KR102001602B1 - 메주 미생물의 효소활성 증진용 미네랄 조성물 - Google Patents

메주 미생물의 효소활성 증진용 미네랄 조성물 Download PDF

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Abstract

본 명세서에 따른 발명은 미생물의 효소활성을 증진시킬 수 있는 조성물로서, 미네랄 성분 및 무기성분을 포함하는 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 명세서에 따른 발명은 미생물의 효소 활성을 증진시킬 수 있는 조성물을 첨가하여 배지를 제조하는 단계 및 미생물을 배양하여 배양물을 얻는 단계를 포함하는 발효 방법에 관한 것이다.

Description

메주 미생물의 효소활성 증진용 미네랄 조성물{A mineral composition for enhancing enzyme activity of microorganism for preparing meju}
본 명세서에는 미생물의 효소활성 증진용 조성물로서, 일 측면에서 아스퍼질러스 등의 미생물의 엑소펩티데이즈 등의 효소 활성을 증진시키기 위한 조성물과 이를 이용한 발효방법이 개시된다.
발효식품은 미생물의 발효작용을 이용한 식품을 의미하며, 발효작용이란 미생물이 생산한 효소에 의해 다양한 특성의 향미 성분들이 생성되는 과정을 말한다. 따라서 발효식품 제조에 사용되는 식재료 뿐만 아니라 미생물이 매우 중요하다. 동일한 기질(콩, 쌀, 보리 등)을 사용하더라도 발효 미생물의 종류, 효소특성, 생육 정도에 따라 발효식품의 맛과 향 특성이 달라질 수 있다.
구체적으로 콩발효식품에서는 미생물을 이용해 고분자인 콩단백질로부터 맛성분인 저분자 아미노산 및 펩타이드를 생성하는 것이 중요하다. 즉, 미생물이 생산하는 단백질분해효소의 특성 및 생산량에 따라 콩발효식품의 맛특성이 결정된다. 단밸질분해효소에는 고분자인 단백질의 내부에 결합하여 작용하는 엔도펩티데이즈(Endopeptidase)와 펩타이드(peptide)의 말단에 결합하여 작용하는 엑소펩티데이즈(Exopeptidase)가 있다. 특히, 엑소펩티데이즈는 감칠맛과 고꾸미(지속성, 무게감)와 같은 맛특성을 나타내는 저분자 아미노산 및 펩타이드를 생성하는데 있어서 주요 역할을 담당한다. 따라서 콩발효식품의 제조에 있어서, 발효미생물의 엑소펩티데이즈의 활성 및 생산량을 증대시키는 기술이 중요하다.
대부분의 상업용 개량메주는 콩단백질로부터 맛성분을 얻기 위해 단백질 분해효소 활성이 우수한 미생물인 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae)를 주요 발효 미생물로 사용한다. 한편, 콩단백질의 분해의 측면에서 미생물을 유전자 변이를 통해 효소 생산량을 증대 혹은 활성을 증진시킬 수 있다. 하지만 식품에서 유전자 변이 미생물을 안전성 문제로 상업적으로 이용하지 않고 있다. 이러한 상업적 이용 현실에 비추어 볼 때, 콩발효 미생물의 효소 활성 및 생산량을 증진시키기 위한 최적 생육 조건을 필요로 하게 된다.
