KR100635529B1 - 항산화물질을 함유하는 발효음료 및 이의 제조방법 - Google Patents

항산화물질을 함유하는 발효음료 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항산화물질을 함유하는 발효음료 및 이의 제조방법에 관한 것으로 미강, 맥아, 해조류의 열수추출액과 포도당 및 효모분말을 배합하여 가열멸균시켜 만든 배지에 유산균인 락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 효모인 피키아 자드니(Pichia jadnii), 사상균인 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae), 방선균인 스트렙토마이세스 알부스(Streptomyces albus) 및 광합성균인 로도프세우도모나스 스파에로이데스(Rhodopseudomonas sphaeroides)를 접종하여 배양한 후 가열멸균시킴으로써 제조되는 발효음료는 항산화력이 뛰어난 효과가 있다.
항산화, 항산화력, 항산화물질, 발효, 복합발효, 발효음료

Description

항산화물질을 함유하는 발효음료 및 이의 제조방법{Fermented beverage containing anti-oxidant materials and a method thereof}
도 1은 물과 본 발명 발효음료에 못을 15일간 침지한 후 모습을 보여주는 사진도이다. 여기에서, a는 본 발명 발효음료에 침지한 못이고 b는 물에 침지한 못이다.
본 발명은 항산화물질을 함유하는 발효음료 및 이의 제조방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 유용미생물의 복합발효에 의하여 생성되는 항산화물질을 함유하는 발효음료 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
지금까지 항산화력을 가진 건강식품을 제조하기 위해서는 식물을 추출하거나 항산화력을 가진 합성 혹은 천연물질, 예를 들면 비타민E, C 등을 첨가하였으나, 본 발명에서는 유용미생물을 발효시킬때 생성되는 천연의 항산화물질을 이용하는 기술로, 기존의 항산화력을 가진 제품과는 개념이 다른 것이다. 또한 본 발명에는 유용미생물의 한 종류로 유산균을 사용하므로 발효 후의 발효액은 산성을 유지하게 되며, 이러한 산성의 조건 때문에 음료이면서 부패의 걱정이 적은 것이 특징이다. 한편 원료로 사용되는 맥아, 미강, 해조류 등으로부터도 건강에 도움을 주는 성분들이 추출되며, 특히 맥아로부터 추출되는 옥타코사놀은 본 발효음료에 기능성을 한층 더 높여준다.
대한민국 공개특허공보 제2003-0015104호는 유효미생물의 복합발효에 의한 발효음료 제조에 대하여 개시하고 있는 바, 상기 인용발명은 맥아, 미강, 해조류를 증류수에 침지하여 얻은 상층수에 정제포도당, 효모추출물을 배합하여 가열멸균시켜 제조한 배지에 유효미생물로 락토바실러스 프란타룸(Lactobacillus plantarum)과 사카로마이세스 세레비시아에(Saccharomyces Cerevisiae)를 첨가하거나 슈우도모나스 속의 켑슬라타 및 스트렙토 마이세스 속의 그리시우스균을 추가로 첨가하여 배양한 특징을 가지고 있다. 그러나, 방선균인 스트렙토 마이세스 속의 그리시우스균과 광합성균인 슈우도모나스 속의 켑슬라타는 식약청의 허가가 나지 않은 미생물로 이를 발효음료에 적용할 경우 문제가 될 수 있다.
