KR101951080B1 - 기능성 오디 추출물 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기능성 오디 발효추출물의 제조방법 및 이를 이용한 건강기능성 식품의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의해 제조된 오디 발효추출물은 안토시아닌 함량이 높고, 항산화, 고혈압 개선, 항당뇨 효과가 우수한 것으로 확인되었다.

Description

기능성 오디 추출물 및 이의 제조방법{Functional mulberry extract and manufacturing method thereof}

본 발명은 기능성 오디 추출물 및 이의 용도에 관한 것으로서 보다 구체적으로 차가버섯 균사체로 발효시킨 오디 발효추출물을 포함하는 항산화, 고혈압 개선, 항당뇨 효과가 우수한 오디 추출물의 제조방법 및 이를 이용한 건강기능성 식품의 제조방법 등에 관한 것이다.

오디(Mulberry)는 뽕나무과에 속하는 낙엽교목인 뽕나무(Morus alba L.)의 열매로서 다량의 과당과 포도당을 함유하고 있을 뿐만 아니라 안토시아닌, 플라보노이드 및 파이토알렉신과 같은 여러 유용한 생리활성물질을 함유하고 있어 다양한 효능을 나타내는 것으로 확인되고 있다. 특히 오디는 여러 베리류에 많이 포함되어 있는 안토시아닌 계열의 물질인 시아니딘-3-글루코시드(cyanidin 3-glucoside, C3G)를 높은 함량으로 포함하고 있어 항산화 및 노화억제 효과가 우수한 것으로 알려져 있으며, 당뇨병성 방광병증(대한민국 공개특허공보 제10-2013-0112592호), 당뇨병성 발기부전(대한민국 공개특허공보 제10-2013-0025990호), 유방암(대한민국 공개특허공보 제10-2016-0065304호) 등의 질병에 대해서도 질병 개선 효과를 나타내는 것으로 보고되고 있다.

이러한 오디의 유용성분에 대한 연구결과를 바탕으로 오디 또는 그 성분을 활용한 여러 기능성 제품들이 개발되고 있는데, 가령 대한민국 등록특허 제 10-1186925호는 티로시나아제 저해 활성과 멜라닌 생성 억제 활성을 가지는 오디 추출물과 율무 종자 추출물을 이용한 피부 미백제 조성물을, 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0119983호는 알츠하이머성 치매의 예방 또는 치료, 기억력 증진에 유용한 약제 및 건강 기능 식품 등으로 활용될 수 있는 뽕나무 열매 추출물을 유효성분으로 함유하는 아세틸콜린에스테라제 억제용 조성물을, 대한민국 등록특허 제 10-1276094호는 오디를 갈아 오디즙을 만들고, 다시 이를 농축한 농축액을 사용함에 의해 안토시아닌 및 레스베라트롤을 다량 함유하고 있는 '항산화 기능성 오디 음료'를 각각 개시하고 있다.

본 발명의 목적은 차가버섯 균사체로 발효시킨 오디 발효추출물을 특정 조건에서 추출하여 여러 기능성 성분들의 함량이 증가된 오디 발효추출물 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 차가버섯 균사체로 발효시킨 오디 발효추출물을 이용한 식품 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 오디 생과 대비 생수를 20~50 중량% 첨가한 후 분쇄하여 오디 생과 분쇄액을 얻는 분쇄단계; 상기 오디 생과 분쇄액에 차가버섯 균사체 배양액을 접종하여 발효시키는 발효 단계; 상기 발효 단계에서 생성되는 발효산물을 여과하여 얻어진 여액의 3∼5 중량비의 정제수를 첨가하여 1차 교반하는 단계; 상기 1차 교반한 용액에 상기 정제수와 동일 중량의 n-헥산을 첨가하여 35 내지 45℃에서 60 내지 180분 동안 2차 교반하는 단계; 상기 2차 교반한 용액을 층분리하는 단계; 상기 층분리된 용액으로부터 정제수 가용성 분획부와 n-헥산 가용성 분획부를 분리하는 단계; 및 상기 분리된 n-헥산 가용성 분획부를 감압 농축하여 엑기스를 얻는 단계를 포함하는 오디 추출물의 제조방법을 제공한다.

본 발명자들은 오디의 항산화 활성 등 기능성에 주목하여 이를 더욱 개선시키기 위해 예의 연구노력한 결과, 차가버섯 균사체 배양액으로 오디를 발효시키는 경우, 발효산물의 안토시아닌 함량이 증가하고, 항산화, 고혈압 개선, 항당뇨 효과가 개선되는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.