미생물의 생육에서 적절한 온도와 배양 초기수분, 산소량, 영양원의 조절이 중요하다. 온도는 미생물의 생육 속도와 양을 결정하며, 미생물의 효소활성과도 관련이 있다. 그리고 미생물 대부분은 절대호기성으로 산소의 공급량에 따라 생육 속도가 달라질 수 있다. 특히, 영양원은 미생물의 생육에 있어서 가장 중요한 요소이며, 탄소원과 질소원은 다량을 필요로 하고 무기질(Ca, K, Na, Mg, P, S 등)은 소량을 필요로 한다. 탄소원은 세포의 구성, 세포의 에너지원으로 사용되며, 질소원은 단백질, 핵산 등의 세포내 구성성분들을 합성하는데 필요하다. 무기질 중 유황(S)은 미생물의 생장과 분화에 중요한 역할을 하는 시스테인, 시스틴, 메티오닌과 같은 물질을 구성하며, 인(P)은 DNA, RNA, 인지질, 비타민, NAD 등을 구성한다. 무기질 중 미네랄성분은 미생물의 생장 및 포자형성, 대사산물의 구조성분, 효소의 구조 형성 및 활성화 등의 다양한 역할을 한다. 단, 무기질(미네랄과 무기성분)이 과량인 경우 미생물의 생육이 억제될 수 있다.
콩발효식품의 제조에 있어서 발효 미생물인 미생물은 제품의 특성을 결정하는데 중요한 역할을 한다. 따라서 온도, 수분, 산소량의 기본 생육조건을 기반으로 무기질 요구량을 충족시켜 준다면 콩발효에 필요한 단백질분해효소의 활성 증진에 도움이 될 것이다. 또한, 우수한 감칠맛과 고꾸미(지속성, 무게감) 특성의 발효식품을 제조할 수 있을 것이다.
일 측면에서, 본 발명의 목적은 미생물의 효소활성을 증진시킬 수 있는 무기질을 포함한 조성물을 제공하는 것이다.
콩발효식품의 주원료인 대두로 향미성분 생성하는데 있어서 미생물이 생산하는 효소의 활성이 중요하다. 이때 미생물의 효소활성은 생육에 필요한 영양원에 영향을 받는데, 일 영양원인 대두에는 탄소원과 질소원이 풍부하지만 상대적으로 무기질(Ca, K, Na, Mg, P, S 등)이 충분하지 않다는 문제점이 있다. 또한, 무기질은 고상형태인 대두에 존재하기 때문에 미생물이 이용하기 어렵다는 문제점이 있다. 따라서, 미생물의 생육을 억제하지 않는 범위에서의 적정 무기질 영양원을 수용액 상태로 공급하는 것이 필요하다.
일 측면에서, 본 발명은 미네랄 성분 및 무기 성분을 포함하는, 미생물의 효소활성 증진용 조성물을 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은 미생물의 효소활성 증진용 조성물을 첨가하여 배지를 제조하는 단계 및 미생물을 배양하여 배양물을 얻는 단계를 포함하는 발효 방법을 제공한다.
일 측면에서, 본 명세서에 따른 조성물은 미생물의 효소 활성을 향상시킬 수 있다. 이와 같은 효소 활성의 증가를 통하여 최종 발효식품의 향미 특성이 향상될 수 있을 것이다.
도 1a는 영양원으로 대두를 사용한 경우 본 명세서에 따른 조성물의 첨가여부에 따른 효소활성을 비교 도시한 것이다.
도 1b는 영양원으로 탈지대두를 사용한 경우 본 명세서에 따른 조성물의 첨가여부에 따른 효소활성을 비교 도시한 것이다.
도 2는 본 명세서에 따른 조성물의 첨가여부에 따른 생포자수를 비교 도시한 것이다.
도 3은 본 명세서에 따른 조성물의 첨가여부에 따른 아미노산 함량을 비교 도시한 것이다.
도 4는 본 명세서에 따른 조성물의 첨가여부에 따른 맛 특성강도를 비교 도시한 것이다.
본 명세서에 따른 발명은 미생물의 효소활성을 증진시킬 수 있는 조성물에 관한 것이다.
본 명세서에 따른 조성물은 미네랄 성분 및 무기성분을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면인 미생물에 있어서, 상기 미생물은 아스퍼질러스 속(Aspergillus sp .), 페니실리움 속(Penicillium sp .), 무코르 속(Mucor sp .) 및 게오트리큠 속(Geotrichum sp .)을 포함할 수 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 미생물은 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae) 및 아스퍼질러스 소제(Aspergillus sojae) 등을 포함할 수 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 상기 미생물은 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae)이다.
