KR100645089B1

KR100645089B1 - 유산균 배양물과 폴리감마글루탐산을 함유하는 식품 보존제

Info

Publication number: KR100645089B1
Application number: KR1020040052874A
Authority: KR
Inventors: 성문희; 최윤호; 김형범; 김중재; 박제현; 박청; 김철중
Original assignee: 주식회사 바이오리더스
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2004-07-08
Publication date: 2006-11-10
Also published as: KR20060004038A

Abstract

본 발명은 유산균 배양물 및 폴리감마글루탐산(γ-PGA)을 함유하는 식품 보존제에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 락토코쿠스 락티스(Lactococcus lactis)와 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)의 배양물 및 γ-PGA를 함유하는 식품 보존제에 관한 것이다. 본 발명에 따른 식품 보존제는 식품 내에 함유된 곰팡이, 박테리아 등의 미생물에 대하여 우수한 항균력을 나타내고, γ-PGA의 흡습 및 보습성으로 인하여 탈수현상을 억제함으로써 식품의 장기간 보관 및 품질유지를 가능하게 한다.

폴리감마글루탐산, 유산균 배양물, 항균력, 식품 보존제

Description

유산균 배양물과 폴리감마글루탐산을 함유하는 식품 보존제{Food Preservatives Comprising Culture broth of Lactic Acid Bacteria and Poly-γ-glutamic Acid}

도 1은 본 발명의 식품 보존제 처리 후, 보관 시간별 총균수 변화를 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명의 식품 보존제 처리 후, 보관 시간별 총균수 변화를 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명의 식품 보존제를 분무 처리시 탈수현상 억제에 의한 식품의 중량감소 방지효과를 나타낸 것이다.

도 4는 계육(鷄肉)을 기름에 튀겼을 경우, 본 발명의 식품 보존제를 처리한 경우(B)와 처리하지 않은 경우(A)의 색감의 차이를 나타낸 것이다.

본 발명은 유산균 배양물 및 폴리감마글루탐산(γ-PGA)을 함유하는 식품 보 존제에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 락토코쿠스 락티스(Lactococcus lactis)와 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)의 배양물 및 γ-PGA를 함유하는 식품 보존제에 관한 것이다.

식품은 일반적으로 자연에 방치하게 되면 곧바로 향미, 색조 등의 외관이 변함과 동시에 성분도 분해되어 영양가의 감소와 함께 식용으로서의 가치를 상실하게 된다. 이는 식품내에 생존하고 있는 효소와 미생물의 작용으로 식품의 변질이 일어나기 때문이다. 따라서 미생물의 생육억제를 위한 처리방안이 다양하게 제시되고 있는데, 크게 고온, 고압 하에서의 살균, 자외선 및/또는 방사선 조사에 의한 멸균과 식품의 생산, 가공, 조리, 운반 등의 과정에 화학적 식품 보존제를 첨가하여 미생물 생장을 억제하는 방법으로 나누어진다.

살균, 자외선 및 방사선을 조사하는 경우에는 식품에 함유되어 있는 위해 미생물에 대한 살균효과는 뛰어나지만, 이와 동시에 식품의 각종 영양성분들의 파괴를 수반하는 문제점이 있기 때문에 사용되지 않고 있다.

또한, 화학적 식품 보존제를 사용하는 방법은 안식향산, 솔빈산, 디히드로 초산, 프로피온산 등과 같은 화학합성 제제들이 주원료로 사용되는데, 이러한 물질들은 지속적으로 체내에 축적될 경우, 만성독성, 발암성, 돌연변이 유발성 등의 우려가 있으므로 사용목적에 따라 최소량이 권장 · 사용되고 있다. 그러나 보건위생상 안전성에 심각한 문제로 대두되고 있다.

