편백 발효액 및 그 제조방법

편백 발효액 및 그 제조방법{Hinoki Cypress fermentation liquid and manufacturing method thereof}

본 발명은 편백 발효액 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 편백을 설탕과 혼합하여 발효시켜 당발효액을 얻은 다음 과일발효액을 첨가하고 식물성 유산균을 접종하여 발효시키고 고형물을 걸러내어 발효액즙만을 분리한 후 숙성시켜 추가로 약쑥발효액과 매실발효액을 혼합하여 얻어지는 편백 발효액 및 그 제조방법에 관한 것이다.

편백은 노송나무라고도 한다. 높이 40m, 지름 2m에 달하며, 가지는 수평으로 퍼져서 원뿔형의 수관을 하고 있다. 수피는 적갈색이고 섬유성이며 세로로 얇게 벗겨진다. 잎은 마주나고 두꺼우며 길이 1~1.5㎜로 비늘같이 작고 뒷면에는 흰색의 숨구멍줄이 Y자 모양으로 배열한다. 암수한그루로 각각 다른 가지의 끝에 꽃이 달린다. 수꽃은 황갈색이고 암꽃은 붉은빛이 돈다.

열매는 구과(毬果)로 둥글고 지름 10∼12㎜이며 10~11월에 갈색으로 익는다. 8~10개의 조각으로 되어있는데 조각의 가운데에 배꼽 부분이 있다. 일본이 원산지이며, 주로 제주도 밑 남부지방에 심어서 기르는 상록침엽교목이다. 내한성과 내염성이 약하나 내공해성은 강한 편이다.

편백은 주위의 해충이나 미생물로부터 자기를 방어하기 위해 공기 중에 또는 땅 속으로 방향성의 항생 물질인 피톤치드를 발산한다. 피톤치드(phytoncide)란 식물이 병원균, 해충이나 미생물로부터 자신을 방어하기 위하여 만들어 내는 살균성 물질의 총칭이다. 피톤치드의 주요성분은 테르펜(terpene)류 화합물로 이들은 독특한 방향성을 가지며, 심폐기능 강화, 혈관기능 강화, 호흡기 강화 및 피부살균 작용 등 여러 가지 산림욕 효과에 가장 크게 기여하는 물질이라고 알려져 있다.

테르펜은 다수의 이소프렌(isoprene, C ₅ H ₈ )이 결합하여 이루어진 탄화수소의 일종으로, 식물은 태양에너지의 광합성작용을 통하여 0.01~5％ 가량의 테르펜을 합성한다. 일반적으로 테르펜은 수증기 증류법, 압착법 또는 추출법을 통하여 정유(essential oil)의 형태로 얻어진다.

피톤치드의 방출량과 그에 함유된 성분은 수목마다 다르다. 피톤치드는 초본류나 관목류에 비해 교목이 훨씬 더 많이 배출하는 것으로 알려져 있다. 특히, 침엽수는 활엽수보다 피톤치드의 배출량이 더 많다. 즉, 송진이 많은 침엽수에 많다. 참고로 침엽교목 중 편백나무는 피톤치드의 배출량이 5.2 내지 5.5 ㎖/100g이고, 구상나무는 3.9 내지 4.8 ㎖/100g, 삼나무는 3.6 내지 4.0 ㎖/100g인 것으로 알려져 있다.

이와 같이 편백의 유용한 성분들은 스트레스 완화, 항균, 소취 및 유해물질 중화, 진정작용 및 쾌적효과, 알레르기 및 피부질환 개선 그리고 면역기능 증대 등의 효과를 발휘하므로, 오늘날과 같이 각종 오염 및 스트레스에 시달리는 현대인에게는 무엇보다 그 활용이 기대되고 있는 물질이다.

