JP2023073258A - 乳酸菌の凍結保護のためのシステインまたはその塩の用途(use of cysteine or salt thereof for cryoprotecting lactic acid bacteria) - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明が解決しようとする課題は、乳酸菌を凍結から保護する一方、凍結乾燥して粉末化した後にも乳酸菌に高い安定性、一例として熱安定性を付与することができる乳酸菌凍結保護用の組成物または乳酸菌凍結保護用の培養培地、およびそれを用いた乳酸菌剤の製造方法を提供することである。【解決手段】本発明は、システインまたはその塩を有効成分として含む、乳酸菌凍結保護用の組成物に関する。【選択図】なし
Description
本出願は、乳酸菌を凍結保護させるための有効成分および前記有効成分の活用/適用に関する。
乳酸菌(lactic acid bacteria)はラクト酸菌とも言い、哺乳類の腸内に生息して雑菌による異常発酵を防止し、整腸剤としても用いられる重要な細菌である。しかし、細菌の効果を発揮するためには、既存のヨーグルトなどの食品で摂取する量より遥かに多い量の乳酸菌を摂取しなければならない。よって、乳酸菌だけを分離して粉末やカプセルの形態で簡便に食べる方法が大衆化されている。しかし、乳酸菌を粉末やカプセル型に作ると、長期的な流通過程中に死滅する乳酸菌が多いため、乳酸菌本来の生理活性機能を発揮できなくなる限界がある。
前記生理活性を維持するために、ゼラチンコーティングなどの方法(Champagne et al.、Food Research International、29、555-562(1996))が行われたことがあるが、乳酸菌の生存率および保管安定性をさらに高める方法の開発が求められる実情である。
前記生理活性を維持するために、ゼラチンコーティングなどの方法(Champagne et al.、Food Research International、29、555-562(1996))が行われたことがあるが、乳酸菌の生存率および保管安定性をさらに高める方法の開発が求められる実情である。
Champagne et al.、Food Research International、29、555-562(1996)
本出願は、乳酸菌を凍結から保護する一方、凍結乾燥して粉末化した後にも乳酸菌に高い安定性、一例として熱安定性を付与することができる乳酸菌凍結保護用の組成物または乳酸菌凍結保護用の培養培地、およびそれを用いた乳酸菌剤の製造方法を提供しようとする。
また、本出願は、乳酸菌の生育を促進して優れた乳酸菌生産性を示すことができる乳酸菌の生育を促進する方法、および優れた乳酸菌の生育促進のための乳酸菌の培養培地を提供しようとする。
このために、本出願の一側面は、システインまたはその塩を有効成分として含む、乳酸菌凍結保護用の組成物を提供する。
また、本出願の他の側面は、乳酸菌を前記乳酸菌凍結保護用の組成物と混合し、前記混合物を粉末化することを含む乳酸菌剤の製造方法を提供する。
また、本出願の他の側面は、乳酸菌を前記乳酸菌凍結保護用の組成物と混合し、前記混合物を粉末化することを含む乳酸菌剤の製造方法を提供する。
また、本出願のまた他の側面は、システインまたはその塩を有効成分として含む、乳酸菌凍結保護用の培養培地を提供する。
また、本出願のまた他の側面は、乳酸菌を前記培養培地で培養し、前記培養された乳酸菌の菌体を回収し、前記回収された乳酸菌の菌体を粉末化することを含む乳酸菌剤の製造方法を提供する。
また、本出願のまた他の側面は、乳酸菌を前記培養培地で培養し、前記培養された乳酸菌の菌体を回収し、前記回収された乳酸菌の菌体を粉末化することを含む乳酸菌剤の製造方法を提供する。
また、本出願のまた他の側面は、乳酸菌と、システインまたはその塩と、を含む乳酸菌剤を提供する。
また、本出願は、システインまたはその塩を有効成分として含む、乳酸菌生育促進用の培養培地を提供することができる。
また、本出願は、システインまたはその塩を有効成分として含む、乳酸菌生育促進用の培養培地を提供することができる。
また、本出願は、乳酸菌を、本出願の培養培地、例えば、乳酸菌凍結保護用の培養培地および/または乳酸菌生育促進用の培養培地で培養することを含む、乳酸菌の生育を促進する方法を提供することができる。
また、本出願は、乳酸菌を、本出願の培養培地、例えば、乳酸菌凍結保護用の培養培地および/または乳酸菌生育促進用の培養培地で培養することを含む、乳酸菌のエネルギー代謝を調節する方法を提供することができる。
また、本出願は、乳酸菌を、本出願の培養培地、例えば、乳酸菌凍結保護用の培養培地および/または乳酸菌生育促進用の培養培地で培養することを含む、乳酸菌の熱安定性を増加させる方法を提供することができる。
本出願の活性成分であるシステインまたはその塩は、乳酸菌を凍結から保護するだけでなく、凍結乾燥して粉末化した後にも乳酸菌が活性を最大限維持することができるように安定性を向上させるという効果がある。特に、前記システインまたはその塩酸塩は、粉末化することにより、生きてはいるが増殖が中断した乳酸菌が高温の物理的環境においても優れた安定性を示すようにする効果があるため、生きている乳酸菌の流通や保管/貯蔵が容易になるという長所がある。
また、本出願の培養培地、例えば、乳酸菌凍結保護用の培養培地および/または乳酸菌生育促進用の培養培地で乳酸菌を培養すると、乳酸菌の生長収率を画期的に向上させることができ、さらには乳酸菌の熱安定性を画期的に向上させることができる。
但し、本出願の効果は上記で言及した効果に制限されるものではなく、言及していないまた他の効果は下記の記載から当業者に明らかに理解できるものである。
先ず、本出願で用いられた用語を定義する。
本出願で用いられる用語「乳酸菌」は、糖類を発酵してエネルギーを獲得し、多量の乳酸を生成する細菌を総称する用語である。前記乳酸菌は、ラクトバチルス属(Lactobacillus sp.)、ビフィドバクテリウム属(Bifidobacterium sp.)、ストレプトコッカス属(Streptococcus sp.)、ラクトコッカス属(Lactococcus sp.)、エンテロコッカス属(Enterococcus sp.)、ペディオコッカス属(Pediococcus sp.)リューコノストック属(Leuconostoc sp.)、およびワイセラ属(Weissella sp.)からなる群から選択される1種以上であってもよい。具体的には、ラクトバチルスプランタルム(Lactobacillus plantarum)、ラクトバチルスカゼイ(Lactobacillus casei)、ラクトバチルスラムノサス(Lactobacillus rhamnosus)、ラクトバチルスアシドフィルス(Lactobacillus acidophilus)、ビフィドバクテリウムビフィダム(Bifidobacterium bifidum)、ビフィドバクテリウムロンガム(Bifidobacterium longum)、ビフィドバクテリウムブレーブ(Bifidobacterium breve)、ストレプトコッカスフェカリス(Streptococcus faecalis)、ラクトコッカスラクチス(Lactococcus lactis subsp.lactis)などであってもよく、より具体的には、ラクトバチルスプランタルム CJLP243(Lactobacillus plantarum CJLP243;韓国登録特許公報第1,178,217号に開示)、ラクトバチルスプランタルム CJLP133(Lactobacillus plantarum CJLP133;韓国登録特許公報第1,486,999号に開示)、ラクトバチルスプランタルム CJLP136(Lactobacillus plantarum CJLP136;韓国登録特許公報第1,075,558号に開示)、ラクトバチルスプランタルム CJLP55(Lactobacillus plantarum CJLP55;韓国登録特許公報第1,255,050号に開示)、ラクトバチルスプランタルム CJLP56(Lactobacillus plantarum CJLP56;韓国登録特許公報第1,075,557号に開示)などであってもよいが、特にこれらに限定されない。