따라서 상기와 같은 인체에 유해한 독성과 자극성을 지닌 화학합성 제제 대신에 인체에는 무해하면서도 식품내에 함유된 영양성분의 파괴없이 보존과 품질 유 지가 가능한 천연물질 유래의 식품 보존제가 절실히 요구된다.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 유산균 배양물 및 γ-PGA을 함유하는 식품 보존제가 인체에 무독성이면서도 식품이 갖는 영양성분의 파괴없이 기생하는 미생물이나 박테리아에 대한 항균효과를 나타내고, 식품의 탈수현상을 억제하여 장기보존 및 품질유지에 효과적이라는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

결국, 본 발명의 주된 목적은 유산균 배양물 및 γ-PGA를 함유하는 식품 보존제를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기의 식품 보존제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 식품의 보존방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유산균 배양물 및 폴리감마글루탐산(γ-PGA)을 함유하는 식품 보존제를 제공한다.

본 발명에 있어서, 유산균 배양물은 락토코쿠스 락티스(Lactococcus lactis), 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 에시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 락토바실러스 케퍼(Lactobacillus kefir), 스트렙토코쿠스 써모필러스(Streptococcus thermophilus), 배양 후 배양액의 pH가 5.0 이하로 떨어지는 유산균 또는 항균항생물질을 분비하는 유산균의 배양물인 것을 특징으로 할 수 있고, 바람직하게는 락토코쿠스 락티스(Lactococcus lactis) 및/또는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)의 배양물인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 락토코쿠스 락티스, 락토바실러스 플란타룸 배양물은 2~80:2~80 중량비, 바람직하게는 30~50:30~50 중량비로 배합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서, γ-PGA의 함유량은 상기 유산균 배양물 100중량부에 대하여 0.2~10중량부인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 식품 보존제를 식품 100중량부에 대하여 0.001~2.0중량부 첨가하는 것을 특징으로 하는 식품의 보존방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 식품은 식품가공품, 어육제품, 두부류, 묵류, 건강보조식품, 조미식품, 제빵 및 제과류, 유가공품, 절임식품, 발효식품 또는 음료를 포함한다.

본 발명의 바실러스 서브틸러스로부터 생산되는 γ-PGA는 한국 및 일본에서 청국장의 발효시 나오는 점질성 물질로, 식용에 어떠한 보건위생학적 위해가 없는 안전한 물질이며, 또한 생분해성을 갖는다.

본 발명에 의하여 얻어지는 유산균 배양물 및 γ-PGA를 함유하는 식품 보존 제를 이용하는 식품의 보존방법은 식품의 제조 전에 상기 식품 보존제를 일정량 첨가함으로써 구체적으로 달성할 수 있다.

가공육이나 가공식품의 경우는 적절한 양의 본 발명의 식품 보존제를 가공초기에 식품에 첨가하며, 포장육과 같은 미가공식품의 경우는 식품의 외표면에 도포하는 방법으로 첨가한다. 또한, 각 식품의 특성에 따라 첨가되는 비율을 달리할 수 있으며, 과자 등과 같은 지방질이 적은 식품의 경우에는 소량의 첨가만으로 보존효과를 얻을 수 있고, 육류와 같이 변폐가 쉽게 일어나는 식품의 경우에는 보다 많은 양을 첨가함으로써 보존효과를 높일 수 있다. 따라서 구체적 식품에 대하여 첨가하는 비율은 제한이 없으며, 식품의 특성이나 맛을 유지하는 범위 내에서 적절한 양을 선택할 수 있으며, 식품가공품, 어육제품, 조미식품, 제빵 및 제과 식품, 유가공품 및 발효식품 등과 같은 전 종류의 제품에 대하여 0.001~2.0중량부 범위에서, 바람직하게는 0.001~1.0중량부로 사용함으로써 보존효과를 발휘하면서 식품고유의 맛을 유지시킬 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예 1: 유산균 배양물의 제조

유산균 배양용 MRS배지를 녹인 후 이를 121℃에서 20분간 멸균하였다. 멸균된 유산균 배양용 MRS배지 30ℓ를 50ℓ 크기의 발효기에 넣은 다음 락토코쿠스 락티스(Lactococcus lactis) 및 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 유산균의 배양액을 각각 1% 씩 접종한 후, 교반속도 80rpm, 공기주입속도 0vvm으로 하여 30℃에서 24시간 배양하여 유산균 배양물을 수득하였다.

