KR20160049732A

KR20160049732A - 여주 발효 추출물 제조방법 및 이에 의해 제조된 기능성 식품 소스 및 기능성 발효 음료

Info

Publication number: KR20160049732A
Application number: KR1020140147292A
Authority: KR
Inventors: 은봉기; 윤영걸; 김현표
Original assignee: (주)비락지엔비; 중원대학교 산학협력단
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2016-05-10

Abstract

본 발명에 따른 여주 발효 추출물 제조방법은 (a) 분쇄한 건여주 또는 생여주를 물에 넣고 진탕 추출한 후, 냉각하여 여주 추출물을 수득하는 단계, (b) 상기 단계 (a)에서 수득한 여주 추출물에 유산균을 접종하고, 상기 여주 추출물을 발효시켜 여주 발효물을 제조하는 단계, (c) 상기 단계 (b)에서 얻어진 여주 발효물을 추출하는 단계 및 (d) 상기 단계 (c)에서 추출한 여주 발효물을 농축하여 여주 발효 추출물을 제조하는 단계를 포함한다.
상기한 바와 같이 하여 제조된 여주 발효 추출물은 여주에 포함된 유효성분의 함량 및 체내 흡수율이 효과적으로 증진되어 이를 식품 소스 또는 발효 음료 등의 기능성 식품으로 제조하면, 혈당강하 효과, 항균효과를 가지며, 항산화 활성 및 항암활성이 높고 섭취가 용이하여 의료비를 절감할 수 있으며 국민 건강을 증진시킬 수 있다.

Description

여주 발효 추출물 제조방법 및 이에 의해 제조된 기능성 식품 소스 및 기능성 발효 음료{Method for preparing fermented bitter melon extract and a fu nctional food sauce and a functional fermented drink manufactured thereby}

본 발명은 여주 발효 추출물 제조방법 및 이에 의해 제조된 기능성 식품 소스 및 기능성 발효 음료에 관한 것이다.

여주(Momordica charantia L.)는 박과(Cucurbitaceae)에 속하는 채소 또는 약용식물로 주로 열대나 아열대 지역에서 자라며, 주로 열매를 식용으로 이용하는데, 쓴맛이 강하여 일반적으로 영문으로는 bitter gourd 또는 bitter melon이라고 불린다.

상기한 여주는 아시아와 아프리카에서도 오래전부터 식재료나 약용으로 활용하여 왔다. 일례로, 아프리카에서는 여주를 구충제로 이용하거나 천연두 또는 홍역 등의 전염병 치료나 헤르페스 같은 질환 치료에 사용되어 왔다. 또한, 동남아 지역과 남미에서는 말라리아를 예방하는데 사용된다. 최근의 한 논문에서는 여주가 실험적으로 에이즈 바이러스의 감염을 억제하는 효과가 있다고 발표하기도 하였다. 아울러, 우리나라와 중국의 한의학에서는 여주는 심장을 보호하는 효능이 있고 면역기능을 높여 암을 예방하는 효과도 발휘하며 여주 열매와 씨앗에 함유되어 있는 성분 중에는 백혈병이나 결장암에 효과가 있는 것으로 보고되었다.

최근 여주가 관심을 끄는 이유는 여주가 당뇨병에 효과가 있는데 이는 여주에 식물성 인슐린이 함유되어 있다고 알려졌기 때문이며, 1962년 한 연구팀은 여주에서 차란틴(charantin)이라는 성분을 최초로 추출해 냈으며, 이 후 여러 연구에 의해서 여주의 트리털페니오드(triterpeniods) 성분들이 실험동물에서 혈당을 떨어뜨리는 효과를 나타냄을 보고하였다.

이 밖에도 상기한 여주는 다양한 종류의 대사 산물이 과실, 잎, 줄기, 뿌리, 종자 등에서 분리되어 지는데, 여주의 열매에는 비타민C, 카란틴, 사포닌, 알칼로이드, 글루코사이드, 지방, 조단백질, 수용성 식이섬유, 미네랄, 에센셜 오일, 후라보노이드, 페놀산, 글리코시드 또는 크리테르펜 등의 유효물질을 다량 함유하고 있는 것으로 나타났다.

따라서, 상기한 바와 같이 유효물질을 다량 함유하고 있는 여주를 보다 효율적으로 이용하기 위한 다양한 연구가 진행되어 왔다. 이와 같은 목적으로 여주를 효과적으로 이용하기 위한 종래 기술의 예로는 한국등록특허공보 제10-2005-0093362호에 개시된 '여주에서 제조된 혈당강하용 사포닌 분획물 및 이를 포함하는 약제학적 조성물'에 관한 기술 내용이 개시되어 있다.