이에 본 발명자는 상기 문제점을 극복하기 위해 노력하던중 유산균 중의 락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus)와 효모 중 피키아 자드니(Pichia jadnii), 사상균 중 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae), 방선균인 스트렙토마이세스 알부스(Streptomyces albus) 및 광합성균인 로도슈우도모나스 스페로이데스(Rhodopseudomonas sphaeroides)를 접종하여 배양하는 경우 인용발명보다 월등히 뛰어난 항산화력을 가진 발효음료를 제조할 수 있으며 유효미생물을 배양하여 얻은 발효음료를 가열멸균시키거나 마이크로 필터링함으로써 방선균이나 광 합성균을 제거할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명은 유용미생물의 복합발효에 의하여 생성되는 항산화물질을 함유하는 발효음료 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 본 발명의 목적은 미강, 맥아, 해조류의 열수추출액과 포도당 및 효모분말을 배합하여 가열멸균시켜 만든 배지에 유산균인 락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 효모인 피키아 자드니(Pichia jadnii), 사상균인 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae), 방선균인 스트렙토마이세스 알부스(Streptomyces albus) 및 광합성균인 로도슈우도모나스 스페로이데스(Rhodopseudomonas sphaeroides)를 접종하여 배양한 후 얻은 배양액을 가열멸균시킴으로써 본 발명 발효음료를 제조하고, 상기 제조된 발효음료의 항산화력이 인용발명보다 월등히 뛰어남을 확인함으로써 달성되었다.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 설명한다.
본 발명은 미강, 맥아, 해조류의 열수추출액과 포도당 및 효모분말을 배합하여 가열멸균시켜 만든 배지에 유산균인 락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 효모인 피키아 자드니(Pichia jadnii), 사상균인 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae), 방선균인 스트렙토마이세스 알부스(Streptomyces albus) 및 광합성균인 로도슈우도모나스 스페로이데스(Rhodopseudomonas sphaeroides)를 접종하여 배양한 후 가열멸균시킴으로써 발효음료 I을 제조하는 단계; 상기 단계와 동일하되 접종 미생물을 유산균, 효모, 사상균 및 방선균으로 하여 배양한 후 가열멸균시킴으로써 발효음료 II를 제조하는 단계; 상기 단계와 동일하되 접종 미생물을 유산균, 효모 및 사상균으로 하여 배양함으로써 발효음료 III를 제조하는 단계; 상기 단계와 동일하되 접종 미생물을 유산균 및 효모로 하여 배양함으로써 발효음료 IV를 제조하는 단계; 맥아, 미강, 해조류를 증류수에 침지하여 얻은 상층수에 정제포도당, 효모추출물을 배합하여 가열멸균시켜 제조한 배지에 유산균인 락토바실러스 프란타룸(Lactobacillus plantarum)과 효모로서 사카로마이세스 세레비시아에(Saccharomyces Cerevisiae)를 접종하여 배양함으로써 발효음료 V를 제조하는 단계; 상기 단계와 동일하되 접종 미생물을 유산균인 락토바실러스 프란타룸(Lactobacillus plantarum), 효모인 사카로마이세스 세레비시아에(Saccharomyces Cerevisiae), 슈우도모나스 속의 켑슬라타 및 스트렙토 마이세스 속의 그리세우스균으로 하여 배양함으로써 발효음료 VI를 제조하는 단계; 상기 단계의 각 발효음료와 맥아추출액 및 미생물의 항산화력을 조사하는 단계; 본 발명 발효음료에 못을 침지시킨채 방치시킨 후 못의 녹이 쓸지 않은 것을 확인함으로써 산화방지력을 확인하는 단계; 및 본 발명 발효음료에 함유되어 있는 항산화물질의 열안정성을 조사하는 단계로 구성된다.
본 발명은 미강, 맥아, 해조류의 열수추출액과 포도당 및 효모분말을 배합하여 가열멸균시켜 만든 배지에 유산균, 효모, 사상균, 방선균 및 광합성균을 포함한 유효미생물을 첨가하여 배양시킨 후 얻은 배양액을 가열멸균시킴으로써 항산화물질을 다량 함유하는 발효음료를 제공한다.
상기 배지는 증류수에 맥아 1.0~1.5중량%, 미강 1.0~1.5중량%, 해조류 0.1중량%를 첨가한 후 가열하여 얻은 열수추출액을 배양용기에 넣고 포도당 0.5중량% 및 효모분말 0.5중량%를 배합하여 교반하면서 121℃에서 30분간 가열하여 멸균시킨 뒤 30∼37℃로 냉각시켜 제조한다.