본 발명의 일 측면인 효소에 있어서, 구체적으로 상기 효소는 엔도펩티데이즈(Endopeptidase), 엑소펩티데이즈(Exopeptidase) 아밀레이즈(Amylase), 라이페이즈(Lipase) 및 카복실레이즈(Carboxylase) 등을 포함할 수 있으며, 바람직하게 상기 효소는 엑소펩티데이즈(Exopeptidase)일 수 있다.
본 발명의 일 측면인 미네랄 성분에 있어서, 상기 미네랄 성분은 Na, Ca, Mg, K 등을 포함할 수 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니며, 바람직하게 상기 미네랄 성분은 마그네슘(Mg), 칼륨(K) 및 칼슘(Ca)성분일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 미네랄 성분은 천일염일 수 있다.
상기 미네랄 성분 중 마그네슘(Mg) 성분, 칼륨(K) 성분 및 상기 칼슘(Ca) 성분은 특정 중량비를 가질 수 있다.
구체적으로, 마그네슘 성분 : 칼륨 성분 : 칼슘 성분의 중량비는 60 - 65 : 1.0 - 2.0 : 0.5 - 1.5 일 수 있다. 더 구체적으로, 마그네슘 성분 : 칼륨 성분 : 칼슘 성분의 중량비는 60.5 - 64.5 : 1.1 - 1.9 : 0.6 - 1.4, 61 - 64 : 1.2 - 1.8 : 0.7 - 1.3, 61.5 - 63.5 : 1.3 - 1.7 : 0.8 - 1.2 또는 62 - 63.5 : 1.4 - 1.6 : 0.9 - 1.1 일 수 있다. 바람직하게, 마그네슘 성분 : 칼륨 성분 : 칼슘 성분의 중량비는 60 - 65 : 1.0 - 2.0 : 0.5 - 1.5일 수 있다. 상기 범위에서, 미생물은 우수한 효소 활성을 보인다. 일 실시예에서, 마그네슘 성분 : 칼륨 성분 : 칼슘 성분의 중량비는 약 63.1 : 1.5 : 1.0이다.
상기 미네랄 성분은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 특정 범위의 중량%로 포함될 수 있다.
구체적으로, 상기 마그네슘은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 0.05 - 0.3 중량%로 포함될 수 있다. 더 구체적으로, 상기 마그네슘은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 0.07 - 0.25 중량%, 0.09 - 0.2 중량% 또는 0.11 - 0.15 중량%로 포함될 수 있다. 바람직하게, 마그네슘은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 0.05 - 0.3 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 미생물은 우수한 효소 활성을 보인다. 일 실시예에서, 상기 마그네슘은 봄 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 0.12 중량%으로 포함된다.
구체적으로, 상기 칼륨은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 0.001 - 0.005 중량%로 포함될 수 있다. 더 구체적으로, 상기 칼륨은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 0.0015 - 0.0045 중량%, 0.002 - 0.004 중량% 또는 0.0025 - 0.0035 중량%로 포함될 수 있다. 바람직하게, 상기 칼륨은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 0.001 - 0.005 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 미생물은 우수한 효소 활성을 보인다. 일 실시예에서, 상기 칼륨은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 0.003 중량%으로 포함된다.
구체적으로, 상기 칼슘은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 0.0005 - 0.004 중량%로 포함될 수 있다. 더 구체적으로, 상기 칼슘은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 0.001 - 0.0035 중량% 또는 0.0015 - 0.003 중량%로 포함될 수 있다. 바람직하게, 상기 칼슘은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 0.0005 - 0.004 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 미생물은 우수한 효소 활성을 보인다. 일 실시예에서, 상기 칼슘은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 0.002 중량%으로 포함된다.
