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문제 정의
- 고부가가치를 가진 전통 인삼주를 개발하기 위하여 각종 약용식물들의 첨가가 인삼주의 품질과 생리기능성에 미치는 영향을 조사하였다. 먼저 전통 인삼주 제조용 최적효모를 선발하기 위하여 2종류의 시판 알코올발효효모와 청주제조용 Saccharomyces cerevisiaet 이용하여 인삼주를 제조한 결과시판 효모인 Fermivin으로 발효시킨 전통 인삼주가 에탄올 함량이 17.
- 본 연구에서는 약용식물을 이용한 고부가가치의 새로운 전통 인삼주를 개발하기 위하여 먼저 쌀과 인삼을 이용하여 제조되는 전통 인삼주의 최적 발효 효모를 선발한 후 하수오와 갈근 등을 첨가하여 발효 시키면서 이들의 물리 . 화학적 특성과 관능검사 및 항고혈압성 안지오텐신전환효소 저해 활성, 혈전용해활성, 전자공여능, SOD유사활성 등의 생리 기능성 변화를 조사하였다.
가설 설정
- 2)Laparisienne and Fermivin were commercial yeasts.
제안 방법
- HMG-CoA reductase 저해활성은 Kim 등의 방법16)을 일부 변형시켜 다음과 같이 측정하였다. 즉 50 mM 인산 완충용액 (pH 7.
- 갈근과 하수오의 최적 첨가 농도를 결정하기 위하여 인삼 1%에 갈근과 하수오를 각각 0.1%, 0.3%, 0.5%씩 첨가하여 2RC에서 15일간 발효시킨 후 이들의 물리화학적 특성을 조사하였다 ( Table 3). 알코올 생성량은 갈근 0.
- 기호도가 우수하고 동시에 생리 기능성이 강화된 고급 전통 인삼주를 개발하고자 위의 인삼주 최적발효조건에 갈근 과 하수오, 황금과 금은화, 도라지와 더덕 등을 각각 1%씩 첨가하여 발효시켜 인삼주의 품질특성을 조사하였다 ( Table 2).
- 담금은 Kim 등10)의 인삼 민속주 담금법을 일부 변형시켜다 음과 같이 실시하였다. 먼저 멥쌀 600g을 물 800 mL에 넣고 곡자를 g당 36sp로 첨가하고 251에서 4일간 1차 발효시킨 후 인삼 및 약용식물을 덧밥의 1%와 0.
- 따라서 전통 인삼주 제조를 위한 최적효모를 선발하기 위하여 S. V 와 시판중인 Laparisienme 효모, Fermivin 효모 등을 쌀과 인삼 등과 함께 위에서 선발한 발효제로 담금한 후 25T에서 15일간 발효시켜 전통 인삼주를 제조한 후이들의 물리화학적 특성과 기호도를 조사하였다 (Eble 1).
- 같이 실시하였다. 먼저 멥쌀 600g을 물 800 mL에 넣고 곡자를 g당 36sp로 첨가하고 251에서 4일간 1차 발효시킨 후 인삼 및 약용식물을 덧밥의 1%와 0.5%씩 각각 첨가하여 25C(:에서 10일간 2차 발효시킨 후 사별제성하고 원심분리하여 분석용 시료로 하였다.
- 시료 200 yZ에 DPPH 용액 (DPPH 12.5 mg을 EtOH 100 mL에 용해) 800 W를 가한 후 10분간 반응시키고 525nm에서 흡광도를 측정하여 시료 무첨가 대조구와 활성을 비교하였다
- 2로 조정한 후 TCB* 사용하여 50mL로 정용한 후 시료액으로 사용하였다. 시료액 950C에 50 u의 24 mM pyrogallol을 첨가하여 420nm에서 초기 2분간의 흡광도 증가율을 측정하여 시료액 무첨가구와 비교하였다.
- 5mL에 300 mM NaCl과 25 mg Hip-His-Leu을 용흐H) 50 W와 섞은 후 37C(:에서 30분간 반응시킨 다음 1 N HC1 로 반응을 정지시켰다. 이 반응액에 유리되어 나오는 hippuric acid의 양을 228 nm에서 흡광도를 측정하여 산출하였고 시료 무첨가구를 대조구로 하여 저해율을 구하였다.