상기한 한국등록특허공보 제10-2005-0093362호에서는, 여주 추출물을 이용한 혈당조절용 조성물을 제조하기 위해서 에탄올을 용매로한 여주 추출물을 부탄올 또는 흡착수지를 이용하여 분획하여 분획물을 제조하고 이를 이용한 인슐린 분비 증강효과에 따른 항당뇨 효능을 가지는 이를 약제학적 혈당 조절용 조성물을 제조하는 방법에 관한 기술 내용이 개시되어 있다.

또한, 여주를 효과적으로 이용하기 위한 종래 기술의 또 다른 예로는 한국등록특허공보 제10-2011-0044582호에 개시된 '미네랄과 아미노산이 강화된 발효 여주 및 우엉을 포함하는 비만 또는 고지혈증의 치료 또는 예방용 약학 조성물 및 그 제조 방법'에 관한 기술 내용이 개시되어 있다.

상기한 한국등록특허공보 제10-2011-0044582호에서는, 여주와 설탕을 1:1 (w:w)로 혼합한 후 발효를 돕기 위해 막걸리에서 분리한 효모인 Saccharomyces cerevisiae 또는 식초 발효에 사용되는 Acetobacter aceti를 접종하여 발효 후 별도의 추출과정 없이 그 발효액을 비만 또는 고지혈증의 치료에 사용하거나, 예방용 약학 조성물로 제조하는 방법에 관한 기술 내용이 개시되어 있다.

그러나, 현재까지 보고된 종래 기술문헌들에서는 발효하여 제조한 여주 추출물에 포함된 유효 성분의 이용도를 증진시키고 여주의 섭취를 보다 용이하도록 할 수 있는 기능성 식품에 대한 연구가 전무하여 이에 관한 연구가 필요한 실정이다.

한국등록특허 제10-2005-0093362호 (2007.04.10) 한국공개특허 제10-2011-0044582호 (2011.10.12) 한국공개특허 제10-2013-0066963호 (2013.06.21) 한국공개특허 제10-2013-0009600호 (2013.01.23)

본 발명은 상기한 바와 같은 기술적 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 여주 추출물을 유산균 발효하여 여주 발효물을 제조하고, 여주 발효물을 추출하여 여주에 포함된 유효성분의 함량 및 흡수율이 증진된 여주 발효 추출물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 여주 발효 추출물을 포함하여 혈당강하 효과와 항균효과를 나타내며, 항산화 활성 및 항암활성이 높은 기능성 식품 소스 및 기능성 발효 음료에 관한 내용을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은, (a) 분쇄한 건여주 또는 생여주를 물에 넣고 진탕 추출한 후, 냉각하여 여주 추출물을 수득하는 단계, (b) 상기 단계 (a)에서 수득한 여주 추출물에 유산균을 접종하고, 발효시켜 여주 발효물을 제조하는 단계, (c) 상기 단계 (b)에서 얻어진 여주 발효물을 추출하는 단계 및 (d) 상기 단계 (c)에서 추출한 여주 발효물을 농축하여 여주 발효 추출물을 제조하는 단계를 포함하는 기능성 소스용 여주 발효 추출물 제조방법을 제안한다.

또한, 상기 유산균은 락토바실러스(Lactobacillus) 속, 비피도박테리움(Bifidobacterium) 속, 류코노스톡(Leuconostoc) 속, 페디오코커스(Pediococcus) 속, 스포로락토바실러스(Sporolactobacillus) 속, 엔트로코커스(Enterococcus) 속 또는 스트렙토코커스(Streptococcus) 속으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유산균은 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus), 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플라타럼(Lactobacillus plantarum) 또는 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides)로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단계 (c)는 70 내지 100 ℃의 물을 이용하여 추출하는 단계인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단계 (c)는, 20 내지 70% (v/v)의 함수 에탄올(Ethanol)을 이용하여 추출하는 단계인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단계 (d)에서 제조된 상기 여주 발효 추출물은 액상 또는 분말 형태인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기한 방법으로 제조된 여주 발효 추출물을 포함하는 기능성 식품 소스를 제안한다.

또한, 상기 기능성 식품 소스는 1 내지 50 중량%의 여주 발효 추출물, 1 내지 10 중량%의 감미료, 1 내지 5 중량%의 향신료, 10 내지 40 중량%의 장류, 10 내지 20 중량%의 육수첨가물, 1 내지 5 중량%의 식염, 1 내지 5 중량%의 조미료 및 1 내지 20 중량%의 야채를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기능성 식품 소스는 액상 또는 분말 형태인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기한 방법으로 제조된 여주 발효 추출물을 포함하는 기능성 발효 음료를 제안한다.

