KR102281192B1 - 신규한 류코노스톡 시트리움 및 이를 이용한 포도당 전이 당류의 생산 방법 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 수탁번호 KCCM12588P의 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주, 수탁번호 KCCM12588P의 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주를 포함하는 조성물, 및 류코노스톡(Leuconostoc) 속 미생물 또는 류코노스톡(Leuconostoc) 속 미생물 유래의 글루칸 수크라아제를 수크로오스를 포함하는 원료와 접촉하는 것을 포함하는 포도당 전이 당류의 생산 방법에 관한 것이다.

Description

신규한 류코노스톡 시트리움 및 이를 이용한 포도당 전이 당류의 생산 방법{New Leuconostoc citreum and Method for Producing Glucosyl Transfer Saccharide Using the Same}
본 출원은 신규한 류코노스톡 시트리움 및 이를 이용한 포도당 전이 당류의 생산 방법에 관한 것이다.
당전이효소(glycosyltransferase, GTs; EC2.4)는 올리고당, 다당류, 스테비올 배당체 등 생합성에 중요한 다양한 수용체 분자에 활성화된 당이 부착되는 것을 촉매하는 패밀리로, 글리코실화된 천연 산물 복합체 생성에 중요한 역할을 수행한다.
위와 같은 당전이효소는 여러 가지 방법으로 생산될 수 있는데, 생산 방법 중 하나로 류코노스톡(Leuconostoc) 속 균주는 당전이 효소로서 글루칸 수크라아제를 발현하는 것으로 알려져 있으나(Leuconostoc mesenteroides NRRL B-1355, Appl Environ Microbiol. 1994 Aug; 60(8): 2723-2731.), 류코노스톡 속 균주를 이용하여 당전이 효소를 생산능이 충분하지 못한 한계가 있었다.
따라서 본 발명에서는 위와 같은 당전이 효소(예를 들어, 글루칸 수크라아제 등)의 생산/발현 능력이 증대된 균주를 개발하였다.
Leuconostoc mesenteroides NRRL B-1355, Appl Environ Microbiol. 1994 Aug; 60(8): 2723-2731.
본 출원은 당전이 효소를 높은 수준으로 발현할 수 있으며, 야생형의 류코노스톡 시트리움 균주와 대비하여 당전이 효소의 활성이 현저한 신규 류코노스톡 시트리움(Leuconostoc citreum) 균주, 이를 포함하는 조성물, 및 이를 이용한 포도당 전이 당류의 생산 방법을 제공하고자 한다.
본 출원의 일 측면은 수탁번호 KCCM12588P의 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주를 제공한다.
본 출원의 다른 측면은 수탁번호 KCCM12588P의 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주를 포함하는 조성물을 제공한다.
본 출원의 또 다른 측면은 류코노스톡(Leuconostoc) 속 미생물 또는 류코노스톡(Leuconostoc) 속 미생물 유래의 글루칸 수크라아제를 수크로오스와 접촉하는 것을 포함하는 포도당 전이 당류의 생산 방법을 제공한다.
본 출원에 따른 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주(KCCM12588P)는 당전이 효소를 높은 수준으로 발현할 수 있으며, 모균주인 야생형의 류코노스톡 시트리움(Leuconostoc citreum) 균주를 물리적 변이법 및/또는 화학적 변이법을 통해 변이주로 형성함에 따라서, 야생형의 류코노스톡 시트리움(Leuconostoc citreum) 균주와 대비하여 당전이 효소의 활성이 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 출원의 실시예 1에 따라 제조된 포도당 전이 당류의 HPLC 크로마토그램을 나타낸 도시이다.
도 2는 본 출원의 실시예 2에 따라 제조된 포도당 전이 당류의 HPLC 크로마토그램을 나타낸 도시이다.
도 3은 본 출원의 실시예 3에 따라 제조된 포도당 전이 당류의 HPLC 크로마토그램을 나타낸 도시이다.
도 4는 본 출원의 실험예 4에 따라 실시예 2의 포도당 전이 당류와 이소말토올리고당(IMO)의 내산/내열 복합 안정성을 평가한 결과를 나타낸 도시이다.
도 5는 본 출원의 실험예 5에 따라 실시예 2의 포도당 전이 당류와 전분당(F55)의 관능 프로파일을 비교한 결과를 나타낸 도시이다.
도 6은 본 출원의 실험예 5에 따라 실시예 2의 포도당 전이 당류와 이소말토올리고당(IMO)의 관능 프로파일을 비교한 결과를 나타낸 도시이다.
도 7은 본 출원의 실험예 6에 따라 실시예 2의 올리고당 조성물, 이소말토올리고당(IMO), 및 전분당(F55)의 점도를 비교한 결과를 나타낸 도시이다.
이하, 본 출원을 상세히 설명하고자 한다.
본 출원은 수탁번호 KCCM12588P의 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주를 제공한다.
상기 류코노스톡(Leuconostoc) 속은 쌍구 또는 연쇄상의 구균으로서, 통성혐기성이고 그람 양성균이다.
상기 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주(KCCM12588P)는 당전이 효소 활성을 가지는 신규한 균주로서, 높은 식이섬유 함량을 유지하면서, 당전이 효소의 활성이 우수한 균주이다.
상기 당전이 효소는 글루칸 수크라아제(glucansucrase)를 포함할 수 있다.
상기 글루칸 수크라아제는 수크로오스의 포도당을 수크로오스 외 자유 수산기를 가진 다른 물질에 전달할 수 있는 효소로, 헥소실트렌스퍼라아제(Hexosyltransferase, EC number 2.4.1)과 혼용하여서 명명될 수 있다. 상기 글루칸 수크라아제는 덱스트란 수크라아제(Dextransucrase, EC number 2.4.1.5), 또는 얼터난 수크라아제(Alternansucrases, EC number 2.4.1.140)일 수 있다.