상기와 같은 효과를 지닌 편백을 활용한 기술로는 한국공개특허 제10-2012-0029116호에 편백나무 잎 발효물을 이용한 아토피 피부염 개선제 조성물이 개시되어 있고, 한국공개특허 제10-2007-0096163호에 편백 정유가 함유된 아토피 피부용 조성물이 개시되어 있으며, 한국공개특허 제10-2009-0042073호에는 자극완화 효능을 가진 특정의 식물 추출 혼합물과 이를 함유하는 알레르기성 피부용 화장료 조성물이 개시되어 있으나, 이는 알레르기 및 피부질환 개선 등의 효과를 볼 수 있는 편백이 함유된 피부용 조성물에 관한 것으로서 편백의 유효성분을 직접적으로 체내로 섭취할 수 있도록 가공하는 방법에 대해서는 구체적으로 공개된 바가 없었다.

한편, 이에 한국등록특허 제1213621호에는 300가지 산야초를 이용한 산야초 효소의 제조방법에 대해 제안한 바 있으나, 편백나무는 일부 포함되어 발효됨으로써 편백이 지닌 유효성분의 함량이 적어 편백의 효능을 느끼기에는 어려움이 있을 뿐만 아니라 최종적인 효소의 맛과 향의 선호도가 떨어진다는 문제점은 여전히 남아 있었다.

본 발명은 상술한 것과 같은 문제점을 해결하고 필요한 기술을 제공하기 위하여 안출된 것으로서,

본 발명은 편백을 설탕과 혼합하여 당 발효시켜 편백의 유효성분을 직접적으로 체내로 섭취할 수 있도록 가공한 편백 발효액 및 그 제조방법을 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 편백 이외에 수박, 배, 사과, 토마토, 키위, 약쑥, 매실과 같은 인체에 유용한 과일 또는 채소의 유효성분을 함께 섭취할 수 있어 기능성이 향상되었을 뿐만 아니라 맛과 향이 좋아 남녀노소 누구나 선호하는 편백 발효액 및 그 제조방법을 제공함에 다른 목적이 있다.

본 발명에 의한 편백 발효액의 제조방법은 편백을 수세한 후 물기를 제거하고 세절하는 편백전처리단계; 상기 전처리된 편백에 설탕을 혼합한 후 발효시켜 당발효액을 얻는 당발효단계; 상기 얻어진 당발효액에 미리 제조한 과일발효액을 혼합하는 1차혼합단계; 상기 1차혼합단계를 거친 혼합물에 식물성 유산균을 접종하여 발효시켜 유산균 발효물을 얻는 유산균발효단계; 상기 유산균 발효물로부터 고형물을 걸러내어 발효액즙만을 분리하는 발효액즙분리단계; 상기 발효액즙을 숙성시키는 숙성단계; 및 상기 숙성된 발효액즙에 약쑥발효액과 매실발효액을 혼합하는 2차혼합단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 당발효단계에서는 편백 100중량부에 대해 설탕 40~60중량부의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 당발효단계에서는 20~30℃의 온도에서 1~6개월 동안 발효시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 1차혼합단계에서는 당발효액 100중량부에 대해 과일발효액 40~60중량부의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 과일발효액은 수박, 배, 사과, 토마토, 키위 중 어느 하나 이상을 각각 수세한 후 세절하는 단계; 상기 세절된 재료 100중량부에 대해 설탕 40~60중량부의 비율로 혼합한 후 20~30℃의 온도에서 6개월 동안 발효시키는 단계; 상기 발효시킨 것에 식물성 유산균을 접종하여 20~30℃의 온도에서 7개월 동안 유산균 발효시키는 단계; 상기 유산균 발효시킨 것으로부터 고형물을 걸러내어 발효액즙만을 분리하는 단계; 및 상기 발효액즙을 20~30℃의 온도에서 11개월 동안 숙성시키는 단계;로 구성되어 제조되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 식물성 유산균은 락토코커스 락티스, 락토바실러스 플란타룸, 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 퍼멘툼 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유산균발효단계에서는 20~30℃의 온도에서 7~8개월 동안 발효시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 숙성단계에서는 발효액즙을 20~30℃의 온도에서 29~31개월 동안 숙성시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2차혼합단계에서는 상기 숙성된 발효액즙 100중량부에 대해 약쑥발효액 2~4중량부, 매실발효액 4~6중량부의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 약쑥발효액은 약쑥 100중량부에 대해 설탕 40~60중량부의 비율로 혼합하여 20~30℃의 온도에서 1~3개월 동안 발효시킨 다음 여과한 것이며, 상기 매실발효액은 매실 100중량부에 대해 설탕 40~60중량부의 비율로 혼합하여 20~30℃의 온도에서 1~3개월 동안 발효시킨 다음 여과한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 관점인 편백 발효액은 상술한 제조방법 중 어느 하나의 방법에 의해 제조된 것이 특징이다.