本出願で用いられる用語「乳酸菌」は、糖類を発酵してエネルギーを獲得し、多量の乳酸を生成する細菌を総称する用語である。前記乳酸菌は、ラクトバチルス属(Lactobacillus sp.)、ビフィドバクテリウム属(Bifidobacterium sp.)、ストレプトコッカス属(Streptococcus sp.)、ラクトコッカス属(Lactococcus sp.)、エンテロコッカス属(Enterococcus sp.)、ペディオコッカス属(Pediococcus sp.)リューコノストック属(Leuconostoc sp.)、およびワイセラ属(Weissella sp.)からなる群から選択される1種以上であってもよい。具体的には、ラクトバチルスプランタルム(Lactobacillus plantarum)、ラクトバチルスカゼイ(Lactobacillus casei)、ラクトバチルスラムノサス(Lactobacillus rhamnosus)、ラクトバチルスアシドフィルス(Lactobacillus acidophilus)、ビフィドバクテリウムビフィダム(Bifidobacterium bifidum)、ビフィドバクテリウムロンガム(Bifidobacterium longum)、ビフィドバクテリウムブレーブ(Bifidobacterium breve)、ストレプトコッカスフェカリス(Streptococcus faecalis)、ラクトコッカスラクチス(Lactococcus lactis subsp.lactis)などであってもよく、より具体的には、ラクトバチルスプランタルム CJLP243(Lactobacillus plantarum CJLP243;韓国登録特許公報第1,178,217号に開示)、ラクトバチルスプランタルム CJLP133(Lactobacillus plantarum CJLP133;韓国登録特許公報第1,486,999号に開示)、ラクトバチルスプランタルム CJLP136(Lactobacillus plantarum CJLP136;韓国登録特許公報第1,075,558号に開示)、ラクトバチルスプランタルム CJLP55(Lactobacillus plantarum CJLP55;韓国登録特許公報第1,255,050号に開示)、ラクトバチルスプランタルム CJLP56(Lactobacillus plantarum CJLP56;韓国登録特許公報第1,075,557号に開示)などであってもよいが、特にこれらに限定されない。
本出願で用いられる用語「凍結保護」は、乳酸菌の活性をそのまま保存するために凍結乾燥して保管する際に乳酸菌組織を結氷から保護することを意味する。
本出願で用いられる用語「凍結乾燥(Freeze drying)」は、容器の温度を急激に下げて乾燥させようとする材料を凍らせた後、容器内部の圧力を真空に作って、材料に含まれた固体化した溶媒を直ちに水蒸気に昇華させて乾燥する方法である。前記凍結乾燥は、熱に敏感な物質の損傷を最小化し、効果的に長期保存できる方法であり、汚染防止、貯蔵、輸送、経済性の面で有用である。しかし、上記のような凍結乾燥の凍結温度は、零下の温度、例えば、-40℃~-196℃(液化窒素の沸点)、-50℃~-196℃、-70℃~-196℃であってもよいところ、乳酸菌を凍結乾燥する場合、その過程で乳酸菌の活性と生存率が急激に減少し、凍結時に氷粒子が作られるにつれて乳酸菌細胞の膜構造を損傷させるという問題がある。このような問題を改善するために、乳酸菌が損傷または死滅せず再水和時にその機能を回復することができるように凍結乾燥時に共に添加する物質または組成物を「凍結保護剤」または「凍結保護用の組成物」と称し、これは乳酸菌に物理化学的な安定性を与えて生存率を高める役割をする。
以下、本出願を具体的に説明する。
本出願は、乳酸菌凍結保護用の組成物を提供する。
前記本出願の乳酸菌凍結保護用の組成物は、システインまたはその塩を有効成分として含む。
本出願は、乳酸菌凍結保護用の組成物を提供する。
前記本出願の乳酸菌凍結保護用の組成物は、システインまたはその塩を有効成分として含む。
前記システインは、HS-CH2CH(NH2)-COOHの構造を有する含硫α-アミノ酸の一種であって、スルフヒドリル(sulfhydryl)基を有しており、他のシステインとの間でジスルフィド結合を形成するという特徴を有している。前記システインは、L-システイン、D-システイン、またはL,D-システインであってもよく、具体的にはL-システインであってもよい。
前記システインの塩は、前記システインの任意の塩であってもよく、例えば、塩酸塩、硫酸塩などであってもよい。
前記システインまたはその塩は、乳酸菌を凍結から保護して凍結による乳酸菌の損傷や死滅を最小化するだけでなく、さらには凍結乾燥後にも乳酸菌がその固有の活性を維持することができるようにする乳酸菌の安定性を向上させる役割をする。よって、前記システインまたはその塩は、乳酸菌凍結保護用の組成物の有効成分としてだけでなく、他の一方では、乾燥された、特に凍結乾燥された乳酸菌の安定性向上用の組成物の有効成分として用いられてもよい。
前記システインまたはその塩は、前記組成物の全体100重量%に対し、0.01重量%以上、例えば、0.01重量%、0.05重量%、および0.1重量%からなる群から選択される1つの下限、および/または10重量%以下、例えば、10重量%、7重量%、5重量%、および3重量%からなる群から選択される1つの上限の組み合わせにより構成される含量範囲で含まれてもよい。例えば、前記システインまたはその塩は、前記組成物の全体100重量%に対し、0.05重量%~10重量%の含量、具体的には、0.05重量%~7重量%、0.05重量%~5重量%、0.05重量%~3重量%、または、具体的には、0.1重量%~10重量%、0.1重量%~7重量%、0.1重量%~5重量%、0.1重量%~3重量%の含量で含まれてもよく、上記のようなシステインまたはその塩の含量は、乳酸菌の種類、大きさ、量、凍結乾燥条件、組成物に含まれる他成分の種類や含量などに応じて通常の技術者が適切に調節してもよい。
本出願の乳酸菌凍結保護用の組成物は、凍結保護剤、多孔性支持体、または窒素源などをさらに含むことができる。
