KR0155223B1 - 옥침수및당밀을기초로하는유산균체생산용배양배지 - Google Patents
옥침수및당밀을기초로하는유산균체생산용배양배지Info
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Abstract
본 발명은 옥침수(Corn steep liquor) 및 당밀 (Molasses)을 기초로 하는 유산균체 생산용 배양배지에 관한 것으로서, 본 발명은 값싼 소재를 원료로 하여 기존의 유산균 배양배지와 비교하여 보다 간단한 조성과 높은 수율을 갖는 경제성 있는 산업용 규모의 배양배지를 제공하고자 한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 증류수 1000㎖에 pH가 보정된 옥침수 10~100g, 당밀 20~100g, 효모추출물 2~10g, 황산망간 0.02~0.1g, 구연산나트륨 10~50μM 및 수소인산칼륨 1~5g으로 조성되고, pH는 7.0~7.5로 조절된 옥침수 및 당밀을 기초로 하는 유산균체 생산용 배양배지를 제공한다.
본 발명에 따른 배양배지는 유산균을 배양하여 그 자체를 식품으로 이용하는 발효유제품, 동결 요구르트 이외에도 유산균 이용 제품인 정장제, 사료첨가제, 항생물질 등과 다량의 균체를 필요로 하는 분야에 폭넓게 이용될 수 있다.
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 락토바실러스, 엔테로코커스, 비피도박테리아 등의 유산균의 배양배지에 관한 것이다.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 값싼 소재를 원료로 하여 기존의 유산균 배양배지와 비교하여 보다 간단한 조성과 경제성 및 수율을 향상시킬 수 있는 배양배지의 개발에 중점을 둔 것이다.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은 옥침수(Corn steep liquor) 및 당밀(Molasses)을 기초로 하는 유산균체 생산용 배양배지를 제공한다.
본 발명에 따른 배양배지는 옥침수 10~100중량부, 당밀 20~100중량부, 효모추출물 2~10중량부, 황산망간 0.02~0.1중량부, 구연산 나트륨 10~50중량부 및 수소인산칼륨 1~5중량부로 조성되며, 상기 배양배지는 pH가 7.0~7.5로 조절된다.
4. 발명의 중요한 용도
유산균을 배양함으로서 그 자체를 식품으로 이용하는 발효 유제품, 동결 요구르트, 유산균 이용 제품인 정장제, 사료 첨가제, 항생물질등과 같이 다량의 균체를 얻어야만 하는데 폭넓게 이용될 수 있다.
Description
본 발명은 옥침수(Corn steep liquor) 및 당밀(Molasses)을 기초로 하는 유산균체 생산용 배양배지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증류수 1000㎖에 pH가 보정된 옥침수 10~100g, 당밀 20~100g, 효모추출물 2~10g, 황산망간 0.02~0.1g, 구연산나트륨 10~50μM 및 수소인산칼륨 1~5g으로 조성되고, pH는 7.0~7.5로 조절된 옥침수 및 당밀을 기초로 하는 유산균체 생산용 배양배지에 관한 것이다.
유산균은 그람 양성으로 포도당을 이용하여 젖산을 생성하는 균으로서 인간의 장내, 동물의 창자, 식품, 동물사료 등에서 대부분 유익한 작용을 하며, 균의 형태, 균의 대사, 발육조건 등에 따라 락토바실러스, 엔테로코커스, 스트렙토코커스, 페디오코커스, 류코노스톡(Leuconostoc), 비피도박테리아, 스포로락토바실러스의 속으로 나누어진다.
유산균은 오랜 역사를 두고 식품, 사료, 의약품 등의 목적에 이용되어 왔으며, 그 이유는 유산균이 가지고 잇는 독특한 특성 때문이다. 유산균은 산 생성, 단백질 분해, 향미 생성 및 그 외에 특징적인 대사 생성물로서 비타민, 폴리삭카라이드, 항생물질 등을 생성한다. 이 중에서도 가장 중요한 것은 산 생성인데, 유산균중에서 산 생성이 가장 강한 것이 락토바실러스 속이고 비피도박테리아는 초산 및 유산을 1.5:1의 비율로 생성한다.