본 발명은 편백을 설탕과 혼합하여 당 발효시켜 스트레스 완화, 항균, 진정작용, 면역기능 증대 등의 효능을 지닌 편백의 유효성분을 직접적으로 체내로 섭취할 수 있도록 가공한 편백 발효액 및 그 제조방법을 제공한다는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 편백 이외에 수박, 배, 사과, 토마토, 키위, 약쑥, 매실과 같은 인체에 유용한 과일 또는 채소의 유효성분을 함께 섭취할 수 있어 기능성이 향상되었을 뿐만 아니라 맛과 향이 좋아 남녀노소 누구나 선호한다는 다른 장점이 있다.

아울러, 본 발명은 식물성 유산균을 접종하여 발효시킴으로써 유기산 및 미네랄이 풍부한 편백 발효액 및 그 제조방법을 제공한다는 또 다른 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 편백 발효액을 제조하는 전체 공정을 도시한 공정도이다.
도 2는 편백 발효 시 식물성 유산균 접종 유무에 따른 유기산의 함량을 그래프로 나타낸 것이다.
도 3는 편백 발효 시 식물성 유산균 접종 유무에 따른 미네랄의 함량을 그래프로 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 통하여 본 발명의 일실시예를 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 편백 발효액을 제조하는 전체 공정을 도시한 공정도이다.

본 발명에 의한 편백 발효액의 제조방법은 편백을 수세한 후 물기를 제거하고 세절하는 편백전처리단계; 상기 전처리된 편백에 설탕을 혼합한 후 발효시켜 당발효액을 얻는 당발효단계; 상기 얻어진 당발효액에 미리 제조한 과일발효액을 혼합하는 1차혼합단계; 상기 1차혼합단계를 거친 혼합물에 식물성 유산균을 접종하여 발효시켜 유산균 발효물을 얻는 유산균발효단계; 상기 유산균 발효물로부터 고형물을 걸러내어 발효액즙만을 분리하는 발효액즙분리단계; 상기 발효액즙을 숙성시키는 숙성단계; 및 상기 숙성된 발효액즙에 약쑥발효액과 매실발효액을 혼합하는 2차혼합단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 당발효단계에서는 편백 100중량부에 대해 설탕 40~60중량부의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다. 편백 100중량부에 대해 설탕이 40중량부 미만으로 혼합되면 설탕의 함량이 부족하여 발효식초가 되어 신맛이 나며, 60중량부를 초과하면 단맛이 강해지는 단점이 있다.

또한, 상기 당발효단계에서는 20~30℃의 온도에서 편백의 유효성분이 충분히 용출되도록 1~6개월 동안 발효시키는 것이 바람직하다. 20℃ 미만의 온도에서는 발효 속도가 느리고, 30℃를 초과하면 미생물의 활동이 원활하지 않아 20~30℃의 온도를 유지하는 것이 중요하다.

