KR101703262B1 - 발효유를 이용한 동결건조 성형식품 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발효유를 이용한 동결건조 성형식품 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 사이코스를 포함하여 입안에서의 녹는 식감과 물리적 특성을 개량한 유산균 발효유의 동결건조 성형식품 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

발효유를 이용한 동결건조 성형식품 및 이의 제조방법{Freeze-dried food using the culture product of lactic acid bacteria and method of preparing the same}

본 발명은 발효유를 이용한 동결건조 성형식품 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 사이코스를 포함하여 저장 안정성, 구용성 및 기타 물리적 특성을 개량한 유산균 발효유의 동결건조 성형식품 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

최근 건강에 대한 관심이 증가하면서, 인체 내에서 여러 가지 유용한 생리 활성 물질을 분비하는 것으로 알려진 유산균을 첨가한 식품에 대한 연구가 이루어지고 있다. 유산균은 젖산 발효를 함으로써 식품의 부패를 방지하고, 박테리오신과 같은 항균 물질을 분비하여 식중독균을 억제하며, 사람의 장내 수소이온농도(pH)를 낮추어 장내 부패 세균의 증식을 억제하는 등 인체에 유익한 균으로 작용한다.

유산균 발효 유제품으로는 치즈, 버터밀크, 요구르트 등이 있으며, 최근에는 이들 중 다양한 기능성 요구르트가 널리 시판되고 있는데, 류코노스톡 속, 락토바실러스 속, 락토코커스 속의 유산균을 단독 또는 혼합 스타터로 접종하여 우유를 발효시킴으로써 기능성이 높은 유산균 발효 유제품이 출시되고 있다.

그러나, 유산균을 이용한 발효 유제품은 독특한 발효취를 제거하고 미감을 개선할 필요가 있으므로, 다양한 향료 및 과일 등을 첨가하거나 식미 및 식감을 개선하는 성분을 추가로 포함할 수 있다.

유산균이 생균 형태로 포함되는 것이 일반적이므로 저장 또는 유통기간 동안 제품의 변질 문제를 해결할 필요가 있다. 따라서, 유산균을 이용한 배양물 및 발효 유제품의 다양한 물성(pH, 산도 등), 맛, 형상, 및 생균 수 등을 유통 및 저장기간 내에 일정범위로 제어함으로써, 저장안정성이 높은 발효 유제품에 대한 필요가 여전히 있다.

또한, 발효유는 대부분은 액상 및 고상의 형태로 그대로 섭취하고 있어, 다양한 형태로 가공하여 용이하게 섭취할 수 있는 새로운 형태의 제품이 필요하다.

본 발명은 입안에서의 녹는 식감과 물리적 특성을 개량하고, 유산균 배양물의 저장 안정성이 증가된, 유산균 발효유를 이용한 동결건조 성형식품을 제공하고자 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 유산균 발효유를 이용한 동결건조 성형식품의 부서짐, 흡습성, 입안에서의 녹는 식감 및 물리적 특성을 개선한 동결건조 성형식품을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 우유-함유 원료에 유산균을 배양하여 유산균 발효유를 얻고, 상기 유산균 발효유를 성형 및 동결건조하는 단계를 포함하는, 사이코스를 함유하는 동결건조 성형식품의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 사이코스 및 유산균 발효유를 포함하는 동결건조 성형식품으로서, 상기 유산균 발효유는 우유-함유 원료에 유산균을 배양하여 제조된 것으로서 생유산균을 포함한다.

본 발명의 일예는, 본 발명의 일구현예는, (a)우유-함유 원료에 유산균을 배양하여 유산균 발효유를 얻고, (b)상기 유산균 발효유를 성형하고, (c)상기 성형한 발효유를 동결건조하는 단계를 포함하며, 상기 우유-함유 원료 또는 유산균 발효유에 사이코스를 혼합하는 것인, 사이코스를 함유하는 동결건조 성형식품의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 사이코스 및 유산균 발효유를 포함하는 동결건조 성형식품은 동결건조 성형식품의 부서짐, 흡습성, 입안에서의 녹는 식감 및 물리적 특성을 개량하여 우수한 품질을 제공한다. 또한, 유산균이 생균 형태로 포함된 유산균 제품은 다양한 물성(pH, 산도 등), 맛, 형상, 및 생유산균수 등을 유통 및 저장기간 내에 일정범위로 제어해야 하고, 저장안정성을 높여 저장 또는 유통기간 동안 제품의 변질 문제를 해결해야 한다. 이에, 본 발명에 따른 사이코스 및 유산균 발효유를 포함하는 동결건조 성형식품은 상기 저장 또는 유통기간 동안 제품의 변질 문제를 해소하고, 섭취가 용이한 형태를 제공하고, 발효유의 식미 및 식감을 개선하여 유아 및 노인층에서도 생유산균을 포함하는 발효유 제품을 용이하게 섭취할 수 있도록 한 장점이 있다.

이하, 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 한다.

본 발명의 동결건조 성형식품은 생유산균을 포함하는 유산균 발효유를 포함한다. 상기 유산균 발효유는 우유-함유 원료에 유산균을 배양하여 제조된 것이다.

본 명세서에서, "우유" 라는 용어는 유산균에 의해 발효될 수 있는 임의의 원유 및/또는 가공유일 수 있다. 그러므로, 우유는 생유, 농축유, 전지분유, 탈지분유, 탈지 농축유, 저지방 우유, 무지방 우유, 환원유, 환원 저지방 우유 및 탈지분유로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 우유는 임의의 포유 동물에서 기원한 것, 예컨대 포유류 젖 또는 가공된 우유일 수 있으며, 상기 포유동물은 소, 양, 염소, 버팔로 또는 낙타와 같은 포유 동물일 수 있다. 상기 유산균을 배양하기 전에, 상기 우유-함유 원료는 본 발명이 속하는 기술 분야에 알려진 방법에 따라 균질화되고 살균될 수 있다.

상기 우유-함유 원료는, 상기 1종 이상의 우유에 더하여, 농축 우유 단백, 포도당, 난소화성 덱스트린, 프락토올리고당, 변성전분 및 식이섬유로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다. 상기 각각의 첨가성분은 동결건조 성형식품의 총고형분 함량 100 중량부를 기준으로, 0.1 내지 20 중량부로 포함될 수 있다.

상기 농축 우유 단백은 탈지유를 한외여과하고 분무건조하여 제조되며, 40~90%의 단백질 함량을 갖는 고품질 단백질로서, 상기 동결건조 성형식품에 첨가하여 단백질 보충용으로 적합하다.

상기 포도당은 저분자 당류로서 성형식품의 제조 시 부드러운 조직감과 입안에서 용해성(구용성)을 더욱 향상시키는 기능을 부여한다.

상기 난소화성 덱스트린은 동결건조 성형식품의 경도(hardness)를 증가시키는 효과와 함께, 식후혈당상승억제, 혈중중성지질개선, 배변활동의 원활화 등의 다양한 기능성을 제공한다.

상기 변성전분을 사용하여 동결건조 성형식품의 식감을 더욱 개선할 수 있다. 본 발명에 사용 가능한 변성전분은 산화전분(Oxidized Starch), 아세틸아디핀산이전분 (Acetylated Distarch Adipate), 아세틸인산이전분(Acetylated Distarch Phosphate), 옥테닐호박산나트륨전분(Starch Sodium Octenyl Succinate), 인산이전분(Distarch Phosphate), 인산일전분(Monostarch Phosphate), 인산화인산이전분(Phosphated Distarch Phosphate), 초산전분(Starch Acetate), 히드록시프로필인산이전분(Hydroxypropyl Distarch Phosphate) 및 히드록시프로필전분(Hydroxypropyl Starch) 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.

또한, 상기 동결건조 성형식품은 프리바이오틱스(prebiotics) 및/또는 프로바이오틱스(probiotices)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 프리바이오틱스는 장내 유익한 박테리아의 생장을 돕는 난소화성 성분으로서 프로바이오틱스(probiotics)의 영양원이 되어 장내 환경을 개선하는데 도움을 주는 물질을 말한다.

