KR102025318B1 - 색상, 효모취 및 감칠맛이 개선된 효모 추출물의 제조방법 - Google Patents

색상, 효모취 및 감칠맛이 개선된 효모 추출물의 제조방법 Download PDF

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허병석
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Abstract

본 발명은 색상, 효모취 및 감칠맛이 개선된 효모 추출물의 제조방법에 관한 것으로, 종래 효모 배양액을 열처리하고 가수분해하는 방법 대신에, 열처리 후 원심분리를 통해 불용성 잔사만을 분리하고 제어된 조건으로 효소처리함으로써, 펩타이드의 함량이 높으면서 효모 추출물이 갖고 있는 특유의 색과 효모취 및 강한 감칠맛을 개선한 효모 추출물을 제공할 수 있다.

Description

색상, 효모취 및 감칠맛이 개선된 효모 추출물의 제조방법{Method for producing yeast extract with enhanced color, odor and taste}
본 발명은 색상, 효모취 및 감칠맛이 개선된 효모 추출물의 제조방법에 관한 것이다.
효모 추출물은 전세계적으로 인정하는 천연원료로, 이의 원료가 되는 효모는 GRAS(generally recongnized as safe)의 범주에 들어가는 안전한 미생물이다. 최근 다양한 연구들을 통해 효모에는 핵산, 아미노산을 비롯한 여러 유용한 펩타이드 등의 정미성분들이 존재하고 있음이 밝혀지고 있다. 이에 따라 효모 추출물의 적용 범위도 맛소재에 한정되지 않고, 점차 다양한 분야로 확장되고 있는 추세이다.
효모를 구성하는 구성성분 중에서 펩타이드는 여러 종류의 아미노산이 펩타이드 결합에 의해 중합물을 형성하고 있는 것으로, 일반적으로 2 내지 50개의 아미노산이 결합되어 있고 분자량이 10,000 Da(dalton)이하의 것을 의미한다. 그 중에서 올리고펩타이드(oligopeptide)는 아미노산의 수가 10개 이하인 것으로, 용해도가 높고, 산 알칼리에 의한 침전물이 거의 없으며, 수용액에서 낮은 점도를 가지기 때문에 건강식품소재로써 활용성이 높다. 나아가 올리고 펩타이드는 영양학적으로 인체 내 흡수속도가 빠르며 알러지 유발 가능성도 매우 낮으므로 건강식품, 병원식, 유아식, 스포츠식 및 화장품의 소재로도 적용이 가능하다.
특히, 분자량 1,000 Da 이하인 저분자 펩타이드는 단백질이나 아미노산보다 흡수가 빠르고, 특성상 펩신소화과정이 필요없으므로 위장에서의 체류시간이 적기 때문에, 단백질을 영양소로 직접 이용하지 못하는 사람이나 소화가 어려운 어린이와 노인에게 큰 도움이 될 것이라 예상된다. 이외에도 콜레스트롤 저하, 저 페닐알라닌, 피부세포증식, 저알레르기, 특수영양식품 등의 많은 분야에 적용되어 오고 있다.
이렇듯, 효모 추출물은 식품 산업에서 향료, 건강기능식품으로서 널리 사용될 수 있다. 그러나 효모 추출물은 통상적으로 고온고압의 열처리, 산가수분해, 세포의 기계적 또는 화학적 붕괴에 의해 파괴한 후 내인성 효소로 자가분해하여 단백질을 최대량의 가용성 물질로 분해하여 제조되므로, 아미노산과 당질이 메일라드 반응(maillard reaction)을 일으켜 착색이 되고 분해산물들이 살균등 열처리 공정에서 반응하여 효모취라고 하는 독특한 냄새가 발생하므로, 식품첨가물로써 적용범위가 제한되었다.
특히, 시즈닝소재로서 감칠맛을 강화하기 위해 유리아미노산 함량을 최대로 높이는 단백질분해효소 처리조건으로 최적화함으로써, 감칠맛을 강하게 증대시켜, 조미료 용도 이외의 다양한 식품소재로 활용하기에는 한계가 있다.
따라서, 본 발명자들은 종래 효모 추출물의 색상, 효모취 및 감칠맛을 개선할 수 있는 새로운 제조방법을 개발하고자 예의 노력하였고, 그 결과 본 발명자들은 효모크림을 열처리하고 원심분리하여 불용성 잔사를 회수한 후 이를 단백질분해효소 처리하는 과정을 통해 변색이 없고 효모취가 적으며 감칠맛 강도가 낮아, 다양한 식음료에 적용가능한 효모 추출물을 제조할 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.