일 측면에서, 본 명세서에 따른 조성물은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 미네랄 성분을 특정 범위의 중량%로 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 조성물은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 미네랄 성분을 0.2 - 2.0 중량%로 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 상기 조성물은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 미네랄 성분을 0.3 - 1.8 중량%, 0.4 - 1.6 중량%, 0.5 - 1.4 중량%, 0.6 - 1.2 중량% 또는 0.7 - 1.0 중량%로 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 조성물은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 미네랄 성분을 0.2 - 2.0 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 미생물은 우수한 효소 활성을 보인다. 일 실시예에서, 상기 조성물은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 미네랄 성분을 약 0.8 중량%로 포함한다.
본 발명의 일 측면인 무기 성분에 있어서, 상기 무기 성분은 인(P) 또는 황(S)을 포함할 수 있으며, 바람직하게 상기 무기 성분은 인(P) 및 황(S) 성분일 수 있다.일 측면에서, 상기 무기 성분 중 상기 황(S) 성분 및 상기 인(P) 성분은 특정 중량비를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 황 성분 : 인 성분의 중량비는 8 - 14 : 0.5 - 1.5 일 수 있다. 더 구체적으로, 상기 황 성분 : 상기 인 성분의 중량비는 8.5 - 13.5 : 0.6 - 1.4, 9 - 13 : 0.7 - 1.3, 9.5 - 12.5 : 0.8 - 1.2 또는 10 - 12 : 0.9 - 1.1일 수 있다. 바람직하게, 상기 황 성분 : 상기 인 성분의 중량비는 8 - 14 : 0.5 - 1.5 일 수 있다. 상기 범위에서, 미생물은 우수한 효소 활성을 보인다.일 실시예에서, 상기 황 성분 : 상기 인 성분의 중량비는 약 11 : 1 이다.
본 발명의 일 측면에서, 상기 황(S) 성분 및 인(P) 성분은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 특정 범위의 중량%로 포함될 수 있다.
구체적으로, 상기 조성물은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 황(S) 성분을 0.1 - 0.5 중량%로 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 상기 조성물은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 황 성분을 0.15 - 0.4 중량% 또는 0.2 - 0.3 중량%로 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 조성물은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 황 성분을 0.1 - 0.5 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 미생물은 우수한 효소 활성을 보인다. 일 실시예에서, 상기 조성물은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 황 성분을 약 0.22 중량%로 포함한다.
구체적으로, 상기 조성물은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 인(P) 성분을 0.01 - 0.05 중량%로 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 상기 조성물은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 인 성분을 0.01 - 0.04 중량%, 0.01 - 0.03 중량% 또는 0.02 - 0.03 중량%로 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 조성물은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 인 성분을 0.01 - 0.05 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 미생물은 우수한 효소 활성을 보인다. 일 실시예에서, 상기 조성물은 본 명세서에 따른 조성물의 총 중량에 대하여 인 성분을 약 0.02 중량%로 포함한다.
본 발명의 일 측면인 조성물에 있어서, 상기 조성물은 상기 미네랄 성분과 상기 무기 성분을 특정한 중량비로 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 미네랄 성분 : 무기 성분은 6 - 14 : 1 - 5의 중량비를 가질 수 있다. 더 구체적으로, 상기 미네랄 성분 : 무기 성분은 7 - 13 : 1.5 - 4.5, 8 - 12 : 2 - 4 또는 9 - 11 : 2.5 - 3.5의 중량비를 가질 수 있다. 바람직하게, 상기 미네랄 성분 : 무기 성분은 6 - 14 : 1 - 5의 중량비를 가질 수 있다. 상기 범위에서, 미생물은 우수한 효소 활성을 보인다. 일 실시예에서, 상기 미네랄 성분 : 무기 성분은 약 40 : 12의 중량비, 즉 약 10 : 3의 중량비를 가진다.