상기와 동일한 방법으로 수행하여, 락토바실러스 에시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 락토바실러스 케퍼(Lactobacillus kefir), 스트렙토코쿠스 써모필러스(Streptococcus thermophilus), 배양 후 배양액의 pH가 5.0 이하로 떨어지는 유산균 또는 항균항생물질을 분비하는 유산균의 배양물을 수득할 수 있다.

실시예 2: 폴리감마글루탐산(γ-PGA)의 제조

γ-PGA 제조용 기본배지(5%의 L-글루탐산이 첨가된 GS배지: 글루코오스 5%, (NH₄)₂SO₄ 1%, KH₂PO₄ 0.27%, Na₂HPO ₄·12H₂O 0.42%, NaCl 0.05%, MgSO₄·7H₂O 0.3%, 비타민 용액 1㎖/ℓ, pH 6.8) 3ℓ가 들어있는 5ℓ 크기의 발효기에, 바실러스 서브틸리스 청국장(Bacillus subtilis var. chungkookjang, KCTC 0697BP) 균주의 배양액을 1% 접종하여, 교반속도 150rpm, 공기주입속도 1vvm으로 하여 37℃에서 72시간 동안 배양한 다음, 2N 황산용액을 가하여 pH가 3.0이 되도록 조절하여 γ-PGA 함유 시료액을 수득하였다.

상기 시료액을 4℃에서 10시간 동안 정치시켜 발효액 내의 다당류를 제거하고, 여기에 에탄올을 발효액의 2배 부피가 되게 첨가한 다음, 충분히 혼합하였다. 혼합액을 4℃에서 10시간동안 정치시킨 후, 원심분리하여 γ-PGA 침전물을 얻었다. 상기 침전물에 증류수를 가하여 용해시키고, 단백질 분해효소를 100㎍/㎖가 되도록 가하여 37℃ 항온기에서 6시간동안 정치 반응시켜 γ-PGA 시료에 존재하는 세포외 단백질을 분해시켰다. 이것을 충분한 양의 증류수에서 투석하여 유리된 글루탐산을 제거한 후 농축하여 순수한 γ-PGA만을 수득하였다.

실시예 3: 식품 보존제의 제조

상기 실시예 1에서 얻은 유산균 락토코쿠스 락티스(Lactococcus lactis)와 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)의 배양물을 각각 50:50으로 배합한 후, 여기에 상기 실시예 2에서 얻은 γ-PGA를 유산균 배양물 100중량부에 대하여 0.1~10중량부를 첨가하여 적절히 혼합한 다음 유산균 배양물과 폴리감마글루탐산을 함유하는 식품 보존제를 제조하였다.

실시예 4: 미생물 증식 억제효과

상기 실시예 3에서 제조된 식품 보존제를 동일조건을 위해 같은 중량의 식품에 분사하여 골고루 충분히 묻혀 이를 냉장 보관하면서 생균수 측정법을 이용하여 미생물의 증식을 관찰하였다.

구체적으로, 각 시간별(0, 5, 14, 24, 28, 37, 54 시간)의 시료에 BPW(buffered peptone water, Difco사) 50㎖를 첨가한 후, 정육의 각종 세균들이 용액으로 유출되도록 하였다. 측정은 대장균(E. coli)과 각종 호기성세균(aerobic bacteria)을 측정하였다 (표 1). 표 1과 도 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 식품 보존제(PGA 유산균)를 첨가한 경우, 미생물의 증식이 현저히 억제되는 것을 확인할 수 있었다.

시간	총균수
시간	대조구(CFU/㎖)	PGA 유산균(CFU/㎖)
0	1.1 × 10⁴	1.0 × 10³
5	1.4 × 10⁴	1.0 × 10³
14	1.0 × 10⁴	1.0 × 10³
24	1.2 × 10⁵	2.2 × 10⁴
28	1.1 × 10⁵	2.0 × 10³
37	1.5 × 10⁵	6.0 × 10⁴
54	3.3 × 10⁷	2.0 × 10⁵

실시예 5: 식품의 중량감소 방지효과

실시예 3에서 제조된 본 발명의 식품 보존제에 의한 탈수 방지효과를 알아보기 위하여, 중량의 감소변화를 관찰하였다. 동일조건을 위해 같은 중량으로 만들어진 생닭의 부분육을 이용하였다.

