KR101514335B1 - 유산균 배양액과 유산균 생균분말을 이용한 유산균 발효 소금 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유산균 발효 소금의 제조방법 및 그에 의하여 제조되는 유산균 발효 소금에 관한 것으로, 더 상세하게는 유산균의 배양액의 상등액인 대사산물을 천일염, 정제염, 제제소금, 태움용융소금, 가공소금 등 소금류에 1차 스프레이 분무 하여 흡착시켜 건조, 분쇄하거나 오징어 먹물 또는 히비스커스 등 식품첨가물을 추가로 더 분무, 흡착시켜 건조, 분쇄한 후 2차적으로 유산균 생균 동결건조 분말을 혼합하는 단계를 포함하여 구성된다.

Description

유산균 배양액과 유산균 생균분말을 이용한 유산균 발효 소금 및 그 제조방법{Lactic acid bacterial salt using fermentates thereof and lactic acid bacterial powder}

본 발명은 유산균 발효 소금에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유산균 생균 및 대사산물을 소금에 흡착시켜서 맛과 영양을 동시에 개선하기 위한 유산균 발효 소금에 관한 것이다.

소금(salt)은 인간이 생명을 유지하는데 있어서 반드시 필요한 무기질 중 하나이며 음식의 맛을 내는 조미료로서 오랫동안 이용되어 왔다. 음식을 통해 체내에 흡수된 소금은 나트륨과 염소 이온으로 분리되며 25∼40%가 골격조직에, 나머지는 세포외액에 존재한다. 소금은 위액의 구성성분인 염산을 만들고 근육, 신경 등의 작용을 조절하는 등 여러가지 생리적 기능을 담당하게 된다. 특히 나트륨은 세포외액에 가장 많이 존재하는 양이온으로 세포외액량, 산,염기 평형, 세포막 전위 등의 조절 및 세포막에서 물질의 능동수송을 수행하는 우리 몸에 필수적인 무기질의 하나이다. 일반적으로 나트륨의 섭취가 높을수록 고혈압 발생 가능성이 높은 것으로 알려져 있으며 나트륨의 과잉섭취는 위암발생을 증가시킨다는 보고도 있다. 소금의 종류는 생산 장소에 따라 바다소금인 천일염과 염호에 존재하는 암염이 있고 가공하는 방법에 따라 천일염, 구운 소금, 맛소금, 꽃소금, 죽염 등이 있다. 꽃소금은 제재염으로 굵은 소금을 다시 물에 녹여 재결정한 것으로 고운소금이라고 하는데 반하여 맛소금은 정제염에 글루타민산나트륨이란 화학 조미료성분을 가미한 소금이다.

히비스커스(hibiscus)는 열대지방에서 널리 재배하는 무궁화속에 속한 상록관목으로 어원을 따지면 이집트어와 그리스어의 합성어로서 '신에게 바치는 꽃(Hibis+Isco)이라고 한다. 미국 하와이주에서 3,000종 이상이 개발되었으며 꽃의 색깔은 백색,홍색,자홍색,적색,등색,황색 등이고 겹꽃도 있다. 붉은 꽃잎과 열매는 차로 사용하기도 하는데 빛깔이 루비색 같이 아름답고 향도 독특하여 허브차로 널리 음용되고 있다. 히비스커스 차는 항산화성분이 있어 체내 활성산소를 억제하는 효과와 이뇨작용, 해열에 효과가 있다.

오징어 먹물(squid ink)은 갑오징어 및 두족류에서 뽑아낸 것으로 인체에 전혀 무해하며 단백질의 일종인 멜라닌이라는 색소로 리조팀(lysoteam)이라는 방부효과가 있어 항암효과가 뛰어나다. 또한 뮤코다 당류 등 세포를 활성화시키는 물질의 함량이 높고 타우린이 풍부하다. 일본 홋카이도에서 해마다 열리는 오징어 축제에서 파는 수많은 오징어 별미 중에 오징어 먹물 아이스크림이 있다. 오징어 먹물은 스페인 카탈루냐 지방의 밥과 파스타 요리에 널리 쓰이는 재료이고 이탈리아 요리에도 역시 오징어 먹물이 쓰이며 오징어 먹물 리조토는 이탈리아 베네치아의 전통요리이다.

