KR20200099743A - Gaba생성 유산균과 단기임산물을 이용한 음료 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

Gaba생성 유산균과 단기임산물을 이용한 음료 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단기임산물 추출물에 유산균을 첨가하여 발효시켜 가바(GABA; amma-Aminobutyric acid)의 생성이 증가된 단기임산물 추출물을 이용하여 기능성 음료를 제조한 것으로, 단기임산물의 효능을 그대로 유지하면서 기능성물질인 가바의 함량을 증대시켜 영양학적 측면에서 우수하고, 소비자의 다양한 기호성에 맞도록 풍미를 증진시켰으며, 가바 함량 증진으로 스트레스 해소, 기억력 증강, 불면, 갱년기 장애 등에 효과를 가질 수 있어 기능성 음료, 식품 첨가물 및 건강기능성식품으로 유용하게 이용할 수 있다.

Description

GABA생성 유산균과 단기임산물을 이용한 음료 조성물 및 이의 제조방법{Manufacture of beverages containing extract of forest byproducts and GABA produced by lactic acid bacteria}
본 발명은 GABA생성 유산균과 단기임산물을 이용한 음료 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단기임산물 추출물을 유산균으로 발효를 통해 가바(GABA; Gamma-Aminobutyric acid) 함량을 향상시켜 섭취가능하도록 제조한 기능성 음료에 관한 것이다.
유산균 음료는 기원전부터 인간이 이용하여 온 식품의 일종으로서 영양적인가치뿐만 아니라 여러 가지 생리적인 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 유산균의 생장 중 생성된 유산은 제품의 보존 기간을 늘려주며, 특유의 상쾌한 신맛을 주고, 유해 미생물에 대한 생장 억제기능을 발휘하며, 유단백질의 소화율을 높이고, 칼슘, 철, 인의 흡수를 촉진시키는 등 다양한 장점을 지고 있다.
우리나라에서는 예로부터 유산균을 이용한 음료로서 발효유 외에 동치미 및 나박김치 등 김치 유산균에 의해 발효된 김치의 국물을 떡 등의 음식을 먹을 때 음료로서 음용해 왔다.
GABA(Gamma-Aminobutyric acid)는 포유류의 중추신경계에 작용하는 억제 신경전달물질로서, 신경억제를 통한 스트레스 해소, 기억력 증강, 불면, 갱년기 장애 등에 효과를 가지고 있다. GABA는 다양한 식품 속에 함유되어 있으나 그 함량이 낮은 이유로 유산균 발효와 같은 방법으로 GABA의 함량을 증진시키고자 하는 연구가 보고되어 왔다.
천연 항산화물질로서 버섯은 향미성분이 풍부하고 단백질, 지질, 다당류, 비타민 및 무기질과 같은 각종 영양소를 다량 함유하고 있다. 또한 항암 효과, 항당뇨 효과, 혈압 억제 효과, 혈청 지질 저하 효과, 면역 증강 효과 등 노화 억제 및 생활습관병 예방과 치료에 효과가 있는 것으로 알려져있다.
칡은 한국 산야 전역에서 자생하는 덩굴성콩과식물로 갈근으로 불리는 뿌리 부분이 약재로 사용되어 왔으며 에스트로겐 유사 활성을 지닌 상당량의 이소플라본을 함유하고 있고 탁월한 항산화력을 보유한 purearin은 콩에서는 발견되지 않는 칡 특유의 이소플라본으로 알려져있다. 폴리페놀성 플라보노이드, 사포닌, 식이섬유 등을 상당량 함유하고 있으며 구근류 중 항산화능이 가장 높다고 알려져 있다.
다래나무 수액은 다래나무에서 채취되는 것으로, 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 아미노산 및 비타민C 등의 미네랄이 풍부하게 함유된 천연약수로서, 여성의 골다공증 및 당뇨병, 위장병, 심장병에 탁월한 효과가 있으며, 어린이의 골격형성, 장년층의 골다공증 예방에 효과적인 칼슘과 심근경색을 억제하는 마그네슘 및 빈혈을 예방하는 철 등의 무기질을 상당량 함유하고 있고, 이뇨작용이 고로쇠 수액보다 뛰어나 몸속의 노폐물을 배출시키는데 큰 효과가 있음이 밝혀진 건강 음료이다.
그러나 다래나무 수액은 다른 고로쇠 나무와 같은 수액 채취목으로부터 수집된 나무 수액에 비해 단맛이 적고, 텁텁한 맛이 강하여 소비자들에게 기호성이 낮아 수요가 적으며, 다른 수액 채취목의 나무 수액보다 생산량이 3~5배 정도로 잉여량이 많다고 보고되어 왔다.
