KR100925304B1 - 비피도박테리움속 세균 및 이것을 사용한 발효식품 - Google Patents
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Abstract
교반 보존해도 높은 생잔율을 나타내고, 생균을 많이 포함하는 발효식품을 제조할 수 있는 비피도박테리움속 세균의 제공 및 생균 수가 많고, 비피도박테리움속 세균을 가지며, 장내 유해균의 억제, 정장작용 등의 생리효과가 높은 발효식품의 제공.
밀크를 주성분으로 하는 배지 중에서 생균 수 1×108 cfu/mL 이상이 될 때까지 배양된 후, 10℃에서 14일간 교반을 수반하는 호기조건하에서 보존된 경우의 생잔율이 30% 이상인 비피도박테리움속 세균 및 이것을 사용한 발효식품.
비피도박테리움속 세균, 발효식품, 생균, 생잔율, 교반 보존, 호기조건
Description
본 발명은 교반처리가 시행되면서 보존된 경우이더라도 높은 생잔성(viability)을 갖는 비피도박테리움속 세균 및 이것을 함유하는 발효식품에 관한 것이다.
비피도박테리움속 세균은 편성 혐기성 균(obligate anaerobe)으로, 효소에 약해서 발효제품에 있어서는 제조시의 증식이나 보존시의 생잔성 등 취급에 곤란한 점이 많다. 비피도박테리움속 세균의 생리효과(정장효과 등)를 얻기 위해서는 가능한 한 많은 균이 살아있는 채로 장에 도달할 필요가 있다고 생각되고 있으며, 특히 발효식품 중에서의 균의 생잔성, 식사 후의 장으로의 도달률을 높이는 것이 이러한 종류의 식품 제조에 있어서 중요한 인자가 되고 있다.
최근, 각종 방법에 의한 균주의 개량에 의해 증식성이나 생잔성이 개선된 균주가 제작되고 있다. 또한, 제조방법의 개량이나 각종 생잔성 개선제, 예를 들면 N-아세틸 글루코사민, 판토텐산, 판테친, 판테테인, 펩티드류, 락툴로스 등의 첨가에 의해 발효식품 레벨로의 생잔성 개선도 시행되고 있다.
그러나, 발효식품의 제조현장에서는 생산비용, 작업성 면에서 비피도박테리 움속 세균의 발효물을 전부 당일 충전하는 것이 어려워, 현재 상태에서는 다른 첨가물 등과 조합한 반제품으로서 호기적인 스토리지 탱크(storage tank)에서 며칠 보존되고 있다. 이러한 호기적 환경하에 놓여도 높은 생균수를 규격으로 하여 생잔성이 양호한 제품을 안정하게 제공하기 위해서는 더욱 생잔성을 개선할 필요가 있다.
그렇지만, 호기조건 또는 산 첨가 등의 과혹한 조건하에 있어서 살아남은 균이 생잔성이 높아져 있지는 않아 지금까지 이상으로 생잔성이 우수한 균주를 얻는 것은 매우 곤란했다. 또한, 제조방법의 개량이나 각종 생잔성 개선제의 첨가에 의해서도 제조현장에 있어서 호기적으로 보존된 발효식품 중의 균의 생잔성을 제품의 출하 후까지 충분히 높여 두는 것은 곤란했다.
따라서, 본 발명의 목적은, 균을 발효한 후에 용기로의 충전이나 시장으로의 출하 등이 행해질 때까지 임의의 기간 보존된 경우이더라도, 생균수가 높고 생잔성이 양호한 비피도박테리움속 세균 및 이것을 사용하여 제조된 발효식품을 제공하는 데 있다.