- 3mM, HMG-CoA 100 ul와 증류수에 ul녹인 각 시료 추출물 10/를 첨가하여 3분간 반응시킨 후 340nm에서 흡광도의 변화를 분광분석기로 측정하였다. 이와 동시에 시료 대신 증류수를 가한 것을 대조 구로 반응시킨 후 흡광도의 변화를 비교하여 다음과 같이 저해 활성을 계산하였다.
- 인삼, 갈근과 하수오를 첨가하여 제조되는 인삼주의 최적 발효 일수를 결정하기 위하여 먼저 한약재 동시첨가에 의한 초기 발효력 저하를 방지하기 위하여 증자미와 발효제와 효모와 물로 담금하여 25C에서 4일간 1차 발효시킨 후, 인삼 1%와 갈근, 하수오를 각각 0.5%씩 첨가하여 25C에서 30일까지 발효시키면서 발효중의 생리기능성의 변화와 기호도를 조사하였다. 먼저 콜레스테롤 합성저해 정도를 나타내는 HMG-CoA reductase 저해활성은 갈근과 하수오를 첨가하여 제조한 인삼주에서만 발효 15일에 8.
- 인삼주 50mL를 감압 건조하여 알코올을 모두 제거한 후다 음과 같이 성인병에 관련이 되는 몇 가지 생리 기능성을 측정하였다.12)
- 인삼주의 관능검사는 Kim 등과 Choi 등id의 방법을 일부 변형시켜 배재대학교 학생들과 30-40대의 훈련된 관능 평가원들로 하여금 인삼주에서 느낄 수 있는 향과 맛 특성을 묘사하게 하고 이들 중에서 공통적으로 묘사된 특성을 선정하였다. 선정된 향과 맛 특성에 대하여 1-5의 강도로 표시하게 한 후 그 평균값을 구하여 다각형 그림으로 나타내었고 향과 맛을 고려한 전체적인 기호도는 가장 싫다 1, 가장 좋다 5의 점수로 표시하여 그 평균값을 QDA 그래프로 도시하였으며 분산분석과 다범위 검정에 의하여 시료간의 유의성을 분석하였다.
- 변형시켜 다음과 같이 측정하였다. 즉 50 mM 인산 완충용액 (pH 7.0) 100 vl, 2mM DTT 100 ul 0.5mM p- NADPH 100 ul HMG-CoA reductase 조효소액 (pKFT 7-21 재조합 DNA를 갖고 있는 대장균 BL21 (DE3) ul로부터 생산)ul 50 ul에 0.3mM, HMG-CoA 100 ul와 증류수에 ul녹인 각 시료 추출물 10/를 첨가하여 3분간 반응시킨 후 340nm에서 흡광도의 변화를 분광분석기로 측정하였다. 이와 동시에 시료 대신 증류수를 가한 것을 대조 구로 반응시킨 후 흡광도의 변화를 비교하여 다음과 같이 저해 활성을 계산하였다.
- 혈전용해활성은 Haverkate-Trass의 fibrin 법13)을 일부 변형 시켜 측정하였는데 먼저 ul당 o.lunit의 thrombin을 함유한 평판배지에 pH7.0의 인산완충용액에 용해시킨 0.6%의 brinogen을 주입하여 고형화시켰다. 여기에 시료 25/를함유한 paper disc를 놓고 37C에서 6시간 반응시킨 후 투명환의 크기를 측정하여 혈전용해활성을 mm로 표시하였다.
- 화학적 특성과 관능검사 및 항고혈압성 안지오텐신전환효소 저해 활성, 혈전용해활성, 전자공여능, SOD유사활성 등의 생리 기능성 변화를 조사하였다.
대상 데이터
- 인삼은 2005년 9월에 충남 금산에서 재배된 6년근 수삼을 시중에서 구입하여 세척한 후 냉장고에 보관하면서 사용하였고 갈근과 하수오등의 약용식물 역시 2004년 충남 금산에서 재배된 것을 시중에서 구입하여 사용하였으며 곡자는 중앙곡자(주)제품 (역가 300sp)을, 정제효소는 프로바 제품 (역가 15, 000sp)을 사용하였다.
- 주모제조용 효모로는 배재대학교 생물공학연 구실에서 보관 중인 알코올 발효성 Saccharomyces cereuisiae와 시판 알코올 발효효모인 Fermivin (DSM Food Specialties, France)과 Laparisienne (GB ingredients, Netherlands) 등을 사용하였고 생리 기능성 측정용 시약으로 Hip*His-Leu과 rabbit lung acetone powder, fibrin, pyrogallol, l, l-diphenyl-2-pic- ryhy-drazyl (DPPH) 등은 Sig ma (St, louis, Mo, USA)을 사용하였으며 그 밖의 시약은 특급을 사용하였다.