본 발명에 따른 유산균 발효유를 제조하기 위해 사용 가능한 유산균은 특별히 제한하지 않으며, 예를 들면 락토바실러스속 균주, 비피도박테리움속 균주, 스트렙토코커스속 균주 등 다양한 종류의 유산균을 사용할 수 있으며, 이들 유산균은 단독 또는 2종 이상의 혼합물로 사용될 수 있다. 본 발명의 일예에 따른 유산균은 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus) 및 비피도박테리움 비피덤(Bifidobacterium bifidum)로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 유산균일 수 있다.

유산균 발효유를 얻기 위해서, 우유-함유 원료에 유산균을 접종하고 배양하는 공정을 수행할 수 있으며, 각 공정에서 온도, 산소, 탄수화물의 첨가 및 미생물의 양 및 공정 시간 등의 적절한 공정 조건은 사용하는 유산균 종류, 목적하는 발효유 제품 등 다양한 요소에 의해서 적절히 선택하여 결정될 수 있으나, 특별히 한정하는 것은 아니다.

본 발명에 따른 발효유 동결건조 성형식품의 제조방법에서, 상기 유산균 발효유를 급속동결기에서 -60℃ 내지 -20℃ 온도범위에서 급속히 동결하고, 급속동결된 발효유를 감압하에서 건조하여 동결건조물을 제조할 수 있다. 본 발명에서, 발효유는 급속히 동결하는 것이 형태 유지에 용이하여 바람직하다.

상기 건조공정은 일정 온도범위에서 감압하에서 수행할 수 있으며, 예를 들면 -60 내지 40℃, 바람직하게는 -40 내지 30 ℃온도 범위에서 수행할 수 있다. 구체적 일예에서, 상기 건조공정은 온도범위를 점차 증가시키면서 수행할 수도 있으며, 동결물내에 수분을 10%이하로 조정하는 점을 고려하면, 점차적으로 온도를 증가시키면서 건조하는 것이 바람직하다. 건조시간은 12시간 내지 36시간이나 건조온도 및 식품의 조성 등에 따라 적절히 조절하여 결정할 수 있다. 예를 들면, -40 ℃에서 2시간, -20 ℃에서 2시간, 0 ℃에서 2시간, 10 ℃에서 2시간, 20 ℃에서 10시간, 30℃에서 6 내지 10시간 동안 수행할 수 있다. 상기 건조된 제품은 수분 활성이 약 0.1 내지 약 0.5일 수 있다.

본 발명에 따른 동결건조 성형식품은 생유산균을 포함하므로, 유산균이 사멸될 수 있거나 지나치게 유산균수가 감소되는 건조조건을 피해야 하며, 예를 들면 30 ℃온도 범위에서 적절한 시간 동안 건조공정을 수행한다.

본 발명에 따른 발효유 동결건조제품은 유산균 발효유와 사이코스를 포함하며, 상기 사이코스는 유산균 발효유의 제조를 위한 우유-함유 원료, 유산균 발효유 및 유산균 발효유의 동결건조물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상에 첨가할 수 있다. 본 발명에 따른 사이코스는 발효유 제품의 다양한 물성(pH, 산도 등), 맛, 형상 및 유산균수를 일정범위로 조절할 수 있으며 녹는 속도 개선, 부서짐성 개선, 경도 및 바삭함 개선 등의 특성을 가진다.

또한 본 발명에 따른 동결건조 식품은 사이코스와 유산균 발효유를 동결건조한 것으로서, 생유산균을 포함하며, 예컨대 동결건조 전 균수에 대비하여 90% 이상의 생균수, 예를 들면 93.7% 이상 또는 99% 이상의 생유산균수를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 발효유 동결건조식품은 수분 함량이 15% 이하, 예를 들면 10%이하, 1 내지 10% 범위이고, 수분 활성도가 0.5 이하, 예를 들면 0.1 내지 0.5 범위이고, 텍스쳐 분석기로 분석한 경도는 1,000 내지 3,000, 바삭함 정도는 5 내지 50 범위일 수 있다.

본 발명에 따른 동결건조 성형제품은 다양한 형태와 종류로 제조될 수 있다. 구체적으로, 동결건조 성형제품의 모양은 성형특징에 따라 타원형, 원형, 정방형, 삼각형, 버튼형, 구형, 드롭형(두께감 있는 물방울 형태), 스탬프 형 또는 다른 다양한 기하학적 형상을 취할 수 있다. 또한 성형틀의 두께에 따라 납작한 칩 모양부터 다양한 두께로 제조될 수 있다. 이러한 제품은 단독으로도 제품화될 수 있고, 각종 씨리얼, 과자류 및 스낵 등에 첨가하여 혼합물 형태로도 제품화될 수 있다.

일반적으로 사이코스(psicose)는 과당(D-fructose)의 에피머로 과당과 비교할 때 감미의 강도와 종류가 거의 유사하다. 그러나 과당과 달리 체내 흡수 시 거의 대사되지 않으며, 포도당의 흡수를 억제하여 혈당 억제 작용을 하는 기능이 있어 당뇨병 환자용 음식품 또는 수신용 음식품 등에 사용할 수 있으며, 간에서의 지질합성에 관여하는 효소 활성을 억제는 기능이 있어 복부지방 축적 억제를 할 수 있으므로 건강식품 등 여러 기능성 식품 등에 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 동결건조 성형식품은 사이코스를 함유하며, 예를 들면 동결건조 성형식품의 총고형분 함량 100중량부를 기준으로 5 내지 50 중량부로 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 동결건조 성형식품에 포함되는 사이코스는 분말, 예를 들면 순도 90% 이상의 분말을 사용하거나, 또는 이를 이용하여 다양한 농도로 제조한 용액일 수 있다. 또한, 상기 사이코스는 단독으로 사용하거나, 또는 추가의 다른 당류를 포함하는 혼합당일 수 있으며 혼합당의 예는 전체 혼합당의 고형분 100중량부를 기준으로 1 내지 99.9 중량부의 사이코스를 함유할 수 있으며, 추가적으로 과당, 포도당, 및 올리고당으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.

상기 사이코스 함유 혼합당의 구체적인 예는 혼합당의 전체 고형분 함량 100중량부를 기준으로, 사이코스 2 내지 55 중량부, 과당 30 내지 80 중량부 및 포도당 2 내지 60 중량부, 및 올리고당 0 내지 15 중량부를 포함하는 것일 수 있으며, 올리고당은 포함하지 않을 수도 있다. 상기 사이코스, 과당 및 포도당은 바람직하게는 모두 D형-이성질체인 것이다.

상기 사이코스는 화학적 합성, 또는 사이코스 에피머화 효소를 이용한 생물학적 방법으로 수행할 수 있으며, 바람직하게는 생물학적 방법으로 수행할 수 있다. 이에, 상기 사이코스는 사이코스 에피머화 효소, 상기 효소를 생산하는 균주의 균체, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 및 상기 파쇄물 또는 배양물의 추출물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 사이코스 생산용 조성물을, 과당-함유 원료와 반응하여 제조된 것일 수 있다.

본 발명의 일예에서, 생물학적 방법에 따라 사이코스를 제조하는 방법으로는 사이코스 에피머화 효소를 생산하는 균주 또는 사이코스 에피머화 효소를 암호화하는 유전자가 도입된 재조합 균주를 배양하고, 이로부터 얻어진 사이코스 에피머화 효소를 과당-함유 원료와 반응하여 생산할 수 있다. 상기 사이코스 에피머화 효소는 액상 반응 또는 고정화 효소를 이용한 고상 반응으로 수행될 수 있다.

또는, 사이코스 에피머화 효소를 생산하는 균주 또는 사이코스 에피머화 효소를 암호화하는 유전자가 도입된 재조합 균주를 얻고, 균주의 균체, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 및 상기 파쇄물 또는 배양물의 추출물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 사이코스 생산용 조성물을, 과당-함유 원료와 반응하여 제조될 수 있다. 사이코스 에피머화 효소를 생산하는 균주의 균체를 이용하여 사이코스를 제조하는 경우 액상 반응 또는 고정화 균체를 이용한 고상 반응으로 수행될 수 있다.