발명의 개시
이러한 실정에 비추어 본 발명자 등은 예의 연구를 행하여, 발효유 출하 전의 보존시에는 발효식품의 균일성을 유지하기 위해 탱크 내에서 교반처리가 시행되는 경우가 많은 것에 주목하였다. 발효식품의 제조시에는 비피도박테리움속 세균은 상기 균에게 있어서 과혹한 환경하에 노출되어 있다고 생각된다. 따라서, 교반을 수반하는 호기 보존을 행한 후의 생잔율이 높은 비피도박테리움속 세균을 선택하고, 이것을 사용하여 발효한 발효물을 교반 보존한 경우에 발효물 중 균의 생잔성이 현저하게 개선되는 것을 발견하였다. 또한, 당해 발효물을 사용하여 발효식품으로 한 경우에도 그 보존시 균의 생잔성이 현저하게 개선되는 것을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명은 밀크(乳, milk)를 주성분으로 하는 배지 중에서 생균수 1×108 cfu/mL 이상이 될 때까지 배양된 후 10℃에서 14일간 교반을 수반하는 호기조건하에서 보존된 경우의 생잔율이 30% 이상인 비피도박테리움속 세균을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 상기 비피도박테리움속 세균에 의해 발효된 발효물을 함유하는 것을 특징으로 하는 발효식품을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 상기 비피도박테리움속 세균의 하나 또는 둘 이상에 의해 발효된 발효물을 포함하는 발효식품으로서, 제조 직후의 당해 식품 중의 비피도박테리움속 세균 수가 1×108 cfu/mL 이상이고, 10℃에서 14일간 교반을 수반하는 호기조건하에서 보존된 경우의 당해 비피도박테리움속 세균 중 어느 하나의 생잔율이 30% 이상인 비피도박테리움속 세균 함유 발효식품을 제공하는 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1은 실시예 2에 있어서 각 균주를 함유하는 발효유제품을 10℃에서 교반 보존했을 때의 생균수를 나타내는 도면이다.
도 2는 실시예 2에 있어서 각 균주를 함유하는 발효유제품을 10℃에서 1주일간 교반 보존하고 나서 충전하여 혐기적으로 정치(靜置) 보존했을 때의 생균수를 나타내는 도면이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 비피도박테리움속 세균은 밀크를 주성분으로 하는 배지 중에서 생균수 1×108 cfu/mL 이상이 될 때까지 배양된 후, 10℃에서 14일간 교반을 수반하는 호기조건하에서 보존된 경우의 생잔율이 30% 이상인 것이다. 여기에서, 밀크를 주성분으로 하는 배지란, 밀크를 주된 영양원으로서 포함하고 비피도박테리움속 세균의 생육이 가능한 배지로, 밀크로서는 우유(전지유), 그의 가공품인 탈지유 등을 들 수 있다.
이러한 배지 중에서 비피도박테리움속 세균을 배양할 때의 배양조건은 특별히 한정되지 않고, 사용하는 비피도박테리움속 세균의 생육조건에 맞춰 적절히 설정하면 되지만, 대체로 30~40℃, 바람직하게는 33~37℃에서 혐기적으로 배양하는 것이 바람직하다. 또한, 비피도박테리움속 세균 중에는 밀크만 영양원으로 해서는 생육이 곤란한 주도 있지만, 그러한 경우에는 각종 당질이나 효모 추출물(yeast extract), 펩티드류 등 비피도박테리움속 세균의 필수 영양원이나 증식 촉진물질 등을 배지에 첨가해도 된다. 또한, 비피도박테리움속 세균과 함께 배양함으로써 그 증식을 돕는, 락토코커스 락티스(Lactococcus lactis) 등의 유산균 등과 동시에 배양하는 것도 가능하다.
또한, 비피도박테리움속 세균의 배양에 사용하는 배지 중 일반적으로 사용할 수 있는 것으로서는, 20 중량%(이하 간단히 %라고 기재한다) 탈지분유 및 0.03% 미스트(Meast)를 포함하는 액체 배지를 들 수 있다. 이러한 배지 중에서라면 거의 모든 비피도박테리움속 세균이 생육 가능하고, 본 발명의 균이라면 1×108 cfu/mL 이상까지 배양된 후 상기와 같은 교반 보존을 행해도 30% 이상의 생잔율을 나타낸다.
본 발명의 비피도박테리움속 세균으로서는 이러한 배지 중에서 1×109
cfu/mL 이상까지 배양된 후 30% 이상의 생잔율을 나타내는 것이 특히 바람직하다.