데이터처리
- 선정된 향과 맛 특성에 대하여 1-5의 강도로 표시하게 한 후 그 평균값을 구하여 다각형 그림으로 나타내었고 향과 맛을 고려한 전체적인 기호도는 가장 싫다 1, 가장 좋다 5의 점수로 표시하여 그 평균값을 QDA 그래프로 도시하였으며 분산분석과 다범위 검정에 의하여 시료간의 유의성을 분석하였다.
이론/모형
- SOD 유사활성은 Marklund 등14)의 방법에 따라 시료액 20 mL에 55 mM Tris-cacodylic acid buffer (TCB, pH 8.2) 20mL를 가한 후 균질화하고 원심분리하여 얻은 상등액을 pH 8.2로 조정한 후 TCB* 사용하여 50mL로 정용한 후 시료액으로 사용하였다. 시료액 950C에 50 u의 24 mM pyrogallol을 첨가하여 420nm에서 초기 2분간의 흡광도 증가율을 측정하여 시료액 무첨가구와 비교하였다.
- 안지 오텐신 전환효소 (Angiotensin-converting enzyme; ACE) 저해활성은 Cushman 등(2)의 방법에 따라 시료액에 동일 용량의 ethyl acetate# 처리 하여 얻은 추출액 50 p/를 rabbit lung powder에서 추출한 ACE용액 150 p/ (약 2.8- 3unit)와 기질 용액 (pH 8.3)의 100 mM sodium borate 완충용액 2.5mL에 300 mM NaCl과 25 mg Hip-His-Leu을 용흐H) 50 W와 섞은 후 37C(:에서 30분간 반응시킨 다음 1 N HC1 로 반응을 정지시켰다. 이 반응액에 유리되어 나오는 hippuric acid의 양을 228 nm에서 흡광도를 측정하여 산출하였고 시료 무첨가구를 대조구로 하여 저해율을 구하였다.
- 전자공여능은 l, l-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH)의 환원력을 이용하는 Blois15)의 방법으로 측정하였다. 시료 200 yZ에 DPPH 용액 (DPPH 12.
성능/효과
- 5mm 이하의 투명 환을 보여 대체로 약하였으며 노화억제정도를 나타내는 항산화 활성과 SOD 유사활성은 모든 시료에서 검출되지 않았다 (Able 4). 그러나 항고혈압성을 나타내는 안지오텐신 전환효소 (ACE) 저해활성은 갈근과 하수오를 첨가하여 제조 한인 삼 주가 무첨가 인삼주보다 높았고 특히 발효 20일에 78.9%로 가장 높았다 (Fig 2). 이 결과는 영지버섯 전통주의 63%u), 동충하초 전통주의 67.
- 기호도를 조사한 결과 Fig. 3과 같이 모든 인삼주에서 대체로 신맛과 단맛이 강하게 느껴졌고 신냄새와 알코올 향이 강하였으며 떫은맛, 약용식물의 맛과 향은 약하였다. 이들 인삼주 가운데 특히 20일간 발효시킨 인삼주가 쓴맛과 단맛 등이 적당하게 조합되었고 향도 우수하여 기호도가 가장 높은 것으로 평가되었고 30일 발효주, 15일 발효주, 7일 발효주의 순서로 나타났다.
- 0%로 비교적 높았고 기호도도 제일 우수하였다. 또한 각종 약용식물첨가가 전통 인삼주의 품질에 미치는 영향을 조사한 결과 시판효모인 Fermivin을 0.4%, 시판곡자와 정제효소를 각각 g당 36sp씩 2:1의 비율로 혼합하여 담금 한 주모에 1% 인삼과 0.5%의 하수오와 갈근을 첨가하여 2KC 에서 20일간 발효시킨 인삼주가 에탄올함량이 16.8%로 제일 높았고 기호도도 제일 우수하였다. 최적 발효일수를 결정하기 위하여 발효 중 생리기능성의 변화와 기호도를 조사한 결과 발효 20일에 항고혈압활성을 나타내는 안지오텐신전환효소 (ACE)저해활성이 78.