본 발명에서 유효미생물의 배양 온도는 30~37℃가 바람직하다.
본 발명에서 방선균과 광합성균은 첨가하여 배양한 후에는 가열멸균화시켜 제거하거나 마이크로 필터(micro filter)로 여과시킨다.
본 발명의 발효음료를 제조하기 위한 유효미생물로는 유산균인 락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 락티스(Lactobacillus lactis), 효모인 피키아 자드니(Pichia jadnii), 사상균인 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae), 무코 히에말리스(Mucor hiemalis), 방선균인 스트렙토마이세스 알부스(Streptomyces albus)와 광합성균인 로도슈우도모나스 스페로이데스(Rhodopseudomonas sphaeroides), 로도스피릴룸 루브룸(Rhodospirillum rubrum)이 있다.
본 발명의 특징인 항산화물질은 주로 미생물의 발효에 의하여 생성되는 것이고, 또한 단일종의 미생물에 의해서 생성되는 것이 아니라, 상기한 유효미생물들의 복합적인 발효에 의하여 형성이 된다.
본 발명 발효음료에 함유되어 있는 항산화물질은 천연항산화물질임에도 불구하고 열에 안정하며, 장기간 그 안정성을 유지하는 특징을 갖고 있다.
따라서, 본 발명 발효음료는 건강식품뿐만 아니라 사료첨가제로도 사용할 수 있는 장점을 가진다.
이하, 본 발명의 구성을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하지만 본 발명을 권리범위가 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 발효음료 I의 제조
증류수 1L에 미강 15g, 맥아 10g, 해조류 1g을 첨가한 후 가열하여 얻은 열수추출액을 배양용기에 넣고 포도당 5g 및 효모분말 5g을 배합하여 교반하면서 121℃에서 30분간 가열하여 멸균시킨 뒤 30∼37℃로 냉각시켰다. 상기에서 얻은 배지에 유산균인 락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 효모인 피키아 자드니(Pichia jadnii), 사상균인 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae), 방선균인 스트렙토마이세스 알부스(Streptomyces albus) 및 광합성균인 로도슈우도모나스 스페로이데스(Rhodopseudomonas sphaeroides)를 접종하여 7일간 배양한 후 얻은 배양액을 121℃에서 30분간 가열하여 멸균시켰다.
실시예 2: 발효음료 II의 제조
증류수 1L에 미강 15g, 맥아 10g, 해조류 1g을 첨가한 후 가열하여 얻은 열수추출액을 배양용기에 넣고 포도당 5g 및 효모분말 5g을 배합하여 교반하면서 121℃에서 30분간 가열하여 멸균시킨 뒤 30∼37℃로 냉각시켰다. 상기에서 얻은 배지에 유산균인 락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 효모인 피키 아 자드니(Pichia jadnii), 사상균인 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) 및 방선균인 스트렙토마이세스 알부스(Streptomyces albus)를 접종하여 7일간 배양한 후 얻은 배양액을 121℃에서 30분간 가열하여 멸균시켰다.
실시예 3: 발효음료 III의 제조
증류수 1L에 미강 15g, 맥아 10g, 해조류 1g을 첨가한 후 가열하여 얻은 열수추출액을 배양용기에 넣고 포도당 5g 및 효모분말 5g을 배합하여 교반하면서 121℃에서 30분간 가열하여 멸균시킨 뒤 30∼37℃로 냉각시켰다. 상기에서 얻은 배지에 유산균인 락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus)와 효모인 피키아 자드니(Pichia jadnii) 및 사상균인 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae)를 접종하여 7일간 배양하여 배양액을 얻었다.
실시예 4: 발효음료 IV의 제조
증류수 1L에 미강 15g, 맥아 10g, 해조류 1g을 첨가한 후 가열하여 얻은 열수추출액을 배양용기에 넣고 포도당 5g 및 효모분말 5g을 배합하여 교반하면서 121℃에서 30분간 가열하여 멸균시킨 뒤 30∼37℃로 냉각시켰다. 상기에서 얻은 배지에 유산균인 락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus)와 효모인 피키아 자드니(Pichia jadnii)를 접종하여 7일간 배양하여 배양액을 얻었다.
