KR100676855B1

KR100676855B1 - 유산균 사과 발효물과 식품, 및 이들의 제조 방법

Info

Publication number: KR100676855B1
Application number: KR1020050087300A
Authority: KR
Inventors: 김희정; 박기범
Original assignee: 김희정
Priority date: 2005-09-20
Filing date: 2005-09-20
Publication date: 2007-02-02

Abstract

사과를 주성분으로 유산균을 발효시켜 제조되는 유산균 사과 발효물 및 식품, 그리고 이의 제조 방법이 제공된다.

Description

유산균 사과 발효물과 식품, 및 이들의 제조 방법{APPLE-FERMENTED PRODUCT AND FOOD, AND PRODUCTION METHOD OF THE SAME}

도 1 은 사과 혼탁 농축액 중 비피도박테리움 브레베 (Bifidobacterium breve ATCC 15700) 의 발효 시간대별 균수 변화를 나타내는 그래프이다.

종래 동물의 젖을 유산균으로 발효시켜 발효유 및 식품을 제조하는 것은 널리 공지되어 있다. 이와 같이 유산균 생균을 함유하는 식품은 기호성 식품의 범위를 초월하는 건강 식품으로서, 사람의 장내에 유용한 생균을 도입시켜 장내 병원균의 생육 등을 저하하여 건강에 기여하는 효능 뿐만 아니라 소아의 난치성 설사 치유, 면역 부활 효과 등도 보고되어, 더욱 널리 음용되고 있는 실정이다.

그러나 기존의 유산균 식품은 대부분 우유와 같은 동물의 젖을 주성분으로 발효시켜 얻어지는데, 동양인의 경우 우유 등을 섭취하면 이를 소화, 분해시키지 못하는 유당불내증 환자가 많고, 최근의 알러지 증가 경향에 따라 우유 등을 음용할 수 없는 알러지 환자도 점차 늘어나고 있는 추세이다. 따라서, 우유 등을 음용할 수 없는 이들에 대한 유산균 발효 식품, 특히 유산균을 많이 함유하고 유통 중 에도 그 생균수를 유지하는 (생존율이 높은) 식품이 요구되고 있다.

한편 최근의 서구식 식생활로 인해 성인병의 발생률이 높아짐에 따라 건강 지향적인 식물성 음료에 대한 선호도가 높아져 가고 있는 배경 하에서, 야채에 다량의 당을 첨가하여 발효시킨 야채 발효 음료 (한국 특허공고 제 89-003696 호) 나 토마토에 우유 등을 첨가하여 발효시킨 음료 (한국 특허공고 제 91-006937 호) 에 대한 개시는 있었으나, 이들 야채 발효 음료는 당이나 우유 등의 첨가량이 많아 야채를 주성분이라고 말하기 곤란할 뿐만 아니라 향미 부족 등의 이유로 인해 선호도가 높지 않아 과즙 등의 첨가를 필요로 하는 단점을 지니므로, 과즙을 주성분으로 하는 유산균 함유 식품의 개발이 요구되고 있다.

그러나, 유산균은 발효시에 당을 대사하여 산을 생성하고, 이에 따라 배지 중의 pH 가 저하하여 유산균이 사멸하는 경향을 나타내므로, 일정한 생균수 이상의 증식이나 유지가 쉽지 않다. 따라서, 산도가 높은 과일을 주성분으로 발효시키면서 생균수를 증식, 유지하기는 더욱 어려운 실정이다.

본 발명의 목적은 기존의 우유 베이스 유산균 발효물이 아닌 사과 베이스 유산균 발효물의 제조 방법을 제공함으로써, 산성 사과 베이스를 이용해도 높은 생균수를 유지하고, 안정하게 동결건조되어 해동 후에 다시 높은 생균수를 나타내는 장기간 보존가능한 식품을 제공하는 것이다.