또한, 상기 1차혼합단계에서는 당발효액 100중량부에 대해 과일발효액 40~60중량부의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 한다. 혼합되는 과일발효액이 40중량부 미만이면 과일발효액이 지닌 맛과 향이 느껴지지 않아 편백 발효액의 관능성이 감소하게 되며, 60중량부를 초과하면 편백의 유효성분의 함량이 상대적으로 적어지기 때문에 편백의 효능을 느끼기에 부족하게 된다.

또한, 상기 과일발효액은 수박, 배, 사과, 토마토, 키위 중 어느 하나 이상을 각각 수세한 후 세절하는 단계; 상기 세절된 재료 100중량부에 대해 설탕 40~60중량부의 비율로 혼합한 후 20~30℃의 온도에서 6개월 동안 발효시키는 단계; 상기 발효시킨 것에 식물성 유산균을 접종하여 20~30℃의 온도에서 7개월 동안 유산균 발효시키는 단계; 상기 유산균 발효시킨 것으로부터 고형물을 걸러내어 발효액즙만을 분리하는 단계; 및 상기 발효액즙을 20~30℃의 온도에서 11개월 동안 숙성시키는 단계;로 구성되어 제조되는 것을 특징으로 한다. 이때, 발효 기간이 지나면 발효액의 맛이 탁해지기 시작하기 때문에 여과하여 20~30℃를 유지한 상태에서 발효액즙만을 숙성시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 식물성 유산균은 락토코커스 락티스, 락토바실러스 플란타룸, 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 퍼멘툼 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유산균발효단계에서는 유산균이 활발하게 활동할 수 있는 20~30℃의 온도에서 유산균의 번식을 통한 2차 발효가 충분히 진행되도록 7~8개월 동안 발효시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 숙성단계에서는 고형물을 걸러낸 발효액즙의 맛과 향을 일정하게 안정화시키기 위해서 20~30℃의 온도에서 29~31개월 동안 숙성시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2차혼합단계에서는 상기 숙성된 발효액즙 100중량부에 대해 약쑥발효액 2~4중량부, 매실발효액 4~6중량부의 비율로 혼합하는 것이 바람직한데, 그 이유는 약쑥발효액이 2중량부 미만이면 약쑥의 효능을 느끼기에 부족하며, 4중량부를 초과하면 약쑥의 쓴맛으로 인해 관능성이 감소하게 된다. 또한, 상기 매실발효액이 4중량부 미만이면 매실의 효능을 느끼기에 부족하며, 6중량부를 초과하면 매실발효액의 신맛 및 쓴맛이 느껴지게 된다.

약쑥은 칼슘, 칼륨, 철분, 비타민A, 비타민B1, 비타민C이 풍부하고 다량의 엽록소와 섬유질로 인해 변비에 좋다. 그리고 따뜻한 성질이어서 신장과 간장 등 장기 기능의 강화에 효과가 있으며 기운과 혈액의 순환을 촉진시켜 차가운 아랫배를 따뜻하게 하고 불필요한 습기를 몰아내 여성의 부인병 치료에 사용된다. 또한, 각종 성인병, 피부미용, 위장병, 비만 해소, 두통, 설사 등의 예방 및 치료에 효과가 있다.

매실은 구연산, 사과산, 주석산, 호박산을 포함한 각종 유기산과 펙틴, 탄닌을 포함한 각종 무기질 등 유익한 영양소를 다량으로 함유하고 있다. 그 중 구연산은 부드럽고 향미가 증가되도록 하며 비타민 파괴 방지기능이 있고 해독작용과 강한 살균작용이 있어 변질과 부패를 방지하여 발효액의 보존성을 크게 향상시킨다.

또한, 상기 약쑥발효액은 약쑥 100중량부에 대해 설탕 40~60중량부의 비율로 혼합하여 20~30℃의 온도에서 1~3개월 동안 발효시킨 다음 여과한 것이며, 상기 매실발효액은 매실 100중량부에 대해 설탕 40~60중량부의 비율로 혼합하여 20~30℃의 온도에서 1~3개월 동안 발효시킨 다음 여과한 것을 특징으로 한다.