前記凍結保護剤は、前記システインまたはその塩を除いた、本出願が属する技術分野で通常用いられる凍結保護効能を有する物質を意味するものであり、市販のものを購入して用いてもよく、その種類は特に制限されない。具体的には、前記凍結保護剤としては、糖類、アミノ酸、ペプチド、ゼラチン、グリセロール、糖アルコール、乳清、アルギン酸、アスコルビン酸、酵母抽出物、脱脂乳などであってもよい。例えば、前記凍結保護剤として、糖類の一種であるトレハロース(trehalose)が用いられてもよい。前記トレハロースは、植物や微生物などの自然界に広く存在している糖質であり、凍結乾燥により乳酸菌が損傷または死滅するのを防止し、再水和時にその機能を回復することができるように助力する凍結保護剤の役割をするものとして知られた物質である。前記トレハロースは、前記乳酸菌凍結保護用の組成物の全体100重量%に対し、10重量%~40重量%、例えば10重量%~30重量%、具体的には15重量%~25重量%、より具体的には17.5重量%~22.5重量%の含量で含まれてもよいが、前記乳酸菌凍結保護用の組成物に含まれる活性成分の含量、乳酸菌の種類、大きさ、量、凍結乾燥条件、組成物に含まれる他成分の種類や含量などに応じて通常の技術者が適切に調節してもよい。
前記凍結保護剤は、前記システインまたはその塩を除いた、本出願が属する技術分野で通常用いられる凍結保護効能を有する物質を意味するものであり、市販のものを購入して用いてもよく、その種類は特に制限されない。具体的には、前記凍結保護剤としては、糖類、アミノ酸、ペプチド、ゼラチン、グリセロール、糖アルコール、乳清、アルギン酸、アスコルビン酸、酵母抽出物、脱脂乳などであってもよい。例えば、前記凍結保護剤として、糖類の一種であるトレハロース(trehalose)が用いられてもよい。前記トレハロースは、植物や微生物などの自然界に広く存在している糖質であり、凍結乾燥により乳酸菌が損傷または死滅するのを防止し、再水和時にその機能を回復することができるように助力する凍結保護剤の役割をするものとして知られた物質である。前記トレハロースは、前記乳酸菌凍結保護用の組成物の全体100重量%に対し、10重量%~40重量%、例えば10重量%~30重量%、具体的には15重量%~25重量%、より具体的には17.5重量%~22.5重量%の含量で含まれてもよいが、前記乳酸菌凍結保護用の組成物に含まれる活性成分の含量、乳酸菌の種類、大きさ、量、凍結乾燥条件、組成物に含まれる他成分の種類や含量などに応じて通常の技術者が適切に調節してもよい。
前記多孔性支持体は、外部の水分および空気の流入を遮断し、凍結乾燥された乳酸菌に多孔性を与えて再水和作用を容易にする役割をする。前記多孔性支持体は、本出願が属する技術分野で凍結乾燥時に通常用いられる多孔性支持体であり、市販のものを購入して用いてもよく、その種類は特に制限されない。具体的には、前記多孔性支持体は、マルトデキストリン、アルギネート、キトサン、デンプン、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、トリアセチン、アセチルトリエチルシトレート、トリエチルシトレート、グリセリン、またはこれらの組み合わせであってもよく、より具体的には、マルトデキストリン(maltodextrin)であってもよい。前記マルトデキストリンは、多孔性粒子基剤の白色粉末であり、ヨーグルト、ソース、サラダドレッシングなどの一般食品に多く用いられる食品添加物であり、乳酸菌の凍結乾燥時に多孔性支持体として用いられてもよい。前記マルトデキストリンは、乳酸菌凍結保護用の組成物の全体100重量%に対し、0.1重量%~20重量%であってもよく、例えば0.5重量%~15重量%、具体的には1重量%~10重量%、より具体的には2.5重量%~7.5重量%であってもよい。
前記窒素源(N-source)は、乳酸菌の窒素エネルギー源として用いられる物質を意味し、これは、後発酵による菌体の損傷を防止する役割をする。乳酸菌を凍結保護用の組成物と混合する場合、エネルギー源がない条件で生きている乳酸菌は有機酸を生成し、これは、pH低下を引き起こして乳酸菌の死滅を誘導する。よって、窒素エネルギー源は有機酸の生成およびそれによるpH低下を防止するため、乳酸菌の死滅を予防できるようになる。前記窒素源は、本出願が属する技術分野で凍結乾燥時に通常用いられる窒素源であり、市販のものを購入して用いてもよく、その種類は特に制限されない。具体的には、前記窒素源は、脱脂粉乳、乳清タンパク質、酵母抽出物、麦芽抽出物、ビーフ抽出物、カゼイン加水分解物、麦芽抽出物、トリプトン、システイン、ペプトンなどであってもよく、例えば、前記ペプトンは、大豆ペプトン、魚ペプトン、プロテオースペプトン、カゼインペプトン、ペプトンNo.3などであってもよく、代表的には大豆ペプトンであってもよい。前記大豆ペプトンは、乳酸菌凍結保護用の組成物の全体100重量%に対し、0.1重量%~20重量%であってもよく、例えば0.5重量%~15重量%、具体的には1重量%~10重量%、より具体的には2.5重量%~7.5重量%であってもよい。
前記乳酸菌凍結保護用の組成物は、コーティング剤の形態で適用されてもよい。すなわち、前記乳酸菌凍結保護用の組成物は、乳酸菌と混合されて乳酸菌の表面をコーティングさせてもよく、それにより、乳酸菌を外部環境から保護し保管安定性を高めるものであってもよいが、特にこれに限定されるものではない。
前記乳酸菌凍結保護用の組成物から製造された乳酸菌剤は後述する通りである。
本出願は、乳酸菌凍結保護用の培養培地を提供する。
一側面において、本出願の培養培地は、乳酸菌の生育促進用の培養培地であってもよい。
本出願は、乳酸菌凍結保護用の培養培地を提供する。
一側面において、本出願の培養培地は、乳酸菌の生育促進用の培養培地であってもよい。
一側面において、本出願の培養培地は、乳酸菌の熱安定性増加用の培養培地であってもよい。
一側面において、前記乳酸菌凍結保護用の培養培地は、乳酸菌の生育促進および熱安定性増加用の培養培地であってもよい。
一側面において、前記乳酸菌凍結保護用の培養培地は、乳酸菌の生育促進および熱安定性増加用の培養培地であってもよい。
前記培養培地は、乳酸菌を培養するために必要とする栄養物質の混合物を意味し、乳酸菌の生存および発育に不可欠な水をはじめとして栄養物質および発育因子などを供給するものである。
前記本出願の培養培地は、システインまたはその塩を有効成分として含む。
前記システインは、HS-CH2CH(NH2)-COOHの構造を有する含硫α-アミノ酸の一種であって、スルフヒドリル(sulfhydryl)基を有しており、他のシステインとの間でジスルフィド結合を形成するという特徴を有している。前記システインは、L-システイン、D-システイン、またはL,D-システインであってもよく、具体的にはL-システインであってもよい。
前記システインは、HS-CH2CH(NH2)-COOHの構造を有する含硫α-アミノ酸の一種であって、スルフヒドリル(sulfhydryl)基を有しており、他のシステインとの間でジスルフィド結合を形成するという特徴を有している。前記システインは、L-システイン、D-システイン、またはL,D-システインであってもよく、具体的にはL-システインであってもよい。
前記システインの塩は、前記システインの任意の塩であってもよく、例えば、塩酸塩、硫酸塩などであってもよい。