본 발명에서 사용되는 용어, "추출물"은 오디를 추출 처리에 의하여 얻어지는 추출액, 상기 추출액의 희석액이나 농축액, 상기 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 상기 추출액의 조정제물이나 정제물, 또는 이들의 혼합물 등, 추출액 자체 및 추출액을 이용하여 형성 가능한 모든 제형의 추출물을 포함한다. 본 발명의 상기 추출물은 바람직하게 추출 후 건조 분말 형태로 제조되어 사용될 수 있다.

한편, 차가버섯의 학명은 이노노투스 오블리쿠아(Inonotus obliqua) 또는 퍼스코포리아 오블리쿠아(Fuscoporia obliqua)이다. 러시아에서는 차가(Chaga)로 불리우며, 일본에서는 카바노아나타케로 불린다. 균핵 형태는 표면이 검고, 종횡으로 균열이 많으며, 내부는 황갈색이다. 균사가 조밀하게 모여 만드는 딱딱한 덩어리인 균핵이 주로 약용으로 사용하는 부분이다. 균핵의 직경은 10 내지 20cm 정도로 대형이다. 자실체의 두께는 2 내지 8mm 정도이고 전면에 관공이 있으며 강모체는 여러개이다. 차가버섯은 자작나무류(Betula sp.), 특히 자작나무(Betula platyphylla var. japonica)에서 발생한다. 자작나무류에 검은 암 덩어리처럼 붙어 있다가 그 덩어리가 점차 커지면서 자작나무류가 점차 죽어가는 반활물, 반사물 기생버섯이다.

본 발명에서 사용되는 용어 '발효 추출물'이란, 차가버섯이 성장할 수 있도록, 오디 착즙액, 생과액, 추출액 등을 배지로 하여 차가버섯 균사체를 접종하고 배양한 배양물로부터 수득한 배양결과물을 의미하며, 바람직하게는 n-헥산을 용매로 사용하여 추출 처리에 의하여 얻어지는 오디 추출액을 배지로 하여 차가버섯 균사체를 접종하고 배양한 배양물로부터 수득한 배양결과물을 의미한다.

본 발명에서 이용되는 차가버섯은 자연산 또는 인공배양에 의한 것이다. 인공배양은 액체배양법과 고체배양법을 모두 사용할 수 있다. 액체배양은 차가버섯 균주를 포도당, 펩톤, 효모추출액을 필수 성분으로 포함하는 액체배지에서 3 내지 30일간 배양하여 균사체를 얻는다. 배지에는 상기 필수 성분 외에 인산 제2칼륨, 황산마그네슘, 염화칼슘 등의 무기물과 황산철, 황산아연, 황산구리 등의 미량원소를 첨가하여 균사체의 발육을 돕도록 할 수 있다. 배지의 pH는 5~7, 온도는 20℃ 내지 30℃ 정도로 조절한다. 고체배양법으로는 원목배양법을 이용하는데, 차가버섯 균주를 원목에서 배양하여 자실체를 얻는다, 원목배양을 위한 종균제조를 위하여 원목 톱밥에 미강을 첨가한 배지에, 맥아추출물배지에서 배양된 차가버섯균사를 떼어내 접종하고 20 내지 30 일간 20℃ 내지 30℃ 암 조건하에서 배양한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 발효는 발효온도 20~30℃, 및 발효시간 7 일 내지 21 일 동안 수행하는 것이 오디 추출액의 항산화 활성, 항당뇨 활성, 및 항비만 활성 증가에 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 1차 교반하는 단계는 교반기에서 500∼800rpm으로 1시간 동안 교반하는 것을 특징으로 하며, 상기 2차 교반은, 교반기에서 500∼800rpm으로 1시간∼3시간, 30∼50℃에서 교반하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 분리된 n-헥산 가용성 분획부는 50∼70℃에서 감압 농축되는 것을 특징으로 하며, 상기 조건에서의 농축이 항산화 물질들의 파괴를 최소화하며, 생성되는 오디 발효추출물의 항산화 활성, 항당뇨 활성, 및 항비만 활성 증가에 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 방법은 상기 감압농축하여 생성된 농축액을 분무 건조하여 발효추출물을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 오디 발효추출물에 함유된 안토시아닌은 발효추출물의 전체 중량의 2∼4 중량％인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 오디 발효추출물의 제조방법에 의해 생산된 오디 발효추출물을 제공한다.

본 발명의 오디 발효추출물은 상술한 본 발명의 오디 발효추출물의 제조방법에 의해 제조되는 것으로서, 이 둘 사이에 공통된 내용은 반복 기재에 따른 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.