상기 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주(KCCM12588P)는 야생형의 류코노스톡 시트리움(Leuconostoc citreum) 균주를 변이시켜서 형성된 균주일 수 있다. 구체적으로 상기 야생형의 류코노스톡 시트리움 균주들은 다양한 김치로부터 유래되는 액즙을 희석 및 배양한 후에 생성된 집락으로부터 점성을 가지거나 큰 집락의 균주를 폴리사카라이드 생산 균주로서 선별하고, 당전이 효소(예를 들어, 글루칸 수크라아제 또는 얼터난 수크라아제 등)의 발현이 우수한 균주들로부터 선별된다. 당전이 효소의 발현이 상대적으로 우수한 야생형의 류코노스톡 시트리움 균주를 선별한 후에는, 이를 UV 처리에 의한 물리적 변이법 및/또는 EMS(Ethyl Methane Sulfonate)와 같은 알킬화제를 처리하는 화학적 변이법을 이용하여 유래되는 변이주 중에서 당전이 효소의 활성이 우수한 균주를 최종적으로 선별할 수 있다.
또한 상기 야생형의 류코노스톡 시트리움 균주들은 다양한 김치로부터 분리될 수 있으나, 상기의 균주의 분리 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
이 때 상기 당전이 효소 활성은 설탕의 분해 속도를 평가하여, 프럭토오스(과당)의 생산량을 측정함으로서 평가할 수 있다.
위와 같이 얻어지는 상기 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주(KCCM12588P)의 당전이 효소의 활성은 1 IU/mL 이상, 1.5 IU/mL 이상, 2 IU/ML 이상, 2.5 IU/mL 이상, 3 IU/mL 이상, 3.5 IU/mL 이상, 4 IU/mL 이상, 4.5 IU/mL 이상, 5 IU/mL 이상, 5.5 IU/mL 이상, 6 IU/mL 이상일 수 있고, 1 IU/mL 이상, 1.5 IU/mL 이상, 2 IU/ML 이상, 2.5 IU/mL 이상, 3 IU/mL 이상, 3.5 IU/mL 이상, 4 IU/mL 이상, 4.5 IU/mL 이상, 5 IU/mL 이상, 5.5 IU/mL 이상, 6 IU/mL 이상으로부터 선택되는 하나의 하한선 및/또는 20 IU/mL 이하, 19 IU/mL 이하, 18 IU/mL 이하, 17 IU/mL 이하, 16 IU/mL 이하, 15 IU/mL 이하, 14 IU/mL 이하, 13 IU/mL 이하, 12 IU/mL 이하, 11 IU/mL 이하, 10 IU/mL 이하, 9 IU/mL 이하, 8 IU/mL 이하, 7 IU/mL 이하로부터 선택되는 하나의 상한선으로 구성되는 범위일 수 있다.
상기 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주(KCCM12588P)가 상기와 같은 당전이 효소 활성을 가지는 경우, 모균주인 야생형의 류코노스톡 시트리움 균주들에 비해 약 수십배 이상으로 효소 활성이 향상될 수 있다.
본 출원의 다른 일 양태는 수탁번호 KCCM12588P의 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주 및 이의 배양물 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 조성물을 제공한다.
상기 조성물은 상기 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주(KCCM12588P)를 107 cfu/mL 이상, 108 cfu/mL 이상, 109 cfu/mL 이상, 1010 cfu/mL 이상 포함할 수 있으며, 구체적으로는 107 cfu/mL 이상, 108 cfu/mL 이상, 109 cfu/mL 이상, 1010 cfu/mL 이상으로부터 선택되는 하나의 하한선 및/또는 1013 cfu/mL 이하, 1012 cfu/mL 이하, 1011 cfu/mL 이하, 1010 cfu/mL 이하로부터 선택되는 하나의 상한선으로 구성되는 범위의 함량으로 포함할 수 있고, 예를 들어 107 내지 1013 cfu/mL, 107 내지 1012 cfu/mL, 또는 108 내지 1012 cfu/mL의 함량으로 포함될 수 있다.
또한 상기 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주(KCCM12588P)의 배양물은 상기 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주(KCCM12588P)를 배지에 접종하여 배양한 결과물을 의미할 수 있다.
상기 배양물은 본 출원의 균주를 배지에서 배양한 배양물 자체(즉, 본 출원의 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주(KCCM12588P), 배지 또는 상기 균주의 대사생산물을 포함할 수 있음), 상기 배양물을 여과 또는 원심 분리하여 균주를 제거한 여액(예를 들어, 원심 분리한 후의 상등액) 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 배양물은 상기 배양물을 건조(예컨대, 동결 건조)한 후 분말화한 것을 포함할 수 있다.
상기 배양은 15℃, 16℃, 17℃, 18℃, 19℃, 20℃, 21℃, 22℃, 23℃, 24℃, 25℃, 26℃, 27℃, 28℃로부터 선택되는 하나의 하한선 및/또는 35℃, 34℃, 33℃, 32℃, 31℃, 30℃, 29℃, 28℃로부터 선택되는 하나의 상한선으로 구성되는 온도 범위에서 수행될 수 있고, 예를 들어 15 내지 35℃, 20 내지 35℃, 25 내지 30℃, 또는 28 내지 30℃에서 수행될 수 있다.
