KR101805863B1 - 신바이오틱 발효 산물의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 신바이오틱 발효산물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신바이오틱 발효 산물의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 신바이오틱 발효 산물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 혼합 유산균 배양액을 콩과 귀리의 혼합물에 접종하여 발효시키고, 저속 맷돌로 분쇄하여 신바이오틱 발효 산물에 관한 것이다.
본 발명에 의한 신바이오틱 발효 산물의 제조 방법은 프로바이오틱스의 영양원으로서 콩과 귀리를 혼합하고 저속 맷돌로 분쇄한 프리바이오틱스(prebiotics)를 사용함으로써 제조된 신바이오틱 발효 산물은 수용성 콜로이드 형태의 크기가 0.2 um 이하이고, 온도와 산에 안정한 베타글루칸 입자를 포함하여 강 유지, 면역강화, 암의 예방 및 암의 보조 치료 효과를 기대할 수 있는 건강식품으로 개발될 수 있다.
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Description
본 발명은 신바이오틱 발효 산물의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 신바이오틱 발효 산물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 혼합 유산균 배양액을 콩과 귀리의 혼합물에 접종하여 발효시키고, 저속 맷돌로 분쇄하여 신바이오틱 발효 산물에 관한 것이다.
프로바이오틱스(probiotics)란 인간이나 동물 등 숙주의 건강에 유익한 효과를 나타내는 살아있는 미생물 또는 그 성분을 나타내는 용어로서, 이를 섭취하는 숙주에게 장내 세균들의 균형을 맞추는 등 유익함을 제공하는 것으로 알려져 있다.일반적으로 프로바이오틱스는 유산균이나 비피더스균과 같은 유익균 및 이스트의 범위를 포함하며, 그 중 락토바실러스(Lactobacillus), 락토코커스(Lactococcus), 비피도박테리아(Bifidobacteria), 스트렙토코커스(Streptococcus) 등의 속(genus)에 속하는 유산균들이 많이 연구되고 사용되고 있다.
유산균(LAB, lactic acid bacteria)은 GRAS(generally recognized as safe)로서 오랜 역사를 두고 각종 발효 식품을 만드는 데에 활용되어 왔다. 유산균은 유당(lactose)을 비롯한 각종 당들을 기질로 이용하여 이를 유산(lactic acid)으로 전환시키고, 이러한 과정을 통해 식품에 신맛을 부여하고 pH를 낮추어 줌으로써 해로운 미생물의 성장을 억제하기도 한다. 유산균은 항균 효과뿐만 아니라 숙주의 장내 균총(microflora)을 조절하여 각종 장 질환을 억제하고 면역력을 증강시키는 등 여러 측면에서 인간에 유익한 효과를 나타내기 때문에, 유산균을 다양한 식품 소재로 개발하기 위한 관심이 높다.
유산균은 대표적인 프로바이오틱스로서 발효유 제품을 중심으로 각종 발효 식품, 장류, 의약품, 가축의 사료 첨가제 등에 이르기까지 인류 생활에 광범위하게 활용되고 있다. 최근에는 유산균의 영양적인 효과와 더불어 숙주의 장내에서 유산균의 다양한 건강 기능성을 강조한 연구들이 많이 이루어지고 있다.
이러한 유산균의 생체 내 활성을 증가시키기 위하여, 생균에 해당하는 프로바이오틱스와, 이들의 영양원이 되는 프리바이오틱스(prebiotics)를 혼합한 신바이오틱스(synbiotics)에 대한 연구가 이루어져 왔다. 그러나, 종래의 신바이오틱스에 사용되는 프리바이오틱스는 숙주의 소화 기관에서 상당한 소화가 진행되어 프로바이오틱스의 영양 공급원으로서 효율적으로 작용하지 못하는 문제가 있었고, 또한 프리바이오틱스의 종 특이성이 부족하여 특정한 유산균의 활성을 증가시키고자 할 때에 효율적이지 못한 문제가 있었다.