유산균(lactic acid bacteria)은 당류를 발효하여 에너지를 획득하고 다량의 락트산을 생성하는 세균으로 농산물이나 식품에서부터 사람이나 동물의 몸까지 자연계에 널리 분포하고 있다. 김치에서 번식하는 유산균은 크게 '류코노스톡'과 '락토바실러스'로 나뉜다. 류코노스톡(Leuconostoc sp.)은 구형의 유산균으로 탄산가스를 만들어내는 특성을 갖고 있어 신맛을 줄여줄 뿐만 아니라 감칠맛을 높여준다. 반면 락토바실러스(Lactobacillus sp.)는 탄산가스를 만들지 못해 강한 신맛을 낸다.

류코노스톡(Leuconostoc sp.)은 김치가 맛있다고 느껴질 때까지 발효를 주도하는 유산균으로 알려져 있으며 특히, 류코노스톡 김치아이(Leuconostoc kimchii MB1220)는 인하대학교 한홍의 교수 연구팀이 김치에서 분리하여 신종으로 등록된 토종유산균이다(2000). 정가진 면역연구소에서 백김치 내 류코노스톡 시트륨 (Leuconostoc citreum MB1221)은 장출혈성 대장균의 성장을 억제한다는 연구결과를 발표하였다(2012).

국내 공개특허 제10-2013-0003438에는 염수에 첨가한 미생물이 결정핵이 되어 결정화되는 미생물 소금이 개시된 바 있다. 국내 등록특허 제10-0224477호에는 락토바실러스 속 균주 및 젖산소금의 이용방법이 개시된 바 있다. 그러나 상기 특허문헌 어디에도 김치 유산균을 이용한 소금, 즉 류코노스톡 김치아이 균주를 발효시킨 배양여액을 소금에 포함시킨 방법에 관하여는 전혀 개시되거나 암시된 바 없다.

따라서 본 발명의 목적은 유산균 발효 소금의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 따른 유산균 발효 소금을 제공하는 데 있다.

본 발명의 상기 목적은 유산균 배양액을 제조하는 단계와; 상기 유산균 배양액에서 유산균 생균과 상등액을 원심분리하는 단계와; 소금에 상기에서 얻은 유산균 배양액 단독 또는 오징어 먹물, 히비스커스 등 식품첨가물을 추가로 더 혼합하여 1차 스프레이 분무하고 건조하는 단계와; 유산균 생균을 동결건조한 분말을 준비하는 단계와; 상기에서 얻은 소금에 상기 유산균 생균 동결건조 분말을 2차 혼합하는 단계를 통하여 달성하였다.

본 발명은 신규한 유산균 발효 소금을 제공하는 효과가 있으며 김치 유산균의 배양여액에 함유된 유익한 생리활성물질을 소금에 함유시켜 건강기능성, 영양과 관능을 향상시킨 뛰어난 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 류코노스톡 시트륨(Leuconostoc citreum) MB1221 균주의 사진도이다.
도 2는 본 발명 유산균 발효 소금의 제조공정을 나타낸 다이어그램이다.
도 3은 본 발명에 따른 A:유산균 황금 꽃소금, B:일반 꽃소금, C:유산균 황금 맛소금, D:일반 맛소금의 사진도이다.
도 4는 본 발명에 따라 제조된 유산균 발효 소금 제품을 A:일반 정제염, B:일반 맛소금, C:일반 꽃소금, D:유산균바이오솔트 정제염, E:유산균 바이오솔트 맛소금, F,G:유산균 블랙바이오솔트, H,I:유산균 레드바이오솔트로 구별하여 나타낸 사진도이다.