본 발명자들은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 유산균 발효를 위한 최적 사과 베이스와 발효 조건을 얻어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 목적은 사과를 주성분으로 유산균을 발효시켜 제조되는 유산균 사과 발효물 및 식품, 그리고 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 바람직한 제 1 실시형태는 사과 베이스를 15°bx 로 희석하고, 1M 2염기성 인산나트륨으로 pH 를 5.5 ~ 6.5 로 조정하고, 필요에 따라 아스코르브산 0.1% (w/w) 을 첨가하여 생성된 액체를 멸균 처리하고, 1염기성 인산암모늄을 0.025 ~ 0.2% (w/w) 첨가하고, 유산균을 접종하여 24 ~ 48 시간 배양함으로써 수득되는 유산균 사과 발효물의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 바람직한 제 2 실시형태는 사과 베이스를 15°bx 로 희석하고, 1M 2염기성 인산나트륨으로 pH 를 5.5 ~ 6.5 로 조정하고, 필요에 따라 아스코르브산 0.1% (w/w) 을 첨가하여 생성된 액체를 멸균 처리하고, 1염기성 인산암모늄을 0.025 ~ 0.2% (w/w) 첨가하고, 유산균을 접종하여 24 ~ 48 시간 배양하고, 당을 3 ~ 6% (w/w) 첨가하여 교반한 후 동결건조함으로써 수득되는 유산균 사과 발효 동결건조물의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에서 사과 베이스로는 사과로부터 얻어지는 액체라면 어떠한 생성물 및 제품도 이용가능하다. 본 발명에서 사용가능한 사과 베이스의 예로는 사과와 물을 혼합, 파쇄하여 얻어지는 사과 슬러리; 사과를 파쇄, 착즙한 후 불투명 섬유소 등을 원심분리로 제거해 투명하게 만든 사과즙을 농축하여 얻어지는 청징 사과 농축액; 및 사과를 파쇄, 착즙한 후 원심분리하지 않아 섬유소 등이 존재하는 불투 명 사과즙을 농축하여 얻어지는 사과 혼탁 농축액을 들 수 있고, 이 중 사과 혼탁 농축액이 특히 바람직하다.

본 발명에서 유산균으로는 인간 및 동물이 음용가능한 어떠한 균주도 이용가능하며, 락토바실러스 및 비피도박테리움 속의 균주가 바람직하고, 락토바실러스 카세이 (Lactobacillus casei ATCC 393) 및 비피도박테리움 브레베 (Bifidobacterium breve ATCC 15700) 가 특히 바람직하다.

본 발명에서 발효 방법으로는 통상적인 발효 조건이라면 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 비피도박테리움의 경우 37℃, 혐기적 조건 하에 24 ~ 48 시간정도 배양하는 것이 바람직하다. 또한, 배양에 적합한 조건, 예를 들어 정치 배양, 교반 배양, 진탕 배양, 통기 배양 등의 조건을 적당히 선택하여 수행할 수 있다.

본 발명에서 동결건조 시 유산균을 보호하기 위해 첨가하는 당으로는 해당 분야에서 동결건조 보호효과를 나타내기 위해 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않지만, 장기 보존성의 측면에서 흡습성이 크지 않은 당이 바람직하며, 글루코오스가 특히 바람직하다.

본 발명에서 절대 혐기성균 (obligate anaerobe), 예컨대 비피도박테리움속 미생물의 배양시에는 산소를 소비함으로써 그 생육을 촉진하는 물질을 배지 중에 첨가할 수 있으며, 0.1% (w/w) 아스코르브산을 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따라 얻어지는 유산균 사과 발효물은 그대로 이용할 수 있으나, 또한 필요에 따라 해당 분야에서 통상적으로 이용되는 첨가제, 예컨대 감미료, 과즙, 물, 향료, 당류, 단백질, 지방질, 비타민, 식물 추출물, 동물 추출물, 미생물 추출물, 착색제 등을 적절히 가해 농도와 풍미를 조정한 식품으로 제조할 수도 있다. 상기 식품은 각종 형상, 예컨대 건조한 분말상, 정제상 등으로 이용할 수 있으며, 이와 같은 발효물의 첨가제, 가공 수단 및 식품의 형태는 이들이 균을 사멸시키지 않고 식품의 풍미 및 성질에 해가 되지 않는 한 제한되지 않는다.