본 발명의 구체적 일예에서, 사이코스 에피머화 효소를 생산하는 균주로는 높은 안정성을 가지면서도 고수율로 사이코스 에피머화 효소를 생산할 수 있는 균주일 수 있으며. 상기 재조합 균주는 다양한 숙주세포, 예컨대 대장균, 바실러스속 균주, 살모넬라속 균주 및 코리네박테리움속 균주 등을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 GRAS 균주인 코리네박테리움속 균주일 수 있으며, 코리네박테리움 글루타리쿰일 수 있다.

재조합 균주를 이용한 경우 사이코스 에피머화 효소는 다양한 균주에서 유래된 효소의 암호화 유전자를 사용할 수 있으며, 예를 들면 한국특허공개 2014-0021974에 기재된 트리포네마 프리미티아 유래 효소, 한국특허공개 2014-0080282에 기재된 루미노코코스 토르크 유래 효소 및 한국등록특허 10-1318422호에 기재된 클로스티리디움 신댄스 유래 효소일 수 있으며, 또한 엔시퍼 아드해렌스 유래 효소일 수 있다. 구체적인 일예에서, 본 발명에 따른 사이코스 에피머화 효소는 클로스티리디움 신댄스 유래 효소일 수 있으며, 예를 들면 서열번호 7의 아미노산 서열을 가지며, 서열번호 8 또는 서열번호 9 핵산서열을 포함한다. 서열번호 8의 핵산서열은 대장균 최적화 핵산서열이고, 서열번호 9은 코리네박테리움에 적합하게 변형된 핵산서열이다.

본 발명의 일예에 따른 재조합 균주의 제조에 있어서, 상기 사이코스 에피머화 효소를 암호화하는 핵산서열의 상부에 위치하는 조절 서열을 사용하여 효소의 발현을 조절할 수 있으며, 조절서열은 전사 프로모터를 필수적으로 포함하며, 추가로 리보솜 결합 영역 및/또는 스페이서 서열 등을 포함할 수 있다. 상기 조절 서열을 구성하는 요소들은 직접 연결되거나 1개 내지 100개의 염기, 예를 들면 5개 내지 80 염기를 가지는 핵산서열의 링커를 하나 이상 포함하여 연결될 수 있다.

일구체예에서, 상기 전사 프로모터는 코리네박테리움속 균주에서 사이코스 에피머화 효소를 암호화하는 핵산서열을 발현하는 핵산분자일 수 있으나, tac1, tac2, trc, sod 프로모터일 수 있다. sod 프로모터는 코리네박테리움 글루타리쿰에서 유래된 것이며, 바람직하게는 서열번호 1의 핵산서열을 코어영역으로 포함한다. trc 프로모터는 대장균 유래 프로모터로서 trp 프로모터과 lac UV5 프로모터의 조합으로 제조된 것이다. Tac1 프로모터는 대장균 유래 프로모터로서, trp 프로모터과 lac UV5 프로모터의 조합으로 제조된 것이다. Tac2 프로모터는 대장균 유래 프로모터로서, trp 프로모터과 lac UV5 프로모터의 조합으로 제조된 것으로서 상기 Tac1 프로모터의 서열을 변형하여 최적화한 형태이다.

상기 리보좀 결합 영역과 스페이서는 화학적으로 직접 연결되거나 그 중간에 링커 핵산서열을 개재하여 간적접으로 연결될 수 있다. 본 발명의 일예에서 리보좀 결합 영역(ribosome binding region) 및 스페이서 서열은 5'부터 3'-말단으로 순차적으로 연결된 하나의 올리고뉴클레오타이드를 포함할 수 있다. 본 발명의 일예에 따른 프로모터 서열, 리보좀 결합 영역(ribosome binding region) 및 스페이서 서열의 핵산서열을 하기 표 1에 나타낸다. 표 1에서 이탤릭체 진하게 밑줄로 표시된 부분은 조절서열중, 리보솜 결합 영역, 스페이서 서열, 링커 서열등을 나타낸다.

서열 번호	서열(5'--> 3')	명명
1	aagcgcc tcatcagcgg taaccatca cgggttcgggt gcgaaaaacc atgccataac aggaatgttc ctttcgaaaa ttgaggaagc cttatgccct tcaaccctac ttagctgcca attattccgg gcttgtgacc cgctacccgataaataggtc ggctgaaaaa tttcgttgca atatcaacaa aaaggcctat cattgggaggtgtcgcacca agtacttttg cgaagcgcca tctgacggat tttcaaaaga tgtatatgct cggtgcggaa acctac gaaagga ttttttaccc atggctg tatacgaact cccagaactc gactacgcat acgac gaaagga ttacaaa	Sod promoter
2	tgacaattaatcatcggctcgtatattgt gtggaattgtgagcggataacaatttcacacaggaaacagaattcccggg gaaagga ttacaaa	tac1 promoter
3	Tgacaattaatcatccggctcgtataatgt taacaatttgtggaattgtgagcggacacacaggaaacagaccatggaattcgagctcggtacccggg gaaagga ttacaaa	Tac2 promoter
4	Tgacaattaatcatcggcctcgtataatgt	trc promoter
5	Gaaagga	Ribosome binding region
6	Ttacaaa	Spacer sequence

본 발명에 따른 사이코스 에피머화 효소는 효소활성 및 열안정성이 우수한 것이 바람직하고, 이에 본 발명의 구체예에서, 전사 프로모터 또는 조절서열은 사이코스 에피머화 효소를 코딩하는 유전자와의 조합이 중요하며, 본 발명에 사용된 사이코스 에피머화 효소와는 tac1, tac2, trc, sod 프로모터 모두 적정 이상의 단백질 발현을 제공할 수 있으며, sod 프로모터를 사용한 경우에는 단백질의 폴딩(folding)이 견고하여 열안정성이 높게 나타나는 결과를 얻을 수 있어 더욱 바람직하다.

재조합 균주를 이용한 사이코스 생산방법등은 한국특허공개 2014-0021974, 한국특허공개 2014-0080282 및 한국등록특허 10-1318422호에 기재된 방법에 따라 수행될 수 있으나 특별히 한정되지 않는다. 상기 사이코스 생산 방법에 있어서, 효율적인 사이코스 생산을 위하여, 기질로서 사용되는 과당의 농도는 전체 반응물 기준으로 40 내지 75%(w/v), 예컨대, 50 내지 75%(w/v)일 수 있다. 과당의 농도가 상기 범위보다 낮으면 경제성이 낮아지고, 상기 범위보다 높으면 과당이 잘 용해되지 않으므로, 과당의 농도는 상기 범위로 하는 것이 좋다. 상기 과당은 완충용액 또는 물(예컨대 증류수)에 용해된 용액 상태로 사용될 수 있다.

본 발명의 일예에서, (a)우유-함유 원료에 유산균을 배양하여 유산균 발효유를 얻고, (b)상기 유산균 발효유를 성형하고, (c)상기 성형한 발효유를 동결건조하는 단계를 포함하며, 상기 우유-함유 원료 또는 유산균 발효유에 사이코스를 혼합하는 것인, 사이코스를 함유하는 동결건조 성형식품의 제조방법이 제공된다. 본 발명의 제조방법을 세분하면, 구체적으로 우유-함유 원료를 준비하는 공정, 유산균을 접종하고 배양하여 유산균 발효유를 제조하는 공정, 및 상기 유산균 발효유를 동결건조하여 동결건조물을 제조하는 공정을 포함한다.

본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 사이코스는 우유-함유 원료를 준비하는 공정, 유산균을 접종하고 배양하여 유산균 발효유를 제조하는 공정, 및 상기 유산균 발효유를 동결건조하여 동결건조물을 제조하는 공정로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 공정에 첨가할 수 있다. 사이코스는 일괄하여 하나의 공정에 첨가하거나, 2이상의 공정에 분할하여 첨가할 수 있다.