특히, 다래나무 수액은 연중 무제한 채취 가능하지 않고 저장성이 낮아 냉동시키지 않는 한 장기간 보관이 불가능하고, 채취과정부터 토양, 대기, 기타 오염원과의 접촉을 통하여 다양한 미생물에 오염되며, 수액 내에 존재하는 당 성분으로 인하여 급속하게 미생물 증식이 이루어지므로, 저장성을 제고할 수 있는 기술이 필요하다.
또한, 최근의 식품은 생존을 위한 것뿐만 아니라 건강기능성이 있는 식품을 선호하며, 또한 바쁜 현대인들은 섭취가 간편한 식품이 선호되고 있다.
이에 맞춰 건강기능성 물질을 다량 함유한 단기임산물을 이용하여 섭취가 간편한 음료의 형태로 제작할 수 있는 기술이 필요하다.
대한민국 공개특허 제10-2018-0122780호 대한민국 공개특허 제10-2008-0074290호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자들은 단기임산물 추출물과 가바(GABA; gammaaminobutyric acid) 생성 유산균을 이용하여 GABA생성량을 늘리던 방법을 개발하고자 노력하던 중, 유산균인 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) CFM47을 접종하여 발효 시, 가바(GABA; gammaaminobutyric acid) 함량이 증진됨을 확인하였고, 이를 이용한 기능성 음료로 제조하는 방법을 확립하여 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 가바(GABA; gammaaminobutyric acid) 함량이 증진된 음료 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조된 가바(GABA; gammaaminobutyric acid) 함량이 증진된 음료 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 가바(GABA; gammaaminobutyric acid)함량 증진용 식품 첨가제를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 가바(GABA; gammaaminobutyric acid)함량 증진된 건강기능성식품을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 따른 음료 제조방법은 1) 버섯 추출물 또는 칡 추출물로 이루어진 단기임산물 추출물, 설탕, 콩가루 추출물, 황산마그네슘 및 MSG를 포함하는 혼합물에 유산균을 첨가 후 발효시켜 발효물을 제조하는 단계; 2) 상기 1) 단계에서 얻어진 단기임산물 발효물을 제균하는 단계; 3) 상기 2) 단계에서 얻어진 제균된 단기임산물 발효물에 감미료, 산미료, 착향료 및 다래나무 수액을 혼합하여 음료를 제조하는 단계; 및, 4) 상기 3) 단계에서 얻어진 단기임산물 음료를 여과 및 살균처리 하는 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 1) 단계의 콩가루 추출물은 콩가루에 증류수를 첨가하여 70℃에서 24시간동안 추출한 다음 3μm 필터 페이퍼(filter paper)로 감압여과를 거치는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 1) 단계의 혼합물은 121℃에서 15분 동안 고압증기 멸균을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 1) 단계의 유산균은 락토바실러스 브레비스 (Lactobacillus brevis), 락토바실러스 에시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 루코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides), 루코노스톡 락티스(Leuconostoc lactis), 락토코쿠스 락티스(Lactococcus lactis), 페디오코쿠스 펜토사우세우스(Pediococcu pentosaceus), 페디오코쿠스 덱스트리니쿠스(Pediococcus dextrinicus) 또는 스트렙토코쿠스 서모필러스(Streptococcus thermophilus) 중에 하나 이상으로 선택되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 2) 단계의 제균은 0.2μm 멤브레인 필터(membrane filter)로 감압여과를 거치는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 3) 단계의 감미료는 자일리톨, 메이플시럽, 올리고당, 수크랄로스 및 매실농축액을 배합한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 3) 단계의 착향료는 매실착향료인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 산미료는 구연산, 비타민C 및 구연산삼나트륨을 배합한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 4) 단계의 여과는 20μm 필터 페이퍼(filter paper)로 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 4) 단계의 살균처리는 65℃에서 30분간 가열하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 버섯 추출물은 표고버섯, 새송이버섯, 느타리버섯 또는 팽이버섯 중에서 적어도 하나 이상으로 선택된 것의 추출물일 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면 상기 방법으로 제조된 단기임산물 음료를 제공한다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 식용 배지는 추출물, 설탕, 콩가루 추출물, 황산마그네슘, MSG를 포함하는 혼합물에 유산균을 첨가하여 발효된 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따르면, GABA생성 유산균과 단기임산물 음료는 섭취 가능한 첨가물만 이용하여 제작, 간단한 여과살균만을 거쳐 바로 음료로 이용할 수 있도록 하여, 기능성 물질인 GABA의 함량을 증대시켜 영양학적 측면에서 우수하고, 소비자의 다양한 기호성에 맞도록 풍미를 증진시켰으며, 단기임산물을 이용한 기능성 음료로 유용하게 이용할 수 있다.
