KR20230001022A - 유산균 식혜의 제조방법 및 이에 따라 제조된 유산균 식혜 - Google Patents

유산균 식혜의 제조방법 및 이에 따라 제조된 유산균 식혜 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유산균 식혜의 제조방법 및 이에 따라 제조된 유산균 식혜에 관한 것으로, (S1) 고두밥을 짓는 단계; (S2) 엿기름 추출물을 제조하는 단계; (S3) 상기 단계 (S2)에서 제조된 엿기름 추출물에 상기 단계 (S1)에서 지은 고두밥을 혼합하여 50 내지 70℃에서 5 내지 7시간 동안 당화시키는 단계; (S4) 상기 단계 (S3)에서 당화된 엿기름 당화액에서 고두밥 15 내지 25%(v/v)를 건져내어 냉수로 세척한 다음 95 내지 100℃에서 50 내지 70분 동안 가열한 후 재투입하는 단계; (S5) 상기 단계 (S4)에서 수득된 혼합물에 유산균 대사산물 및 프락토올리고당과 설탕 혼합물을 첨가한 다음 95 내지 100℃에서 50 내지 70분 동안 가열하는 단계; (S6) 상기 단계 (S5)에서 수득된 혼합물을 살균 및 여과하여 유산균 식혜를 수득하는 단계; 및 (S7) 상기 단계 (S6)에서 수득된 유산균 식혜를 60 내지 80℃에서 식힌 후 충진기로 이송하여 충진하여 포장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따라 제조된 유산균 대사산물을 포함하는 유산균 식혜는 유산균의 다양한 효능이 부가되어 피로회복, 소화기능 개선효과가 있을 뿐만 아니라 장기강화, 항비만 및 항염증 효능을 가진다. 또한, 유산균과 함께 사용함으로써 기호도를 보다 상승시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 유산균 식혜는 피로회복, 항염 및 다이어트 음료로도 사용될 수 있는 바, 공부하는 학생 및 직장인에게 비만의 걱정없는 웰빙 건강음료로 매우 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

Description

유산균 식혜의 제조방법 및 이에 따라 제조된 유산균 식혜 {A process for the preparation of sikhye containing lactobacillus and the sikhye containing lactobacillus prepared therefrom}
본 발명은 유산균 식혜의 제조방법 및 이에 따라 제조된 유산균 식혜에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 유산균 대사산물을 식혜 제조시 첨가함으로써 소화기능을 향상시키고 피로회복에 도움을 주며, 항비만 및 항염증 효능뿐만 아니라 장기기능 강화효과를 가짐으로써 다이어트 및 건강음료로 애용될 수 있는 유산균 식혜의 제조방법 및 이에 따라 제조된 유산균 식혜에 관한 것이다.
유산균(lactic acid bacteria)은 사람이나 동물의 장(腸)과 발효식품 등에서도 쉽게 발견되는 안전한 미생물로(Orrhge, K. et al., 2000, Bifidobacteria and lactobacilli in human health, Drugs Exptl. Clin. Res., 26, 95-111) 장내 상피세포에 부착하여 기생하게 되어 장내 균총의 성질을 개선시켜 장내 균총의 안정화, 유해세균의 정착 억제에 따른 부패산물 생성 감소 및 질병 예방, 면역 활성화 작용, 항암작용, 콜레스테롤 저하 등 인체에 많은 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 유산균이 여러 부패성 미생물 및 병원성 미생물에 대하여 생육억제 작용을 갖는 것은 몇 가지 대사적인 특성 때문인데 유산균은 대사산물로서 항균활성 인자인 organic acid, hydrogen peroxide, reuterin, diacetyl, acetaldehyde, bacteriocin 등을 생산하기 때문이다(Fuller, K., 1989, Probiotics in man and animals, J. Appl. Bacteriol., 66, 365-378). 그러나 종래의 유산균 제품들은 대부분 우유를 주재료로 하여 발효시킨 유제품이며 우유의 유당(Lactose)을 잘 소화하지 못하는 우리나라 사람들에게는 적합한 식품이라고 볼 수 없다. 또한, 유산균은 종속영양미생물로서 기본적으로 당을 포함한 각종 아미노산, 비타민 등 여러 가지 영양성분을 필요로 하기 때문에 식물체만을 재료로 하여 유산균 발효액을 만들면 영양성분의 부족으로 요구르트처럼 다량의 유산균을 함유한 유산균 발효액을 만들기가 어렵고 제품의 균일화가 힘들다.
한편, 식혜는 우리나라를 대표하는 음청류의 하나로 잔치, 제례 등에서 주로 이용되는 전통후식이다. 식혜에 관한 기록을 우리나라에서는 조선시대의 문헌인 ≪수문사설≫에서 감주라 하여 처음 그 기록을 볼 수 있다. 이후 1800년대 말엽 ≪시의전서≫에서 엿기름을 사용하여 감주를 만드는 법과 엿기름 기르는 법을 소개하였으며 ≪규곤요람≫에서는 엿기름으로 식혜 만드는 법이 기록되어 있다.
식혜는 쌀과 엿기름(맥아)을 주원료로 사용하며, 이 때 엿기름은 전분분해 효소인 아밀라아제(amylase)를 다량 생성하고 아밀라아제(amylase)에 의하여 밥의 전분이 당화되어 덱스트린, 말토스, 글루코스 등의 단당류와 이당류로 분해된다. 이렇게 생성된 당들에 의해 식혜 고유의 감미와 향미를 나타내며 또한 엿기름 사용양의 증가는 식혜의 냄새, 향미와 환원당 함량을 높여서 단맛을 증가시킨다고 알려져 있다.