대한민국 공개특허공보 제10-1995-0018436호
본 발명의 목적은 변색이 없고 효모취가 적으며 감칠맛 강도가 낮아, 다양한 식음료에 적용가능한 효모 추출물의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 효모 추출물의 제조방법을 제공한다.
(a) 효모를 배양한 후 원심분리하여 효모크림을 제조하는 단계,
(b) 상기 효모크림을 열처리하는 단계,
(c) 상기 열처리된 효모크림을 원심분리하여 상등액을 제거한 후, 불용사 잔사를 포함하는 펠렛을 회수하는 단계,
(d) 상기 회수한 펠렛에 단백질분해효소를 처리하고, 원심분리하여 상등액을 회수하는 단계 및
(e) 상기 상등액을 여과하여 미생물 제균하는 단계.
상기 (a) 단계는, (a-1) 효모를 배양하여 배양액을 제조하는 단계,
(a-2) 상기 배양액을 원심분리하여 균체를 수득하는 단계 및
(a-3) 상기 균체에 물을 첨가하여 효모크림을 제조하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
상기 효모크림에 포함된 건조 균체의 중량은 10 내지 15 중량%일 수 있다.
상기 효모는 사카로마이세스(Saccharomyces), 클루이베로마이세스(Kluyveromyces), 지고사카로미세스(Zygosaccharomyces) 및 칸디다(Candida)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 효모는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae), 칸디다 유틸리스(Candida utilis) 및 지고사카로미세스 룩시이(Zygosaccharomyces rouxii)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 (b) 열처리 단계는, 80 내지 100 ℃ 에서 10 내지 30분 동안 중탕하는 것일 수 있다.
상기 (d) 단계는, 상기 회수한 펠렛을 1 내지 2배 부피의 물을 첨가하여 현탁하고, 얻어진 현탁액에 단백질분해효소를 처리하고, 원심분리하여 상등액을 회수하는 단계;일 수 있다.
상기 단백질분해효소는 엔도(endo)형 단백질분해효소, 엑소(exo)형 단백질분해효소 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 (d) 단계에서, 상기 단백질분해효소는 (c) 단계로부터 회수된 펠렛의 총 중량대비 0.1 내지 1% 첨가되는 것일 수 있다.
상기 (d) 단백질분해효소 처리 단계는 pH 5.5 내지 8, 50 내지 65 ℃에서 수행될 수 있다.
상기 (e) 여과 단계는 0.02 내지 0.2 ㎛의 기공크기를 갖는 여과막을 사용하여 수행될 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 효모 추출물을 제공한다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기 효모 추출물을 유효성분으로 하는 건강기능식품을 제공한다.
본 발명의 효모 추출물의 제조방법은 종래 효모 배양액을 열처리하고 가수분해하는 방법 대신에, 열처리 후 원심분리를 통해 불용성 잔사만을 분리하고 제어된 조건으로 효소처리함으로써, 펩타이드의 함량이 높으면서 효모 추출물이 갖고 있는 특유의 색과 효모취 및 강한 감칠맛을 개선한 효모 추출물을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 효모 추출물의 제조방법은 유리 아미노산과 환원당의 함량을 감소시키고, 펩타이드 함량을 증가시킴으로써, 과도한 감칠맛의 증가를 제어하여 유리 아미노산과 환원당의 메일라드 반응에 의해 야기되는 변색과 효모취 생성이 효과적으로 감소된 효모 추출물을 얻을 수 있다.
따라서 상술한 방법을 통해 제조된 효모 추출물은, 종래의 방법을 통해 제조된 효모 추출물보다 색상이 밝고, 효모취가 저감되며, 감칠맛 강도가 제어되었기 때문에, 식품 본연의 맛을 해치지 않으면서도 더 우수한 기능성을 부여할 수 있다.
또한, 본 발명으로 얻어진 효모 추출물은 음료 등의 다양한 식품에 첨가하여 사용할 수 있고, 다양한 생리활성을 나타내는 펩타이드를 함유함으로써 기능성 첨가제로 사용되기에 적합하다.
도 1은 본 발명의 효모 추출물 제조방법을 개략적으로 도시한 공정도이다.
도 2는 실시예 3으로부터 제조된 효모 추출물(우)과 비교예 1로부터 제조된 효모 추출물(종래 제조방법)(좌)을 촬영한 사진이다.
도 3은 실시예 3으로부터 제조된 효모 추출물과 비교예 1로부터 제조된 효모 추출물이 각각 첨가된 음료(우유)의 관능평가 결과를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
본 발명은 하기 단계를 포함하는 효모 추출물의 제조방법에 관한 것이다.
