KR101914919B1 - 살아있는 유산균 액상제제 및 살아있는 유산균 음료 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 살아있는 유산균 액상제제 및 살아있는 유산균 음료에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 살아있는 유산균의 생존율을 높게 유지하면서도 물에 대한 분산특성이 우수한 살아있는 유산균 액상제제와 상기 유산균 액상제제를 이용하여 제조된 살아있는 유산균음료에 관한 것이다.
Description
본 발명은 살아있는 유산균 액상제제 및 살아있는 유산균 음료에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 살아있는 유산균의 생존율을 높게 유지하면서도 물에 대한 분산특성이 우수한 살아있는 유산균 액상제제와 상기 유산균 액상제제를 이용하여 제조된 살아있는 유산균음료에 관한 것이다.
살아있는 유산균(프로바이오틱스)은 장에 정착하여 장관운동 활성화, 유해균 억제, 비타민 및 면역 증강 물질 촉진 등 다양한 생리활성 효과를 발휘한다. 최근에는 장내 세균종이 장과 뇌 사이의 커뮤니케이션을 수행하여 장의 건강이 기분, 정신적 건강 및 행동에 중대한 영향을 미친다는 연구결과가 보고되는 등 장 건강의 소재로 유산균의 효능에 대한 관심이 높아가고 있다. 이에 유산균 건기식 시장도 해마다 크게 성장 중에 있으며, 살아있는 유산균을 초콜릿, 비스킷 샌드, 빵류, 음료 등 식품에 적용하려는 시도가 계속적으로 있어 왔다.
그러나 인체의 구조상 유산균을 섭취한 후 장(腸)까지 도달하기 이전에 위(胃)를 거치게 되는데, 유산균은 위에서 분비되는 위산으로 인해 거의 사멸하므로 유산균 본래의 생리활성 기능을 발휘하지 못하게 된다. 이에 살아있는 유산균을 안정적으로 장까지 전달할 수 있도록 단백질 또는 탄수화물 등으로 코팅한 유산균 분말이 개발된 바 있나, 유산균체가 단백질 또는 탄수화물로 코팅되어 있으므로 분말 자체를 복용하기가 적합하지 않았다. 이러한 문제를 해소하기 위하여, 유산균 분말을 캡슐 또는 당 비드와 같은 제형 형태로 제조하여 복용이 용이하도록 하는 기술이 개발된 바도 있다.
유산균 음료를 제조하는 경우, 유산균 분말 또는 유산균 캡슐은 물에 잘 섞이지 않고 가라앉게 되고 음용 시에 이물감을 부여하는 문제가 있다. 따라서 유산균 음료 제조시에 살아있는 유산균의 생존율이 높고 그리고 유산균이 물에 잘 섞이도록 하여 음용시에 이물감을 주지 않는 새로운 유산균 음료가 절실히 요구된다. 현재 시중에 유통되는 유산균 과채음료는 대부분 사균체 혹은 발효물이 포함된 것이고, 살아있는 유산균을 함유한 과채음료가 제품화 되어 있지는 않다.
본 발명은 살아있는 유산균의 생존율을 높게 유지하면서 유산균이 물에 잘 섞이도록 배합되어 있는, 살아있는 유산균 액상제제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기한 유산균 액상제제가 포함되어 있는 살아있는 유산균 음료를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기한 유산균 액상제제를 음료의 제조과정 중에 투입 교반하여 제조하는, 살아있는 유산균 음료의 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 과제 해결을 위한 본 발명의 제1 구현예에 의하면, 본 발명은 물에 유산균 100 중량부, 하이드록시프로필 전분 150 ~ 250 중량부 및 당류 20 ~ 80 중량부가 포함되어 있는 살아있는 유산균 함유 액상제제를 제공한다.
상기 제1 구현예에 따른 유산균은 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) LRCC5308 (기탁번호 KCCM11780P)일 수 있다.
상기 제1 구현예에 따른 하이드록시프로필 전분은 옥수수 전분 100 중량부와 프로필렌옥사이드 2 ~ 12 중량부를 반응시켜 제조된 것일 수 있다.
상기 제1 구현예에 따른 당류는 유당 80 ~ 98 중량%와 덱스트린 2 ~ 20 중량%가 배합된 혼합물일 수 있다.
상기 제1 구현예에 따른 유산균 액상제제는 물 중에 분산된 유산균, 하이드록시프로필 전분 및 당류로 구성되는 고형분의 농도가 1 ~ 10 중량% 범위일 수 있다.