하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위해 제공되며, 본 발명을 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다.

[A. 유산균 발효를 위한 최적 조건 설정]

실시예 1. 발효를 위한 사과 베이스의 선택

실험 균주로서, MRS broth 배지에 접종한 락토바실러스 카세이 (Lactobacillus casei ATCC 393, 이하 락토바실러스균) 및 RCM 배지에 접종한 비피도박테리움 브레베 (Bifidobacterium breve ATCC 15700, 이하 비피도박테리움균) 를 37℃ 에서 24 시간 배양하여 씨드 (seed) 로 사용하였다. 사과 베이스는 ① 사과 슬러리 (거창사과원예 협동조합에서 구입한 사과와 물을 1:2 로 혼합형 mixer 로 간 것), ② 청징 사과 농축액 (50°bx, 거창사과원예 협동조합), 및 ③ 사과 혼탁 (cloudy) 농축액 (45°bx, 거창사과원예 협동조합) 을 각각 15°bx 로 희석하고, 1M 2염기성 인산나트륨으로 pH 를 6.5 로 조정하고, 비피도박테리움균을 접종할 베이스에는 아스코르브산 0.1% (w/w) 을 첨가하여 얻은 200 g 씩의 액체를 250 ㎖ 배지 병에 담아, 121℃ 에서 15 분간 고압 증기멸균 후 방냉하였다.

수득한 세 가지 사과 베이스에 락토바실러스균을 사과 베이스 1 g 당 1.33× 10⁶ (cfu/g) 개씩 접종하여 호기적 조건으로, 비피도박테리움균을 사과 베이스 1 g 당 1.40×10⁶ (cfu/g) 개씩 접종하여 혐기적 조건으로 각각 37℃ 에서 24 시간 발효시킨 후, 각각 pH, 산도 및 균수 (BL 아가 플레이트에서 계수) 를 측정하였다.

사과 베이스별 비피도박테리움균의 발효 경향

베이스	발효	pH	산도	균수 (cfu/g)
사과 슬러리	전	5.03	0.206
사과 슬러리	후	4.20	0.377	3.25×10⁸
사과 청징 농축액	전	5.71	0.914
사과 청징 농축액	후	5.54	1.002	2.50×10⁸
사과 혼탁 농축액	전	5.56	0.774
사과 혼탁 농축액	후	5.44	0.816	1.66×10⁸

사과 베이스별 락토바실러스균의 발효 경향

베이스	발효	pH	산도	균수 (cfu/g)
사과 슬러리	전	5.11	0.093
사과 슬러리	후	4.36	0.198	1.26×10¹⁰
사과 청징 농축액	전	5.50	0.842
사과 청징 농축액	후	5.21	0.975	2.59×10⁸
사과 혼탁 농축액	전	5.53	0.720
사과 혼탁 농축액	후	4.85	0.823	2.24×10¹⁰

실험 결과, 비피도박테리움균의 24 시간 발효 후 균수는 사과 베이스의 종류에 따른 차이가 거의 없었으나, 사과 슬러리에서는 pH 가 4.20 까지 급격히 저하되는 것으로 나타났다 (표 1 참조). 한편, 락토바실러스균은 사과 혼탁 농축액을 사과 베이스로 한 경우, 가장 큰 증식을 유도하는 것으로 나타났다 (표 2 참조). 따라서, 유산균 발효용 사과 베이스로서는 pH 저하가 크지 않고 증식 유도 효과가 큰 사과 혼탁 농축액을 사용하는 것이 균수 증식에 유리한 것으로 나타났다.

실시예 2. 비피도박테리움균의 증식을 유도하기 위한 최적 pH 설정

사과 혼탁 농축액의 희석액 (15°bx) 에 아스코르브산 0.1% (w/w) 를 첨가한 후, 1M NaOH 와 1M 2염기성 인산나트륨을 이용해 희석액의 pH 를 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5 및 7.0 으로 조정하여 얻은 200 g 씩의 액체를 250 ㎖ 배지 병에 담아, 121℃ 에서 15 분간 고압 증기멸균 후 방냉하였다.

