KR102056331B1 - 식중독균에 대한 항균활성을 갖는 바실러스 서브틸러스 균주 및 이의 용도 - Google Patents

식중독균에 대한 항균활성을 갖는 바실러스 서브틸러스 균주 및 이의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주는 식중독균에 대하여 우수한 항균활성을 갖는다. 이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 떡과 같이 쌀을 이용한 식품들의 기능성과 보관성을 개선하기 위해, 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주를 이용하여 발효 쌀가루를 제조하고, 이로부터 제조된 쌀가루는 B.thuringiensis, P.aeruginosa와 같은 곰팡이 및 세균 등의 식중독균 생육을 억제하여 노화를 지연시키고, 부패를 방지하여 저장성을 최대한으로 확보할 수 있다. 또한 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주에 의한 발효를 통해 다양한 기능성이 부가할 수 있다.

Description

식중독균에 대한 항균활성을 갖는 바실러스 서브틸러스 균주 및 이의 용도{Bacillus subtilis strain having antimicrobial activity against foodborne pathogens by fermenting rice and use thereof}
본 발명은 쌀을 발효시켜 식중독균에 대하여 항균활성을 갖도록 하는 바실러스 서브틸러스 균주, 이를 이용한 식중독균에 대한 항균활성을 갖는 발효 쌀 또는 발효 쌀가루의 제조방법에 관한 것이다.
떡은 우리 민족의 농업의 발달과 함께 오랜 시간을 거쳐 발전해온 한국 고유의 음식으로, 종류만 수백여 가지가 있다. 일반적인 떡의 제조방법은 곡물을 물에 침지한 다음, 물기를 제거하고 분쇄한 곡물을 반죽하고 증가하여 압출 또는 펀칭하여 제조한다.
식생활의 서구화로 떡의 입지가 과거에 시들했으나, 최근에 떡의 영양학적 우수함과 안정성 및 식사대용으로도 가능하다는 편의성 등이 재조명되어 점차 관심이 높아지고 있는 추세에 있다. 하지만 떡의 경우 저장과 유통에 큰 문제점을 가지고 있다. 구체적으로 떡의 노화현상으로 인해 법정유통기한이 1일로 제한되어 있고, 노화되지 않는다고 하더라도 곰팡이와 세균에 의해 부패가 쉽게 발생하기 때문에 실질적인 장기보관이 어렵다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 유연성과 보존성을 장기간 유지할 수 있도록 한방추출물을 첨가한 떡의 제조방법(특허문헌 1)이 공지되었으나, 이는 쓴 맛과 한방추출물에 의한 향 등이 강해, 떡 고유의 맛을 느끼지 못하게 된다는 문제점이 있다.
한편, 첨가물을 사용하지 않은 상태에서 변질과 전분의 노화를 억제하여 유통기간의 단축을 연장하기 위한 떡 반죽의 제조방법(특허문헌 2)은, 상기 발명을 통해 제조된 떡은 노화가 지연될 수는 있으나, 제조과정의 조건들이 민감하여 초기 설비비용이 많이 투자되어야 하며 실질적으로 소용량에만 적용이 가능하여 대량생산에는 적용되지 못하는 문제점이 있다. 또한 떡 자체의 식감이 저하되는 등의 단점들이 알려져 있다.
따라서, 본 발명자들은 상술한 문제점을 개선할 수 있는 방법을 개발하고자 예의 노력하였고, 그 결과 본 발명자들은 수많은 유산균들 중에서, 쌀 또는 쌀가루에 접종시 우수한 항균활성과 더불어 다양한 기능성을 부여할 수 있는 새로운 균주를 선발 및 동정함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.
특허문헌 1. 대한민국 등록특허 제10-1063973호 특허문헌 2. 대한민국 등록특허 제10-1332580호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 식중독균에 대한 항균활성을 갖는 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) JNU515[기탁번호: KCTC 13682BP] 균주를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 상기 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) JNU515 균주, 균주 현탁액 또는 균주의 배양 상등액을 접종하여 발효시키는 식중독균에 대한 항균활성을 갖는 발효 쌀 또는 발효 쌀가루의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은 식중독균에 대한 항균활성을 갖는 발효 쌀 또는 발효 쌀가루를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 이루기 위하여, 식중독균에 대한 항균활성을 갖는 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) JNU515 균주를 제공한다.
상기 균주는 쌀 또는 그 분쇄물을 발효시켜 식중독균에 대한 항균활성을 갖는 물질을 생산하는 것일 수 있다.
본 발명의 상기 다른 목적을 이루기 위하여 쌀 또는 그 분쇄물에 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) JNU515[기탁번호: KCTC 13682BP] 균주를 접종하여 발효시키는 것을 특징으로 하는 식중독균에 대한 항균활성을 갖는 발효 쌀 또는 발효 쌀가루의 제조방법을 제공한다.
상기 쌀 또는 그 분쇄물의 총 100 중량부를 기준으로 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) JNU515[기탁번호: KCTC 13682BP]를 1 내지 5 중량부 접종하여 30 내지 45 ℃에서 0.1 내지 5 일 동안 발효시키는 것일 수 있다.
상기 발효시키는 단계의 쌀 또는 그 분쇄물에 유산균 영양원을 더 첨가할 수 있다.
상기 발효시키는 단계는 상기 쌀 또는 그 분쇄물 총 100 중량부를 기준으로 효모가루 0.5 내지 5 중량부, 몰트가루 0.1 내지 1 중량부, 정제효소 0.01 내지 0.1 중량부 및 백국 10 내지 30 중량부 혼합하고, 여기에 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) JNU515[기탁번호: KCTC 13682BP] 균주를 접종하여 발효시키는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 다른 목적을 이루기 위하여, 상기 제조방법을 통해 제조된 것을 특징으로 하는 식중독균에 대한 항균활성을 갖는 발효 쌀 또는 발효 쌀가루를 제공한다.
상기 발효 쌀 또는 발효 쌀가루는 B.thuringiensis, P.aeruginosa 병원균에 대한 항균활성을 갖는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 다른 목적을 이루기 위하여, 상기 방법으로 제조된 발효 쌀 또는 발효 쌀가루를 포함하는 저장성이 향상된 식품 조성물을 제공한다.