식혜의 원료인 엿기름에 대한 연구는 당화력이 강한 맥아잎눈과 싹의 길이, 겉보리의 길이, 맥아 침지시간, 쌀의 종류와 취반 방법에 다른 식혜의 비교 연구, 당화 과정 중 식혜의 성분변화, 엿기름의 원료인 겉보리와 발아 조건에 대한 연구 등이 진행되어 왔다. 그리고 주재료인 쌀 품종에 따른 식혜의 품질, 쌀보리를 이용한 식혜의 품질 등에 대한 연구가 보고되었다.
이러한 식혜의 품질을 향상시키기 위한 기능성 식혜에 대한 연구도 진행되었는데, 팽화미분 첨가에 따른 식혜의 품질 특성, 가루녹차를 첨가한 식혜, 오디를 첨가한 식혜, 단호박 첨가물을 달리한 식혜, 황기추출물을 첨가한 식혜, 조릿대 추출물을 첨가한 식혜, 유색미 식혜, 도라지분말을 첨가한 식혜, 옥수수수염 추출액을 이용한 식혜 및 인삼 식혜 등 다양한 기능성을 추가한 식혜 제조에 관한 연구가 보고되었다.
또한, 관련된 특허문헌으로 대한민국 등록특허 제10-1916843호에서는 여주를 이용한 식혜를 보고한 바 있으며, 대한민국 등록특허 제10-1702812호에서는 흑마늘을 이용한 식혜를 개시한 바 있다.
그러나 아직까지 유산균 대사산물을 함유하는 식혜 및 그 제조방법에 관하여는 개시된 바가 없다.
이에 본 발명자들은 이러한 다양한 효능을 가지는 유산균 대사산물을 식혜에 첨가함으로써 피로회복, 소화기능 개선, 항비만 및 항염증 효과뿐만 아니라 장기능을 개선하고 맛과 향을 향상시킬 수 있다는 사실을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 피로회복, 소화기능 개선, 항비만 및 항염증 효과뿐만 아니라 장기능을 개선하고 맛과 향을 향상시킬 수 있는 유산균 식혜의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 제조방법에 따라 제조된 유산균 식혜를 제공하기 위한 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유산균 식혜의 제조방법을 제공한다:
(S1) 고두밥을 짓는 단계;
(S2) 엿기름 추출물을 제조하는 단계;
(S3) 상기 단계 (S2)에서 제조된 엿기름 추출물에 상기 단계 (S1)에서 지은 고두밥을 혼합하여 50 내지 70℃에서 5 내지 7시간 동안 당화시키는 단계;
(S4) 상기 단계 (S3)에서 당화된 엿기름 당화액에서 고두밥 15 내지 25%(v/v)를 건져내어 냉수로 세척한 다음 95 내지 100℃에서 50 내지 70분 동안 가열한 후 재투입하는 단계;
(S5) 상기 단계 (S4)에서 수득된 혼합물에 유산균 대사산물 및 프락토올리고당과 설탕 혼합물을 첨가한 다음 95 내지 100℃에서 50 내지 70분 동안 가열하여 농축하는 단계;
(S6) 상기 단계 (S5)에서 수득된 혼합물을 살균 및 여과하여 유산균 식혜를 수득하는 단계; 및
(S7) 상기 단계 (S6)에서 수득된 유산균 식혜를 60 내지 80℃에서 식힌 후 충진기로 이송하여 충진하여 포장하는 단계.
바람직하게, 상기 유산균 대사물질은 락토바실러스 플란타룸(L.plantarum), 락토바실러스 카제이(L.casei) 및 비피도박테리움 인펀티스(B. infantis)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유산균을 액체 배지에 접종하고 20 내지 40℃에서 12 내지 48시간 배양하여 수득된 발효액을 동결건조하여 제조될 수 있다.
바람직하게, 상기 단계 (S5)에서 프락토올리고당과 설탕 혼합물은 프락토올리고당 및 설탕이 2:8의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 단계 (S5)에서 자몽 종자 추출물을 추가로 첨가하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 단계 (S6)에서 살균은 95 내지 100 ℃에서 20 내지 30분 동안 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기한 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 상기 제조방법에 따라 제조된 유산균 식혜를 제공한다.
이와 같이, 본 발명에 따라 제조된 유산균 대사산물을 포함하는 유산균 식혜는 유산균의 다양한 효능이 부가되어 피로회복, 소화기능 개선효과가 있을 뿐만 아니라 장기강화, 항비만 및 항염증 효능을 가진다. 또한, 유산균과 함께 사용함으로써 기호도를 보다 상승시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 유산균 식혜는 피로회복, 항염 및 다이어트 음료로도 사용될 수 있는 바, 공부하는 학생 및 직장인에게 비만의 걱정없는 웰빙 건강음료로 매우 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
이하 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명에서는 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유산균 식혜의 제조방법을 제공한다:
(S1) 고두밥을 짓는 단계;
(S2) 엿기름 추출물을 제조하는 단계;
(S3) 상기 단계 (S2)에서 제조된 엿기름 추출물에 상기 단계 (S1)에서 지은 고두밥을 첨가하여 50 내지 70℃에서 5 내지 7시간 동안 당화시키는 단계;
(S4) 상기 단계 (S3)에서 당화된 엿기름 당화액에서 고두밥 15 내지 25%(v/v)를 건져내어 냉수로 세척한 다음 95 내지 100℃에서 50 내지 70분 동안 가열한 후 재투입하는 단계;
(S5) 상기 단계 (S4)에서 수득된 혼합물에 유산균 대사산물 및 프락토올리고당과 설탕 혼합물을 첨가한 다음 95 내지 100℃에서 50 내지 70분 동안 가열하여 농축하는 단계;
(S6) 상기 단계 (S5)에서 수득된 혼합물을 살균 및 여과하여 유산균 식혜를 수득하는 단계; 및
(S7) 상기 단계 (S6)에서 수득된 유산균 식혜를 60 내지 80℃에서 식힌 후 충진기로 이송하여 충진하여 포장하는 단계.