이상에서의 본 발명에 따른 효과는 상기에 한정되는 것은 아니며, 기타 본 발명의 효과들은 후술할 실시예 및 청구범위에 기재된 사항을 통하여 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 분명하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 단기임산물 추출물의 발효물 제조 과정을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 단기임산물 음료 제조 과정을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명은 GABA생성 유산균과 단기임산물을 이용한 음료 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단기임산물 추출물을 유산균으로 발효시킴으로써 가바(GABA; γ-Aminobutyric acid) 함량을 향상시켜 섭취가능하도록 제조한 기능성 음료에 관한 것이다.
구체적으로 단기임산물 추출물과 GABA 생성 유산균을 이용하여 GABA생성량을 늘리던 방법을 개발하고자 노력하던 중, 유산균인 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) CFM47을 접종하여 발효 시, GABA 함량이 증진됨을 확인하였다.
가바(GABA; Gamma-Aminobutyric acid)는 포유류의 중추신경계에 작용하는 억제 신경전달물질로서, 신경억제를 통한 스트레스 해소, 기억력 증강, 불면, 갱년기 장애 등에 효과를 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 본 발명은 가바의 스트레스 해소, 기억력 증강, 불면, 갱년기 장애 등에 효과를 가질 수 있도록 가바의 함량이 증진된 음료 및 그 제조방법을 제공하는 하고자 한다. 또한 본 발명을 통해 가바(GABA; gammaaminobutyric acid)함량 증진용 식품 첨가제와 가바(GABA; gammaaminobutyric acid)함량 증진된 건강기능성식품을 제공한다.
본 발명을 보다 자세하게 설명하기 앞서, 본 발명에서 정의되는 용어는 다음과 같다.
본 발명에서 사용하는 용어 “단기임산물”은 수실류, 버섯류, 산나물류, 약초류, 약용류, 관상산림식물류 등 임산물 중에서 단기 5년 이내에 소득을 올릴 수 있는 임산물을 의미한다.
본 발명에서 사용하는 용어 "다래나무 수액"은 다래나무(Bower Actinidia)에서 채취한 수액을 말한다. 채취방법에 있어서, 일반적으로 알려진 다양한 채취방법을 이용할 수 있다. 이에 한정하지 않으나, 바람직하게는 자연상태의 다래나무 포면에 구멍을 뚫은 다음 구멍에 호스 형태의 관을 꽂아 수액이 외부로 흘러나오게 하고, 이 관으로부터 흘러나오는 수액을 모아 채취할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 용어 "버섯 추출물"은 버섯류로서, 표고버섯, 새송이 버섯, 느타리 버섯 또는 팽이버섯에서 추출된 추출물을 의미한다. 본 발명에서 버섯 추출물은 상기 버섯류 중에 하나 이상을 열수 추출하여 얻을 수 있다.
본 발명에서 사용하는 용어 "칡 추출물"은 칡(Kudzu vine)을 착즙한 것을 의미하며 일반적으로 유통되고 있는 칡즙을 이용할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 용어 "콩가루 추출물"은 콩가루를 이용하여 열수 추출한 것을 의미한다. 콩가루는 일반적으로 판매되고 있는 대두콩 건조 분말을 이용할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 용어 "단기임산물 발효물"은 전처리된 추출물에 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) CFM47을 접종 후 유산균 발효시켜 GABA가 포함된 것을 의미한다.
본 발명의 식품 조성물로서 기능성 식품(functional food), 영양 보조제(nutritional supplement), 건강식품(health food) 및 식품 첨가제(food additives) 등의 모든 형태의 식품에 대한 조성물을 포함한다. 상기 유형의 식품 조성물은 당업계에 공지된 통상적인 방법에 따라 다양한 형태로 제조할 수 있다. 예를 들면, 건강식품으로는 가바(GABA; gammaaminobutyric acid)함량이 증진된 껌, 비타민 복합체, 차, 주스 및 드링크 형태로 제조 할 수 있으며, 가바(GABA; gammaaminobutyric acid)함량이 증진된 식품 조성물을 과립화, 캡슐화 또는 분말화하여 섭취할 수 있다. 본 발명의 기능성 식품 조성물은 식품 제조 시에 통상적으로 첨가되는 성분을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소 및 조미제를 포함할 수 있다. 예컨대, 드링크제로 제조되는 경우에는 본 발명의 발효물 이외에 구연산, 액상과당, 설탕, 포도당, 초산, 사과산, 과즙, 대추 추출액, 감초 추출액 등을 추가로 포함 시킬 수 있다.