이러한 유산균의 다양한 특성을 이용하여 요구르트, 발효유 음료, 치이즈, 동결 요구르트, 된장, 간장, 주류, 김치, 절임 식품, 사료 첨가제, 정장제, 건강 보조식품, 항생물질 등의 다양한 제품을 생산하고 있다.
그러나 용도에 따라 다량의 유산균체가 필요할 경우 유산균 배양을 위한 배지의 비용이 제품의 생산 원가의 대부분을 차지하고 있는 실정이므로, 유산균의 배양에 있어서 배지의 경제성은 매우 중요한 고려 요소가 되고 있다.
따라서, 현재 이에 관한 실험 결과가 다양하게 제시되고 있으며, 예를 들면, 락토바실러스 카제이는 카제인의 조효소 분해물 중에 존재하는 비단백물질(non-peptidic substance)인 스퍼마인(spermine)과 스퍼미딘(spermidine)에 의해 생육이 촉진되고 니코틴산, 망간, 마그네슘, 사과산과 함께 페닐알라닌, 발린, 시스테인, 타이로신 등의 아미노산을 첨가하면 산 생성을 촉진시키는 것으로 알려져 있다.
또한, 액상 발효 원료유 배합시 유산균의 생육을 촉진시키기 위하여 효모추출물, 클로렐라 추출물, 수소인산칼륨 등을 첨가하면 효과가 있는 것으로 알려지고 있다.
유산균을 배양하여 그 자체를 식품으로 이용하는 발효유제품, 동결 요구르트 이외에도, 유산균 이용 제품인 정장제, 사료 첨가제, 항생물질 등을 생산해내는 산업 분야에서는 다량의 균체를 얻는 것이 선결과제이므로 고가의 배지나 복잡한 조성을 가진 배지는 상대적으로 제품에 대한 부가가치를 떨어뜨리게 된다.
따라서 본 발명자들은 락토바실러스, 엔테로코커스, 비피도박테리아 등과 같은 유산균의 배양배지로서 값싼 소재를 원료로 하여 기존의 유산균 배양배지와 비교하여 보다 간단한 조성과 높은 수율을 가지며 경제성이 있는 산업용 규모의 배양배지 개발에 중점을 두고 연구하던 중, 유산균을 배양함에 있어서 옥침수 및 당밀과 함께 효모추출물을 질소원 및 탄소원의 성분으로 하고 망간, 마그네슘, 구연산나트륨 및 수소인산칼륨(K2HPO4)을 미량 첨가하여 제조한 배양배지가 경제성과 수율면에서 기존의 상업용 유산균 배양배지에 비해 우수한 결과를 제공한다는 사실을 알게 되었다.
옥침수란 옥수수 농축 침지액을 일컫는 용어이며, 옥수수로부터 전분을 추출하는 과정에서 얻어지는 고형물50%정도의 점성이 큰 다갈색 부산물로서 그 화학적 조성은 통상 다음의 표1과 같다.
이러한 옥침수는 1942년 페니실린의 탱크배양에 이용되어 생산성을 높이는 효과가 있는 것으로 밝혀진 바 있으며, 그 후로 각종 항생물질의 생산이나 발효공업에서의 미생물 배양원으로 이용되고 있으나, 일반적으로 해당 산업분야에서는 폐기되는 물질이다.
본 발명의 목적은 옥침수 및 당밀을 기초로 하는 유산균체 생산용 배양배지를 제공하는데 있다.
이하, 본 발명은 상세히 설명하면 다음과 같다.
증류수 1000㎖에 pH가 보정된 옥침수 10~100g, 당밀 20~100g, 효모추출물 2~10g, 황산망간 0.02~0.1g, 구연산 나트륨 10~50μM 및 수소인산칼륨 1~5g으로 조성된 배지조성물을 7.0~7.5의 pH, 바람직하게는 7.0~7.3의 pH로 조절하여 옥침수 및 당밀을 기초로 하는 유산균체 생산용 배양배지를 제조한다.