본 발명의 유산균 식혜에 첨가되는 엿기름은 엿기름가루 600g에 증류수 1L를 먼저 붓고 30℃의 물에 1시간 침지한 후 총 5L의 증류수를 넣어 5회에 걸쳐 추출 후 100mesh 체를 이용하여 엿기름 추출액과 박을 분리한 다음 엿기름 추출액은 4℃냉장고에서 10시간 침전시켜 침전물을 제거한 후 상등액을 취하여 식혜 당화에 사용하여 제조할 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 본 발명의 유산균 식혜의 제조방법에서 단계 (S3)은 상기 추출한 엿기름 100 중량부에 대하여 고두밥을 80 내지 100 중량부를 넣고 50 내지 70℃에서 5 내지 7시간 동안 당화시키는 것을 특징으로 하며, 10알 이상 밥알이 떠오를 때를 당화 종말점으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 본 발명의 유산균 식혜 제조방법에서 단계 (S4)는 상기에서 당화된 엿기름과 당화액에서 고두밥 15 내지 25%(v/v)를 건져내어 냉수로 세척한 다음 95 내지 100℃에서 50 내지 70분 동안 가열한 후 재투입하는 것을 특징으로 한다. 이 때 텁텁하지 않고 깔끔한 식혜를 제조하기 위해 상기 당화액에서 건져내고 남은 75 내지 85%(v/v)의 고두밥은 다시 사용하지 않고 버린다. 이는 필요 이상의 고두밥(75 내지 85%(v/v)의 고두밥)이 첨가될 경우 엿기름에 의해 밥에 함유된 탄수화물이 용해되어 식혜의 탁도 및 점도가 높아져 텁텁한 맛이 증가하고 깔끔한 맛을 저해할 수 있기 때문이다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 본 발명의 유산균 식혜의 제조방법에서 단계 (S5)는 유산균 대사산물 및 프락토올리고당과 설탕의 혼합물을 첨가하는 것을 특징으로 한다. 이 때 유산균 대사산물은 엿기름 100 중량부에 대하여 0.02 내지 0.03 중량부의 양으로 첨가하고, 상기 프락토올리고당과 설탕의 혼합물은 엿기름 100 중량부에 대하여 110 내지 130 중량부의 양으로 첨가하는 것을 특징으로 한다.
상기 프락토올리고당과 설탕은 2:8의 중량비로 혼합하는 것이 바람직하며, 상기 프락토올리고당은 유산균의 먹이로 첨가된다.
본 발명에서 유산균 대사산물이란 유산균이 먹이를 먹고 만들어낸 물질로서, 대표적으로 사균체, 박테리오신 등이 있다. 이러한 유산균 대사산물은 유산균과 달리 살아있는 형태가 아니기 때문에 위산과 담즙산에 영향을 받지 않아 장까지 안정적으로 도달하고 유해균을 직접 사멸하는 것이 가능해 장내 빠른 안정화를 돕는다.
유산균 대사산물은 그 자체로도 효능을 가지고 있는데, 사균체의 경우 아토피 피부염을 완화하는 데 도움이 된다. 2008년 생물학제약회보(Biological and Pharmaceutical Bulletin)에 실린 연구에 따르면, 아토피를 유발한 실험쥐에 사균체를 투입한 결과 아토피 피부염 등 알레르기를 유발하는 IgE(이뮤노글로불린E)의 생성이 억제된 것으로 나타났다.
본 발명에서 사용하는 유산균은 락토바실러스 플란타룸(L.plantarum), 락토바실러스 카제이(L.casei) 및 비피도박테리움 인펀티스(B. infantis)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유산균, 바람직하게는 락토바실러스 플란타룸(L.plantarum), 락토바실러스 카제이(L.casei) 및 비피도박테리움 인펀티스(B. infantis)를 1:1:1의 비율로 혼합한 혼합 유산균을 접종하는 것을 특징으로 한다.
상기 유산균 중에 하나인 락토바실러스 플란타룸(L.plantarum)은 락토바실러스(Lactobacillus)속 젖산균으로 막대기 모양의 간균이며 그람양성이다. 크기는 0.7 내지 1.0 x 3.0 내지 8.0 μ으로 생육 적정 온도는 29 내지 33 ℃ 이며 약간의 호기성을 띤다. 락토바실러스 플란타룸은 아라비노오스(arabinose), 글루코오스(glucose), 과당(fructose), 갈락토오스(galactose), 엿당(maltose), 수크로오스(sucrose), 덱스트란(dextran), 라피노오스(raffinose)와 트레할로스(trehalose) 등을 발효하여 젖산을 생성한다. 락토바실러스 플란타룸은 주로 우유, 치즈, 버터, 케피어(kefir), 발효된 소시지, 발효된 감자, 곡물, 빵의 산성 반죽(dough), 피클이나 김치와 같은 침채류, 토마토 등에서 분리되며, 자연계에서 가장 분포가 넓은 젖산균 중의 하나이다. 특히 우리나라 김치의 발효에 중요한 역할을 하는 젖산균으로 식염 내성은 약 5.5%이다.