상기 동결건조 성형식품에 사이코스를 함유시키는 구체적인 방법으로서, 유산균 발효유를 제조하는 우유-함유 원료에 첨가하여 발효하는 방법, 제조된 유산균 발효유와 사이코스를 혼합하는 방법, 또는 상기 유산균 발효유를 동결건조하여 얻어지는 동결건조물에 첨가할 수 있다. 다만 첨가공정의 편의성 등을 고려하여 발효 유제품의 제조 원료에 첨가할 수도 있고, 배양액을 제조한 이후에 첨가할 수도 있다. 사이코스는 분말 또는 액상일 수 있으며, 첨가시 분말은 그대로 사용하거나 물에 용해한 용액 형태로 사용될 수 있다.

사이코스를 우유-함유 원료에 첨가하는 경우에는 별도로 처리할 필요가 없으나, 유산균 발효유에 첨가하는 경우에는 사이코스 분말을 물에 용해한 용액 또는 사이코스 시럽을 90~95℃에서 5 내지 15분간 수행하고 냉각하여 첨가할 수 있다. 상기 살균된 사이코스 용액을 냉각하지 않고 첨가하면 높은 온도로 인하여 유산균배양액에 있는 유산균이 일부 사멸될 수 있다.

본 발명의 구체적 일예에 따라, 사이코스와 유산균 발효유를 포함하는 동결건조 성형식품의 제조공정을 설명하고자 한다. 예시적인 제조공정을 도 1에 도시한다.

첫째, 상기 우유-함유 원료를 준비하는 공정은, 우유 또는 선택적으로 각종 첨가제를 혼합하고, 혼합 원료를 살균 및 냉각하여 38~43 ℃의 혼합액을 얻는다. 상기 첨가제로는 농축우유 단백, 난소화성 덱스트린, 프락토올리고당, 변성전분 및 식이섬유로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 포함한다.

상기 혼합 원료를 예비살균 공정으로서, 원료의 완전 용해 및 변성전분 호화를 위해서, 상기 혼합액을 70~75 ℃에서 10분간 가열한다. 상기 예비살균처리된 혼합액을 균질기(예컨대, NIRO SOAVI(이탈리아))를 이용하여 고압하에서 균질화 공정을 수행할 수 있으며, 상기 균질화 공정의 압력은 150 내지 250 Kg/cm²일 수 있다.

살균 및 냉각 공정으로서, 균질액을 90 ~ 95℃에서 5 내지 15분간 가열하며, 이후 살균한 원료액을 38 내지 43 ℃로 냉각한다. 상기 살균 및 냉각을 수행하는 것은, 유산균의 원활한 발효를 위해서 수행하며, 상기 살균이 충분히 이루어지지 않을 경우 유산균이 원활하게 발효되지 않아 배양하는 시간이 오래 걸릴 수 있으며 살균 및 냉각액의 냉각온도가 40℃ 초과할 경우 발효시간은 단축시킬 수 있으나 발효유의 풍미가 저하되거나 식감이 변하게 된다.

둘째, 유산균을 접종하고 배양하여 유산균 발효유를 제조하는 공정으로서, 상기 준비된 원료에 유산균을 접종한 후 37~40℃ 온도의 발효기에서 pH가 4.0~4.6으로 감소할 때까지 배양시킨다. 그런 후에, 배양액을 15~20℃ 냉각하고 균질기에서 150~250kg/cm²(BAR)의 압력을 가하는 균질액을 제조한다. 상기 균질화 공정은 발효유에서 유지방이 분리되어 크림층이 형성하는 것을 방지하고 풍미를 향상시키고자 수행한다. 상기 얻어진 유산균 배양물을 냉장 보관하며, 이후 희석하거나, 다양한 추가 성분의 첨가 등을 수행할 수 있다.

셋째, 유산균 발효유의 동결건조공정으로서, 상기 유산균 발효유 또는 사이코스를 포함하는 유산균 발효유를 성형하고 이를 -60 내지 -20℃ 범위에서 동결할 수 있다, 상기 발효유의 성형은 성형틀에 주입하여 동결하는 방법으로 수행할 수 있고, 또는 사출 또는 압출 등의 다양한 성형 방법을 적용하여 수행할 수도 있다. 또한 상기 유산균 배양물을 성형 및 동결하기 전에, 15 내지 20℃로 냉각하는 공정을 추가로 수행할 수 있다. 상기 동결조건은 발효유의 품질저하를 초래하는 않는 조건을 적절히 조합하여 수행할 수 있다. 구체적으로, 성형된 발효유 또는 성형틀에 주입된 발효유를 급속동결기에서 -60℃ ~ -20 ℃ 온도, 예컨대 -44 ~ -40℃에서 급속동결을 수행할 수 있다. 상기 성형틀은 다양한 형태, 모양 및 깊이를 가질 수 있으며, 종이, 실리콘, 스테인리스 등의 다양한 재질로 제조된 것일 수 있다.

상기 동결한 발효유를 -40 ℃에서 2시간, -20 ℃에서 2시간, 0 ℃에서 2시간, 10 ℃에서 2시간, 20 ℃에서 10시간, 30 ℃에서 6 내지 10시간을 건조를 수행할 수 있다. 상기 건조시간은 20 내지 30시간이며 목적하는 수분함량에 따라 동결건조시간이 적절히 조절할 수 있으며, 다만 동결건조 온도는 40 ℃를 초과로 할 경우 유산균이 사멸률이 매우 높아 적절하지 않다.

본 발명은 사이코스와 발효유를 이용한 동결건조 성형식품 및 이의 제조방법을 제공하며, 본 발명에 따른 동결건조 성형식품은 입안에서의 녹는 속도가 빠르고 식감이 개선되어 노인이나 영유아도 섭취가 용이하며, 경도 및 바삭함 등의 물리적 특성을 개량하고, 우수한 식미 및 식감을 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 동결건조 성형식품의 제조과정을 설명하는 모식도이다.
도 2는 본 발명에 사용되는 사이코스 시럽 제조를 위한 재조합 발현벡터(pCES_sodCDPE)의 일예를 도시한 도면이다.
도 3는 본 발명의 일실시예에 따라, 시간경과에 따른 동결건조 성형식품의 흡습성 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4은 본 발명의 일실시예에 따라, 동결건조 성형식품의 부서짐 정도를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라, 동결건조 성형식품의 경도를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 동결건조 성형식품의 바삭함 정도를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.

본 발명을 하기 실시예를 들어 더욱 자세히 설명할 것이나, 하기 실시예는 예시적으로 제공되는 것으로서, 본 발명의 보호범위를 한정하는 의도는 아니다.

제조예 1: 사이코스의 제조

제조예 1-1: 사이코스 생산 균주의 제조

크로스트리디움 신댄스(Clostridiuim scindens ATCC 35704)로부터 유래된 사이코스 에피머화 효소의 암호화 유전자(DPE gene; Gene bank: EDS06411.1)를, 대장균에 최적화하여 변형한 형태의 폴리뉴클리오티드로 합성하고 CDPE라 명명하다. 대장균에 최적화된 폴리뉴클리오티드(서열번호 2)와 pET21a 벡터로부터 확보한 sod 프로모터와 T7 터미네이터를 피씨알을 통해 각각의 주형으로 확보하였고, 이를 오버랩 피씨알(PCR) 법으로 하나의 주형으로 연결하여 T-vector cloning을 통해 pGEM T-easy vector에 클로닝하여, sod 프로모터(서열번호 1), 서열번호 8의 최적화 CDPE 서열 및 T7-터미네이터를 포함하는 폴리뉴클레오티드의 서열을 확인하였다.

상기 확인된 전체 폴리뉴클레오티드를 제한효소 NotI과 XbaI(NEB)을 사용하여 발현벡터인 pCES208(J. Microbiol. Biotechnol., 18:639-647, 2008)의 동일한 제한효소 부위에 삽입하여 재조합 벡터 pCES208/사이코스 에피머화 효소(pCES_sodCDPE)를 제조하였다. 상기 제조된 재조합 벡터(pCES_sodCDPE)의 개열지도를 도 2에 개시하였다.