비교예 1: 인용 발명 발효음료 V의 제조
증류수 600L에 맥아 4kg, 미강 3kg, 해조류 2.5kg을 24∼48시간 침지하여 상층수를 채취한 후 상기 상층수를 배양탱크에 옮기고 증식촉진제로 정제포도당 9kg, 효모추출물 1.8kg을 배합하여 배지를 만들어 교반하면서 121℃까지 올려 20분간 가열하여 완전멸균시킨 후 35℃까지 자연냉각시켜 유산균인 락토바실러스 프란타룸(Lactobacillus plantarum)과 효모로서 사카로마이세스 세레비시아에(Saccharomyces cerevisiae) 등 유효미생물을 접종하여 3일간 배양하여 배양액을 얻었다.
비교예 2: 인용 발명 발효음료 VI의 제조
증류수 600L에 맥아 8kg, 미강 6kg, 해조류 5kg을 24∼48시간 침지하여 상층수를 채취한 후 상기 상층수를 배양탱크에 옮기고 증식촉진제로 정제포도당과 효모추출물 1.8kg을 배합하여 배지를 만들어 교반하면서 121℃까지 올려 20분간 가열하여 완전멸균시킨 후 36℃까지 자연냉각시켜 유산균인 락토바실러스 프란타룸(Lactobacillus plantarum)와 효모인 사카로마이세스 세레비시아에(Saccharomyces cerevisiae)에 0.2중량%의 슈우도모나스 속의 켑슬라타 및 스트렙토 마이세스 속의 그리시우스균을 추가로 포함하는 유효미생물을 접종하여 3일간 배양하여 배양액을 얻었다.
실험예 1: 각 발효 음료, 맥아추출액 및 미생물의 항산화력 조사
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 발효 음료 및 맥아추출액과 각 미생물의 항산화력을 조사하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 여기에서, 항산화력 측정법은 FRAP 에세이법(ferric reducing antioxidant power assay by Benzie and Strain)을 택하였다(Parker, L. 1999. Method in Enzymology, 293. Oxidants and antioxidants part A. pp. 15-27)
각 발효음료, 미생물 및 맥아추출액의 항산화력(단위: mg/L, 아스코르브산)
시료명 항산화력
발효음료 I 745
발효음료 II 690
발효음료 III 500
발효음료 IV 450
비교예 V 120
비교예 VI 150
락토바실러스 아시도필러스 (Lactobacillus acidophilus) 70
피키아 자드니(Pichia jadnii) 50
아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) 55
스트렙토마이세스 알부스(Streptomyces albus) 60
로도슈우도모나스 스페로이데스 (Rhodopseudomonas sphaeroides) 55
맥아추출액 I 80
맥아추출액 II 100
표 1에서 맥아추출액 I은 증류수에 1.5중량%의 맥아를 첨가한 후 60℃에서 4시간 동안 열수추출하여 얻었으며 맥아추출액 II는 증류수에 1.5중량%의 맥아를 첨가한 후 121℃에서 15분간 열수추출하여 얻었다.
상기와 같이 미생물 각각을 별도로 배양한 결과 각 미생물의 배양액이 항산화력을 나타내는 것을 알 수 있으며 원료로 사용되는 맥아에서도 열에 안정한 항산화력이 나타남을 확인할 수 있지만 유산균, 효모, 사상균, 방선균 및 광합성균을 모두 포함하는 혼합미생물에 의해 복합발효되고 맥아 등의 원료의 열수추출물을 함유하는 본 발명 발효음료 I의 경우 그 항산화력이 월등히 우수함을 확인할 수 있었다.
실험예 2: 본 발명 발효음료의 산화방지력 확인
본 발명 발효음료의 산화방지 확인 실험을 위하여 발효음료와 물에 각각 못을 15일간 침지하여 두었다가 꺼내어 보았다. 그 결과를 도 1에 나타내었다.