(a) 효모를 배양한 후 원심분리하여 효모크림을 제조하는 단계,
(b) 상기 효모크림을 열처리하는 단계,
(c) 상기 열처리된 효모크림을 원심분리하여 상등액을 제거한 후, 불용사 잔사를 포함하는 펠렛을 회수하는 단계,
(d) 상기 회수한 펠렛에 단백질분해효소를 처리하고, 원심분리하여 상등액을 회수하는 단계 및
(e) 상기 상등액을 여과하여 미생물 제균하는 단계.
도 1은 본 발명의 효모 추출물 제조방법을 개략적으로 도시한 공정도로, 이를 참고로 하여 구체적으로 설명하도록 한다.
우선, (a) 효모를 배양한 후 원심분리하여 효모크림을 제조한다.
상기 (a) 단계는 구체적으로 (a-1) 효모를 배양하여 배양액을 제조하는 단계, (a-2) 상기 배양액을 원심분리하여 균체를 수득하는 단계 및 (a-3) 상기 균체에 물을 첨가하여 효모크림을 제조하는 단계로 수행될 수 있다.
이때, 상기 (a-2) 원심분리는 4000 내지 8000 rpm에서 10 내지 30분간 수행되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 효모크림에 포함된 건조 균체의 중량은 10 내지 15 중량%이 되도록 물이 첨가되는 것이 바람직한데, 과량의 물이 첨가되어 상기 효모크림에 포함된 건조 균체의 중량이 10 중량% 미만이거나 15 중량%를 초과할 경우, 분해효율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 분해효율이 낮아지면 회수율이 낮아지고, 비용경제적인 측면에서 비효율적이다.
상기 효모는 식용 가능한 효모라면 특별히 이에 제한되지 않으나, 바람직하게는 사카로마이세스(Saccharomyces), 클루이베로마이세스(Kluyveromyces), 지고사카로미세스(Zygosaccharomyces) 및 칸디다(Candida)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae), 캔디다 유틸리스(Candida utilis) 및 지고사카로미세스 룩시이(Zygosaccharomyces rouxii)일 수 있고, 가장 바람직하게는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 일 수 있다.
다음으로 (b) 상기 효모크림을 열처리한다. 본 발명에서의 열처리는 80 내지 100 ℃에서 10 내지 30분 동안 중탕하여 수행될 수 있는데, 80 ℃ 미만 또는 10 분 미만으로 중탕할 경우에는 효모의 세포벽이 충분히 파괴되지 않으며, 효모에 존재하는 유리 아미노산과 환원당의 제거가 제대로 이뤄지지 않는다.
상기 열처리 단계의 온도가 100 ℃를 초과하거나 30분 이상 중탕하거나 또는 직접 가열할 경우에는 단백질의 변성이 야기되므로 기능성이 현저히 저하될 뿐만 아니라, 유리 아미노산과 환원당의 메일레이드 반응으로 인한 효모취 및 변색이 과도하게 유도되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 열처리 과정을 통해 유리 아미노산과 환원당의 메일레이드 반응(Maillard reaction)이 유도되어, 효모 특유의 효모취와 변색이 발생한다. 이는 추후 (c) 단계를 통해 제거되긴 하지만, 상기 조건을 벗어난 열처리 과정을 통해 과도하게 생성된 경우에는 부수적인 단계의 도입이 요구되기 때문에 경제적 문제가 발생하게 된다. 나아가 과도하게 유리 아미노산과 환원당에 의한 효모취와 변색이 발생한 경우에는, 분리 및 제거가 어렵기 때문에 단순히 원심분리 과정을 반복한다고 충분한 분리가 이뤄지지 않을 뿐더러, 효모의 유효성분들의 변성과 손실도 추가적으로 발생하므로, 결국 소요되는 시간 및 비용에 비해 최종 생성물의 품질이 낮아지는 문제가 발생한다. 따라서 상기 열처리 과정의 온도, 시간 등을 상기 조건 내로 제어하는 것이 가장 바람직하다.
이후, (c) 상기 열처리된 효모크림을 원심분리하여 상등액을 제거한 후, 불용성 잔사를 포함하는 펠렛을 회수한다. 이는 효모취와 변색 및 강한 감칠맛의 원인이 되는 유리 아미노산과 환원당이 포함되어 있는 수용성 성분을 제거하고 불용성 잔사만을 수득하기 위한 것이다.
상기 원심분리는 4000 내지 8000 rpm에서 10 내지 30분간 원심 분리하는 것이 바람직하다.
다음으로 (d) 상기 회수한 펠렛에 단백질분해효소를 처리하고, 원심분리하여 상등액을 회수하여 효모 추출물을 제조한다. 상기 (d) 단계를 수행하기 전에, 상기 회수한 펠렛을 1 내지 2배 부피의 물을 첨가하여 현탁하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 얻어진 현탁액에 단백질분해효소를 처리하고, 원심분리하여 상등액을 회수하여 수행될 수 있다.