상기 식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 증진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 천연 과일쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 추출물을 더 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 GABA를 함유한 단기임산물을 이용한 음료 제조하는 방법과 그로부터 제조된 음료를 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 단기임산물 추출물의 발효물 제조 과정을 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 단기임산물 음료 제조 과정을 나타낸 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 음료 제조방법은 1) 버섯 추출물 또는 칡 추출물로 이루어진 단기임산물 추출물, 설탕, 콩가루 추출물, 황산마그네슘, MSG를 포함하는 혼합물에 유산균을 첨가하여 발효시키는 단계; 2) 상기 1) 단계에서 얻어진 단기임산물 발효물을 제균하는 단계; 3) 상기 2) 단계에서 얻어진 제균된 단기임산물 발효물에 감미료, 산미료, 착향료 및 다래나무 수액을 혼합하는 단계; 및, 4) 상기 3) 단계에서 얻어진 단기임산물 음료를 여과 및 살균처리 하는 단계;를 포함하여 구성된다.
본 발명에서 1) 단계는 단기임산물 추출물을 발효시키는 단계로서, 단기임산물은 버섯류 또는 칡(Kudzu vine)을 단독으로 이용하거나 또는 혼합한 추출물을 이용할 수 있다. 구체적으로 버섯류는 표고버섯, 새송이버섯, 느타리버섯 또는 팽이버섯을 단독으로 또는 2 이상으로 혼합하여 사용할 수 있으며, 버섯 추출물로서 70℃ 온도에서 건조한 표고버섯, 새송이버섯, 느타리버섯 또는 팽이버섯에 20배수의 증류수를 첨가하여 24시간 동안 열수 추출한 5%(w/v)이상의 농도를 가지는 것일 수 있다. 이에 한정하지는 않으나, 버섯 추출물은 3μm 필터페이퍼(filter paper)로 감압여과 한 뒤 고압증기멸균을 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 칡 추출물은 일반적으로 유통 및 판매되고 있는 칡즙을 이용할 수 있으며, 이에 한정하지는 않나, 3μm 필터페이퍼(filter paper)로 감압여과 한 뒤 고압증기멸균을 수행하는 것이 바람직하다.
설탕은 일반적으로 식품에서 사용되는 식재료로서 본 발명에서는 발효 시 유산균의 탄소원 및 질소원으로 이용될 수 있도록 한다. 바람직하게는 음료의 색상 변화를 최소화할 수 있도록 백색 설탕을 이용할 수 있으며, 이외에도 음료의 부정적인 영향이 미치지 않는 한도에서 다양한 설탕을 이용할 수 있다.
콩가루 추출물은 일반적으로 식품에 이용되는 건조 대두 분말을 이용할 수 있으며, 구체적으로는 콩가루에 증류수를 첨가하여 70℃에서 24시간동안 추출한 것 일 수 있고, 콩가루 추출물은 10%(w/v)이상의 농도를 가지는 것일 수 있다. 이에 한정하지 않으나, 콩가루 추출물은 3μm 필터 페이퍼(filter paper)로 감압여과 한 뒤 고압증기멸균을 수행하는 것이 바람직하다.
MSG(Monosodium L-glutamate)는 식품에서 일반적으로 사용되는 조미료로서, 널리 시판되고 있는 MSG를 사용하였다. MSG는 식품에 널리 사용하는 일반적인 식재료로서 적용될 수 있으므로, 이하, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
본 발명에서 유산균으로 발효시켜 GABA를 생성시키기 위해 탄소원, 질소원 및 무기염류를 첨가할 수 있으며, 그 예로는 결정 설탕(sucrose), 콩가루 추출물, 염화마그네슘, MSG일 수 있다. 여기서 혼합물 100 중량부 대비 설탕의 첨가량은 0.1 내지 5.0 중량부, 콩가루 추출물 1 내지 20 중량부, 황산마그네슘 0.1 내지 1.0 중량부, MSG 0.1 내지 1.0 중량부 인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 혼합물 100 중량부 대비 설탕의 첨가량은 1 중량부, 콩 추출물 10 중량부, 황산마그네슘 0.5 중량부, MSG 0.4 내지 0.6 중량부일 수 있다.
1) 단계에서 단기임산물 추출물, 설탕, 콩가루 추출물, 황산마그네슘, MSG를 포함하는 혼합물을 식용 배지로 하여 유산균을 첨가하게 되며, 유산균을 전배양한 배양액을 첨가할 수 있다. 유산균의 첨가량은 혼합물의 양이나 유산균의 활성도에 따라 다를 수 있으나, 부피비로 유산균 배양액은 추출물의 10%로 첨가하는 것이 바람직하고 0.85% 생리식염수로 각 2회씩 세척 후 접종하는 것이 바람직하다. 여기서 유산균으로 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus breivs) CFM47을 본 발명의 발명자들이 김치 및 인체분변에서 분리, 동정하였다. 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus breivs) CFM47은 다량의 GABA를 생성하는 균주로서, 농업생명과학원에 기탁하여 기탁번호 KACC 81087BP를 취득하였다. 본 발명에서 유산균은 상기에서 제시한 락토바실러스 브레비스 이외에 락토바실러스 에시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 루코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides), 루코노스톡 락티스(Leuconostoc lactis), 락토코쿠스 락티스(Lactococcus lactis), 페디오코쿠스 펜토사우세우스(Pediococcu pentosaceus), 페디오코쿠스 덱스트리니쿠스(Pediococcus dextrinicus) 및 스트렙토코쿠스 서모필러스(Streptococcus thermophilus) 등 다량의 GABA를 생성하는 다양한 유산균 속을 단기임산물 발효물의 제조에 이용할 수 있다.