본 발명에 따르면, 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주는 식중독균에 대하여 우수한 항균활성을 갖는다. 이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 떡과 같이 쌀을 이용한 식품들의 기능성과 보관성을 개선하기 위해, 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주를 이용하여 발효 쌀가루를 제조하고, 이로부터 제조된 쌀가루는 B.thuringiensis, P.aeruginosa와 같은 곰팡이 및 세균 등의 식중독균 생육을 억제하여 노화를 지연시키고, 부패를 방지하여 저장성을 최대한으로 확보할 수 있다. 또한 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주에 의한 발효를 통해 떡의 노화를 지연시키며, 이외 다양한 기능성을 부가할 수 있다.
나아가 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주는 김치로부터 유래된 유산균이므로, 신체 내 독성이 없기 때문에, 식품으로써 활용이 가능하며, 열에도 매우 안정적이므로, 이를 사용한 쌀 제품들의 가열, 조리, 해동 등이 가능하므로 제품의 편의성을 제공할 수 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 미생물 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주를 이용한 발효 쌀가루의 제조과정을 개략적으로 도시한 공정 순서도이다.
도 1b는 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주를 이용한 설기떡의 각 제조과정을 촬영하여 나타낸 사진이다.
도 2는 분리된 520종의 균주들 중에서 일부 균주들의 형태를 촬영하여 나타낸 것이다.
도 3은 분리된 520종의 균주들의 B.thuringiensis, P.aeruginosa 병원균에 대한 항균활성을 한천배지확산법(agar diffusion assay)으로 측정한 결과이다.
도 4는 분리된 520종의 균주들 중에서 1차 선발된 16종의 균주에 대한, B.thuringiensis, P.aeruginosa 병원균에 대한 항균활성을 정리하여 나타낸 표이다.
도 5는 1차 선정된 16종 균주들의 멸균액과 배양액에서의 B.thuringiensis, P.aeruginosa 병원균에 대한 항균활성을 한천배지확산법(agar diffusion assay)으로 측정한 결과이다.
도 6은 2종(JNU515, JNU502)의 B.thuringiensis, P.aeruginosa 병원균에 대한 항균활성을 한천배지확산법(agar diffusion assay)으로 측정한 결과이다. 이때, Viable은 배양액이고, Autoclaved는 멸균액이며, Supernatant는 멸균액의 상등액이다.
도 7은 바실러스 서브틸러스 JNU515의 계통도이다.
도 8은 실시예 1 또는 비교예 1로부터 제조된 발효 쌀가루(Viable)와 이의 상등액(Filtering)을 한천배지확산법(agar diffusion assay)으로 측정한 결과이다.
도 9는 실시예 2 및 비교예 2로부터 제조된 설기떡을 상온에서 보과한 하였을 때, 시간(1일, 7일(Room), 15일(Showcase))에 따른 부패 정도를 촬영한 사진이다.
도 10은 실시예 2 및 비교예 2로부터 제조된 설기떡을 제조한 후, 48시간이 지났을 때의 경도를 측정하여 나타낸 그래프이다.
이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.
본 발명은 수탁번호 KCTC 13682BP로 기탁된 식중독균에 대한 항균활성을 갖는 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) JNU515 균주를 제공한다.
전남 지역의 각 가정집에서 전통발효식품들을 회수한 후, 이들로부터 520 종의 균을 순수분리하였다. 상기 520종의 균을 대상으로 B.thuringiensis, P.aeruginosa 식중독균에 대한 항균활성을 분석한 결과, 총 18개의 균주들을 1차 선정하였다. 이들 중에서 열처리 후에도 여전히 우수한 항균활성을 나타내는 균주는 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주와 JNU502 균주였고, 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주는 쌀가루를 유일한 영양원으로 함유하여 발효시켰을 때, 동일한 속종의 JUN502 균주에 비해 현저히 우수한 항균활성을 가지고 있으며, 이의 배양액, 상등액 뿐만 아니라 멸군액까지 항균활성을 나타내었으므로, 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주가 최종 선발되었다. 일반적으로 바실러스 서브틸러스의 경우, 많은 점질물을 생성한다고 알려져 있다. 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주 역시 배양시 많은 점질물을 형성함에도 불구하고 바실러스 서브틸러스 JNU502 균주와는 달리, 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주로 발효된 쌀이나 쌀가루를 사용하여 떡을 제조할 경우, 시간의 경과에 따라 떡의 경도가 오히려 낮아지는 바, 떡의 부패뿐만 아니라 떡의 노화도 억제시키고 있음을 확인하였다.
상기 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주로부터 16S rRNA를 추출하여 염기서열을 분석한 결과, 이는 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis)에 속하는 것으로 확인되었다. 이와 같이 획득한 균주를 한국 미생물 자원센터(KCTC)에 기탁하였으며, KCTC 13682BP의 기탁번호를 부여받았다.
기탁기관명 : 한국생명공학연구원
수탁번호 : KCTC13682BP
수탁일자 : 20181024
본 발명에 따른 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) JNU515 균주는 김치로부터 유래되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주는 쌀 또는 이의 분쇄물을 발효시키는 것을 특징으로 하고, 상기 쌀 또는 이의 분쇄물에는 다른 영양원을 더 포함할 수 있으나, 식중독균에 대한 현저히 우수한 항균활성을 얻기 위해서는 쌀 또는 이의 분쇄물을 유일한 영양원으로 제공되는 환경에서 발효되는 것이 가장 바람직하다.
즉, 본 발명에 따른 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주는 쌀 또는 이의 분쇄물을 발효시켜, 쌀을 이용한 식품의 부패를 야기하는 곰팡이나 세균 및 식중독균에 대한 항균활성을 갖는 물질을 생산하는 것을 특징으로 한다.
기능성과 영양적인 측면에서 쌀을 이용한 떡과 같은 식품들이 다양하게 개발되었으나, 유통기한이 매우 짧아(1일) 저장과 유통에 큰 문제점을 겪고 있어, 시장 확대에 한계가 있다. 즉, 떡의 장기적 보관이 어려우며, 노화되지 않는다고 하더라도 곰팡이와 세균에 취약하여 부패가 빠르게 진행되므로, 장기간 보관이 어렵다. 이를 해결하기 위하여 다양한 기술들이 논의되었고, 이들 대부분은 떡을 포장하기 위한 새로운 방법들에 관한 것이거나, 살균하여 장기보관이 가능하게 하도록 떡을 가공 처리하는 것에 관한 것 이였다. 상술한 방법들은 제조법상 공정이 번거롭고 비용이 다소 많이 소요될 뿐만 아니라, 관리가 어려운 등 다양한 공정상의 비경제적인 단점들이 존재했다.
대부분의 쌀 가공식품들은 기능성을 향상시키거나 다양한 풍미과 조직감을 부여하기 위해서만 발효기술을 활용하고 있고, 상기 발효기술을 활용하여 떡 등의 쌀 가공식품들의 보관성과 저장성을 개선하는데 적용하지는 못하고 있다.