본 발명에 따른 유산균 배양을 위한 새로운 배양배지를 HYY 배지로 명명하였으며, 이 배양배지의 조성을 다음 표2에 기재하였다.
옥침수를 포함한 각 성분의 함량 결정은 각 성분을 농도별로 달리한 배지를 조제하여 균의 성장이 가장 좋은 농도를 택하여 결정하였다.
옥침수는 상기 표1에 나타난 바와 같이 일반적으로 pH가 3.8~4.0이므로 유산균 배양배지로 사용할 때에는 유산균이 잘 성장할 수 있는 pH, 즉 pH 7.0~7.5으로의 조절이 반드시 필요하다. 그러나 pH 조절시 옥침수에 많은 침전물이 생기게 되므로 균체 회수를 목적으로 하는 배지의 경우에는 옥침수의 사용에 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명에서는 통상적인 옥침수에 수산화나트륨을 가하여 pH를 7.0~7.5로 조절한 후 원심분리하여 침전물을 제거한 상등액을 옥침수로 사용하고 있으며, 본 발명에서는 이를 pH가 보정된 옥침수라고 한다.
HYY 배지는 정치 배양시 유산균 속에 따라 배지의 조성을 일정 범위내에서 변화시킴으로써 1.0×10 cells/1ml 이상으로 유산균을 배양할 수 있다.
본 발명에서 사용할 수 이는 당밀은 젖당, 포도당, 과당, 자당, 갈락토오스 및 이들의 혼합물을 포함한다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 그러나 다음의 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
다음의 실시예에서 생균수의 측정은 MRS 배지에 유산균을 접종하여 37℃에서 24시간동안 정치 배양한 후 10배 희석법으로 성장 균수를 측정하였다.
[실시예 1]
pH가 보정된 옥침수 50g, 당밀 50g, 효모 추출물 5g을 증류수 1000㎖에 용해시키고, NaOH를 사용하여 pH를 7.2로 조절한 다음 121℃에서 15분간 고압멸균한 후 냉각시켜 배양배지로 사용하였다. 이때 사용한 pH가 보정된 옥침수는 통상적인 옥침수에 수산화나트륨을 가하여 pH를 7.0~7.5로 조절한 후 121℃에서 15분 동안 멸균하고 원심분리한 후 침전물을 제거하여 얻은 상등액을 사용하였다. 이 배양배지에 MRS 브로스(broth)에서 활성화시킨 락토바실러스 플란타룸 및 엔테로코커스 페시움을 각각 0.1%씩 접종한 다음, 37℃에서 24시간 동안 정치 배양시켜 10배 희석법으로 균수를 측정하였다.
이때, 생균수 측정에는 MRS 배지가 사용되었으며, 배양 종료시 엔테로코커스 페시움의 생균수는 5.2×10 cfu/ml, 락토바실러스 플란타룸의 생균수는 2.4×10 cells/ml을 나타내었다.
[실시예 2]
실시예 1의 방법에 따라 얻어진 배지에 있어서 황산망간의 첨가에 의한 증식효과를 알아보기 위해 옥침수 50g, 당밀 50g, 효모 추출물 5g을 기본 조성으로 하여, MnSO₄를 0.02~0.1g까지 0.02g 단위로 농도를 달리 첨가하여 1000ml의 증류수에 용해시키고 NaOH를 사용하여 pH를 7.2로 조절한 다음 121℃에서 15분간 고압멸균한 후 냉각시켜 배양배지로 사용하였다.
이 배양배지에 MRS브로스에서 활성화시킨 락토바실러스, 플란타룸 및 엔테로코커스 페시움을 0.1%씩 접종한 다음 37℃에서 2시간동안 정치 배양시켜 10배 희석법으로 균수를 측정하였다.
배양 종료시의 생균수는 다음의 표3과 같다.
