KR102164668B1 - 망간 고함유 효모 추출물 및 그 제조 방법, 및 망간 고함유 효모 추출물의 이용 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 망간을 함유하는 효모를 카르복실산 및 카르복실산염 중 적어도 어느 하나를 포함하는 용액에 현탁시켜 얻은 현탁액의 고체 성분과 액체 성분을 분리 추출 공정을 포함하는 망간 고함유 효모 추출물의 제조 방법 및 망간 고함유 효모 추출물, 및 식품, 식품용 유산균 배양 배지용 조성물, 식품용 유산균 배양 배지 및 식품용 유산균의 배양 방법에 관한 것이다.

Description

망간 고함유 효모 추출물 및 그 제조 방법, 및 망간 고함유 효모 추출물의 이용{Manganese-Rich Yeast Extract, Method for Producing Same, And Use of Manganese-Rich Yeast Extract}
본 발명은 망간 고함유 효모 추출물 및 그 제조 방법, 상기 망간 고함유 효모 추출물을 포함하는 식품 및 식품용 유산균 배양 배지용 조성물, 상기 식품용 유산균 배양 배지용 조성물을 포함하는 식품용 유산균 배양 배지, 및 상기 식품용 유산균 배양 배지를 이용한 식품용 유산균의 배양 방법에 관한 것이다.
최근 후생 노동성이 발표한 자료에 따르면 망간의 성인 남성 1일 기준량은 4.0 mg(성인 여성은 3.5 mg)이다. 망간의 결핍에 의하여 피부염의 일종인 결정성 땀띠(miliaria crystalline)가 발생하는 것으로 추정되고 있다. 또한, 망간의 결핍에 특이적인 것은 아니지만 일반적으로 망간이 부족하면 골 대사, 당지질 대사(당뇨병 또는 지방성 비만), 운동기능, 피부 대사 등에 영향을 미칠 것으로 여겨지고 있다(비특허 문헌 1 참조). 따라서 망간을 효율적으로 생체 내에 섭취 내지 흡수하도록 하여 망간 결핍으로 인한 피부염, 골대사 등의 이상을 개선하고, 식품 등에 안전하게 사용할 수 있는 소재의 개발이 필요하다.
효모는 오래전부터 인류의 식품 소재로 이용되고 있다. 예를 들면, 균체 내에 망간을 고농도로 함유시키는 기술이 제안되고 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조). 따라서 균체 내에 망간을 캡처시킨 효모 또는 그 추출물은 망간을 보강한 안전한 식품 소재로 이용 가능하다고 생각된다.
그러나 종래의 망간 함유 효모에서는 효모의 독특한 냄새 및 맛이 충분히 감소되지 않아 식품 소재 용도로 부족한 면이 있었다. 또한, 종래의 망간 함유 효모는 물에 용해되지 않기 때문에 식품에 첨가했을 때 탁해지거나 침전이 생기고, 특히 청량음료 등의 용도로는 사용할 수 없다는 문제점이 있었다.
또한, 망간 등의 미네랄 함유 효모로부터 추출물을 얻기 위한 방법으로 (1) 열수 추출법, (2) 자기 소화법(autolysis method), (3) 효소 분해법이 이용되고 있다(예컨대, 비특허 문헌 2 참조).
그러나 상기 (1) 내지 (3)의 방법은 미네랄의 회수율(추출율)이 낮다는 문제점이 있다. 또한, 상기 (2) 및 (3)의 방법은 효모 추출물에서 특유의 효모 냄새 및 추출물 맛이 남아있다는 문제가 있고, 상기 (3)의 방법은 고비용이며, 사용된 효소가 추출물에 잔존한다는 문제가 있다.
또한, 망간 함유 효모를 식품용 유산균 배양 배지의 한 성분으로 사용하는 것도 제안되고 있다(예컨대, 특허 문헌 2 참조). 그러나 망간 함유 효모는 물에 불용성이기 때문에 배양 후 배양 배지로부터 유산균을 회수할 때 상기 망간 함유 효모가 섞이는 문제점이 있다. 따라서, 물에 용해되며 식품용 유산균 배양 배지의 한 성분으로 사용할 수 있는 망간 함유 효모 추출물이 요구되고 있다.
특허문헌1: 일본공개특허공보 특개2003-153685호 특허문헌2: 일본공개특허공보 특개2009-225722호
비특허문헌1: "일본인의 식사 섭취 기준 2010 년판"후생 노동성 "일본인의 식사 섭취 기준"책정 검토회 보고서, 제1출판주식회사, p. 234-p. 236 부록 XLIX (2010년) 비특허문헌2: 스기모토 히로시 "효모 추출물 제조 방법의 변천 (I) - 국내 특허 출원 동향"New Food Industry 1994, Vol. 36, No. 10, p. 41-48
본 발명은 이러한 요구에 부응하여 현재의 상황을 타파하고 종래의 상기 문제들을 해결하며 다음의 목적을 달성하는 것을 과제로 한다. 즉, 본 발명은 천연물로부터 유래하고 망간을 고농도로 함유하며, 물에 대한 용해성이 뛰어나 식품 등에 첨가했을 때 외관을 해치지 않고, 첨가한 식품의 풍미 등을 손상시키지 않으며 더 나아가 식품용 유산균 배양 배지의 성분으로 사용할 수 있는 망간 고함유 효모 추출물 및 그 제조 방법, 상기 망간 고함유 효모 추출물을 포함하는 식품 및 식품용 유산균 배양 배지용 조성물, 상기 식품 유산균 배양 배지용 조성물을 포함하는 식품용 유산균 배양 배지, 및 상기 식품용 유산균 배양 배지를 이용한 식품용 유산균의 배양 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단은 다음과 같다. 즉,
<1> 망간을 함유하는 효모를 카르복실산 및 카르복실산염 중 적어도 어느 하나를 포함하는 용액에 현탁시켜 얻은 현탁액의 고체 성분과 액체 성분을 분리하는 추출 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 망간 고함유 효모 추출물의 제조 방법이다.
<2> 상기 <1>의 방법에 있어서, 상기 카르복실산은 1가 내지 3가의 카르복실산이고, 카르복실산염은 1가 내지 3가의 카르복실산염이다.
<3> 상기 <1> 또는 <2>의 방법에 있어서, 추출 공정에서 현탁액의 pH는 8.0 이하이다.
<4> 상기 <1> 내지 <3> 중 어느 하나의 방법에 있어서, 카르복실산 및 카르복실산염의 총량은 효모에 포함된 망간 1 mol에 대하여 0.5 mol 이상이다.
<5> 상기 <1> 내지 <4> 중 어느 하나의 방법은 추출 공정 전에 효모를 60-120℃의 열수에 현탁시켜 수득한 현탁액의 고체 성분과 액체 성분을 분리하는 열수 처리 공정을 포함한다.
<6> 상기 <5>에 기재된 방법은 열수 처리 공정에서 열수에 인산염을 첨가한다.
<7> 효모 균체 유래 망간을 0.2 질량% 이상 함유하는 망간 고함유 효모 추출물로서, 망간 고함유 효모 추출물 1 g을 물 100 mL에 용해 내지 분산시켰을 때의 탁도가 파장 660 nm의 흡광도(O.D.660)에서 0.1 이하인 것을 특징으로 하는 망간 고함유 효모 추출물이다.
<8> 상기 <1> 내지 <6> 중 어느 하나에 방법에 의해 제조된 상기 <7>에 기재된 망간 고함유 효모 추출물이다.
<9> 상기 <7> 내지 <8> 중 어느 한 항의 망간 고함유 효모 추출물에서 효모는 식품용 효모이다.
<10> 상기 <9>의 망간 고함유 효모 추출물에서 상기 식품용 효모는 빵 효모, 맥주 효모, 와인 효모, 청주 효모, 및 된장 및 간장 효모로부터 선택되는 적어도 1종의 효모이다.
<11> 상기 <9>의 망간 고함유 효모 추출물에서 상기 식품용 효모는 사카로미세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)이다.
<12> 상기 <7> 내지 <11> 중 어느 하나의 망간 고함유 효모 추출물은 식품에 첨가되어 사용된다.
<13> 상기 <12>의 망간 고함유 효모 추출물에 있어서 상기 식품은 유동식 또는 청량음료이다.
<14> 상기 <7> 내지 <13> 중 어느 하나의 망간 고함유 효모 추출물을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품이다.
<15> 상기 <7> 내지 <11> 중 어느 하나의 망간 고함유 효모 추출물을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품용 유산균 배양 배지용 조성물이다.
<16> 상기 <15>의 식품용 유산균 배양 배지용 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품용 유산균 배양 배지이다.