상기 제1 구현예에 따른 유산균 액상제제는 점도가 25℃에서 1,000 ~ 3,000 cPs 일 수 있다.
상기한 과제 해결을 위한 본 발명의 제2 구현예에 의하면, 본 발명은 상기 유산균 액상제제가 포함된 살아있는 유산균 음료를 제공한다.
상기 제2 구현예에 따른 음료는 구체적으로 야채 음료, 과일 음료 또는 야채 및 과일 혼합음료일 수 있다.
상기한 과제 해결을 위한 본 발명의 제3 구현예에 의하면, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 살아있는 유산균 음료의 제조방법을 제공한다 :
(a) 과채농축액 14 ~ 18 중량%, 아라비아 검 2 ~ 4 중량% 및 정제수 70 ~ 84 중량%를 혼합하여 음료 배합액을 제조하는 단계;
(b) 배합액을 80 ~ 95 ℃ 온도로 살균하고 10 ~ 20 ℃ 온도로 냉각하는 단계; 및
(e) 냉각된 배합액에 상기 제1항 내지 제5항 중에서 선택된 어느 한 항의 액상제제 0.01 ~ 0.1 중량%를 접종하고 5 ~ 10 ℃ 온도에서 10 ~ 30분 동안 교반하는 단계.
본 발명이 제공하는 액상제제는 유산균의 생존율이 높게 유지되므로 유산균 본연의 생리활성 기능을 보존할 수 있다. 구체적으로, 본 발명이 제공하는 유산균 액상제제는 4 ℃에서 72시간 동안 유지한 후의 총생균수가 1x109 CFU/mL 이상 유지되고 유산균의 분산성 및 균질성이 유지되는 각별한 효과가 있다.
본 발명이 제공하는 유산균 음료는 발효과정을 거치치 않으므로 생산 공정이 간소화되는 효과가 있다. 또한, 종래에 유산균 분말을 첨가하는 유산균 음료의 제조방법에 대비하여, 음료 제조공정 중에 유산균 액상제제를 첨가하게 되므로 제조공정이 훨씬 간단해지고 생산시설에 불필요한 오염을 줄일 수 있는 효과도 있다.
본 발명이 제공하는 유산균 음료는 4 ℃에서 28일 유지한 후에도 상분리 현상 또는 유산균이 침전되는 현상이 관찰되지 않는다. 이에, 본 발명이 제공하는 유산균 음료는 유통 기간 내내 생균수 유지, 제품품질 및 맛과 향을 그대로 보존할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 액상제제가 포함된 음료를 관능 평가한 결과이다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 하기와 같다.
본 발명이 제1 구현예로서 제안하는 살아있는 유산균 액상제제는, 물에 유산균 100 중량부, 하이드록시프로필 전분 150 ~ 250 중량부 및 당류 20 ~ 80 중량부가 포함되어 있다.
본 발명에 따른 살아있는 유산균 액상제제를 구성하는 각 성분에 대해 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
(1) 유산균
본 발명에서의 유산균(lactic acid bacteria)은 살아있는 유산균으로, 당업계에서 통용되는 유산균은 모두 포함될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 이러한 유산균을 대표하여 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) LRCC5308 (기탁번호 KCCM11780P)을 사용하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 락토바실러스 플랜타럼 LRCC5308는 본 출원인에 의해 분리된 신균주이고, 대한민국 특허출원 10-2016-0020614호로 출원된 바 있다. 상기 락토바실러스 플랜타럼 LRCC5308는 김치에서 분리한 균으로, pH 3.0 ~ 5.5의 산성 조건에서도 생육이 가능한 특성을 가지고 있으므로 본 발명이 목적하는 유산균 액상제제 제조에 적합하다.
(2) 하이드록시프로필 전분
본 발명에서의 하이드록시프로필 전분은 전분을 프로필렌옥사이드와 반응시켜 제조된 변성전분이다. 상기 변성전분은 전분에 하이드록시프로필 그룹이 도입됨으로써 전분간의 결합을 약화시켜 호화온도를 낮추고 노화를 억제하게 된다. 본 발명의 실시예에서는 대표적으로 옥수수 전분 100 중량부와 프로필렌옥사이드 2 ~ 12 중량부를 30 ~ 60 ℃ 온도에서 반응시켜 제조된 하이드록시프로필 전분을 사용하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 하이드록시프로필 전분은 프로필렌옥사이드의 결합정도에 따라 호화 및 노화 온도, 찬물에서의 팽윤성 또는 분산성, 낮은 pH 조건에서의 안정성, 저장안정성 등에서 각별한 차이를 보일 수 있다. 이러한 점을 감안할 때, 상기 하이드록시프로필 전분으로는 옥수수 전분 100 중량부에 프로필렌옥사이드 2 ~ 12 중량부를 반응시켜 제조된 것을 사용함이 바람직하다.