또한, 상기한 기능성 발효음료는 1 내지 30 중량%의 여주 발효 추출물, 1 내지 20 중량%의 과일 또는 한약재 추출액, 30 내지 50 중량%의 정제수, 1 내지 5 중량%의 올리고당, 1 내지 5 중량%의 구연산, 1 내지 5 중량%의 비타민 및 1 내지 5 중량%의 감미료를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 여주 발효 추출물 제조방법에 따르면, 여주 추출물을 유산균 발효하여 여주에 포함된 유효성분의 함량 및 체내 흡수율을 효과적으로 증진시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 발효 추출물로 제조한 기능성 식품 소스 및 기능성 발효 음료는 혈당강하 효과, 항산화 효과, 항암 효과 및 항균 효과를 가지는 여주 발효 추출물을 포함하는 식품 소스 또는 발효 음료로 제조되어 섭취가 용이하여 이를 이용하면 의료비 절감효과와 더불어 국민 건강을 획기적으로 증진시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 여주 발효 추출물 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 정상 rat, 본 비교예 1을 투여한 rat 및 본 실시예 1을 투여한 rat의 혈당치를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 실시예 1 및 본 실시예 2의 세포독성을 지표로 사용되는 세포 생존률(%)을 나타내는 그래프이다.
도 4는 (a) 본 비교예 2 및 (b) 본 실시예 2로 표면 처리된 대장균 배양 배지를 촬영한 이미지이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 여주 발효 추출물은 여주(Momordica charantia L.)를 유효성분으로 포함하여 혈당강하 효과, 항산화 효과, 항암 효과 및 항균 효과 등의 효능을 가지며, 상기한 여주를 유산균을 이용해 발효하여 유효성분의 이용도를 증진시키고 섭취를 보다 용이하도록 할 수 있도록 여주 발효 추출물로 제조하는 것이다.

보다 상세히 설명하면, 본 발명에 따른 여주 발효 추출물 제조방법은 상기한 여주에 포함된 유효성분의 생리활성을 높이기 위해 여주 추출물을 유산균 발효하여 생리활성을 가지는 고역가의 유효성분을 함유하는 여주 발효 추출물을 제조한다. 참고로, 여주 추출물에 포함된 활용 가능한 기질들은 유산균에 의해 발효에 의해서 소화 및 건강에 유리한 플라보노이드(flavonoid) 또는 폴리페놀(polyphenol) 등의 발효 산물을 형성시킬 수 있으며, 유산균 발효에 의해 식품 내 포함되는 바이오제닉 아민(biogenic amines) 등의 유해 성분의 생성을 억제시킬 수 있다.

이와 같은 여주 발효 추출물은 유산균 발효에 의해 여주에 포함된 유효 성분의 함량이 증진되고, 기능성분이 추가로 생성되며, 체내 흡수율이 개선되어 이를 기능성 식품 제조에 이용할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 여주 발효 추출물 제조방법을 나타낸 흐름도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 여주 발효 추출물 제조방법은, (a) 분쇄한 건여주 또는 생여주를 물에 넣고 진탕 추출한 후, 냉각하여 여주 추출물을 수득하는 단계, (b) 상기 단계 (a)에서 수득한 여주 추출물에 유산균을 접종하고, 상기 여주 추출물을 발효시켜 여주 발효물을 제조하는 단계, (c) 상기 단계 (b)에서 얻어진 여주 발효물을 추출하는 단계 및 (d) 상기 단계 (c)에서 추출한 여주 발효물을 농축하여 여주 발효 추출물을 제조하는 단계를 포함한다.

상기 단계 (a)는 여주 추출물을 수득하는 단계이다. 여주 추출물을 수득하기 위해서는 건여주 또는 생여주를 미세 분말로 분쇄한다.

참고로, 여주는 수확 후 비교적 단시간 내에 물러지기 때문에 여주를 저장하는 동안 기능성 소재의 안정성은 여주를 이용하는 기능성 소스용 여주 발효 추출물의 개발에 매우 중요한 요소이다.

따라서, 여주 발효 추출물을 제조시기 별로 사용할 수 있도록 생여주를 건조하여 건여주로 제조하여 사용하거나 세척한 생여주를 여주 발효 추출물 제조에 사용할 수 있다.

상기한 건여주 또는 생여주를 진탕 추출에 적합한 크기의 미세 입자로 분쇄하고 70 내지 100 ℃의 물에 혼합한 후 1 내지 10 시간 동안 진탕 추출하여 여주 추출물을 제조할 수 있다. 그리고, 수득한 여주 추출물을 하기 단계 (b)에서 유산균 접종에 용이한 온도인 20 내지 40 ℃까지 여주 추출물을 냉각하여 주는 것이 바람직하다.

한편, 상기 단계 (b)는 상기한 여주 추출물에 유산균을 접종 및 배양하여 여주 발효물을 제조하는 단계이다.