상기 단백질분해효소는 일반적으로 엔도(endo) 타입과 엑소(exo) 타입의 효소가 있는데, 바람직하게는 엔도(endo)형 단백질분해효소, 엑소(exo)형 단백질분해효소 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 엔도형 단백질분해효소를 사용하는 것일 수 있다. 또한 엔도 단백질분해효소로는 amylase가 포함되어 있지 않은 엔도 단백질분해효소가 바람직하며, Alacalase AF가 가장 바람직하다. 이는 후술하는 실험예에서와 같이, 엔도 단백질분해효소를 단독으로 처리하였을 경우 유리 아미노산과 환원당의 생성이 가장 크게 억제되었으며, 구체적으로 실시예 1, 2의 효모 추출물에 비해 약 5배 이상 낮은 유리 아미노산 함량을 갖는 것으로 확인되었다. 또한 엔도 단백질분해효소를 사용할 경우, 펩타이드의 함량은 종래방법으로 제조된 효모 추출물에 비해 2배 이상 높은 것을 확인할 수 있다.
상기 (d) 단계에서, 상기 단백질분해효소는 (c) 단계로부터 회수된 펠렛의 총 중량대비 0.1 내지 1% 첨가되는 것이 바람직한데, 만일 (c) 단계로부터 회수된 펠렛의 총 중량대비 0.1% 미만일 경우에는 충분히 분해되지 않아 효모 유래 유효성분의 함량이 낮은 문제가 있고, (c) 단계로부터 회수된 펠렛의 총 중량대비 1% 이상일 경우에는 과도하게 분해되어 불필요한 성분들이 다량 함유하게되어, 유리아미노산이나 환원당을 제거하였음에도 효모취나 색상의 개선효과가 낮아지는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 (d) 단백질분해효소 처리 단계는 pH 5.5 내지 8, 50 내지 55 ℃에서 수행되는 것이 바람직한데, 상기 (d) 단계의 온도가 50 ℃ 미만일 경우에는 단백질분해가 충분히 이뤄지지 않으며, 65 ℃를 초과하면 단백질의 변성이 야기되므로 기능성이 현저히 저하될 뿐만 아니라, 유리 아미노산과 환원당의 메일레이드 반응으로 인한 효모취 및 변색이 과도하게 유도되는 문제가 발생할 수 있다.
또한 상기 (d) 단백질분해효소 처리 단계는 10 내지 24시간동안 수행하는 것이 바람직한데, 10 시간 미만으로 수행될 경우 온도가 적정범위 내에 있더라도 단백질 분해가 충분히 이뤄지지 못하고, 24시간을 초과할 경우에는 온도가 적정범위 내에 있더라도 단백질의 변성이 야기될 수 있기 때문이다.
상술한 단백질분해효소 처리조건으로 제조될 경우, 펩타이드의 함량은 높으면서 유리 아미노산의 함량은 낮아, 기능성은 우수하면서 변색, 효모취가 적고 감칠맛이 적당한 효모 추출물을 제조할 수 있다. 만약 어느 하나라도 그 범위를 벗어난다면 유리 아미노산의 함량이 높아지거나 펩타이드의 함량이 낮아져, 본 발명의 목적과 효과를 달성하지 못하게 되므로, 상술한 조건으로 수행되는 것이 가장 바람직하다.
상기 단백질분해효소 처리가 완료된 펠렛을 원심분리하고 이의 상등액을 회수하는데, 이때 원심분리는 4000 내지 8000 rpm에서 10 내지 30분간 수행하는 것이 바람직하다.
최종적으로 (e) 상기 상등액을 여과하여 미생물 제균하여 효모 추출물을 제조한다. 본 발명에서는 제균과정을 고온 및 고압이 아닌 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 여과막을 통과시켜 얻을 수 있다. 고온, 고압의 반응을 수행할 경우 메일라드 반응(Maillard Reaction)에 의해 유리 아미노산과 환원당이 생성되어 효모취와 갈색으로 색상이 변하게 되는 문제가 생길 수 있기 때문이다. 따라서 본 발명에서는 상기 (e) 여과 단계를 0.02 내지 0.2 ㎛의 기공크기를 갖는 여과막을 사용하여 수행하는 것이 바람직하다.
상기 여과막은 해당 분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 이에 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 막 필터 또는 세라믹 필터가 사용될 수 있고, 바람직하게는 막 필터(membrane filter)일 수 있다.
