KR102062005B1 - 버섯의 소화 흡수율 향상을 위한 프로바이오틱스 세포 다당류의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버섯의 소화 흡수율 향상을 위한 프로바이오틱스 세포 다당류의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 버섯을 가공하여 프로바이오틱스 세포 다당류를 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 버섯에서 고분자 다당류를 다량으로 추출하도록 형성함으로써, 버섯을 가공하여 다당류와 단백다당류을 대량으로 추출할 수 있을 뿐만 아니라, 추출된 버섯 다당류를 단쇄화하여 소화흡수율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

버섯의 소화 흡수율 향상을 위한 프로바이오틱스 세포 다당류의 제조방법 { Manufacture method of polysaccharide for probiotics cell in mushroom }

본 발명은 버섯을 가공하여 프로바이오틱스 세포 다당류를 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 버섯에서 고분자 다당류를 다량으로 추출하도록 형성함으로써, 버섯을 가공하여 다당류와 단백다당류을 대량으로 추출할 수 있을 뿐만 아니라, 추출된 버섯 다당류를 단쇄화하여 소화흡수율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 버섯은 자실체를 섭취하며 이에 따라 자실체에 대한 약용이나 식재료 활용시에 이에 다양한 형태의 추출 및 섭취형태를 갖는다.

대표적인 형태의 약용으로의 침출 형태는 열수 추출을 기본으로 하며 대용량의 가공원료의 추출의 경우 유기용매를 이용한 열탕 추출 혹은 초음파 추출을 하기도 한다.

최근에는 액상 추출 완료 이후에 이를 흡수율을 높이기 위한 발효과정을 거치기도 하는 다양한 형태의 연구결과와 특허가 진행되어져 왔다.

버섯의 가장 대표적인 약용 및 건강기능 물질은 베타글루칸으로 상징되어 진다.

버섯 내의 베타글루칸은 다양한 다당류와 복합체를 형성하고 있거나 무엇보다 버섯세포를 지탱하는 골격구조와도 같은 역할을 하는 키틴 및 올리고당 중합체와 같이 공존하는 경우가 많고, 또한 단백 다당류의 구조사이에 공존하기도 한다.

많은 연구에 따르면 버섯은 심장병, 암, 뇌졸중, 당뇨 등의 다양한 성인질환에 효과가 있는 것으로 밝혀졌으며 이에 따라 다양한 형태의 제품으로 개발되어 지고 있는 추세이다.

이와 같이 버섯을 가공하여 다당류를 추출하는 방법에 관련한 종래의 선행기술문헌으로는, 대한민국 등록특허공보 10-0778940호의 발명의 명칭 ‘ 소나무잔나비버섯 자실체로부터의 다당류 추출법 ’이 있다.

상기한 종래의 발명은 알칼리팽윤 추출법으로 소나무잔나비버섯 자실체를 추출하면, 종래의 알칼리 추출법으로 추출하는 경우보다 5 내지 6배의 추출양을 더 수득할 수 있으므로, 혈당저하, 항산화 효과 및 항염증 효과를 나타내는소나무잔나비버섯의 활용도를 더욱 높일 수 있도록 한 것이다.

그리고 다른 종래의 선행기술문헌으로, 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0094868호의 발명의 명칭 ‘ 치마버섯 균사체 유래 다당류의 제조방법 ’은, 치마버섯 유래 다당류를 그 물성을 유지하면서도 고수율로 제조할 수 있기 때문에, 치마버섯 유래 다당류를 저비용으로 대량 생산하는 데 유용하며, 이렇게 생산된 치마버섯 유래 다당류는 기능성 비누, 로션 및 스킨 등의 화장품, 피부보호 및 치료용 마스크 팩, 및 다이어트 식품 등의 개발에 유용하게 활용될 수 있도록 한 것이다.

그러나 상기한 종래의 버섯에서 다당류를 추출하는 방법은, 이를 생식 또는 추출액의 형태로 흡수를 하더라도 이에 대한 추출량은 기대에 미치지 못하고, 추출액에 포함된 다당류의 흡수도 사람의 장내환경 또는 생리환경에 따라 그 양이 미미한 경우가 많기 때문에, 버섯 다당류의 효과를 최대한 얻지 못하는 문제점이 발생하였다.