상기 단계 (a)에서 제조한 20 내지 40 ℃의 여주 추출물에 바람직하게는 0.5 내지 2 중량%의 유산균을 접종한 후 발효하여 여주 발효물을 제조한다.

이때, 유산균 발효를 원활하게 진행될 수 있도록 유산균이 접종된 여주 추출물을 30 내지 40 ℃의 온도에서 36 내지 120 시간 동안 배양하여 여주 추출물을 발효하여 여주 발효물을 제조할 수 있다.

아울러, 상기한 유산균은 락토바실러스(Lactobacillus) 속, 비피도박테리움(Bifidobacterium) 속, 류코노스톡(Leuconostoc) 속, 페디오코커스(Pediococcus) 속, 스포로락토바실러스(Sporolactobacillus) 속, 엔트로코커스(Enterococcus) 속 또는 스트렙토코커스(Streptococcus)으로부터 선택되는 1종 이상의 유산균을 접종하여 배양할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus), 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플라타럼(Lactobacillus plantarum) 또는 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides)로 부터 선택되는 1종 이상의 유산균을 접종 후 발효하여 여주 발효물을 제조할 수 있다.

한편, 상기 단계 (c)는 상기 단계 (b)에서 얻어진 여주 발효물을 추출하는 단계로서, 여주 발효물에 포함된 유효성분을 추출하는 단계이다.

본 발명에서는, 여주 발효물을 추출하기 위해 여주 발효물을 80 내지 100 ℃의 물에 첨가하여 여주 발효물을 추출하는 열수추출법(Hot Water Extraction)을 사용하거나, 또는 여주 발효물을 20 내지 70%(v/v)의 함수 에탄올에 첨가하여 여주 발효물을 추출하는 에탄올 추출법(Ethanol Extraction)을 사용할 수 있으며, 여주 발효물을 에탄올을 이용하여 추출하는 경우에는, 20 내지 50% 에탄올을 이용하는 것이 바람직하다.

그리고, 여주 발효물의 추출을 위해는 80 내지 100 ℃의 열수에 여주 발효물을 첨가하여 1 내지 5시간 동안 열수추출하거나, 실온에서 에탄올을 첨가하여 1 내지 5시간 동안 에탄올 추출할 수 있으며 이와 같은 과정을 통해 여주 발효 추출물을 얻을 수 있다.

그리고, 여주 발효물에는 접종한 유산균이 활성상태로 남아 있어 이를 음용 목적으로 사용하기 위해서는 유산균의 활성을 억제시키는 단계가 필요하며, 80 내지 100 ℃의 물을 이용한 열수 추출과정에서는 열수에 의한 유산균의 활성을 억제할 수 있으나, 저농도의 에탄올을 이용하여 추출할 경우에는 별도로 여주 발효물에 포함된 유산균의 활성을 억제하는 단계를 더 포함하도록 구성하여 여주 발효물에 포함된 유산균의 활성을 억제시켜 여주 발효물을 추출할 수 있다.

한편, 상기 단계 (d)는 추출한 여주 발효물을 농축하여 여주 발효 추출물을 제조하는 단계이다.

본 단계에서는 여주 발효 추출물을 제조하기 위해서 여주 발효 추출물을 감압농축(vaccum evaporation) 또는 동결건조(freeze drying) 등과 같은 공지된 기술을 이용하여 여주 발효 추출물을 고형화하여 분말 형태로 제조할 수 있으며, 여주 발효 추출물을 여과한 후 감압농축과 같은 공지된 액체 농축 기술을 이용하여 여주 발효물을 농축하여 액상 형태으로 제조하여 기능성 식품으로 이용할 수 있다.

상기한 바와 같이 하여 제조될 수 있는 여주 발효 추출물은 액상 또는 분말 형태로 제조할 수 있으며, 여주 추출물을 유산균을 이용해 발효시킨 후 농축하여 여주가 가지는 유효 성분의 함량 및 체내 흡수율이 증가되어 혈당강하 효과, 항균효과를 나타내며, 항산화 활성 및 항암활성이 높으며, 체내에 도입되었을 때에도 인체 세포에 미치는 악영향이 없어 이와 같은 여주 발효 추출물을 기능성 식품으로 이용하면, 당뇨, 고지혈증 및 간기능 개선 등의 효과를 나타낼 수 있다.

또한, 본 발명은 상기한 여주 발효 추출물을 이용하여 기능성 식품 소스를 제조할 수 있다.

상기한 기능성 식품 소스를 제조하기 위해서, 단맛을 제공하는 천연 또는 인공 감미료, 다양한 요리에 사용할 수 있도록 감칠맛을 제공할 수 있는 우리나라 전통 고추장, 된장 또는 간장 등의 장류, 각종 동식물성 원료로 제조한 육수, 짠맛을 제공할 수 있는 식염 또는 풍미를 증진시킬 수 있는 조미료와 야채를 포함하도록 하여 다양한 요리에 어울릴 수 있는 기호성 높은 기능성 식품 소스로 제조할 수 있다.