편백전처리단계(S100)에서는 편백을 깨끗이 수세하고 3~4시간 가량 채반에 두어 물기를 제거하고 세절하였다.

당발효단계(S200)에서는 전처리된 편백 100중량부에 대해 설탕 50중량부의 비율로 혼합하여 20~30℃의 온도에서 6개월 동안 발효시켜 당발효액을 얻었다.

1차혼합단계(S300)에서는 상기 얻어진 당발효액 100중량부에 대해 과일발효액 60중량부의 비율로 혼합하였다.

상기 과일발효액은 수박, 배, 사과, 토마토, 키위를 각각 수세한 후 세절하여 세절된 수박, 배, 사과, 토마토, 키위의 혼합물 100중량부에 대해 설탕을 40중량부의 비율로 혼합한 후 20~30℃의 온도에서 6개월 동안 발효시킨 다음 식물성 유산균을 접종하여 20~30℃의 온도에서 7개월 동안 유산균 발효시킨 것을 여과하여 분리된 발효액즙을 20~30℃의 온도에서 11개월 동안 숙성시킨 것을 사용하였다.

유산균발효단계(S400)에서는 상기 1차혼합단계를 거친 혼합물에 식물성 유산균인 락토코커스 락티스와 락토바실러스 카제이를 접종하여 20~30℃의 온도를 유지해 주었다. 1~3개월 동안에는 2~3일에 한번 씩 저어주었으며, 4~6개월 동안에는 일주일에 한번 씩 저어 주면서 7개월간의 발효기간을 거쳐 유산균 발효물을 얻었다.

발효액즙분리단계(S500)에서는 상기 유산균 발효물로부터 고형물은 걸러내고 발효액즙만을 따로 분리하였다.

숙성단계(S600)에서는 상기 분리된 발효액즙을 20~30℃의 온도에서 30개월 동안 숙성시켰다.

2차혼합단계(700)에서는 상기 숙성된 발효액즙 100중량부에 대해 약쑥발효액 3중량부, 매실발효액 5중량부의 비율로 혼합하여 편백 발효액을 제조하였다.

상기 약쑥발효액은 약쑥 100중량부에 대해 설탕 50중량부의 비율로 혼합하여 20~30℃의 온도에서 3개월 동안 발효시킨 다음 여과한 것이며, 상기 매실발효액은 매실 100중량부에 대해 설탕 50중량부의 비율로 혼합하여 20~30℃의 온도에서 3개월 동안 발효시킨 다음 여과한 것을 사용하였다.

상기 실시예 1과 동일한 조건 및 환경으로 실시하되, 2차혼합단계에서 숙성된 발효액즙 100중량부에 대해 약쑥발효액 10중량부의 비율로 혼합하였다.

상기 실시예 1과 동일한 조건 및 환경으로 실시하되, 2차혼합단계에서 숙성된 발효액즙 100중량부에 대해 매실발효액 10중량부의 비율로 혼합하였다.

상기 실시예 1, 2, 3에서 제조된 편백 발효액의 맛, 향, 색, 종합적 기호도에 대하여 건강한 20~50세의 성인남녀 20명을 무작위로 선정하여 관능검사를 위한 패널을 구성하여 관능검사를 시행하였다.

본 관능검사에서 맛, 향, 색상, 종합적 기호도에 대한 평가는 10점 평점법을 사용하였으며, 좋다고 느껴질수록 높은 점수를 주도록 하였다. 관능검사를 실시한 결과는 아래의 표 1에 정리하여 나타내었다.