또한, 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei)는 인간의 장이나 입에서 발견되는 락토바실러스(Lactobacillus)속의 혐기성 미생물로서 우유와 치즈에서 분리되었다. 프로바이오틱스(probiotics)인 락토바실러스 카제이는 막대기 모양의 간균으로 그람 양성이고, 운동성이 없으며, 산이나 열에 강하다. 또한 락토바실리러스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus)의 성장에 도움을 주며, 탄수화물을 분해시키는 효소인 아밀라아제(amylase)를 생산한다.
이 균은 인체 내 소화액에 의해 사멸되지 않고 소장까지 가서 소장 내 균총을 정상화시키고, 유당불내증(milk intolerance)을 줄여주며, 정장 작용 및 소화작용을 돕는 인체에 매우 유익한 균이다. 우유는 락토바실러스 카제이가 생산하는 젖산에 의해 3-5일 만에 응고되어 점성을 가지는데, 이때 카제인(casein)을 이용하므로 치즈 숙성에서는 매우 중요한 균이다. 최근에는 락토바실러스 카제이가 위궤양이나 위염을 일으키는 헬리코박터 파일로리(Helicobacter pylori)의 성장을 저해하며, 대장 내의 미생물 균총의 균형에 도움을 주는 것으로 보고되고 있다.
비피도박테리움 인펀티스(B. infantis)은 음식물 소화를 돕고 과민성 대장증후군을 개선시킨다. 면역을 강화하며 장 내부 유해균을 억제하는 효과가 높은 것으로 알려져 있다.
상기 유산균을 배양하기 위한 식품용 액체배지(포도당 2.0 ~ 4.0 중량%, 펩톤 0.5 ~ 2.0 중량%, 효모추출물 0.2 ~ 1.0 중량%, 무기염류 2.0 ~ 4.0 중량% 및 정제수 89.0 ~ 95.3 중량%로 이루어진 액체배지)에 1x108 cfu/mL 이상의 유산균을 접종하고 20 내지 40℃에서 12 내지 48시간 배양하여 수득된 발효액을 동결건조하여 유산균 대사산물을 제조할 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 유산균 대사물질은 락토바실러스 플란타룸(L.plantarum), 락토바실러스 카제이(L.casei) 및 비피도박테리움 인펀티스(B. infantis)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유산균을 액체 배지에 접종하고 20 내지 40℃에서 12 내지 48시간 배양하여 수득된 발효액을 동결건조하여 제조될 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 단계 (S5)에서 자몽 종자 추출물을 추가로 첨가하는 것을 특징으로 한다. 이 때 자몽 종자 추출물은 엿기름 100 중량부에 대하여 0.1 내지 0.3 중량부의 양으로 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 자몽 종자 추출물을 추가로 첨가함으로써 유산균 식혜의 저장성을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 본 발명의 유산균 식혜 제조방법의 단계 (S6)에서 살균은 95 내지 100 ℃에서 20 내지 30분 동안 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 본 발명의 유산균 식혜의 제조방법에서 단계 (S7)은 유산균 식혜를 60 내지 80℃에서 식힌 후 충진기로 이송하여 충진하여 포장하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에서는 상기 제조방법에 따라 제조된 유산균 식혜를 제공한다.
이와 같이, 본 발명에 따라 제조된 유산균 대사산물을 포함하는 유산균 식혜는 유산균의 다양한 효능이 부가되어 피로회복, 소화기능 개선효과가 있을 뿐만 아니라 장기강화, 항비만 및 항염증 효능을 가진다. 또한, 유산균과 함께 사용함으로써 기호도를 보다 상승시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 유산균 식혜는 피로회복, 항염 및 다이어트 음료로도 사용될 수 있는 바, 공부하는 학생 및 직장인에게 비만의 걱정없는 웰빙 건강음료로 매우 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 도면과 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<제조예 1> 유산균 대사물질 제조
유산균의 배양조건은 배양 온도 20 내지 40℃에서 12 내지 48시간 동안 유산균 수가 1x108 cfu/mL 이상, pH 4.8 이하가 될 때까지 액체배지에서 각각 배양하여 유산균 배양액을 제조한 다음 동결건조하여 유산균 대사물질을 수득하였다.
구체적으로, 상기 유산균을 배양하기 위한 식품용 액체배지로 포도당 2.0 ~ 4.0 중량%, 펩톤 0.5 ~ 2.0 중량%, 효모추출물 0.2 ~ 1.0 중량%, 무기염류 2.0 ~ 4.0 중량% 및 정제수 89.0 ~ 95.3 중량%로 이루어진 액체배지를 121℃에서 30분간 멸균하여 제조하였다.
본 발명에 따른 액체배지를 구성하는 성분 조성에서 무기염류는 배지조성에서 통상적으로 사용하는 Mg, Mn, Co 성분의 중량부 합계이다.
상기 배양한 유산균 배양액을 7,000 ∼ 10,000 rpm으로 원심분리하여 유산균체와 배양상등액을 분리하였다. 상기에서 분리된 배양여액은 다시 살균(100℃, 30분)한 후 90℃까지 냉각하여 유산균 배양여액을 제조한 다음 통상의 방법에 따라 감압 농축하여 2배 이상의 농축된 배양농축액을 제조하였다.
상기 방법으로 제조된 본 발명 유산균 배양농축액에는 유산균의 발효과정 중 생성된 대사산물로서 주로 감마 아미노뷰티르산(GABA), 아미노산, 펩타이드, 비타민, 유기산 및 박테리오신 등이 포함된다.
상기 수득된 유산균 배양농축액을 동결건조하여 유산균 대사산물을 제조하였다.
<실시예 1> 유산균 식혜 제조
(1) 엿기름 추출액 제조
엿기름가루 600g에 증류수 1L를 먼저 붓고 30℃의 물에 1시간 침지한 후, 총 5L의 증류수를 넣어 5회에 걸쳐 추출 후 100mesh 체를 이용하여 엿기름 추출액과 박을 분리 하였다. 엿기름 추출액은 실온에서 1시간 침전시켜 침전물을 제거한 후 상등액을 취하여 식혜 당화에 사용하였다.