유산균 접종 후 발효시간은 유산균의 최대 생장치를 가지는 유산균 접종 후 24시간 내지 36시간 동안 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서 단기임산물 추출물, 설탕, 콩가루 추출물, 황산마그네슘, MSG를 포함하는 혼합물은 유산균 이외의 미생물 증식을 방지하기 위하여 유산균을 접종하기에 앞서, 121℃에서 15분 동안 고압증기 멸균을 수행할 수 있다. 바람직하게는 살균 또는 제균을 수행할 수 있으며, 이에 제한되지는 않으나, 살균의 예로는 고압증기멸균(autoclaving)이 바람직하고, 제균의 예로는 여과인 것이 바람직하다. 이 중 특히 비가열 멸균공정으로서 여과공정을 사용하면 발효물에 고유하게 존재하는 미네랄 성분과 비타민 성분을 변형시키지 않고 유지할 수 있어 그에 의한 생리화성을 최대한 유지시킬 수 있도록 한다.
2) 단계는 얻어진 단기임산물 발효물을 제균하는 단계로서 3일간 발효시킨 단기임산물 발효물을 0.2μm 멤브레인 필터(membrane filter)로 감압여과를 수행한다. 유산균 발효에 의해 생성되는 이취는 관능적인 기호에 큰 영향을 주고, 열처리는 발효산물에 변화를 줄 수 있으므로 단기임산물 발효물은 성분에 변화를 주지 않는 0.2μm 필터로 제균 처리하는 것이 바람직하다.
3) 단계는 상기 2) 단계에서 얻어진 제균된 단기임산물 발효물에 감미료, 산미료, 착향료 및 다래나무 수액을 혼합하는 단계이다.
구체적으로 감미료는 자일리톨, 메이플시럽, 올리고당, 수크랄로스 및 매실농축액을 배합한 것을 이용할 수 있다. 단맛을 내기위한 감미료로써 바람직하게는 대체감미료를 이용할 수 있으며, 그 예로는 자일리톨(Xylitol), 수크랄로스(Sucralose)등이 바람직하며, 단맛의 풍미를 풍부하게 해줄 메이플시럽(Maple syrup), 이소말토올리고당(Isomaltooligosaccharide) 을 이용하는 것이 더욱 바람직하며, 이들의 배합 당도는 7 내지 9 brix°를 나타내는 것이 바람직하다.
또한, 착향료는 매일농축액의 매실향을 더할 수 있도록, 매실착향료를 이용할 수 있다. GABA가 포함된 단기임산물 음료의 제조방법에 있어서, 풍미 증진을 위한 착향료로써 수액의 풍미에 영향을 주지 않는 0.01% 이내를 함유하는 것이 바람직하다.
산미료는 구연산, 비타민C 및 구연산삼나트륨을 배합하여 이용한다. 신맛 및 pH를 조절하기 위한 산미료로써, 생리활성을 돕는 비타민C를 사용하며, 신맛의 풍미를 조절하기 위한 구연산 및 구연산삼나트륨을 사용하는 것이 바람직하다. 이들 배합은 pH 4.5 이하로서 기타 유해 미생물의 오염을 방지할 수 있는 것이 바람직하다.
다래나무 수액은 다래나무로부터 채취한 수액을 이용하며, 용량은 상기 단기임산물 발효물과의 부피비로 1 : 5 내지 1 : 15로 혼합되는 것이 바람직하다.
4) 단계는 상기 3) 단계에서 얻어진 단기임산물 음료를 여과 및 살균처리 하는 단계이다. 구체적으로 살균처리는 65℃에서 30분간 가열하는 것을 수행할 수 있있다. 배합이 끝난 단기임산물 식용배지 음료는 여과 및 충진 후 65℃ 에서 30분간 가열살균처리를 거쳐 다른 유해 미생물의 오염을 방지하는 것이 바람직하며, 저장성과 기능성을 증진시킨 음료가 완성된다.