통상, 발효유 등의 비피도박테리움속 세균을 포함하는 음식품 등을 제조할 때는 소량으로 높은 균수를 얻는 것이 요구되기 때문에, 보존 후에도 제품 중의 균수를 1×107 cfu/mL를 상회하는 정도로 유지할 수 있도록 제품의 설계가 행해지고 있다. 본 발명과 같이 1×108 cfu/mL 이상의 균수로 교반 보존 후의 생잔율이 높은 주는, 높은 균수의 음식품 등에 있어서도 높은 교반 내성(생잔율)을 갖는 동시에 교반 보존 후 정치 보존된 경우, 즉 상품형태가 된 후, 보존된 상태에서의 생잔율도 현저하게 높은 것이다. 특히, 1×109 cfu/mL 이상까지 배양된 후의 생잔율이 높은 주는 상기 효과가 양호하다.
또한, 본 발명에 있어서 교반 보존이란, 밀크를 주성분으로 하는 배지에서 비피도박테리움속 세균을 배양한 배양물 또는 적절히 시럽 등과 조합하여 제작한 발효식품을 호기적인 상태에서 교반자(stirring bar)나 교반날개(mixing propeller)를 사용하여 교반을 계속하여 보존하는 것이다.
비피도박테리움속 세균의 생잔율을 확인할 때, 구체적으로는 교반자를 넣은 300 mL 플라스크에 배양물 또는 발효식품을 300 mL 부어 솜으로 막고, 이 플라스크를 10℃의 항온기 중에서 마그네틱 스터러(magnetic stirrer)를 사용하여 약 120 r/분으로 교반을 계속하여 보존하는 방법을 사용하면 된다.
또한, 생잔율이란 보존 후에 어느 정도 생균이 존재하고 있는가를 나타내는 것으로, 생균 수는 일반적인 방법에 따라 구할 수 있다. 예를 들면, 적절히 희석한 생균을 포함하는 발효물(식품)을 TYL 한천 평판배지에 도말(spreading)하고, 37℃에서 72시간 혐기적으로 배양한 후의 배지 상의 콜로니를 측정함으로써 구할 수 있다.
본 발명에 있어서 생잔율이란, 밀크를 주성분으로 하는 배지 중에서 생균 수 1×108 cfu/mL 이상이 될 때까지 배양된 배양액 또는 제조 직후의 발효식품 중의 보존 전의 생균 수에 대한 교반 보존(10℃, 14일) 후의 생균 수의 비율이다.
이러한 교반 보존에 있어서 30% 이상의 생잔율을 갖는 비피도박테리움속 세균은 당해 균주를 사용하여 발효식품을 제조했을 경우에 탱크 내에서 교반 보존된 경우 등에도 높은 생잔율이 얻어질 뿐만 아니라, 제품화하여 보존한 후까지 생잔성이 높게 유지되어 매우 유용하다.
본 발명에 있어서, 비피도박테리움속 세균의 균종은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 비피도박테리움 브레베(Bifidobacterium. breve), 비피도박테리움 비피덤(B. bifidum), 비피도박테리움 롱검(B. longum), 비피도박테리움 인판티스(B. infantis), 비피도박테리움 카테눌라텀(B. catenulatum), 비피도박테리움 아니말리스(B. animalis), 비피도박테리움 슈도카테눌라텀(B. pseudocatenulatum), 비피도박테리움 아돌레스센티스(B. adolescentis) 등 모두 적합하게 사용할 수 있다. 그 중에서도 비피도박테리움 브레베, 비피도박테리움 비피덤, 비피도박테리움 롱검이 발효식품 제조 후의 생잔성 개선효과가 높고, 안전성 등도 충분히 확인되어 있기 때문에 바람직하며, 특히 비피도박테리움 브레베가 바람직하다.
이러한 교반 보존 후의 생잔율이 높은 균은, 예를 들면 먼저 친주(parent strain)가 되는 비피도박테리움속 세균을 배양하여 얻어진 발효물을 2주일 정도 교반하면서 보존하고, 살아남은 균 중에서 내성이 높은 것을 선발함으로써 얻을 수 있다.