또한, 본 발명은 상기 오디 발효추출물을 이용한 기능성 식품 조성물을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 식품 조성물은 캡슐, 환, 과립, 분말, 캔디, 껌, 정제, 음료, 시럽 등의 형태일 수 있다. 본 발명의 일실시예에 있어서, 기능성 식품 조성물은 여러 부재료들을 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 식품 조성물은 차가버섯 균사체로 발효시켜 상기 오디 발효추출물의 제조방법에 의해 제조된 발효추출물과 설탕을 중량비 1:1로 혼합 후 6개월간 숙성시키는 단계; 상기 숙성물을 70℃의 중불에서 10분간 가열하면서 교반하는 단계; 및 펙틴을 첨가하고 응고시킨 후 가열을 중지하고 구연산과 비타민 C를 첨가하여 혼합 후 살균처리하는 단계를 포함하는 방법으로 제조된 잼일 수 있다.

본 발명에 의해 제조된 오디 추출물은 안토시아닌 함량이 높고, 항산화, 고혈압 개선, 항당뇨 효과가 우수한 것으로 나타났으므로 건강기능성 식품 등에 유용하게 이용될 수 있다.

이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다 할 것이다.

< 실시예 1>

오디 열매 분쇄물의 제조

오디 열매를 약 -30℃의 온도로 30분간 급냉시킨 후 분쇄기로 분쇄한 후 분쇄물을 체(Sieve)로 걸러 일정 크기(약 45 mesh) 이하의 입자로 선별하였다. 위 분쇄물과 분쇄물 대비 물 20 중량%를 혼합한 후 분쇄물의 입자가 고르게 섞이도록 교반하였다.

추가적으로 위 교반된 재료 분쇄물을 실온에서 5일간 냉침한 후 냉침된 재료를 원심분리기로 원심분리(1200~1500rpm, 1분~1분30초)하여 오디 열매 추출액을 얻었다. 상기 냉침 과정동안 분쇄물의 수분이 녹으면서 침전물이 액체의 하부로 침전되게 된다.

그 후, 원심분리된 추출액을 살균 및 여과한 후 차가버섯 균사체 배양액과 혼합하였다.

<실시예 2>

차가버섯 균사체의 제조

차가버섯 균주를 PDA(potato dextrose agar) 배지에 접종하여, 30℃ 온도에서 7주간 배양하여 차가버섯 균사체를 준비하였다.

<실시예 3>

오디 추추물의 제조

상기 실시예 1의 오디 열매 추출액과 실시예 2의 차가버섯 균사체 배양액을 혼합한 후 25℃에서 14일 동안 교반시킨 후 불순물을 제거하여 오디 발효물을 제조하였다. 상기 발효물에 3∼5 중량비의 정제수를 첨가하여 식품용 교반기로 600rpm으로 1시간 교반한 후 첨가한 정제수와 같은 중량의 n-헥산을 첨가하여 식품용 교반기로 600rpm으로 30분, 30℃에서 교반하고 정제수 가용성 분획부와 n-헥산 가용성 분획부를 분리한다. n-헥산 가용성 분획부를 50∼70℃로 감압 농축하고 얻어진 엑기스를 분무건조하여 발효추출물을 제조하였다.

또한, 상기 실시예 2에서 준비한 차가버섯 균사체로 발효하지 않은 오디 열매 추출액을 n-헥산을 첨가하여 추출한 추출물을 비교예로 사용하였다.

<실시예 4>

오디 추추물의 안토시아닌 함량 분석

상기 실시예에서 제조된 발효추출물의 안토시아닌 함량은 Wrolstad 등 (2001)에 의한 pH differential method에 의하여 분석하였다. 상기 실시예에서 제조된 발효추출물 3g 에 0.5 % HCL-methanol 30 mL를 가하여 vortex mixer로 혼합하여 잘 섞은 후 24 시간 동안 실온의 암소에서 방치하여 추출하였다. 추출액은 여과지(Whattman No.2)로 여과한 후 각 추출물 0.5 mL에 0.025 M potassium chloride buffer(pH 1.0)와 0.4 M sodium acetate buffer(pH 4.5)를 가하여 최종 부피를 5 mL로 한 다음 분광광도계(HP-8452A Diode Array Spectrophotometer, Hewlett Packard)로 535㎚에서 흡광도를 측정하였다. 측정된 값을 이용하여 다음의 식에 대입하여 총 안토시아닌의 함량을 계산하였으며(Fuleke 등 1968, 전순실 등 2001, 박성준 등 1994) 총 3회 반복 측정하여 그 평균값을 구하였다.