방냉한 희석액에, RCM 배지에서 배양한 비피도박테리움균 씨드를 사과 베이스 1 g 당 1.40×10⁶ (cfu/g) 개씩 접종하여 혐기적 조건으로 37℃ 에서 24 시간 발효시킨 후, 염기 소비량, pH 및 균수를 측정하였다.

NaOH 를 이용한 경우
발효 전 pH	100g 당 염기 (NaOH) 소비량 (㎖)	발효 후 pH	균수 (cfu/g)
대조군 (4.2, 조절안함)	-	3.80	2.50×10⁴
4.5	1.74	4.34	8.30×10⁵
5.0	2.54	4.99	1.03×10⁶
5.5	2.80	5.43	7.20×10⁵
6.0	3.10	5.60	1.22×10⁶
6.5	3.33	5.63	2.49×10⁶
7.0	3.50	5.65	3.00×10⁵
2염기성 인산나트륨을 이용한 경우
발효 전 pH	100g 당 염기 (Na₂HPO₄) 소비량 (㎖)	발효 후 pH	균수 (cfu/g)
대조군 (4.2, 조절안함)	-	3.80	2.50×10⁴
4.5	2.10	4.42	6.00×10⁴
5.0	2.28	5.02	2.83×10⁵
5.5	4.46	5.39	9.63×10⁶
6.0	5.66	5.46	1.28×10⁶
6.5	7.64	5.72	3.85×10⁷
7.0	13.8	6.20	2.37×10⁶

발효 결과, Na₂HPO₄ 를 이용하여 pH 를 5.5 ~ 6.5 로 조정했을 때의 균수가 높게 나왔으며, 특히 pH 를 6.5 로 조정했을 때의 균수는 3.85×10⁷ (cfu/g) 로 가장 높게 나왔다. 공통적으로 알칼리 첨가가 많아질수록 사과 베이스의 갈색도가 증가하였다.

실시예 3. 비피도박테리움균의 증식을 유도하기 위한 탄소원 설정

사과 혼탁 농축액의 희석액 (15°bx) 에 아스코르브산 0.1% (w/w) 를 첨가하고, 1M 2염기성 인산나트륨으로 pH 를 6.5 로 조정한 후, 글루코오스, 락토오스, 라프틸린, 라프티믹스, 트레할로스, 말트덱스트린을 각각 1% (w/w) 씩 첨가하여 얻은 200 g 씩의 액체를 250 ㎖ 배지 병에 담아, 121℃ 에서 15 분간 고압 증기멸균 후 방냉하였다.

방냉한 희석액에, RCM 배지에서 배양한 비피도박테리움균 씨드를 사과 베이스 1 g 당 1.40×10⁶ (cfu/g) 개씩 접종하여 혐기적 조건으로 37℃ 에서 24 시간 발효시킨 후, pH, 산도 및 균수를 측정하고, 동결건조 후 생균수를 측정하였다.

탄소원	pH	산도	발효 후 균수 (cfu/g)	동결건조 후 생균수 (cfu/g)
대조군 (무첨가)	5.61	1.462	2.02×10⁸	9.75×10⁸
글루코스	5.56	1.370	3.26×10⁸	9.54×10⁸
락토오스	5.59	1.406	7.40×10⁸	2.19×10⁹
말트덱스트린	5.56	1.389	3.30×10⁸	1.39×10⁹
라프틸린	5.55	1.167	2.67×10⁸	1.38×10⁹
라프티믹스	5.55	1.434	1.90×10⁸	1.19×10⁹
트레할로스	5.55	1.404	2.13×10⁸	1.72×10⁹

락토오스 첨가에 의해 균수 증식이 가장 많이 유도되는 경향이 나타났으나 유의적인 차이는 없었다. 그러나 사과 혼탁 농축액의 희석액과 아스코르브산 및 2염기성 인산나트륨만이 첨가된 대조군을 동결건조하는 경우, 완전한 동결건조가 어렵고 건조 상태가 오래 지속되지 못하는 것으로 나타났으므로, 당 등의 부형제를 첨가해 동결건조하는 것이 필요함을 알 수 있었다.