이러한 방법에 의해 교반 보존 후의 생잔율이 특히 높은 균주로 인정된 두 주를 비피도박테리움 브레베 YIT 10001(FERM BP-8205), 비피도박테리움 브레베 YIT 10002(FERM BP-8206)로서 각각 2001년 8월 14일자로 독립행정법인 산업기술종합연구소 특허생물기탁센터(일본국 이바라키 쯔쿠바시 히가시 1-1-1 츄오 제6(우편번호 305-8566))에 기탁하였다.
비피도박테리움 브레베 YIT 10001 및 YIT 10002는 이하와 같은 균학적 성질을 갖는다.
또한, 자외선이나 니트로소구아니딘(NTG), 에틸메탄설폰산(EMS) 등 돌연변이 유도체 등에 의한 처리를 행하여 교반 보존 후에 높은 생잔율을 갖는 주를 선택하는 것도 가능하다.
본 발명의 발효식품은 상기와 같은 비피도박테리움속 세균에 의해 발효된 발효물을 적어도 1종류 이상 함유하는 것으로, 제조 직후의 당해 식품(비피도박테리움속 세균 수 1×108 cfu/mL 이상)을 10℃에서 14일간 교반을 수반하는 호기조건하에서 보존한 경우의 당해 비피도박테리움속 세균의 생잔율이 30% 이상인 것이다. 발효식품으로서는 예를 들면 발효유, 발효 두유, 발효 과즙, 발효 식물유액 등을 들 수 있고, 특히 발효유, 발효 두유라면 제품 보존 후까지 생잔성이 현저하게 개선되기 때문에 바람직하다.
발효식품으로서는 배양 후의 배양물 중에 비피도박테리움속 세균을 1×109 cfu/mL 이상 포함하고, 다른 성분을 가하여 제품화한 직후에는 1×108 cfu/mL 이상 포함하는 것이 바람직하다. 이 정도까지 균을 증식시킨 경우에는 다른 주(예를 들면 친주)를 사용한 경우와 비교하여 특히 우수한 생잔성 개선효과를 얻을 수 있다.
발효식품의 제조에는 본 발명의 비피도박테리움속 세균 이외의 미생물을 병용하는 것도 가능하다. 이러한 미생물로서는, 예를 들면, 락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 가세리(L. gasseri), 락토바실러스 플란타룸(L. plantarum), 락토바실러스 부히네리(L. buchneri), 락토바실러스 카제이(L. casei), 락토바실러스 존소니(L. johnsonii), 락토바실러스 갈리나룸(L. gallinarum), 락토바실러스 아밀로보러스(L. amylovorus), 락토바실러스 브레비스(L. brevis), 락토바실러스 람노서스(L. rhamnosus), 락토바실러스 케피어(L. kefir), 락토바실러스 파라카제이(L. paracasei), 락토바실러스 크리스파터스(L. crispatus), 락토바실러스 델브룩키 서브스피시즈. 델브룩키(L. delbrueckii subsp. delbrueckii), 락토바실러스 델브룩키 서브스피시즈. 불가리쿠스(L. delbrueckii subsp. bulgaricus), 락토바실러스 헬베티쿠스(L. helveticus), 락토바실러스 제아에(L. zeae), 락토바실러스 살리발리우스(L. salivalius) 등의 락토바실러스속 세균; 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus) 등의 스트렙토코커스속 세균; 락토코커스 락티스 서브스피시즈. 크레모리스(Lactococcus lactis subsp. cremoris), 락토코커스 락티스 서브스피시즈. 락티스(Lactococcus lactis subsp. lactis) 등의 락토코커스속 세균; 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 등의 바실러스속 세균; 사카로마이세스 세레비시에(Saccharomyses cerevisiae), 토룰라스포라 델브룩키(Torulaspora delbrueckii), 캔디다 케피어(Candida kefyr) 등의 사카로마이세스속, 토룰라스포라속, 캔디다속 등에 속하는 효모 등을 들 수 있다.
이들 중, 락토바실러스속 세균, 스트렙토코커스속 세균 및 락토코커스속 세균으로부터 선택되는 1종류 이상을 병용하여 발효유제품을 제조하면 높은 기호성이 얻어지기 때문에 계속적인 음용이 용이하고, 또한 생잔율의 향상효과도 높기 때문에 바람직하다.