베타글루칸은 포도당 분자가 연결된 탄수화물 고분자 다당으로서 버섯류, 효모세포벽, 곡류 등에 존재하는 면역 증강과 항암효과가 있는 물질로 알려져 있으며 1940년대 효모의 세포벽에서 비특이적 면역반응에 관여하는 물질로 처음 발견되었다. 베타글루칸은 다당류의 일종으로서 효모의 세포벽을 구성하는 물질 중 하나인 β-글루칸(glucan)은 글루코스로 구성된 단순다당류(homopolysaccharide)의 일종으로, 효모의 세포벽 중 inner layer에 존재한다.
인간의 정상적인 세포조직의 면역기능을 활성화시켜 암세포의 증식과 재발을 억제하고 면역세포의 기능을 활발하게 하는 인터루킨(interleukin), 인터페론(interferon)의 생성을 촉진시킨다. 활성 베타글루칸은 암세포가 있는 체내로 들어가 사이토카인(Cytokine)을 생산시킴으로써 면역 세포인 T세포와 B세포의 활동을 지원하여 세포조직의 면역기능을 활성화 시켜주는 역할을 한다.
베타글루칸은 포도당이 -1,3 결합의 backbone으로 이루어진 구조가 가장 널리 알려져 있고 구조에 따라 결합의 차이가 나타날 수 있는데, 이러한 결합의 차이는 대사 및 전반적인 활성과 밀접한 관련이 있다. 그러므로 결합 구조가 상이한 베타글루칸들은 활성의 종류 또는 그 정도에도 차이가 있을 수 있다. 현재 국내에서 생산하는 베타글루칸은 미생물이 생산하는 세포 외 다당으로서 대형발효조를 이용하여 대량생산되고 있으며 생산된 베타글루칸은 포도당이 베타 1,3-결합으로 이루어진 고분자이며 물에 불용성이다. 생리활성을 가지면서 다양한 소재로 활용하기 위해서는 고분자 베타글루칸을 수용성 베타글루칸으로 전환이 요구되고 있다. 이러한 생리활성을 가지면서 다양한 소재로 활용하기 위해서 고분자 베타글루칸을 수용성 베타글루칸으로 전환하는 기술이 개발되고 있으며, 이와 같이 수용화하는 방법으로 카르복시 메틸화하는 방법, 술폰화하는 방법, 올리고당화하는 방법이 제시되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 흡수가 용이한 베타글루칸을 포함하는 프로바이오틱스와, 이들의 영양원으로서 프리바이오틱스(prebiotics)를 혼합한 신바이오틱스(synbiotics) 발효 산물의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한, 본 발명에 의하여 제조된 신바이오틱스(synbiotics) 발효 산물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해
콩과 귀리를 세척하는 단계;
상기 세척된 콩과 귀리를 콩 100 중량부당 귀리 150 내지 250 중량부의 비율로 혼합하고, 물에 침지시킨 후, 10℃ 내지 25℃ 에서 10시간 이상 유지시키는 단계;
물의 온도를 80 ℃ 이상으로 올리고 30 분 내지 1시간 동안 유지시키는 단계;
상기 콩과 귀리 혼합물 100 중량부당 용수를 300 중량부로 혼합한 후 분쇄시키는 단계;
올리고당을 첨가하는 단계;
80 ℃ 이상의 온도를 유지하여 1차 살균하는 단계;
혼합 유산균 배양액을 접종시키고 80 ℃ 이상의 온도에서 6시간 이상 발효시키는 단계;
85 ℃ 이상의 온도를 유지하여 2차 살균하는 단계;
원심분리에 의해 발효물을 분리하는 단계;
분리된 발효물에 보전제를 첨가하는 단계; 및
80 ℃ 이상의 온도를 유지하여 3차 살균하는 단계; 를 포함하는 신바이오틱 발효 산물의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의한 신바이오틱 발효 산물의 제조 방법에 있어서, 상기 혼합 유산균 배양액은 비피도박테리움 롱검 SPM 1205(수탁번호 KCTC 10630BP), 락토바실러스 플란타룸 KCTC 1048 및 페디오코커스 펜토사세우스 CBT SL4 배양액을 각각 동일 부피비로 혼합한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 신바이오틱 발효 산물의 제조 방법에 있어서, 상기 혼합 유산균 배양액은 1ml 당 5×108 이상의 유산균을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 신바이오틱 발효 산물의 제조 방법에 있어서, 상기 분쇄시키는 단계에서는 30 RPM의 저속으로 회전하는 맷돌 수단을 통해 분쇄시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 신바이오틱 발효 산물의 제조 방법에 있어서, 상기 올리고당은 상기 콩과 귀리 혼합물 100 중량부당 1 내지 20 중량부의 비율로 첨가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 신바이오틱 발효 산물의 제조 방법에 있어서, 상기 보전제는 자몽종자 추출액인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한, 본 발명에 의한 신바이오틱 발효 산물의 제조 방법에 의하여 제조된 신바이오틱 발효 산물을 제공한다.