또한 상기 배양은 6 시간, 7 시간, 8 시간, 9 시간, 10 시간, 12 시간, 14 시간, 16 시간, 18 시간, 20 시간으로부터 선택되는 하나의 하한선 및/또는 48시간, 47 시간, 46 시간, 45 시간, 44 시간, 43 시간, 42 시간, 41 시간, 40 시간, 39 시간, 38 시간, 37 시간, 36 시간, 35 시간, 34 시간, 33 시간, 32 시간, 31 시간, 30 시간으로부터 선택되는 하나의 상한선으로 구성되는 범위의 시간 동안 수행될 수 있고, 예를 들어 6 내지 48 시간, 10 내지 40 시간, 또는 12 내지 36 시간 동안 수행될 수 있다.
상기 배지는 공지의 유산균용 배지라면 제한없이 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 배지에는 탄소원 및 질소원을 포함할 수 있고, 보다 구체적으로 상기 탄소원은 수크로오스, 글루코오스 및 프럭토오스로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있고, 상기 질소원은 효모 추출물, 펩톤, 쇠고기 추출물, 맥아 추출물, 옥수수 침지액, 구연산암모늄, 황산암모늄, 염화암모늄, 인산암모늄, 탄산암모늄 및 질산암모늄으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한 상기 배지에는 트윈-80(Tween-80), 구연산나트륨, 인산칼륨, 초산나트륨, 황산망간, 황산마그네슘, 염화칼슘 및 증류수로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 조성물은 동결보호제를 추가로 포함할 수 있고, 보다 구체적으로는, 글리세롤, 트레할로스, 말토덱스트린, 탈지분유 및 전분으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 동결보호제는 상기 조성물 총 중량에 대하여 0.01 중량%, 0.02 중량%, 0.05 중량%, 0.1 중량%, 0.5 중량%, 1 중량%, 2 중량%, 3 중량%, 4 중량%, 5 중량%로부터 선택되는 하나의 하한선 및/또는 20 중량%, 19 중량%, 18 중량%, 17 중량%, 16 중량%, 15 중량%, 14 중량%, 13 중량%, 12 중량%, 11 중량%, 10 중량%, 9 중량%, 8 중량%, 7 중량%, 6 중량%, 5 중량%, 4 중량%, 3 중량%, 2 중량%, 1 중량%로부터 선택되는 하나의 상한선으로 구성되는 범위의 함량으로 포함될 수 있고, 예를 들어 0.01 내지 20 중량%, 5 내지 20 중량%, 또는 2 내지 10 중량%, 0.01 내지 10 중량%, 또는 0.5 내지 2 중량%, 0.1 내지 1 중량%일 수 있다. 구체적으로 상기 동결보호제가 글리세롤인 경우 5 내지 20 중량%, 트레할로스인 경우 2 내지 10 중량%, 말토덱스트린인 경우 2 내지 10 중량%, 탈지분유인 경우 0.5 내지 2 중량%, 전분인 경우 0.1 내지 1 중량%의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 조성물은 부형제를 추가로 포함할 수 있고, 구체적으로는, 포도당, 덱스트린 및 탈지우유로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 부형제는 상기 조성물 총 중량에 대하여 70 중량%, 71 중량%, 72 중량%, 73 중량%, 74 중량%, 75 중량%, 76 중량%, 77 중량%, 78 중량%, 79 중량%, 80 중량%, 81 중량%, 82 중량%, 83 중량%, 84 중량%, 85 중량%로부터 선택되는 하나의 하한선 및/또는 95 중량%, 94 중량%, 93 중량%, 92 중량%, 91 중량%, 90 중량%로부터 선택되는 하나의 상한선으로 구성되는 범위의 함량으로 포함될 수 있고, 예를 들어 70 내지 95 중량%, 75 내지 95 중량%, 80 내지 95 중량%, 85 내지 95 중량%로 포함될 수 있다.
본 출원의 다른 일 양태는 포도당 전이 당류의 생산 방법을 제공한다.
상기 포도당 전이 당류의 생산 방법은, 류코노스톡(Leuconostoc) 속 미생물 또는 류코노스톡(Leuconostoc) 속 미생물 유래의 글루칸 수크라아제를 수크로오스를 포함하는 원료와 접촉하는 것을 포함할 수 있다.
상기 류코노스톡(Leuconostoc) 속 미생물은 글루칸 수크라아제를 생산할 수 있는 미생물인 경우 제한없이 이용 가능하나, 구체적으로 류코노스톡 시트리움(Leuconostoc citreum), 류코노스톡 메센테로이드(Leuconostoc mesenteroides), 또는 류코노스톡 김치아이(Leuconostoc kimchii) 등일 수 있다. 또한 상기 류코노스톡 속 미생물은 자연에서 유래한 류코노스톡 속 미생물에 비해 글루칸 수크라아제 활성이 증가된 미생물일 수 있으며, 일례로 물리적 및/또는 화학적 방법을 통해 제조된 미생물일 수 있다.
상기 류코노스톡 속 미생물은 수탁번호 KCCM12588P의 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주를 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 포도당 전이 당류는 상기 수크로오스를 포함하는 원료가 상기 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주(KCCM12588P)로부터 발현되는 글루칸 수크라아제와 접촉하여 얻어진 것일 수 있다. 이 때 상기 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주(KCCM12588P)에 관해서는 전술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
상기 수크로오스(sucrose)는 자당 또는 설탕이라고도 불리는, 1 분자의 프럭토오스(fructose)와 1 분자의 글루코오스(glucose)의 글리코시드 결합으로 연결된 이당류이다. 식물에서 자연적으로 생산되고, 사탕 수수 또는 사탕무로부터 수크로오스를 추출/정제하여 얻어질 수 있다.