이에 본 발명자들은 떡 등의 쌀 가공식품들의 유통기한을 늘려, 장기간 보관할 수 있도록, 부패와 식중독을 유발하는 다양한 곰팡이 또는 세균과 같은 유해균의 생육을 억제할 수 있는 항균활성을 갖는 새로운 균주를 발견하고, 이를 통해 장기보관성이 현저히 상승된 떡, 등의 쌀 가공식품을 제조할 수 있음을 실질적으로 확인한 바, 본 발명을 완성하게 되었다.
즉, 본 발명은 종래 다양한 기술들과 달리, 떡의 원재료인 쌀 또는 쌀가루를 발효시켜, 이를 통해 제조된 떡이나 쌀과자와 같은 쌀 가공식품들의 부패를 방지하고, 식중독균의 생육활성을 저해하여 장기간 보관이 가능할 뿐만 아니라, 노화를 지연시켜 부드러운 식감을 오랜시간 유지하게 한다는 점에서 큰 장점을 갖는다.
나아가 본 발명의 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주는, 균주 그 자체 뿐만 아니라, 균주 현탁액 또는 균주의 배양 상등액도 우수한 항균활성을 나타내므로, 활용범위가 넓다. 또한 항균활성 물질이 세포 외로 분비되는 것으로 확인되므로, 쌀이나 쌀가루에 균주를 접종하기만 하더라도 충분한 항균활성 물질을 생산한다. 즉 본 발명의 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주와 이로부터 제조되는 발효 쌀 또는 발효 쌀가루는 제조방법이 단순하고, 별도의 공정 및 장치가 필요하지 않으며, 쌀 또는 그 분쇄물 자체를 영양원으로 사용하기 때문에 원료를 가공하거나 추출하는 별도의 단계가 요구되지 않으므로, 비용이 상당히 절감될 수 있다.
상기 쌀 또는 그 분쇄물에 있어서, 상기 쌀 또는 그 분쇄물 총 100 중량부를 기준으로 상기 균주가 1 내지 5 중량부 첨가하는 것이 항균활성이 가장 우수하다.
상기 균주의 최적 발효조건은 30 내지 45 ℃에서 0.1 내지 5 일인데, 특별히 이에 한정되지 않으나, 발효온도가 높지 않고, pH 역시 중성조건이라는 점에서 생육조건이 까다롭지 않기 때문에 배양하는 기술이 단순하므로 비용을 절감할 수 있다.
게다가 후술하는 실험예에서 확인한 바와 같이, 본 발명에 따른 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주는 발효 쌀가루를 제조한 후, 이를 통해 설기떡을 만들 수 있고, 종래 동속동족의 JUN502 균주를 사용하였을 때보다 2 배 이상 보관기간이 증가함을 확인하였다. 구체적으로 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주로 제조된 발효 쌀가루를 통해 제조된 일반 떡은, 상온에서 3일째부터 부패가 시작되나, 본 발명의 설기떡(실시예 2)은 그보다 5배 이상 증가한 15일째까지도 전혀 부패되지 않은 것을 알 수 있다.
상기 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주는 쌀 또는 그 분쇄물을 발효시켜 고농도의 항균활성 물질을 생산할 수 있고, 이는 후술하는 실험예를 통해 확인할 수 있다.
또한, 일반적으로 바실러스 서브틸러스의 경우, 많은 점질물을 생성한다고 알려져 있다. 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주 역시 배양시 많은 점질물을 형성함에도 불구하고 바실러스 서브틸러스 JNU502 균주와는 달리, 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주로 발효된 쌀이나 쌀가루를 사용하여 떡을 제조할 경우, 시간의 경과에 따라 떡의 경도가 오히려 낮아지는 바, 떡의 부패뿐만 아니라 떡의 노화도 지연시키는 효과를 갖는다.
상기 균주는 쌀 또는 그 분쇄물을 발효시켜 식중독균에 대한 항균활성을 갖는 물질을 생산하며, 탄소원, 유기산, 무기원소 등을 첨가하지 않고 오로지 쌀 또는 그 분쇄물 만을 유일한 영양원으로 한 것으로, 이를 통해 제조원가를 현저히 절감할 수 있으며, 항균활성 물질의 생산을 촉진시킬 수 있다.
본 발명의 균주는 구체적으로 바실러스속 균(Bacillus sp.), 슈도모나스속 균(Pseudomonas sp.), 스트렙토코커스속 균(Streptococcus sp.), 리스테리아속 균(Listeria sp.), 마이크로커커스속 균(Micrococcus sp.), 대장균(E. coli), 슈도모나스균(Pseudomonas sp.) 및 살모넬라속 균(Salmonella sp.)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 균에 대한 항균활성을 가지며, 바람직하게는 B.thuringiensis, P.aeruginosa일 수 있다.
따라서, 본 발명의 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) JNU515 균주는 쌀을 활용한 식품의 저장성 증진을 위한 용도, 즉 보관성과 편의성 등 다양한 효과를 갖는 항균활성 물질을 생산할 수 있는 스타터(starter) 조성물 또는 식품 첨가용 조성물로도 사용될 수 있다. 상기 조성물은 본 발명의 바실러스 서브틸러스 JNU515의 생균, 건조균, 배양물 또는 이를 여과나 가열하여 제균한 멸균액을 유효성분으로 포함할 수 있으며, 부형제 또는 담체를 추가로 포함할 수 있다. 상기 배양물은 쌀 또는 그 분쇄물에 배양한 배양물 자체, 상기 배양물을 여과 또는 건조 또는 희석한 가공 배양물 등을 포함한다. 조성물 내 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주의 함량은 조성물 용도 및 제형에 따라 달라질 수 있다.
상기 조성물은 다양한 제형과 방법으로 제조 및 투여될 수 있다. 예를 들어 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주 또는 이의 배양물을 약제학적 분야에서 통상적으로 사용하는 담체 및 향료와 혼합하여 정제(tablet), 트로키(troche), 캡슐(caps㎕e), 엘릭실(elixir), 시럽(syrup), 산제(powder), 현탁제(suspension) 또는 과립제(gran㎕e) 등의 형태로 제조 및 투여될 수 있다. 상기 담체로는 결합제, 활탁제, 붕해제, 부형제, 가용화제, 분산제, 안정화제, 현탁화제 등을 사용할 수 있다. 투여방식은 경구, 비경구 또는 도포법을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 경구 투여하는 것이 바람직하다. 또한, 투여용량은 체내에서 활성성분의 흡수도, 불활성율 및 배설속도, 피투여자의 연령, 성별, 상태 등에 따라 적절히 선택할 수 있다.