일 측면에서, 본 명세서에 따른 조성물은 상기 미네랄 성분인 마그네슘, 칼륨 및 칼슘 성분 및 상기 무기 성분인 황(S) 및 인(P) 성분의 특정 중량비를 가질 수 있다. 구체적으로, 마그네슘 : 칼륨 : 칼슘 : 황 : 인 성분의 중량비를 4 - 8 : 0.08 - 0.2 : 0.04 - 0.14 : 8 - 14 : 0.5 - 1.5으로 가질 수 있다. 더 구체적으로, 마그네슘 : 칼륨 : 칼슘 : 황 : 인 성분의 중량비를 4.5 - 7 : 0.1 - 0.18 : 0.06 - 0.12 : 9 - 13 : 0.7 - 1.3 또는 5 - 6.5 : 0.12 - 0.16 : 0.08 - 0.1 : 10 - 12 : 0.9 - 1.1로 가질 수 있다. 바람직하게, 마그네슘 : 칼륨 : 칼슘 : 황 : 인 성분의 중량비를 4 - 8 : 0.08 - 0.2 : 0.04 - 0.14 : 8 - 14 : 0.5 - 1.5로 가질 수 있다. 상기 범위에서, 미생물은 우수한 효소 활성을 보인다. 일 실시예에서, 마그네슘 : 칼륨 : 칼슘 : 황 : 인 성분의 중량비는 약 5.9 : 0.14 : 0.09 : 11 : 1이다.
본 명세서에 따른 발명은 미생물의 효소활성을 증진용 조성물을 이용한 발효 방법에 관한 것이다.
본 명세서에 따른 발효 방법은 본 명세서에 따른 조성물을 첨가하여 배지를 제조하는 단계 및 미생물을 배양하여 배양물을 얻는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면인 본 명세서에 따른 조성물을 첨가하여 배지를 제조하는 단계에 있어서, 상기 배지는 본 발명의 목적을 달성하기에 적합한 다양한 형태의 배지를 포함할 수 있으며, 일 실시예에서, 상기 배지는 고상 배지일 수 있다.
본 발명의 일 측면인 배지에 있어서, 상기 배지는 영양원을 포함할 수 있다.
상기 영양원은 미생물의 생육에 있어서 가장 중요한 요소이며, 탄소원과 질소원을 다량으로, Ca, K, Na, Mg, P, S 등의 무기질은 소량으로 필요로 한다. 상기 탄소원은 세포의 구성, 세포의 에너지원으로 사용되며, 상기 질소원은 단백질, 핵산 등의 세포내 구성성분들을 합성하는데 필요하다. 구체적으로 상기 영양원은 단백질을 함유하는 식물로서, 콩류를 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 영양원은 대두 및 탈지 대두 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면인 배지에 있어서, 상기 배지는 상기 영양원 및 상기 조성물을 특정 중량비로 하여 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 배지는 상기 영양원 : 조성물을 100 : 55 - 75의 중량비로 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 상기 배지는 상기 영양원 : 조성물을 100 : 60 - 75, 100 : 55 - 70, 100 : 60 - 70, 100 : 61 - 70, 100 : 62 - 70, 100 : 63 - 70, 100 : 64 - 70, 100 : 64 - 69, 100 : 64 - 68, 100 : 64 - 67, 100 : 64 - 66의 중량비로 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 배지는 상기 영양원 : 조성물을 100 : 60 - 70의 중량비로 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 배지는 대두 : 조성물을 약 20 : 13의 중량비로 포함한다.
본 발명의 일 측면인 배지에 있어서, 상기 배지는 상기 영양원 및 상기 미네랄 성분을 특정 중량비로 하여 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 배지는 상기 영양원 : 미네랄 성분을 100 : 0.1 - 1.4의 중량비로 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 상기 배지는 상기 영양원 : 미네랄 성분을 100 : 0.2 - 1.3, 100 : 0.3 - 1.2, 100 : 0.4 - 1.1, 100 : 0.5 - 1.0, 100 : 0.5 - 0.9, 100 : 0.5 - 0.8, 100 : 0.5 - 0.7 또는 100 : 0.5 : 0.6의 중량비로 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 미생물은 우수한 효소 활성을 보인다. 일 실시예에서, 상기 배지는 상기 영양원 : 미네랄 성분을 약 100 : 0.52의 중량비로 포함한다.