(2) 고두밥의 제조
찹쌀 또는 맵쌀 500g을 5회 세척한 후 물 2.0ℓ를 넣고 실온에서 10분 탈수시킨 다음 물 500mL를 넣고 전기밥솥(CR3031N, Cuckoo Korea)으로 고두밥을 제조하였다. 비피더스균 활성인자인 한계덱스트린 함량이 높은 포도당의 α??1.6 결합인 amylopectin으로 구성된 찹쌀 또는 맵쌀을 식혜의 재료에 이용하였다.
(3) 유산균 식혜의 제조
상기 추출한 엿기름 100 중량부에 대하여 20 중량부의 양으로 고두밥을 첨가하고 전기밥솥(CR3031N, Cuckoo Korea)으로 70℃(전기보온밥솥온도)에서 5 내지 7시간 동안 당화시켰으며, 10알 이상 밥알이 떠오를 때를 당화 종말점으로 하였으며, 당화된 엿기름 당화액에서 고두밥 15 내지 25%(v/v)를 건져내어 냉수로 세척한 다음 95 내지 100℃에서 50 내지 70분 동안 가열한 후 재투입하였다. 나머지 고두밥 75 내지 85%(v/v)는 재사용하지 않고 버렸다.
이어서, 상기 제조예 1에서 수득된 유산균 대사물질을 엿기름 당화액 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.03 중량부의 양으로 첨가하고, 2:8의 중량비로 혼합된 프락토올리고당과 설탕의 혼합물은 엿기름 100 중량부에 대하여 110 내지 130 중량부의 양으로 첨가하여 95 내지 100℃에서 50 내지 70분간 가열하여 농축하였다.
이 후 수득된 유산균 식혜의 살균은 95 내지 100 ℃에서 20 내지 30분 동안 수행하고, 60 내지 80℃에서 식힌 후 충진기로 이송하여 충진하여 유산균 식혜를 포장하였다.
<실시예 2>
유산균 대사산물을 엿기름 당화액 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.03 중량부의 양으로 첨가하고 또한 자몽 종자 추출물을 엿기름 당화액 100 중량부에 대하여 0.1 내지 0.3 중량부의 양으로 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 유사한 방법으로 유산균 식혜를 제조하였다.
<비교예 1>
유산균 대사물질을 첨가하지 않은 일반 식혜를 제조하였다.
<시험예 1> 당도 측정
상기 실시예 1에서 제조된 유산균 식혜 당도는 당도계(digital refractometer, pocket PAL-1, Atago co., Japan)로 측정한 뒤 ˚Brix로 표시하였다. 모든 시료는 1g씩 채취하여 3회 반복한 평균값으로 하였다. 비교를 위해 유산균 대사물질을 넣지 않은 비교예 1의 일반식혜를 사용하였다. 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
Sample 당도(˚Brix)
실시예 1의 유산균 식혜 12
실시예 2의 유산균 식혜 12
비교예 1의 일반 식혜 12
상기 표 1에서 보듯이, 실시예 1 및 2에서 제조된 유산균 식혜 및 비교예 1에서 제조된 일반식혜의 ˚Brix는 12˚Brix로 유산균의 첨가가 유의적으로 당도가 변화하지 않음을 알 수 있다.
<시험예 2> pH 측정
유산균 식혜의 pH는 pH/ISE Meter(pH/Temp Meter pH-200L)로 측정하였다. 모든 시료는 30ml씩 채취하여 3회 반복한 평균값으로 하였다. 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
Sample pH
실시예 1의 유산균 식혜 5.65
실시예 2의 유산균 식혜 5.63
비교예 1의 일반 식혜 5.71
상기 표 2에서 보듯이, 본 발명의 유산균 식혜의 pH는 5.65 및 5.63으로, 일반식혜와 비슷한 pH를 가지는 것을 알 수 있었다.
<시험예 3> 유산균 식혜의 대식세포주 (RAW264.7)에서 LPS에 의해 유도된 NO 억제 측정
대식세포에서는 LPS와 같은 외부 자극 등에 의해 염증반응이 일어나면 NO를 분비하고 염증성 사이토카인과 같은 다양한 물질을 생성하고, 염증반응을 조절하는 다양한 병리적인 반응이 일어난다. LPS로 염증반응을 유도한 RAW264.7 세포에서 고들빼기 추출물을 처리하여 항염증 효능을 조사하였다.
안정화된 NO 산화물인 NO2 (Nitrite)는 Griess 반응을 이용하여 측정하였다. 먼저 마우스의 대식세포주(RAW264.7)를 96웰 플레이트에 well당 5 X 104 cells/100μl씩 분주한 뒤, 24 시간 동안 CO2 배양하였다. LPS (lipopolysaccharide)를 1μg/ml 농도로 처리하고 1시간 CO₂ 배양한 뒤 준비한 고들빼기 추출물을 농도별로 처리하여 24 시간 동안 CO₂배양하였다. 그 다음 각 배양 상층액을 96웰 플레이트에 넣고 여기에 동량의 Griess 시약 (0.1% N-1-naphtyl-ethylendiamine in H2O : 1% sulfanilamide in 5% H3PO4 = 1 : 1)을 첨가하여 10분간 반응시킨 후, 마이크로플레이트 리더로 550nm에서 흡광도를 측정하였다. NO2 (Nitrite)의 농도는 NaNO2 (sodium nitrite)를 100 μM에서부터 0.7 μM 까지 2배씩 희석하여 얻은 표준곡선과 비교하여 계산하였다. LPS는 양성대조군으로 사용하였다.