본 발명에 따른 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주 또는 이의 배양물은 쌀을 활용하는 다양한 식품(예를 들어 떡, 쌀과자, 죽 등)에 대한 식품첨가제로 사용될 수 있다. 아울러, 본 발명의 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주는 항균활성 물질의 생산을 위한 스타터(starter)로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면은 쌀 또는 그 분쇄물에 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) JNU515[기탁번호: KCTC 13682BP] 균주, 균주 현탁액 또는 균주의 배양 상등액을 접종하여 발효시키는 것을 특징으로 하는 식중독균에 대한 항균활성을 갖는 발효 쌀 또는 발효 쌀가루의 제조방법에 관한 것이다.
상기 발효 쌀 또는 발효 쌀가루의 제조방법은 도 1a를 참고하여 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명에 따른 쌀 또는 그 분쇄물을 준비한다.
상기 쌀은 해충이나 먼지 또는 돌 등의 이물질을 제거하기 위하여 깨끗이 세척한다. 상기 세척된 쌀의 물에 담궈 침지하여 불린 후(수침), 물을 제거하여 둔다. 이후 필요에 따라 그대로 사용하거나 분쇄시켜 분말화한 분쇄물을 사용한다. 상기 건조는 통상적으로 사용되는 쌀의 건조방법이라면 특별히 제한되지 않는다. 상기 분쇄된 분쇄물은 80 내지 100 메쉬로 분쇄하고, 망을 가지는 체(sieve)에 통과시켜 원하는 크기의 분말을 분립하여 수득할 수 있다.
상기 쌀의 분쇄물의 크기가 80 메쉬 미만이면 더 좋지만, 일반적인 분쇄기로는 80 메쉬 미만으로 분쇄하기 어렵기 때문에 80 메쉬 미만으로 분쇄하기 위해서는 비용이 많이 소요되어 경제성이 없게 된다. 또한, 100 메쉬를 초과하면 쌀의 식이섬유 조직이 파괴되지 않아 쌀을 분쇄시키는 효과를 얻을 수 없게 된다. 여기서, 분쇄 설비로는 볼 밀(ball mill), 콜로이드 밀(colloid mill), 마이크로 에어 클래시파이드 밀(micro air classified mill) 등의 미립 분쇄용 분쇄 설비를 사용할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
상기 준비된 쌀 또는 그 분쇄물에 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) JNU515[기탁번호: KCTC 13682BP] 균주를 접종하여 발효시키는 것이 바람직하다. 상기 쌀 또는 그 분쇄물의 총 100 중량부를 기준으로 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) JNU515[기탁번호: KCTC 13682BP]가 1 내지 5 중량부 접종하는 것이 바람직한데, 1 중량부 미만으로 접종되면 충분히 발효되지 않는 문제가 발생할 수 있고, 5 중량부를 초과하여 접종될 경우에는 추후 떡과 같은 식품의 제조시 쫄깃한 식감이 감소할 수 있다.
상기 쌀 또는 그 분쇄물에 바실러스 서브틸러스 JNU515를 접종하기 전에 이의 생육을 증진시키기 위한 단백질원, 탄수화물원, 비타민 또는 무기질 등의 유산균 영양원을 더 첨가할 수 있다.
상기 유산균 영양원은 시중에 판매되는 배지를 이용하거나 또는 필요한 영양원만을 개별적으로 첨가할 수 있다.
또한, 상기 발효시키는 단계에서, 상기 쌀 또는 그 분쇄물에는 효모가루, 몰트가루, 정제효소, 백국 등의 기능성 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 구체적으로 상기 쌀 또는 그 분쇄물 100 중량부를 기준으로 효모가루 0.5 내지 5 중량부, 몰트가루 0.1 내지 1 중량부, 정제효소 0.01 내지 0.1 중량부 및 백국 10 내지 30 중량부 혼합하는 것이 바람직하다.
또한 상기 쌀 또는 그 분쇄물, 또는 상기 쌀 또는 그 분쇄물과 유산균 영양원의 혼합물은 상기 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주를 접종하기 전에 가열살균할 수 있다.
상기 균주는 김치에서 분리된 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주로, 인체 무해하다. 김치에서 분리된 락토바실러스 속의 균주라고 해서 무조건적으로 쌀 또는 그 분쇄물을 발효하여 항균활성을 나타내지 못한다. 이는 본 발명의 후술하는 실험예의 선발과정에서 확인할 수 있다. 백국의 경우 백국의 양이 10 중량부 미만이면 백국의 기능성 작용을 충분히 발휘하기 어렵고, 30 중량부를 초과하면 향이 너무 진해서 기호도가 떨어지게 된다. 따라서 상술한 기능성 첨가제들은 상술한 범위 내에서 첨가되는 것이 바람직하다.
즉 본 발명에서 선발한 상기 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주가 쌀 또는 그 분쇄물의 발효를 통해 고농도의 항균활성 물질 생산성이 가장 우수하였으며, 이외의 다른 바실러스 서브틸러스 균주들은 항균활성이 전혀 관찰되지 않거나 설사 관찰되더라도 고온에 쉽게 활성을 잃어버리거나, 실제 제품 적용시 보관기간의 증진이 제대로 이루어지지지 않음을 확인하였다.
상기 발효 단계는 30 내지 45 ℃에서 0.1 내지 5 일 동안 발효되는 것이 바람직한데, 만일 30 ℃ 미만이거나 0.1일보다 적은 시간동안 발효될 경우 항균활성 물질의 생산이 충분히 이뤄지지 못하며, 45 ℃ 초과하거나 5 일보다 많은 시간동안 발효될 경우에는 특유의 향과 맛이 진해져 떡과 같은 제품 제조시 기호도가 떨어지게 될 수 있다. 특히 대량생산에서 발효 온도가 30 ℃ 미만이거나 45 ℃ 이상일 경우, 균주의 생육활성이 저하되어 공정지연 등 부수적인 문제가 발생될 수 있다. 또한 한편, 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주의 경우 최적발효 시간은 0.1 내지 5일이므로, 상기 5일을 넘어가면 항균활성에 변화가 없으므로, 이 이상 발효하는 것은 비용효율적이지 못하다.
고체발효 단계의 초기 종균 접종량은 105 내지 108 CFU/g인 것이 바람직하다.