상기 표3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 락토바실러스 플란타룸은 MnSO₄ 0.08g 첨가시 5.2×10 cfu/ml, 엔테로코커스 페시움은 0.04g 첨가시 7.3×108 cfu/ml로 가장 높은 균수를 나타냈다.
[실시예 3]
실시예 1의 방법에 따라 얻어진 배지에 있어서 구연산 나트륨의 첨가에 의한 증식효과를 알아보기 위해 옥침수 50g, 당밀 50g, 효모 추출물 5g을 기본 조성으로 하여, 구연산 나트륨을 10~100μM까지 10μM단위로 농도를 달리 첨가하여 1000ml의 증류수에 용해시키고 NaOH를 사용하여 pH를 7.2로 조절한 다음 121℃에서 15분간 고압멸균한 후 냉각시켜 배양배지로 사용하였다. 이 배양배지에 MRS 브로스에서 활성화시킨 락토바실러스 플란타룸 및 엔테로코커스 페시움을 0.1%씩 접종한 다음 37℃에서 24시간 동안 정치 배양시켜 10배 희석법으로 균수를 측정하였다.
배양 종료시의 생균수는 다음 표4와 같다.
상기 표4로부터 알 수 있는 바와같이, 구연산 나트륨 50μM 첨가할 경우 락토바실러스 플란타룸은 8.7×10 cfu/ml, 엔테로코커스 페시움은 7.5×10 cfu/ml로 가장 높은 균수를 나타냈다.
[실시예 4]
실시예 3의 방법에 따라 얻어진 배지에 있어서 수소인산칼륨의 첨가에 의한 증식효과를 알아보기 위해 옥침수 50g, 당밀 50g, 효모 추출물 5g, 황산망간 0.08g, 구연산 나트륨 50μM을 기본 조성으로 하여, 수소인산칼륨을 1~5g까지 1g 단위로 농도를 달리 첨가하여 1000ml의 증류수에 용해시키고 NaOH를 사용하여 pH를 7.2로 조절한 다음 121℃에서 15분간 고압멸균한 후 냉각시켜 배양배지로 사용하였다.
이 배양배지에 MRS 브로스에서 활성화시킨 락토바실러스 플란타룸 및 엔테로코커스 페시움을 0.1%씩 접종한 다음 37℃에서 24시간동안 정치 배양시켜 10배 희석법으로 균수를 측정하였다.
배양 종료시의 생균수는 다음 표5와 같다.
상기 표5로부터 알 수 있는 바와같이, 락토바실러스 플란타룸은 수소인산칼륨 4g(0.4%) 첨가시 1.3×10 cfu/ml, 엔테로코커스 페시움은 5g(0.5%) 첨가시 이 9.5× 10 cfu/ml로 가장 높은 균수를 나타냈다.
[실시예 5]
시간에 따른 유산규의 증식효과를 알아보기 위해 옥침수 50g, 당밀 50g, 효모추출물 5g, 황산망간 0.08g, 구연산나트륨 50μM, 수소인산칼륨을 4g으로 조성된 HYY배지와 MRS 배지에 MRS 브로스에서 활성화시킨 락토바실러스 플란타룸과 엔테로코커스 페시움을 0.1%씩 접종한다음 37℃에서 24시간 동안 정치 배양하면서 매 2시간 마다 균수를 비교 측정하였다.
각 배양 시간별 생균수는 표6과 같다.
상기 표6으로부터 알 수 있는 바와같이, 락토바실러스 플란타룸은 배양 16시간부터 MRS 배지에서 1.4×10 cfu/ml의 균수를, HYY 배지에서는 1.0×10 cfu.ml의 균수를 나타내며 초기 대수기에 도달하였고, 엔테로코커스 페시움은 MRS 배지에서는 배양 10시간부터 24시간까지 5.2×10 cfu.ml~6.5×10 cfu/ml의 균수를 보였으며, HYY 배지에서는 배양 14시간에 8.7×10 cfu/ml의 균수를 나타내며 초기 대수기에 도달하였다. 결론적으로 상기 실시예 4 및 5에서와 같이, 종래의 배양배지와의 비교실험에 있어서도 균의 증식이 좋은 것을 알 수 있었다.