본 발명에 의한 신바이오틱 발효 산물은 0.2 um 이하의 베타글루칸 입자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 신바이오틱 발효 산물은 다양한 식품에 첨가될 수 있으며, 이러한 식품으로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 면류, 껌류, 아이스 크림류를 포함한 낙농제품, 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료, 파우더 제제 및 비타민 복합제일 수 있으나 여기에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 의한 신바이오틱 발효 산물의 제조 방법은 프로바이오틱스의 영양원으로서 콩과 귀리를 혼합하고 저속 맷돌로 분쇄한 프리바이오틱스(prebiotics)를 사용함으로써 제조된 신바이오틱 발효 산물은 수용성 콜로이드 형태의 크기가 0.2 um 이하이고, 온도와 산에 안정한 베타글루칸 입자를 포함하여 강 유지, 면역강화, 암의 예방 및 암의 보조 치료 효과를 기대할 수 있는 건강식품으로 개발될 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 신바이오틱 발효 산물에 대한 베타글루칸 검출 결과를 나타낸다.
이하에서는 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 이하의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 신바이오틱 발효 산물의 제조
먼저 콩과 귀리를 1:2 의 중량비로 혼합하고, 존해 있는 돌과 흙 등 기타 이물질을 석발기로 제거한 후 흙과 먼지 등을 물로 세척하였다.
상기 세척된 콩과 귀리를 콩 100 중량부당 귀리 150 내지 250 중량부의 비율로 혼합하고, 물에 침지시킨 후, 10℃ 에서 18 시간 유지시킨 후 물의 온도를 90 ℃ 로 올리고 30 분 동안 유지시켰다.
상기 침지된 콩과 귀리 혼합물에서 침지수를 제거하고, 침지된 콩과 귀리 혼합물 100 중량부당 용수를 300 중량부로 혼합한 후 30RPM 이하의 저속으로 회전하는 맷돌 수단을 통해 분쇄시켰다.
분쇄된 콩과 귀리 혼합물에 올리고당을 첨가하고, 80 ℃ 이상의 온도를 유지하여 1차 살균한 후, 1ml 당 5×108 이상의 유산균을 포함하도록 발효시킨 후, 발효된 혼합 유산균 배양액을 접종시키고 80 ℃ 이상의 온도에서 6시간 이상 발효시켰다.
비피도박테리움 롱검 SPM 1205, 락토바실러스 플란타룸 KCTC 1048 및 페디오코커스 펜토사세우스 SL4 를 동일 부피비로 혼합한 혼합유산균을 접종하여 발효시켜서 혼합 유산균 배양액을 제조하였다. 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum) SPM1205는 한국인으로부터 분리 동정한 신규한 미생물로서, 장기능 활성화 및 면역기능 강화작용을 하는 특징을 나타내며, 삼육대학교에 의해 기탁되고(수탁번호: KCTC 10630BP), 2004년 8월 12일 출원되어 2006년 4월 7일 등록(등록번호 05680)되었다.
85 ℃ 를 유지하여 2차 살균한 후, 원심분리에 의해 발효물을 분리하였다. 분리된 발효물에 보전제를 첨가하고, 80 ℃ 이상의 온도를 유지하여 3차 살균하여 신바이오틱 발효 산물을 제조하였다.
<실시예 2> 신바이오틱 발효 산물의 제조
귀리만을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 하여 신바이오틱 발효 산물을 제조하였다.