또한, 상기 하이드록시프로필 전분은 25 ℃ 물에 3 ~ 4 중량% 범위로 분산시켰을 때 콜로이드 형태로 존재하게 되는데, 이러한 특성을 이용하면 살아있는 유산균을 수용액상에 안정하게 분산화 및 균질화가 가능하다. 본 발명자들의 실험결과에 의하면, 본 발명의 유산균 액상제제에 상기 하이드록시프로필 전분을 포함시킴으로써 4 ℃에서 72시간 동안 유지한 후의 총생균수가 1x109 CFU/mL 이상, 바람직하기로는 1x109 ~ 1x1010 CFU/mL로 유지되는 효과를 달성할 수 있게 되었다.
상기 하이드록시프로필 전분의 함량은 유산균 100 중량부를 기준으로 150 ~ 250 중량부, 바람직하기로는 180 ~ 220 중량부 범위로 포함될 수 있다. 이때 하이드록시프로필 전분의 함량이 150 중량부 미만이면 유산균의 생존율 및 균질한 분산을 유도할 수 없게 되고, 반대로 하이드록시프로필 전분의 함량이 250 중량부를 초과하면 액상 제형이 아닌 고체화가 일어나는 문제가 있을 수 있다.
(3) 당류
본 발명에서의 당류는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것으로 대표적으로 유당이 포함될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 유당와 덱스트린의 혼합물을 사용하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서는 당류로서 구체적으로 유당 80 ~ 98 중량%와 덱스트린 2 ~ 20 중량%가 배합된 혼합물을 사용할 수 있다. 이처럼 유당과 덱스트린이 소정의 배합비를 이루는 혼합물을 당류로서 본 발명의 유산균 액상제제에 포함되면 분말 상태에서의 유산균을 안정하게 보존하는 역할을 하게 된다.
상기 당류의 함량은 유산균 100 중량부를 기준으로 20 ~ 80 중량부, 바람직하기로는 30 ~ 35 중량부 범위로 포함될 수 있다. 이때 당류의 함량이 20 중량부 미만이면 분말 원료의 안정성이 떨어지게 되고, 반대로 당류의 함량이 80 중량부를 초과하면 과다한 우유 유래 성분이 주스에 혼합될 여지가 있을 수 있다.
(4) 물
본 발명의 유산균 액상제제는 물을 매체로 사용하여, 유산균, 하이드록시프로필 전분, 당류 및 통상의 첨가제를 용해 또는 현탁시켜 제조된 것으로, 콜로이드상 액상제제로 제조된다. 상기 콜로이드상 액상제제는 점도가 25℃에서 1,000 ~ 3,000 cPs 이며, 미색의 유동성이 크지 않는 액상제제이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 물은 살균된 정제수 또는 이온수 등 식용으로 사용 가능한 멸균수이면 모두 사용될 수 있다.
상기 물의 함량은 본 발명의 유산균 액상제제의 농도가 0.05 ~ 0.5 중량% 되도록, 바람직하기로는 0.1 ~ 0.2 중량%가 되도록 하는 범위 내에서 적절히 포함될 수 있다. 다시 설명하면, 물 중에 분산되는 유산균, 하이드록시프로필 전분 및 당류로 구성되는 고형분의 농도가 1 ~ 10 중량%, 바람직하기로는 2 ~ 7 중량% 되도록 하는 함량범위로 물을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 유산균 액상제제는 통상적의 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 구체적으로는 알긴산 혹은 겐티오 올리고당, 프록토스 등의 프리바이오틱스 성분 등이 포함될 수 있으며, 본 발명은 이들 첨가제의 선택 및 함량에 대해서는 특별히 제한을 두지 않는다.
또한, 본 발명은 제2 구현예로서 상기한 유산균 액상제제가 포함된 살아있는 유산균 음료를 제공한다.