상기 발효 쌀 또는 발효 쌀가루는 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주의 균체를 포함하는 것일 수 있고, 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주의 균체가 제거된 것일 수도 있다. 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주의 균체가 제거된 것일 경우, 상기 발효 쌀 또는 발효 쌀가루를 멸균하여 사균체를 포함하게 할 수도 있고, 여과 또는 원심분리를 통해 균체를 제거한 여액 또는 원심분리 상등액일 수 있다.
본 발명의 항균활성 효과는 쌀에 포함된 성분을 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주가 증식하면서 생물전환시킴으로써 발휘되는 것이거나, 신규의 활성 성분이 생성되기 때문으로 예상되며, 단순한 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주 자체가 부가되어 얻을 수 있는 효과보다 현저히 상승된 것이다. 상기 발효 쌀 또는 발효 쌀가루는 이대로 사용할 수도 있고, 이를 건조하여 분말화하여 사용할 수도 있다.
상술한 과정을 통해 제조된 발효 쌀 또는 발효 쌀가루는 식중독균에 대하여 우수한 항균활성을 가지므로, 이를 이용하여 제조된 떡과 같은 식품 조성물의 보관성을 증진시키는데 효과적으로 작용됨을 확인하였다. 따라서 본 발명은 상기 바실러스 서브틸러스 JNU515로 발효된 발효 쌀 또는 발효 쌀가루, 이의 건조물, 이의 분쇄물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 저장성이 향상된 식품 조성물로 응용될 수 있다.
본 발명에서 저장성이 향상된 식품 조성물이란, 동일한 조건에서 보관시 항균활성으로 인해 유해한 균들의 생육을 억제하여, 부패를 방지함으로써, 장기간 식품으로써의 사용기간이 유지되는 것을 의미한다. 상기 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주는 식품의 부패나, 노화를 유발하는 균들에 대해 항균활성을 나타내고, 인체에 무해한 것으로 인정되므로, 식품 조성물의 저장성을 향상시키기 위한 보조제로 기능하기 위한 조건을 모두 만족한다.
상기 식품 조성물에 포함되는 발효 쌀 또는 발효 쌀가루의 함량은 사용목적 및 사용방법 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있으며, 바람직하게는 전제 조성물을 기준으로 0.01 내지 99 중량부, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 90 중량부일 수 있다.
본 발명에서 식품이란 쌀을 활용하여 제조될 수 있는 가공품을 의미하며, 바람직하게는 어느 정도의 가공 공정을 거쳐 직접 먹을 수 있는 상태가 된 것을 의미하며 그 예로는 칩류, 면류, 유가공식품, 발효식품, 곡류식품, 미생물발효식품, 제과제빵 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 식품은 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 발효 쌀 또는 발효 쌀가루를 함유하는 외에는 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며, 통상의 식품과 같이 여러 가지 향미제 또는 탄수화물 등을 추가 성분으로 함유할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 발효 쌀 또는 발효 쌀가루는 식품류, 음료, 건강음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강 기능성 식품류의 제조시 원료 물질에 첨가되거나 조리된 식품에 적절히 혼합하는 방법으로 첨가될 수 있으며, 식품학적으로 허용 가능한 식품 보조 첨가제와 함께 첨가될 수 있다. 이 때, 식품 또는 음료 중의 상기 상기 발효 쌀 또는 발효 쌀가루의 양은 전체 식품 중량의 0.01 내지 90 중량 %로 가할 수 있으며, 음료의 경우 100 mL를 기준으로 0.02 내지 20 g, 바람직하게는 0.5 내지 10 g의 비율로 가할 수 있다.
이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
실시예 1: 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주의 발효 쌀가루 제조.
식중독균에 대한 항균활성을 갖는 발효 쌀가루를 개발하기 위하여, 최종 선정된 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주를 이용하여 쌀가루 발효를 진행하였다. 먼저 쌀을 세척하여 해충, 먼지, 돌 등의 이물질을 제거한다. 세척한 쌀을 물에 담궈 수침하며, 수침시간은 제조하고자 하는 떡의 찰기를 고려하여 적절히 조절할 수 있다. 본 실시예에서는 2시간 수침하였다. 수침한 쌀의 물기를 뺀 다음 충분히 건조시킨다. 건조된 쌀을 분쇄하여 쌀가루를 준비하였다. 이러한 쌀가루 1 kg, 물 3 kg, 효모가루 10 g, 몰트가루 5 g, 정제효소 0.5 g, 백국 200 g을 넣은 배지에 바실러스 서브틸러스(B. subtillis) JNU515 균주 30 g을 첨가한 후, 16 시간동안 통기배양하여, 발효 쌀가루를 제조하였다. 발효한 쌀가루는 실시예 2의 재료로 사용되며, 이의 전반적인 제조공정은 도 1a에 나타내었다.
실시예 2: 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주의 설기떡 제조.
먼저 쌀을 세척하여 해충, 먼지, 돌 등의 이물질을 제거한다. 세척한 쌀을 물에 담궈 수침하며, 수침시간은 제조하고자 하는 떡의 찰기를 고려하여 적절히 조절할 수 있다. 본 실시예에서는 2시간 수침하였다. 수침한 쌀의 물기를 뺀 다음 충분히 건조시킨다. 건조된 쌀 10 kg을 소금 120g와 섞어 1차 분쇄하여 쌀가루를 준비하였다. 1차 분쇄된 쌀가루 10 kg에 실시예 1로부터 제조된 발효쌀가루 (배양액포함) 180g으로 섞어 준후, 2차 분쇄하였다. 분쇄된 혼합 쌀가루에 설탕 100g을 넣고 100 mesh 체로 쳐서(체치기), 체를 통과한 쌀가루를 260 ㎜×260 ㎜×20 ㎜ 틀에 넣은 후, 일정한 크기의 9등분이 되도록 칼금을 내었다(반죽 및 성형). 이를 상온에 1시간 정도 방치한 후, 약 100 ℃로 30분 동안 찌고(찜), 식힌 다음 칼금을 따라 잘라(자르기), 틀에 넣고 포장하여 설기떡을 제조하였다(포장). 이의 전반적인 과정은 도 1b에 나타내었다.
비교예 1: 바실러스 서브틸러스 JNU502 균주의 발효 쌀가루 제조.
바실러스 서브틸러스 JNU515 균주 대신에 JNU502 균주를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 모두 동일하게 발효 쌀가루를 제조하였다.
비교예 2: 바실러스 서브틸러스 JNU502 균주의 설기떡 제조.
