯 균사체 첨가에 의한 발효가 크게 문제가 없는 것으로 보인다.

자. 전자공여능의 변화

실험군 김치와 대조군 김치의 저장기간에 따른 전자공여능을 측정한 결과는 표 9와 같다.

실험군 김치 및 대조군 김치의 전자 공여능 측정은 김치 추출액 2mL를 0.2 mM DPPH (1,1-diphenyl-2- picrylhydrazyl) 2mL와 혼합한 후, 실온에서 약 30분 방치시킨 후, 517nm에서 흡광도를 측정하였으며 전자공여능 (electron donating ability, %)은 다음 식으로 산출하였다.

전자 공여능(%) = (1-(시료첨가구의 흡광도÷무첨가구의 흡광도)) x 100

표 9를 참조하면, 대조군 김치의 제조 직후 전자 공여능은 77.29%였으며, 실험군의 경우에는 83.24%로 대조군에 비하여 다소 높게 나타났다. 저장기간에 따른 변화는 대조군의 경우, 저장 10일까지 제조 직후와 비슷한 전자 공여능을 나타내었고, 저장 15일에는 69.96%로 저장 초기보다는 다소 감소한 경향이었다.

실험군 김치의 저장기간에 따른 전자 공여능의 변화는 대조군보다 대체적으로 약간 높은 전자 공여능을 보였고, 저장 7일부터는 대조군과 비교하여 거의 유사한 수준인 것으로 나타났다.

[표 9](unit : %)

차. 지질 과산화의 변화

실험군 김치와 대조군 김치의 저장기간에 따른 지질 과산화의 변화를 측정한 결과는 표 10과 같다.

linoleic acid 에멀젼 기질에서 상황균사체 추출물의 지질 과산화 정도를 thiocyanate법에 의해서 측정과산화물 생성 억제효과를 측정하였다.

지질 과산화 억제력 (%) = 1 - (OD sample ÷ OD control) x 100

표 10을 참조하면, 김치를 첨가하지 않은 blank의 경우에는 linoleic acid emulsion을 제조한 직후의 OD값은 0.0849로 김치를 첨가한 실험군들보다 오히려 낮은 OD값을 보였다. 그러나 저장기간이 증가하여 저장 1일 이후부터는 급격히 증가하였고 저장 9일에는 OD값이 2.7336으로 매우 높게 나타나 산화가 매우 빠른 것을 알 수 있었다.

대조군은 emulsion 제조 직후 OD값이 0.1059로 blank보다는 높은 값을 가졌으나 저장기간이 증가할수록 서서히 증가하여 저장 9일째에는 0.4301로 blank보다는 낮은 값을 유지하여 기존 김치도 지질 과산화 억제능을 가지고 있는 것을 확인할 수 있었다.

한편, 실험군의 경우, 제조 직후 0.1072로 제조직후의 결과 중에서는 가장 높은 값이었다. 저장기간에 따른 변화를 보면 저장 3일부터는 대조군보다도 서서히 증가하는 것을 알 수 있었고 저장 9일에는 OD값이 0.2506으로 대조군의 약 58% 수준인 것으로 확인되어 흑마늘 및 상황버섯 균사체 첨가하여 김치를 제조하면 과산화 지질의 생성을 억제할 수 있게 된다.

[표 10](단위 : Optical Density at 500 nm)

카. 금속이온 제거능

실험군 김치와 대조군 김치의 저장 기간에 따른 금속이온 제거능을 측정한 결과는 표 11과 같다.

표 11을 참조하면, 대조군 김치는 제조 직후 금속이온 제거능이 68.40%였으며, 실험군 김치는 71.73 mg%로 대조군보다는 다소 높은 금속이온 제거능을 보이는 것으로 나타났다. 저장기간에 따른 금속이온 제거능의 변화를 살펴보면 저장기간이 증가할수록 대조군은 감소하여 저장 15일에는 56.56%로 약 17% 정도 감소하는 경향이었다. 실험군 김치는 저장기간 동안 금속이온 제거능의 값이 대조군보다 저장기간 내내 약간 높은 것으로 나타났지만 시료 채취 오차 등을 감안하면 큰 차이는 아닌 것으로 보인다.

[표 11](unit : %)

타. 종합적 기호도

실험군 김치와 대조군 김치의 저장기간에 따른 맛, 향, 색에 대한 종합적 기호도를 측정한 결과는 표 12와 같다.

표 12를 참조하면, 대조군 김치는 제조 직후 종합적 기호도는 3.73으로 시작하여 저장기간이 증가할수록 종합적 기호도는 증가하여 저장 7일에 4.18이었고 그 후부터는 서서히 감소하여 저장 15일에는 3.72의 종합적 기호도로 나타났다.