상기 여과막은 해당 분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 이에 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 막 필터 또는 세라믹 필터가 사용될 수 있고, 바람직하게는 막 필터(membrane filter)일 수 있다.
상기 제조된 효모 추출물은 건조하여 분말화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 건조공정은 단백질 변성과 손실을 최소화하기 위하여 분말건조하는 것이 가장 바람직하다.
상술한 제조방법을 통해 효모 추출물을 제조함으로써, 종래에 사용되어 오던 조미료로서의 효모 추출물이 갖던 특유의 담황색 또는 갈색의 색상과 효모취, 그리고 감칠맛이 강하여 사용량에 한계가 있거나, 적용가능한 식음료가 제한적이였던 문제점을 해결할 수 있도록, 효모취, 색 및 감칠맛을 개선하고 건강기능을 부여해 주는 효모추출물을 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 상술한 방법으로 제조된 효모 추출물 및 이를 유효성분으로 하는 건강기능식품에 관한 것이다.
본 발명에서 '추출물'은 추출 원재료를 상술한 방법에 따라 처리하여 얻은 추출물뿐만 아니라 이의 가공물도 포함한다. 예를 들어, 효모 추출물은 감압 증류 및 동결 건조 또는 분무 건조 등과 같은 추가적인 과정에 의해 분말 상태로 제조될 수 있다.
또한 상기 효모 추출물은 종래 추출방법을 제조된 효모 추출물과는 다르게, 유리 아미노산과 환원당의 생성이 억제되거나, 제거된 것으로써, 특히 제조과정 중 메일라드 반응을 통해 야기되는 효모취의 발생과 변색 및 감칠맛의 증가를 억제하여, 식품에 첨가시 본연의 향취를 저해하지 않으면서 기능성을 부여할 수 있고, 오히려 맛을 증진시키므로, 어느 식품이나 제한없이 활용될 수 있다.
종래 효모 추출물의 제조방법과 같이, 단순히 열처리, 단백질 가수분해, 자가분해, 가열을 통한 제균 등을 수행하거나, 상술한 제조방법 중에서 어느 하나의 단계라도 제외될 경우에는, 후술하는 실험예에서와 같이 유리 아미노산과 환원당이 충분히 제거되지 못하여, 펩타이드가 단백질 분해효소 처리 과정에서 충분히 생산되지 않아 기능성이 저하되고, 과도한 감칠맛으로 식품 본연의 맛을 해치며 효모취가 나고 색이 갈색을 띄어 첨가제로써의 사용이 현저히 제한되는 문제가 발생한다.
본 발명에서 '유효성분으로 포함하는'이란 본 발명의 효모 추출물의 기능성이나 맛의 증진 또는 식품 첨가제로써의 효능을 달성하는 데 충분한 양을 포함하는 것을 의미한다.
본 발명의 '건강기능식품'에서, 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 효모 추출물을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 드링크제, 육류, 소시지, 빵, 비스킷, 떡, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 알코올 음료 및 비타민 복합제, 유제품 및 유가공 제품 등이 있으며, 통상적인 의미의 건강기능식품 또는 건강보조식품을 모두 포함한다.
본 발명 건강기능식품에서 상기 효모 추출물은 식품에 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 본 발명의 건강기능식품에서 효모 추출물의 첨가량은 그의 사용 목적(예방 또는 개선용)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 본 발명의 건강기능식품 총 중량에 대하여 상기 효모 추출물을 0.1 내지 50 중량%로 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 그러나 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
음료를 제조하는 경우 상기 효모 추출물을 함유하는 외에는 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상기 천연 탄수화물로는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상기 향미제로는 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 건강기능식품 총 중량에 대하여 약 1 내지 20 중량%, 바람직하게는 약 5 내지 12 중량%이다.
상기 외에 본 발명의 건강기능식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 건강기능식품은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다.
이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 그렇게 중요하진 않지만 본 발명의 건강기능식품 총 중량에 대하여 0.1 내지 약 20 중량%의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 1. 효모 추출물
1) 효모크림 제조
사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 균주를 당밀과 암모니아수가 포함된 배지에 접종(배지 중량 대비 4~5 wt%)하고, 30℃, pH 4.0~6.0(50% 가성소다 사용), 용존산소량(DO)은 초기 대비 잔존량을 기준으로 10 내지 20%를 유지하면서, rpm 350-600, 5L 용량의 발효조(fermenter)에서 20시간 배양하였다. 배양액을 회수하였다. 상기 배양액에서 건조 균체 중량은 약 5%였고, 6000 rpm에서 20분 동안 원심분리하여 균체를 수득하였다. 이후, 수득한 균체에 가수하여 건조균체 중량 15%(w/w)의 효모크림을 제조하였다.