상기 제조된 재조합 벡터(pCES_sodCDPE) 플라스미드를 전기천공법으로 을 최종농도 15ug/ml로 첨가한 LB 배지(트립톤 10g/L, NaCl 10g/L, 효모 추출물 5g/L) 4ml에 접종한 후, 배양조건 30℃ 및 250rpm에서 약 16시간 동안 배양하였다. 그리고 나서 상기 배양액 중 1ml을 수득하여 15ug/ml의 카나마이신을 포함하고 있는 100ml LB 배지에 접종하여 본 배양을 16시간 이상 진행하였다. Beadbeater를 이용하여 배양한 세포를 용해(lysis)시킨 후 상등액만 취득하여 샘플버퍼와 1 : 1로 혼합 후 100 ℃에서 5분간 가열한다. 준비한 샘플은 12% SDS-PAGE gel (조성 : running gel - 3.3 ml H2O, 4.0 ml 30% acrylamide, 2.5 ml 1.5M Tris buffer(pH 8.8), 100 ㎕ 10% SDS, 100 ㎕, 10% APS, 4 ㎕ TEMED / stacking gel - 1.4 ml H2O, 0.33 ml 30% acrylamide, 0.25 ml 1.0M Tris buffer(pH 6.8), 20 ㎕ 10% SDS, 20 ㎕ 10% APS, 2 ㎕ TEMED)에 180V로 약 50 분 동안 전기영동하여 단백질 발현을 확인하였다. CDPE의 발현을 SDS-PAGE gel상에서 확인 후 정확한 발현량의 측정을 위해 Ni-NTA resin을 이용한 His-tag정제 진행하여, 계산식(발현율(%) = (Purified protein(mg) / Total soluble protein(mg)) * 100)을 이용하여 발현율 계산하였다. 상기 제조된 형질전환 코리네박테리움 글루타리쿰은 전체 수용성 단백질을 16.62mg 및 정제된 효소 단백질 1.74 mg을 생산하였다.

제조예 1-2: 사이코스 시럽 제조

제조예 1-1에서 얻어진 사이코스 에피머화 효소를 생산하는 재조합 균주를 이용하여 과당으로부터 사이코스를 제조하고자, 균주 배양에서 원심분리로 세포를 회수하였다.

그런 후에 상기 세포 현탁액에 최종 부피에 유화제(M-1695)를 0.05% (w/v) 처리하여 35 ℃에서 60 분간 처리하였다. 반응이 완료된 균체는 다시 원심분리기를 이용하여 유화제가 포함된 상등액은 제거한 뒤 균체를 회수하였다.

고정화 비드 제조를 위하여, 상기 회수된 균체는 D.W.와 혼합하여 최종 균체 농도 5% (w/v)로 맞추고, 물에 용해된 4% (w/v) 알긴산과 회수된 균체 5%(w/v)를 1:1로 혼합하고, 혼합시 생성된 기포를 제거하기 위해 4 ℃에서 냉장 보관하였다. 상기 냉장 보관된 혼합액은 Neddle (내경 0.20~0.30mm)을 통해 혼합액이 사출되어 방울 형태로 형성되며 무게에 의해 낙하하게 되며, 낙하된 혼합액은 미리 제조된 100mM 염화칼슘 (CaCl₂) 용액으로 떨어뜨려 경화시켜 구형 또는 타원형의 비드를(지름 2.0~2.2mm) 형성하였다. 상기 형성된 비드들은 100mM 염화칼슘 용액에 담그어 교반기에 의해 골고루 섞어지면서 더욱 경화되도록 하였다.

상기 혼합액이 모두 사출된 후에, 4~6시간 냉장 보관하면서 비드를 더욱 경화시킨 뒤에 새로운 100mM 염화칼슘 용액과 교체하여 냉장 상태에서 약 6시간 정도 경화를 시켰다. 경화가 완료된 비드는 걷어내 물기를 완전히 제거한 후, 비드 부피 대비 3배 부피의 물을 투입한 후 10분간 교반하고, 이러한 과정을 3회 처리하여 염화칼슘 용액을 제거하였다. 세척된 비드들은 망간 소킹을 위하여 물기를 완전 제거한 후, 10mM 망간이 포함된 40 brix (%) 반응 기질을 비드 부피 대비 3 배 부피로 투입한 후 10분간 교반하고, 이러한 처리를 3회 이상 처리하여 10mM 망간이 포함된 반응 기질로 교체하였다. 반응 기질은 pH 6.8~7.2로 3N NaOH에 의해 조절되며, 생산물의 종류에 따라 액상 과당 또는 결정 과당이 반응 기질이 될 수 있다. 10mM 망간이 포함된 반응 기질로 교체된 비드들은 반응조로 옮겨진 뒤, 반응 온도 50℃에서 약 30~60분간 반응 하여 망간 및 과당으로 비드의 소킹 작업을 완료하였다. 소킹이 완료된 비드는 지름이 약 1.6~1.8mm로 줄어들며 강도 또한 증가하게 된다. 소킹이 완료된 비드들의 기질을 제거 후 고정화 반응 컬럼에 충진 후 사이코스 시럽 생산에 이용하였다.

<고정화 컬럼 반응조건>

반응 온도: 컬럼 자켓 내부 온도 50 ℃

기질 유속: 0.5 SV (space velocity L. h-1)

반응 기질: 결정 과당 40 brix, pH 6.8~7.2, Mn^{2 +} 무첨가

비드 제조: 2.5%(w/w) 균체, 2%(w/w) 알긴산 혼합 및 10mM Mn^{2 +} soaking

상기 고정화 반응 컬럼에, 원료 용액이 75 %의 고형분을 포함하고, 전체 고형분 함량이 100 중량부 일 때, 과당의 함량 92 중량부로 포함하는 원료를 제공하여 혼합당인 사이코스 시럽을 제조하였다. 즉, 상기 반응액으로부터 포도당: 과당: 사이코스: 올리고당의 중량비로 포도당:과당:사이코스:올리고당=6:67:25:2인 25(w/w)% 사이코스 시럽을 수득하여 하기 실시예에 사용하였다.

제조예 1-3: 사이코스 분말 제조

제조예 1-2에서 얻어진 사이코스 시럽을 유색 및 이온 성분 등의 불순물을 제거하기 위해 양이온 교환수지, 음이온 교환수지 및 양이온과 음이온교환수지가 혼합된 수지로 충진된 상온의 컬럼에 시간당 이온교환수지 2배 부피의 속도로 통액 시켜 탈염시킨 후, 칼슘(Ca^{2 +}) 타입의 이온교환수지로 충진된 크로마토그래피를 이용하여 고순도의 사이코스 용액으로 분리 수득하였다. 상기 고순도 사이코스 시럽을 82 Bx 농도로 농축시키고, 과포화 상태가 되는 온도 35℃에서 서서히 온도 10℃까지 냉각시켜 결정을 생성시켰다. 상기 결정화 단계에서 수득된 사이코스 결정은 원심 탈수에 의해 모액을 제거하고 결정을 냉각수로 세척한 후, 건조하여 회수하였다.

실시예 1 내지 3: 발효유 동결건조 성형식품의 제조

하기 표 3에 기재된 성분 및 조성으로 발효유를 제조하고, 이를 동결건조하여 발효유 스낵을 제조하였다.

구체적으로, 실시예 1은 제조예 1-3에서 얻은 순도 99%의 사이코스 분말을 물에 용해하여 사이코스 시럽을 제조하여 사용하였고, 실시예 2는 제조예 1-2에서 얻은 사이코스 25% 시럽을 사용하였으며, 1.7%의 식이섬유가 추가되었다. 실시예 3은 제조예 1-2에서 얻은 사이코스 25% 시럽과 난소화성 말토덱스트린을 사용하였다.

구체적으로, 원유, 탈지분유 및 변성전분을 혼합하여 하기 표 3에 기재된 원료 혼합액을 제조하였다. 상기 얻어진 원료 혼합액을 93℃에서 10분간 살균하고, 살균한 원료액을 38 내지 43℃로 냉각하였다. 상기 살균 및 냉각을 거친 혼합액 각각에, 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus) 및 비피도박테리움 비피덤(Bifidobacterium bifidum)이 혼합된 Chr.-Hansen사(덴마크)의 ABT-5를 접종하였다. 유산균을 접종한 후 37℃ 내지 40℃의 발효기에서, pH가 4.0 내지 4.6으로 감소할 때까지 배양시킨 후, 상기 배양액을 15 내지 20℃로 냉각하였다. 상기 냉각된 배양액을 균질기(NIRO SOAVI(이탈리아)를 이용하여 200 Kg/cm²(BAR)의 압력을 가하여 균질액을 제조하였다.