<17> 상기 <16>의 식품용 유산균 배양 배지를 이용하여 식품용 유산균을 배양하는 것을 특징으로 하는 식품용 유산균의 배양 방법이다.
본 발명에 따르면, 본 발명을 이용하여 상술한 종래의 문제를 해결할 수 있다. 본 발명의 망간 고함유 효모 추출물은 천연물 유래의 망간을 고농도로 함유하고, 물에 대한 용해성이 뛰어나 식품 등에 첨가했을 때 외관을 해치지 않으며, 첨가한 식품의 맛 등을 손상시키지 않는다. 본 발명은 식품용 유산균 배양 배지의 성분으로 사용될 수 있는 망간 고함유 효모 추출물 및 그 제조 방법, 상기 망간 고함유 효모 추출물을 포함하는 식품 및 식품용 유산균 배양 배지용 조성물, 상기 식품용 유산균 배양 배지용 조성물을 포함하는 식품용 유산균 배양 배지, 및 상기 식품용 유산균 배양 배지를 이용한 식품용 유산균의 배양 방법을 제공한다.
도 1은 시험예 1에 있어서 물, 염화나트륨 및 각 카르복실산염에 대한 망간 추출율을 나타낸 그래프이다.
도 2는 시험예 2에 있어서 각 카르복실산염에 대한 망간 추출율을 나타낸 그래프이다.
도 3은 시험예 3에 있어서 망간 추출율에 대한 현탁액 pH의 영향을 나타내는 그래프이다.
도 4는 시험예 4에 있어서 구연산 완충액의 농도와 망간 추출율과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5a는 시험예 5에 있어서 본 발명의 일 양태인 망간 고함유 효모 추출물의 분말 및 미네랄 효모 Mn2의 물에 대한 용해성을 나타내는 사진의 일례이다.
도 5b는 도 5A의 수용액을 3,000 rpm에서 5분간 원심분리한 후의 사진이다.
도 5c는 시험예 5에 있어서 본 발명의 일 양태인 망간 고함유 효모 추출물 분말 및 미네랄 효모 Mn2의 사과 과즙 용액에 대한 용해성을 나타내는 사진의 일례이다.
도 5d는 도 5C의 사과 과즙 용액을 3,000 rpm에서 5분간 원심분리한 후의 사진이다.
도 6a는 시험예 7의 각 배지에 대한 A) Lactobacillus casei subsp . casei(NRIC1042)의 증식 곡선이다.
도 6b는 도 6a의 증식 곡선에 대응하는 pH 추이 곡선이다.
도 6c는 시험예 7의 각 배지에 대한 B) Lactobacillus brevis (NRIC1684)의 증식 곡선이다.
도 6d는 도 6c의 증식 곡선에 대응하는 pH 추이 곡선이다.
도 6e는 시험예 7의 각 배지에 대한 C) Lactobacillus plantarum (NRIC1067)의 증식 곡선이다.
도 6f는 도 6e의 증식 곡선에 대응하는 pH 추이 곡선이다.
도 6g는 시험예 7의 각 배지에 대한 D) Leuconostoc mesenteroides subsp . mesenteroides(NRIC1541)의 증식 곡선이다.
도 6h는 도 6g의 증식 곡선에 대응하는 pH 추이 곡선이다.
도 6i는 시험예 7의 각 배지에 대한 E) Pediococcus pentosaceus (NRIC0099)의 증식 곡선이다.
도 6j는 도 6i의 증식 곡선에 대응하는 pH 추이 곡선이다.
(망간 고함유 효모 추출물의 제조 방법)
본 발명의 망간 고함유 효모 추출물의 제조 방법은 추출 공정을 포함하고, 필요에 따라 열수 처리 공정, 건조 공정 등의 기타 공정을 포함한다.
<추출 공정>
상기 추출 공정은 망간을 함유하는 효모를 카르복실산 및 카르복실산염 중 적어도 어느 하나를 포함하는 용액에 현탁시켜 얻은 현탁액의 고체 성분과 액체 성분을 분리하는 공정이다. 상기 추출 공정을 통해 망간을 고함유하는 액체 성분(추출물)을 얻을 수 있다.
<< 효모 >>
상기 효모는 균체내에 망간을 포함하는 한 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 효모에 있어서 망간 함량은 망간 고함유 효모 추출물을 망간 강화 식품 소재 등으로 사용하는 경우에는 많을수록 바람직하지만, 효모의 망간 획득의 한계 및 망간 고함유 효모 추출물을 효율적으로 제조하는 관점에서는 건조 균체 질량당 0.01 질량% 내지 5 질량%가 바람직하며, 1 질량% 내지 5 질량 %가 보다 바람직하다.
여기서, 상기 효모에 있어서 망간 함량은 효모 균체내의 망간 함유량을 말하며, 예를 들면, 물 등으로 세척한 균체라도 세척 후 망간 함유량이 높게 유지되는 것이 바람직하다. 이러한 효모는 세척 후에도 망간이 제거되지 않고 균체 내부에 유지된 상태이기 때문에, 균체 유래 망간으로서 안전성이 높고, 효모 특유의 냄새와 맛을 줄이기 위해 열수 처리(세척)를 실시한 경우에도 첨가한 식품의 맛 등을 손상시키지 않고, 상기 망간을 고농도로 함유하고 있기 때문에 식품 소재 등으로 적합하다.
또한, 상기 효모의 망간 함량은 공지의 방법으로 측정할 수 있고, 예를 들어, 원자흡광법, ICP 발광 분광 분석법을 이용하여 측정할 수 있다.
상기 망간을 함유하는 효모는 배양액에 망간을 첨가하여 효모를 배양함으로써 효모 균체내에 망간이 포함되도록 제조할 수 있고(예를 들면, 일본공개특허공보 특개2003-153685호 공보 참조), 시판제품을 사용할 수도 있다. 상기 시판제품으로는 예를 들면, 미네랄 효모 Mn, 미네랄 효모 Mn2, 미네랄 효모 Mn-F(이상 오리엔탈효모 공업주식회사 제품) 등을 들 수 있다. 상기 배양액에 첨가하는 망간의 양은 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 망간 이용률(망간의 균체내 도입률)과 당(sugar)에 기초한 수율(증식률)이 양호한 수준에서 유지되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 첨가하는 망간의 종류, 배지의 종류, 배양 조건 등은 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
상기 망간을 함유하는 효모는 파쇄될 수 있다. 상기 파쇄 정도는 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 예를 들어, 현미경 관찰하에서 파쇄되지 않은 균체가 관찰되지 않을 때까지 파쇄할 수 있다. 상기 효모가 파쇄물인 경우에도 망간 함유량이 많을수록 바람직하고, 파쇄물을 물 등으로 세척한 침전 분획의 건조 균체질량 당 망간 함유량이 파쇄하기 전 균체의 건조 균체질량 당 망간 함유율의 70 질량% 이상이 바람직하고, 80 질량% 이상이 보다 바람직하며, 90 질량% 이상이 특히 바람직하다.
또한, 상기 분쇄 방법은 특별히 제한되지 않고 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 예를 들어, 물리적 파쇄 처리, 화학적 분쇄 처리를 이용할 수 있고, 구체적으로는 0.5 mm 지름의 구슬을 실린더에 50 용량% 충전한 DINOMILL을 이용하는 방법 등이 적합하다.
또한, 상기 망간을 함유하는 효모의 형태는 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 습균(wet mass) 또는 분말 형태일 수 있다.
상기 효모는 망간 이외에 미네랄 성분을 추가적으로 함유할 수 있고, 상기 미네랄 성분은 특별히 제한되지 않고 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 예를 들면, 철, 구리, 마그네슘, 아연 등을 들 수 있다. 이러한 미네랄 성분은 효모 중에 1 종 단독으로 포함될 수도 있고, 2 종 이상 포함될 수도 있으며, 또한 포함되어 있는 농도는 목적에 따라 다르기 때문에 일률적으로 규정할 수는 없지만, 일반적으로 고농도인 것이 바람직하다.
상기 효모는 그 추출물을 식품 소재, 식품용 유산균 배양 배지용 조성물 등으로 사용하는 경우에는 식품 효모인 것이 특히 바람직하다.
상기 식품용 효모는 특별히 제한되지 않고, 공지된 것으로부터 선택할 수 있으며, 예를 들면, 빵 효모, 맥주 효모, 와인 효모, 청주 효모, 및 된장 및 간장 효모 등을 들 수 있다. 이 중에서도 빵 효모가 특히 바람직하다.
상기 식품 효모 균주로는 예를 들어, 사카로미세스(Saccharomyces) 속, 토룰롭시스(Torulopsis) 속, 미코토룰라(Mycotorula) 속, 토루라스포라(Torulaspora) 속, 칸디다(Candida) 속, 로도토루라(Rhodotorula) 속, 피키아(Pichia) 속 등을 들 수 있다.