상기한 바와 같이 본 발명은 GABA생성 유산균과 단기임산물을 이용한 것으로, 섭취 가능한 첨가물만 이용하여 제작하여, 기능성 물질인 GABA의 함량을 증대시켜 영양학적 측면에서 우수하고, 소비자의 다양한 기호성에 맞도록 풍미가 증진된다. 또한, 증진된 GABA 함량을 통해 스트레스 해소, 기억력 증강, 불면, 갱년기 장애 등에 효과를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명을 통해 가바(GABA; gammaaminobutyric acid)함량이 증진된 기능성 음료, 식품 첨가물 및 건강기능성식품으로 이용될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명하도록 한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 구체화하기 위한 것일 뿐, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아닐 것이다.
<실시예 1> GABA를 함유한 단기임산물 발효물의 제조
본 실시예에서 단기임산물 추출물로서 버섯 추출물과 칡 추출물을 준비하고 유산균을 접종하여 발효물을 제조하였다. 유산균으로 인체분변에서 분리한 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) CFM47(기탁번호: KACC 81087BP)을 MRS 배지에서 37℃에서 24시간 동안 배양한 후 이를 3회 계대 배양하여 종균배양을 수행하였다. 버섯 추출물은 70℃ 온도에서 건조한 표고버섯, 새송이버섯, 느타리버섯, 팽이버섯에 각각 부피 대비 20배수의 증류수를 첨가하여 24시간 동안 열수 추출하고 3μm 필터페이퍼(filter paper)로 감압여과 한 뒤 고압증기멸균을 실시하여 준비하였다. 칡 추출물은 시판되고 있는 칡즙 제품을 이용하였으며, 3μm 필터페이퍼(filter paper)로 감압여과 한 뒤 고압증기멸균을 실시하여 준비하였다.
제조된 각각의 버섯 추출물, 칡 추출물 100mL에 각각 Sucrose 1%(w/v), 콩가루 추출물 10%(v/v), 황산마그네슘 0.5%(w/v), MSG는 새송이버섯 추출물인 경우 0.4%(w/v), 표고버섯 추출물, 느타리버섯 추출물, 팽이버섯 추출물 또는 칡즙인 경우에는 0.6%(w/v)를 첨가하여 혼합한 다음 121℃에서 15분간 고압증기멸균을 수행하였다.
멸균된 혼합물 100 중량부 기준으로 Lactobacillus brevis CFM47 배양액을 10 중량부를 접종하여 37℃에서 정치배양(Stationary culture)하여 GABA를 함유한 단기임산물 발효물을 제조하였다.
<실시예 2> GABA를 함유한 단기임산물 배양물의 GABA 생성능 분석
상기 실시예 1에서 제조한 GABA를 함유한 단기임산물 발효물의 이화학적 특성을 분석하기 위하여, 통상적으로 유산균의 생장이 최대치에 이르는 3일간 발효한 후 GABA 생성량을 측정하였다.
GABA 생성량은 비색법을 이용해서 흡광도를 측정하였다. 대조구는 상기 실시예 1의 GABA를 함유한 단기임산물 발효물에서 제조한 각 버섯 추출물, 칡 추출물 100mL에 각각 Sucrose 1%(w/v), 콩가루 추출물 10%(v/v), 황산마그네슘 0.5%(w/v), MSG는 0.4%(w/v)(새송이버섯 추출물인 경우) 또는 0.6%(w/v)(표고버섯 추출물, 느타리버섯 추출물, 팽이버섯 추출물 또는 칡즙인 경우)를 첨가하여 혼합하고, 혼합된 혼합물에 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) CFM47 배양액을 접종하지 않고 상기 실시예 1과 같은 배양조건인 37℃에서 3일간 놓아 둔 후 GABA 생성량을 측정하였다.
그 결과, 하기 표 1에 나타난 바와 같이, 표고버섯, 새송이버섯, 팽이버섯, 느타리버섯, 칡 추출물 대조구의 GABA생성량은 각각 54.97, 44.37, 96.93, 73.19 및 96.08 μg/mL의 함량으로 나타났으며, 실시예 1에서 제조한 GABA를 함유한 단기임산물 발효물의 GABA 생성량은 각각 312.23, 324.52, 363.93, 339.35, 374.95 μg/mL 함량을 나타내었다. 발효를 통해 다량의 GABA가 생성됨을 확인하였다.
GABA 생성량
(μg/mL)		 대조구 실시예 1에서 제조한 GABA를 함유한 단기임산물 추출물
표고버섯 54.97 312.23
새송이버섯 44.37 324.52
느타리버섯 96.93 363.93
팽이버섯 73.19 339.35
칡즙 96.08 374.95
<실시예 3> GABA를 함유한 단기임산물 기능성 음료의 제조
본 실시예에서 상기 실시예 1에서 제조한 GABA를 함유한 단기임산물 발효물을 0.2μm 멤브레인 필터(membrane filter)로 여과하였고, 실시예 1에서 제조한 각각의 GABA를 함유한 버섯추출물 발효물(시음료1-표고버섯, 시음료2-새송이버섯, 시음료3-느타리버섯, 시음료4-팽이버섯, 시음료5-칡즙)에 다래나무 수액, 감미료, 산미료, 착향료를 배합하고, 여과 및 살균 공정을 거쳐 다래나무 수액 음료를 5가지를 제조하였다.