상기 수크로오스를 포함하는 원료는 말토오스를 더 포함할 수 있다. 말토오스(maltose)는 엿당 또는 맥아당이라고도 불리는 2 분자의 글루코오스(포도당)로서, α-1,4 글리코시드 결합으로 연결된 이당류이다. 이성질체인 이소말토오스에서는 2 분자의 포도당이 α-1,6 글리코시드 결합으로 연결되어 있다. 이러한 말토오스는 녹말을 β-아밀라아제(β-amylase)를 이용하여 분해할 때 생성되기도 하고, 발아 중인 종자에서도 발견된다.
상기 말토오스는 말토오스를 주성분으로 하는 어떤 물질이든 제한없이 이용할 수 있으며, 일례로 물엿, 옥수수 시럽, 또는 하이말토오스일 수 있다.
상기 물엿은 전분을 산이나 효소로 가수분해하여 얻어질 수 있는 것으로서, 전술한 말토오스(엿당)를 주성분으로 한다. 상기 물엿은 전분을 포도당으로 분해하고 이 포도당 일부를 과당으로 이성질화하여 만드는 액상과당과는 상이하다. 상기 물엿은 포도당으로 전부 분해되지 않고, 중간에서 분해가 멈추기 때문에, 글루코오스(포도당), 덱스트린 등이 더 포함될 수도 있다.
상기 물엿에는 말토오스가 상기 물엿 총 중량을 기준으로 30 중량% 이상 50 중량% 미만의 함량으로 포함되는 것일 수 있다. 구체적으로는 상기 말토오스가 상기 물엿 총 중량을 기준으로 30 중량% 이상, 35 중량% 이상, 40 중량% 이상, 45 중량% 이상, 및/또는 50 중량% 미만, 45 중량% 미만, 40 중량% 미만의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 옥수수 시럽은 옥수수의 녹말로 만든 식용 시럽으로서, 상기 옥수수 시럽에는 말토오스의 함량이 제한되지 않는다.
상기 하이말토오스는 말토오스를 주성분으로 하는 물엿의 일종으로서, 상기 하이말토오스에는 말토오스의 함량이 하이말토오스 총 중량을 기준으로 50 중량% 이상의 함량으로 포함되는 것일 수 있다. 구체적으로는 상기 말토오스가 상기 하이말토오스 총 중량을 기준으로 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 및/또는 99 중량% 이하, 90 중량% 이하, 80 중량% 이하일 수 있다.
상기 수크로오스를 포함하는 원료가 말토오스를 더 포함하는 경우, 상기 수크로오스와 말토오스의 건조 고형분의 혼합 중량비는 1:1 내지 15:1일 수 있다. 일례로 1:1 내지 13:1, 1:1 내지 6:1, 1:1 내지 3:1, 2:1 내지 13:1, 또는 2:1 내지 6:1일 수 있다. 위와 같이 상기 수크로오스와 말토오스의 건조 고형분의 혼합 중량비가 상기와 같은 범위를 만족하는 경우에는 포도당 전이 당류의 백탁 현상이 감소되고, 감미도가 높아질 수 있다.
상기 류코노스톡(Leuconostoc) 속 미생물 또는 류코노스톡(Leuconostoc) 속 미생물 유래의 글루칸 수크라아제를 수크로오스를 포함하는 원료와 접촉하는 것은, 25℃, 26℃, 27℃, 28℃, 29℃, 30℃로부터 선택되는 하나의 하한선 및/또는 50℃, 49℃, 48℃, 47℃, 46℃, 45℃, 44℃, 43℃, 42℃, 41℃, 40℃로부터 선택되는 하나의 상한선으로 구성되는 범위의 온도에서 수행되는 것일 수 있다.
또한 상기 류코노스톡(Leuconostoc) 속 미생물 또는 류코노스톡(Leuconostoc) 속 미생물 유래의 글루칸 수크라아제를 수크로오스를 포함하는 원료와 접촉하는 것은, 1 시간, 2 시간, 3 시간, 4 시간, 5 시간, 6 시간으로부터 선택되는 하나의 하한선 및/또는 18 시간, 17 시간, 16 시간, 15 시간, 14 시간, 13 시간, 12 시간으로부터 선택되는 하나의 상한선으로 구성되는 범위의 시간 동안 수행되는 것일 수 있다.
상기와 같은 온도 범위 및/또는 시간 범위를 만족하는 경우에, 포도당 전이 당류의 생산능이 우수해진다.
상기 포도당 전이 당류는 올리고당을 포함할 수 있다. 상기 올리고당은 포도당으로 구성된 올리고당을 포함할 수 있고, 상기 포도당으로 구성된 올리고당은 α 글리코시드 결합에 의해 연결된 올리고당을 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로는, 상기 포도당으로 구성된 올리고당은 α-1,3 글리코시드 결합 및/또는 α-1,6 글리코시드 결합이 포함된 올리고당을 포함하는 것일 수 있다. 더욱 구체적으로는 α-1,3 글리코시드 결합 및 α-1,6 글리코시드 결합이 교대로 연결된 올리고당을 포함하는 것일 수 있다.
상기 포도당으로 구성된 올리고당은, 상기 수크로오스를 포함하는 원료가 상기 류코노스톡(Leuconostoc) 속 미생물 또는 류코노스톡(Leuconostoc) 속 미생물 유래의 글루칸 수크라아제와 접촉하여 효소 전환되어 얻어질 수 있다.
상기 포도당으로 구성된 올리고당은 포도당이 3개 이상 연결된 형태로서, 연결된 단당류 개수에 따라 중합도(Degree of Polymerization, DP) 3 내지 10 등으로 표시될 수 있다. 예를 들어, 단당류가 3개 연결된 형태이면 중합도(DP)는 3 이다.
