지역 특산물을 이용한 기능성 한봉 벌꿀 생산기술 정립

[꿀벌세상]

지역 특산물을 이용한 기능성 한봉 벌꿀 생산기술 정립

목  차
Ⅰ. 서 언
1. 현황과 문제점 ------------------------------------------	1
2. 기술개발의 필요성 --------------------------------------	2
3. 연구개발의 목적과 범위 ---------------------------------	4
Ⅱ. 기술개발 수행내용
1. 재료 및 방법 -------------------------------------------	5
가. 벌 및 벌통 설치 ---------------------------------------	5
나. 농산물 엑기스 제조 및 숙성 -----------------------------	5
다. 복분자 꿀 및 오디 꿀에 대한 기능성 물질 탐색 방법 ---------	6
Ⅲ. 기술개발 결과 및 고찰
1. 결과 및 고찰 -------------------------------------------	8
가. 4가지 농산물에 대한 재래종 벌의 먹이 섭취량 조사 결과 -----	8
나.복북자 꿀과 오디 꿀속의 기능성 물질 탐색결과 --------------	10
다. 소재별 기능성 꿀 식미검사 결과 --------------------------	13
Ⅳ. 지도사업 활용 방안
1. 기대효과 -----------------------------------------------	13
2. 개발기술 보급 ------------------------------------------	13
3. 실용화 방안 --------------------------------------------	14
Ⅴ. 참고문헌 ---------------------------------------	15
Ⅵ. 관련사진 ---------------------------------------	16

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Ⅰ. 서 언

1. 현황과 문제점

○		벌꿀(honey)은 꿀벌들의 식량이면서 우리들에게 주는 귀한 건강식품이다. 꽃의 밀선(蜜腺; 꿀샘, nectary, honey gland)에서 화밀(花蜜; 꽃꿀, nectar)을 일벌이 혀로 빨아들여 몸에 담아 벌집으로 운반해 벌집 속의 소비(巢脾; comb)에 저장한 후에 날개 바람으로 수분을 날려 보내고, 꿀벌 몸 속의 효소를 가하여 꿀벌들의 식량으로 오래 간직할 수 있게 저장한 것이다. 이것을 우리 인간이 수집하여 건강 식품으로 이용하는 것이다. 우리 나라에서 양봉(養蜂; beekeeping, bee culture)이 시작된 것은 약 2,000년 전 고구려 태조 때 동양종 꿀벌(Apis cerana)을 인도로부터 중국을 거쳐 들여와 기르기 시작한 것이 처음이다. 그 후 백제의 태자「여풍(餘豊)」은 태화륜산(太華輪山; 충북 단양군과 강원 영월군 사이)에 들어가 직접 양봉을 하였고, 이것을 이웃 신라에도 보급하였으며, 신문왕(神文王) 때 일본으로 전해졌다(서기 643년). 서양종 꿀벌(Apis mellifera)이 들어와 양봉(洋蜂)을 기르기 시작한 것은 조선 고종 황제 때 독일인 선교사 구걸러 신부가 이탈리안종을 일본을 경유하여 들여온 것이 처음이다. 농림부 자료에 의하면 2005년 말 기준으로 꿀벌 사육농가는 4만1천호로서 전체 농가중 3.2%이며 전체 꿀벌 2,089,762군중 토종벌은 369,688군으로서 17%정도 차지하고 있다. 또한 2000년 대비 한봉은 165% 양봉는 200%라는 양적 팽창을 가져오게 되었다.
○		그러나 꿀 생산농가의 지나친 욕심과 제품에 대한 규격화의 한계성으로 인해 꿀 하면 설탕꿀 이라는 오명을 쓰게 되었고 대다수의 소비자들은 지금도 꿀은 믿을 수 없는 품목이라고 생각하고 있다. 또한 정보통신 기술의 발달로 인해 꿀 유통도 인터넷 전자상거래를 통해 많은 양이 거래되고 있는데 가격과 품질에 대한 여과장치가 전무한 상태에서 상거래가 이루어지고 있는 실정이다. 네이버라는 포탈싸이트를 통해 한봉꿀이라는 키워드를 통해 검색하여 스폰서 링크에 나와있는 5개 꿀 판매 싸이트를 검색해본 결과 제일 가격이 싼 곳은 1.2kg 기준으로 15,000원 이였고 제일 비싼곳은 동일한 규격 상품이 125,000원 이였다. 가격 차이가 8배를 뛰어넘고 있었다. 그러나 중요한 점은 싼 제품과 비싼 제품에 대한 차이를 소비자 들이 판단 할 수 있는 객관적 자료는 거의 없다는 것이다. 한결같이 우리 농장에서 생산된 제품이 좋은 꿀이며 진짜 꿀 이라고만 홍보하고 있는 실정이다. 이러한 상황들은 소비자로 하여금 꿀에 대한 신뢰를 추락시키는 결과를 초래하였고 이것은 결국 꿀 소비 감소라는 상황을 만들게 되었다.