본 발명에서 소금이라 함은 모든 유형의 소금을 의미하는 것으로 천일염, 제재염, 태움용융염, 가공염 등을 포함한다.

본 발명에 따르면 1차 스프레이 분무하는 유산균 배양여액은 Leuconostoc kimchii 배양여액 및 Leuconostoc citreum 배양여액의 혼합액을 사용하고 2차 혼합하는 단계의 유산균 생균 분말은 Leuconostoc citreum 및 Lactobacillus plantarum 또는 Leuconostoc kimchii 동결건조 분말을 사용한다.

본 발명의 1차 유산균 배양액을 혼합하는 단계에서 오징어먹물, 히비스커스 등 식용 가능하고 건강기능성을 갖는 액상의 다른 식품첨가물을 첨가하는 것이 가능하고 상기 2차 유산균 생균 분말을 혼합하는 단계에서는 유산균 분말을 포함한 다른 분말 형태의 식품 첨가물을 혼합하는 것을 포함할 수 있다. 이 때, 유산균만을 흡착시킨 황금색 꽃소금(도 3A), 황금색 맛소금(도 3C) 외에도 상기 2차 유산균 생균분말을 혼합하는 단계에서 유산균 분말 외에 다른 분말 형태의 식품 첨가물의 첨가량에 따라 다양한 색택의 유산균 소금을 얻을 수 있다. 또, 1차 스프레이 분무하는 유산균 배양액 특유의 노란색 내지 갈색 색상과 첨가량에 의하여 소금의 색택이 노란색, 주황색, 밤색의 색상이 결정된다. 또, 60∼130℃의 열풍건조기에서 1∼8시간 건조하는 단계에서 건조온도와 시간에 따라서도 다양한 소금의 색택이 결정될 수 있다.

본 발명에 따르면 본 발명에서 사용할 수 있는 유산균은 통상적인 하기 유산균이 모두 해당된다. 즉, Leuconostoc 속, Lactobacillus 속, Weissella 속, Pediococcus 속, Bifidobacterium 속 등의 유산균을 상기와 같이 적용하는 것을 포함한다.

Leuconostoc 속에는 L. kimchii , L. citreum , L. mesenteroides , L. gasicomitatum, L. lactis , L. inhae , L. gelidum , L. carnosum , L. cremoris . L. dextranicum, L. paramesenteroides 등이 해당된다.

Lactobacillus 속의 유산균으로는 L. plantarum , L. sakei , L. brevis , L. pentosus, L. kimchii , L. confusus , L. curvatus , L. acidophilus , L. bulgaricus, L. casei 등이 해당된다.

Weissella 속에는 W. koreensis , W. kimchii , W. confusa , W. cibaria , W. viridescens 등이 해당된다.

Pediococcus 속에는 P. acidilactici , P. pentosaceus 등이 있다.

Bifidobacterium 속에는 B. longum , B. bifidum , B. infantis , B. lactis , B. animalis 등이 해당된다.

본 발명에 따른 유산균 발효 소금은 소금의 풍미를 향상시키고 유산균의 생균 또는 유산균의 발효시 생성되는 유용한 대사산물, 예컨대 GABA, 아미노산, 펩타이드류, 비타민, 유기산 등의 건강기능성 생리활성물질을 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 상기 풍미와 영양개선효능 외에도 본 발명 유산균 발효 소금은 지금까지 존재하지 않던 황금색 소금을 제공하고 그 외 다양한 색상변화를 갖는 소금을 제공할 수 있다.

이하, 발명의 구체적인 내용을 단계별 실시예를 들어 상세히 설명한다.