前記システインまたはその塩は、乳酸菌を凍結から保護して凍結による乳酸菌の損傷や死滅を最小化するだけでなく、さらには凍結乾燥後にも乳酸菌がその固有の活性を維持することができるようにする乳酸菌の安定性を向上させる役割をする。それのみならず、前記システインまたはその塩は、乳酸菌の培養時に乳酸菌の生産量を画期的に増大させるだけでなく、それにより培養された乳酸菌が固有の活性を維持することができるようにする乳酸菌の安定性を向上させる役割をする。よって、前記システインまたはその塩は、乳酸菌凍結保護用の培養培地の有効成分としてだけでなく、他の一方では、乾燥された、特に凍結乾燥された乳酸菌の安定性向上用の培養培地、乳酸菌の生育促進用の培養培地、およびこのような培養培地で培養された乳酸菌の安定性向上用の組成物、それだけでなく乳酸菌の熱安定性増加用の培養培地の有効成分として用いられてもよい。
前記システインまたはその塩は、乳酸菌を凍結から保護して凍結による乳酸菌の損傷や死滅を最小化するだけでなく、さらには凍結乾燥後にも乳酸菌がその固有の活性を維持することができるようにする乳酸菌の安定性を向上させる役割をする。それのみならず、前記システインまたはその塩は、乳酸菌の培養時に乳酸菌の生産量を画期的に増大させるだけでなく、それにより培養された乳酸菌が固有の活性を維持することができるようにする乳酸菌の安定性を向上させる役割をする。よって、前記システインまたはその塩は、乳酸菌凍結保護用の培養培地の有効成分としてだけでなく、他の一方では、乾燥された、特に凍結乾燥された乳酸菌の安定性向上用の培養培地、乳酸菌の生育促進用の培養培地、およびこのような培養培地で培養された乳酸菌の安定性向上用の組成物、それだけでなく乳酸菌の熱安定性増加用の培養培地の有効成分として用いられてもよい。
前記システインまたはその塩は、前記培養培地の全体100重量%に対し、0.05重量%~10重量%の含量、具体的には、0.05重量%~7重量%、0.05重量%~5重量%、0.05重量%~3重量%、または、具体的には、0.1重量%~10重量%、0.1重量%~7重量%、0.1重量%~5重量%、0.1重量%~3重量%の含量で含まれてもよく、上記のようなシステインまたはその塩の含量は、乳酸菌の種類、大きさ、量、凍結乾燥条件、培養培地に含まれる他成分の種類や含量などに応じて通常の技術者が適切に調節してもよい。
本出願の培養培地は、前記有効成分の他に、通常培養培地に含まれる栄養成分、例えば、炭素源、窒素源、リン源、無機化合物、アミノ酸、および/またはビタミンなどをさらに含むことができる。
前記炭素源としては、グルコース、フルクトース、スクロース、マルトース、マンニトール、ソルビトールなどのような炭水化物;ピルビン酸、乳酸、クエン酸などのような有機酸;グルタミン酸、メチオニン、リジンなどのようなアミノ酸などが含まれてもよい。また、デンプン加水分解物、糖蜜、ブラックストラップ糖蜜、米ぬか、キャッサバ、サトウキビバガス、およびトウモロコシ浸漬液のような天然の有機栄養源を用いてもよく、具体的には、グルコースおよび殺菌された前処理糖蜜(すなわち、還元糖に転換された糖蜜)などのような炭水化物が用いられてもよく、その他の適正量の炭素源を制限されずに多様に用いてもよい。これらの炭素源は、単独で用いるかまたは2種以上を組み合わせて用いてもよいが、これらに制限されない。
前記窒素源としては、アンモニア、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、酢酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、硝酸アンモニウムなどのような無機窒素源;グルタミン酸、メチオニン、グルタミンなどのようなアミノ酸、ペプトン、NZ-アミン、肉類抽出物、酵母抽出物、麦芽抽出物、トウモロコシ浸漬液、カゼイン加水分解物、魚類またはその分解生成物、脱脂大豆ケーキまたはその分解生成物などのような有機窒素源が用いられてもよい。これらの窒素源は、単独で用いるかまたは2種以上を組み合わせて用いてもよいが、これらに制限されない。
前記リン源としては、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、またはそれに対応するナトリウム-含有塩などが含まれてもよい。無機化合物としては、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化鉄、硫酸マグネシウム、硫酸鉄、硫酸マンガン、炭酸カルシウムなどが用いられてもよく、その他にアミノ酸、ビタミン、および/または適切な前駆体などが含まれてもよい。これらの構成成分または前駆体は、培地に回分式または連続式で添加されてもよいが、これらに制限されない。
また、前記培養培地には水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、アンモニア、リン酸、硫酸などのような化合物が添加されて培養培地のpHを調整してもよく、脂肪酸ポリグリコールエステルのような消泡剤を用いて培養中の気泡生成を抑制してもよい。また、培養中の好気状態を維持するために培養培地内へ酸素または酸素含有気体を注入したり、嫌気および未好気状態を維持するために気体の注入無しにあるいは窒素、水素、または二酸化炭素ガスを注入したりしてもよく、これらに制限されない。
本出願の乳酸菌の生育促進用の培養培地は、乳酸菌生育促進補助剤をさらに含むことができる。前記乳酸菌生育促進補助剤は、前記システインまたはその塩を除いた、乳酸菌の生育を促進するまた他の有効成分として含まれる成分であり、前記システインまたはその塩と共に含むことにより、乳酸菌の生育促進効果および/または乳酸菌の安定性の改善効果にさらに優れるという長所がある。前記乳酸菌生育促進補助剤は、具体的には、コエンザイムQ10、ビタミンC、ビタミンE、およびビタミンB2からなる群から選択される少なくとも何れか1つを含み、前記乳酸菌生育促進補助剤は、これらに制限されるものではないが、例えば、前記培養培地の全体100重量%に対し、0.01重量%~30重量%の含量で含まれてもよく、例えば、0.1~25重量%、0.1~20重量%、0.1~15重量%、1~10重量%の含量で含まれてもよい。より具体的には、前記システインまたはその塩;および前記乳酸菌生育促進補助剤;の混合重量比は1:3~3:1であってもよく、例えば、1:2~2:1、1:1.5~1.5:1、または1:1であってもよい。
前記培養培地は、固相または液相であってもよい。
前記培養培地から製造された乳酸菌剤は後述する通りである。
本出願は、乳酸菌剤、具体的には、熱安定性を有する乳酸菌剤の製造方法を提供する。
前記培養培地から製造された乳酸菌剤は後述する通りである。
本出願は、乳酸菌剤、具体的には、熱安定性を有する乳酸菌剤の製造方法を提供する。
本出願の乳酸菌剤の製造方法は、乳酸菌をシステインまたはその塩を含む組成物と混合して混合物を準備し、前記混合物を凍結乾燥して粉末化することを含む。
一側面において、前記システインまたはその塩を含む組成物は、本出願に係る乳酸菌凍結保護用の組成物を用いることができる。
他の側面において、前記システインまたはその塩を含む組成物は、本出願に係る培養培地、例えば、乳酸菌凍結保護用の培養培地を用いることができる。
他の側面において、前記システインまたはその塩を含む組成物は、本出願に係る培養培地、例えば、乳酸菌凍結保護用の培養培地を用いることができる。
以下、本出願の乳酸菌剤の製造方法について説明する。