바실러스 서브틸러스 JNU515 균주로 제조된 발효 쌀가루(실시예 1) 대신에 JNU502 균주로 제조된 발효 쌀가루(비교예 1)를 사용한 것을 제외하고 실시예 2와 모두 동일하게 하여 설기떡을 제조하였다.
실험예 1 : 16 종의 균주 선정
전남지역의 각 가정집으로부터 김치, 된장 등 전통발효식품(원재료)을 수집하고, 이로부터 균주를 분리하였다. 구체적으로 상기 식품(약 10g)을 멸균 생리 식염수에 희석하고, 이를 배지에 도말한 후, 37 ℃에서 1~2일 배양하여 균주를 분리하였다(발효액이나 간장의 경우에는 바로 시료로 사용하였다). 이때 일반세균은 LB(BD, USA), 효모는 YM(MBcell, korea), 유산균은 MRS(MBcell, korea) 배지를 사용하였다. 총 69개의 원재료로부터 LB배지를 통해 일반 세균 222종, YM 배지를 통해 효모 191종, MRS 배지를 통해 유산균 107 종으로, 총 520종의 균주를 확보하였다. 도 2는 분리된 520종의 균주들 중에서 일부 균주들의 형태를 촬영하여 나타낸 것이다.
상기 분리된 520종의 균주를 대상으로 식중독 유발 세균인 B.thuringiensis, P.aeruginosa 병원균에 대한 항균활성을 한천배지확산법(agar diffusion assay)으로 측정하였다.
도 3은 분리된 520종의 균주들의 B.thuringiensis, P.aeruginosa 병원균에 대한 항균활성을 한천배지확산법(agar diffusion assay)으로 측정한 결과이다. 도 4는 분리된 520종의 균주들 중에서 1차 선발된 16종의 균주에 대한, B.thuringiensis, P.aeruginosa 병원균에 대한 항균활성을 정리하여 나타낸 표이다.
도 3 및 4에 나타난 바와 같이, 평판배지에서 두 병원균 모두에서 가장 우수한 생육저해 활성을 보이는 16 종의 균주 JNU14, JNU48, JNU515, JNU494, JNU500, JNU502, JNU99, JNU137, JNU150, JNU508, JNU510, JNU194, JNU206, JNU518 및 JNU222를 1차 선발하였다. 도 3에서 No of isolates에서는 JNU의 표기는 생략하고 숫자만 기재하였다.
실험예 2 : 2 종의 균주 선별
떡을 제조하는 과정에, 고온의 열이 가해지므로, 실험예 1의 16종의 균주 중에서 고온의 열처리 후, 안정적으로 항균활성을 유지하는 균주를 선별하고자 하였다.
먼저 각각의 균주를 배지에 접종하고, 배양된 배양액을 준비하였다. 상기 배양액을 105 ℃에서 15분간 열처리하여, 멸균액을 제조하였다. 상기 각 균주의 배양액(생균)과 멸균액 및 멸균액의 상등액을 식중독 유발 세균인 B.thuringiensis, P.aeruginosa 병원균에 대하여 항균활성을 한천배지확산법(agar diffusion assay)으로 측정하였다.
도 5는 1차 선정된 16종 균주들의 멸균액과 배양액에서의 B.thuringiensis, P.aeruginosa 병원균에 대한 항균활성을 한천배지확산법(agar diffusion assay)으로 측정한 결과이고, 도 6은 2종(JNU515, JNU502)의 B.thuringiensis, P.aeruginosa 병원균에 대한 항균활성을 한천배지확산법(agar diffusion assay)으로 측정한 결과이다. 이때, Viable은 배양액이고, Autoclaved는 멸균액이며, Supernatant는 멸균액의 상등액이다.
도 5 및 6에 나타난 바와 같이, 16종의 균주들 중에서 총 6종의 균주에서만 항균활성이 멸균액과 배양액에 동시에 나타났으며, 이중에서도 2종(JNU515, JNU502) 균주에서 가장 생육저해활성이 우수함을 확인한 바, 이들 2종(JNU515, JNU502) 균주를 최종 선발하였다.
실험예 3: 선발된 2종의 균주 동정
상기 실험예 2에서 최종 선택된 2종 균주의 동정은 16S rDNA 유전자 염기서열분석을 이용하여 실시하였다.
우선, 각 균주의 genomic DNA를 추출(Thermo fisher)하였다. 추출된 gemonic DNA는 27F(5'-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3'), 1492R (5'- GGTTACCTTGTTACGACTT-3') 프라이머를 이용하여 16s rRNA 염기서열을 증폭하였다. 1.6kb의 사이즈로 균주의 16s rRNA gene을 증폭하여 동정하였다. 균주의 동정은 ㈜마크로젠에 의뢰하여 진행하였으며, 16S rRNA 유전자의 염기서열을 BLAST 프로그램을 이용하여 비교분석하였다. 그 결과 JNU515, JNU502 균주는 Bacillus subtilis와 99% 상동성을 가지고 있음을 확인하였으며, 이는 하기 표 1에 나타내었다. 상술한 결과를 바탕으로 분석된 계통도를 하기 도 7 및 8에 나타내었다.
도 7은 바실러스 서브틸러스 JNU515의 계통도이다.
Stock No Origins Description Identities(%)
JNU515 Kimchi Bacillus subtilis 99
JNU502 Kimchi Bacillus subtilis 100
따라서 본 발명의 균주를 바실러스 서브틸러스 JNU515, JNU502로 명명하였고, 또한, 이 균주를 2018년 10월 24일에 한국 미생물 자원센터(KCTC)에 기탁하였으며, 수탁번호는 KCTC 13682BP로 부여받았다.
실험예 4: 발효 쌀가루의 항균활성 비교
실시예 1 또는 비교예 1로부터 제조된 발효 쌀가루의 항균활성을 비교하고자 하였다. 이를 위해 식중독 유발균(B. thuringiensis 또는 P. aeruginosa)이 1x106 CFU/㎖가 될때까지 배양한 후, 100 ㎕를 취해 5 ㎖의 0.7% Top agar와 혼합하여 제조된 배지에 overlay한 후 배지 위에 멸균된 paper disc(8㎜, whatman)를 올리고, 실시예 1 또는 비교예 1의 발효 쌀가루 20 ㎕씩을 각각 점적하였다(Viable).