상기 포도당으로 구성된 올리고당은 중합도 3(DP3) 이상의 올리고당을 의미할 수 있으며, 상기 포도당으로 구성된 올리고당의 함량은 상기 당류 100 중량부를 기준으로 35 중량부, 40 중량부, 45 중량부, 50 중량부, 53 중량부, 55 중량부, 60 중량부 중에서 선택되는 하나의 하한선 및/또는 80 중량부, 75 중량부, 70 중량부, 65 중량부, 60 중량부 중에서 선택되는 하나의 상한선으로 구성되는 범위일 수 있고, 예를 들어 35 내지 80 중량부, 40 내지 75 중량부, 50 내지 70 중량부, 53 내지 70 중량부, 60 내지 70 중량부일 수 있다.
상기 포도당으로 구성된 올리고당(중합도 3(DP3) 이상의 올리고당)의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우에는 포도당 전이 당류가 기존의 이소말토올리고당과 대비하여 단맛 지속성 및 바디감이 개선되는 효과가 있다. 또한 이미, 이취가 낮아져서 감미도가 우수해진다.
상기 포도당 전이 당류는 난소화성 올리고당을 포함할 수 있다. 상기 난소화성 올리고당은 α-1,3 글리코시드 결합으로 연결된 올리고당을 포함하는 것일 수 있다. 상기 난소화성 올리고당은 추가로 α-1,6 글리코시드 결합으로 연결된 올리고당을 포함하는 것일 수 있다.
상기 난소화성 올리고당은 상기 포도당으로 구성된 올리고당 중 소화 효소에 의해 분해되지 않는 것을 포함할 수 있다. 즉 사람의 체내 소화효소에 의해서는 분해되지 않는 것을 의미할 수 있으며, 이러한 난소화성 올리고당은 위장의 포만감을 유발하고, 소장 내에서의 통과속도가 빨라서 영양소 흡수율이 저하됨에 따라 당뇨병 환자에게 도움이 되고, 대장암을 예방하는 효과도 있다.
상기 난소화성 올리고당은 상기 포도당 전이 당류 100 중량부를 기준으로 6.2 중량부, 6.3 중량부, 6.4 중량부, 7 중량부, 8 중량부, 9 중량부, 10 중량부, 또는 12 중량부 중에서 선택되는 하나의 하한선 및/또는 30 중량부, 25 중량부, 20 중량부, 19 중량부, 18 중량부, 또는 15 중량부 중에서 선택되는 하나의 상한선으로 구성되는 범위의 함량으로 포함될 수 있고, 예를 들어 6.2 내지 30 중량부, 6.3 내지 25 중량부, 6.4 내지 20 중량부, 7 내지 20 중량부, 또는 10 내지 20 중량부의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 난소화성 올리고당의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우에는 대장암 예방, 변비 개선, 혈중 콜레스테롤의 감소, 당뇨병에 도움되는 등의 효과가 있으며, 칼로리 저감효과도 있다.
상기와 같이 류코노스톡(Leuconostoc) 속 미생물 또는 류코노스톡(Leuconostoc) 속 미생물 유래의 글루칸 수크라아제와 같은 당전이 효소에 의해 효소 전환되어 얻어지는 포도당 전이 당류는 α-1,3 글리코시드 결합과 α-1,6 글리코시드 결합이 교대로 연결된 올리고당을 포함하는 것일 수 있다. 상기와 같은 당전이 효소를 이용하기 때문에, 상기 포도당 전이 당류는 전술한 것과 같이 이소말토올리고당을 실질적으로 포함하지 않는 것일 수 있다.
상기 이소말토올리고당은 포도당과 과당 사이의 1,2-글리코시드 결합이 1,6-글리코시드 결합으로 재배치되는 효소 전환에 의해 생성되는 올리고당인 반면에, 본 출원의 상기 포도당 전이 당류는 수크로오스가 류코노스톡 속 미생물 또는 류코노스톡 속 미생물 유래의 글루칸 수크라아제에 의해 프럭토오스(fructose, 과당)와 올리고당으로 전환되어 얻어지는 것일 수 있다. 이 때 형성되는 포도당 전이 당류는 전술한 바와 같이 α-1,3 글리코시드 결합과 α-1,6 글리코시드 결합이 교대로 연결된 올리고당을 포함할 수 있다.
한편 수크로오스를 원료로 하여 포도당 전이 시키는 경우 과당이 부산물로 생성될 수 있다. 이러한 과당은 그 자체로 단맛을 내는 물질이나, 용도에 따라서 다른 당류의 원료로도 이용될 수 있다.
상기 포도당 전이 당류의 생산 방법은, 상기 글루칸 수크라아제를 수크로오스를 포함하는 원료와 접촉하는 단계 이후에, 과당 에피머화 효소와 수크로오스로부터 유래된 과당과 접촉하여 과당 에피머를 생산하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 상기 과당의 에피머는 알룰로오스, 타가토오스, 및 솔보오스로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 과당 에피머화 효소는 이성화 효소(isomerase)에 속하는 효소로서, 복수의 비대칭탄소원자를 갖는 화합물 중에서 단 하나의 비대칭 탄소의 입체 배위를 반전시키는 에피머화를 촉매하는 효소이다. 예를 들어, 상기 과당 에피머화 효소는 과당-3-에피머화 효소 또는 과당-4-에피머화 효소를 포함할 수 있으며, 구체적으로, 과당-3-에피머화 효소는 과당의 3번 위치의 탄소의 입체 배위를 반전시켜서 알룰로오스로 전환시킬 수 있고, 과당-4-에피머화 효소는 과당의 4번 위치의 탄소의 입체 배위를 반전시켜서 타가토오스로 전환시킬 수 있다.