상기 식품 효모 균주의 구체적 예로는 Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces carlsbergensis, Saccharomyces uvarum, Saccharomyces rouxii, Torulopsis utilis, Torulopsis candida, Mycotorula japonica, Mycotorula lipolytica, Torulaspora delbrueckii, Torulaspora fermentati, Candida sake, Candida tropicalis, Candida utilis, Hansenula anomala, Hansenula suaveolens, Saccharomycopsis fibligera, Saccharomyces lipolytica, Rhodotorula rubra, Pichia farinosa 등을 들 수 있다.
이 중에서도 Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces carlsbergensis가 바람직하고, Saccharomyces cerevisiae가 특히 바람직하다.
<< 카르복실산 및 카르복실산염 >>
상기 카르복실산으로는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 망간의 추출율(망간 용출률)의 측면에서 1가 내지 3가 카르복실산이 바람직하다.
상기 1가의 카르복실산으로는, 예를 들면, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프로산, 에난트산, 카프릴산, 피루브산, 글루콘산 등을 들 수 있다.
상기 2가의 카르복실산으로는, 예를 들면, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 푸마르산, 말레산, 주석산, 옥살 아세트산, α- 케토글루타르산 등을 들 수 있다.
상기 3가의 카르복실산으로는, 예를 들면, 구연산, 이소시트르산, 아코니트산, 옥살로숙신산 등을 들 수 있다.
이 중에서도 식품 첨가 및 망간 추출율의 관점에서 숙신산, 구연산, 아세트산, 글루콘산, 주석산이 바람직하다.
상기 카르복실산은 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
상기 카르복실산염은 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으나, 망간의 추출율(망간 용출률)의 측면에서 1가 내지 3가 카르복실산염이 바람직하다.
예를 들면, 상기 카르복실산의 구체적인 예로 염(salts) 등을 들 수 있다.
이 중에서도 식품 첨가 및 망간 추출율의 측면에서 숙신산염, 구연산염, 아세트산염, 글루콘산염, 타르타르산 염이 바람직하다.
상기 카르복실산염은 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
상기 염의 종류로는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 예를 들어, 나트륨, 칼륨 등의 알칼리 금속염, 마그네슘, 칼슘 등의 알칼리토금속염 등을 들 수 있다. 이들은 1 종 단독으로 사용할 수도 있고, 2 종 이상을 병용할 수도 있다.
상기 카르복실산 및 카르복실산염은 어느 쪽을 사용해도 좋고, 둘 다를 사용하여도 좋다.
상기 카르복실산 또는 상기 카르복실산염의 양은 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 망간 추출율의 측면에서 카르복실산 및 카르복실산염의 총량은 바람직하게는 효모 중 망간 1 mol에 대하여 0.5 mol 이상이고, 보다 바람직하게는 1.0 mol 이상이고, 가장 바람직하게는 2.0 mol 이상이다.
상기 카르복실산 및 상기 카르복실산염 중 적어도 어느 하나를 포함하는 용액(이하 “카르복실산 완충액”이라 한다)에 사용되는 용매로는 특별히 제한은 없고 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 보통 물이며, 물과 알코올 등의 유기 용매의 혼합 용액일 수도 있다.
상기 카르복실산 완충액의 농도로는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 망간 추출율의 측면에서 상기 카르복실산 완충액의 농도는 바람직하게는 25 mmol/L 이상, 보다 더 바람직하게는 50 mmol/L 이상, 가장 바람직하게는 100 mmol/L 이상이다.
상기 카르복실산 완충액의 pH로는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 또한, 상기 pH는 상기 카르복실산 및 상기 카르복실산염의 양 비율을 변경하여 조정할 수 있다.
상기 추출 공정에 있어서 현탁액의 pH로는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 망간 추출 효율의 측면에서 현탁액의 pH는 바람직하게는 8.0 이하이고, 보다 바람직하게는 7.0 이하이고, 가장 바람직하게는 6.5 이하이다.
상기 추출 공정에서 추출 시간은 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
상기 추출 공정에서 현탁액의 온도는 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
상기 추출 공정에서 망간의 추출율(이하 “용출률”이라 한다)은 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으나, 높을수록 바람직하며, 바람직하게는 20% 이상이고, 보다 바람직하게는 30% 이상이며, 가장 바람직하게는 60% 이상이다.
상기 망간 추출율은 아래의 식에 의해 구할 수 있다.
망간 추출율(%) = {추출물의 망간 전량(total amount)(질량) / 추출에 이용한 효모에 포함된 망간 전량(total amount)(질량)} × 100
<< 현탁 >>
상기 효모를 상기 카르복실산 및 카르복실산염 중 적어도 어느 하나를 포함하는 용액에 현탁시키는 방법에는 특별히 제한은 없고, 공지의 교반 방법이나 진탕 방법을 사용할 수 있다.
또한, 상기 추출 공정에 있어서, 상기 현탁액을 추가적으로 진탕할 수 있다. 상기 진탕 조건으로는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
<< 고체 성분과 액체 성분의 분리 >>
상기 현탁액의 고체 성분과 액체 성분을 분리하는 방법은 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 예를 들어, 여과에 의한 분리, 원심 의한 분리 등을 들 수 있다.
상기 여과 방법은 특별히 제한은 없고, 공지의 여과 장치를 적절히 선택하여 수행할 수 있으며, 예를 들어, 필터 프레스, 라인 필터 등을 사용할 수 있다. 또한 이들을 병용할 수도 있다.
상기 원심 분리 방법으로는 특별히 제한은 없고, 공지의 원심 장치를 적절히 선택하여 수행할 수 있다. 또한, 상기 원심 조건에 있어서도 특별히 제한은 없고, 상기 현탁액의 양에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대, 상기 현탁액의 양이 5 mL의 경우, 3,000 rpm에서 5분간 원심분리한다.
상기 카르복실산 완충액에 의한 추출의 흔적으로 상기 망간 함유 효모 추출물 중에 카르복실산이 남아 있기 때문에, 상기 카르복실산 완충액에 의한 추출이 행해졌는지 여부는 상기 망간 함유 효모 추출물에 포함된 카르복실산을 분석함으로써 판별할 수 있다. 상기 분석 방법으로는 특별히 제한은 없고, 예를 들어 HPLC(고성능 액체 크로마토 그래피)를 통해 카르복실산의 양을 측정함으로써 수행할 수 있다.
<기타 공정>
상기 기타 공정은 본 발명의 효과를 해치지 않는 한 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 예를 들면, 열수 처리 공정, 건조 공정, 농축 공정, 희석 공정 등을 들 수 있다. 이 중에서도 열수 처리 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
<< 열수 처리 공정 >>
상기 열수 처리 공정은 상기 추출 공정 전에, 망간을 함유하는 상기 효모를 60-120℃의 열수에 현탁시켜 얻은 현탁액의 고체 성분과 액체 성분을 분리하는 공정이다. 상기 추출 공정 전에 상기 열수 처리 공정을 실시하여 효모 특유의 냄새와 맛(효모 냄새, 효모 맛)을 저감할 수 있고, 이를 통해 수득한 망간 고함유 효모 추출물을 식품 등에 첨가했을 때 식품 등의 맛을 해치지 않는다.
상기 열수의 온도로는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으나, 효모 냄새 및 효모 맛의 저감 효과가 높다는 점에서 80-120℃가 바람직하고, 95-120℃가 보다 바람직하다.
또한, 효모를 현탁시키는 방법 및 수득한 현탁액의 고체 성분과 액체 성분을 분리하는 방법은 특별히 제한은 없고, 상술한 추출 공정과 동일한 방법을 이용할 수 있다.
상기 열수 처리 공정에서는 효모 특유의 냄새와 맛을 줄이기 위해 효모 냄새와 효모 맛의 추출(제거)을 촉진하는 추출 촉진제를 열수에 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 추출 촉진제는 다음 추출 공정에서 망간의 용출 속도에 악영향을 주지 않는 한 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 예를 들어, 카르복실산염 이외의 염을 들 수 있다. 이 중에서도 효모 냄새의 추출 효과가 높고, 열수 공정에서 망간이 추출되기 어렵다는 점에서 인산염이 바람직하다.
상기 추출 촉진제의 첨가량은 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 바람직하게는 건조 효모 균체질량당 5-50 질량%이고, 보다 바람직하게는 20-50 질량%이다.
<< 건조 공정, 농축 공정, 희석 공정 >>
상기 건조 공정은 상기 망간 고함유 효모 추출물을 건조시키는 공정이다.