또한, 버섯에서 추출하는 다당 중합체와 단백 다당중합체와의 분리를 보다 쉽게 하고 베타글루칸의 추출을 용이하게 하며, 버섯유래 다당체를 이용한 유용 유기산 다당 복합체를 생성하고자 하는 집중적인 연구와 개발이 시급한 실정이었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 버섯의 다당체 세포 구조 사이의 간격을 넓혀 이를 다시 세포 삼투압을 외부로 물질 방출이 용이하게 하는 구조로 전환시키는 과정을 거친 후 이를 발효과정을 통하여 다당류 및 단백다당류 구조를 보다 단쇄화되는 구조로 전환시키는 발효 가공 과정을 거침으로, 베타글루칸 및 버섯다당류의 추출을 보다 용이하게 하고 단쇄화된 버섯다당류의 흡수율을 높일 수 있는 발효 과정을 거친 새로운 형태의 버섯 추출 다당류를 제공하고자 새로운 형태의 가공기술을 개발하였으며 이를 이용한 다양한 형태의 제품을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명은 청결하게 세척된 버섯을 10 ~ 20mm의 크기로 입상 파쇄하도록 하는 파쇄공정과;

압력 450mmHg, 섭씨 40도 이하의 온도에서 50 시간 동안 감압건조를 진행하도록 하는 1차 감압건조공정과;

감압건조된 버섯을 일정 크기의 입자로 분쇄하여 분말화되도록 하는 분쇄공정과;

프로바이오틱스 미생물 중에 1, 또는 1 이상의 혼합종균 중의 어느 하나를 버섯분말에 투입하도록 하되, 버섯분말 70 ~ 90 중량%에 10 ~ 30 중량%의 수분량에 준하는 종균액을 투입하도록 하는 수분 및 종균투입공정과;

프로바이오틱스 미생물을 이용하여 2~50℃의 온도범위에서 배치식으로 발효 배양 과정을 거쳐, 버섯의 다당류 구조를 최대한 단쇄화된 형태로 유도하도록 하는 발효공정과;

미생물을 통한 발효공정을 거친 이후에, 600mmHg 이하의 압력에서 섭씨 40~50도의 온도로 50 시간 동안 감압건조하도록 하는 2차 감압건조공정;

으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 버섯의 다당체 세포 구조 사이의 간격을 넓혀 이를 다시 세포 삼투압을 외부로 물질 방출이 용이하게 하는 구조로 전환시키는 과정을 거친 후 이를 발효과정을 통하여 다당류 및 단백다당류 구조를 보다 단쇄화되는 구조로 전환시키는 발효 가공 과정을 거침으로 베타글루칸 및 버섯다당류의 추출을 보다 용이하게 하고 단쇄화된 버섯다당류의 흡수율을 높일 수 있도록 한 유익한 발명인 것이다.

그리고, 본 발명은 일반건조 보다 세포의 구조상 가교를 더욱 미세파괴하는 효과를 가져옴으써, 버섯세포 구조의 삼투압을 최대한 낮추고 미생물과 효소의 반응을 극대화 시킬 수 있으며, 이 후에 감압건조 과정을 다시 가져가 줌으로써 추출량을 더욱 극대화 시킬 수 있도록 한 유익한 발명인 것이다.

또한, 본 발명은 진공건조가 열풍건조에 비해 같은 온도에서 진공상태가 수분의 증기압을 상승시켜 건조속도가 빠르고, 진공건조는 감압과 급격한 수분 증발 시에 발생한 공극으로의 습기와 미생물의 접종이 용이하기 때문에, 진공 감압 건조 시에 보다 많은 공극률의 발생으로 인하여 빠르게 발효 미생물이 깊숙이 침투하게 되며 가용성 다당류를 이용한 증식과 더불어 기존 세포 구성물질의 다당류를 빠르게 분해시킬 수 있을 뿐만 아니라, 수분건조 과정을 통하여 미생물의 접종이 용이한 구조의 건조물에 미생물을 다시 접종하여 체내 깊숙이 까지 미생물의 침투를 시킨 대상물을 발효시킴으로써 최대한의 활성 물질을 전환시킬 수 있도록 한 유익한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예를 나타낸 블록도이다.
우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

파쇄공정 (S1)

청결하게 세척된 버섯을 10 ~ 20mm 정도의 크기로 입상 파쇄하도록 한다.