2) 효모 추출물 제조
상기 과정을 통해 제조된 효모크림(건조 균체량이 15 wt%) 1 kg을 95 ℃에서 15 분 동안 중탕기에서 열처리한 다음, 50 ℃까지 냉각하였다. 상기 열처리된 효모크림을 원심분리하여 수용성 성분을 포함하는 상등액(이하, Su로 표기함)과 불용성 성분을 포함하는 펠렛(이하, Pe로 표기함)으로 분리하였다. 여기서 상등액을 제거하고, 블용성 잔사를 포함하는 펠렛을 회수한 후, 회수된 펠렛(불용성 잔사)에 1 배 부피의 물을 가수한 다음 단백질분해효소를 첨가하였다. 이때 사용한 단백질분해효소는 엔도(endo)형 단백질분해효소(Alacalase AF, novozyme사)와 엑소(exo)형 단백질분해효소(Flavourzyme, novozyme사)를 2종 혼합한 것을 사용하였고, 회수된 펠렛의 총 중량대비 엔도형 단백질분해효소는 1%, 엑소형 단백질분해효소는 0.5% 첨가하였다. 이후 60 ℃에서 pH 5.5 내지 6.0의 조건에서 20 시간동안 분해반응을 실시하고, 이를 원심분리하여 불용성 성분을 제거하고 수용성 상등액을 수득하여 효모 추출물을 제조하였다. 제조된 효모 추출물은 분무건조를 통해 분말화하였다.
실시예 2. 단백질분해효소(0.5+0.25)의 종류에 따른 효모 추출물
회수된 펠렛의 총 중량대비 엑소형 단백질분해효소인 Flavourzyme(novozyme사)를 0.5% 대신에 0.25% 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 모두 동일하게 하여 효모 추출물을 제조하였다.
실시예 3. 엔도형 단백질분해효소만을 사용한 효모 추출물
Alacalase AF의 엔도(endo)형 단백질분해효소와 Flavourzyme의 엑소(exo)형 단백질분해효소를 2종 혼합한 단백질분해효소를 처리하는 대신에 엔도(endo)형 단백질 분해효소 1종을 단독으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 모두 동일하게 하여 효모 추출물을 제조하였다.
이때, 회수된 펠렛의 총 중량대비 엔도형 단백질분해효소는 1% 사용하였다.
비교예 1. 종래의 방법으로 추출된 효모 추출물
1) 효모크림 제조
사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 균주를 당밀과 암모니아수가 포함된 배지에 접종(배지 중량 대비 5 wt%)하고, 30℃, pH 4.0~6.0(50% 가성소다 사용), 용존산소량(DO)은 초기 대비 잔존량을 기준으로 10 내지 20%를 유지하면서, rpm 350-600, 5L 용량의 발효조(fermenter)에서 20시간 배양하였다. 배양액을 회수하였다. 상기 배양액에서 건조 균체 중량은 약 5%였고, 6000 rpm에서 20분 동안 원심분리하여 균체를 수득하였다. 이후, 수득한 균체에 가수하여 건조균체 중량 15%(w/w)의 효모크림을 제조하였다.
2) 효모 추출물 제조
상기 제조된 효모크림을 50 ℃에서 56 내지 72시간동안 자가분해 시킨 후, 원심분리하여 상등액을 수득하고 가열살균 후 분무건조하여 분말형태의 효모 추출물을 제조하였다.
시험예 1. 열처리된 효모크림의 성분 분석
본 발명을 따라 제조된 효모크림을 열처리하고, 이를 원심분리하였을 때, 본 발명에서 유도한 바와 같이, 유리 아미노산과 환원당이 실질적으로 제거되는지를 확인하기 위하여 실시예 1의 중간산물인 열처리된 효모크림의 상등액과 펠렛의 고형분 질량과 총질소(TN) 함량(wt %)을 분석하였다. 이를 바탕으로 총질소 함량(wt %)에 질소계수 (6.25)를 곱하여 조단백질 함량(wt %)과 조단백질 회수율(wt %)을 구하였고, 표 1에 나타내었다. 추가적으로 실시예 1-2에서 열처리된 효모크림의 상등액(Su)은 아미노태 질소함량, 환원당 및 유리 아미노산 총합을 분석하여 표 2에 나타내었다.