상기 건조 방법은 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 예를 들어, 스프레이 드라이어 L-8(오카와라 화공 기계 주식회사)을 사용하여 수행할 수 있다. 이를 통해, 망간을 고농도로 함유한 효모 추출 고형물(분체)을 얻을 수 있고, 후술하는 다양한 용도에 사용할 수 있다. 또한, 상기 고형물을 사용하는 경우에는 덱스트린 등의 부형제를 적절히 함유시킬 수 있다.
상기 농축 공정은 상기 망간 고함유 효모 추출물을 농축하는 공정이며, 상기 희석 공정은 상기 망간 고함유 효모 추출물을 희석하는 공정이다.
상기 농축 및 희석 방법은 특별히 제한은 없고, 종래 공지된 방법을 이용할 수 있다.
(망간 고함유 효모 추출물)
본 발명의 망간 고함유 효모 추출물은 효모 균체 유래의 망간을 0.2 질량% 이상 함유하는 망간 고함유 효모 추출물이고, 망간 고함유 효모 추출물 1 g을 물 100 mL에 용해 내지 분산시켰을 때의 탁도가 파장 660 nm에서의 흡광도(O.D.660)로 0.1 이하이다.
상기 망간 고함유 효모 추출물의 제조 방법은 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 상기 본 발명의 망간 고함유 효모 추출물 제조 방법으로 적합하게 제조할 수 있다. 즉, 망간을 함유하는 효모를 카르복실산 및 카르복실산염 중 적어도 어느 하나를 포함하는 용액으로 추출하여 제조하는 것이 바람직하다.
<망간 함유량>
상기 망간 고함유 효모 추출물의 망간 함유량은 망간 고함유 효모 추출물을 망간 강화 식품 소재 등으로 이용하는 측면에서 높을수록 바람직하지만, 본 발명에서 “망간 고함유”는 효모 균체 유래의 망간을 0.2 질량% 이상 함유하는 것을 말하며, 바람직하게는 0.5 질량% 이상이고, 보다 바람직하게는 1.0 질량% 이상이다.
이와 같이 망간을 고농도로 함유하도록 하여 유동식, 음료 등의 경구 또는 경관 영양 조성물, 식품 소재, 유산균 배양 배지용 조성물 등으로 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 망간 함유량은 공지의 방법으로 측정할 수 있으며, 예를 들어, 원자 흡광법, ICP 발광 분광 분석법 등을 통해 측정할 수 있다.
<탁도>
본 발명의 망간 고함유 효모 추출물은 물에 대한 용해도가 높기 때문에 수용액인 경우 투명도가 높다. 상기 망간 고함유 효모 추출물 1 g을 물 100 mL에 용해 내지 분산시켰을 때 탁도는 파장 660 nm에 있어서 흡광도(O.D.660) 0.1 이하이며, 바람직하게는 0.05 이하이고, 보다 바람직하게는 0.01 이하이다. 상기 탁도가 0.1을 초과하면 식품 등에 첨가했을 때 안개가 생겨 변색되며, 식품 등의 외관을 훼손할 수 있다. 또한, 물에 대한 용해성이 충분하지 않아 침전될 수 있기 때문에 특히 청량 음료 등 투명성이 요구되는 식품 용도로 사용하는데 문제가 발생할 수 있다.
상기 망간 고함유 효모 추출물의 형태로는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 상기 추출 공정에 의해 얻어진 액체(여액, 상층액 등의 추출액)일 수 있고, 분말(파우더), 입자상, 시트상 등의 고형물일 수 있으며, 젤, 슬러리 등의 반고형물일 수도 있다. 그러나 상기 탁도를 측정할 때 “망간 고함유 효모 추출물 1 g”은 건조된 고형물이며, 상기 고형물의 수분 함량이 7 질량% 이하인 것을 가리킨다. 상기 건조 방법은 특별히 제한은 없고, 상술한 방법을 이용할 수 있으며, 조건 등에 대하여 특별한 제한은 없다.
또한, 상기 탁도는 분광 광도계를 사용하여 파장 660 nm에서의 흡광도 (O.D.660)로서 측정할 수 있으며, 상기 분광 광도계는 예를 들어, U-2000 형(주식회사 히타치 제작소) 일 수 있다.
<용도>
본 발명의 망간 고함유 효모 추출물의 용도로는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으나, 바람직하게는 식품에 첨가되어 사용되는 식품 소재, 사료, 미끼, 후술하는 식품용 유산균 배양 배지용 조성물 용도이고, 보다 바람직하게는 식품 소재, 상기 식품용 유산균 배양 배지용 조성물 용도이다. 본 발명의 망간 고함유 효모 추출물의 용해성이 우수하다는 점에서 상기 식품 소재 중에서도 상기 식품으로는 유동식, 청량 음료의 용도가 바람직하다. 본 발명의 망간 고함유 효모 추출물을 이용하여 망간 고함유 식품, 망간 고함유 사료, 망간 고함유 미끼, 망간 고함유 식품용 유산균 배양 배지용 조성물 등을 얻을 수 있다.
상기 망간 고함유 효모 추출물의 사용 형태로는 특별히 제한은 없고, 용도에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 건조된 분말 상태(예를 들면, 추출물을 분무 건조 등을 통해 건조한 것 등)로 사용할 수 있고, 용매에 용해된 용액 상태로 사용할 수도 있고, 반고체 상태(예를 들어, 겔, 크림 등)로 사용할 수도 있다. 또한, 상기 사용 형태에 대한 망간 고함유 효모 추출물의 제조 방법은 특별히 제한은 없고, 공지의 장치 등을 이용하는 공지의 방법에 따라 실시할 수 있다.
(식품)
본 발명의 식품은 본 발명의 망간 고함유 효모 추출물을 포함하고, 필요에 따라 추가적으로 다른 성분을 포함한다.
여기에서 상기 식품은 사람의 건강에 해를 끼칠 우려가 적고, 통상의 사회 생활에서 경구 또는 위장관 투여에 의해 섭취되는 것을 말하며 행정 구분상 식품, 의약품, 의약외품 등의 구분에 의해 제한되는 것이 아니고, 예를 들어 경구적으로 섭취되는 일반 식품, 건강 식품, 건강 기능 식품, 의약외품, 의약품 등을 폭넓게 포함하는 것을 의미한다.
상기 식품의 종류로는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 예를 들면, 유동식, 빵, 비스킷, 크래커 등의 제과, 수산 가공품, 육류 가공품, 면류, 된장 등의 조미료, 야채 가공 제품, 주스 등의 음료, 아이스크림 등의 빙과류, 건강 식품 등이 바람직하고, 유동식, 음료가 특히 바람직하다.
상기 식품 중 상기 망간 고함유 효모 추출물의 첨가량은 특별히 제한되지 않고, 용도, 목적 등에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
상기 기타 성분으로는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 예를 들면, 식품을 제조함에 있어 통상적으로 사용되는 보조적인 원료 또는 첨가물 등을 들 수 있다.
상기 보조 원료 또는 첨가물은 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 예를 들어, 포도당, 과당, 설탕, 맥아당, 소르비톨, 스테비오시드, 루브소사이드, 옥수수 시럽, 유당, 구연산, 주석산, 사과산, 호박산, 숙신산, L-아스코르빈산, dl-α-토코페롤, 에리스로빈산 나트륨, 글리세린, 프로필렌 글리콜, 글리세린 지방산 에스테르, 폴리글리세린 지방산 에스테르, 자당 지방산 에스테르, 소르비탄 지방산 에스테르, 검 아라빅, 카라기난, 카제인, 젤라틴, 펙틴, 한천, 비타민 B류, 니코틴산 아미드, 판토텐산 칼슘, 아미노산류, 칼슘 염류, 색소, 향료, 보존제 등을 들 수 있다.
상기 기타 성분의 함유량에 대하여 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
(식품용 유산균 배양 배지용 조성물)
본 발명의 식품용 유산균 배양 배지용 조성물은 본 발명의 망간 고함유 효모 추출물을 포함하고, 필요에 따라 다른 성분을 추가적으로 포함한다.
상기 식품용 유산균 배양 배지용 조성물은 상기 망간 고함유 효모 추출물만으로 이루어진 것일 수도 있고, 다른 성분을 포함한 것일 수도 있다.
상기 기타 성분에 대하여 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 예를 들면, 후술하는 식품용 유산균 배양 배지에 포함된 성분들일 수 있다.
(식품용 유산균 배양 배지)
본 발명의 식품용 유산균 배양 배지는 본 발명의 식품용 유산균 배양 배지용 조성물을 포함하고, 필요에 따라 다른 성분을 추가적으로 포함한다.
상기 식품용 유산균 배양 배지에 대하여 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 예를 들어, GYP 배지, 상기 GYP 배지에 포함된 MnSO4 4H2O를 제외한 배지 등을 들 수 있다.