한편, 생균이 포함되어 있지 않을 경우에도 항균활성이 나타나는지를 확인하고자, 실시예 1 또는 비교예 1의 발효 쌀가루의 상등액을 0.2㎛ membrane filter로 제균하고, 원심분리한 후 상등액만을 회수한 다음, 상기 실험에서와 같이 준비된 paper disc(8㎜, whatman) 상에 20㎕씩 점적하였다. 하루 배양하고, paper disc 주위의 생육저지환 형성여부를 육안으로 확인하여 항균활성을 확인하였다. 대조군(con)으로 아무것도 포함하지 않은 증류수 20㎕을 점적하여 사용하였다.
도 8은 실시예 1 또는 비교예 1로부터 제조된 발효 쌀가루(Viable)와 이의 상등액(Filtering)을 한천배지확산법(agar diffusion assay)으로 측정한 결과이다. 이에 따르면 대조군(con)에 비해 바실러스 서브틸러스 JNU515 및 JNU502로 발효된 쌀가루는 식중독에 대한 항균활성 능력을 어느정도 나타내고 있음을 확인하였다. 그러나 같은 바실러스 서브틸러스로, 동일한 속종의 균주이지만 JNU515와 JNU502 균주 사이에는 항균활성에 유의한 정도의 차이가 확인되었다. 락토바실러스 JNU515 균주의 경우, JNU502 균주와 달리 생균이 포함된 발효 쌀가루뿐만 아니라, 제균한 상등액에서도 항균활성이 유지되는 것을 확인하였다. 이는 생균이 포함된 발효 쌀가루를 직접 사용하여 떡을 제조해도 되고, 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주의 배양액을 직접 이용하여 떡을 제조하여도, 식중독균에 대한 항균활성을 기대할 수 있음을 의미한다. 즉, 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주는 다양한 종류의 떡에 다양한 형태로 사용될 수 있다.
실험예 5: 실시예 2, 비교예 2로부터 제조된 설기떡에서의 총균수 분석
실시예 2로부터 제조된 설기떡과 비교예 2로부터 제조된 설기떡 및 발효 쌀가루 대신 일반 쌀가루를 사용하여 실시예 2와 모두 동일하게 제조한 대조군을 준비하였다. 제조하고 바로 총균수를 측정하여 표 2에 나타내었다. 총균수의 측정은 각각의 설기떡을 식염수로 균질화한 후, 희석하여 LB 고체배지에 도말하고 37 ℃, 24 시간 배양한 다음 콜로니 수를 계수하여 측정하였다.
구분 대조군 실시예 2로부터 제조된 설기떡 비교예 2로부터 제조된 설기떡
총균수(CFU/g) 0 7x102 6x102
pH 6.25 5.3 5.3
표 2에 나타난 바와 같이, 대조군의 경우에는 설기떡을 제조하는 과정에서 총 세균이 완전히 사멸되었으나, 발효 쌀가루를 이용하여 제조된 설기떡(실시예 2 및 비교예 2)은 균들이 사멸되지 않고 생존하고 있음을 확인하였다. 또한 균의 증식에 의해 떡의 pH도 대조군에 비해 낮은 것을 확인하였다. 이는 바실러스 서브틸러스 JNU515와 바실러스 서브틸러스 JNU502균주가 100 ℃에서도 생존하여, 식중독균에 대한 항균활성을 달성할 수 있음을 알 있다.
실험예 6: 실시예 2, 비교예 2로부터 제조된 설기떡의 항균활성 분석
실시예 2, 비교예 2로부터 제조된 설기떡의 항균활성을 통해, 보관성을 분석하기 위하여, 상온에서 보관하며 부패정도를 파악하였다. 이때 보다 실용적인 상황을 부여하기 위하여, 상온에서 보관한 것(Room으로 표기함)과 실제 편의점에서 사용되는 쇼케이스를 용기로 사용하여 보관한 것(Showcase로 표기)을 각각 준비하여 측정하였다.
도 9는 실시예 2 및 비교예 2로부터 제조된 설기떡을 상온에서 보과한 하였을 때, 시간(1일, 7일(Room), 15일(Showcase))에 따른 부패 정도를 촬영한 사진이다.
도 9에 나타난 바와 같이 일반적인 떡(대조군)은 상온 보관시 3일째 부패가 시작되었고, 쇼케이스에 보관시 6일째 부패가 시작되었다. 이에 반해 바실러스 서브틸러스 JNU502의 발효 쌀가루를 이용해 제조된 설기떡(비교예 2)은 상온 보관시 5일째부터 부패가 시작되었고, 쇼케이스에 보관시 8일째부터 부패가 시작됨을 확인하였다.
그러나 바실러스 서브틸러스 JNU515의 발효 쌀가루를 이용해 제조된 설기떡(실시예 2)은 상온 보관시 15일이 지나도 부패가 진행되지 않았으며, 쇼케이스 보관시 30일이 지나도 부패가 진행되지 않았다. 즉 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주를 이용하여 발효 쌀가루를 제조하고, 이를 이용해 떡을 제조할 경우, 현저히 우수한 항균활성을 보이며, 고온의 열처리에도 항균활성 유지력이 우수하여 다른 세균의 오염으로 인한 부패를 현저히 억제함을 알 수 있다.
또한, 바실러스 서브틸러스 JNU502 균주로 발효된 쌀가루를 이용해 제조된 설기떡의 경우, 이취감이 강해 기호도가 현저히 저하되는 문제점이 발견되었다, 이에 반해 본 발명의 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주는, 동일한 바실러스 서브틸러스 균임에도 불구하고, 발효시 독특한 이취감이 유발되지 않는 것을 확인하였는 바, 떡 본연의 맛과 향을 해치지 않으면서 장기간 보관이 가능하도록 하는데, 매우 적합한 균주임을 알 수 있다.
상술한 실험 내용과 더불어, 마이크로웨이브(전자레인지)를 처리여부에 따른 실시예 2 및 비교예 2로부터 제조된 설기떡의 보관성을 분석하고자 하였다. 구체적으로 실시예 2 및 비교예 2로부터 제조된 설기떡을 쇼케이스에 담고, 30일 동안 보관한 것, 50초 동안 마이크로웨이브(전자레인지)를 처리한 후 30일 동안 보관한 것의 총균수와 유산균수를 확인하여 표 3에 나타내었다.
구분 마이크로웨이브 처리 전, 30일 보관 마이크로웨이브 처리 후, 30일 보관
총균수
(CFU/g)		 바실러스 서브틸러스 균 수
(CFU/g)		 총균수
(CFU/g)		 바실러스 서브틸러스 균 수
(CFU/g)
대조군 1.3x107 0 1.6x106 0
실시예 2의 설기떡 1x106 5.7x105 3.5x104 3x102
비교예 2의 설기떡 1.3x107 1.3x106 1.1x104 0
표 3을 살펴보면 대조군의 경우 바실러스 서브틸러스 균들은 없고, 일반 잡균만 고농도로 존재하고 있음을 확인하였다. 이에 반해 바실러스 서브틸러스 JNU502를 이용한 설기떡(비교예 2)은, 제조 당시에는 바실러스 서브틸러스 균들이 고농도로 존재했으나, 마이크로웨이브 처리 후에는 거의 사멸하였음을 알 수 있다.