先ず、乳酸菌をシステインまたはその塩を含む組成物、例えば、前記乳酸菌凍結保護用の組成物と混合する。
先ず、乳酸菌をシステインまたはその塩を含む組成物、例えば、前記乳酸菌凍結保護用の組成物と混合する。
前記乳酸菌と前記乳酸菌凍結保護用の組成物は、重量基準に1:0.1~1:5、具体的には1:0.5~1:4、より具体的には1:1~1:3の割合で混合されてもよい。前記混合割合において乳酸菌を凍結から効果的に保護し粉末化を効率的にすることができる。
前記乳酸菌と前記乳酸菌凍結保護用の組成物との混合時期は、具体的には、乳酸菌の培養ステップにおいてシステインまたはその塩を投与する時期は、乳酸菌剤の製造方法の全体工程のうち乳酸菌の培養ステップのどこでも制限されずに投与してもよく、例えば、乳酸菌の培養前、乳酸菌の生長誘導期(lag phase)、対数増殖期(exponential phase)、および停止期(stationary phase)のうち少なくとも何れか1つのステップに投与してもよい。
例えば、上記のように乳酸菌凍結保護用の組成物と混合される前に、前記乳酸菌は、通常の手段と方法により十分に培養され、通常の方法により回収されたものであってもよい。
前記培養は、前記乳酸菌を適宜に調節された環境条件で生育させることを意味する。前記培養過程は、本出願が属する技術分野で周知の適宜な培地と培養条件に応じて行われてもよい。このような培養過程は、選択される菌株に応じて通常の技術者が適切に調節してもよい。例えば、前記乳酸菌は、回分式、連続式、流加式などの形態で培養されてもよい。前記乳酸菌の培養温度は20℃~50℃、具体的には30℃~40℃の温度であってもよい。前記乳酸菌の培養時間は1時間~100時間、具体的には5時間~50時間培養されてもよい。
前記乳酸菌の菌体を回収するステップは、上記のような乳酸菌の培養形態に応じて、本出願が属する技術分野で公知の適切な方法を用いて培地から目的とする菌体を回収することができる。例えば、遠心分離、濾過、結晶化、タンパク質沈殿剤による処理(塩析法)、抽出、超音波破砕、限外濾過、透析法、分子ふるいクロマトグラフィ(ゲル濾過)、吸着クロマトグラフィ、イオン交換クロマトグラフィ、親和性クロマトグラフィなどの各種クロマトグラフィ、HPLC、およびこれらの方法を組み合わせて用いてもよい。前記回収ステップは、追加の精製工程を含むことができ、本出願が属する技術分野で周知の適切な方法を用いて、回収された乳酸菌の菌体をさらに精製することができる。
次に、乳酸菌と乳酸菌凍結保護用の組成物との混合物を凍結乾燥して粉末化する。
前記乳酸菌と乳酸菌凍結保護用の組成物との混合物を粉末化する過程は、従来食品分野で一般的に用いられる凍結乾燥を通じて行われてもよい。前記凍結乾燥は-70℃~30℃、具体的には-70℃~-40℃の温度で行われてもよい。前記凍結乾燥は、3時間~48時間、具体的には6時間~36時間、より具体的には12時間~24時間冷却される条件で凍結させた後、凍結乾燥機において解凍して水分を除去する過程により行われてもよい。
前記乳酸菌と乳酸菌凍結保護用の組成物との混合物を粉末化する過程は、従来食品分野で一般的に用いられる凍結乾燥を通じて行われてもよい。前記凍結乾燥は-70℃~30℃、具体的には-70℃~-40℃の温度で行われてもよい。前記凍結乾燥は、3時間~48時間、具体的には6時間~36時間、より具体的には12時間~24時間冷却される条件で凍結させた後、凍結乾燥機において解凍して水分を除去する過程により行われてもよい。
上記のように乳酸菌を本出願の乳酸菌凍結保護用の組成物と混合した後に凍結乾燥して粉末化することにより、安定性が向上して、乳酸菌の活性が最大限維持される乳酸菌剤を製造することができる。
一側面において、前記乳酸菌剤の製造方法は、乳酸菌を、前記乳酸菌凍結保護用の組成物と混合して混合物を準備し、前記混合物を凍結乾燥する前に混合物を用いて乳酸菌の菌体を培養することをさらに含むことができる。
前記本出願の乳酸菌剤の製造方法は、乳酸菌を前記乳酸菌凍結保護用の組成物と混合し、その混合物を用いて乳酸菌の菌体を培養し、前記培養された乳酸菌の菌体を回収し、前記回収された乳酸菌の菌体を粉末化することを含むことができる。
前記培養は、前記乳酸菌を適宜に調節された環境条件で生育させることを意味する。前記培養過程は、本出願が属する技術分野で周知の適宜な培養条件下で行われてもよい。このような培養過程は、選択される菌株に応じて通常の技術者が適切に調節してもよい。例えば、前記乳酸菌は、回分式、連続式、流加式などの形態で20℃~50℃、具体的には30℃~40℃の温度で行われてもよい。培養は1時間~100時間、具体的には5時間~50時間培養されてもよい。
次に、上記のように培養された乳酸菌の菌体を回収する。
前記乳酸菌の菌体を回収するステップは、上記のような乳酸菌の培養形態に応じて、本出願が属する技術分野で公知の適切な方法を用いて培地から目的とする菌体を回収することができる。例えば、遠心分離、濾過、結晶化、タンパク質沈殿剤による処理(塩析法)、抽出、超音波破砕、限外濾過、透析法、分子ふるいクロマトグラフィ(ゲル濾過)、吸着クロマトグラフィ、イオン交換クロマトグラフィ、親和性クロマトグラフィなどの各種クロマトグラフィ、HPLC、およびこれらの方法を組み合わせて用いてもよい。前記回収ステップは、追加の精製工程を含むことができ、本出願が属する技術分野で周知の適切な方法を用いて、回収された乳酸菌の菌体をさらに精製することができる。
前記乳酸菌の菌体を回収するステップは、上記のような乳酸菌の培養形態に応じて、本出願が属する技術分野で公知の適切な方法を用いて培地から目的とする菌体を回収することができる。例えば、遠心分離、濾過、結晶化、タンパク質沈殿剤による処理(塩析法)、抽出、超音波破砕、限外濾過、透析法、分子ふるいクロマトグラフィ(ゲル濾過)、吸着クロマトグラフィ、イオン交換クロマトグラフィ、親和性クロマトグラフィなどの各種クロマトグラフィ、HPLC、およびこれらの方法を組み合わせて用いてもよい。前記回収ステップは、追加の精製工程を含むことができ、本出願が属する技術分野で周知の適切な方法を用いて、回収された乳酸菌の菌体をさらに精製することができる。
上記のように回収された乳酸菌の菌体は、システインまたはその塩無しに、凍結保護剤、多孔性支持体、または窒素源などを含む組成物と混合されてもよい。前記凍結保護剤、多孔性支持体、および窒素源に関する説明は、前記乳酸菌凍結保護用の組成物に関して説明したものと同様である。
最後に、上記のように回収された乳酸菌の菌体を粉末化する。
前記回収された乳酸菌の菌体を粉末化する過程は、従来食品分野で一般的に用いられる粉末化方法を通じて行われてもよく、例えば、前記回収された乳酸菌の菌体を凍結乾燥して行われてもよい。前記凍結乾燥は、-70℃~30℃、具体的には-70℃~-40℃の温度で3時間~48時間、具体的には6時間~36時間、より具体的には12時間~24時間冷却される条件で凍結させた後、凍結乾燥機において解凍して水分を除去する過程により行われてもよい。
前記回収された乳酸菌の菌体を粉末化する過程は、従来食品分野で一般的に用いられる粉末化方法を通じて行われてもよく、例えば、前記回収された乳酸菌の菌体を凍結乾燥して行われてもよい。前記凍結乾燥は、-70℃~30℃、具体的には-70℃~-40℃の温度で3時間~48時間、具体的には6時間~36時間、より具体的には12時間~24時間冷却される条件で凍結させた後、凍結乾燥機において解凍して水分を除去する過程により行われてもよい。