당류 또는 사이코스 분말 및 사이코스 시럽을 혼합하여 혼합액을 제조하고, 90~95℃에서 5 내지 10분간 살균한 시럽을 15 내지 20℃로 냉각하여 당시럽액을 제조하였다.

상기 냉각된 발효유 70 중량%와 당시럽액 30 중량%를 혼합하고, 급속동결기(Ultra-Low Temperature Freezer(OPERON)를 사용하여 -40 내지 -44 ℃ 온도조건에서 24시간 급속동결을 수행하였다. 상기 급속동결한 혼합액을 -40℃에서 2시간, -20℃에서 2시간, 0℃에서 2시간, 10℃에서 2시간, 20℃에서 10시간, 및 30℃에서 6 내지 10시간을 건조하여, 발효유의 동결건조 성형식품을 제조하였다.

하기 표 3에서, 프락토올리고당 분말 및 난소화성말토덱스트린은 ㈜삼양제넥스 제품이며, 변성전분은 ㈜삼양제넥스 "썬텐더H" 찰옥수수 변성전분이며, 복합 유산균(ABT-5)는 Chr-Hansen 제품이다.

단계	SV01	SV02	SV03	SV04	SV05	SV06	SV07	SV08	SV09
온도 (TEMP, ℃)	-40.0	-20.0	0.0	10.0	20.0	20.0	20.0	20.0	30.0
건조시간 (SET.TIME, Min)	120	120	120	120	120	120	120	120	480

비교예 1 내지 3: 발효유 동결건조 성형식품의 제조

실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 발효유 동결건조 성형식품을 제조 하나, 실시예 1의 사이코스 분말대신에 비교예 1은 포도당을 사용하고, 비교예 2는 백설탕을 사용하고, 비교예 3은 액상과당을 사용하였다. 상기 표 3에 기재된 포도당 및 액상과당은 ㈜삼양제넥스 제품이며, 백설탕은 ㈜삼양사 제품이다.

원재료명	비교예1	비교예2	비교예3	실시예1	실시예2	실시예3
원유(wt%)	70.000	70.000	70.000	70.000	70.000	70.000
탈지분유(wt%)	5.000	5.000	5.000	5.000	5.000	5.000
농축우유단백(wt%)	0.500	0.500	0.500	0.500	0.500	0.500
프락토올리고당분말(wt%)	1.000	1.000	1.000	1.000	1.000	1.000
난소화성말토덱스트린(wt%)	-	-	-	-	-	2.000
포도당(wt%)	12.000	8.000	8.000	8.000	8.000	6.000
백설탕(wt%)	-	2.500	-	-	-	-
액상과당(wt%)	-	-	3.500	-	-	-
사이코스분말(wt%)	-	-	-	2.500	-	-
사이코스25%시럽(wt%)	-	-	-	-	3.500	3.500
변성전분(wt%)(wt%)	0.600	0.600	0.600	0.600	0.600	0.600
복합유산균(ABT-5) (wt%)	0.005	0.005	0.005	0.005	0.005	0.005
식이섬유 (wt%)	-	-	-	-	1.700	-
정제수 (wt%)	잔량	잔량	잔량	잔량	잔량	잔량
합 계(wt%)	100.000	100.000	100.000	100.000	100.000	100.000

시험예 1: 수분관련 물성 평가

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(1) 수분함량 및 수분 활성도

수분 분석기(Satoriuns,Germany) 이용하여 시료 2g을 칭량하였고 온도는 105℃, 시간은 자동모드로 설정하여 수분함량을 측정하였다. 수분활성도 측정기(LG전자, 국산)를 이용하여 수분활성도를 측정하였다. 시료의 동결건조 후 수분함량 및 수분활성도를 하기 표 4에 나타냈다.

측정항목	비교예1	비교예2	비교예3	실시예1	실시예2	실시예3
수분함량(%)	4.69	4.73	5.20	4.36	5.07	5.48
수분활성도	0.184	0.134	0.141	0.141	0.149	0.158

수분함량과 수분활성도는 미생물 증식에 중요한 요인이 됨으로 품질규격 측면에서 측정하였으며 상기 결과에 따르면 수분함량 및 수분활성도는 동등한 수준임을 알 수 있다. 즉 실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 3 모두 동결건조 후 미생물에는 안정성이 있음을 확인하였다.

(2) 흡습성

발효유 동결건조제품 12 내지 13g을 계량한 후 40℃, 75%RH 항온항습기에서 0분, 10분, 20분, 30분, 40분, 50분, 60분까지 10분 간격으로 수분의 흡습 정도를 무게로 측정하였다. 평가결과를 도 3에 나타냈다.

흡습성 비교 결과, 실시예 1 내지 3은, 비교예 1 내지 3보다 흡습정도가 낮음을 확인하였다. 이는 사이코스 분말 또는 사이코스 시럽을 첨가할 경우 동결건조 제품이 대기 중에 노출될 경우, 대기 중에 수분에 의해 눅눅해짐이 적음을 알 수 있다. 특히, 사이코스 시럽과 난소화성 말토덱스트린을 혼합한 동결건조 제품의 경우 흡습도가 더 낮음을 알 수 있었다.

시험예 2: 조직감 물성 평가

(1) 부서짐 정도

시료 100g을 1m 높이에서 10회 낙하시켜 부서진 분말상을 40 mesh 여과망으로 여과 후 분말의 무게를 측정하여 하기 수학식에 따라 부서짐 정도를 계산하여 그 결과를 하기 표 5 및 도 4에 나타냈다.

부서짐 정도(%)= 40mesh 여과 후 분말의 무게(g)/최초무게(g) X 100

측정항목	비교예1	비교예2	비교예3	실시예1	실시예2	실시예3
부서짐율(%)	49.2	47.8	45.6	44.2	42.5	35.3

부서짐성을 비교한 결과, 실시예 1 내지 3의 동결건조제품은 비교예 1 내지 3에 비해서 부서짐성이 더 낮음을 확인하였다. 이는 사이코스 분말 또는 사이코스 시럽을 첨가할 경우 발효유 동결건조제품의 부서짐성이 개선되었다. 특히, 사이코스 시럽과 난소화성 말토덱스트린을 혼합한 동결건조제품의 경우 부서짐률은 더 낮음이 확인되어 부서짐성 개선이 우수함을 확인하였다.

(2) 경도( Hardness )

텍스쳐 분석기(Texture analyzer)를 이용하여 하기 측정조건에 따라 시료의 경도 및 바삭함을 측정하였다.

Test Speed	2.0mm/s
Post Speed	10.0mm/s
Distance	5.0mm
Trig.Force	5g
Probe	HDP/LKB LIGHT KNIFE BLADE PERSPEX

본 발명에 따른 스낵의 경도 측정결과를 도 5에 나타냈다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 발효유 동결건조제품은 백설탕을 사용한 비교예 2보다 경도는 약하지만 포도당을 사용한 비교예 1 및 액상과당을 사용한 비교예 3보다 높음을 알 수 있었다. 또한 실시예 2 내지 3에 따른 동결건조제품은 비교예 1 내지 3의 동결건조제품에 비해 더욱 높은 경도를 가지며, 이는 사이코스 분말 및 사이코스 시럽을 발효유 동결건조제품에 적용할 경우 동결건조 제품이 더욱 단단해지는 효과가 있음을 의미한다. 특히, 사이코스와 난소화성 말토덱스트린을 혼합한 동결건조제품의 경우 경도는 개선됨을 알 수 있다.

(3) 바삭함( Crispiness ) 정도

동결건조제품의 바삭함 정도는 상기 경도와 동일한 조건으로 측정하였고, 그 결과를 도 6에 나타냈다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 동결건조제품의 바삭함(Crispiness)의 정도를 평가한 결과에서, 실시예 3의 동결건조제품은 비교예 1 내지 3의 동결건조제품보다 바삭함이 증가됨을 확인하였다. 실시예 1 내지 2에 따른 동결건조제품의 경우 포도당을 사용한 비교예 1 및 액상과당을 사용한 비교예 3보다 바삭함이 더욱 개선되었음을 확인할 수 있었다.