이와 같이 저장기간 중 종합적 기호도가 증가하였다가 감소하는 이유는 김치가 발효에 의해 7일경에 최적 숙성기에 이르고 산의 생성 등에 의해 기호도가 감소하기 때문인 것으로 보여진다. 한편 실험군 김치의 경우, 제조직후 대조군보다는 약간 낮은 3.58의 종합적 기호도를 보였고 대조군과 비슷한 경향으로 종합적 기호도가 변화하였다. 이와 같이 종합적 기호도가 대조군에 비하여 다소 낮은 이유는 기존 김치와 달리 흑마늘의 검정색과 상황버섯 균사체의 황색 때문에 관능검사 요원들의 비선호도 때문인 것으로 보일 뿐 맛, 향 및 조직감에 있어서는 큰 차이가 없었다.

[표 12]

파. 면역활성

a. 마이토젠 활성측정 (Mitogenic activity)

Lymphocyte 마이토젠 활성은 MTT assay법으로 측정한다. 즉, MTT assay는 ICR mouse로부터 비장을 적취한 후 ice cold RPMI-1640 medium이 담겨져 있는 petri dish에 옮기고 금속체 (mesh #100)를 비장위에 위치시킨 다음 주사기의 고무마개로 누르면서 비장으로부터 세포를 방출시킨다. 이 액을 금속체 (mesh #200)를 사용하여 여과하고 저장액 용혈법에 의해 적혈구를 제거하고 상기 medium으로 3번 세정한 후 세포농도를 5×106 cells/mL RPMI-1620으로 조정하고 90μL씩을 96 well plate에 분주한 다음 열수추출물(hot-water extracts) 10μL를 가하고 37℃, 3일간 5% CO₂ 배양기에서 배양한다. 그 후 1 mg/mL 농도의 MTT 용액을 가하고 37℃, 5% CO₂ 배양기에서 5~6시간 반응시킨 후 생성된 MTT formazan 침전물을 얻기 위해 조심스럽게 상등액을 제거하고 이때 얻어진 formazan은 100 μL의 0.04 N HCl/isopropanol을 가하여 5분간 용해하고 동량의 물을 가한 후 570 nm에서 흡광도로 lymphocyte 증식도를 측정하였다.

도 3은 실험군 김치 및 대조군 김치의 열수추출물의 마이토젠 활성 효과를 나타내는 그래프이다.

도 3을 참조하면, 마이토젠 활성에서는 대조군 김치의 열수추출물(Kimchi Control)이 샘플 없이 생리식염수(saline)로 처리된 군(Saline Control)의 1.11배의 활성을 보인 반면, 실험군 김치로부터 조제된 열수추출물은 대조군 김치에 비하여 7일 경과 후에 증가된 활성을 나타내었으나, 발효(숙성) 기간의 연장에 따라 증가되는 경향을 보이지는 않았다. 그러나 실험군 김치의 활성이 대조군 김치보다 증가되는 경향을 확인할 수 있었다.

이로 인해 마이토젠 활성이 기존 김치보다 증가되어 면역활성에 기여함을 확인할 수 있었다. 또한 실험군 김치의 최적 숙성시기는 조제 후 7일경과시의 김치가 15일 경과 시의 김치보다 우수함을 알 수 있다.

b. Peyer's patch를 통한 골수세포 증식활성

골수세포 증식 활성성분은, 장관면역계를 구성하는 소장의 Peyer's patch로부터 얻은 세포를 활성화시키고 얻은 증식인자로 골수세포와 반응함으로써 증식정도를 측정하였다.

우선, LPS(lipopolysaccharide) 비의존성인 C3H/He 마우스의 소장을 채취하고 소장벽의 Peyer's patch를 잘라 차가운 RPMI-1640 medium이 있는 petridish에 이동시킨다. 금속체를 (mesh ＃100) 패치 위에 놓고 주사기 고무마개로 누르면서 패치로부터 세포를 방출한 후 이 세포현탁액을 금속체(mesh ＃200)를 사용하여 여과하고 상기 배지로 세 번 세정한다. 세포농도를 2×106 cells/mL RPMI-1640으로 조정, 200 μL씩을 96 well plate에 분주하고 37℃에서 5일간 5% CO2 배양기에서 배양하여 상등액을 회수하여 이 상등액을 골수세포 증식활성측정용 세포배양 상등액으로 사용한다. 동일 mouse의 정강이 뼈로부터 RPMI-1640 medium을 주입하면서 골수세포를 회수하고 상기와 같이 여과, 세정하고 2.5×105 cells/mL RPMI-1640으로 조정한다. 골수세포의 증식도 측정은 Alamar Blue 환원측정법을 사용하는데 조정된 골수세포액 100 μL씩을 96 well plate에 분주한 후 Peyer's patch 세포로부터 얻은 세포배양 상등액 및 RPMI-1640 medium 50 μL와 함께 37℃에서 6일간 배양한다. 배양 종료 5시간 전에 Alamar Blue 용액 20 μL를 첨가하고 Fluoroskan II를 이용하여 형광세기를 excitation 544 nm와 emission 590 nm에서 측정한다. 시료의 골수세포 증식촉진활성은 대조구와의 차이로부터 골수세포의 증식도를 정량화한다.