본 발명에 따른 HYY 배지는 저렴한 소재로 이루어져 유산균 배양배지로 통상 사용되는 MRS 배지에 비해 제조원가가 1/40정도로 매우 낮으면서도 상기 실시예로부터 알 수 있는 바와 같이 MRS 배지와 거의 대등한 배양효과를 나타내므로, 유산균체 배양배지로서의 산업적 이용가능성이 매우 높다.
Claims (5)
- 옥침수(corn steep liquor) 및 당밀을 기초로 하는 유산균체 생산용 배양배지로서, 상기 배양배지는 증류수 1000ml에 pH를 보정한 옥침수 10~100g, 당밀 20~100g, 효모추출물 2~10g, 황산망간 0.02~0.1g, 구연산 나트륨 10~50μM 및 수소인산칼륨 1~5g으로 조성되며 : 상기 pH를 보정한 옥침수는 통상적인 옥침수에 수산화나트륨을 가하여 pH를 7.0~7.5로 조절한 후 원심분리하여 침전물을 제거한 상등액이며 : 상기 배양배지의 pH는 7.0~7.5로 조절되는 것을 특징으로 하는 옥침수 및 당밀을 기초로 하는 유산균체 생산용 배양배지.
- 제1항에 있어서, 상기 당밀은 젖당, 포도당, 과당, 자당, 갈락토오스 또는 이들의 혼합물을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 옥침수 및 당밀을 기초로 하는 유산균체 생산용 배양배지.
- 옥침수 및 당밀을 기초로 하는 유산균체 생산용 배양배지를 이용하는 것을 특징으로 하는 정장제의 제조방법으로서, 상기 배양배지는 증류수 1000ml에 pH를 보정한 옥침수 10~100g, 당밀 20~100g, 효모추출물 2~10g, 황산망간 0.02~0.1g, 구연산 나트륨 10~50μM 및 수소인산칼륨 1~5g으로 조성되며 : 상기 pH를 보정한 옥침수는 통상적인 옥침수에 수산화나트륨을 가하여 pH를 7.0~7.5로 조절한 후 원심분리하여 침전물을 제거한 상등액이며 : 상기 배양배지의 pH는 7.0~7.5로 조절된 것임을 특징으로 하는 제조방법.
- 옥침수 및 당밀을 기초로 하는 유산균체 생산용 배양배지를 이용하는 것을 특징으로 하는 유산균 식품의 제조방법으로서, 상기 배양배지는 증류수 1000ml에 pH를 보정한 옥침수 10~100g, 당밀 20~100g, 효모추출물 2~10g, 황산망간 0.02~0.1g, 구연산 나트륨 10~50μM 및 수소인산칼륨 1~5g으로 조성되며 : 상기 pH를 보정한 옥침수는 통상적인 옥침수에 수산화나트륨을 가하여 pH를 7.0~7.5로 조절한 후 원심분리하여 침전물을 제거한 상등액이며 : 상기 배양배지의 pH는 7.0~7.5로 조절된 것임을 특징으로 하는 제조방법.
- 옥침수 및 당밀을 기초로 하는 유산균체 생산용 배양배지를 이용하는 것을 특징으로 하는 사료 첨가제의 제조방법으로서, 상기 배양배지는 증류수 1000ml에 pH를 보정한 옥침수 10~100g, 당밀 20~100g, 효모추출물 2~10g, 황산망간 0.02~0.1g, 구연산 나트륨 10~50μM 및 수소인산칼륨 1~5g으로 조성되며 : 상기 pH를 보정한 옥침수는 통상적인 옥침수에 수산화나트륨을 가하여 pH를 7.0~7.5로 조절한 후 원심분리하여 침전물을 제거한 상등액이며 : 상기 배양배지의 pH는 7.0~7.5로 조절된 것임을 특징으로 하는 제조방법.
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