또한, 최근 서구화된 국민의 식습관과 식품의 고급화, 다양화, 기능성화에 부합 할 수 있는 식품 신소재로 여주 발효 추출물을 포함하는 기능성 식품 소스를 사용할 수 있다.

보다 상세히 설명하면, 상기한 기능성 식품 소스를 제조하기 위해서는 바람직하게는 1 내지 50 중량%의 여주 발효 추출물, 1 내지 10 중량%의 감미료, 1 내지 5 중량%의 향신료, 10 내지 40 중량%의 장류, 10 내지 20 중량%의 육수첨가물, 1 내지 5 중량%의 식염, 1 내지 5 중량%의 조미료 및 1 내지 20 중량%의 야채를 포함하도록 구성하여 기능성 식품 소스로 제조할 수 있으며, 풍미 증진을 목적으로 한 다양한 형태의 천연 또는 인공 첨가물을 첨가하여 기능성 식품 소스로 제조할 수 있으며, 상기한 조성에 제한받지 않는다.

상기한 바와 같이 하여 제조될 수 있는 여주 발효 추출물로 제조한 기능성 식품 소스는 액상 또는 분말 형태로 제조할 수 있으며, 다양한 형태의 식품 제조에 이용될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기한 여주 발효 추출물을 이용하여 제조된 기능성 발효 음료를 제조할 수 있다.

상기한 기능성 발효 음료를 제조하기 위해서, 단맛을 제공하는 올리고당, 천연 감미료 또는 인공 감미료, 신맛과 산미를 제공하고 저장을 용이하게 할 수 있는 구연산, 음료의 기능성을 증진시킬 수 있는 비타민과 과일 또는 한약재 추출물을 추가적으로 정제수와 함께 혼합하여 기호성 높은 기능성 발효 음료로 제조할 수 있다.

보다 상세히 설명하면, 상기한 기능성 발효 음료를 제조하기 위해서는 바람직하게는 1 내지 30 중량%의 여주 발효 추출물, 1 내지 20 중량%의 과일 또는 한약재 추출액, 30 내지 50 중량%의 정제수, 1 내지 5 중량%의 올리고당, 1 내지 5 중량%의 구연산, 1 내지 5 중량%의 비타민 및 1 내지 5 중량%의 감미료를 포함하는 기능성 발효 음료로 제조할 수 있으며, 풍미 증진을 목적으로 한 다양한 형태의 천연 또는 인공 첨가물을 첨가하여 기능성 발효 음료로 제조할 수 있으며, 상기한 조성에 제한받지 않는다.

상기한 바와 같이 하여 제조된 기능성 식품 소스 및 기능성 발효 음료는, 여주에 포함된 유효 성분을 유산균을 이용해 발효하여 유효 성분의 함량 및 체내 흡수율이 증가되어 혈당강하 효과, 항균효과를 가지며, 항산화 활성 및 항암활성이 높고, 체내에 도입되었을 때에도 인체 세포에 미치는 독성이 없어 기능성 식품 소스 또는 기능성 발효 음료로 제조되어 섭취가 용이하여 이를 이용하면 의료비 절감효과와 더불어 국민 건강을 획기적으로 증진시킬 수 있다.

이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하도록 한다. 제시된 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것이 아니다.

<실시예 1>

멸균된 믹서기를 이용하여 건여주를 분쇄하여 건여주 분말을 제조하였다. 제조된 건여주 분말을 120 ℃의 멸균기(autoclave)에서 20분 동안 멸균한 후, 멸균된 건여주 분말 100g을 280mL의 탈이온수(Deionized distiled water, DDW)와 유산균 1g으로 이루어진 혼합 용액에 혼합하여 건여주 분말에 유산균을 접종하고, 30 ℃ 인큐베이터(incubator)에서 48시간 또는 96시간 동안 배양하여 여주 발효물이 포함된 여주 발효액을 제조하였다.

상기한 바와 같이 하여 유산균 배양이 완료된 여주 발효액에 끓는 탈이온수 280mL을 첨가하고, 99℃에서 2시간 동안 교반하여 열수추출한 후, 4000rpm에서 30분간 원심분리하였다. 원심분리 후 상층액(supernatant)을 회수하여 3M 거름종이에 상층액을 여과하고, 수득한 여주 발효 추출액을 30 내지 60 ℃로 유지되는 로터리진공증발기(rotary vaccum evaporator)에 충분한 시간 동안 증발농축하고 농축된 여주 발효 추출물을 4 ℃에서 보관하였다.