상기 실험결과, 사이코스 분말 및 사이코스 시럽 적용할 경우 동결건조제품이 더 바삭해지며, 특히 사이코스와 난소화성 말토덱스트린을 혼합한 동결건조제품의 경우(실시예 3) 바삭함 정도가 더욱 개선된 것을 확인하였다.

시험예 3: 유산균수 측정

유산균 생균수는 동결건조 전의 액상 제품과 동결 후 고상 제품에 대해 각각 평가하고 그 결과를 비교하였다. 시료 25g을 무균적으로 채취한 후에, 멸균된 0.85% NaCl에 희석한 샘플 1 mL을 MRS 아가 고체배지에 접종하여 37℃에서 48 내지 72시간 배양하고, 나타나는 콜로니수를 측정하여 평가하였다. 동결건조 전과 후의 유산균 콜로니 수(단위:Log CFU/ml)를 개수하여 동결건조과정에서 유산균의 사멸율을 확인하였다. 동결건조 전/후 생균수 측정결과를 하기 표 7에 기재하였다.

측정항목	비교예1	비교예2	비교예3	실시예1	실시예2	실시예3
건조전 생균수(Log CFU/mL)	9.42	9.42	9.42	9.42	9.42	9.42
동결건조후 생균수(Log CFU/mL)	8.83	9.30	9.36	9.35	9.21	9.08
생존율(건조후 싱균수/건조전 생균수 X 100, %)	93.7	98.7	99.3	99.2	97.7	96.4

동결건조제품의 제조과정에서, 동결건조 전 액상 제품의 유산균수는 9.42 log CFU/mL이나 동결건조 후 고상 제품의 유산균수는 8.83 - 9.36 log CFU/mL로서 다소 낮아지기는 하였으나 동결건조전 생균수 대비 93.7% 내지 99.3%의 생균수를 나타냈다.

시험예 4: 용해성 평가

발효유 동결건조제품이 인체의 구강 내에서 녹는 속도를 평가하기 위한 실험을 진행하였다. 패널 10명의 입안 온도를 측정한 결과 평균온도는 35.5 ℃이었으며, 이를 이용하여 입안의 평균온도와 유사하게 온도 35.5 ℃의 증류수 30g에 동결건조 제품 20g을 투입하여 10분간 정치시킨 후 40 mesh 여과망을 이용하여 10분간 여과 후, 100 ℃에서 10분간 건조하여 여과된 건조물의 무게를 측정하여 간접적으로 발효유 동결건조제품의 구강 내 녹는 속도를 평가하였다.

측정항목	비교예1	비교예2	비교예3	실시예1	실시예2	실시예3
여과망에 잔류하는 건조물의 양(g)	8.56	9.48	9.06	6.42	6.55	7.04

상기 증류수에 녹지 않고 여과망에서 잔류하는 발효유 동결건조제품의 건조물 함량이 적을수록, 발효유 동결건조제품의 녹는 속도가 빠른 것을 의미한다. 상기 표 6에 나타내 바와 같이, 실시예 1 내지 3의 발효유 동결건조제품이 비교예 1 내지 3의 제품에 비해 녹는 속도가 더 높음을 알 수 있었다. 녹는 속도가 클수록 입안에서 쉽게 녹으므로, 발효유 동결건조제품의 구용성이 우수하고, 입안에서 부드러운 맛을 제공하며, 또한 영/유아나 치아가 약한 노인식으로 적합하다.

시험예 5: 관능특성 평가

식품관능 평가를 위해 잘 훈련된 20~40대의 남녀 10명으로 하여 정량적 묘사분석을 측정하였으며, 부드러움, 청량감, 바삭함, 입안에 남는 잔존감 및 전체기호도에 대해 5점 척도법으로 하기 5개 항목에 대해서 점수를 부여하게 하고 평균하였다. 구체적 평가기준은 다음과 같으며, 평가결과는 하기 표 9에 나타냈다.

[평가항목]

부드러움: (전혀 부드럽지 않다(1점)-매우 부드럽다 (5점))

청량감: (매우 텁텁하다(1점)-매우 청량감 있다(5점))

바삭함: (전혀 바삭하지 않다(1점)-매우 바삭하다(5점))

잔존감: (전혀 남지 않는다(1점)-매우 많이 남는다(5점))

전체 기호도: (매우 나쁘다(1점)-매우 좋다(5점))

평가항목	비교예1	비교예2	비교예3	실시예1	실시예2	실시예3
부드러움	2.80	2.90	2.95	3.55	3.40	3.35
청량감	2.70	2.80	3.00	3.50	3.40	3.35
바삭함	2.50	3.10	2.90	3.10	3.30	3.60
잔존감	4.50	4.30	4.50	2.50	2.80	2.30
전체기호도	2.80	3.00	2.90	3.30	3.40	3.80

상기 표 9에 나타낸 바와 같이, 발효유 동결건조제품의 관능평가 결과에 따르면, 사이코스 첨가 시, 발효유 동결건조제품의 부드러움, 청량감, 바삭함, 잔존감 및 전체 기호도가 좋아짐을 알 수 있었다. 특히 입안에서 남는 잔존감의 경우 사이코스를 첨가할 경우 확연히 좋아짐을 알 수 있다.