총 안토시아닌 함량 (㎎) = O.D × 200/W × 100 × 1/65.1

(O.D = 흡광도, W = 시료의 무게(g), 200 = 희석배수, 65.1 = 흡광계수)

그 결과, 상기 실시예 3의 발효추출물의 안토시아닌 함량은 2.3%(w/w)로 발효처리하지 않은 추출물의 2배 이상 증가된 값으로 측정되었다.

<실시예 5>

오디 추출물의 항산화 효과 분석

상기 실시예 3에 따라 제조한 발효추출물의 항산화 효과는 Blois의 방법에 준하여 각 시료에 2,2-diphenyl-1-picryhydrazyl(DPPH)에 대한 수소공여 효과로 측정하였다. 실시예 3에서 준비한 발효추출물과 발효되지 않는 비교예의 추출물 시료를 80％ 메탄올로 녹여 최종농도를 10ug/mL, 100ug/mL 및 1000ug/mL로 하였다. 일정 농도의 시료 1mL에 0.2mM DPPH용액(99％ methanol)을 1mL 가하고, 10초 동안 혼합하여 37℃에서 30분간 반응시켰다. 이 반응액을 분광광도계(CARY 50 BIO, VARIAN, USA)를 사용하여 517nm에서 흡광도를 측정하였고, 전자공여능은 다음과 같은 계산식에 의해 계산하였다.

*전자공여능(％)=[1-(시료첨가구의 [0076] 흡광도/무첨가구의 흡광도)]×100

자유라디칼은 노화와 질병의 원인 중의 하나이다. 자유라디칼은 적어도 한쌍의 짝을 짓지 않은 전자를 포함하는 것을 말하며, 원자 및 분자는 기본적으로 어떤 물질과 전자를 공유하여 안정화되려고 하며, 생체 내에 수많은 자유라디칼 등 활성산소 종을 생성하게 한다. 이들 활성 산소 종은 각종 성인병과 노화를 일으킨다. 따라서 자유 라디칼을 제거 할 수 있는 능력을 측정함으로서 항산화력을 측정할 수 있다. 자유 라디칼 소거능 측정에 사용되는 2,2-diphenyl-1-picryhydrazyl(DPPH)는 짙은 자주색을 나타내며 그 자체가 질소 중심의 라디칼로서 라디칼 전자의 비 편재화에 의해 안정화된 상태로 존재한다. 또한, 비교적 안정할 라디칼은 갖고 있으며 그것의 흡수 전자에 의해 516nm 부근에서 흡수 극대를 나타내는데 전자 또는 수소를 받으면 517nm 부근에서 흡광도가 감소하며 다시 산화되기 어렵다. 따라서 라디칼을 환원시키거나 상쇄시키는 능력이 크다면 높은 항산화 활성 및 활성산소를 비롯한 다른 라디칼에 대한 높은 제거 활성을 기대할 수 있기 때문에 특정 물질의 항산화능을 측정하는데 주로 이용되고 있다.

본 발명의 분말엑기스의 항산화 활성으로서 전자공여능을 측정한 결과 표준시료인 비타민 C(대조구)는 99％, 발효추출물은 92％~96％로 나타나 비타민 C에 비해 동등한 정도의 항산화 활성을 보였으며, 본 발명의 발효추출물은 항산화 활성이 우수함을 알 수 있었다.

<실시예 6>

오디 추출물의 항당뇨 효과 분석

1. 실험방법

당뇨유발 시약 Streptozotocin(sigma S-0130)을 이용하여 실험동물(rat 수컷 체중 200±10g)의 복강에 주사하고 일주일 후 쥐(rat)의 안구에서 채혈한 다음, 혈당측정기를 이용하여 혈당 측정 후, 혈당이 고혈당으로 높아진 쥐를 선발하여 실험동물로 이용하였다. 처리방법은 다음과 같다.

① 당뇨 유발된 쥐를 선발하여 한 처리구에 20수씩을 배치하였다.

② 본 발명에 따른 차가버섯 균사체로 발효한 오디 발효추출물을 급여하지 않는 대조군과, 3ml/1일/수, 2.5ml/1일/수, 2.0ml/1일/수 등의 급여군으로 나누어 총 4처리구로 하였다. 투여 방법은 존데(sonde)를 이용하여 매일 경구 투여하는 것으로 하였다.

③ 실험기간은 4주일 간 실시하였으며 실험 개시 전 혈당측정을 비롯하여 일주일 간격으로 총 5회에 걸쳐 경구채혈 하여 혈당을 측정하였다.