上記のように乳酸菌を乳酸菌凍結保護用の組成物との混合物において培養し、それより回収した乳酸菌の菌体を粉末化することにより、安定性が向上して、乳酸菌の活性が最大限維持される乳酸菌剤を製造することができる。
前記乳酸菌剤の製造方法において、システインまたはその塩を含む組成物としてシステインまたはその塩を含む培養培地、例えば、前記乳酸菌凍結保護用の培養培地を用いる場合、上述した製造方法において「乳酸菌凍結保護用の組成物」を用いた製造方法で上述した通りである。
本出願の乳酸菌剤の製造方法により製造される乳酸菌剤の安定性については後述することにする。
本出願の他の側面は、乳酸菌の生育を促進する方法、乳酸菌のエネルギー代謝を調節する方法、および乳酸菌の熱安定性を増加する方法を提供する。
本出願の他の側面は、乳酸菌の生育を促進する方法、乳酸菌のエネルギー代謝を調節する方法、および乳酸菌の熱安定性を増加する方法を提供する。
前記本出願の乳酸菌の生育を促進する方法、乳酸菌のエネルギー代謝を調節する方法、および乳酸菌の熱安定性を増加する方法は、乳酸菌を、上述した培養培地、例えば、本出願の乳酸菌生育促進用の培養培地で培養すること、および/または上述した乳酸菌凍結保護用の組成物と混合し、その混合物で培養することを含むことができる。具体的な方法は、上述した乳酸菌剤の製造方法と同様に行うことができる。
この際、システインまたはその塩を含む培養培地、例えば、乳酸菌の生育促進用の培養培地で、および/または乳酸菌凍結保護用の組成物を用いて培養される前記乳酸菌は、そのエネルギー生産メカニズムが、これに限定されるものではないが、「呼吸」によりエネルギーを生産して生育することができる。
一般に通性嫌気性乳酸菌を培養するために、培養条件を、酸素露出を最小化するための条件、例えば、通性嫌気性条件に変更すること、例えば、発酵槽の酸素/窒素置換などを行ったが、前記本出願のシステインまたはその塩を含む培地を用いると、別途の培養条件の変更無しに前記培養培地を通じて乳酸菌が活性酸素を除去できる環境を与えることにより、優れた乳酸菌の生育促進をなすことができる。
それのみならず、培養槽に適切に空気、例えば、滅菌空気を流入して乳酸菌の生育促進を調節することができる。
本出願により生育が促進された乳酸菌は、安定性が向上して、乳酸菌数が高いレベルで長期間維持されるという効果がある。
本出願により生育が促進された乳酸菌は、安定性が向上して、乳酸菌数が高いレベルで長期間維持されるという効果がある。
本出願の乳酸菌剤の製造方法により製造される乳酸菌剤の安定性については後述することにする。
本出願は、乳酸菌剤、具体的には熱安定性を有する乳酸菌剤を提供する。
本出願の前記乳酸菌剤は、乳酸菌と、システインまたはその塩と、を含む。
本出願は、乳酸菌剤、具体的には熱安定性を有する乳酸菌剤を提供する。
本出願の前記乳酸菌剤は、乳酸菌と、システインまたはその塩と、を含む。
前記システインは、HS-CH2CH(NH2)-COOHの構造を有する含硫α-アミノ酸の一種であって、スルフヒドリル(sulfhydryl)基を有しており、他のシステインとの間でジスルフィド結合を形成するという特徴を有している。前記システインは、L-システイン、D-システイン、またはL,D-システインであってもよく、具体的にはL-システインであってもよい。
前記システインの塩は、前記システインの任意の塩であってもよく、具体的には、塩酸塩、硫酸塩などであってもよい。
前記システインの塩は、前記システインの任意の塩であってもよく、具体的には、塩酸塩、硫酸塩などであってもよい。
前記乳酸菌剤は、グラニュール、粉末、散剤、顆粒剤、浸剤、乳剤、流動剤、錠剤、丸剤、カプセル剤、顆粒剤、軟膏、座剤、注射液、吸入剤、エアロゾル、懸濁剤、シロップ剤、エマルション、軟質カプセル、硬質カプセル、エリキシル剤(elixirs)、トローチ剤(troches)、ロジェンジ(lozenge)などの形態であってもよく、具体的には、凍結乾燥された粉末の形態であってもよい。
前記システインまたはその塩により、乳酸菌が凍結から保護されて乳酸菌の損傷や死滅が最小化されるだけでなく、さらには粉末の形態に製造された後にも乳酸菌がその固有の活性をそのまま維持することができる。
例えば、本出願の前記乳酸菌剤は、40℃で4週間保管した後、保管初期に対比して45%以上、具体的には、50%以上、50.5%以上、51%以上、55%以上、60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、または77%以上の乳酸菌生存率を示すことができる。一側面において、40℃で3週間保管した後、保管初期に対比して45%以上、具体的には、50%以上、51%以上、52%以上、55%以上、60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、または81%以上の乳酸菌生存率を示すことができる。一側面において、40℃で2週間保管した後、保管初期に対比して55%以上、具体的には、60%以上、62%以上、64%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、または91%以上の乳酸菌生存率を示すことができる。
前記保管初期は、保管の0日目または保管直前であってもよい。
前記保管初期は、保管の0日目または保管直前であってもよい。
また、前記システインまたはその塩により、乳酸菌の培養時、乳酸菌の生育が促進されることができる。
例えば、前記乳酸菌をシステインまたはその塩の存在下で37℃で培養し、培養液を20倍希釈した際、分光光度計を用いて測定したO.D(Optical density)値は7時間後に0.5以上、具体的には、0.7以上、0.9以上、1.0以上、または1.2以上を示すことができる。一側面において、8時間後に0.6以上、0.8以上、1.0以上、1.2以上、または1.3以上を示すことができる。一側面において、9時間後に0.7以上、0.8以上、0.9以上、1.0以上、1.2以上、1.3以上、または1.4以上を示すことができる。一側面において、10時間後に0.8以上、1.0以上、1.2以上、1.4以上、または1.5以上を示すことができる。一側面において、11時間後に1.0以上、1.1以上、1.2以上、1.3以上、1.4以上、または1.5以上を示すことができる。
例えば、前記乳酸菌をシステインまたはその塩の存在下で37℃で培養し、培養液を20倍希釈した際、分光光度計を用いて測定したO.D(Optical density)値は7時間後に0.5以上、具体的には、0.7以上、0.9以上、1.0以上、または1.2以上を示すことができる。一側面において、8時間後に0.6以上、0.8以上、1.0以上、1.2以上、または1.3以上を示すことができる。一側面において、9時間後に0.7以上、0.8以上、0.9以上、1.0以上、1.2以上、1.3以上、または1.4以上を示すことができる。一側面において、10時間後に0.8以上、1.0以上、1.2以上、1.4以上、または1.5以上を示すことができる。一側面において、11時間後に1.0以上、1.1以上、1.2以上、1.3以上、1.4以上、または1.5以上を示すことができる。