상기 GYP 배지는 유산균 배양의 기본 배지로 주로 사용되고 있으며, 그 구성은 다음과 같다.
-GYP 배지(pH 6.8)의 조성(100 mL 당) -
　·글루코오스 … 1.0 g
　·효모 추출물 … 1.0 g
　·펩톤 … 0.5 g
　·소듐 아세테이트·3H2O … 0.2 g
　·염 용액(※１) … 0.5 mL
　·Tween 80 용액(2.5 mg/mL 수용액) … 1.0 mL
　※１：염 용액의 조성(1 mL 당)
　　　　·MgSO4·7H2O …40 mg
　　　　·MnSO4·4H2O … 2 mg
　　　　·FeSO4·7H2O … 2 mg
　　　　·NaCl … 2 mg
상기 식품용 유산균 배양 배지에서 상기 망간 고함유 효모 추출물을 상기 GYP 배지에 포함된 MnSO4·4H2O 대신 사용할 수 있다. 또한, 상기 식품용 유산균 배양 배지는 상기 망간 고함유 효모 추출물을 포함하기 때문에 배지에 효모 균체의 침전이 생기지 않고 유산균을 회수했을 때 효모와 혼합하지 않는 점에서도 바람직하게 사용할 수 있다. 이러한 식품용 유산균 배양 배지는 천연물 유래의 망간을 사용하고 있기 때문에, 식품용 유산균의 배양에도 안전하게 사용할 수 있다.
(식품용 유산균의 배양 방법)
본 발명의 식품용 유산균의 배양 방법은 본 발명의 식품용 유산균 배양 배지를 이용하여 식품용 유산균을 배양하는 것을 포함한다.
<식품용 유산균>
상기 식품용 유산균은 식품 용도로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 각종 유산균을 사용할 수 있다. 그 구체적인 예로는 Lactobacillus 속, Leuconostoc 속, Pediococcus 속, 등이 있으며, 이들 속에 포함된 임의의 종(species) 및 계통(strain)일 수 있다. 이 중에서도 Lactobacillus casei subsp . casei, Lactobacillus brevis, Lactobacillus plantarum, Leuconostoc mesenteroides subsp . mesenteroides, Pediococcus pentosaceus가 바람직하다.
<식품용 유산균의 배양>
상기 식품용 유산균을 본 발명의 식품용 유산균 배양 배지를 이용하여 배양하는 경우, 배양 전에 상기 식품용 유산균 배양 배지를 제조하여 고압 살균 처리하는 것이 바람직하다.
상기 식품용 유산균 배양 배지는 통상적인 방법에 따라 제조할 수 있으며, 예를 들어, 상기 GYP 배지에 포함된 MnSO4·4H2O를 제외한 배지를 이용하는 경우, 상기 GYP 배지의 조성에서 MnSO4·4H2O를 제외한 조성의 용액을 제조하고, 상기 식품용 유산균 배양 배지용 조성물을 첨가한다.
이때, 상기 식품용 유산균 배양 배지 조성물의 상기 식품용 유산균 배양 배지의 함유량은 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 망간(Mn)의 함유량(Mn 환산 함유량)은 일반적인 상기 GYP 배지와 대략 동일하게 함유되는 것이 바람직하고, 상기 GYP 배지보다 고농도가 되는 양이어도 무방하다.
상기 고압 살균은 통상적인 방법에 따라 실시할 수 있고, 그 방법은 특별히 제한되지 않으며, 목적에 따라 적절한 조건을 선택할 수 있다.
상기 식품용 유산균의 상기 식품용 유산균 배양 배지에 접종되는 양은 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 일반적으로 습균체(wet mass)로서 0.01%-30 %(질량/부피) 정도가 균체의 특성, 배양 조작성, 생산 효율의 여러 측면에서 바람직하다.
상기 식품용 유산균을 소량 배양할 경우, 사카구치 플라스크 등을 이용하여 진탕 배양하여 수행할 수 있으며, 이때 진탕 조건은 특별히 제한되지 않지만 진폭 12 cm 정도에서 100-200 rpm 정도가 바람직하다. 대량 배양할 경우, 자발효기(jar fermenter)를 이용하여 적절히 수행할 수 있다. 이때 자발효기에서의 배양 조건은 특별히 제한되지 않고 적절하게 선택할 수 있다.
상기 배양 조건으로는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 온도는 예를 들어 28-33℃ 정도이고, 시간은 예를 들어, 1-40시간 정도이며, 공기양은 예를 들어, 0-5 vvm 정도이고, 교반 속도는 예를 들어, 100-700 rpm 정도가 바람직하다. 상기 배양액의 pH는 조정하지 않을 수도 있고, pH 4.0-8.0 범위에서 조정할 수도 있으나, 배양 초기 배양액의 pH는 7.0 이상으로 조정하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 7.0-8.0으로 조정한다.
상기 배양은 정치 배양으로 실시할 수 있다.
또한, 상기 배양하기 전에 전배양을 실시할 수 있다.
이상의 본 발명의 상기 식품용 유산균 배양 배지를 이용하여 본 발명의 상기 식품용 유산균의 배양 방법으로 배양하여 수득한 상기 식품용 유산균은 배양 후 그대로 사용해도 좋지만, 분리 세척 등을 실시하여 각종 식품에 적합하게 사용할 수 있다.
상기 식품으로는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 예를 들어, 요구르트 등의 유제품, 빵류, 과자류, 면류, 반찬류, 음료 등을 들 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 시험예를 설명하지만, 본 발명이 이러한 시험예에 한정되는 것은 아니다.
(시험예 1 : 카르복실산염에 의한 망간 추출-1)
건조 질량 5 g의 망간 고함유 효모 분말(미네랄 효모 Mn2, 망간 함유량: 18,980 질량 ppm, 오리엔탈 효모공업 주식회사)을 표 1의 각 카르복실산 나트륨 수용액(200 mmol/L) 50 mL에 첨가하여 교반하면서 100 mL이 되도록 물을 첨가하였다. 또한, 상기 각 카르복실산 나트륨의 양은 추출된 효모 중 망간 1 mol에 대하여 4.1 mol이었다. 대조군으로는 물 또는 200 mmol/L의 염화나트륨(소금) 수용액을 이용하여 다음 시험을 실시하였다. 여기에서 수득한 각 현탁액의 pH는 pH 미터 MP230(METTLER TOREDO사)로 측정하였다.
교반기를 이용하여 교반하면서 상기 현탁액 5 mL를 시험관에 넣고, 끓는 물에서 10분간 가열하였다. 이 현탁액을 3,000 rpm에서 5분간 원심 분리하고 상층액으로부터 효모 추출물을 수득하고 그 질량을 측정하였다.
상기 망간의 추출율은 효모 추출물의 망간 함유량을 ICP 발광 분광 분석 장치(Optima2100DV, 퍼킨 엘머사)를 이용하여 ICP 발광 분광 분석법으로 측정하고, 추출액에 추출된 망간 비율을 계산하여 분석하였다. 결과는 표 1 및 도 1과 같다.
또한, 상기 추출물이 건조 분말일 경우, 상기 건조 분말의 망간 함유량(질량%)은 다음과 같이 측정하였다. 즉, 망간을 추출한 추출액에 덱스트린을 첨가하여 고형물 함량을 10 질량%로 조정한 후 스프레이 드라이어 L-8(오카와라 화공 기계 주식회사)을 이용하여 건조시키고 ICP 발광 분광 분석 장치(Optima2100DV, 퍼킨 엘머사)를 이용하여 ICP 발광 분광 분석법으로 망간을 정량하였다. 결과는 표 1과 같다.
추출용매의 종류 현탁액의 pH 망간 추출율(%) 건조분말의 망간 함유율(질량%)
시험예 1-1 물 6.7 7 0.1
시험예 1-2 염화나트륨(소금) 수용액 6.7 9 0.1
시험예 1-3 숙신산 모노소듐 수용액 5.1 65 0.7
시험예 1-4 구연산 트리소듐 수용액 7.9 62 0.7
표 1 및 도 1의 결과에서 볼 때, 카르복실산염을 이용하는 경우 망간 추출율을 높이며, 망간을 고함유한 추출물을 얻을 수 있다.
(시험예 2 : 카르복실산염에 의한 망간 추출-2)
건조 질량 5 g의 망간 고함유 효모 분말(미네랄 효모 Mn2, 망간 함유량: 18,980 질량 ppm, 오리엔탈 효모공업 주식회사)을 표 2에 표시된 각 카르복실산 나트륨 수용액(200 mmol/L) 10 mL에 첨가하여 교반하면서 pH를 조정한 후, 20 mL이 되도록 물을 첨가하였다. 또한, 상기 각 카르복실산 나트륨의 양은 추출된 효모 중 망간 1 mol에 대하여 표 2와 같았다. 상기 pH 조정은 pH 미터 MP230(METTLER TOREDO사)을 이용하여 실시하였다.