<실험예> 베타글루칸 검출
상기 실시예 1 및 실시예 2 에서 제조된 발효 산물에 대해 베타글루칸 함량 및 단백질 함량을 측정하고 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다. 정량분석은 Megazyme 사(Ireland)의 Enzymatic Yeast Beta-Glucan Kit Assay Kit을 이용하여 protocol 대로 분석하였다.
| Final products | PH | 비중 | 점도(20℃) | Beta- Glucan | Protein |
| 실시예 1 | 4.3 | 1.018 | 1,620 cPs | 1,200 mg/L | 3.661 |
| 실시예 2 | 4.27 | 1.012 | 1,650 cPs | 1,500 mg/L | 2.939 |
<실험예> 베타글루칸 검출
상기 실시예 1에서 제조된 신바이오틱 발효 산물에 대해서 0.2 μm pore size 의 필터로 필터링한 결과를 도 1에 나타내었다.
도 1에서 A는 D-글루코오스 표준 용액, B 는 증류수, C 는 추출액, D 는 원심분리된 상층액, E 는 추출액을 0.45 um 크기의 필터로 필터링한 후 검출, F 는 추출액을 0.2 um 크기의 필터로 필터링한 후 검출한 결과, G 는 멸균 후 추출한 추출액에 대한 검출 결과를 나타낸다.
도 1에서 C, D, E, F 및 G 에서 모두 A 와 동일한 결과를 나타내어, 본 발명의 실시예에서 제조된 신바이오틱 발효 산물이 D-글루코오스 표준 용액과 동일한 입자임을 알 수 있다.
Claims (9)
- 콩과 귀리를 세척하는 단계;
상기 세척된 콩과 귀리를 콩 100 중량부당 귀리 150 내지 250 중량부의 비율로 혼합하고, 물에 침지시킨 후, 10℃ 내지 25℃ 에서 10시간 이상 유지시키는 단계;
물의 온도를 80 ℃ 이상으로 올리고 30 분 내지 1시간 동안 유지시키는 단계;
상기 콩과 귀리 혼합물 100 중량부당 용수를 300 중량부로 혼합한 후 분쇄시키는 단계;
올리고당을 첨가하는 단계;
80 ℃ 이상의 온도를 유지하여 1차 살균하는 단계;
혼합 유산균 배양액을 접종시키고 80 ℃ 이상의 온도에서 6시간 이상 발효시키는 단계;
85 ℃ 이상의 온도를 유지하여 2차 살균하는 단계;
원심분리에 의해 발효물을 분리하는 단계;
분리된 발효물에 보전제를 첨가하는 단계; 및
80 ℃ 이상의 온도를 유지하여 3차 살균하는 단계; 를 포함하는
신바이오틱 발효 산물의 제조 방법에 관한 것으로,
상기 올리고당은 상기 콩과 귀리 혼합물 100 중량부당 1 내지 20 중량부의 비율로 첨가하는 것인
신바이오틱 발효 산물의 제조 방법
- 제 1 항에 있어서,
상기 혼합 유산균 배양액은 비피도박테리움 롱검 SPM 1205(수탁번호 KCTC 10630BP), 락토바실러스 플란타룸 KCTC 1048 및 페디오코커스 펜토사세우스 CBT SL4 배양액을 각각 동일 부피비로 혼합한 것인
신바이오틱 발효 산물의 제조 방법
- 제 1 항에 있어서,
상기 혼합 유산균 배양액은 1ml 당 5×108 이상의 유산균을 포함하는 것인
신바이오틱 발효 산물의 제조 방법
- 제 1 항에 있어서,
상기 분쇄시키는 단계에서는 30 RPM 이하의 저속으로 회전하는 맷돌 수단을 통해 분쇄시키는 것인
신바이오틱 발효 산물의 제조 방법
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 보전제는 자몽종자 추출액인 것인
신바이오틱 발효 산물의 제조 방법
- 제 1 항 내지 제4항, 및 제 6 항 중 어느 한 항의 제조 방법에 의하여 제조된
신바이오틱 발효 산물
- 제 7 항에 있어서,
상기 신바이오틱 발효 산물은 0.2 um 이하의 베타글루칸 입자를 포함하는 것인
신바이오틱 발효 산물
- 제 7 항에 있어서,
상기 신바이오틱 발효 산물은 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 면류, 껌류, 아이스 크림류를 포함한 낙농제품, 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료, 파우더 제제 및 비타민 복합제로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 식품에 첨가되는 것을 특징으로 하는 신바이오틱 발효 산물
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