본 발명의 일 측면인 배지에 있어서, 상기 배지는 상기 배지 1g 당 상기 미생물을 104 - 106 의 포자수(spores)로 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 배지 1g 당 상기 미생물을 104 - 105 의 포자수(spores), 105 - 106 의 포자수(spores)로 포함할 수 있다. 일 실시예에서 상기 배지는 상기 배지 1g 당 상기 미생물을 105 의 포자수(spores)로 포함한다.
본 발명의 일 측면인 본 명세서에 따른 조성물을 첨가하여 배지를 제조하는 단계에 있어서, 상기 단계는 제조된 배지를 멸균시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면인, 미생물을 배양하여 배양물을 얻는 단계에 있어서, 상기 단계는 특정한 배양 조건을 가질 수 있으며, 상기 배양 조건은 배양 온도 및 배양 시간을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 배양 시간은 40 - 80시간일 수 있으며, 더 구체적으로, 상기 배양 시간은 45 - 80시간, 50 - 80시간, 55 - 80시간, 60 - 80시간, 65 - 80시간, 70 - 80시간, 40 - 75시간, 45 - 75시간, 50 - 75시간, 55 - 75시간, 60 - 75시간, 65 - 75시간 또는 70 - 75시간일 수 있으며, 바람직하게 상기 배양 시간은 70 - 75시간일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 배양 시간은 약 72 시간일 수 있다.
구체적으로 상기 배양 온도는 25 - 35℃ 일 수 있으며, 더 구체적으로 상기 배양 온도는 25 - 30℃ 또는 30 - 35℃ 일 수 있다. 바람직하게 상기 배양 온도는 28 - 32℃ 일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 배양 온도는 약 30℃ 일 수 있다.
본 명세서에 따른 발명은 상기 미생물의 효소활성을 증진용 조성물을 이용한 발효 방법을 이용하여 제조된 식품에 관한 것이다.
구체적으로, 상기 식품은 간장, 된장, 조미소재, 효소제재 및 기능성 식품 을 포함할 수 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 예시의 목적으로만 제공된 것일 뿐, 본 발명의 범주 및 범위가 여기에 한정되지 않는다.
[ 제조예 1] 무기질 조성물의 제조
천일염, 황(S), 인(P) 성분의 중량비가 40 : 11 : 1이 되도록 조성물을 제조하였다. 구체적으로, 증류수 1L에 천일염 8000ppm, ZnSO4을 SO4 2- 이온이 2200ppm이 되도록, NaHPO4를 HPO4 - 이 200ppm가 되도록 용해시켰으며, 사용한 천일염의 주요 미네랄 성분의 함량은 아래의 [표 1]과 같다.
천일염의 주요 미네랄 성분의 함량
Mg
(mg/kg)		 K
(mg/kg)		 Ca
(mg/kg)
148541.7 3585.4 2354.2
[ 제조예 2] 조성물을 이용한 배지 제조 및 배양
본 명세서에 따른 조성물의 효과를 확인하기 위해 [제조예 1] 의 조성물을 이용하여 [표 2]의 고상배지를 제조하고 121℃에서 15분간 멸균하였다. 그리고 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae)를 105 cfu/g씩 접종하고 30℃에서 72시간 동안 배양하였다. 상기 균주는 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae) SMF119이며, 기탁번호는 KCTC12947BP (한국생명공학연구원)이다. 대조구로서, 조성물 무첨가 배지는 기존의 콩발효물 대량생산을 위해 제국공정 중에 사용되는 고상배지로 대두 또는 탈지대두만을 이용한 배지이다.