상기 포도당 전이 당류에는 수분 함량이 상기 포도당 전이 당류 총 중량을 기준으로 18 중량%, 19 중량%, 또는 20 중량% 중에서 선택되는 하나의 하한선 및/또는 25 중량%, 24 중량%, 또는 23 중량% 중에서 선택되는 하나의 상한선으로 구성되는 범위일 수 있고, 예를 들어 18 내지 25 중량%, 19 내지 24 중량%, 또는 20 내지 23 중량%일 수 있다. 상기 수분 함량이 상기 범위를 만족하는 경우에는 포도당 전이 당류의 부드러움, 바디감을 향상시키고, 감미질을 개선할 수 있다.
상기 포도당 전이 당류의 점도는 25℃에서 점도가 400 cP, 420 cP, 440 cP, 460 cP, 480 cP, 500 cP로부터 선택되는 하나의 하한선 및/또는 5,000 cP, 3,000 cP, 2,000 cP, 1,000 cP, 800 cP, 700 cP, 650 cP, 600 cP, 550 cP로부터 선택되는 하나의 상한선으로 구성된 범위일 수 있고, 예를 들어 25℃에서 점도가 400 내지 5,000 cP일 수 있고, 420 내지 3,000 cP, 440 내지 1,000 cP, 460 내지 800 cP, 또는 480 내지 600 cP일 수 있다. 상기 포도당 전이 당류의 25℃에서 점도가 상기 범위를 만족하는 경우 점성이 우수하여 입촉감이 요구되는 유제품, 시리얼바 등에 적합하다.
상기 포도당 전이 당류는 30℃에서 점도가 240 cP, 260 cP, 280 cP, 300 cP, 320 cP, 340 cP, 350 cP로부터 선택되는 하나의 하한선 및/또는 1,000 cP, 800 cP, 600 cP, 500 cP, 400 cP로부터 선택되는 하나의 상한선으로 구성된 범위일 수 있고, 예를 들어 30℃에서 점도가 240 내지 1,000 cP일 수 있고, 280 내지 800 cP, 300 내지 600 cP, 또는 340 내지 500 cP일 수 있다. 상기 포도당 전이 당류의 35℃에서 점도가 상기 범위를 만족하는 경우 점성이 우수하여 입촉감이 요구되는 유제품, 시리얼바 등에 적합하다.
상기 점도는 포도당 전이 당류를 70 Brix 및/또는 160 rpm의 회전속도에서 측정한 것일 수 있다.
상기 포도당 전이 당류는 과당(fructose)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 과당은 상기 포도당 전이 당류 100 중량부를 기준으로 10 중량부, 15 중량부, 20 중량부, 25 중량부, 27 중량부, 30 중량부 중에서 선택되는 하나의 하한선 및/또는 50 중량부, 45 중량부, 40 중량부, 38 중량부, 35 중량부 중에서 선택되는 하나의 상한선으로 구성되는 범위의 함량으로 포함될 수 있고, 예를 들어 10 내지 50 중량부, 15 내지 45 중량부, 20 내지 45 중량부, 또는 27 내지 40 중량부의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 과당이 상기 범위를 만족하는 경우에는 포도당 전이 당류의 감미도를 개선하여서, 바디감이 우수하고 단맛 강도 및 단맛 지속성이 향상될 수 있다.
또한 상기 포도당 전이 당류는 포도당(glucose)을 실질적으로 포함하지 않을 수 있다. 상기 포도당 전이 당류가 포도당을 실질적으로 포함하지 않는다는 것의 의미는, 상기 포도당 전이 당류에 포도당이 전혀 포함되어 있지 않거나, 불순물(약 0.1 중량% 미만)로 포함되어 있는 정도를 의미한다.
상기 포도당 전이 당류에는 중합도 6(DP6) 이상의 올리고당이 상기 포도당 전이 당류 100 중량부를 기준으로 2 중량부, 2.5 중량부, 2.6 중량부, 3 중량부, 4 중량부, 5 중량부, 6 중량부, 7 중량부, 8 중량부, 9 중량부, 10 중량부 중에서 선택되는 하나의 하한선 및/또는 40 중량부, 39 중량부, 38 중량부, 35 중량부, 30 중량부, 25 중량부 중에서 선택되는 하나의 상한선으로 구성되는 범위의 함량으로 포함될 수 있고, 예를 들어 2 내지 40 중량부, 2.5 내지 39 중량부, 2.6 내지 35 중량부의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 중합도 6(DP6) 이상의 올리고당의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우에는 포도당 전이 당류의 백탁 현상을 방지하는 효과가 있으며, 이미, 이취가 개선되어 감미도가 향상되고, 단맛 지속성이 향상될 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 출원을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 출원의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 출원의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
<제조예 1> - 균주의 선별 및 동정
1. 균주의 선별
당전이 효소 생성능이 우수한 균주를 분리하기 위하여 다양한 김치로부터 그 액즙을 단계별로 희석하여 분리용 수크로오스 고체배지에 접종하고 28℃에서 배양한 후, 생성된 집락(colony)으로부터 점성을 가지거나 큰 집락의 균주를 폴리사카라이드 생산 균주로 선별하였다. 이들 중에서 동정을 통해 류코노스톡(Leuconostoc) 속 균주로 확인된 약 545종을 도출하였다.