실시예 : 유산균 발효 소금 제조

제1단계: 유산균 배양액 제조

L. citreum 과 L. kimchii 유산균주를 단독 또는 부피비 1:1 비율로 혼합하여 식품용 유산균 액체배지에 접종하여 대량배양하였다. 상기 액체배지는 포도당 2.0∼4.0%, 소이펩톤 0.5∼2.0%, 효모추출물 0.2∼1%, 기타 2∼4%의 조성으로 정제수에 용해하여 121℃에서 30분 동안 멸균하여 준비하였다(표 1). 그러나 하기 [표 1] 외에도 어떠한 유산균주배양용 배지를 사용하여도 본 발명의 권리범위에 속한다.

본 발명에서는 배양조건은 배양 온도 20∼40℃에서 12∼48시간 동안 유산균 수가 1×10⁸ cfu/mL 이상, pH 5.0 이하가 될 때까지 배양하는 것이 바람직하다. 배양을 완료한 후에는 5,000∼10,000 rpm으로 원심분리하여 유산균 균체와 상등액을 분리하였다. 회수된 배양 여액을 살균(100℃, 30분)한 후 90℃까지 냉각하여 Hot Filling 포장을 하였다.

상기 방법으로 제조된 본 발명 유산균 배양 여액에는 유산균의 발효과정 중 생성된 대사산물로서 감마 아미노뷰티르산(GABA), 아미노산, 펩타이드, 비타민 및 유기산 등이 포함되어 있다.

상기 기재된 유산균 외에 모든 유산균이 상기 방법과 같은 방식으로 준비 가능하다. 도 1에 류코노스톡 시트륨의 전자현미경 사진을 나타내었다.

제2단계: 유산균 생균분말 제조

상기 1단계와 같은 방법으로 배양하여 준비된 유산균을 동결건조기에 넣어 건조하여 생균수 10억∼1,000억 cfu/g 이상이 함유된 분말로 준비하였다.

제3단계: 유산균 발효 황금 소금의 제조

제1단계에서 수득한 유산균 배양액을 소금 100중량부에 대하여 0.5∼10중량부를 스프레이 혼합기로 소금에 2∼10분 동안 분무하여 유산균 배양액을 소금표면에 흡착시켰다.

상기의 유산균 배양액이 흡착된 소금을 60∼130℃의 열풍건조기에서 1∼8시간 동안 건조하여 수분 1% 이하로 제조하였다. 상기 건조된 소금을 분쇄하여 입도 선별기를 통하여 일정 규격인 10∼30메시(mesh)로 선별하였다. 상기 선별된 유산균 소금 분말 100 중량부에 대하여 제2단계에서 얻은 유산균 생균동결건조 분말 0.01∼10 중량부를 분말 혼합기를 이용하여 흡착시켰다. 도 2에는 본 발명의 유산균 발효 소금의 전체의 제조공정을 나타내었다.

실험결과, 유산균 발효 소금의 결정은 황금색 색택을 띠었다(도 3). 도 3의 A는 유산균 황금 꽃소금, B는 일반 꽃소금, C는 유산균 황금 맛소금, D는 일반 맛소금을 나타낸다. 상기 A,C의 유산균 황금소금을 '유산균 바이오솔트'라고 명명하였다.

본 발명의 상기 3단계에서 식품공전상 식용가능한 다른 식품 첨가물을 첨가하여 다양한 색택의 유산균 발효 소금의 제조가 가능하다. 예컨대, 소금 100중량부에 대하여 오징어먹물 0.01∼5중량부 첨가시에는 연한 회색 또는 흑색(black)을 나타내며, 히비스커스 0.01∼5중량부 첨가시에는 연분홍색 또는 적색(red)을 나타낸다.

이하 이른바 블랙바이오솔트 및 레드바이오솔트의 제조방법을 제조예를 들어 설명한다.