상기 음료는 야채 음료, 과일 음료 또는 야채 및 과일 혼합음료일 수 있으며, 본 발명의 음료가 이에 한정되는 것은 아니다. 야채 음료, 과일 음료 이외에도 유산균 본연의 생리활성 기능이 보유된 음료에, 본 발명의 유산균 액상제제를 포함하게 되면 목적하는 효과는 충분히 달성될 수 있다.
또한, 본 발명은 제3 구현예로서 살아있는 유산균 음료의 제조방법을 제공한다. 본 발명이 제안하는 제조방법에 의하면, 통상의 음료 제조과정에 본 발명의 유산균 액상제제를 투입 교반하여 목적하는 유산균 음료를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 구현예로서 예시되는, 살아있는 유산균이 함유된 과채음료의 제조방법은 하기와 같다 :
(a) 과채농축액 14 ~ 18 중량%, 아라비아 검 2 ~ 4 중량% 및 정제수 70 ~ 84 중량%를 혼합하여 음료 배합액을 제조하는 단계;
(b) 배합액을 80 ~ 95 ℃ 온도로 살균하고 10 ~ 20 ℃ 온도로 냉각하는 단계; 및
(e) 냉각된 배합액에 유산균 액상제제 0.1 ~ 0.2 중량%를 접종하고 5 ~ 10 ℃ 온도에서 10 ~ 30분 동안 교반하는 단계; 를 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 하기의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
제조예 1 및 비교제조예 1 ~ 3. 유산균 액상제제의 제조
락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) LRCC5308 (기탁번호 KCCM11780P)의 동결건조 분말 (3.3x1011 cfu/g의 살아있는 유산균 함유), 하이드록시프로필 전분(Ingredion사 제품, Ultra Sperse 2000), 유당 (유당 95 중량%와 덱스트린 5 중량%가 배합되어 있음]을 물에 투입 및 교반하여 유산균 액상제제를 제조하였다.
하기 표 1에는 상기 제조예 1 및 비교제조예 1 ~ 3에서 제조된 유산균 액상제제의 배합비를 나타내었다. 또한, 제조된 유산균 액상제제의 상태를 판단하고, 그리고 제조된 유산균 액상제제 각각을 4 ℃에서 72시간 동안 유지한 후의 총 생균수와 상층부 생균수 및 제제의 상태를 평가한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
| 구 분 | 제조예 1 | 비교제조예 | |||
| 1 | 2 | 3 | |||
| 조성 (g) |
유산균 분말 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 하이드록시프로필 전분 | 6 | 0 | 2 | 10 | |
| 유당 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| 물 | 200 | 200 | 200 | 200 | |
| 평가 |
총생균수 (CFU/mL) | 4.80x109 | 5.38x109 | 3.40x109 | 측정불가 |
| 상층부생균수 (CFU/mL) |
5.02x109 | 6.18x108 | 6.18x108 | 측정불가 | |
| 제제 상태 | 미색의 콜로이드상 |
투명한 부유 액체 | 미색의 콜로이드상 |
페이스트 | |
상기 표 1의 결과에 의하면, 본 발명이 제안하는 제조예 1의 유산균 액상제제는 미색의 불투명한 콜로이드상 액상제제로 제조되었고, 4 ℃에서 72시간 동안 유지한 후에도 총생균수의 변화가 없었으며 분산화 및 균질성도 유지됨을 확인할 수 있었다.
이에 반하여, 비교제조예 1은 하이드록시프로필 전분을 포함하지 않은 유산균 액상제제로서, 4 ℃에서 72시간 동안 유지한 후에도 총생균수의 변화는 없었지만 부유물 및 침전물이 발생됨을 확인하였다. 비교제조예 2는 본 발명이 제안하는 함량 범위 미만의 하이드록시프로필 전분을 포함하는 유산균 액상제제로서, 상기 비교제조예 1에서와 마찬가지로 4 ℃에서 72시간 동안 유지한 후에도 총생균수의 변화는 없었지만 부유물 및 침전물이 발생됨을 확인하였다. 비교제조예 3은 본 발명이 제안하는 함량 범위를 초과하는 과량의 하이드록시프로필 전분을 포함하는 유산균 제제로서, 호화가 과도하게 일어나 액상으로 제조되지 않고 페이스트 형태로 제조되었다.
실시예 1 및 비교예 1. 유산균 음료의 제조
상기 제조예 1 및 비교제조예 1에서 제조된 유산균 액상제제를 과채음료 제조과정 중에 투입하여 유산균 음료를 제조하였다. 구체적으로 하기 방법으로 제조하였다.