교반기를 이용하여 교반하면서 상기 현탁액 5 mL를 시험관에 넣고, 끓는 물에서 10분간 가열하였다. 이 현탁액을 3,000 rpm에서 5분간 원심 분리하고 상층액으로부터 효모 추출물을 수득하고 그 질량을 측정하였다.
상기 망간 추출율은 효모 추출물의 망간 함유량을 ICP 발광 분광 분석 장치(Optima2100DV, 퍼킨 엘머사)를 이용하여 ICP 발광 분광 분석법으로 측정하고, 추출액에 추출된 망간 비율을 계산하여 분석하였다. 결과는 표 2 및 도 2와 같다.
또한, 시험예 1과 동일하게 추출물의 건조 분말을 얻고 추출물의 망간 함량을 측정하였다. 결과는 표 2에 표시한다.
추출용매의 종류 몰비
(카르복실산염/망간)		 현탁액 pH 망간 추출율(%) 건조분말의 망간 함유량(질랑%)
시험예 2-1 초산나트륨(무수) 수용액 4.1 2.0 90 1.0
시험예 2-2 글루콘산 나트륨 수용액 4.1 2.0 91 1.0
시험예 2-3 L-주석산 나트륨 수용액 4.1 2.0 90 1.0
표 2 및 도 2의 결과에서 볼 때, 카르복실산염으로 초산 나트륨, 글루콘산 나트륨, 주석산 나트륨을 사용하는 경우에도 망간 추출율 및 추출물의 망간 함유량이 증가되는 것으로 나타났다.
(시험예 3 : 망간 추출율에 대한 pH의 영향)
40 질량%의 크림이 되도록 미네랄 효모 Mn2(오리엔탈 효모공업 주식회사)의 분말을 300 mL의 물에 현탁하였다. 수득한 크림을 끓는 물에서 10분간 가열한 후 세척하고 침전물을 300 mL 물에 희석하였다. 수득한 크림 10 mL에 구연산 및 구연산 트리소듐을 적어도 하나 포함하는 하기 표 3에 기재된 각 수용액(구연산 완충액) 10 mL를 첨가하여 현탁시켰다. 또한, 상기 구연산 완충액의 농도는 200 mmol/L이고, 상기 구연산 완충액의 pH는 구연산과 구연산 트리소듐의 양을 적절히 변경하여 조정하였다.
각 구연산 완충액에 현탁시키고 2시간 후, 원심 분리하여 얻은 상층액(효모 추출물)에 대하여 시험예 1과 동일한 방법으로 망간 추출율을 측정하였다. 또한, 시험예 1과 동일한 방법으로 추출물의 건조 분말을 얻고 추출물의 망간 함유량을 측정하였다. 결과는 하기 표 3 및 도 3과 같다.
구연산 및 구연산 트리소듐을 적어도 하나 포함하는 수용액(구연산 완충액)의 pH 현탁액 pH 망간
추출율(%)		 건조분말의 망간 함유율(질량%)
시험예 3-1 1.9(구연산만) 2.9 96 1.3
시험예 3-2 3.0 3.5 91 1.2
시험예 3-3 3.5 4.0 91 1.2
시험예 3-4 4.0 4.4 86 1.2
시험예 3-5 4.5 4.9 88 1.2
시험예 3-6 5.0 5.5 87 1.2
시험예 3-7 5.5 6.2 92 1.3
시험예 3-8 6.0 6.9 74 1.0
시험예 3-9 6.5 7.5 53 0.7
시험예 3-10 7.0 7.9 47 0.6
시험예 3-11 7.5 8.0 43 0.6
시험예 3-12 8.2(구연산 트리소듐만) 8.0 41 0.6
표 3 및 도 3에서 보는 바와 같이, 추출에 사용되는 용매(카르복실산 완충액)의 pH가 낮을수록 망간 추출율은 높아지는 경향을 보였다. 그러나 넓은 현탁액 pH 범위에서 40% 이상의 망간 추출율을 보여 망간을 고함유하는 효모 추출물을 얻을 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 추출에 사용되는 용매로서 카르복실산 단독, 카르복실산 및 카르복실산염, 및 카르복실산염을 단독으로 사용하는 어떠한 경우에도 높은 망간 추출율을 나타냈으며 결과적으로 망간 고함유 효모 추출물을 얻을 수 있었다.
(시험예 4: 망간 추출율에 있어서 효모에 포함된 망간 양과 카르복실산 및 카르복실산염 총량과의 관계)
원료로 미네랄 효모 Mn2(오리엔탈 효모공업 주식회사)를 이용하여 카르복실산 및 카르복실산염의 총량과 망간 추출율과의 관계에 대하여 시험하였다. 추출 용매에 포함된 카르복실산으로서 하기 표 4에 기재된 농도의 구연산 완충액을 준비하였다. 구연산 완충액의 pH는 구연산과 구연산 트리소듐의 양을 적절히 변경하여 5.0로 조정하였다.
아래 표 4에 기재된 농도의 각 구연산 완충액을 이용한 것 이외에는 시험예 3과 동일한 방법으로 효모 추출물을 수득하여 망간 추출율을 측정하고, 시험예 1과 동일한 방법으로 추출물 건조 분말을 수득하여 건조 분말 질량당 망간 함유량을 측정하였다. 결과는 하기 표 4 및 도 4와 같다. 또한, 도 4에서 “◆”는 망간 추출율을 나타내고 “■”는 현탁액의 pH를 나타낸다.
구연산 완충액의 농도
(pH 5.0)
(mmol/L)		 몰비(구연산 및 구연산염의 총량/망간) 현탁액 pH 망간
추출율
(%)		 건조분말의 망간 함유율(질량%)
시험예 4-1 0 0 7.2 1 0.0
시험예 4-2 25 0.5 6.5 33 0.5
시험예 4-3 50 1.0 6.1 65 1.1
시험예 4-4 75 1.5 5.9 77 1.2
시험예 4-5 100 2.0 5.7 81 1.3
시험예 4-6 125 2.6 5.5 79 1.3
시험예 4-7 150 3.1 5.5 81 1.3
시험예 4-8 175 3.6 5.4 84 1.4
시험예 4-9 200 4.1 5.3 90 1.5
표 4 및 도 4에서 보는 바와 같이, 망간 추출율은 망간과 카르복실산 및 그 염과의 몰비에 의존하고 있으며, 카르복실산 및 카르복실산염의 총량이 추출되는 효모의 망간 1 mol에 대하여 1.0 mol 이상인 경우 망간 추출율이 65% 이상으로 매우 높은 것으로 나타났다.
(시험예 5: 용해성의 평가)
시험예 4 내지 9에서 수득한 망간 고함유 효모 추출물 분말 1 g을 물 또는 사과 과즙(10 부피% 사과 과즙이 들어간 음료, 아사히 음료 주식회사) 100 mL에 희석하여 망간 고함유 효모 추출물 1%(질량 / 부피) 용액을 제조 하였다.
그리고 상기 각 용액의 탁도는 분광 광도계(U-2000형, 주식회사 히타치 제작소)를 사용하여 파장 660 nm에서의 흡광도(O.D.660)를 측정하여 구하였다.
또한, 상기 각 용액을 3,000 rpm에서 5분간 원심분리한 후 침전의 유무를 관찰하였다.
또한, 대조군으로서 미네랄 효모 Mn2(오리엔탈 효모공업 주식회사; 추출을 실시하지 않음)에 대해 망간 함량이 동일하도록 첨가하여 용액의 탁도를 측정하고, 원심분리 후 침전 유무에 대하여 평가하였다. 결과는 표 5, 도 5a(원심분리 전 수용액), 도 5b(원심분리 후 수용액), 도 5c(원심분리 전 사과 과즙이 들어간 음료) 및 도 5d(원심분리 후 사과 과즙이 들어간 음료)와 같다.
시료 용매 O.D. 660
(1% 용액)		 관찰 평가 원심분리 후 관찰 평가
시험예 5-1 망간고함유 효모 추출물 물 0.010 맑고 깨끗한 수용액. 침전물은 관찰되지 않음.
시험예 5-2 미네랄 효모 Mn2 물 11.89 현탁액. 침전물이 관찰됨(효모).
시험예 5-3 망간 고함유 효모 추출물 사과 과즙이 들어간 음료 0.010 맑고 깨끗한 수용액. 침전물은 관찰되지 않음.
시험예 5-4 미네랄 효모 Mn2 사과 과즙이 들어간 음료 10.20 현탁액. 침전물이 관찰됨(효모).