<110> SAMYANG GENEX CORPORATION <120> Freeze-dried food using the culture product of lactic acid bacteria and method of preparing the same <130> DPP20146987KR <160> 9 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 356 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sod promoter (6) <400> 1 aagcgcctca tcagcggtaa ccatcacggg ttcgggtgcg aaaaaccatg ccataacagg 60 aatgttcctt tcgaaaattg aggaagcctt atgcccttca accctactta gctgccaatt 120 attccgggct tgtgacccgc tacccgataa ataggtcggc tgaaaaattt cgttgcaata 180 tcaacaaaaa ggcctatcat tgggaggtgt cgcaccaagt acttttgcga agcgccatct 240 gacggatttt caaaagatgt atatgctcgg tgcggaaacc tacgaaagga ttttttaccc 300 atggctgtat acgaactccc agaactcgac tacgcatacg acgaaaggat tacaaa 356 <210> 2 <211> 93 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Tac1 promoter (4) <400> 2 tgacaattaa tcatcggctc gtatattgtg tggaattgtg agcggataac aatttcacac 60 aggaaacaga attcccgggg aaaggattac aaa 93 <210> 3 <211> 112 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Tac2 promoter (4) <400> 3 tgacaattaa 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Trp Tyr Lys Arg Leu Phe Glu Val Met 85 90 95 Ala Gly Leu Asp Ile His Leu Ile Gly Gly Ala Leu Tyr Ser Tyr Trp 100 105 110 Pro Val Asp Phe Ala Thr Ala Asn Lys Glu Glu Asp Trp Lys His Ser 115 120 125 Val Glu Gly Met Gln Ile Leu Ala Pro Ile Ala Ser Gln Tyr Gly Ile 130 135 140 Asn Leu Gly Met Glu Val Leu Asn Arg Phe Glu Ser His Ile Leu Asn 145 150 155 160 Thr Ser Glu Glu Gly Val Lys Phe Val Thr Glu Val Gly Met Asp Asn 165 170 175 Val Lys Val Met Leu Asp Thr Phe His Met Asn Ile Glu Glu Ser Ser 180 185 190 Ile Gly Asp Ala Ile Arg His Ala Gly Lys Leu Leu Gly His Phe His 195 200 205 Thr Gly Glu Cys Asn Arg Met Val Pro Gly Lys Gly Arg Thr Pro Trp 210 215 220 Arg Glu Ile Gly Asp Ala Leu Arg Glu Ile Glu Tyr Asp Gly Thr Val 225 230 235 240 Val Met Glu Pro Phe Val Arg Met Gly Gly Gln Val Gly Ser Asp Ile 245 250 255 Lys Val Trp Arg Asp Ile Ser Lys Gly Ala Gly Glu Asp Arg Leu Asp 260 265 270 Glu Asp Ala Arg Arg Ala Val Glu Phe Gln Arg Tyr Met Leu Glu Trp 275 280 285 Lys <210> 8 <211> 870 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> modified nucleic acid sequence (1) of the enzyme protein of SEQ ID NO: 7 <400> 8 atgaaacacg gtatctacta cgcgtactgg gaacaggaat gggcggcgga ctacaaacgt 60 tacgttgaaa aagcggcgaa actgggtttc gacatcctgg aagttggtgc ggcgccgctg 120 ccggactact ctgcgcagga agttaaagaa ctgaaaaaat gcgcggacga caacggtatc 180 cagctgaccg cgggttacgg tccggcgttc aaccacaaca tgggttcttc tgacccgaaa 240 atccgtgaag aagcgctgca gtggtacaaa cgtctgttcg aagttatggc gggtctggac 300 atccacctga tcggtggtgc gctgtactct tactggccgg ttgacttcgc gaccgcgaac 360 aaagaagaag actggaaaca ctctgttgaa ggtatgcaga tcctggcgcc gatcgcgtct 420 cagtacggta tcaacctggg tatggaagtt ctgaaccgtt tcgaatctca catcctgaac 480 acctctgaag aaggtgttaa attcgttacc gaagttggta tggacaacgt taaagttatg 540 ctggacacct tccacatgaa catcgaagaa tcttctatcg gtgacgcgat ccgtcacgcg 600 ggtaaactgc tgggtcactt ccacaccggt gaatgcaacc gtatggttcc gggtaaaggt 660 cgtaccccgt ggcgtgaaat cggtgacgcg ctgcgtgaaa tcgaatacga cggtaccgtt 720 gttatggaac cgttcgttcg tatgggtggt caggttggtt ctgacatcaa agtttggcgt 780 gacatctcta aaggtgcggg tgaagaccgt ctggacgaag acgcgcgtcg tgcggttgaa 840 ttccagcgtt acatgctgga atggaaataa 870 <210> 9 <211> 870 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> modified nucleic acid sequence(2) of the enzyme protein of SEQ ID NO:7 <400> 9 atgaagcacg gcatctacta cgcatactgg gagcaggagt gggcagcaga ctacaagcgc 60 tacgttgaga aggcagcaaa gctgggcttc gacatcctgg aggttggcgc agcaccactg 120 ccagactact ccgcacagga ggttaaggag ctgaagaagt gcgcagacga caacggcatc 180 cagctgaccg caggctacgg cccagcattc aaccacaaca tgggctcctc cgacccaaag 240 atccgcgagg aggcactgca gtggtacaag cgcctgttcg aggttatggc aggcctggac 300 atccacctga tcggcggcgc actgtactcc tactggccag ttgacttcgc aaccgcaaac 360 aaggaggagg actggaagca ctccgttgag ggcatgcaga tcctggcacc aatcgcatcc 420 cagtacggca tcaacctggg catggaggtt ctgaaccgct tcgagtccca catcctgaac 480 acctccgagg agggcgttaa gttcgttacc gaggttggca tggacaacgt taaggttatg 540 ctggacacct tccacatgaa catcgaggag tcctccatcg gcgacgcaat ccgccacgca 600 ggcaagctgc 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Claims (18)

1. 유산균 액상 발효유를 포함하는 혼합액을 성형틀에 주입하여 동결건조한 동결건조 성형식품으로서,
   상기 동결건조 성형식품은 사이코스를 포함하며,
   상기 사이코스는 사이코스 혼합당 시럽, 또는 상기 혼합당 시럽으로부터 제조되는 분말이며, 상기 혼합당 시럽은 생물학적 방법으로 제조된 혼합당 시럽의 고형분 함량 100 중량부 기준으로 사이코스 2 내지 55 중량부, 과당 30 내지 80 중량부 및 포도당 2 내지 60 중량부로 포함하고,
   상기 사이코스의 함량은 동결건조 성형식품의 총고형분 함량 100 중량부를 기준으로 5 내지 50 중량부인 것인,
   경도(hardness)가 1000 내지 3000이고, 바삭함(cripness)이 5 내지 50인 동결건조 성형식품.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 동결건조 성형식품은 동결건조 전 유산균 생균수 대비 90% 이상의 생균수를 포함하는 것인 동결건조 성형식품.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 동결건조 성형식품의 수분 활성도가 0.5 이하인 동결건조 성형식품.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 유산균 액상 발효유는 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus) 및 비피도박테리움 비피덤(Bifidobacterium bifidum)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 유산균으로 발효된 것인, 동결건조 성형식품.
   
5. 제 1 항에 있어서, 상기 동결건조 성형식품은 스낵, 칩, 또는 시리얼 제품인 동결건조 성형식품.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 유산균 액상 발효유는 우유-함유 액상 원료에 유산균을 배양하여 얻어진 것이며, 상기 사이코스는 유산균 액상 발효유 또는 우유-함유 액상 원료에 첨가된 것인, 동결건조 성형식품.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 유산균 액상 발효유는 우유-함유 액상 원료에 유산균을 배양하여 얻어진 것이며, 상기 우유-함유 액상 원료는 농축우유 단백, 포도당, 난소화성 덱스트린, 프락토올리고당, 변성전분 및 식이섬유로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 추가로 포함하는 것인, 동결건조 성형식품.
   
8. 제7항에 있어서, 동결건조 성형식품의 총고형분 함량 100 중량부를 기준으로, 난소화성 덱스트린 또는 변성성분은 각각 0.1 내지 20 중량부로 포함되는 것인 동결건조 성형식품.
   
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 제1항에 있어서, 상기 유산균 액상 발효유는, 유산균 액상 발효유의 전체 고형분 함량 100 중량부를 기준으로, 우유-함유 액상 원료 2 내지 97 중량부 및 사이코스 2 내지 20 중량부로 포함하는 원료 조성물에 유산균를 배양하여 제조된 것인, 동결건조 성형식품.
    
13. 제1항에 있어서, 상기 유산균 액상 발효유는 우유-함유 액상 원료에 유산균을 배양하여 얻어진 것이며, 상기 우유-함유 액상 원료는 생유, 농축유, 전지분유, 탈지분유, 탈지 농축유, 저지방 우유, 무지방 우유, 환원유, 환원 저지방 우유 및 탈지분유로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인, 동결건조 성형식품.
    
14. 유산균 액상 발효유를 포함하는 혼합액을 성형틀에 주입하고 동결건조하여, 동결건조 성형식품을 제조하는 단계를 포함하며,
    상기 유산균 액상 발효유는 우유-함유 액상 원료를 균질화하고 유산균을 배양하여 얻어진 것이며,
    사이코스가 상기 우유-함유 액상 원료 또는 유산균 액상 발효유에 첨가되는 것이며,
    상기 사이코스는 사이코스 혼합당 시럽, 또는 상기 혼합당 시럽으로부터 제조되는 분말이며, 상기 혼합당 시럽은 생물학적 방법으로 제조된 혼합당 시럽의 고형분 함량 100 중량부 기준으로 사이코스 2 내지 55 중량부, 과당 30 내지 80 중량부 및 포도당 2 내지 60 중량부로 포함하는 것인,
    경도(hardness)가 1000 내지 3000이고, 바삭함(cripness)이 5 내지 50인 것인 사이코스를 함유하는 동결건조 성형식품의 제조방법.
    
15. 제14항에 있어서, 상기 동결건조 성형식품은 동결건조 전 유산균 생균수 대비 90% 이상의 생균수를 포함하는 것인, 동결건조 성형식품의 제조방법.
    
16. 제14항에 있어서, 상기 유산균 액상 발효유는, 우유-함유 액상 원료에 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus) 및 비피도박테리움 비피덤(Bifidobacterium bifidum)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 유산균을 배양하여 얻은 것인, 동결건조 성형식품의 제조방법.
    
17. 제14항에 있어서, 상기 동결건조단계의 건조온도 -60℃ 내지 40℃에서 수행하는 것인, 동결건조 성형식품의 제조방법.
    
18. 제17항에 있어서, 상기 동결건조는 건조온도를 점진적으로 증가시키면서 건조를 수행하는 것인, 동결건조 성형식품의 제조방법.
    

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