실시예 4. 비피도박테리움균의 증식을 유도하기 위한 질소원 설정

사과 혼탁 농축액의 희석액 (15°bx) 에 아스코르브산 0.1% (w/w) 를 첨가하고, 1M 2염기성 인산나트륨으로 pH 를 6.5 로 조정한 후, 소 추출물, 카제인산 가수분해물, 트립톤, 유장, 우유 (상품명: 서울우유), 대두유 (상품명: 베지밀 A) 를 각각 1% (w/w) 씩 첨가하여 얻은 200 g 씩의 액체를 250 ㎖ 배지 병에 담아, 121℃ 에서 15 분간 고압 증기멸균 후 방냉하였다.

방냉한 희석액에, RCM 배지에서 배양한 비피도박테리움균 씨드를 사과 베이스 1 g 당 1.40×10⁶ (cfu/g) 개씩 접종하여 혐기적 조건으로 37℃ 에서 24 시간 발효시킨 후, pH, 산도 및 균수를 측정하였다.

질소원	pH	산도	발효 후 균수 (cfu/g)
대조군 (무첨가)	5.89	1.284	1.18×10⁷
소 추출물	4.85	1.941	4.50×10⁸
카제인산 가수분해물	5.93	1.385	3.45×10⁵
트립톤	4.51	2.393	5.60×10⁸
유장	5.69	1.389	1.96×10⁸
우유	5.75	1.302	5.00×10⁷
대두유	5.64	1.365	1.89×10⁸

질소원을 첨가하지 않은 대조군에 비해, 카제인산 가수분해물 첨가시에는 균수 증식이 크게 저해되는 것으로 나타났으나, 나머지 질소원 첨가에 의해서는 유의적인 균수 증식을 관찰할 수 있었고, 특히 소 추출물, 트립톤에 의해서는 각각 4.50×10⁸, 5.60×10⁸ (cfu/g) 까지의 균수 증식을 관찰할 수 있었다.

실시예 5. 비피도박테리움균의 증식을 유도하기 위한 무기염류 설정

사과 혼탁 농축액의 희석액 (15°bx) 에 아스코르브산 0.1% (w/w) 를 첨가하고, 1M 2염기성 인산나트륨으로 pH 를 6.5 로 조정한 후, 염화암모늄, 2염기성 시트르산암모늄, 1염기성 인산암모늄, 황산마그네슘, 아세트산나트륨을 각각 0.1% (w/w) 씩 첨가하여 얻은 200 g 씩의 액체를 250 ㎖ 배지 병에 담아, 121℃ 에서 15 분간 고압 증기멸균 후 방냉하였다.

무기염류	pH	산도	발효 후 균수 (cfu/g)
대조군 (무첨가)	5.80	1.189	3.88×10⁹
염화암모늄	5.53	1.313	2.38×10¹⁰
2염기성 시트르산암모늄	5.60	1.418	1.38×10¹¹
1염기성 인산암모늄	5.66	1.427	1.66×10¹¹
황산마그네슘	5.65	1.269	1.42×10¹⁰
아세트산나트륨	5.71	1.268	1.64×10¹⁰

무기염류를 첨가하지 않은 대조군에 비해, 1염기성 인산암모늄, 2염기성 시트르산암모늄 첨가에 의해 균수 증식이 크게 증가하는 것으로 나타났다. 이는 사과 베이스에서의 유산균 발효 시에, 탄소원 및 질소원의 첨가보다 무기염류의 첨가가 더 큰 영향을 미친다는 것을 나타낸다.