본 실시예에서 사용한 감미료는 자일리톨(Xylitol), 이소말토올리고당(Isomaltooligosaccharide), 매실 농축액, 수크랄로스(Sucralose), 메이플시럽을 배합하였고, 산미료는 비타민C(아스코르빈산), 구연산, 구연산삼나트륨을 배합하였고, 착향료로는 매실 착향료를 사용하였다. 배합된 음료는 20μm 필터 페이퍼(filter papaer)로 여과하였고, 충진공정을 거쳐 65℃에서 30분간 가열살균하여 GABA를 함유한 단기임산물 기능성 음료를 제조하였다. 제조된 시음료의 첨가량은 하기 표 2에 나타내었다.
원료명 첨가량
시음료1
표고버섯		 시음료2
새송이버섯		 시음료3
느타리버섯		 시음료4
팽이버섯		 시음료5
칡즙
다래수액 90mL 90mL 90mL 90mL 90mL
실시예 1에서 제조한 단기임산물 발효물 10mL 10mL 10mL 10mL 10mL
시럽 1.45g 1.45g 1.45g 1.45g 1.45g
올리고당 1.1g 1.1g 1.1g 1.1g 1.1g
구연산 0.02g 0.02g 0.02g 0.02g 0.02g
비타민c 0.3g 0.3g 0.3g 0.3g 0.3g
구연산삼나트륨 0.01g 0.01g 0.01g 0.01g 0.01g
자일리톨 2g 2g 2g 2g 2g
농축액 2.2g 2.2g 2.2g 2.2g 2.2g
착향료 0.01mL 0.01mL 0.01mL 0.01mL 0.01mL
<실시예 4> GABA를 함유한 단기임산물 기능성 음료의 제조의 특성 분석
상기 실시예 3에서 제조한 GABA를 함유한 단기임산물 기능성 음료의 이화학적 특징(pH, Brix, GABA 함류량) 및 관능평가를 실시하였다.
구체적으로, GABA의 측정방법은 상기 실시예 2와 동일하게 비색법을 이용해서 흡광도로 측정하였으며, pH는 pH meter(25℃ 보정)를 사용하여 측정하였다. 당도는 당도계(25℃ 보정)를 사용하여 측정하였으며, 관능평가 항목은 단맛, 신맛, 향, 색 그리고 전반적인 기호도와 강도평가 항목은 단맛, 신맛, 향, 색으로 1점(매우 싫음) ~ 9점(아주 좋음) 으로 하여 관능평가를 실시하였다.
그 결과, 하기 표 3 및 4에 기재된 바와 같이 pH 측정결과 시음료5>시음료4>시음료3>시음료2>시음료1 순으로 pH가 높았으며, 5가지 시음료 모두 pH 4.5 이하로 잡균 오염을 방지할 수 있음을 확인했다. 한편, 당도는 시음료1=시음료2>시음료4>시음료3>시음료5 순으로 높게 나타났고, GABA 함량은 시음료4>시음료3>시음료5>시음료2>시음료1 순으로 GABA함량이 높았으며 5가지 시음료 모두 상기 발효수액의 1/10보다 적은 GABA함량을 나타내었다.
또한, 관능평가 결과 단맛은 시음료1, 신맛은 시음료3에서 다른 시음료에 비해 선호도가 높았으며, 향은 시음료1, 색은 시음료5로에서 다른 시음료에 비해 높은 선호도를 나타냈으며, 전반적인 기호도는 시음료1>시음료3>시음료4>시음료2>시음료5로 순으로 나타났다.
강도평가 결과 단맛은 시음료4에서, 신맛은 시음료1에서, 향과 색은 시음료5에서 가장 높은 점수를 나타내었다.