제조예 1. 유산균 블랙바이오솔트의 제조

상기 실시예에서 1차 유산균 배양액에 소금 100중량부 대비 0.01∼5중량부의 오징어먹물을 추가혼합하여 스프레이 혼합기로 소금에 2∼10분 동안 분무하여 소금표면에 흡착시켰다. 그 후 실험과정은 실시예와 동일하게 진행하였다. 실험결과 농도의존적으로 오징어먹물의 농도가 진할수록 연한 회색에서 흑색을 띤 소금이 제조되었다(도4F∼4G). 상기 오징어먹물을 첨가한 소금을 "유산균 블랙바이오솔트"라고 명명하였다(도 4D∼4E는 실시예의 황금 소금임).

제조예 2. 유산균 레드바이오솔트의 제조

본 실험에 사용된 히비스커스는 시장에서 건조 상태의 것을 구입하여 수세한 후 건조하여 실험에 사용하였다. 건조 시료 100 g에 10배(w/v) 에탄올을 첨가하여 24시간 동안 정치 추출하고 이를 3회 반복하였다. 추출액은 여과지로 여과한 다음 회전감압농축기(UT-1000,EYELA,Tokyo,Japan)로 55℃에서 농축한 후 동결 건조하여 20.3 g 얻어 이를 공시재료로 사용하였다.

상기 실시예에서 1차 유산균 배양액에 소금 100중량부에 대하여 0.01∼5중량부의 상기 히비스커스 추출물을 혼합하고 스프레이 혼합기를 이용하여 소금에 2∼10분 동안 분무하여 소금표면에 흡착시켰다. 그 후 실험과정은 실시예와 동일하게 진행하였다. 실험결과 농도의존적으로 히비스커스 추출물의 농도가 진할수록 연분홍색에서 적색을 띤 소금이 제조되었다(도 4H∼4I). 상기 히비스커스 추출물을 첨가한 소금을 "유산균 레드바이오솔트"라고 명명하였다.

실험예 : 유산균 배양액 및 유산균 발효 소금의 GABA 및 아미노산 함량분석

유산균의 종류 및 유산균 배양기간에 따라 유산균 배양액에 함유된 GABA 및 아미노산 함량을 분석하고 유산균 발효소금과 비교하였다.

시료에서 GABA 정량분석은 Zhang과 Bown의 방법을 96 well plate에 맞게 수정하여 실시하였다. Eppendorf tube에 시료 0.1 g과 메탄올 400 μL를 넣고 잘 섞은 다음 60∼70℃에 예열된 water bath에서 약 30분간 완전히 건조시켰다. 여기에 70 mM LaCl₃ 1 mL을 가하여 잘 섞고 13,000×g에서 5분간 원심분리한 후에 상등액 700 μL와 0.1 M KOH 160 μL를 eppendorf tube에 첨가한 다음 3∼5분간 교반하고, 다시 13,000×g에서 5분간 원심분리 한 후 상등액을 희석하여 GABA 함량 측정에 이용하였다. GABA 함량은 GABase를 이용하는 효소 방법을 사용하였고 생성되는 NADPH의 양을 ELISA reader(Molecular Deivce Co., Sunnyvale,CA, USA)를 이용하여 340 nm에서 측정하였다. 측정결과는 하기 [표 2]와 같다.

실험결과, L. kimchii 유산균을 1일 배양한 것보다 3일 동안 배양한 배양액 내의 GABA 함유량이 높았으며, L. citreum 유산균과 L. kimchii + L. citreum 유산균 역시 3일 동안 배양한 배양액 내의 GABA 함유량이 높았다. 유산균 황금 소금 100 g당 함유된 GABA는 279.1 mg으로 유산균 황금 소금이 GABA를 다량 함유한 소금임을 확인하였다.

한편, 본 발명에서 아미노산은 시료액 1 mL에 증류수 4 mL를 넣어 충분히 혼합한 후 원심분리(10,000 rpm, 10분, 4℃)과정을 거쳐 그 상층액을 0.45μm syringe filter로 여과하였다. 여과액에 대한 아미노산은 automated amino acid analyzer(Sykam GmbH,Germany)를 이용하여 분석하였다. 아미노산 종류와 함량을 분석한 결과는 하기 [표 3]과 같다.