실시예 6. 비피도박테리움균의 증식을 유도하기 위한 1염기성 인산암모늄의 최적 농도 설정

사과 혼탁 농축액의 희석액 (15°bx) 에 아스코르브산 0.1% (w/w) 를 첨가하고, 1M 2염기성 인산나트륨으로 pH 를 6.5 로 조정하였다. 이어서, 실시예 5 에서 유산균 증식을 가장 크게 촉진한 1염기성 인산암모늄의 최적 농도를 설정하기 위해, 1염기성 인산암모늄을 각각 0.01, 0.025, 0.05, 0.075, 0.1 및 0.2% (w/w) 씩 첨가하여 얻은 200 g 씩의 액체를 250 ㎖ 배지 병에 담아, 121℃ 에서 15 분간 고압 증기멸균 후 방냉하였다.

농도 (% (w/w))	pH	산도	발효 후 균수 (cfu/g)
대조군 (무첨가)	5.77	1.41	8.20×10⁷
0.010	5.75	1.50	9.50×10⁷
0.025	5.75	1.44	2.15×10⁸
0.050	5.74	1.55	1.56×10⁸
0.075	5.70	1.65	3.35×10⁸
0.100	5.59	1.78	1.61×10⁹
0.200	5.56	1.93	5.42×10⁹

1염기성 인산암모늄을 첨가하지 않은 대조군에 비해, 1염기성 인산암모늄 0.025 ~ 0.2% (w/w) 첨가에 의해 균수 증식이 높게 나타났고, 특히 0.1% (w/w) 첨가 시 균수 증식이 19 배 높게 나타났으며, 그 이후의 농도에서는 균수 증식 촉진 효과가 감소하는 것으로 나타났다.

실시예 7. 사과 혼탁 농축액 중 비피도박테리움균의 시간대별 균수 변화

사과 혼탁 농축액의 희석액 (15°bx) 에 아스코르브산 0.1% (w/w) 를 첨가하고, 1M 2염기성 인산나트륨으로 pH 를 6.5 로 조정하고, 여기에 1염기성 인산암모늄 0.1% (w/w) 를 첨가하여 얻은 200 g 씩의 액체를 250 ㎖ 배지 병에 담아, 121℃ 에서 15 분간 고압 증기멸균 후 방냉하였다.

방냉한 희석액에, RCM 배지에서 배양한 비피도박테리움균 씨드를 사과 베이스 1 g 당 1.40×10⁶ (cfu/g) 개씩 접종하여 혐기적 조건으로 37℃ 에서 각각 2, 12, 24, 36, 48, 60, 및 72 시간 발효시킨 후, pH, 산도 및 균수를 측정하였다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 균수는 발효 2 ~ 12 시간 사이에 급격히 증가하여 24 ~ 48 시간 사이에서 높은 균수가 얻어졌으며, 특히 발효 36 ~ 48 시간 사이에서 최고치를 나타냈고, 이후 감소하는 경향을 나타내었다. 1염기성 인산나트륨을 첨가한 경우, 36 ~ 48 시간 사이에서 균수는 2.68×10⁸ ~ 1.17×10⁹ (cfu/g) 으로 가장 높게 나타났다.

실시예 1 내지 7 을 통해, 탄소원이나 질소원의 첨가는 비피도박테리움균의 균수 증가에 큰 영향을 미치지 못하는 반면, 무기염류인 1염기성 인산암모늄 0.1% (w/w) 첨가는 10 배 가까운 균수 증식을 유도하는 것으로 나타났다. 또한, 1염기성 인산암모늄 0.1% (w/w) 첨가 조건 하에서 최대 균수를 유도할 수 있는 발효 시간은 24 ~ 48 시간으로 나타났다.

[B. 동결건조물의 제조를 위한 최적 조건 설정]

실시예 8. 락토바실러스균을 이용한 동결건조물의 제조

동결건조 중 생균수가 급감하는 것을 억제하기 위해, 사과 유산균 발효물에 당을 1.5% (w/w) 첨가하고 교반한 후, -80℃ 급속 냉동고 (deep freezer) 에서 24 시간 동결하고, 이어서 동결건조기 (lyophilizer) 로 건조하여 잔존 생균수를 조사하였다.