545종의 균주에 대해 우수한 특성을 가진 균주를 선별하기 위해 당전이 효소 활성과 식이섬유 함량을 측정하였고, 비교를 위해 표준 균주(Leuconostoc mesenteroides NRRL B-1355, Appl Environ Microbiol. 1994 Aug; 60(8): 2723-2731.)를 대조군으로 이용하였다. 구체적으로 당전이 효소 고생산 균주의 선별은 MRS 배지(sucrose 20 g/L, Yeast extract 1.5g/L, Ammonium citrate 2g/L, dipotassium phosphate 2g/L, Tween80 1g/L, Magnesium sulfate heptahydrate 0.1g/L, pH 6.5±0.2)에 접종한 후 28℃, 180 rpm 조건에서 24 시간 동안 배양하고, 배양 상등액을 취하여 200 mM 수크로오스에 반응하면서 설탕분해속도, 즉 반응시간에 따른 과당 생성량을 HPLC로 정량 분석하였다.
류코노스톡속 균주의 효소 활성 및 식이섬유 함량 비교
Strains
(Leuconostoc sp.)		 효소활성* 식이섬유 함량**
fructose (g/L) HPLC (DP3+, area%)
B-1355 (표준균주) 2.16 16
JY164 6.78 24
비교균주 1 5.63 19
비교균주 2 5.98 18
비교균주 3 5.89 19
비교균주 4 5.17 18
비교균주 5 5.14 10
비교균주 6 0.12 12
비교균주 7 0.12 10
비교균주 8 4.45 18
*효소 활성 : 설탕분해 속도이며, 과당 생성량을 측정함.
**식이섬유 함량 : 소화효소 처리 후 HPLC DP3+ 잔존량을 측정함.
상기 표 1에서 선별된 JY164은 당전이 효소활성 및 식이섬유 함량이 높아 얼터난 수크라아제(alternansucrase) 발현 비율이 상대적으로 우수한 것을 판단된다. 추가로 JY164의 높은 식이섬유 함량은 그대로 유지하면서 당전이 효소가 고발현되는 변이주를 개발하기 위하여, JY164에 UV 처리에 의한 물리적 변이법 및 EMS(Ethyl Methane Sulfonate)와 같은 알킬화제를 처리하는 화학적 변이법을 순차적으로 적용하여 돌연변이를 유발하고 변이주를 선별을 반복하였고, 당전이 효소 발현량이 현저히 개선된 류코노스톡 시트리움(Leuconostoc citreum) 2B11 균주를 개발하였다. JY164와 이로부터 변이된 균주인 2B11의 효소 활성 및 식이섬유 함량을 비교한 결과를 아래 표 2에 나타내었다.
모균 및 변형 류코노스톡속 균주의 효소 활성 비교
구분 효소활성 (IU/ml) 식이섬유함량 (%)
L.citreum JY164 0.10 24
L.citreum JY164_2B11 6.66 24
(효소 1유닛은 반응 조건 1분하에서 1mM의 프럭토오스를 수크로오스로부터 생산하는 효소의 능력을 의미한다.)
상기 표 2에 따르면, 본 출원에 따른 류코노스톡 시트리움(Leuconostoc citreum) 2B11 균주는 모균주인 야생형 류코노스톡 시트리움(Leuconostoc citreum) JY164에 비해 66배 이상 효소활성이 향상되는 것이 확인되었다.
2. CJ-2B11 균주의 동정
선별된 균주들을 API 시스템(API System, La Balme-les-Grottes, France)으로 동정하였다.
16s rRNA 염기서열을 분석한 결과 서열번호 1의 16s rRNA가 도출되었으며, 상기 16s rRNA는 류코노스톡 시트리움(Leuconostoc citreum)과 99% 동일성을 가지는 것을 확인하여, 상기 균주는 류코노스특 시트리움(Leuconostoc citreum)임을 확인하였다.
본 출원에서는 상기 균주를 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주로 명명하고, 이를 한국미생물보존센터(Korean Culture Center of Microorganisms, KCCM)에 2019년 9월 2일자로 기탁하였다(수탁번호: KCCM12588P).
<제조예 2> - 효소 용액의 제조
수크로오스 (70 g/L), 효모 추출물 (10 g/L), K2HPO4 (20 g/L), MgSO4·7H2O (0.10 g/L), MnSO4·2H2O (0.05 g/L), 및 CaCl2·2H2O (0.01 g/L)를 함유하는 배지상에서 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주를 탄수화물이 소비될 때까지 28 내지 30℃에서 배양하고 pH를 6.0으로 조절하였다(10% NaOH 포함). 일단 탄소원이 고갈되면 12,200 xg, 4℃에서 30 분간 원심 분리하여 균주를 제거하였다. 배양 상등액을 한외 여과(ultrafiltration) 2,000 분자량 컷오프(100 kD MWCO) 멤브레인을 사용하여 10배의 효소 농축액 부피로 수득하였다. (물리적 돌연변이 유발에 의한 Leuconostoc citreum CJ-2B11 균주는 수크로오스 배지에서 성장할 때 글루칸 수크라아제를 발현한다.)
<실시예 1 내지 5> - 포도당 전이 당류의 제조
수크로오스 건조 고형분:말토오스 건조 고형분의 중량비가 각각 1:1, 2:1, 3:1, 6:1, 13:1이 되도록 수크로오스(순도 98 중량% 이상, CJ제일제당) 및 옥수수 시럽(하이말토오스; 말토오스 함량 70 중량% 이상, CJ제일제당)을 혼합하여 얻어진 혼합 원료 기질을 증류수에 용해시켜서, 50 mL 뚜껑이 있는 폴리프로필렌 테스트 튜브에 담았다. 여기에 상기 제조예 2에 따른 효소 용액 1 IU/ml를 첨가하여, 최종 농도 50 중량%의 원료 용액을 제조하였다. 이를 40℃로 설정된 수조에 넣고, 12시간 동안 반응시킨 후, 각각의 튜브에서 포도당 전이 당류 샘플을 얻었다.