본 발명의 발효식품은 통상의 방법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들면, 발효 유를 제조하기 위해서는 먼저 살균한 밀크 배지에 비피도박테리움속 세균을 단독 또는 다른 미생물과 동시에 접종 배양하고, 이것을 균질화 처리하여 발효유 베이스를 얻는다. 이어서, 별도 조제한 시럽 용액을 첨가 혼합하여 호모게나이저 등으로 균질화하고, 추가로 플레이버(flavor)를 첨가하여 최종 제품으로 완성하면 된다.
이와 같이 하여 얻어지는 본 발명의 발효유는 플레인 타입(plane type), 소프트 타입(soft type), 후르츠 플레이버 타입(fruit flavor type), 고형상, 액형상 등 어떤 형태의 제품으로도 할 수 있다.
본 발명의 발효식품에는 통상의 발효식품에 사용되는 식품 소재, 예를 들면 각종 당질, 유화제, 증점제, 감미료, 산미료, 과즙 등을 적절히 배합할 수 있다. 구체적으로는, 수크로오스, 이성화당, 글루코오스, 과당, 팔라티노스, 트레할로스, 락토오스, 크실로오스 등의 당류; 소르비톨, 크실리톨, 에리스리톨, 락티톨, 팔라티니트, 환원 물엿, 환원 맥아당 물엿 등의 당 알코올류; 수크로오스 지방산에스테르, 글리세린 지방산에스테르, 레시틴 등의 유화제; 카라기난, 크산탄 검, 구아 검, 펙틴, 로커스트 빈 검(locust bean gum) 등의 증점(안정)제; 구연산, 락트산, 사과산 등의 산미료; 레몬 과즙, 오렌지 과즙, 딸기계 과즙 등의 과즙류 등을 들 수 있다. 이 밖에도 비타민 A, 비타민 B류, 비타민 C, 비타민 D, 비타민 E 등의 비타민류나 칼슘, 철, 망간, 아연 등의 미네랄류 등을 첨가할 수 있다.
이어서, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만 본 발명은 이들 실시예에 한정되지는 않는다.
실시예 1
비피도박테리움 브레베 A주(YIT 4065: FERM BP-6223: 1996년 2월 29일자로 독립행정법인 산업기술종합연구소 특허생물기탁센터(일본국 이바라키 쯔쿠바시 히가시 1-1-1 츄오 제6(우편번호 305-8566)에 기탁하였다.))(세팔로틴-스트렙토마이신 내성 주)를 친주로 하고 20% 탈지분유를 사용하여 락토코커스 락티스와 함께 접종하고, 37℃에서 24시간 혼합배양하여 균액을 조제하였다. 이 균액에 20% 탈지분유를 사용하여 스트렙토코커스 써모필러스를 37℃에서 20시간 배양한 균액을 가하고(혼합비 1:2), 마지막에 최종 농도 5%가 되도록 환원 맥아당 물엿을 포함하는 시럽액을 가한 발효유제품을 조제하였다. 이 발효유제품을 유리용기에 붓고 솜으로 막은 호기적인 환경에서 보존기간 중 스터러에 의한 교반을 행하였다. 이 상태로 10℃에서 2주일간 보존하여 생잔균을 배지 상에 도말하고 단일 콜로니를 2000주 분리하였다.
분리한 주와 친주인 비피도박테리움 A주로 상기와 동일하게 발효유제품을 조제하였다. 이들을 교반자를 넣은 300 mL 플라스크에 300 mL 넣고 솜으로 막아 스터러를 사용해 120 rpm으로 교반하면서 보존하고, 보존 중의 생잔성을 비교한 바 A주와 비교하여 우수한 생잔성을 나타내는 두 주를 얻었다. 교반 보존 2주일 후의 생잔율을 표 3에 나타내지만, 이들 두 주(YIT 10001, YIT 10002)는 교반 보존 2주일에서 30% 이상의 생잔율을 나타내고 있었다. 또한, 균수 측정에는 표 4에 나타내는 조성의 TYL 배지를 사용하였다.
실시예 2 생잔성 시험
비피도박테리움속 세균으로서 비피도박테리움 브레베 YIT 10001, YIT 10002 및 A주를 각각 사용하여 발효유제품을 조제하였다.