그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
Concentration(μg/ml)
LPS 비교예 1 실시예 1 실시예 2
7.27±0.5 7.17±0.1 0.18±0.3 0.15±0.5
결과에서 보듯이, 본 발명의 실시예 1 및 2의 유산균 식혜는 NO를 억제하는 것을 확인하였다.
<시험예 4> 유산균 식혜의 대식세포주 (RAW 264.7)에서 LPS에 의해 유도된 염증성 사이토카인 (Cytokine)에 미치는 영향 측정
대식세포주인 RAW 264.7 세포는 한국세포주은행(KTCC)에서 분양받아 10% FBS(fetalbovine serum), 1% 항생제, 2-ME(2-mercaptoethanol)를 함유한 RPMI 1640 배지를 이용하여 37℃, 4% CO2에서 조절된 인큐베이터에서 배양하였다.
RAW264.7 대식세포를 24-웰 플레이트에 well당 5 x 105cells/1ml이 되도록 분주하고 24시간 CO₂배양하였다. 이후 well에 LPS (lipopolysaccharide)를 1μg/ml 농도, 유산균 식혜를 농도별로 처리하여 24시간 CO₂ 배양하였다. 그 다음 세포배양 상층액을 수거하였다. 상층액에 포함된 사이토카인 (cytokine)인 IL-6, TNF-α, GM-CSF, IL-1β를 효소항체법 (enzyme-linked immunosorbent assay : ELISA) 을 이용하여 측정하였다. 즉, plate-bottom micro-well에 1차 항체 (capture antibody)를 코팅액(0.1 M sodium carbonate, pH 9.5)에 희석하여 100 μl/well로 분주하고 4℃에서 밤새 배양한 후, 세척용액 (0.05% Tween 20/PBS)으로 세척하였다. 세척된 마이크로웰은 10% FBS가 첨가된 PBS로 블로킹(blocking)하였으며, 실험에서 채취한 배양 상층액을 적당한 비율로 희석한 후 각 well에 분주하여 상온에서 반응시켰다. 그 다음, 바이오틴이 부착된 2차 항체 100㎕/well와 일정시간 상온에서 반응시킨 후, 아비딘-퍼옥시다제 (enzyme reagent) 100 μl/well을 첨가하였다. 마지막으로 기질 (3,3′,5,5′-Tetramethylbenzidine Liquid Substrate, H2O2) 을 첨가하여 발색시킨 다음 마이크로플레이트 리더를 이용하여 측정하였다. 측정된 IL-6, TNF-α, GM-CSF, IL-1β의 농도는 표준곡선을 이용하여 환산하였다.
그 결과는 하기 표 4에 나타내었다.
Cytokine LPS
(1 μg/ml)		 비교예 1 실시예 1 실시예 2
IL-1β 526.31±3.1 521.16±13.4 86.23±2.5 84.11±5.1
GM-CSF 1711.51±21.2 1723.01±14.1 163.52±2.6 152.15±5.1
IL-6 16.82±1.5 18.32±0.4 1.20±0.4 1.21±1.1
TNF-α 7.35±0.5 8.47±0.2 3.23±1.5 3.21±1.3
결과에서 보듯이, 유산균 식혜가 RAW 264.7 세포에서 LPS에 의해 유도된 염증성 사이토카인에 미치는 영향을 확인한 결과 IL-6, IL-1β, TNF-α, GM-CSF의 염증전 사이토카인(pro-inflammatory cytokine)을 모두 통계적으로 유의하게 억제하는 것을 확인하였다. 이 결과를 통해 유산균 식혜가 RAW 264.7 세포에서 염증 매개성 사이토카인을 효과적으로 억제하여 항염증 기능에 관여하는 것을 확인할 수 있다.
<시험예 5> 피로회복 개선 효과 확인
실시예 1 및 2의 유산균 식혜 및 비교예 1의 일반식혜를 10명씩 10~40대의 남녀노소 20명에게 30일간, 매일 하루 3번 110㎖씩 점심식사 후 2시간 후에 복용하게 하였으며, 30일간의 복용 후, 소화기능 개선, 무기력감 개선 및 피로감 개선 정도를 하기 표 5에 5점 타점법(5점 : 아주 우수함, 4점 : 우수함, 3점 : 보통, 2점 : 나쁨, 1점 : 아주나쁨)으로 나타내게 하였다. 이를 위해, 소화기능 개선 효과, 무기력감 개선 효과, 전체적인 피로감 개선 효과 등을 확인하였다.
소화기능
개선 효과		 무기력감
개선 효과		 피로감
개선 효과
실시예 1 4.9 4.9 4.9
실시예 2 4.9 4.9 4.9
비교예 1 2.5 2.4 2.3
상기 표 5에서 보듯이, 본 발명의 유산균 식혜는 소화기능 개선 효과가 매우 우수하며, 무기력을 감소시키는 효과가 있었으며, 전체적인 피로감을 개선시켰다. 특히 점심식사 후 섭취하였는데 소화기능이 오히려 향상되었으며, 피로감이 개선되어 오후에 공부 또는 일에 보다 집중할 수 있었다고 평가하였다.
<시험예 6> 체중 및 혈중 콜레스테롤 감소 실험
실험동물로 ICR 마우스를 이용하여, 상기 실시예 1 및 2로부터 제조된 유산균 식혜 및 비교예 1의 일반식혜를 재료로 한 시험대조군과 정상군을 식이 급여하며 사육 비교하였다.