당	동결건조 후 생균수 (cfu/g)
대조군	1.63×10¹⁰
DE 12	1.96×10⁹
글루시덱스 12	2.13×10⁹
글루코스	8.33×10¹⁰
라프틸린 GR	2.13×10⁹
라프티믹스 10	3.04×10¹⁰
라프틸로스 p95	3.09×10¹⁰
시너지 1	1.75×10⁹
트레할로스	3.34×10¹⁰
당을 첨가하지 않은 대조군의 경우, pH 는 4.12, 산도는 0.255% (w/w), 동결건조 전 생균수는 4.92×10⁹ (cfu/g) 이었다.

대조군에 비해, 당을 첨가함으로써 동결건조 후 생균수가 증가하는 것을 알 수 있었고, 특히 글루코스 1.5% (w/w) 첨가시 생균수는 대조군에 비해 5.11 배 높아지는 것을 관찰하였다. 이에 따라, 가장 우수한 동결보호능을 나타낸 글루코오스를 대상으로, 첨가하는 당의 농도를 0, 1.5, 3.0, 4.5, 6.0% (w/w) 로 변화시켜 동결건조 후 생균수를 조사하였다.

글루코스 첨가 농도 (% (w/w))	동결건조 후 생균수 (cfu/g)
대조군	5.23×10⁸
1.5	1.06×10⁹
3.0	1.06×10¹⁰
4.5	7.11×10⁹
6.0	7.85×10⁹
당을 첨가하지 않은 대조군의 경우, pH 는 4.17, 산도는 0.243% (w/w), 동결건조 전 생균수는 2.71×10⁹ (cfu/g) 이었다.

사과 발효물에 글루코스를 3 ~ 6% (w/w) 첨가함으로써 대조군에 비해 동결건조 후의 생균수가 유의미하게 증가하였고, 특히 3% (w/w) 농도로 첨가하였을 때 대조군에 비해 20.3 배 더 많은 생균수가 관찰되었다.

실시예 9. 비피도박테리움균을 이용한 동결건조물의 제조

락토바실러스균 대신에 비피도박테리움균을 이용한 것을 제외하고는 실시예 8 과 동일하게 다양한 당을 첨가하여 동결건조를 수행하고, 잔존 생균수를 조사하였다.

당	동결건조 후 생균수 (cfu/g)
대조군	4.78×10⁸
DE 12	4.34×10⁸
글루시덱스 12	4.34×10⁸
글루코스	8.84×10⁸
라프틸린 GR	4.08×10⁸
라프티믹스 10	3.04×10⁸
라프틸로스 p95	7.60×10⁸
시너지 1	5.60×10⁸
트레할로스	6.92×10⁸
당을 첨가하지 않은 대조군의 경우, pH 는 4.48, 산도는 0.724% (w/w), 동결건조 전 생균수는 6.00×10⁶ (cfu/g) 이었다.

실시예 8 의 결과와 마찬가지로, 대조군에 비해 당을 첨가함으로써 동결건조 후 생균수가 증가하는 것을 알 수 있었고, 특히 글루코스 1.5% (w/w) 첨가시 생균수가 대조군에 비해 1.85 배 높아지는 것을 관찰하였다. 이에 따라, 가장 우수한 동결보호능을 나타낸 글루코오스를 대상으로, 첨가하는 당의 농도를 0, 1.5, 3.0, 4.5, 6.0% (w/w) 로 변화시켜 동결건조 후 생균수를 조사하였다.

글루코스 첨가 농도 (% (w/w))	동결건조 후 생균수 (cfu/g)
대조군	2.98×10⁸
1.5	2.13×10⁸
3.0	5.62×10⁸
4.5	4.90×10⁸
6.0	4.71×10⁸
당을 첨가하지 않은 대조군의 경우, pH 는 4.51, 산도는 0.711% (w/w), 동결건조 전 생균수는 3.86×10⁶ (cfu/g) 이었다.