한편 바실러스 서브틸러스 JNU515를 이용한 설기떡(실시예 2)은, 30일이 지났음에도 비교예 2의 설기떡에 비해 바실러스 서브틸러스 균들의 생존수가 높고, 잡균의 증가폭이 현저히 낮음을 알 수 있다.
상술한 결과를 종합하면 본 발명을 통해 개발된 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주는 항균활성이 매우 현저히 우수함을 알 수 있고, 균주의 배양액만으로는 종래 바실러스 서브틸러스 균주들과 크게 차이를 나타내지 않았으나, 쌀가루 발효시, 이를 통해 제조된 설기떡은 유산균이 풍부할 뿐만 아니라 높은 항균활성 능력으로 저장기간이 현저히 연장되고(약 2배 이상), 떡의 보관성이 늘어나면서 편의성도 현저히 높아지는 장점을 갖는다.
게다가 상기 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주는 균주 그 자체뿐만 아니라 발효 쌀가루 배양액, 발효 쌀가루의 상등액에서도 항균활성을 나타내므로 다양한 분야에 적용이 가능하다.
실험예 7: 실시예 2, 비교예 2로부터 제조된 설기떡의 조직감 분석
바실러스 서브틸러스(고초균)은 배양시 많은 점질물을 생성한다고 알려져 있다. 본 발명의 실험을 통해 선별된 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주 역시 많은 점질물을 배양과정에서 형성하였다. 이러한 점질물이 떡의 조직감(texture)에 어떠한 영향을 미치는지 확인하고자, 실시예 2 및 비교예 2로부터 제조된 설기떡의 경도를 시간에 따라 측정하여 도 10에 나타내었다.
우선, 실시예 2 및 비교예 2로부터 제조된 설기떡과 일반 쌀가루만으로 제조된 대조군의 설기떡을 상온에서 보관하였고, 48시간이 지났을 때 경도(tardness)를 측정하였다.
도 10에 나타난 바와 같이, 실시예 2로부터 제조된 설기떡은 48시간 후 경도의 증가가 크지 않았으나, 비교예 2로부터 제조된 설기떡은 경도의 증기가 유의적으로 커지는 것을 확인하였다. 즉 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주가 생성하는 점질물로 인해 부드러운 질감을 유지하도록 함으로써, 오히려 떡의 노화를 지연시키고 있음을 확인하였다. 이에 반해 바실러스 서브틸러스 JNU502 균주는 동일한 속종의 균주임에도 불구하고 시간이 지날수록 유의적으로 경도가 증가하는 것을 볼 수 있었으며, 대조군보다 더 딱딱한 질감을 나타냈다.
이를 통해 바실러스 서브틸러스 균주들 중에서도 바실러스 서브틸러스 JNU515 균주를 이용해 발효 쌀가루를 제조하고, 이를 이용해 떡을 제조하면, 높은 항균활성 능력으로 더 오랜기간 저장이 가능할뿐만 아니라, 많은 점질물의 생성으로 떡의 노화를 억제시키고, 오랜시간 부드러운 질감을 유지할 수 있다는 장점을 갖고 있음을 확인하였다.

Claims (9)

  1. B.thuringiensis 및 P.aeruginosa 식중독균에 대한 항균활성을 갖는 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) JNU515[기탁번호: KCTC 13682BP].
  2. 제1항에 있어서,
    상기 균주는 쌀 또는 그 분쇄물을 발효시켜 B.thuringiensis 및 P.aeruginosa 식중독균에 대한 항균활성을 갖는 물질을 생산하는 것을 특징으로 하는 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) JNU515[기탁번호: KCTC 13682BP].
  3. 쌀 또는 그 분쇄물에 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) JNU515[기탁번호: KCTC 13682BP] 균주를 접종하여 발효시키는 것을 특징으로 하는 B.thuringiensis 및 P.aeruginosa 식중독균에 대한 항균활성을 갖는 발효 쌀 또는 발효 쌀가루의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 쌀 또는 그 분쇄물의 총 100 중량부를 기준으로 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) JNU515[기탁번호: KCTC 13682BP]가 1 내지 5 중량부 접종하여 30 내지 45 ℃에서 0.1 내지 5 일 동안 발효시키는 단계;를 포함하는 B.thuringiensis 및 P.aeruginosa 식중독균에 대한 항균활성을 갖는 발효 쌀 또는 발효 쌀가루의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 제3항에 있어서,
    상기 발효시키는 단계는 상기 쌀 또는 그 분쇄물 100 중량부를 기준으로 효모가루 0.5 내지 5 중량부, 몰트가루 0.1 내지 1 중량부, 정제효소 0.01 내지 0.1 중량부 및 백국 10 내지 30 중량부 혼합하고, 여기에 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) JNU515[기탁번호: KCTC 13682BP] 균주를 접종하여 발효시키는 것을 특징으로 하는 B.thuringiensis 및 P.aeruginosa 식중독균에 대한 항균활성을 갖는 발효 쌀 또는 발효 쌀가루의 제조방법.
  7. 제3항에 의하여 제조된 것을 특징으로 하는 B.thuringiensis 및 P.aeruginosa 식중독균에 대한 항균활성을 갖는 발효 쌀 또는 발효 쌀가루.
  8. 삭제
  9. 제3항에 의하여 제조된 발효 쌀 또는 발효 쌀가루를 포함하는 저장성이 향상된 식품 조성물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101063973B1 (ko) 2009-01-15 2011-09-08 최덕신 떡의 제조방법
KR101332580B1 (ko) 2013-06-19 2013-11-25 (주)동우에프엔씨 장기보관이 가능한 떡 반죽의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 떡 반죽

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101063973B1 (ko) 2009-01-15 2011-09-08 최덕신 떡의 제조방법
KR101332580B1 (ko) 2013-06-19 2013-11-25 (주)동우에프엔씨 장기보관이 가능한 떡 반죽의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 떡 반죽

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2598703A (en) * 2020-06-23 2022-03-16 Crassweller May Kathleen Full fermentation method of organic or non-organic rice flour to release latent amino acids in a 24 hour process

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