시험예 5-1 수용액의 탁도는 시험예 5-2 수용액의 탁도에 비해 유의하게 낮은 값을 보였다. 또한, 도 5a에서 시험예 5-1의 수용액은 육안으로도 시험예 5-2의 수용액에 비해 유의하게 맑고 깨끗했다. 한편, 도 5b에서 수용액을 3,000 rpm에서 5분간 원심분리한 결과, 시험예 5-1에서는 침전물이 확인되지 않고 맑고 깨끗한 수용액이었던 반면, 시험예 5-2에서는 침전물이 확인되었다.
이러한 결과는 물 대신 사과 과즙이 들어간 음료를 이용한 시험예 5-3 및 시험예 5-4에도 마찬가지였다.
따라서, 본 발명의 망간 고함유 효모 추출물은 용해성이 높기 때문에 유동식과 음료 등에 첨가하여 사용할 수 있으며, 또한 탁함이나 변색을 유도하지 않기 때문에 첨가하는 식품 등의 외관을 손상시키지 않으며, 특히 투명도가 높은 청량 음료 등에 첨가하여 사용하는 것이 가능하다.
(시험예 6 : 냄새와 맛의 평가)
시험예 4 내지 9에서 수득한 망간 고함유 효모 추출물 분말(이하, “분말”이라 함), 상기 분말 1%(질량/부피) 수용액, 사과 과즙(10 부피% 사과 과즙이 들어간 음료, 아사히 음료 주식회사)에 상기 분말을 1%(질량/부피)가 되도록 용해시킨 것(이하, “사과 과즙”이라 함), 조제분유(찌루미루, 모리나가 유업 주식회사) 14 g을 물 100 mL에 용해 또는 현탁시킨 수용액에 상기 분말을 1%(질량/질량)가 되도록 용해시킨 것(이하, “우유”라 함), 영양 조절 식품(메이발란스(요구르트 맛), 주식회사 메이지)에 상기 분말을 1%(질량/질량)가 되도록 첨가한 것(이하, “유동식”이라 함)을 준비하였다.
<평가 방법>
상기 분말, 상기 분말의 1% 수용액, 상기 사과 과즙, 상기 우유 및 상기 유동식에 대하여 효모 또는 효모 추출물 특유의 냄새(“추출물 냄새”, “금속 냄새·불쾌한 냄새”) 및 맛(“추출물 맛”, “금속성 맛·이상한 맛·아린 맛”)을 6명의 평가자를 통해 평가하였다. 또한, 상기 망간 고함유 효모 추출물 분말은 냄새만 평가하였다.
또한, 대조군인 미네랄 효모 Mn2(오리엔탈 효모공업 주식회사, 추출을 하지 않음)를 망간 함유량이 동일하도록 한 것도 함께 평가하였다.
<< 평가 -1 >>
상기 분말, 상기 분말의 1% 수용액, 및 상기 사과 과즙은 망간 고함유 효모 추출물에 있어서 각 평가 항목 평가를 3(기준)으로 하여 시료(미네랄 효모 Mn2)에 대해 다음 기준에 따라 6명이 평가한 수치의 평균을 구하였다. 결과는 표 6 내지 표 8과 같다.
- 냄새 (“추출물 냄새”,“금속 냄새·불쾌한 냄새”)의 평가 기준 -
5 : 매우 강함
4 : 강함
3 : 보통
2 : 약함
1 : 매우 약함
- 맛 (“추출물 맛”, “금속성 맛·이상한 맛·아린 맛”)의 평가 기준 -
5 : 매우 강함
4 : 강함
3 : 보통
2 : 약함
1 : 매우 약함
<< 평가 -2 >>
상기 우유 및 상기 유동식은 시료 무첨가의 경우, 각 평가 항목의 평가를 3(기준)으로 하여 각 시료(망간 고함유 효모 추출물 및 미네랄 효모 Mn2)에 대해 다음 기준에 따라 6명이 평가한 수치의 평균을 구하였다. 결과는 표 9 내지 표 10과 같다.
- 냄새 (“추출물 냄새”,“금속 냄새·불쾌한 냄새”)의 평가 기준 -
5 : 매우 강함
4 : 강함
3 : 보통
2 : 약함
1 : 매우 약함
- 맛 (“추출물 맛”, “금속성 맛·이상한 맛·아린 맛”)의 평가 기준 -
5 : 매우 강함
4 : 강함
3 : 보통
2 : 약함
1 : 매우 약함
시료 식품
분말
추출물 냄새 금속 냄새·불쾌한 냄새
시험예 6-1 망간 고함유 효모 추출물 3.0 3.0
시험예 6-2 미네랄 효모 Mn2 3.5 3.7
시료 식품
분말의 1% 수용액
추출물 냄새 금속 냄새·불쾌한 냄새 추출물 맛 금속성 맛·이상한 맛·아린 맛
시험예 6-1 망간 고함유 효모 추출물 3.0 3.0 3.0 3.0
시험예 6-2 미네랄 효모 Mn2 3.7 3.3 3.0 4.3
시료 식품
사과 과즙
추출물 냄새 금속 냄새·불쾌한 냄새 추출물 맛 금속성 맛·이상한 맛·아린 맛
시험예 6-1 망간 고함유 효모 추출물 3.0 3.0 3.0 3.0
시험예 6-2 미네랄 효모 Mn2 3.7 3.3 3.8 4.3
시료 식품
우유
추출물 냄새 금속 냄새·불쾌한 냄새 추출물 맛 금속성 맛·이상한 맛·아린 맛
기준 무첨가 3.0 3.0 3.0 3.0
시험예 6-1 망간 고함유 효모 추출물 3.7 3.3 4.0 3.3
시험예 6-2 미네랄 효모 Mn2 4.2 3.7 4.0 4.5
시료 식품
우동식
추출물 냄새 금속 냄새·불쾌한 냄새 추출물 맛 금속성 맛·이상한 맛·아린 맛
기준 무첨가 3.0 3.0 3.0 3.0
시험예 6-1 망간 고함유 효모 추출물 3.2 3.0 3.5 3.0
시험예 6-2 미네랄 효모 Mn2 3.7 3.5 3.8 4.2
표 6 내지 표 10에서, 상기 본 발명의 일 양태인 망간 고함유 효모 추출물을 이용한 시험예 6-1은 미네랄 효모 Mn2를 이용한 시험예 6-2 보다 효모 추출물 냄새를 줄일 수 있었다. 또한, 비식품(non-food) 냄새인 금속 냄새·불쾌한 냄새 측면에서도 상기 본 발명의 일 양태인 망간 고함유 효모 추출물을 이용한 시험예 6-1은 시험예 6-2에 비해 우수했다. 따라서, 본 발명의 망간 고함유 효모 추출물이 첨가된 식품 등의 맛 등을 해치지 않는 것이 나타났다.
(시험예 7: 식품용 유산균의 배양)
아래의 5가지 식품용 유산균을 다음의 4 종류의 배지를 사용하여 배양하였다. 사용 배지로는 (1) GYP 배지(조성은 아래 참조; 이하, “GYP”라고 칭함), (2) Mn 비함유 GYP 배지(상기 GYP 배지에서 MnSO4·4H2O를 포함하지 않는 것을 제외하고 상기 GYP 배지와 동일 조성; 이하, “GYP Mn 없음”이라 칭함), (3) Mn 함유 식품용 효모를 함유하는 GYP 배지(상기 GYP 배지에서 MnSO4·4H2O 대신에 망간 함유 식품용 효모(오리엔탈 효모공업 주식회사, 미네랄 효모 Mn-F)를 포함하는 것을 제외하고 상기 GYP 배지와 동일한 조성; 이하 “망간 함유 효모”라고 칭함), (4) Mn 고함유 효모 추출물을 함유하는 GYP 배지(상기 GYP 배지에서 MnSO4·4H2O 대신에 시험예 4 내지 9에서 수득한 망간 고함유 효모 추출물의 분말을 포함하는 것을 제외하고 상기 GYP 배지와 동일한 조성; 이하 “망간 고함유 효모 추출물”이라 칭함)의 4 종류이다. 또한, 상기 GYP 배지에서 MnSO4 유래 Mn 농도가 2.5 mg/L이기 때문에, 상기 (3) 배지에서는 망간 함유 식품용 효모를, 상기 (4) 배지에서는 시험예 4 내지 9에서 수득한 망간 고함유 효모 추출물 분말을, Mn 함유량이 상기 (1) GYP 배지의 Mn 함유량과 실질적으로 동일하도록 첨가하였다.
이들 4종의 배지에 대하여 식품용 유산균을 접종하기 전에 각각 pH를 6.8로 조정한 후, 고압멸균 처리(121℃, 15분)하였다.