- 21%를 보였다. 또한 기호도는 효모의 종류에 관계없이 인삼주 모두 대체로 떫은맛과 신맛이 비교적 강하였으나 단맛과 알코올향, 발효제 냄새 등은 약하였으며 전체적인 기호도는 시판 Fermivin효모로 발효시켜 제조한 술이 쓴맛과 단맛과 향이 적절히 조합되어 제일 우수한 것으로 평가되었다. 이상의 실험 결과를 종합하여 볼 때 Ffermivin효모가 알코올생성량과 기호도가 우수한 인삼주를 생산할 수 있는 것으로 판단되어 최적 효모로 선발하였다.
- 이와 같이 알코올생성이 낮아지는 것은 황금과 금은화, 도라지와 더덕 등에 알코올 발효를 저해하는 물질이 함유되어 있기 때문인 것으로 추정된다. 또한 이들의 기호도를 조사한 결과 인삼에 갈근과 하수오를 첨가하여 제조된 인삼주가 신맛이 적고 떫은맛과 쓴맛이 적절히 조화되어 있으며 발효제 특유의 냄새도 적어서 기호도가 제일 우수하였다 (Fig. 1).
- 먼저 시중에서 판매되고 있는 곡자의 문제점인 불쾌취와정제효소의 강한 쓴맛을 보완하여 기호도가 우수한 전통주를 제조하는데 알맞는 발효제를 선발하기 위하여 분말형태의 시판곡자와 이들의 물 추출물, 정제효소 등을 각각 혹은 일정 비율로 혼합하여 전통주를 제조한 결과 시판곡자와 정제 효소를 각각 g당 36sp씩 2:1로 혼합하여 제조한 발효제에 쌀, 물 등을 첨가하여 S. cereuisiae로 담금한 후 25C에서 15 일 발효시켰을 때 곡자 특유의 불쾌한 냄새와 쓴맛이 적어 기호도가 우수하였고 알코올 생성 량 (17.0%)도 가장 높았다 (data not shown).
- 조사하였다. 먼저 전통 인삼주 제조용 최적효모를 선발하기 위하여 2종류의 시판 알코올발효효모와 청주제조용 Saccharomyces cerevisiaet 이용하여 인삼주를 제조한 결과시판 효모인 Fermivin으로 발효시킨 전통 인삼주가 에탄올 함량이 17.0%로 비교적 높았고 기호도도 제일 우수하였다. 또한 각종 약용식물첨가가 전통 인삼주의 품질에 미치는 영향을 조사한 결과 시판효모인 Fermivin을 0.
- 5%씩 첨가하여 25C에서 30일까지 발효시키면서 발효중의 생리기능성의 변화와 기호도를 조사하였다. 먼저 콜레스테롤 합성저해 정도를 나타내는 HMG-CoA reductase 저해활성은 갈근과 하수오를 첨가하여 제조한 인삼주에서만 발효 15일에 8.2%, 20일에 9.2%를 보였을 뿐이고 혈전용해활성도 모든 시료에서 1.5mm 이하의 투명 환을 보여 대체로 약하였으며 노화억제정도를 나타내는 항산화 활성과 SOD 유사활성은 모든 시료에서 검출되지 않았다 (Able 4). 그러나 항고혈압성을 나타내는 안지오텐신 전환효소 (ACE) 저해활성은 갈근과 하수오를 첨가하여 제조 한인 삼 주가 무첨가 인삼주보다 높았고 특히 발효 20일에 78.
- 알코올 생성량은 두 종류의 시판 효모가 청주효모의 일종인 S. cereuisiae보다 약 1.5~2.5% 높은 17.0% (Fermivin 효모)와 18.3% (Laparisienne효모)를 보였고 pH는 4.3-4.8 로 비슷하였으며 총산은 시판효모인 Fermivin과 S. cerevi- siae 효모로 발효시킨 술에서 비교적 높은 0.25%, 0.21%를 보였다. 또한 기호도는 효모의 종류에 관계없이 인삼주 모두 대체로 떫은맛과 신맛이 비교적 강하였으나 단맛과 알코올향, 발효제 냄새 등은 약하였으며 전체적인 기호도는 시판 Fermivin효모로 발효시켜 제조한 술이 쓴맛과 단맛과 향이 적절히 조합되어 제일 우수한 것으로 평가되었다.