1차 감압건조공정 (S2)

압력 400mmHg~600mmHg, 섭씨 40도 이하의 온도에서 50 ~ 60 시간 동안 감압건조를 진행한다.

이러한 감압건조 과정을 통해, 방향족화합물 및 수분을 충분히 외부로 유출시켜 줌으로써 버섯세포의 삼투압을 최대한 낮게 만들고, 버섯의 다당류의 파괴를 최소화 하여, 발효 공정상에서 물질 전환을 이루어내기 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 버섯의 수분 증발 시에 세포막, 벽을 느슨하게 함으로써, 발효종균 투입 시에 보다 용이하게 삼투압 현상에 의하여 효소 및 종균이 체내에 용이하게 흡수할 수 있도록 한다.

또한, 감압 건조 시에 빠져나간 방향족 화합물, 가스화된 체내 성분이 비어진 만큼 다시 종균액을 공급하였을 시에, 이러한 물질 소거량 만큼 다시 회복이 되어지므로 보다 종균의 원활한 흡수 및 발효 유도가 용이할 수 있도록 한다.

분쇄공정 (S3)

감압건조된 버섯을 일정 크기로 분쇄하여 분말화되도록 한다.

분말화된 버섯의 크기는 소화흡수율 효능 등에 따라 나노 입자 크기의 분쇄를 진행할 수도 있으나, 그 분쇄되는 입자의 크기를 반드시 한정하는 것은 아니다.

수분 및 종균투입공정 (S4)

프로바이오틱스 미생물 중에 1 또는 1 이상의 혼합종균을 버섯분말에 투입하도록 한다.

이때, 버섯분말 70 ~ 90 중량%에 10 ~ 30 중량%의 수분량에 준하는 종균액을 투입하여, 발효속도 및 침투량을 최대화하도록 한다.

프로바이오틱스(Probiotics) 미생물로 활용되는 종류 중에서 키틴 및 다당류 분해활성이 높은 락토바실러스( Lactobacillus ), 류코노스톡( Leuconostoc ), 스트렙토코커스( Streptococcus ), 바실러스( Bacillus ), 사카로마이세스( Saccharomyces ), 바이셀라( Weissella )로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 균군을 이용하여, 상기 균군을 단종균으로 발효하여 혼합하거나 적어도 1종 이상을 동시에 이용하여 발효되도록 한다.

발효공정 (S5)

프로바이오틱스 미생물을 이용하여 2~50℃의 온도범위에서 배치식으로 발효 배양 과정을 거쳐, 버섯의 다당류 구조를 최대한 단쇄화된 형태로 유도하도록 한다.

배치식 발효배양을 통하여, 한번에 생체 분말 중량에 대한 다량의 종균액을 투입하게 되므로, 발효 배양 과정에서 공정상 관리의 편의성이 우수하고, 발효에 적용되는 균주 중 유산균류의 대량확보를 위해서도 배치식으로 정치배양하는 것이 가장 효율적인 방식인 것이다.

버섯분말에 미생물을 단종 혹은 혼합 배양액을 일정량을 첨가하여 혐기 고상, 호기 고상, 혐기 및 호기 교차 고상 등으로 발효할 수 있도록 한다.

미생물을 이용하여 고상 발효과정을 진행함으로써, 버섯 다당체의 단쇄구조화 및 단백다당체의 단백질을 미생물이 활용하도록 하여 세포체의 내용물이 충분히 외부로 쉽게 방출될 수 있도록 유도한 후에, 이를 그대로 식품의 원료나 제품의 원료로 활용하거나 추출과정을 거칠 경우 쉽게 베타글루칸과 버섯다당체의 추출 및 활용량이 증대되도록 하는 것이다.