<실시예 2>

실시예 1과 동일한 방법으로 건여주 분말에 유산균을 접종하고, 30 ℃ 인큐베이터(incubator)에서 48시간 또는 96시간 동안 배양하여 여주 발효물질이 포함된 여주 발효액을 제조하였다.

제조된 각각의 여주 발효액에 30% 에탄올 280 mL을 첨가하고 25 ℃에서 2시간 동안 교반하여 에탄올 추출한 후, 4000rpm에서 30분간 원심분리하였다. 실시예 1과 동일한 방법으로 여과하고 증발농축한 후 농축된 여주 발효 추출물을 4 ℃에서 보관하였다.

<비교예 1>

실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 멸균된 건여주 분말 100g을 280mL의 탈이온수(Deionized distiled water, DDW)에 혼합하여, 30 ℃ 인큐베이터(incubator)에서 48시간 동안 배양하여 여주 배양액을 제조하였다.

상기한 바와 같이 하여 제조된 여주 배양액에 끓는 탈이온수 280mL을 첨가하고, 99℃에서 2시간 동안 교반하여 열수추출한 후, 4000rpm에서 30분간 원심분리하였다. 원심분리 후 상층액을 회수하여 3M 거름종이에 상층액을 여과하고, 수득한 여주 배양액을 30 내지 60 ℃로 유지되는 로터리진공증발기(rotary vaccum evaporator)에 충분한 시간 동안 증발농축하고 농축된 여주 추출물을 4 ℃에서 보관하였다.

<비교예 2>

비교예 1과 동일한 방법으로 제조한 여주 배양액에 30% 에탄올 280 mL을 첨가하고 25 ℃에서 2시간 동안 교반하여 에탄올 추출한 후, 4000rpm에서 30분간 원심분리하였다. 비교예 1과 동일한 방법으로 여과하고 증발농축한 후 농축된 여주 추출물을 4 ℃에서 보관하였다.

<실험예 1> 여주 발효 추출물 및 여주 추출물의 혈당 강하 효과 측정

본 실시예 1 및 본 비교예 1에 따라 열수추출하여 제조된 여주 발효 추출물 및 여주 추출물의 혈당 강하 효과를 측정하기 위해서 하기와 같이 하여 수컷 쥐(rat)에 당뇨병을 유발시켰다.

먼저, 실험동물은 체중 180±10 g의 SD(Sprague-Dawley)계 수컷 rat을 구입하였다. rat 사육실의 환경은 온도 23±2℃, 습도 60±5%, 명암주기 12시간으로 일정하게 유지하고, 1주일 동안 rat용 고형사료와 물을 충분히 공급하여 환경에 적응시킨 후 4주간 관찰하였다. rat에 당뇨를 유발시키기 위해 1주일간 적응시킨 rat을 12시간 이상 절식시킨 후 췌장의 β-세포에만 특이적으로 작용하며 다른 장기에는 영향을 미치지 않는 것으로 알려진 알록산(Alloxan)을 pH4.5의 0.01M 시트르산염 버퍼(citrate buffer)에 녹인 후 60 mg/kg bw으로 복강주사 하고, 정상군은 동량의 시트르산염 버퍼 용액을 복강 주사하여 당뇨병을 유발시켰다.

상기한 바와 같이 하여 당뇨병이 유발된 rat의 당뇨유발 확인은 Alloxan를 주사한 48시간 후 공복상태에서 꼬리정맥으로부터 채혈하여 혈당계(Active Blood glucose Meter, ACCU-CHEKR, USA)로 혈당을 측정하여 공복 시 혈당 농도가 300 mg/dL 이상인 동물만을 당뇨유발 상태로 간주하고 실험에 사용하였다.

그리고, 여주 발효 추출물의 혈당 강하 효과를 측정하기 위해서 여주-유산균발효 열수추출물을 당뇨가 유발된 마우스에 약 40여일간 지속적으로 투여하다가 투여를 중지한 후 혈당의 변화를 측정하였다.

열수추출하여 제조된 여주 발효 추출물인 본 실시예 1을 당뇨가 유발된 rat에 복강주사하는 방식으로 대략 40일 동안 지속적으로 투여하였으며, 투여 중의 혈당 변화 및 투여를 중지한 후의 혈당 변화를 각각 측정하였다.

이때, 대조군으로는 정상 rat의 혈당치와 본 실시예 1을 투여한 당뇨병 유발 rat의 혈당치를 비교하여 여주 발효 추출물의 혈당 강하 효능을 비교하였다.

도 2는 정상 rat, 본 비교예 1을 투여한 rat 및 본 실시예 1을 투여한 rat의 혈당치를 나타내는 그래프이다.