본 실험에서 기본 식이는 AIN-76을 기본으로 단백질급원은 카제인(Japan), 탄수화물급원은 옥수수전분(제일제당), 지방급원으로 옥수수유(대상)을 사용한 정상군과 시험대조군을 비교하는 방식으로 진행하였다. 본 실험에 사용한 유산균 식혜는 매일 일정시간에 1 ml씩 경구 급여하였으며 식이와 식수는 임의로 자유롭게 섭취하도록 하였다. 시험동물 사육환경은 항온(20±2℃), 항습(50±5%)하고 12 시간 광주기로 일정 조건을 유지하면서 폴리카보네이트 케이지에서 2 마리씩 분리하여 사육하였다. 동물에서 콜레스테롤은 혈류를 따라 순환하며 몇몇 기관에서 합성되며 혈류 내에서 콜레스테롤 수치가 크면 동맥경화의 주요 원인이 되므로 분석항목은 (1) 체중변화 및 식이섭취량, (2) 혈중 콜레스테롤 및 중성지질을 측정하는 것으로 진행하였다.
사육이 끝난 실험동물은 12 시간 절식시킨 후 에테르(Ether)를 흡입시켜 마취시킨 다음 복부 하대정맥으로부터 채혈하였으며, 헤파린을 처리하여 원심분리(15 mins, 3,000 RPM)로 혈장을 분리하여 지질함량을 측정하였다.
각 실험동물의 내장(간, 부고환, 신장)을 혈액채취 후 즉시 적출하여 PBS(Phosphate Buffered saline) 용액으로 수차례 헹군 후 표면 수분을 제거하여 비교 정량하였다. 혈장 중성지질은 McGowan 등(1983)의 효소법을 이용한 발색방식의 중성지방 측정용 시액(Asan kit)를 사용하여 550 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 혈장 총 콜레스테롤은 Allain 등(1974)의 효소법을 응용한 총콜레스테롤 측정용 시액(Asan kit)를 사용하여 발색처리하여 500 nm에서 흡광도를 측정하여 이를 콜레스테롤 표준곡선과 비교 정량하는 방식으로 하였으며, 장기의 지질은 Folch 등(1957)의 방법으로 잘게 자른 후 2 ml, Chloroform: Methyl alcohol 2:1 용액하에서 추출하여 중성지질, 콜레스테롤은 혈장에서와 동일 방법으로 정량하였다. 각 항목은 통계처리하여 평균값으로 하였다.
(1) 체중변화
실험동물의 체중변화 및 식이섭취량을 하기 표 6 및 7에 각각 나타내었다.
하기 표 6을 참조하면, 실시예 1 및 2로부터 제조된 유산균 식혜를 경구 급여한 실험동물의 경우 실험전에 비하여 체중이 유사 또는 저하되었고, 반면 비교예 1로부터 제조된 일반식혜를 경구 급여한 실험동물 및 정상군의 경우 실험 전에 비하여 체중이 증가했음을 확인할 수 있다.
하기 표 7을 참조하면, 실시예 1 및 2로부터 제조된 유산균 식혜 및 비교예 1의 일반식혜를 경구 급여한 실험동물 및 정상군의 식이섭취량은 모두 유사한 것으로 확인하였다.
실험전(g) 실험후(g)
실시예 1 27.51 26.05
실시예 2 27.52 25.96
비교예 1 27.75 28.37
식이섭취량(g)
실시예 1 4.0
실시예 2 4.0
비교예 1 4.0
이를 통하여 모든 실험동물의 식이 섭취량이 유사함에도 불구하고, 실시예 1 및 2의 유산균 식혜를 섭취한 실험동물의 체중이 모두 증가하지 않고, 실험 전과 유사하거나 실험 전에 비하여 감소하여 다이어트 음료로서 활용 가능함을 확인하였다.
(2) 혈중 콜레스테롤 및 중성지질
실험동물의 혈장 중성지질, 혈장 콜레스테롤, 부고환 중성지질, 신장 조직의 중성지질 및 간조직에서의 콜레스테롤을 하기 표 8 및 9에 나타내었다.
하기 표 8을 참조하면, 실시예 1 및 2의 유산균 식혜를 섭취한 시험대조군은 실험전에 비해 혈장 중성지질이 현저히 감소한 반면, 비교예 1의 일반식혜를 섭취한 시험대조군은 유의적인 변화가 나타나지 않았다.
실험전(mg/dL) 실험후(mg/dL)
실시예 1 121 117
실시예 2 121 115
비교예 1 120 121
하기 표 9를 참조하면, 실시예 1 및 2의 유산균 식혜를 섭취한 시험대조군은 실험 전에 비해 혈장 콜레스테롤이 현저히 감소한 반면, 비교예 1은 유의적인 변화가 나타나지 않았음을 확인할 수 있다.
실험전(mg/dL) 실험후(mg/dL)
실시예 1 156 121
실시예 2 157 120
비교예 1 157 157
상기 결과를 통하여, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2에서 제조된 유산균 식혜는 중성지질의 양의 감소현상을 확인할 수 있어 지방과 콜레스테롤을 개선시키는 것을 확인하였다.
<시험예 7> 장기능 개선 및 변비 개선효과
실시예 1 및 2에서 제조된 유산균 식혜의 장기능 개선 및 변비 개선에 대한 효과를 알아보기 위하여 하기와 같은 방법을 수행하여 실시하였다.