표 1에 나타나 있는 바와 같이, 실시예 1에 의해 제조된 편백 발효액이 맛, 향, 색, 종합적 기호도 측면에서 가장 좋다는 평가를 받았다. 첨가되는 약쑥발효액 및 매실발효액 양에서 다소 차이가 있는 실시예 2와 3은 다른 항목에서는 큰 차이를 보이지 않았으나 발효액에서 쓴맛이 느껴져 종합적으로 낮게 평가되었다. 구체적으로는 실시예 1에 의한 편백발효액에서 과일발효액의 단맛과 풍미가 느껴졌으며, 맛과 향이 조화를 이루어 섭취하는데 거부감이 들지 않고 맛, 향, 색 모두 좋다는 평가를 받아 소비자의 선호도가 높을 것으로 기대된다.

실시에 1과 동일한 조건 및 환경으로 실시하되, 상기 1차혼합단계를 거친 혼합물에 식물성 유산균을 접종하지 않고 20~30℃의 온도를 유지해주며 7개월 동안 발효시켰다.

실시예 6에서는 편백 발효시 식물성 유산균 접종 유무에 따른 편백 발효액의 유기산 함량의 차이를 알아보기 위해서 실시예 1과 실시예 5에서 제조한 식물성 유산균을 접종하지 않고 발효시킨 편백 발효액을 비교 대상으로 하여 각각 유기산 함량을 측정하였다.

유기산 함량은 이온크로마토그래피(Ion Chromatography, IC)를 이용하여 측정하였다. 측정에 사용한 기기는 ICS-2100 (Dionex, USA)으로 분석을 실시하였다. 실험에 사용된 표준 유기산 물질은 총 8종(Oxalic, Citric, Malic, Glycolic, Formic, Latic, Acetic, Succinic)으로 3차 증류수로 희석하여 5, 10, 30 ppm 제조하여 사용하였다. 실험에 이용된 시료는 3차 증류수로 50배 희석하여 0.45㎛ membrane filter를 이용하여 여과한 후 분석을 실시하였다. 그 결과는 도 2와 같다.

실시예 1에 의한 편백 발효액을 균주투여 편백발효액으로 표기하고, 실시예 5에 의한 편백 발효액을 일반 편백발효액으로 표기하였다.

도 2는 편백 발효 시 식물성 유산균 접종 유무에 따른 유기산의 함량을 그래프로 나타낸 것이다.

도 2를 살펴보면, 균주투여 편백 발효액과 일반 편백 발효액에서 모두 유기산 물질들이 검출되었으며 그 중 Latic과 Acetic의 함량이 높게 측정되었다. 유기산 중 Oxalic, Citric, Malic, Glycolic, Formic, Succinic에서는 식물성 유산균 접종 유무 관계없이 비슷한 함량을 보이고 있으나 Latic, Acetic의 함량을 보면 식물성 유산균을 접종한 편백 발효액의 함량이 월등히 높게 측정되었다. 따라서, 식물성 유산균을 접종하여 발효시킴으로써 편백 발효액의 유기산의 함량이 높아진다는 점을 확인할 수 있었다.

실시예 7에서는 편백 발효시 식물성 유산균 접종 유무에 따른 편백 발효액의 미네랄 함량의 차이를 알아보기 위해서 실시예 1과 실시예 5에서 제조한 식물성 유산균을 접종하지 않고 발효시킨 편백 발효액을 비교 대상으로 하여 각각 미네랄 함량을 측정하였다. 그 결과는 도 3과 같다.

실시예 1에 의한 편백 발효액을 균주투여 편백발효액으로 표기하고, 실시예 5에 의한 편백 발효액을 일반 편백발효액으로 표기하였다.

도 3는 편백 발효 시 식물성 유산균 접종 유무에 따른 미네랄의 함량을 그래프로 나타낸 것이다.

도 3을 살펴보면, 식물성 유산균 접종 유무에 상관없이 Ca, Fe, K, Mg 등 다수의 미네랄이 측정되었다. 그 중 균주를 투여한 편백 발효액에서 일반 편백 발효액에 비해 Ca과 K의 함량이 높게 측정되었다. 이로써 식물성 유산균을 접종하여 발효시킴으로써 편백 발효액의 미네랄의 함량이 높아진다는 점을 확인할 수 있었다.