도 2에 나타난 바와 같이,본 비교예 1의 열수추출한 여주 추출물을 투여한 rat의 경우에도 여주 발효 추출물을 투여하는 시점부터 rat의 혈당치가 서서히 감소하는 것을 확인할 수 있으며, 투여를 중지한 시점부터 다시 혈당치가 급격히 상승하는 것을 확인할 수 있다.

그러나, 본 실시예 1의 열수추출한 여주 발효 추출물을 투여한 rat의 경우 투여 후 대략 8일이 경과하는 시점에서부터 rat의 혈당치가 급격히 감소하는 것을 확인할 수 있으며, 투여를 중지한 이후부터 다시 혈당치가 급격히 상승하는 것을 확인할 수 있으며, 이를 통해서 열수 추출하여 제조한 본 실시예 1은 혈당 강하효과가 매우 높음을 확인할 수 있다.

<실험예 2> 여주 발효 추출물의 항산화활성 및 항암활성 측정

본 실시예 1에 따른 여주 발효 추출물의 항산화활성은 DPPH 라디컬 소거활성법(DPPH assay)을 통해 측정하였다. DPPH(1, 1-dipheny1-2-picrylhydrazy1)는 화학적으로 안정화된 유리 라디칼을 가지고 있는 수용성 물질로서 515 내지 525 nm 부근에서 최대 흡광도를 가지는 보라색의 화합물로 ascorbic acid, BHA, 토코페롤과 방향족 아민류 등에 의해 환원되어 짙은 보라색이 탈색됨으로서 항산화 물질의 전자공여능을 측정할 때 사용된다.

본 실시예 1에 따른 여주 발효 추출물의 항산화 활성의 측정 결과를 아래 표 1에 나타냈다. 참고로, 표 1에 표기된 RC₅₀은 세포의 산화를 일으키는 유리 라디칼의 50%를 소거시키기 위해 필요한 항산화 물질의 농도를 나타내는 것으로서 항산화 효과의 정도를 나타내는 지표로 이용된다.

<표 1>

표 1에 나타낸 바와 같이 본 실시예 1에 따라 제조된 여주 발효 추출물의 RC₅₀은 99.59㎍/mL로서 대조군인 비타민C(RC₅₀ : 97.85㎍/mL)와 유사한 매우 큰 항산화 능력을 지녔음을 확인할 수 있으며 유산균 발효에 의해 여주 발효 추출물의 항산화 능력이 매우 높아진 것을 확인할 수 있다.

<실험예 3> 여주 발효 추출물의 항암활성 측정

본 실시예 1에 따른 여주 발효 추출물의 항암활성을 측정하기 위해서, 여주 발효 추출물을 인체 대장암세포(HT-29 cell)와 유방암세포(breast cancer cell)가 증식하고 있는 배지에 본 실시예 1에 따른 여주 발효 추출물을 처리하였을 때의 암세포 성장 저해 효과를 측정하여 표 2에 나타냈다.

<표 2>

표 2에 나타난 바와 같이 여주 발효 추출물을 인체 대장암세포(HT-29 cell)와 유방암세포(breast cancer cell)에 처리하였을 때에도 유의성 있는 암세포 성장저해 효과가 있음을 확인할 수 있다.

<실험예 4> 여주 발효 추출물의 세포독성 평가

본 실험예 4에서는 본 실시예 1 및 본 실시예 2에 따른 여주 발효 추출물의 세포독성 평가하였다.

먼저, 본 실시예 1의 열수 여주 발효 추출물(A)과 본 실시예 2의 에탄올 여주 추출물(B)을 사람의 정상 섬유아세포주(Human fibroblast, WI-38) 세포에 처리하여 세포독성을 확인하였다.

각각의 여주 발효 추출물의 농도는 0.1, 0.5, 1, 2 또는 4 mg/ml로 처리하여 48시간 후에 MTT assay법을 이용하여 세포독성(cytotoxicity)을 측정하였다.

도 3은 본 실시예 1 및 본 실시예 2의 세포독성을 지표로 사용되는 세포 생존률(%)을 나타내는 그래프이다.

도 3에 나타난 바와 같이 본 실시예 1 및 본 실시예 2의 세포독성의 측정 결과 세포 생존률(%)은 극단적인 고농도인 4mg/mL의 처리군에서도 90% 이상의 세포활성도(cell viability)를 유지하므로 본 실시예 1 및 본 실시예 2는 세포독성은 나타나지 않는 것을 확인할 수 있어 체내에서도 안정적으로 사용할 수 있는 것을 확인할 수 있다.

<실험예 5> 여주 발효 추출물의 항균효과 평가

본 실험예 5에서는 여주 발효 추출물의 항균 효과를 측정하기 위하여, 본 실시예 2에 따른 에탄올 여주 발효 추출물과 비교예 2에 따른 에탄올 여주 추출물을 대장균에 적용하여 항균효과를 디스크 확산법을 이용하여 평가하였다.