도 4는 실험군 김치 및 대조군 김치의 열수추출물에 대한 Peyer's patch를 통한 골수세포 증식활성 효과를 나타내는 그래프이다.

도 4를 참조하면, 소장점막에 분포하고 있는 국소면역조직인 Peyer's patch 세포를 자극하여 순환계 면역반응이 활성화되는 지표로 골수세포 증식활성을 살펴본 결과, 흑마늘과 현미상황균사체를 첨가하여 숙성일별로 살펴본 기능성 김치군 (실험군7일 : 1.11배, 실험군15일 : 1.17배)에서 김치없이 생리식염수 처리한 군(Saline Control)보다 유의적으로 약간 활성이 높음을 보여주었으며, 마이토젠 및 마크로파지와는 달리 7일보다 15일 숙성이 경과된 시료에서 활성이 다소 증가하여 관련된 활성물질이 다름을 나타내는 것으로 보이나 기능성 김치 열수추출물에서도 생마늘이 첨가된 기존 김치군 (Kimchi Control, 대조군의 1.17배)과는 다른 활 성과는 달리 오히려 감소하였거나 유사한 정도의 활성만을 가지고 있음을 보여주었다.

c. 마크로파지(Macrophage) 증식활성

마크로파지 활성도는 macrophage lysosomal phosphatase 활성측정으로 실시한다.

즉, 5-10주령 웅성 ICR Mouse의 복강에 1 mL의 thioglycollate medium을 주입한 뒤 48-72시간 후에 RPMI-1640 medium으로 mouse의 복강을 세척한 후 마크로파지를 복강으로부터 회수한다. 회수된 마크로파지를 RPMI-1640 medium으로 두 번 세척하고 세포수가 1×106 cells/mL RPMI-1640이 되도록 RPMI-1640 medium에 재분산시킨다. 이 분산액을 96-well plate의 각 well에 180 μL씩 분주한 후 37℃, 5% CO2 배양기에서 2시간 동안 배양하여 마크로파지 세포가 각각의 well plate의 기벽에 부착하여 monolayer를 형성시킨다. 두 시간 후, non-adherent cell들은 세척하여 제거하고 10% fetal bovine serum (FBS)을 함유한 RPMI-1640 medium을 각 well에 180 μL씩 분주하고 시료 20 μL을 가하여 37℃, 5% CO2 배양기에서 24시간 재배양하여 마크로파지를 활성화시킨다. 이렇게 활성화된 마크로파지의 monolayer에 0.1% triton X-100 (25 μL)을 가하여 마크로파지의 세포막을 용해시켜 이 때 분비되는 lysosome의 phosphatase에 기질로서 100mM p-nitrophenyl phosphate (150μL) 및 0.1M citrate buffer(50μL)와 같이 넣어주어 1시간 동안 산성상태에서 반응시킨 후 0.2M borate buffer를 가하여 반응을 정지시켜 ELISA reader로 405 nm에서 흡광도를 측정하여 phophatase의 활성을 측정한다.

실험군 김치를 4℃에서 숙성시키면서 7일 및 15일 경과에 따라 이들로부터 열수추출물을 조제하였다. 즉, 각각의 김치를 전량 homogenizer를 이용하여 파쇄한 후 액상을 포함한 시료에 물을 첨가하여 교반한 후 상등액을 동결건조하여 김치의 열수추출물을 조제하였다.

ICR 복강에 thioglycollate medium을 주사하여 회수한 마크로파지의 증식활성을 lysosomal enzyme activity에 의해 측정한 결과, 도 5에서 나타내는 것처럼 대조군 김치의 열수추출물(Kimchi Control, 1.09배)에 비하여, 실험군 김치의 열수추출물의 경우에도, 7일 경과 후에 (실험군7일) 1.24배를, 15일 경과 후에 (실험군15일) 1.16배의 활성을 보여 김치 첨가없이 생리식염수로만 처리한 군(Saline Control)보다는 유의적으로 활성이 증가됨을 보여주었으나 시간이 지날수록 감소됨을 나타내었다.