오렌지 농축액(65Brix 기준) 13.85 중량%, 천연착향료(오렌지향) 0.10 중량%, 아라비아 검 2 중량% 및 정제수 74.05 중량%를 혼합하여 오렌지 주스 배합액을 제조하였다. 제조된 오렌지 주스 배합액은 pH 3.8로 측정되었다. 오렌지 주스 배합액을 95 ℃에서 30초간 살균한 후 10 ℃로 냉각하였다. 냉각된 오렌지 주스 배합액에 상기 제조예 1 및 비교제조예 1에서 제조된 유산균 액상제제를 각각 0.1 중량% 투입하였다.
제조된 유산균 음료 각각을 4 ℃ 온도에서 4주 동안 보관하면서 생균수 변화를 측정한 결과는 하기 표 2 에 나타내었다.
| 평가 | 실시예 1 | 비교예 1 | |
| 생균수 (CFU/mL) |
이론치 | 5.0x106 | |
| 초기 | 6.0x106 | 4.0x106 | |
| 1주일 후 | 3.6x106 | 3.6x106 | |
| 2주일 후 | 3.7x106 | 3.6x106 | |
| 3주일 후 | 4.4x106 | 3.3x106 | |
| 4주일 후 | 4.2x106 | 3.2x106 | |
| 경시적 변화 | 맑은 액상 유지됨 | 부유물 잔류함 4주 후 침전물 생성 |
|
상기 표 2의 결과에 의하면, 본 발명이 제안하는 제조예 1의 유산균 액상제제를 혼합하여 제조된 실시예 1의 음료는, 하이드록시프로필 전분을 포함하지 않는 비교제조예 1의 유산균 액상제제를 혼합하여 제조된 비교예 1의 음료와 비교할 때 생균수에서는 각별한 차이를 나타내지 않았다. 하지만, 경시적 변화는 상당한 차이가 있었는데, 비교예 1에 대비하여 실시예 1의 음료는 액상제제 내에 하이드록시프로필 전분이 포함되어 있음으로써 고른 분산을 유도하는 각별한 효과를 얻고 있음을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명이 액상제제에 하이드록시프로필 전분을 포함시킴을 특징으로 하고 있는데, 하이드록시프로필 전분의 첨가로 인한 관능 변화가 있는지를 확인하기 위하여 관능 평가를 실시하였다. 그 결과는 도 1에 첨부하였다.
도 1에 의하면, 유산균이 전혀 포함되지 않은 음료(대조군)에 대비하여 실시예 1과 비교예 1에서 제조된 음료는 별 다른 차이 없음을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 음료는 액상제제 내에 하이드록시프로필 전분을 추가로 포함하여 유산균의 생존율은 높게 유지하면서 물에 대한 분산성을 향상시켜 고품질의 음료제품을 제조할 수 있었으며, 하이드록시프로필 전분의 첨가로 인한 음료 본연의 풍미를 헤치지 않음을 알 수 있다.
Claims (9)
- 물에,
유산균 100 중량부, 하이드록시프로필 전분 150 ~ 250 중량부 및 당류 20 ~ 80 중량부가 포함되어 있으며,
상기 유산균은 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) LRCC5308 (기탁번호 KCCM11780P)이고,
상기 하이드록시프로필 전분은 옥수수 전분 100 중량부와 프로필렌옥사이드 2 ~ 12 중량부를 반응시켜 제조된 것이며,
상기 당류는 유당 80 ~ 98 중량%와 덱스트린 2 ~ 20 중량%가 배합된 혼합물인 것이며,
유산균 액상제제는 점도가 25℃에서 1,000 ~ 3,000 cPs 인 것을 특징으로 하는 살아있는 유산균 함유 액상제제.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
유산균 액상제제는 물 중에 분산된 유산균, 하이드록시프로필 전분 및 당류로 구성되는 고형분의 농도가 1 ~ 10 중량%인 것을 특징으로 하는 살아있는 유산균 함유 액상제제.
- 삭제
- 제 1 항 또는 제 5 항의 액상제제가 포함된 살아있는 유산균 음료.
- 제 7 항에 있어서,
상기 음료는 야채 음료, 과일 음료 또는 야채 및 과일 혼합음료인 것을 특징으로 하는 살아있는 유산균 음료.
- 삭제
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|---|---|---|---|---|
| JP2010168309A (ja) * | 2009-01-22 | 2010-08-05 | Kaneka Corp | 粒子状組成物およびその製造方法 |
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