배변량을 측정하기 위해, 동물모델로 웅성의 평균 체중 220-240g 정도의 스프라그 도울리(Sprague Dawley) 랫트 (대한바이오링크, 음성)를 1군당 8 내지 10 마리를 사용하여 대사 케이지에서 3일간 순화 적응시키고, 4일째부터 변비를 유발시키기 위해 로페라마이드 (Sigma사, 미국)를 사료 3g당 1mg 함유하는 사료를 공급하였다. 대조군(로페라마이드군 처리군)은 식수만을 공급하였으며, 실시예 1 및 2의 유산균 식혜를 각각 3.2㎎/㎖ 농도로 식수에 녹여 공급하여 실험 종료시까지 투여하였다. 변은 매일 채취하여 무게를 측량하였다.
조성물의 변비 개선 효과를 실험한 결과, 대조군에 비하여 변비유발 기간동안에 배변량을 증가시켜 변비개선 효과가 있음을 확인하였다.
대조군 대비 변량 증가 (%)
시료 투여 경과 일수
D+1 D+1 D+1 D+1 D+1 D+1 D+1
실시예 1의 유산균 식혜 42 46 34 28 35 24 35
실시예 2의 유산균 식혜 45 46 33 29 38 28 36
비교예 1의 일반식혜 4 5 6 7 6 6 8
<시험예 8> 관능검사
본 발명의 유산균 식혜의 관능성을 평가하기 위하여 실시예 1 및 2에서 제조된 유산균 식혜 및 비교예 1의 일반식혜를 비교하는 관능테스트를 실시하였다.
관능검사 요원 30명을 대상으로 향, 맛, 색상, 조직감 및 전체적인 기호도에 대한 관능검사를 3회 반복하여 아래의 표 11과 같은 결과를 얻었다.
평가 척도는 9점 채점법(9점: 아주 좋다, 7점: 좋다, 5점: 보통이다, 3점: 조금 나쁘다, 1점: 아주 나쁘다)으로 하였다. 관능검사 결과는 ANOVA를 이용하여 5% 수준에서 Duncan's multiple range test에 의해 각 시료간의 유의적인 차이를 검증하였다. 그 결과는 하기 표 11(평균값)에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 비교예 1
향 9.0 9.0 4.3
맛 9.0 9.0 4.1
색상 9.0 9.0 4.0
식감 9.0 9.0 4.2
전체적인 기호도 9.0 9.0 4.1
실험결과 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 유산균 식혜는 향, 맛, 색상 및 식감이 매우 높아 전체적인 기호도가 9인 한편, 비교예 1에서 제조된 일반식혜는 전체적인 기호도가 본 발명의 유산균 식혜에 비하여 4.1로 매우 낮았다. 이로부터 유산균 대사물질이 식혜와 매우 융합이 잘되어 관능적 특성에 상승효과를 부여한다는 것을 확인하였다.
<시험예 9> 저장성 평가
상기 실시예 1 및 2에서 제조된 유산균 식혜 및 비교예 1의 일반식혜를 각각 1℃에서 12개월 동안 보관한 후 색, 맛 및 향의 변화에 대한 평가를 상기 시험예 8와 동일한 방법으로 실시하여 하기 표 12에 나타내었다.
저장기간 색 맛 향
실시예 1 6개월 후 8.7 8.5 8.5
12개월 후 6.6 6.3 6.7
실시예 2 6개월 후 8.9 8.9 8.9
12개월 후 7.7 7.4 7.8
비교예 1 6개월 후 1.7 1.6 1.7
12개월 후 0.6 0.4 0.5
상기 표 12에서 보듯이, 상기 실시예 1 및 2의 유산균 식혜는 12개월 후에도 불쾌취가 거의 발생하지 않았으며, 맛과 색도 거의 그대로 유지된 반면, 비교예 1의 일반식혜는 저장 후 매운 낮은 평가를 받았다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (6)

  1. 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유산균 식혜의 제조방법:
    (S1) 고두밥을 짓는 단계;
    (S2) 엿기름 추출물을 제조하는 단계;
    (S3) 상기 단계 (S2)에서 제조된 엿기름 추출물에 상기 단계 (S1)에서 지은 고두밥을 혼합하여 50 내지 70℃에서 5 내지 7시간 동안 당화시키는 단계;
    (S4) 상기 단계 (S3)에서 당화된 엿기름 당화액에서 고두밥 15 내지 25%(v/v)를 건져내어 냉수로 세척한 다음 95 내지 100℃에서 50 내지 70분 동안 가열한 후 재투입하는 단계;
    (S5) 상기 단계 (S4)에서 수득된 혼합물에 유산균 대사산물 및 프락토올리고당과 설탕 혼합물을 첨가한 다음 95 내지 100℃에서 50 내지 70분 동안 가열하여 농축하는 단계;
    (S6) 상기 단계 (S5)에서 수득된 혼합물을 살균 및 여과하여 유산균 식혜를 수득하는 단계; 및
    (S7) 상기 단계 (S6)에서 수득된 유산균 식혜를 60 내지 80℃에서 식힌 후 충진기로 이송하여 충진하여 포장하는 단계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유산균 대사물질이 락토바실러스 플란타룸(L.plantarum), 락토바실러스 카제이(L.casei) 및 비피도박테리움 인펀티스(B. infantis)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유산균을 액체 배지에 접종하고 20 내지 40℃에서 12 내지 48시간 배양하여 수득된 발효액을 동결건조하여 제조되는 것을 특징으로 하는 유산균 식혜의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (S5)에서 프락토올리고당과 설탕은 2:8의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 유산균 식혜의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (S5)에서 자몽 종자 추출물을 추가로 첨가하는 것을 특징으로 하는 유산균 식혜의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (S5)에서 농축은 95 내지 100 ℃에서 50 내지 70분 동안 수행한후
    상기 단계 (S6)에서 살균은 95 내지 100 ℃에서 20 내지 30분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 유산균 식혜의 제조방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 따라 제조된 유산균 식혜.
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