<식품용 유산균>
배양에 사용된 균주는 아래의 5종류이다. 모두 동경농업대학 응용생물과학부 균주보존실(NRIC)로부터 입수한 기준 균주(type strain)이다.
A) Lactobacillus casei subsp. casei (NRIC1042)
B) Lactobacillus brevis (NRIC1684)
C) Lactobacillus plantarum (NRIC1067)
D) Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides (NRIC1541)
E) Pediococcus pentosaceus (NRIC0099)
<GYP 배지(pH 6.8)의 조성(100 mL 기준)>
·글루코오스 … 1.0 g
·효모 추출물 … 1.0 g
·펩톤 … 0.5 g
·Na-아세테이트·3H2O … 0.2 g
·염 용액(※1) … 0.5 mL
·Tween 80 용액(2.5 mg/mL 수용액) … 1.0 mL
※ 1: 염 용액의 조성(1 mL 기준)
·MgSO4·7H2O … 40 mg
·MnSO4·4H2O … 2 mg
·FeSO4·7H2O … 2 mg
·NaCl … 2 mg
상기 5종의 식품용 유산균을 5 mL의 GYP 배지 5개에 각각 1 백금이 씩 접종하고 30℃에서 48시간 정치 배양(전배양-1)하였다. 수득한 5종의 배양액 전량을 200 mL의 GYP 배지에 첨가(접종)하고 30℃에서 48시간 정치 배양(전배양-2)하였다. 그 다음, 생리 식염수를 이용하여 세척하고, 배지 성분을 제거하여 얻은 5종의 균체 현탁액을 상기 (1) GYP 배지, 상기 (2) Mn 비함유 GYP 배지, 상기 (3) Mn 함유 식품용 효모를 함유하는 GYP 배지, 상기 (4) Mn 고함유 효모 추출물을 함유하는 GYP 배지 4종에 접종하여 본 배양을 실시하였다. 이때 접종량은 O.D. 660 nm = 0.05가 되는 양이다. 본 배양은 30℃에서 정치 배양하였다. 또한, 배양 중에 시간 경과에 따라 샘플링을 하고, 배양액의 O.D. 660 nm의 탁도 및 pH 값을 측정하였다. 또한, 배양액의 O.D. 660 nm의 탁도는 분광 광도계(HITACHI 사의 U-1000 형)를 이용하여 측정하였고, pH 값은 pH 미터(METTLER TOLEDO 사의 MP230)를 이용하여 측정하였다.
총 20종의 배양액의 O.D. 660 nm 탁도 및 pH 값의 측정 결과추이는 도 6a 내지 도 j에 나타냈다. 도 6a 내지 도 6j에서 “◆”는 상기 (1) GYP 배지(GYP)를 사용하는 경우를 의미하고 “■”은 상기 (2) Mn 비함유 GYP 배지(GYP Mn 없음)를 사용한 경우를 의미하며, “□”은 상기 (3) Mn 함유 식품용 효모를 함유하는 GYP 배지(망간 함유 효모)를 사용하는 경우를 의미하고, “●”는 상기 (4) Mn 고함유 효모 추출물을 함유하는 GYP 배지 (망간 고함유 효모 추출물)를 사용하는 경우를 의미한다. 그리고 도 6a는 상기 A) Lactobacillus casei subsp . casei(NRIC1042)의 증식 곡선을 나타내고, 도 6b는 도 6a의 증식 곡선에 대응하는 pH 추이 곡선을 나타낸다. 도 6c는 상기 B) Lactobacillus brevis(NRIC1684)의 증식 곡선을 나타내고, 도 6d는 도 6c의 증식 곡선에 대응하는 pH 추이 곡선을 나타낸다. 도 6e는 상기 C) Lactobacillus plantarum(NRIC1067)의 증식 곡선을 나타내고, 도 6f는 도 6e의 증식 곡선에 대응하는 pH 추이 곡선을 나타낸다. 도 6g는 상기 D) Leuconostoc mesenteroides subsp . mesenteroides(NRIC1541)의 증식 곡선을 나타내고, 도 6h는 도 6g의 증식 곡선에 대응하는 pH 추이 곡선을 나타낸다. 도 6i는 상기 E) Pediococcus pentosaceus(NRIC0099)의 증식 곡선을 나타내고, 도 6j는 도 6i의 증식 곡선에 대응하는 pH 추이 곡선을 나타낸다.
도 6a 내지 도 6j의 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 양태인 시험예 4 내지 9에서 수득한 망간 고함유 효모 추출물 분말을 포함하는 GYP 배지(상기 (4) 배지)를 이용한 경우에도 상기 (1) GYP 배지 및 상기 (3) Mn 함유 식품용 효모를 함유하는 GYP 배지를 이용한 경우와 동일하게 각종 유산균을 증식시킬 수 있는 것으로 확인되었다.
또한, 상기 (4) 망간 고함유 효모 추출물 분말을 포함하는 GYP 배지는 상기 망간 고함유 효모 추출물을 이용하였기 때문에 배지에서 효모 균체의 침전이 생기지 않았고, 배지로부터 유산균을 회수했을 때 효모가 섞여있지 않았다.
상기 (4) 망간 고함유 효모 추출물 분말을 포함하는 GYP 배지는 식품 첨가물로 승인되지 않은 망간을 사용하지 않기 때문에, 배양 결과로 얻어진 식품용 유산균의 안전성이 높고, 각종 식품 등에 적절하게 사용할 수 있다.
본 발명의 망간 고함유 효모 추출물은 천연물 유래 망간을 고농도로 함유하고 물에 대한 용해성이 우수해 식품 등에 첨가했을 때 외관을 해치지 않고, 게다가 첨가한 식품의 맛 등을 손상시키지 않기 때문에, 망간 결핍으로 인한 피부염, 골대사 등의 대사 이상을 개선할 수 있는 유동식, 음료 등의 경구 또는 경관 영양 조성물, 식품 소재 등으로 적절하게 사용할 수 있으며, 또한, 식품용 유산균 배양 배지용 조성물로 적절하게 사용할 수 있다.
본 발명의 망간 고함유 효모 추출물의 제조 방법에 의하면, 망간을 함유하는 효모로부터 높은 추출율로 망간을 추출할 수 있고, 망간 고함유 효모 추출물을 효율적으로 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 식품용 유산균 배양 배지용 조성물은 식품용 유산균 배양 배지의 성분으로서 적절히 사용할 수 있으며, 상기 식품용 유산균 배양 배지는 식품으로 이용 가능한 식품용 유산균의 배양 방법에 적절하게 사용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 망간을 함유하는 효모를 60-120℃의 열수에 현탁시켜 제1 현탁액을 얻고, 제1 현탁액의 고체 성분과 액체 성분을 분리하는 열수 처리 공정; 및 상기 열수 처리 공정에서 분리된 고체 성분을 카르복실산 및 카르복실산염 중 적어도 어느 하나를 포함하는 용액에 현탁시켜 제2 현탁액을 얻고, 제2 현탁액의 고체 성분과 액체 성분을 분리하고, 망간을 함유하는 액체성분을 얻는 추출 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 망간 함유 효모 추출물의 제조 방법에 있어서, 상기 카르복실산 및 카르복실산염의 총량은 효모에 포함된 망간 1 몰(mol)에 대하여 1.0 몰(mol) 이상인 것을 특징으로 하는 망간 함유 효모 추출물의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 카르복실산은 1가 내지 3가의 카르복실산이고, 카르복실산염은 1가 내지 3가의 카르복실산염인 것을 특징으로 하는 망간 함유 효모 추출물의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 추출 공정에서 현탁액의 pH는 8.0 이하인 것을 특징으로 하는 망간 함유 효모 추출물의 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 망간 함유 효모 추출물은 효모 균체 유래의 망간을 0.2 질량% 이상 함유하는 망간 함유 효모 추출물이며, 망간 함유 효모 추출물 1 g을 물 100 mL에 용해 또는 분산 시켰을 경우 탁도가 파장 660 nm의 흡광도(O.D.660)에서 0.1 이하인 것을 특징으로 하는 망간 함유 효모 추출물의 제조방법.
  6. 제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 망간 함유 효모 추출물.
  7. 제 6 항의 망간 함유 효모 추출물을 포함하는 식품.
  8. 제 6 항의 망간 함유 효모 추출물을 포함하는 식품용 유산균 배양 배지용 조성물.
  9. 제 8 항의 식품용 유산균 배양 배지용 조성물을 포함하는 식품용 유산균 배양 배지.
  10. 제 9 항의 식품용 유산균 배양 배지를 이용하여 식품용 유산균을 배양하는 것을 특징으로 하는 식품용 유산균의 배양 방법.
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