고상배지의 조성
성분 조성물
'첨가' 배지 		조성물
'무첨가' 배지
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
대두 (g) 20 - 20 -
탈지대두 (g) - 20 - 20
조성물 (ml) 13 13 - -
정제수 (ml) - - 13 13
[ 실험예 1] 미생물의 효소활성 분석
본 발명의 조성물의 효소활성 증진 효과를 확인하기 위해, 상기 [제조예 2]의 고상배양물 10g을 2% NaCl용액을 이용하여 효소를 추출하였다. 그리고 엑소펩티데이즈(Exopeptidase)의 효소 활성을 분석하였다.
엑소펩티데이즈(Exopeptidase) 효소활성은 기질 L-루이신-p-니트로아닐라이드(L-Leucine-p-Nitroanilide)가 효소에 의해 L-루이신(L-Leucine)이 분해되면서 p-니트로아닐린(p-nitroaniline)이 노란색으로 발색하는 것을 Biochrom 社의 libra S70을 이용하여 405nm에서 흡광도를 검출함으로써 측정하였다.
그 결과로, 조성물을 첨가한 고상배양물에서 엑소펩티데이즈의 활성이 기존 배지 대비 약 3배 이상 향상된 것을 확인하였다. 상기 결과는 [도1a] 및 [도1b]에서 도시된다.
한편 [도1b]의 결과를 보면, 대두보다 탈지대두를 이용한 배지에서 미생물의 효소 생산량 증대 효과가 상대적으로 더 우수함을 확인할 수 있다. 이러한 효소 생산량 증대 효과는 탈지대두의 제조과정에서 무기질이 소실 되기 때문인 것으로 판단된다.
[ 실험예 2] 미생물 생육에 대한 영향 확인
무기질(미네랄, 무기성분) 함량이 과량인 경우. 미생물의 생육을 억제시킬 수 있다. 본 발명의 조성물의 첨가유무에 따른 미생물 생육의 변화를 확인하기 위해 상기 [제조예 2]의 배양물(실시예 1, 비교예 1)을 배양시간에 따라 생포자수를 측정하였다.
상기 [제조예 2]의 고상배양물 10g을 채취하여 0.85% NaCl용액에 희석하고 PDA 배지에 주입평판법(pouring plate method)으로 배양한 생포자수를 측정하였다.
그 결과, 조성물의 첨가유무에 따른 생포자수에 차이가 없었으며, 상기 결과는 [도 2]에 도시된다.
본 결과를 통해 콩발효의 주요 미생물인 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae)는 조성물을 이용해 고상배양한 경우 기존배지 대비 엑소펩티데이즈(exopeptidase) 활성이 약 3배 향상되었으며, 생육이 저해되지 않는 것을 확인하였다. 따라서 본 발명의 조성물은 미생물 생육에 영향을 주지 않으면서 효소 생산량 및 활성을 증진시키는 것으로 판단할 수 있다.
[ 실험예 3] 간장에서의 향미 향상효과의 확인
본 명세서에 따른 조성물을 이용하여 콩발효물 제조에 적용시 향미가 향상되는지를 확인하기 위해 간장을 제조하였다. 그리고 맛성분의 함량 분석을 위해 아미노산 분석을 실시하였다. 아미노산 분석은 아미노산 분석기(Biochrom 社의 Amino acid analyzer biochrom 30+)를 이용하여 수용성 유리아미노산을 분석하였다.
그 결과, 조성물을 첨가하여 개량메주를 제조한 간장의 유리아미노산과 감칠맛의 주성분인 글루탐산(Glutamic acid)의 함량이 첨가하지 않은 간장 대비 약 10% 이상씩 증가했음을 확인하였다. 상기 결과는 [도 3]에서 도시된다.
[ 실험예 4] 간장의 맛 특성의 관능 평가
본 명세서에 따른 조성물을 이용하여 제조한 간장의 맛 특성을 비교하기 위해 관능평가를 실시하였으며, 구체적으로 7점 척도의 특성강도평가를 수행하였다.
그 결과, 조성물을 첨가하여 개량메주를 제조한 간장의 감칠맛 및 고꾸미(깊은맛, 지속성, 바디감)의 강도가 첨가하지 않은 간장 대비 높게 평가되는 것을 확인할 수 있었다. 상기 결과는 [도 4]에서 도시된다.