2. 실험 결과

가. 체중 측정 결과

실험기간 동안 일주일 간격으로 체중을 측정한 결과 본 발명의 발효추출물 투입군은 처음 혈당치가 높았을 때는 체중이 감소하는 결과를 보였으나 3주일이 경과한 후 거의 정상적으로 증가하는 현상을 보였다. 반면 대조군의 경우는 체중이 4주 동안 회복의 기미가 보이지 않았다.

나. 혈당 측정 결과

혼합물 투여를 한 경우는 2주일 만에 정상수치의 혈당을 얻을 수 있었다. 그래서 3주간만 투여하고 정상수치가 계속 지속되는가를 알아보기 위하여 1주일 동안은 투여하지 않았다.

① 미투여군 : 최초 434.90mg/dl에서 2주일이 지난 후에는 241.10mg/dl로 회복의 가능성을 보였으나 4주일 경과 후에는 396.44mg/dl로 악화되었다.

② 2.0ml 투여군 : 최초 293.7mg/에서 2주일이 지난 후에는 132.80mg/dl로 거의 정상적인 회복을 보였다. 그러나, 3주 지속 투여 후, 4주차의 미투여 기간 경과 후에는 162.93mg/dl로 다소 높아지는 경향 보였다.

③ 2.5ml 투여군 : 최초 292mg/dl에서 2주일이 지난 후에는 104.6mg/dl로 완전히 정상으로 측정되었다. 또한, 3주 지속 투여 후, 4주차의 미투여 기간 경과 후에도 119.61mg/dl의 정상범위의 혈당을 유지하는 경향을 보였다.

④ 3.0ml 투여군 : 최초 307.6mg/dl에서 2주일이 지난 후에는 101.7mg/dl로 완전히 정상적인 결과를 보였다. 또한, 3주 지속 투여 후, 4주차의 미투여 기간 경과 후에도 114.2mg/dl의 정상범위의 혈당을 유지하는 경향을 보였다.

<실시예 7>

오디 추출물을 이용한 오디잼의 제조

상기 본 발명의 차가버섯 균사체로 발효한 오디 발효 추출물과 설탕을 중량비 1:1로 항아리에 혼합 후 비닐로 밀봉한 후 6개월간 발효 및 숙성시켰다. 6개월 후 항아리로부터 오디 발효추출물을 꺼내어 체(20 mesh)를 통과시켜 여과하여 오디발효 건데기와 오디청액을 각각 제조하였다.

상기 오디발효 정제과육(300 g)에 오디청액 250 ml을 가하여 혼합한 후 70℃ 중불에서 10분간 가열한 다음 교반하고 250 메쉬체를 통과시킨 후 다시 여기에 펙틴 0.6 g을 가하여 서서히 저어가면서 응고시킨 다음 가열을 중지하고 약간 식힌 후, 다시 여기에 구연산 0.3 g과 비타민 C 0.03 g을 각각 첨가하여 혼합하여 입병하고 거꾸로 뒤집어 6시간 살균한 다음 뚜껑을 닫아 최종 오디잼 500 g을 제조하였다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항 들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (5)

1. 오디 생과 대비 생수를 20~50 중량% 첨가한 후 분쇄하여 오디 생과 분쇄액을 얻는 분쇄단계;
   상기 오디 생과 분쇄액에 차가버섯 균사체 배양액을 접종하여 20~30℃에서 7 일 내지 21 일 동안 발효시키는 발효 단계;
   상기 발효 단계에서 생성되는 발효산물을 여과하여 얻어진 여액의 3∼5 중량비의 정제수를 첨가하여 1차 교반하는 단계;
   상기 1차 교반한 용액에 상기 정제수와 동일 중량의 n-헥산을 첨가하여 35 내지 45℃에서 60 내지 180분 동안 2차 교반하는 단계;
   상기 2차 교반한 용액을 층분리하는 단계;
   상기 층분리된 용액으로부터 정제수 가용성 분획부와 n-헥산 가용성 분획부를 분리하는 단계; 및
   상기 분리된 n-헥산 가용성 분획부를 감압 농축하여 엑기스를 얻는 단계;를 포함하는 오디 발효추출물의 제조방법.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 감압농축은 50∼70℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
   
4. 제1항 및 제3항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 오디 발효추출물.
   
5. 제4항의 오디 발효추출물과 설탕을 중량비 1:1로 혼합 후 6개월간 숙성시키는 단계;
   상기 숙성물을 70℃의 중불에서 10분간 가열하면서 교반하는 단계; 및
   펙틴을 첨가하고 응고시킨 후 가열을 중지하고 구연산과 비타민 C를 첨가하여 혼합 후 살균처리하는 단계;를 포함하는 오디잼의 제조방법.