사과 발효물에 글루코스를 3 ~ 6% (w/w) 첨가함으로써 대조군에 비해 동결건조 후의 생균수가 유의미하게 증가하였고, 특히 3% (w/w) 농도로 첨가하였을 때 대조군에 비해 2.1 배 더 많은 생균수가 관찰되었다.

실시예 8 및 9 를 통해, 동결건조 후 생균수를 당의 첨가로 최대화시킬 수 있으며, 락토바실러스균 및 비피도박테리움균 모두 글루코스 3 ~ 6% (w/w) 첨가시 최대 생균수를 나타내는 것을 관찰하였다.

본 발명의 제조 방법에 따르면, 주성분으로서 우유가 아니라 사과를 사용하여, 높은 생균수가 얻어지고, 동결건조 시에도 안정하게 장기간 생균수를 유지할 수 있는 유산균 사과 발효물 및 식품을 제공할 수 있다. 이에 따라, 낙과 등으로 인해 상품가치를 잃은 사과 등을 유산균 발효시켜 건강 식품으로 활용할 수 있게 된다.

Claims

a) 사과 베이스를 15°bx 로 희석하는 단계;

b) 1M 2염기성 인산나트륨으로 pH 를 5.5 ~ 6.5 로 조정하는 단계;

d) 생성된 액체를 멸균 처리하는 단계;

e) 방냉한 희석액에, 1염기성 인산암모늄을 0.025 ~ 0.2% (w/w) 첨가하는 단계;

f) 유산균을 접종하여 24 ~ 48 시간 배양하는 단계를 포함하는 유산균 사과 발효물의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

c) 아스코르브산 0.1% (w/w) 을 첨가하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 사과 베이스가 사과를 파쇄, 착즙한 후 원심분리하지 않아 섬유소 등이 존재하는 불투명 사과즙을 농축하여 얻어지는 사과 혼탁 농축액인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 멸균 처리가 121℃ 에서 15 분간 고압 증기멸균 후 방냉하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 유산균이 락토바실러스속 또는 비피도박테리움속 균주인 것을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 락토바실러스속 균주가 락토바실러스 카세이 (ATCC 393) 인 것을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 비피도박테리움속 균주가 비피도박테리움 브레베 (ATCC 15700) 인 것을 특징으로 하는 방법.
a) 사과 베이스를 15°bx 로 희석하는 단계;

b) 1M 2염기성 인산나트륨으로 pH 를 5.5 ~ 6.5 로 조정하는 단계;

d) 생성된 액체를 멸균 처리하는 단계;

e) 방냉한 희석액에, 1염기성 인산암모늄을 0.025 ~ 0.2% (w/w) 첨가하는 단계;

f) 유산균을 접종하여 24 ~ 48 시간 배양하는 단계;

g) 생성된 발효물에 당을 3 ~ 6% (w/w) 첨가하여 교반한 후, 동결건조하는 단계를 포함하는 유산균 사과 발효 동결건조물의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,

c) 아스코르브산 0.1% (w/w) 을 첨가하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 사과 베이스가 사과를 파쇄, 착즙한 후 원심분리하지 않아 섬유소 등이 존재하는 불투명 사과즙을 농축하여 얻어지는 사과 혼탁 농축액인 것을 특징으로 하는 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 멸균 처리가 121℃ 에서 15 분간 고압 증기멸균 후 방냉하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 동결건조가 -80℃ 급속 냉동고 (deep freezer) 에서 24 시간 동결하고, 이어서 동결건조기 (lyophilizer) 로 건조하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 유산균이 락토바실러스속 또는 비피도박테리움속 균주인 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 락토바실러스속 균주가 락토바실러스 카세이 (ATCC 393) 인 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 비피도박테리움속 균주가 비피도박테리움 브레베 (ATCC 15700) 인 것을 특징으로 하는 방법.
제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 당이 글루코스인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항의 방법으로 제조되는 유산균 사과 발효물.
제 8 항의 방법으로 제조되는 유산균 사과 발효 동결건조물.
제 17 항의 발효물 또는 제 18 항의 동결건조물을 이용하여 제조되는 식품.