- 5%씩 첨가하여 2RC에서 15일간 발효시킨 후 이들의 물리화학적 특성을 조사하였다 ( Table 3). 알코올 생성량은 갈근 0.1%에 흐수오 0.5%를 첨가하여 제조한 인삼주와 갈근 0.5%에 하수오 0.5%를 첨가하여 제조한 인삼주에서 15%내외를 보였을 뿐 대체로 이들의 첨가량에 관계없이 16.3%~17.6%로 비슷하였고 총산과 휘발산 함량도 역시 0.40%~0.43%, 0.01%~ 0.05%로 비슷하였다. 그러나 기호도는 인삼 1%에 갈근과 하수오를 각각 0.
- 3과 같이 모든 인삼주에서 대체로 신맛과 단맛이 강하게 느껴졌고 신냄새와 알코올 향이 강하였으며 떫은맛, 약용식물의 맛과 향은 약하였다. 이들 인삼주 가운데 특히 20일간 발효시킨 인삼주가 쓴맛과 단맛 등이 적당하게 조합되었고 향도 우수하여 기호도가 가장 높은 것으로 평가되었고 30일 발효주, 15일 발효주, 7일 발효주의 순서로 나타났다. 이러한 결과를 분산분석 하였을 때 F값은 3.
- 이들 인삼주 가운데 특히 20일간 발효시킨 인삼주가 쓴맛과 단맛 등이 적당하게 조합되었고 향도 우수하여 기호도가 가장 높은 것으로 평가되었고 30일 발효주, 15일 발효주, 7일 발효주의 순서로 나타났다. 이러한 결과를 분산분석 하였을 때 F값은 3.92로서 5%수준에서 유의적 차이가 인정되었으며 20일 발효주와 7일 발효주, 15일 발효주 간에는 5% 수준의 차이가 있었지만 30일 발효주 간에는 유의적 차이가 인정되지 않아 기호도에서 차이가 없는 것으로 판단된다.
- 2%를 보였을 뿐 여타의 생리 기능성은 없거나 매우 미약하였다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 항고혈압 활성이 우수한 고급 전통 인삼주를 제조하기 위해서는 시판곡자와 정제효소를 각각 g당 36sp씩 2:1로 혼합하여 증자 미와 물과 시판효모인 Fermivin 0.4%와 인삼 1%로 1차 담금 하여 25C(3에서 4일간 발효시킨 후 갈근과 하수오를 각각 0.5% 첨가하여 다시 25C에서 16일간 발효시키는 것이 제일 좋은 것으로 사료된다.
- 이상의 결과를 종합하여 볼 때 항고혈압활성이 우수한 전통 인삼주를 제조하기 위해서는 시판곡자와 정제효소를 각각 g당 36sp씩 2:1로 혼합하여 증자미와 물과 시판효모인 Fermivin 0.4%로 1차 담금하여 25C(:에서 4일간 발효시킨 후 인삼 1%와 갈근과 하수오를 각각 0.5% 첨가하여 다시 25C에서 16일간 발효시키는 것이 제일 좋은 것으로 사료된다.
- 또한 기호도는 효모의 종류에 관계없이 인삼주 모두 대체로 떫은맛과 신맛이 비교적 강하였으나 단맛과 알코올향, 발효제 냄새 등은 약하였으며 전체적인 기호도는 시판 Fermivin효모로 발효시켜 제조한 술이 쓴맛과 단맛과 향이 적절히 조합되어 제일 우수한 것으로 평가되었다. 이상의 실험 결과를 종합하여 볼 때 Ffermivin효모가 알코올생성량과 기호도가 우수한 인삼주를 생산할 수 있는 것으로 판단되어 최적 효모로 선발하였다.
- 8%로 제일 높았고 기호도도 제일 우수하였다. 최적 발효일수를 결정하기 위하여 발효 중 생리기능성의 변화와 기호도를 조사한 결과 발효 20일에 항고혈압활성을 나타내는 안지오텐신전환효소 (ACE)저해활성이 78.9%로 높았고 기호도도 제일 우수하였다. 그러나 HMG-CoA reductase 저해활성은 발효 15 일에 8.
후속연구
- 이들 가운데 Saito 등22)은 일본 청주와 청주박에서 ACE 저해활성이 있었다고 보고하였고 필자 등도 영지버섯첨가 전통주에서 ACE 저해물질을 분리, 정제한 결과 triterpenes 계통의 ganoderic acid K 임을 보고한 바 있다23). 따라서 본 전통 인삼주의 항고혈압성 ACE 저해물질의 특성규명과 동물실험을 통한 효능확인 추가실험이 요구된다.
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