먼저 대장균(E. coli)를 1/1000 배 희석해서 LB/Agar 배지가 도포된 플레이트에 50 ㎕로 도말하여 대장균 배양 배지를 제조하였다.

3M 페이퍼 디스크(paper disc)여과지에 본 실시예 2 및 본 비교예 2의 여주 발효 추출물과 여주 추출물을 1㎖씩 흡수시키고 대장균 배양 배지의 표면에 올려둔 후 인큐베이터에 30 ℃를 유지하여 본 실시예 2 및 본 비교예 2의 항균 효과를 측정하였다.

도 4는 (a) 본 비교예 2 및 (b) 본 실시예 2로 표면 처리된 대장균 배양 배지를 촬영한 이미지이다.

도 4 (a)에서는 뚜렷한 저해환(inhibition circle)이 확인되지 않아 여주 추출물의 항균활성이 미미한 것을 확인할 수 있다.

반면에, 도 4 (b)에서는, 본 실시예 2의 에탄올 추출법으로 제조된 여주 발효 추출물로 표면 처리된 대장균 배양 배지에서 분명한 저해환이 보이는 것을 확인할 수 있어, 여주 발효 추출물의 항균활성과 유산균의 박테리오신의 상승효과로 높은 항균활성을 가지는 것으로 판단된다.

상기한 바와 같은 결과를 통해, 본 실시예 1 및 본 실시예 2에 따른 여주 발효 추출물은 혈당 강하 효과가 탁월하며 항산화활성 및 항암활성을 가질 뿐만 아니라, 항균효과 또한 높은 반면에 인체에 투입되었을 때 세포독성이 낮아 안정적으로 사용할 수 있는 것을 확인할 수 있어, 여주 발효 추출물을 기능성 식품 소스로 제조하였을 때 여주가 가지는 유효 성분이 매우 긍정적인 작용을 할 수 있는 것으로 판단되었다.

Claims

(a) 분쇄한 건여주 또는 생여주를 물에 넣고 진탕 추출한 후, 냉각하여 여주 추출물을 수득하는 단계;
(b) 상기 단계 (a)에서 수득한 여주 추출물에 유산균을 접종하고, 발효시켜 여주 발효물을 제조하는 단계;
(c) 상기 단계 (b)에서 얻어진 여주 발효물을 추출하는 단계; 및
(d) 상기 단계 (c)에서 추출한 여주 발효물을 농축하여 여주 발효 추출물을 제조하는 단계;를 포함하는 여주 발효 추출물 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 유산균은 락토바실러스(Lactobacillus) 속, 비피도박테리움(Bifidobacterium) 속, 류코노스톡(Leuconostoc) 속, 페디오코커스(Pediococcus) 속, 스포로락토바실러스(Sporolactobacillus) 속, 엔트로코커스(Enterococcus) 속 또는 스트렙토코커스(Streptococcus) 속으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 여주 발효 추출물 제조방법.
제 2항에 있어서,
상기 유산균은 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus), 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플라타럼(Lactobacillus plantarum) 또는 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides)로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 여주 발효 추출물 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 단계 (c)는 70 내지 100 ℃의 물을 이용하여 추출하는 단계인 것을 특징으로 하는 여주 발효 추출물 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 단계 (c)는, 20 내지 70% (v/v)의 함수 에탄올(Ethanol)을 이용하여 추출하는 단계인 것을 특징으로 하는 여주 발효 추출물 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 단계 (d)에서 제조된 상기 여주 발효 추출물은 액상 또는 분말 형태인 것을 특징으로 하는 여주 발효 추출물 제조방법.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조된 여주 발효 추출물을 포함하는 기능성 식품 소스.
제 7항에 있어서,
1 내지 50 중량%의 여주 발효 추출물, 1 내지 10 중량%의 감미료, 1 내지 5 중량%의 향신료, 10 내지 40 중량%의 장류, 10 내지 20 중량%의 육수첨가물, 1 내지 5 중량%의 식염, 1 내지 5 중량%의 조미료 및 1 내지 20 중량%의 야채를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 식품 소스.
제 7항에 있어서,
액상 또는 분말 형태인 것을 특징으로 하는 기능성 식품 소스.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조된 여주 발효 추출물을 포함하는 기능성 발효 음료.
제 10항에 있어서,
1 내지 30 중량%의 여주 발효 추출물, 1 내지 20 중량%의 과일 또는 한약재 추출액, 30 내지 50 중량%의 정제수, 1 내지 5 중량%의 올리고당, 1 내지 5 중량%의 구연산, 1 내지 5 중량%의 비타민 및 1 내지 5 중량%의 감미료를 포함하는 기능성 발효 음료.