또한, 호기 반응을 거쳐 혐기 발효에서 생성된 다당류 및 단백질 분리체와 효소류에 의하여 호기성 미생물의 생육을 증진하고 이에 따라 리피드와 키틴질의 분해를 공격하여 되어, 각종 효소의 발생과 더불어 이와 같은 고상 발효 방법을 통하여 발효가 완성되면 그 발효물은 유용 미생을 함유하는 동시에 효소를 다량함유하면서도 버섯의 세포벽 성분을 분해하고 물질전환 과정을 통하여 느슨하게 하여 줌으로써, 버섯 유용물질의 이용성을 증대하고 항암성분인 베타글루칸의 이용을 쉽도록 보조하면서도 버섯의 영양분을 이용한 프로바이오틱스 역할과 기능의 발효조성물을 얻을 수 있는 것이다.

2차 감압건조공정 (S6)

미생물을 통한 발효공정을 거친 이후에, 600mmHg 이하의 압력에서 섭씨 40~50도의 온도로 50~60 시간 동안 감압건조하도록 한다.

2차 감압건조과정의 온도가 50도를 넘거나 건조시간이 50-60시간 이상을 경과할 경우, 원물의 상태의 유지가 쉽지 않고 상품성에 있어서 좋은 상태를 유지하기가 어려울 뿐만 아니라, 압력 600mmHg 이상에서는 다당류의 파괴가 너무 많이 진행될 수 있으므로, 감압건조 온도 및 시간, 압력을 일정하게 유지하도록 한다.

감압건조과정에서 위생세균 및 부패균을 파괴, 살멸하여 부패와 위생상의 문제를 해결하고, 미생물 발효 시에 적용하는 유익균주와 효소, 유기산을 충분히 흡수하도록 유도하도록 하며, 발효균주 만을 선택적으로 생육할 수 있도록 한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예를 나타낸 블록도
도면 주요 부분에 대한 부호의 설명
S1 : 파쇄공정 S2 : 1차 감압건조공정
S3 : 분쇄공정 S4 : 수분 및 종균투입공정
S5 : 발효공정 S6 : 2차 감압건조공정

Claims (4)

1. 청결하게 세척된 버섯을 10 ~ 20mm의 크기로 입상 파쇄하도록 하는 파쇄공정(S1)과;
   압력 450mmHg, 섭씨 40도 이하의 온도에서 50 시간 동안 감압건조를 진행하도록 하는 1차 감압건조공정(S2)과;
   감압건조된 버섯을 일정 크기의 입자로 분쇄하여 분말화되도록 하는 분쇄공정(S3)과;
   프로바이오틱스 미생물 중에 1, 또는 1 이상의 혼합종균 중의 어느 하나를 버섯분말에 투입하도록 하되, 버섯분말 70 ~ 90 중량%에 10 ~ 30 중량%의 수분량에 준하는 종균액을 투입하도록 하는 수분 및 종균투입공정(S4)과;
   프로바이오틱스 미생물을 이용하여 2~50℃의 온도범위에서 배치식으로 발효 배양 과정을 거쳐, 버섯의 다당류 구조를 최대한 단쇄화된 형태로 유도하도록 하는 발효공정(S5)과;
   미생물을 통한 발효공정을 거친 이후에, 600mmHg 이하의 압력에서 섭씨 40~50도의 온도로 50 시간 동안 감압건조하도록 하는 2차 감압건조공정(S6);
   으로 구성되되,
   상기 분쇄공정(S3)에서 분말화된 버섯의 크기를 소화흡수율 효능에 따라 나노 입자 크기의 분쇄하도록 형성하고,
   상기 수분 및 종균투입공정(S4)에서 투입하는 프로바이오틱스 미생물은, 락토바실러스, 류코노스톡, 스트렙토코커스, 바실러스, 사카로마이세스, 바이셀라로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 균군을 이용하여, 균군을 단종균으로 발효하여 혼합하거나 적어도 1종 이상을 동시에 이용하여 발효되도록 형성하여,
   발효공정(S5)에서 버섯분말에 미생물을 일정량 첨가하여 혐기 고상, 호기 고상, 혐기 및 호기 교차 고상 중 어느 하나의 형태로 발효할 수 있도록 형성하는 것을 특징으로 하는 버섯의 소화 흡수율 향상을 위한 프로바이오틱스 세포 다당류의 제조방법.
   
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