구분 고형분
(g)		 고형분
비율
(wt %)		 총질소
함량
(wt %)		 조단백질
함량
(wt %)		 조단백질
회수율
(%)
실시예 1-1
(효모크림)		 150.0 100.0 8.5 52.9
실시예 1-2에서 열처리된 효모크림의 상등액(Su) 27.3 18.2 7.4 8.4 15.9
실시예 1-2에서 열처리된 효모크림의 펠렛(Pe) 122.7 81.8 8.9 44.5 84.1
구분 총질소 함량
(w/w %)		 아미노태질소 함량
(w/w %)		 환원당
(w/w %)		 유리아미노산 총합
(w/w %)
실시예 1-2에서 열처리된 효모크림의 상등액(Su) 7.40 5.31 6.43 30.17
표 1 및 표 2에 나타난 바와 같이 열처리 공정을 통해 추출되는 수용성 성분에는 메일라드반응에 관여하는 환원당과 유리아미노산을 다량 함유하고 있는 것을 알 수 있다.
시험예 2. 실시예 1 내지 3 및 비교예 1로부터 제조된 효모 추출물의 성분 분석
실시예 1 내지 3으로부터 제조된 효모 추출물, 비교예 1로부터 제조된 효모 추출물의 성분(당, 단백질 함량, 아미노태 질소)를 분석한 결과를 아래의 표 3에 나타내었다.
구분　 총 유리아미노산
(w/w%)		 유리아미노산 총합
(w/w%)		 펩타이드 함량(%)
비교예 1 60.63 38.2 22.43
실시예 1 81.09 34.2 46.89
실시예 2 70.64 30.7 39.94
실시예 3 63.97 6.8 57.17
*펩타이드 함량 : 총유리아미노산 함량-유리아미노산 함량
표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3으로부터 제조된 효모 추출물의 펩타이드 함량이 비교에 1의 효모 추출물에 비해 현저히 우수함을 알 수 있다. 실시예 1~2 및 비교예 1의 유리 아미노산의 함량은 비슷하나, 엔도형 단백질 분해효소만으로 효소처리한 실시예 3의 효모 추출물이 가장 낮은 유리 아미노산 함량을 가지고 있는 것을 확인하였다.
시험예 3. 미생물 검사
미생물 제균 처리과정이 효과적으로 적용되었는지를 확인하기 위하여 실시예 3으로부터 제조된 효모 추출물과 비교예 1의 효모 추출물에서 미생물 검사를 실시하였다. 실시예 3 및 비교예 1로부터 제조된 효모 추출물을 제조한 직후, 일반세균을 검사하여, 하기 표 4에 나타내었다.
　 비교예 1 실시예 3
Total plate count
(CFU/g)		 10 ND
표 4에 나타난 바와 같이, 실시예 3으로부터 제조된 효모 추출물은 일반세균이 검출되지 않았으나, 가열처리방식으로 제균한 비교예 1로부터 제조된 효모 추출물에서는 미생물이 검출되었다.
시험예 4. 색도 및 색상 분석
실시예 3 및 비교예 1로부터 제조된 효모 추출물의 분말의 색상을 비교하기 위하여, 실시예 3 및 비교예 1로부터 제조된 효모 추출물을 제조한 직후, 색도를 측정하여 표 5에 나타내었고, 실제 모습을 촬영하여 도 2에 나타내었다.
　 비교예 1 실시예 3
색도
(5% solution,550 nm)		 0.719 0.475
표 5 및 도 2에 나타난 바와 같이, 실시예 3로부터 제조된 효모 추출물은 비교예 1로부터 제조된 효모 추출물에 비해 현저히 밝은 색상을 띄고 있음을 확인하였다. 즉 비교에 1로부터 제조된 효모 추출물은 육안으로 보기에도 분명히 갈색을 띄고 있는 것을 알 수 있는데 반해, 실시예 3로부터 제조된 효모 추출물은 밝은 백색에 가까운 색을 띄고 있음을 알 수 있다.
시험예 5. 관능평가
실시예 3 및 비교예 1로부터 제조된 효모 추출물을 저지방 우유 총중량 대비 0.5%(w/w) 첨가한 후, 관능평가를 실시하였다. 관능평가는 관능평가요원은 28세~ 45세의 남녀 20명을 대상으로 하였으며, 5점 척도(점수가 높을수록 강도가 높음)로 전반적인 기호도, 향강도, 단맛, 고소함, 지방감, 목넘김, 바디감 총 일곱 항목에 대해 관능 선호도를 조사하였다. 이에 따른 결과는 표 6 및 도 3에 나타내었다.