실험결과, 상기 3종의 유산균 배양액 내에 함유된 아미노산(pmol/uL)은 글루탐산(glutamate)가 가장 많았으며 알라닌(alanine), 류신(leucine), 발린(valine) 순으로 함유량이 많았다. 유산균 황금 소금 1 uL에 들어있는 총 아미노산 함량은 4,053.9 pmol이었으며 이 중에서 글루탐산은 2,854.1 pmol, 프롤린은 333.1 pmol, 류신은 130.2pmol, 알라닌은 116.2pmol 순으로 나타났다.

본 발명 유산균 발효 황금 소금은 유산균의 대사산물로서 GABA, 아미노산 외에도 미량이나마 펩타이드류, 비타민, 유기산 등을 포함하고 있었으며, 10⁵∼10⁹ cfu/g 수준의 유산균생균이 함유되어 있어 세균 활성을 억제할 수 있는 뛰어난 건강기능성 소금임이 확인되었다.

본 발명은 유산균 배양액에 함유된 유용한 생리활성물질을 소금에 흡착시켜 건강기능성을 향상시키는 효과가 있으며, 나아가 부가적으로 오징어 먹물, 히비스커스 등 식품첨가물을 혼합, 흡착시켜 지금까지 존재하지 않은 색택의 신규한 블랙솔트, 레드솔트 등 다양한 색택을 띤 신규한 소금을 제공하는 뛰어난 효과가 있으므로 식품가공산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (8)

1. 유산균 배양 대사산물을 포함하는 배양여액을 제조하는 단계와;
   유산균 생균을 동결건조하여 분말로 준비하는 단계와;
   소금에 상기의 유산균 배양여액을 소금 100중량부 대비 0.5 내지 10중량부로 1차 스프레이 분무하는 단계와;
   상기 분무하여 얻은 소금을 열풍건조하고 분쇄하는 단계와;
   상기 분쇄하여 얻은 소금 100중량부 대비 상기 유산균 생균 동결건조 분말 0.01 내지 10중량부를 2차 혼합하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유산균 발효 소금의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 유산균은 Leuconostoc 속 유산균주 중에서 선택되는 어느 하나의 균주 이상인 것을 특징으로 하는 유산균 발효 소금의 제조방법.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 열풍건조는 60∼130℃에서 1∼8시간 건조하는 것을 특징으로 하는 유산균 발효 소금의 제조방법.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 유산균 배양여액의 첨가량, 열풍건조 온도 및 건조시간의 선택에 의하여 소금의 색택이 노란색, 주황색, 밤색 중 어느 하나의 색택으로 결정되는 것이 특징인 유산균 발효 소금의 제조방법.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 유산균 배양여액 및 유산균 생균 건조분말의 첨가 후 식물첨가물을 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유산균 발효 소금의 제조방법.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 유산균 배양여액은 류코노스톡 김치아이(Leuconostoc kimchii) 배양액 또는 류코노스톡 시트륨(Leuconostoc citreum) 배양액 또는 상기 균주들의 배양액 1:1(v/v) 혼합액을 원심분리한 상등액인 것을 특징으로 하는 유산균 발효 소금의 제조방법.
7. 청구항 5에 있어서, 상기 식품첨가물은 오징어먹물, 히비스커스 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유산균 발효소금의 제조방법.
8. 청구항 1 내지 청구항 5 중에서 선택되는 어느 하나의 방법으로 제조되어 gamma-aminobutyric acid(GABA), 아미노산 및 유산균 생균을 함유하는 것을 특징으로 하는 황금색, 연한 회색, 흑색, 연분홍색 및 적색 중 어느 하나의 색택을 가지는 것이 특징인 유산균 발효소금.

Images