例えば、前記乳酸菌をシステインまたはその塩の存在下で37℃で培養した際、生菌数(CFU/ml)は、これらに制限されるものではないが、7時間後に1.5×109以上、2.0×109以上、2.5×109以上、3.0×109以上、3.5×109以上、4.0×109以上、5.0×109以上、または5.5×109以上であってもよい。一側面において、8時間後に2.5×109以上、3.0×109以上、3.5×109以上、4.0×109以上、5.0×109以上、5.5×109以上、6.0×109以上、6.5×109以上、7.0×109以上、7.5×109以上、8.0×109以上、8.5×109以上、または9.0×109以上であってもよい。一側面において、9時間後に3.0×109以上、5.0×109以上、7.0×109以上、9.0×109以上、または9.5×109であってもよい。一側面において、10時間後に4.0×109以上、5.0×109以上、7.0×109以上、9.0×109以上、9.5×109以上、1.0×1010以上、または1.2×1010以上であってもよい。一側面において、11時間後に5.0×109以上、7.0×109以上、9.0×109以上、9.5×109以上、1.0×1010以上、または1.2×1010以上であってもよい。
以下、本出願を実施例によって詳細に説明する。
但し、下記の実施例は本出願を具体的に例示するためのものであって、本出願の内容が下記の実施例によって限定されるものではない。
但し、下記の実施例は本出願を具体的に例示するためのものであって、本出願の内容が下記の実施例によって限定されるものではない。
[実施例1]
ラクトバチルスプランタルム CJLP133菌株を、MRS液体培地(Difco、USA)を用いて、37℃で18~24時間培養した後、遠心分離機を用いて、上澄みは捨て、乳酸菌のみを回収した。
ラクトバチルスプランタルム CJLP133菌株を、MRS液体培地(Difco、USA)を用いて、37℃で18~24時間培養した後、遠心分離機を用いて、上澄みは捨て、乳酸菌のみを回収した。
上記のように回収された乳酸菌の菌体を、下記表1のような含量でシステイン塩酸塩、トレハロース、マルトデキストリン、大豆ペプトン、および水が混合、および滅菌して製造された乳酸菌凍結保護用の組成物と1:2の重量割合で混合した。
前記混合物を懸濁した後、凍結乾燥トレイに移し入れ、急速凍結条件(-40℃以下)で12~24時間前後に維持した後、凍結乾燥機において解凍しながら水分を除去して、前記表1の組成物でコーティングされた乳酸菌粉末を得た。
[実施例2]
ラクトバチルスプランタルム CJLP133菌株(韓国登録特許公報第1,486,999号に開示)を、0.1重量%のシステイン塩酸塩が含まれたMRS液体培地(Difco、USA)を用いて、37℃で18~24時間培養した後、遠心分離機を用いて、上澄みは捨て、乳酸菌のみを回収した。
ラクトバチルスプランタルム CJLP133菌株(韓国登録特許公報第1,486,999号に開示)を、0.1重量%のシステイン塩酸塩が含まれたMRS液体培地(Difco、USA)を用いて、37℃で18~24時間培養した後、遠心分離機を用いて、上澄みは捨て、乳酸菌のみを回収した。
上記のように回収された乳酸菌の菌体を、下記表2のような含量でトレハロース、マルトデキストリン、大豆ペプトン、および水が混合、および滅菌して製造された乳酸菌凍結保護用の組成物と1:2の重量割合で混合した。
前記混合物を懸濁した後、凍結乾燥トレイに移し入れ、急速凍結条件(-40℃以下)で12~24時間前後に維持した後、凍結乾燥機において解凍しながら水分を除去して、前記表2の組成物でコーティングされた乳酸菌粉末を得た。
[実施例3]
ラクトバチルスプランタルム CJLP133菌株を、0.1%のシステイン塩酸塩が含まれたMRS液体培地(Difco、USA)で、37℃で11時間培養した。システイン塩酸塩が含まれたMRS培地の成分は表3の通りであり、培養途中に低下するpHはアンモニア水自動給与システムを通じてpH5.95に中和されるように設定した。
ラクトバチルスプランタルム CJLP133菌株を、0.1%のシステイン塩酸塩が含まれたMRS液体培地(Difco、USA)で、37℃で11時間培養した。システイン塩酸塩が含まれたMRS培地の成分は表3の通りであり、培養途中に低下するpHはアンモニア水自動給与システムを通じてpH5.95に中和されるように設定した。
[比較例1]
ラクトバチルスプランタルム CJLP133菌株を、MRS液体培地(Difco、USA)を用いて、37℃で18~24時間培養した後、遠心分離機を用いて、上澄みは捨て、乳酸菌のみを回収した。
ラクトバチルスプランタルム CJLP133菌株を、MRS液体培地(Difco、USA)を用いて、37℃で18~24時間培養した後、遠心分離機を用いて、上澄みは捨て、乳酸菌のみを回収した。
上記のように回収された乳酸菌の菌体を、前記表2のような含量でトレハロース、マルトデキストリン、大豆ペプトン、および水が混合、および滅菌して製造された乳酸菌凍結保護用の組成物と1:2の重量割合で混合した。
前記混合物を懸濁した後、凍結乾燥トレイに移し入れ、急速凍結条件(-40℃以下)で12~24時間前後に維持した後、凍結乾燥機において解凍しながら水分を除去して、前記表2の組成物でコーティングされた乳酸菌粉末を得た。
[比較例2]
ラクトバチルスプランタルム CJLP133菌株を、0.1%のシステイン塩酸塩が含まれていないMRS液体培地(Difco、USA)で、37℃で11時間培養した。MRS培地成分は表4の通りであり、培養途中に低下するpHはアンモニア水自動給与システムを通じてpH5.95に中和されるように設定した。
ラクトバチルスプランタルム CJLP133菌株を、0.1%のシステイン塩酸塩が含まれていないMRS液体培地(Difco、USA)で、37℃で11時間培養した。MRS培地成分は表4の通りであり、培養途中に低下するpHはアンモニア水自動給与システムを通じてpH5.95に中和されるように設定した。
[実験例1]
システイン塩酸塩の有無に応じた乳酸菌粉末の高温安定性の評価
システイン塩酸塩を適用した乳酸菌粉末の高温安定性を評価するために、前記実施例1-1、実施例2、および比較例1の苛酷条件での生存率を分析した。凍結乾燥化した乳酸菌粉末は、貯蔵温度および貯蔵期間に応じて次第に活性が減少する。一般に活性に影響を与える要因としては、温度、酸素、水分などが挙げられる。凍結乾燥化した乳酸菌粉末は、吸湿性が非常に強くて、貯蔵初期に多くの含量減少が発生する。流通貯蔵性を向上するために包装材に脱酸素剤を適用するか、または除湿のための種々の方法があるが、究極的には、乳酸菌粉末そのものの安定性の程度に応じて貯蔵期間に多くの差を示す。よって、原料特性に起因した吸湿性を緩和するために各試料をアルミニウムパウチに個別包装して保管し、40℃で4週間保管して苛酷条件での生存率を分析した。
システイン塩酸塩の有無に応じた乳酸菌粉末の高温安定性の評価
システイン塩酸塩を適用した乳酸菌粉末の高温安定性を評価するために、前記実施例1-1、実施例2、および比較例1の苛酷条件での生存率を分析した。凍結乾燥化した乳酸菌粉末は、貯蔵温度および貯蔵期間に応じて次第に活性が減少する。一般に活性に影響を与える要因としては、温度、酸素、水分などが挙げられる。凍結乾燥化した乳酸菌粉末は、吸湿性が非常に強くて、貯蔵初期に多くの含量減少が発生する。流通貯蔵性を向上するために包装材に脱酸素剤を適用するか、または除湿のための種々の方法があるが、究極的には、乳酸菌粉末そのものの安定性の程度に応じて貯蔵期間に多くの差を示す。よって、原料特性に起因した吸湿性を緩和するために各試料をアルミニウムパウチに個別包装して保管し、40℃で4週間保管して苛酷条件での生存率を分析した。