2. 기술개발의 필요성

가. 농수산물 수출입 규제 완화에 따른 차별화된 한봉꿀 생산 요구

WTO 출범과 한미 한중 FTA 체결 등 세계는 이미 한 울타리 속에서 생존을 위한 무한경쟁 체제로 돌입했으며 이러한 흐름 속에서 농산물 또한 안전지대에 머무를 수는 없는 것이 현 실정이다.
특히 세계 꿀 생산량 1위국인 중국과 인접하여 있는 우리로서는 국제화 무대에서 경쟁력을 갖기 위해서는 차별화 된 꿀 생산이 절실하게 요구되는 시점에 와있다.

나. 한봉 사육농가의 꿀 산업에 대한 인식 전환이 요구되고 있다.

양봉 사양 농가는 계속해서 규모화 및 전업농화 되어가고 있다.
그러므로 인해서 양복 사양농가들의 조직체가 체계화 되기 시작하였고 현행 꿀 산업의 문제점들을 인식하기 시작하면서 자정 노력을 계속하고 있다. 특히 양봉 협회의 설립 및 세미나 개최 등 학회에서도 양봉산업을 위한 노력들이 계속해서 이루어지고 있는 실정이다.
그러나 한봉 사양 농가들은 대부분 겸업농으로써 여기에 대한 문제의식이 약하고 조직화 되어있는 곳도 드믄 실정이여서 여기에 대한 대안이 절실이 요구되고 있다.

다. 한정된 자원 속에서 안정적인 한봉을 사양 할 수 있는 방안 요구

우리나라의 꿀벌 산업의 특성상 밀원에 비해 벌통 수가 너무 많은 실정이다. 이를 해결하는 방법은 벌통수를 줄이던지 아님 밀원을 늘리던지 둘 중 한 가지를 선택해야 한다.
먼저 벌통수를 줄이는 방법은 개인의 사유 재산과 관련되어 있는 부분으로 소득성으로 인해 자의로 줄이지 않는 이상 임으로 조정하기는 현실성이 적어 보인다. 다음으로는 밀원을 늘이는 방법인데 제한된 국토의 한계 속에서 밀원을 조성 하는 것 또한 분명 한계가 있을 것이다.
이러한 여건 하에서 지속적인 벌꿀 생산 및 사양농가의 소득증대를 위한 복합적인 대안이 요구되고 있다.

라. 농산물 과잉 생산에 따른 새로운 소비 방안 모색

농업을 기반으로 하고 있는 시군에게 있어 당면한 최대의 과제는 새로운 소득작목 발굴이다. 이러한 영향으로 인해 소득성이 높은 작목의 경우 자치단체에서 집중적으로 육성하고 이러한 경쟁으로 인해 특화작목의 경우 과잉 생산되는 사례가 빈번하다.
본군의 경우도 복분자 오디 등이 대표적인 과잉생산 작목으로써 이에 대한 새로운 소비처를 확보하는 것이 절대적으로 필요한 실정이다.

3. 연구개발의 목적과 범위

가. 연구개발의 목적

(1) 벌 사양에 필요한 먹이원 개발을 통한 안정적 한봉 산업 육성
(2) 과잉 생산된 농산물에 대한 소비처 확보를 통한 지역경제 활성화
(3) 벌 급여용 농산물 엑기스 제조 비율 연구를 통한 지도자료 활용
(4) 농산물 엑기스를 급여하여 채밀한 꿀에 대한 기능성 물질 탐색을 통한 새로운 브랜드 가치 창출

나. 연구개발의 범위

(1) 재래종(한봉)과 개량종(양봉)중에서 재래종 벌을 대상으로 연구사업을 추진하였으며
(2)		본군에서 생산량이 계속 증가되는 농산물중 복분자, 오디, 매실, 오미자를 재래종 벌 먹이원으로 선정하였다.
(3)		각각의 농산물을 먹이원으로 공급하기 위해 1차 가공을 실시하였고 가공하는 방법은 농산물과 설탕을 각각 1.0:1.0, 1.0:1.4, 1.0:1.6 등 3가지 비율로 혼합하여 숙성 시켰다.
(4)		각각 비율별로 벌이 선호하는 비율을 정립하기 위해 균등한 세력의 벌에 동일한 양을 급여하고 24시간 후 줄어드는 엑기스의 양을 측정하였다.
(5)		벌이 선호하는 농산물 엑기스 2종을 선택하여 채밀한 후 꿀속에 함유되어 있는 기능성 물질(비타민 C, DNJ, 총페놀, 레즈베라트롤)에 대한 검출여부를 조사하였다.
(6) 소비자 선호도를 조사해보기 위해 4가지 제품에 대한 식미 검사를 실시하였다.