즉, 2.5 L 발효조(jar-fermenter)에 20% 밀크 배지를 2 L 넣고, 상기 비피도 박테리움속 세균 각각과 락토코커스 락티스 YIT 2027주의 시드 스타터(seed starter)를 각각 2%, 0.01% 접종하고, 37℃에서 24시간 배양하여 15 Mpa로 균질화하여 균액을 조제하였다. 또한, 20% 탈지분유를 사용하여 스트렙토코커스 써모필러스를 37℃에서 20시간 배양하고, 15 Mpa로 균질화한 균액을 조제하였다. 이들 균액을 1:2의 비율로 혼합하고, 최종 농도 5%가 되도록 환원 맥아당 물엿을 포함하는 시럽액을 가한 발효유제품을 조제하였다(균수는 A주가 5.65×108 cfu/mL, YIT 10001이 5.34×108 cfu/mL, YIT 10002가 5.45×108 cfu/mL).
이들을 실시예 1과 동일하게 하여 10℃에서 교반 보존 또는 조제 후 1주일간 교반하고 나서 시험관에 충전하고, 기상(氣相)을 질소로 치환하여 혐기 보존했을 때의 생균 수를 측정하였다. 결과를 도 1 및 도 2에 나타낸다.
그 결과, YIT 10001 및 YIT 10002를 14일간 보존했을 때의 생잔성은 30%를 초과하여 A주에 비해 개선되어 있었다. 또한, 두 주를 교반 보존한 후 정치 보존한 경우의 생잔성도 A주에 비해 현저하게 개선되어 있었다.
실시예 3
2.5 L 발효조에 24% 밀크 배지를 2 L 넣고, 비피도박테리움 브레베 YIT 10001 및 락토코커스 락티스 YIT 2027의 시드 스타터를 각각 2%, 0.01% 접종하여 37℃에서 24시간 배양하고, 15 Mpa로 균질화하여 균액을 조제하였다. 또한, 20% 탈지분유에 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 아시도필러스의 시드 스타터를 각각 0.5% 접종하고, 37℃에서 24시간 배양하여 15 Mpa로 균질화한 균액을 조제하였다. 이들 균액을 2:3의 비율로 혼합하고, 최종농도 10%가 되도록 팔라티노스를 포함하는 시럽액을 가한 발효유제품을 조제하였다(YIT 10001의 초발 균수는 5.76×108 cfu/mL).
이 발효유제품은 실시예 1과 동일하게 10℃에서 교반하면서 2주일간 보존해도 YIT 10001의 생잔율은 30% 이상이고, 풍미도 양호하였다.
본 발명의 비피도박테리움속 세균은 교반 보존해도 높은 생잔율을 나타내는 것으로 생균을 많이 포함하는 발효식품을 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명의 발효식품은 생균 수가 많아 비피도박테리움속 세균이 갖는 장내 유해균의 억제, 정장작용 등의 생리효과가 높은 것이다.
Claims (7)
- 밀크를 주성분으로 하는 배지 중에서 생균 수 1×108 cfu/mL 이상이 될 때까지 배양된 후 10℃에서 14일간 교반을 수반하는 호기조건하에서 보존된 경우의 생잔률이 30% 이상인 비피도박테리움 브레베 YIT 10001(FERM BP-8205) 또는 비피도박테리움 브레베 YIT 10002(FERM BP-8206).
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항의 비피도박테리움 브레베 YIT 10001(FERM BP-8205) 또는 비피도박테리움 브레베 YIT 10002(FERM BP-8206)에 의해 발효된 발효물을 포함하는 발효식품으로서, 제조 직후의 당해 식품 중의 비피도박테리움속 세균수가 1×108 cfu/mL 이상이고, 10℃에서 14일간 교반을 수반하는 호기조건하에서 보존된 경우의 당해 비피도박테리움속 세균의 생잔율이 30% 이상인 비피도박테리움속 세균 함유 발효 식품.
- 제5항에 있어서, 발효유인 발효식품.
- 제5항에 있어서, 추가로 감미료를 함유하는 발효식품.
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