具体的には、前記実施例1-1、実施例2、および比較例1で製造された乳酸菌粉末の試料をアルミニウムパウチ包装に一定量を入れて個別包装して密封し、それぞれの試料を40℃のインキュベータにおいて4週間保管した。所定時間の経過後、実験群試料を食塩緩衝液(saline buffer)に1:100の倍率で希釈して滅菌バッグに入れた後に均質化した。食塩緩衝液により連続した希釈を行ったサンプルをMRS寒天プレート(Agar Plate)に塗抹した。プレートを回収し、37℃の好気条件下で24時間静置培養した後に計数し、その結果を下記表5に示した。下記表5に記載した数字は、初期乳酸菌に対比した生存率(%)を示す。
苛酷条件を適用して時間の経過に応じた乳酸菌の活性を測定した結果、システイン塩酸塩が含まれた凍結保護用の組成物を用いた実施例1-1やシステイン塩酸塩が含まれた培養培地を用いた実施例2の場合、システイン塩酸塩が含まれていない比較例1に比べて、遥かに高い乳酸菌生存率を示すことが確認された。
[実験例2]
システイン塩酸塩の含量に応じた乳酸菌粉末の高温安定性の評価
システイン塩酸塩を適用した乳酸菌粉末のシステイン塩酸塩の含量に応じた高温安定性を評価するために、前記実施例1-1~実施例1-4で製造された乳酸菌粉末の苛酷条件での生存率を分析した。前記実験例1と同様の方法により苛酷条件を適用して時間の経過に応じた乳酸菌の活性を測定し、その結果を下記表6に示した。下記表6に記載した数字も初期乳酸菌に対比した生存率(%)を示す。
システイン塩酸塩の含量に応じた乳酸菌粉末の高温安定性の評価
システイン塩酸塩を適用した乳酸菌粉末のシステイン塩酸塩の含量に応じた高温安定性を評価するために、前記実施例1-1~実施例1-4で製造された乳酸菌粉末の苛酷条件での生存率を分析した。前記実験例1と同様の方法により苛酷条件を適用して時間の経過に応じた乳酸菌の活性を測定し、その結果を下記表6に示した。下記表6に記載した数字も初期乳酸菌に対比した生存率(%)を示す。
[実験例3]
乳酸菌の培養培地内のシステイン塩酸塩の有無に応じた高濃度培養の評価(O.D.value)
乳酸菌の培養評価は、韓国食品添加物公典のO.D.value(Optical density)測定法に従い、分光光度計(Spectrophotometer、NanoPhotometer、IMPLEN)を用いて、600nmで乳酸菌培養液を20倍に希釈して測定した。
乳酸菌の培養培地内のシステイン塩酸塩の有無に応じた高濃度培養の評価(O.D.value)
乳酸菌の培養評価は、韓国食品添加物公典のO.D.value(Optical density)測定法に従い、分光光度計(Spectrophotometer、NanoPhotometer、IMPLEN)を用いて、600nmで乳酸菌培養液を20倍に希釈して測定した。
上記の表7から確認できるように、システイン塩酸塩が含まれた培養培地で培養される実施例3においては、システイン塩酸塩が含まれていない培養培地で培養される比較例2に比べて、乳酸菌の培養速度が顕著に高いことを確認した。このような結果から、システイン塩酸塩による乳酸菌の生育促進能に優れることを確認した。
[実験例4]
乳酸菌の培養培地内のシステイン塩酸塩の有無に応じた高濃度培養の評価(生菌数の測定)
MRS寒天平板培地に30~300個のコロニーが形成されるように乳酸菌培養液を滅菌生理食塩水で希釈し塗抹した後、37℃で24時間培養した。培養後に現れたコロニー数をカウントして、mL当たり生菌数に計算した。
乳酸菌の培養培地内のシステイン塩酸塩の有無に応じた高濃度培養の評価(生菌数の測定)
MRS寒天平板培地に30~300個のコロニーが形成されるように乳酸菌培養液を滅菌生理食塩水で希釈し塗抹した後、37℃で24時間培養した。培養後に現れたコロニー数をカウントして、mL当たり生菌数に計算した。
システイン塩酸塩を含む培養培地で培養される実施例1においては、システイン塩酸塩を含まない培養培地で培養される比較例1に比べて、乳酸菌の生菌数が顕著に高いことを確認した。このような結果から、システイン塩酸塩による乳酸菌の生育促進能に優れることを確認した。
上記では本出願の好ましい実施例を例示的に説明したが、本出願の範囲は上記のような特定の実施例のみに限定されるものではなく、当該分野における通常の知識を有した者であれば、本出願の請求範囲に記載された範疇内で適切に変更することができるであろう。
Claims (17)
- システインまたはその塩を有効成分として含む、乳酸菌凍結保護用の組成物。
- 前記システイン塩の塩は塩酸塩である、請求項1に記載の乳酸菌凍結保護用の組成物。
- 前記システインまたはその塩は0.01重量%~10重量%の含量で含まれる、請求項1に記載の乳酸菌凍結保護用の組成物。
- トレハロース、マルトデキストリン、および大豆ペプトンからなる群から選択される少なくとも1つをさらに含む、請求項1に記載の乳酸菌凍結保護用の組成物。
- 乳酸菌の熱安定性を有する、請求項1から4の何れか一項に記載の乳酸菌凍結保護用の組成物。
- システインまたはその塩を有効成分として含む、乳酸菌凍結保護用の培養培地。
- 前記システインまたはその塩は0.01重量%~10重量%の含量で含まれる、請求項6に記載の乳酸菌凍結保護用の培養培地。
- コエンザイムQ10、ビタミンC、ビタミンE、およびビタミンB2からなる群から選択される少なくとも何れか1つをさらに含む、請求項6に記載の乳酸菌凍結保護用の培養培地。
- 乳酸菌の生育促進および熱安定性の増加のうち少なくとも1つの効能をさらに有する、請求項6に記載の乳酸菌凍結保護用の培養培地。
- 乳酸菌を、
システインまたはその塩を含む組成物と混合して混合物を準備し、前記混合物を凍結乾燥して粉末化することを含む、乳酸菌剤の製造方法。 - 前記混合物を凍結乾燥する前に混合物を用いて乳酸菌の菌体を培養することをさらに含む、請求項10に記載の乳酸菌剤の製造方法。
- 乳酸菌と、システインまたはその塩と、を含む熱安定性を有する乳酸菌剤。
- 前記乳酸菌剤は、グラニュール、粉末、散剤、顆粒剤、浸剤、乳剤、流動剤、錠剤、丸剤、カプセル剤、顆粒剤、軟膏、座剤、注射液、吸入剤、エアロゾル、懸濁剤、シロップ剤、エマルション、軟質カプセル、硬質カプセル、エリキシル剤(elixirs)、トローチ剤(troches)、またはロジェンジ(lozenge)の形態である、請求項12に記載の乳酸菌剤。
- 前記乳酸菌剤は、凍結乾燥された粉末の形態である、請求項12に記載の乳酸菌剤。
- 前記乳酸菌剤は、40℃で4週間保管した後の乳酸菌生存率が45%以上である、請求項12から14の何れか一項に記載の乳酸菌剤。
- 乳酸菌を、請求項6から9の何れか一項に記載の培養培地で培養することを含む、乳酸菌の生育を促進する方法。
- 乳酸菌を、請求項6から9の何れか一項に記載の培養培地で培養することを含む、乳酸菌の熱安定性を増加する方法。
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