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Ⅱ. 기술개발 수행내용

1. 재료 및 방법

가. 벌 및 벌통 설치

(1) 벌 종류 : 한봉
(2) 벌 분봉 : 2008년 봄에 분봉한 벌군 활용
(3) 설치장소 : 순창군 동계면 어치리 야산
(4) 설치 벌통수 : 12통(복분자 3, 오디 3, 오미자 3, 매실 3)

(5)

방법 : 벌의 세력에 따라 엑기스를 섭취하는 정도의 차이가 있을 것으로 생각되어 2008년 봄에 분봉한 벌을 동일하게 사용하였으며 각 농산물 별로 적정 엑기스 제조 비율을 알기 위해 3가지 요인별로 별도의 벌통을 설치하여 운영함.

나. 농산물 엑기스 제조 및 숙성

(1)

농산물 종류 : 복분자, 오디, 오미자, 매실(2008년 수확분) ※ 사업 추진을 위해 일부 2007년 수확분 엑기스 활용

(2) 엑기스 제조농도(농산물 대비 설탕 첨가 비율) : 1.0, 1.4, 1.6
(3) 숙성기간 : 6개월
(4) 방법 : 순창에서 생산되는 농산물 중에서 과잉 생산이 우려되는 4작목을 선정

다. 복분자꿀 및 오디꿀에 대한 기능성 물질 탐색 방법

(1) 복분자꿀 : 비타민 C, 레즈베라트롤, 총페놀함량
(2) 오디꿀 : 비타민 C, 레즈베라트롤, 총페놀함량, DNJ
(3) 분석 의뢰기관 : 3개 기관

(가) 글로벌헬스케어 : DNJ, 비타민 C
(나) 순창군 장류연구사업소 : 총페놀함량
(다) 레즈베라트롤 : 국립식량과학원

(4) 분석기기 및 분석방법

(가) 비타민 C

○ 분석기기 : HPLC

○

분석방법(정량시험) 시험용액 및 표준용액을 각각 10㎕를 주입하여 Ascorbic acid의 피크면적 At 및 As 를 구하고 다음의 계산식에 의해 검체중 Ascorbic acid 함량 (%)을 산출한다.

<계산식>

비타민 C (Ascorbic acid) 함량(%)

=

표준용액의 농도(mg/㎖)

×

At

×

시험용액의 전량(㎖)

×

100

As

검체량(mg)

(나) 총페놀함량

○ 분석기기 : HPLC

○

분석방법 : 시료의 총 폴리페놀함량은 담음과 같이 Folin-Denis법으로 정량하였다. (Dural B, Shetty K. 2001. The stimulation of phenolics and antioxidant activity in pea (Pisum sativum) elicited by genetically transformed Anise (Pimpinella anisum L.) root extract. J Food Biochem 25:361-377) 시료액 1 mL에 95% 에탄올 1mL, 증류수 5mL, 그리고 Folinciocalteu시약 0.5ml을 각각가하여 잘 섞어주고 5분간 발색시킨 후, 5%Na2CO3 1mL를 가하고 어두운 실온에 정치시킨 후 1시간 이내에 725nm에서 흡광도를 측정하여 gallic acid를 이용한 표준곡선으로 양을 환산하였다.

(다) 레즈베라트롤

○ 분석기기 : UPLC

○

분석방법 : 1.5 ㎖ EP 튜브에 오디쥬스 300㎎ 씩 정량한 후 300㎎을 동결 건조 후 80% 메탄올 900㎕ 첨가하여 약 20초간 강하게 교반한다. 시료를 45℃, sonication 30분 처리 후 4℃, 10,000g에서 5분간 원심분리하여 상징액을 취하고 추출물을 0.2um PTFE 재질 필터를 이용하여 여과한 후 분석한다.

○

UPLC 분석 조건
- UPLC 분석은 ACQUITY Ultra Performance LC™, (Waters, US)를 이용한다.
- 컬럼은 ACQUITY UPLCTM BEH C18 1.7㎛, 2.1×100mm Column을 이용한다.
- 분석은 물과 acetonitrile을 용매로 이용한 gradient 법으로 한다.