이러한 경향은 마이토젠에서도 유사하였는데, 유의적으로 큰 차이를 보이지는 않았으나 최적 숙성시기는 마이토젠과 마찬가지로 1주일이 적당한 것으로 보이며 흑마늘과 현미상황균사체를 첨가한 경우에 기능성이 보강되고 있음을 나타낸 것으로 보인다.

하. 항암활성

암세포주 (MCF7 (유방암), NCI-H460 (폐암), MKN45 (위암), HCT116 (대장암)) 등의 세포주에 대한 시료의 독성 효과는 MTT assay 방법으로 측정하였는데, 각각의 암세포는 10% FBS, 1% antibiotics를 첨가한 RPMI medium 1640 배지에서 37℃, 5% CO2 조건으로 배양하고 배양된 암세포는 trypsin/EDTA (1mM) 용액을 첨가하여 T-flask 바닥으로부터 cell을 완전히 분리하여 RPMI 배지에 재용해한다. 세포수가 1.5×104/mL (NCI-H460), 2×104/mL (MCF7, HCT116)이 5×104/mL (MKN45)가 되도록 셀 용액의 농도를 조정하고 시료는 곧바로 0.22μm membrane filter로 여과멸균한 뒤 MTT assay에 사용함. Positive control로 cisplatin (0.5 mg/mL)을 사용하였으며 시료의 세포 독성효과는 아래의 식에 의해 계산된다.

Cytotoxic activity (%) = (1-(A550Sample ÷ A550nagative control))×100

표 13은 흑마늘과 현미상황균사체를 첨가하고 조제한 기능성 김치의 열수추출물을 조제하고 이들의 암세포주에 대한 독성활성을 살펴본 결과를 나타낸 것이다.

표 13을 참조하면, 김치제조 후 7일 또는 15일이 경과된 실험군 김치로부터 조제한 열수추출물의 유방과 폐암 세포주에 대한 항암활성에서는 기존김치와 비교하여 뚜렷한 활성의 차이를 보여주지는 않았다. 그러나 위암과 대장암 세포주에 대해서는 7일 경과 후 숙성된 김치로부터 조제된 열수추출물이 대조군 김치의 열수추출물과 비교하여 항암활성이 증가되고 있음을 보여주었으며 15일 경과군보다 오히려 증가하고 있다.

이러한 결과로부터 흑마늘과 현미상황균사체가 첨가된 기능성 김치류의 항암활성은 위암과 대장암에서 우수한 암세포 억제효과를 보여주어 기능성 김치로서의 생리활성이 증진되고 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 실험군 김치의 최적숙성시기는 1주일인 것이 가장 적절한 것을 알 수 있었다.

[표 13]

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 흑마늘 및 상황균사체 분말이 포함된 생리활성 강화 보쌈용 김치는 흑마늘 및 상황균사체 분말을 함께 첨가함으로써 항산화, 면역 및 항암활성 등의 생리활성이 강화되며, 기호도에 있어서도 기존 김치에 비하여 저하되지 않았다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

도 2는 실험군 김치 및 대조군 김치의 저장기간에 따른 산도 변화를 나타낸 것이다.

도 3은 실험군 김치 및 대조군 김치의 열수추출물에 대한 마이토젠 활성 효과를 나타내는 그래프이다.

도 5는 실험군 김치 및 대조군 김치의 열수추출물에 대한 마크로파지 활성 효과를 나타내는 그래프이다.

Claims

흑마늘 및 상황균사체 분말을 첨가하는 양념 소의 제조 단계;및

상기 양념 소를 이용하여 김치를 제조하는 단계를 포함하는 생리활성 강화 김치의 제조 방법으로,

상기 생리활성 강화 김치는 흑마늘 및 상황균사체 분말 무첨가 김치에 비하여 플라보노이드 함량 및 폴리페놀 함량이 높고,

김치 저장에 따른 과산화 지질 생성 억제능을 갖는 것을 특징으로 하는 생리활성 강화 김치의 제조 방법.
제 1항에 있어서,

상기 상황균사체 분말은 현미상황균사체 분말인 것을 특징으로 하는 생리활성 강화 김치의 제조 방법.
제 1항에 있어서,

상기 양념 소는 절임무채, 고춧가루, 백설탕, 흑마늘, 현미상황균사체 분말, 배, 미나리, 염장새우, 양파, 생강, 쪽파, L-글루타민산나트륨, 참기름, 참깨 또는 5'-리보뉴클레오티드이나트륨을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 생리활성 강화 김치의 제조 방법.