도 1에서 보는 바와 같이 물에 침지시킨 못(b)은 녹이 쓴 것을 확인할 수 있으나, 발효음료에 침지시켜 둔 못(a)은 녹이 형성되지 않은 것을 확인할 수 있다. 본 발명의 발효음료에 함유되어 있는 항산화물질이 못의 산화를 막은 것을 알 수 있었다.
상기와 같이 본 발명 발효음료에 15일 이상의 더욱 긴 기간 동안 못을 침지한채 방치하여도 못에 녹이 쓸지 않는 효과가 있는 것으로 보아 안정하고 강한 항산화력을 가진 항산화물질이 본 발명 발효음료에 함유되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 3: 본 발명 발효음료에 함유되어 있는 항산화물질의 열안정성 조사
본 발명 발효음료를 가열한 뒤 항산화력을 측정한 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 그 결과 100℃ 이상의 온도에서 30분 이상 가열하여도 항산화력이 떨어지지 않음을 확인할 수 있었다.
본 발명 발효음료에 함유되어 있는 항산화물질의 열안정성 조사(단위: mg/L, 아스코르브산)
항목 가열시간 비고
0분 30분
발효음료 I 758 776 가열온도: 100℃
758 745 가열온도: 121℃
상기와 같이 본 발명 발효음료의 항산화력은 열에 의해서 쉽게 파괴되지 않는다는 것을 알 수 있었다. 단, 100℃에서 30분 가열한 것에서 항산화력이 약간 증가하였는데, 가열한 샘플에서 대체로 항산화력의 수치가 약간씩 높게 나타났는데, 이는 미생물의 세포내에 존재하던 항산화물질이 추출되어 나오면서 수치를 높인 것으로 추정된다.
그리고 멸균온도인 121℃에서 30분 가열한 것에서도 항산화력의 값에는 커다란 변화가 없었다. 이상의 결과에서, 본 발효음료 중의 항산화물질은 열에 상당히 안정한 물질임을 확인할 수 있었다.
이상, 상기 실시예 및 실험예를 통하여 설명한 바와 같이 미강, 맥아, 해조류의 열수추출액과 포도당 및 효모분말을 배합하여 가열멸균시켜 만든 배지에 유산균인 락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 효모인 피키아 자드니(Pichia jadnii), 사상균인 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae), 방선균인 스트렙토마이세스 알부스(Streptomyces albus) 및 광합성균인 로도슈우도모나스 스페로이데스(Rhodopseudomonas sphaeroides)를 접종하여 배양한 후 가열멸균시킴으로써 제조되는 발효음료는 항산화력이 뛰어난 효과가 있으므로 식품산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (2)

  1. 유산균, 효모, 방선균 및 광합성균을 포함하는 미생물의 복합발효에 의한 발효음료의 제조방법에 있어서,
    증류수에 맥아 1.0~1.5중량%, 미강 1.0~1.5중량%, 해조류 0.1중량%를 첨가한 후 가열하여 얻은 열수추출액을 배양용기에 넣고 포도당 0.5중량% 및 효모분말 0.5중량%를 배합하여 교반하면서 121℃에서 30분간 가열하여 멸균시킨 뒤 30∼37℃로 냉각시켜 배지를 제조하는 단계;
    상기 단계의 배지에 유산균인 락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 효모인 피키아 자드니(Pichia jadnii), 사상균인 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae), 방선균인 스트렙토마이세스 알부스(Streptomyces albus) 및 광합성균인 로도슈우도모나스 스페로이데스(Rhodopseudomonas sphaeroides)를 접종하여 7일간 배양하는 단계;
    상기 단계에서 얻은 배양액을 121℃에서 30분간 가열하여 멸균시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 항산화물질 함유 발효음료의 제조방법.
  2. 제 1항에 기재된 방법으로 제조됨을 특징으로 하는 항산화물질 함유 발효음료.
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