○

데이터 분석

-		표준물질 검량식 작성 : 레스베라트롤과 피세이드 표준물질을 0.5, 1.0, 2.0ppm으로 조제하여 실험을 수행하며 Empower 프로그램(Wasters)을 이용하여 검량식을 작성한다.
-		시료 정량 분석 : Empower 프로그램을 이용하여 작성된 검량식을 이용하여 적분하며 계산된 적분 값을 이용하여 계통간 레스베라트롤과 피세이드의 양을 비교 분석한다.

(라) DNJ

○ 분석기기 : HPLC

○		일반특성 - 성분 : 1-디옥시노지리마이신 (1-DNJ로 표기) - 화학식 : C6H13NO4 - 분자식 : (2R,3R,4R,5S)-2-(Hydroxymethyl)-3,4,5-piperidinetriol - 분자량 : mol wt 163.17 - CAS Number : [19130-96-2]
○		분석방법(정량시험) : 시험용액 및 표준용액을 각각 5㎕를 주입하여 1-디옥시노지리마이신의 피크면 적 At및 As를 구하고 다음의 계산식에 의해 검체중 1-디옥시노지리마이신 함량 (%)을 산출한다.

<계산식>

1-디옥시노지리마이신 함량(%)

=

표준원액의 농도(mg/㎖)

×

At

×

시험용액의 전량(㎖)

×

100

As

검체량(mg)

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Ⅲ. 기술개발 결과 및 고찰

1. 고찰

가. 4가지 농산물에 대한 재래종 벌의 먹이 섭취량 조사 결과

○		품			목 :		오디, 복분자, 매실, 오미자
○		급	여		량 :		1,000㎖
○		조	사	방	법 :		엑기스 급여 후 24시간마다 섭취량(감소량) 조사

- 오디 엑기스 급여후 섭취량(감소량)

조사결과＼희석배율	24시간 후	48시간 후	72시간 후	비고
1.0 : 1.0	300㎖	600㎖	900㎖	9월중 3회 조사 평균
1.0 : 1.4	550㎖	1,000㎖	-
1.0 : 1.6	250㎖	250㎖	750㎖

- 복분자 엑기스 급여후 섭취량(감소량)

조사결과＼희석배율	24시간 후	48시간 후	72시간 후	비고
1.0 : 1.0	250㎖	500㎖	750㎖	9월중 3회 조사 평균
1.0 : 1.4	350㎖	700㎖	1,000㎖
1.0 : 1.6	300㎖	600㎖	900㎖

- 매실 엑기스 급여후 섭취량(감소량)

조사결과＼희석배율	24시간 후	48시간 후	72시간 후	비고
1.0 : 1.0	300㎖	600㎖	900㎖	9월중 3회 조사 평균
1.0 : 1.4	350㎖	700㎖	1,000㎖
1.0 : 1.6	250㎖	500㎖	750㎖

- 오미자 엑기스 급여후 섭취량(감소량)

조사결과＼희석배율	24시간 후	48시간 후	72시간 후	비고
1.0 : 1.0	150㎖	300㎖	450㎖	9월중 3회 조사 평균
1.0 : 1.4	250㎖	500㎖	700㎖
1.0 : 1.6	200㎖	400㎖	600㎖

○ 엑기스별 벌 선호 엑기스 조사결과

오디 >> 매실 >> 복분자 >> 오미자

○ 엑기스 농도별 벌 선호 농도 조사결과

오　디 : 1.4배 >> 1.0배 >> 1.6배

매　실 : 1.4배 >> 1.6배 >> 1.0배

복분자 : 1.4배 >> 1.6배 >> 1.0배

오미자 : 1.4배 >> 1.6배 >> 1.0배

나. 복분자 꿀과 오디 꿀속의 기능성 물질 탐색 결과

(1) 총 폴리페놀 함량

○ 총 폴리페놀 함량 실험결과

<gallic acid 표준곡선>

시료명	반복수	흡광도	총폴리페놀함량(㎍/ml)	결과값
복분자액(P-71)	1	0.89	1611.50	1604.42
	2	0.897	1623.89
	3	0.871	1577.88
복분자꿀(P-70)	1	0.524	963.72	975.52
	2	0.536	984.96
	3	0.532	977.88
오디액(P-73)	1	0.788	1430.97	1444.54
	2	0.803	1457.52
	3	0.796	1445.13
오디꿀(P-72)	1	0.578	1059.29	1069.32
	2	0.585	1071.68
	3	0.588	1076.99

(2) 비타민 C 및 DNJ 분석결과

(가) 비타민 C 분석내용

(나) DNJ 분석내용

(3) 레즈베라트롤 분석 결과 : 불검출

다. 소재별 식미검사 결과

(1) 조사인원 : 40명
(2) 조사방법 : 소재별 생산 꿀에 대해 시식후 선호도 조사

매실꿀	오미자꿀	오디꿀	복분자꿀	계
18	12	6	4	40

2. 고찰

한봉 산업 활성화 및 지역특산물 4종(오디, 복분자, 매실, 오미자)에 대한 부가가치 향상을 위한 연구 과제를 수행하였다.