시음료1
표고버섯		 시음료2
새송이버섯		 시음료3
느타리버섯		 시음료4
팽이버섯		 시음료5
칡즙
pH 3.69 3.72 3.74 3.96 4.03
Brix 8.3 8.3 8.1 8.2 7.5
GABA(μg/mL) 29.97 31.48 34.57 36.37 31.90
관능 평가
시음료1
표고버섯		 시음료2
새송이버섯		 시음료3
느타리버섯		 시음료4
팽이버섯		 시음료5
칡즙
단맛 5.13±1.96a 4.80±1.78a 5.07±2.09a 4.27±1.83a 4.20±1.78a
신맛 4.73±2.31a 4.20±2.08a 5.40±1.84a 5.00±1.60a 4.13±1.88a
향 6.87±2.00a 6.53±2.17a 6.40±2.38a 6.27±2.25a 4.00±2.10b
색 6.53±1.46a 6.33±1.50a 6.40±1.50a 6.33±1.40a 6.67±1.63a
전반적인 기호도 5.67±2.06a 5.20±1.15a 5.40±1.68a 5.33±1.40a 3.93±1.39b
강도 평가
시음료1 시음료2 시음료3 시음료4 시음료5
단맛 4.00±1.36a 4.00±1.41a 3.87±1.41a 4.27±1.75a 4.00±1.60a
신맛 7.13±1.36a 6.87±1.25a 6.13±1.51a 6.00±1.77a 4.20±2.04b
향 6.20±2.27a 6.00±2.17a 5.93±2.43a 6.27±2.09a 6.67±2.32a
색 4.13±1.85b 3.87±1.55b 3.80±1.61b 3.80±1.61b 6.13±1.60a
표 내의 상이한 첨자는 가지는 ab평균값은 Duncan의 다중범위검정에 의해 5%의 유의수준에서 유의적으로 차이가 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명되었으나, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
국립농업과학원 KACC81087BP 20190114

Claims (14)

1) 버섯 추출물 또는 칡 추출물로 이루어진 단기임산물 추출물, 설탕, 콩가루 추출물, 황산마그네슘, MSG를 포함하는 혼합물에 유산균을 첨가 후 발효시켜 발효물을 제조하는 단계;
2) 상기 1) 단계에서 얻어진 단기임산물 발효물을 제균하는 단계;
3) 상기 2) 단계에서 얻어진 제균된 단기임산물 발효물에 감미료, 산미료, 착향료 및 다래나무 수액을 혼합하여 음료를 제조하는 단계; 및,
4) 상기 3) 단계에서 얻어진 단기임산물 음료를 여과 및 살균처리 하는 단계;
를 포함하는 가바(GABA; gammaaminobutyric acid)증진 음료 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 1) 단계의 콩가루 추출물은 콩가루에 증류수를 첨가하여 70℃에서 24시간동안 추출한 다음 3μm 필터 페이퍼(filter paper)로 감압여과를 거치는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 1) 단계의 혼합물은 121℃에서 15분 동안 고압증기 멸균을 수행하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 1) 단계의 유산균은 락토바실러스 브레비스 (Lactobacillus brevis), 락토바실러스 에시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 루코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides), 루코노스톡 락티스(Leuconostoc lactis), 락토코쿠스 락티스(Lactococcus lactis), 페디오코쿠스 펜토사우세우스(Pediococcu pentosaceus), 페디오코쿠스 덱스트리니쿠스(Pediococcus dextrinicus) 또는 스트렙토코쿠스 서모필러스(Streptococcus thermophilus) 중에 하나 이상으로 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 2) 단계의 제균은 0.2μm 멤브레인 필터(membrane filter)로 감압여과를 거치는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 3) 단계의 감미료는 자일리톨, 메이플시럽, 올리고당, 수크랄로스 및 매실농축액을 배합한 것을 특징으로 하는 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 3) 단계의 착향료는 매실착향료인 것을 특징으로 하는 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 산미료는 구연산, 비타민C 및 구연산삼나트륨을 배합한 것을 특징으로 하는 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 4) 단계의 여과는 20μm 필터 페이퍼(filter paper)로 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 4) 단계의 살균처리는 65℃에서 30분간 가열하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 버섯 추출물은 표고버섯, 새송이버섯, 느타리버섯 또는 팽이버섯 중에서 적어도 하나 이상으로 선택된 것의 추출물인 것을 특징으로 하는 제조방법.
버섯 추출물 또는 칡 추출물로 이루어진 단기임산물 추출물, 설탕, 콩가루 추출물, 황산마그네슘 및 MSG를 포함하는 혼합물에 유산균을 첨가하여 발효한, 가바(GABA; gammaaminobutyric acid)함량이 증진된 음료 조성물.
버섯 추출물 또는 칡 추출물로 이루어진 단기임산물 추출물, 설탕, 콩가루 추출물, 황산마그네슘 및 MSG를 포함하는 혼합물에 유산균을 첨가하여 발효한, 가바(GABA; gammaaminobutyric acid)함량 증진용 식품 첨가제.
버섯 추출물 또는 칡 추출물로 이루어진 단기임산물 추출물, 설탕, 콩가루 추출물, 황산마그네슘 및 MSG를 포함하는 혼합물을 유산균으로 발효하여 가바(GABA; gammaaminobutyric acid)함량 증진된 건강기능성식품.
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