　 비교예 1 실시예 3
기호도 1.82 3.96
효모취 3.73 3.08
단맛 2.01 3.41
고소함 3.15 3.63
지방감 2.64 3.85
바디감 3.15 3.19
목넘김 2.22 3.74
표 6 및 도 3에 나타난 바와 같이, 비교예 1 및 실시예 3으로부터 제조된 효모 추출물이 각각 첨가된 저지방 우유에 대한 관능평가를 실시한 결과, 실시예 3의 효모 추출물이 첨가된 저지방 우유에서 효모취가 현저히 감소한 것으로 확인되었다. 또한 단맛, 고소함, 지방감, 목넘김에서도, 비교예 1의 효모 추출물에 비해 실시예 3의 효모 추출물이 첨가된 저지방 우유에서의 점수가 더 높았다. 다만 실시예 3의 효모 추출물이 첨가된 저지방 우유는 바디감에서는 약간 낮은 평가를 받았고, 이는 감칠맛을 주는 유리 아미노산의 함량이 감소하여 도출된 결론이라 여겨진다.
하기에 본 발명의 분말을 함유하는 조성물의 제제예를 설명하나, 본 발명은 이를 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.
제제예 1. 과립제의 제조
실시예 3으로부터 제조된 효모 추출물 1,000 mg
비타민 혼합물 적량
비타민 A 아세테이트 70 ㎍
비타민 E 1.0 mg
비타민 B1 0.13 mg
비타민 B2 0.15 mg
비타민 B6 0.5 mg
비타민 B12 0.2 ㎍
비타민 C 10 mg
비오틴 10 ㎍
니코틴산아미드 1.7 mg
엽산 50 ㎍
판토텐산 칼슘 0.5 mg
무기질 혼합물 적량
황산제1철 1.75 mg
산화아연 0.82 mg
탄산마그네슘 25.3 mg
제1인산칼륨 15 mg
제2인산칼슘 55 mg
구연산칼륨 90 mg
탄산칼슘 100 mg
염화마그네슘 24.8 mg
상기의 비타민 및 미네랄 혼합물의 조성비는 비교적 과립제에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상의 과립제 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 과립을 제조하고, 통상의 방법에 따라 건강기능식품 조성물 제조에 사용할 수 있다.
제제예 2. 기능성 음료의 제조
실시예 3으로부터 제조된 효모 추출물 1,000 mg
구연산 1,000 mg
올리고당 100 g
매실농축액 2 g
타우린 1 g
정제수를 가하여 전체 900 mL
통상의 건강음료 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 약 1 시간 동안 85 ℃에서 교반 가열한 후, 만들어진 용액을 여과하여 멸균된 2 L 용기에 취득하여 밀봉 멸균한 뒤 냉장 보관한 다음 본 발명의 기능성 음료 조성물 제조에 사용한다.
상기 조성비는 비교적 기호음료에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 수요계층, 수요국가, 사용용도 등 지역적, 민족적 기호도에 따라서 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하다.

Claims (13)

  1. (a) 효모를 배양한 후 원심분리하여 효모크림을 제조하는 단계;
    (b) 상기 효모크림을 80 내지 100 ℃에서 10 내지 30분 동안 열처리하는 단계;
    (c) 상기 열처리된 효모크림을 원심분리하여 상등액을 제거한 후, 불용사 잔사를 포함하는 펠렛을 회수하는 단계;
    (d) 상기 회수한 펠렛에 1 내지 2 배 부피의 물을 첨가하여 현탁하고, 얻어진 현탁액에 엔도형 단백질분해효소를 처리하고, 원심분리하여 상등액을 회수하는 단계; 및
    (e) 상기 상등액을 여과하여 미생물 제균하는 단계;를 포함하는 효모 추출물의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    (a-1) 효모를 배양하여 배양액을 제조하는 단계;
    (a-2) 상기 배양액을 원심분리하여 균체를 수득하는 단계; 및
    (a-3) 상기 균체에 물을 첨가하여 효모크림을 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 효모 추출물의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 효모크림에 포함된 건조 균체의 중량은 10 내지 15 중량%인 것을 특징으로 하는 효모 추출물의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 효모는 사카로마이세스(Saccharomyces), 클루이베로마이세스(Kluyveromyces), 지고사카로미세스(Zygosaccharomyces) 및 칸디다(Candida)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 효모 추출물의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 효모는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae), 칸디다 유틸리스(Candida utilis) 및 지고사카로미세스 룩시이(Zygosaccharomyces rouxii)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 효모 추출물의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서, 상기 단백질분해효소는 (c) 단계로부터 회수된 펠렛의 총 중량대비 0.1 내지 1% 첨가되는 것을 특징으로 하는 효모 추출물의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 단백질분해효소 처리 단계는 pH 5.5 내지 8, 50 내지 65 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 효모 추출물의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 (e) 여과 단계는 0.02 내지 0.2 ㎛의 기공크기를 갖는 여과막을 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 효모 추출물의 제조방법.
  12. 제1항에 따른 제조방법으로 제조된 효모 추출물.
  13. 제12항에 따른 효모 추출물을 유효성분으로 하는 건강기능식품.
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