구체적으로, 무균팩의 구석부분을 뚫어서 체내의 혈액이나 체액이 빠져나가도록 한 후 중량을 측정하였다. 생닭의 부분육을 각 시험용액(식품 보존제와 멸균수)에 침지한 후, 수초간 자연 유수되도록 들고 있다가 무균팩에 넣은 다음 중량을 측정하였다. 또한, 각 시간별(1, 2, 3 시간)로 꺼내어 무균팩에 묻어있는 여액은 흘려내린 다음 중량을 측정하였다.

측정결과, 본 발명의 식품 보존제로 처리한 생닭의 부분육에서 식품의 중량감소 현상이 유의적으로 줄어드는 것을 관찰할 수 있었다 (도 3).

실시예 6: 식품의 색감 향상효과

실시예 3에서 제조된 본 발명의 식품 보존제에 의한 식품의 색감 향상효과를 알아보기 위하여, 계육(鷄肉)을 기름에 튀겼을 경우의 색감을 관찰하였다. 동일조건을 위해 같은 중량으로 만들어진 부분육을 이용하였다.

구체적으로, 튀김옷에 본 발명의 식품 보존제를 처리한 것(처리구)과 처리하지 않은 것(대조구)으로 나눈 다음, 깨끗이 손질한 부분육을 상기의 튀김옷에 각각 묻혀서 180℃정도의 기름에서 30분 정도 튀겨낸 후, 처리구와 대조구의 색감 및 고기에 남아 있는 기름의 양을 관찰하였다. 처리구와 대조구의 색감에 대한 데이터는 사내 연구원들을 대상으로 호감도 조사를 하여 나타내었다 (표 2).

측정결과, 본 발명의 식품 보존제를 첨가하여 튀김옷을 입힌 닭고기의 색감이 현저히 좋았으며, 고기에 남아있는 기름의 양 또한 적었다 (도 4).

관능인	대조구	처리구
1	+	++
2	+	++++
3	++	++
4	+	+++++
5	++	+++
6	+	+++++
7	+	+
8	++	+++++
9	+++	+++
10	++	++
11	+	+++++
12	+	++++

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유산균 배양물 및 γ-PGA를 함유하는 식품 보존제는 식품 내에 함유된 미생물에 대한 우수한 항균력을 나타내며, 탈수현상을 억제하여 식품의 중량감소를 방지하므로, 식품의 장기보관 및 품질유지에 유용하다.

Claims

유산균의 배양물 100중량부 및 폴리감마글루탐산(γ-PGA) 0.2~10중량부를 함유하는 식품 보존제.
제1항에 있어서, 상기 유산균 배양물은 락토코쿠스 락티스(Lactococcus lactis), 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 에시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 락토바실러스 케퍼(Lactobacillus kefir), 스트렙토코쿠스 써모필러스(Streptococcus thermophilus), 배양 후 배양액의 pH가 5.0 이하로 떨어지는 유산균 또는 항균항생물질을 분비하는 유산균의 배양물인 것을 특징으로 하는 식품 보존제.
제2항에 있어서, 상기 유산균 배양물은 락토코쿠스 락티스(Lactococcus lactis) 및/또는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)의 배양물인 것을 특징으로 하는 식품 보존제.
제3항에 있어서, 상기 락토코쿠스 락티스 배양물과 락토바실러스 플란타룸 배양물은 2~80:2~80 중량비로 배합되는 것을 특징으로 하는 식품 보존제.
삭제
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 식품 보존제를 식품 100중량부에 대하여 0.001~2.0중량부 첨가하는 것을 특징으로 하는 식품의 보존방법.
제6항에 있어서, 식품은 식품가공품, 어육제품, 두부류, 묵류, 건강보조식품, 조미식품, 제빵 및 제과류, 유가공품, 절임식품, 발효식품 또는 음료인 것을 특징으로 하는 방법.