가.		4가지 농산물에 대한 재래종 벌의 먹이 섭취량 조사 결과에서는 오디꿀 >> 매실꿀 >> 복분자꿀 >> 오미자꿀순으로 오디를 재래종 벌이 제일 선호하는 것으로 나왔으나 이러한 방법으로 생산된 꿀에 대한 사람들의 시식 선호도는 매실꿀 >> 오미자꿀 >> 오디꿀 >> 복분자꿀순으로 나왔다. 이는 복분자꿀과 오디꿀의 맛이 너무 강해서(자극적) 조금 거부감이 생기는 것으로 보여지며 이를 조금 순하게 조정하는 방법이 필요할 것으로 생각되며 복분자와 오디 자체가 가지고 있는 선홍색의 색상을 활용하면 소비자를 매료시키는 상품으로 충분히 개발 할 수 있을 것으로 보여진다.
나.		상기의 방법으로 사양한 벌에서 채밀한 꿀에 대한 기능성 물질을 탐색하고 이를 상품화 하기 위해 총 4가지 기능성 물질을 탐색했다. 뽕잎속에 가장 많이 함유되어있는 DNJ(혈당조절물질)는 뽕잎에 비해 훨씬 낮은 수치를 오디꿀 속에서 찾아냈다. 물론 수치상으로는 0.016mg/g이라는 낮은 수치지만 새로운 가능성을 보여준 것으로 생각된다. 다만 아쉬운 것은 최근 항암효과에 대한 연구가 활발히 진행중인 레즈베라트롤 성분이 복분자와 오디꿀에서 나오지 않았다는 것이 아쉬운 결과이었다. 이는 레즈베라트롤이 술처럼 알콜성분에 잘 용출된다는 점을 감안하여 새로운 시도가 필요한 부분이다. 복분자와 오디속에 함유되어있는 안토시아닌 성분을 탐색하고 싶었으나 이를 분석하는 시험기관 부재로 총페놀 함량을 조사하였고 이 수치 또한 꿀을 먹으면서 안토시아닌과 같은 기능성 물질을 동시에 섭취 할 수 있다는 가능성을 보여준 결과라 할 것이다.

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Ⅳ. 지도사업 활용 방안

1. 기대효과

가.		우리나라의 자원적 기술적 한계속에서 한봉 산업을 영위하기 위한 대안으로 기능성 한봉꿀 생산기술을 정립함으로써 한봉 산업이 새롭게 도약할 수 있는 계기 마련
나.		지역 특산물과 연계한 기능성 꿀 생산을 통해 과잉 농산물에 대한 활용방안 확대를 통한 지역경제 활성화
다.		한봉꿀 속의 기능성 물질에 대한 연구와 탐색을 통해 새로운 소비층 창출과 수취가격 상승으로 인한 농가 소득증대 기여
라.		기능성 한봉꿀 생산 공정을 100% 공개할 수 있는 여건 조성으로 한봉꿀에 대한 신뢰도를 향상시킴

2. 개발기술 보급계획 및 실용화 방안

가.		한봉꿀 생산 농가를 대상으로 기능성 한봉꿀 작목반을 새롭게 조직하여 2008년 개발기술에 대한 기술 공유
나.		소재별 엑기스 제조 기술에 대한 2차 검증시험을 추진하고 시험 결과에 대한 성과 분석 후 농가 기술 자료로 활용
다.		소재별 기능성 꿀 생산에 대한 소득분석을 실시하여 기존 한봉 사양 농가와 소득 차이를 비교 분석 후 지도 자료로 활용

3. 실용화방안

가.		규격화 된 기능성 한봉꿀 생산으로 공동브랜드 개발 및 특허출원 상표등록을 통한 차별화된 한봉꿀 생산체계 정립
나.		소비자가 손쉽게 먹을 수 있는 포장재 개발을 통해 소비층 확대 방안 모색

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V. 참고문헌

1. 사단법인 한국양봉협회보
2. 2006 제7개정판 식품성분표 Ⅰ, Ⅱ
3. 양봉 표준영농교본 - 15 농촌진흥청

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V. 관련사진