상기 실험예 1 내지 4를 통하여, 최종적으로 본 발명의 조성물은 개량메주 제조에 있어서 콩발효의 주요 미생물인 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae)의 효소활성을 증진시킴으로써 발효식품의 향미 특성을 향상시키는 효과가 있음을 확인할 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술 하였는바, 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (21)

  1. 미생물의 효소활성 증진용 조성물로서, 상기 조성물은,
    미네랄 성분; 및
    무기 성분;을 포함하며,
    상기 미네랄 성분은 마그네슘(Mg), 칼륨(K) 및 칼슘(Ca) 성분을 포함하는 천일염이고,
    상기 무기 성분은 황(S) 성분 및 인(P) 성분을 포함하고,
    상기 미네랄 성분 : 상기 무기 성분은 6 - 14 : 1 - 5의 중량비를 갖고,
    상기 효소는 엑소펩티데이즈(exopeptidase)인, 미생물의 효소활성 증진용 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 마그네슘(Mg) : 상기 칼륨(K) : 상기 칼슘(Ca) 성분은 60 - 65 : 1.0 - 2.0 : 0.5 - 1.5의 중량비를 갖는, 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 미네랄 성분은 상기 조성물의 총 중량에 대하여,
    상기 마그네슘(Mg)을 0.05 - 0.3 중량%로,
    상기 칼륨(K)을 0.001 - 0.005 중량%로,
    상기 칼슘(Ca)을 0.0005 - 0.004 중량%로 포함하는, 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 황(S) 성분 : 상기 인(P) 성분은 8 - 14 : 0.5 - 1.5의 중량비를 갖는, 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량에 대하여,
    상기 미네랄 성분을 0.2 - 2.0 중량%로,
    상기 황(S) 성분을 0.1 - 0.5 중량%로,
    상기 인(P) 성분을 0.01 - 0.05 중량%로 포함하는, 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 마그네슘(Mg) : 상기 칼륨(K) : 상기 칼슘(Ca) : 상기 황(S) 성분 : 상기 인(P) 성분은 4 - 8 : 0.08 - 0.2 : 0.04 - 0.14 : 8 - 14 : 0.5 - 1.5의 중량비를 갖는, 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 미생물은 아스퍼질러스 속(Aspergillus sp .) 미생물을 포함하는, 조성물.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 아스퍼질러스 속 미생물은 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae)를 포함하는, 조성물.
  12. 삭제
  13. 제 1 항 및 제 5 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항의 조성물을 첨가하여 배지를 제조하는 단계; 및
    미생물을 배양하여 배양물을 얻는 단계;를 포함하는 발효 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 배지는 고상 배지인, 발효 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 배지는 영양원을 포함하며,
    상기 영양원 : 상기 조성물의 중량비는 100 : 55 - 75인, 발효 방법
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 배지는 영양원을 포함하며,
    상기 영양원 : 상기 미네랄 성분의 중량비는 100 : 0.1 - 1.4인, 발효 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 영양원은 대두 및 탈지대두 중 하나 이상을 포함하는, 발효 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 영양원은 대두 및 탈지대두 중 하나 이상을 포함하는, 발효 방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 배지는 상기 배지 1g 당 상기 미생물을 104 - 106 의 포자수(spores)로 포함하는, 발효 방법.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 미생물을 배양하여 배양물을 얻는 단계는 온도 28 - 32℃에서 40 - 80 시간 동안 배양하는 단계를 포함하는, 발효 방법.
  21. 제 13 항의 발효 방법을 이용하여 제조된 식품으로서,
    상기 식품은 간장, 된장, 조미소재, 효소제재 및 기능성 식품 중 어느 하나인, 식품.
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Title
Biochimica et Biophysica Acta, Vol. 1576,p. 119-126Biochimica et Biophysica Acta, Vol. 1576, p. 119-126 (2002)*

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