<실험예 1>
상기 실시예 1 내지 5의 포도당 전이 당류 샘플의 중합도를 아래에 기술한 바와 같이 HPLC(High-Performance Liquid Chromatography)로 분석하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었고, 실시예 1 내지 3에 대한 HPLC 크로마토그램(chromatogram)을 도 1 내지 도 3에 나타내었다.
효소 반응 포도당 전이 당류 샘플을 HPLC에 주입하기 전, 5 내지 10 중량% 농도로 증류수에 희석하고, 0.20 미크론 필터로 여과하였다. 올리고당 분리는 85℃에서 2회 BioRad Aminex HPX-42A, 300X7.8 mm, 컬럼 (Hercules, CA)을 사용하고 굴절률 검출기를 사용하여 수행하였다. 용리액으로 물을 0.4 ml/min의 유속으로 사용하였다.
(단위: HPLC area%)
성분 Retention Time(min) 수크로오스 건조 고형분:말토오스 건조 고형분 중량비
1:1 2:1 3:1 6:1 13:1
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
DP10+ 6.35 0 0 0 0 0
DP9 7.95 0 0 0 0 13.56
DP8 8.28 0 0 0 12.31 10.68
DP7 9.02 0 1.7 7.49 11.81 6.82
DP6 9.753 2.66 5.45 12.86 13.58 5.23
DP5 10.584 8.93 15.99 19.59 9.95 2.42
DP4 11.598 25.47 26.03 14.5 3.86 0
DP3 12.849 29.45 17.09 6.68 2.22 0
DP2 14.407 6.96 1.88 0 0 0
Leucrose 15.897 0 1.53 3.98 9.03 20.85
Glucose 16.547 0 0 0 0 0
Fructose 17.73 26.53 30.33 34.9 37.24 40.44
DP3~DP10+의 총합 66.51 66.26 61.12 53.73 38.71
실험예 1에 따르면, 실시예 1 내지 3의 포도당 전이 당류는 수크로오스의 혼합 비율이 상대적으로 낮아서, 중합도 6 이상(DP6+)의 올리고당 함량이 적고, 류크로오스(leucrose)의 함량이 적은 것을 확인할 수 있었다.
<실험예 2>
상기 실시예 1 내지 5의 포도당 전이 당류 샘플의 탁도를 아래와 같은 방법으로 측정한 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
탁도 측정법
실시예 1 내지 5에서 제조한 올리고당 원액 1 mL을 탈이온수 9 mL에 첨가하여 10 mL로 정용하여 시료액으로 사용하였다. 시료용액 1 mL을 취하고 분광광도계(UV mini-1240, Shimadzu, Tokyo, Japan)를 이용하여 720 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. 그 결과를 표 4에 표시하였다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
DP6 이상 함량
(중량%)		 2.66 7.15 20.35 37.71 36.29
탁도
(abs, 720 ㎚)		 0.9 1.5 2.8 9.3 10.9
실험예 2에 따르면, 실시예 1 내지 5의 포도당 전이 당류은 탁도(흡광도, 720 ㎚)가 낮은 것을 확인할 수 있으며, 특히 실시예 1 내지 3의 포도당 전이 당류의 경우에는, 중합도 6(DP6) 이상의 올리고당 함량이 낮고, 탁도(흡광도, 720 ㎚)가 낮은 것을 확인할 수 있어서, 백탁 현상을 현저하게 개선할 수 있고, 실질적으로 투명 시럽 생산이 가능함에 따라 상업적 생산 측면에서 매우 개선된 효과임을 확인할 수 있다.
<실험예 3>
상기 실시예 1 내지 5의 포도당 전이 당류 및 종래 올리고당인 IMO(청정원 올리고당, (주)대상) 샘플 각각 1 mL를 10 μL의 알파 아밀라아제(Novozymes, NBSG4698)와 혼합하고 90 ℃에서 1 시간 동안 반응시켰다. 상기 혼합액을 1 M 아세테이트 완충액으로 pH 4.5로 조정한 후, 30 μL의 글루코 아밀라아제(Novozymes, AMS30092)와 혼합하여 60℃에서 1 시간 동안 반응시켰다. 소화 효소 처리 후, 100℃ 끊는 물에 5분간 중탕하여 반응을 중단시켰다. 알파 아밀라아제 및 글루코 아밀라아제 효소 가수 분해에 의한 잔존 올리고당(DP3~DP9) 함량은 BioRad Aminex HPX-42A 컬럼을 사용하여 HPLC로 측정하였으며, 0.4 ml/min 및 85 ℃에서 증류수를 이동상으로 사용하였다. 난소화성 올리고당(식이섬유)의 함량은 소화 효소 처리후의 잔존 올리고당의 함량(중량%)으로 표시하였다. 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
구분 IMO 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
소화효소 처리 전 올리고당 57.87 66.51 66.26 61.12 53.74 38.7
포도당 17.53 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
소화효소 처리 후 올리고당 6.09 6.45 9.15 14.14 17.51 19.21
포도당 83.96 69.15 64.19 56.48 49.68 45.28
소화율(%) 89.48 90.30 86.19 76.87 67.42 50.36
난소화성 올리고당 함량(중량%) 6.09 6.45 9.15 14.14 17.51 19.21
실험예 3에 따르면, 실시예 1 내지 5의 포도당 전이 당류는 기존 판매중인 IMO에 함유된 난소화성 올리고당(식이섬유)의 함량(6.09 중량%)에 비해 높은 함량의 난소화성 올리고당(식이섬유)을 포함하는 것을 확인하였다.
<실험예 4>
상기 실시예 2, 실시예 4의 포도당 전이 당류 샘플과, 종래 올리고당인 IMO(청정원 올리고당, (주)대상)에 대하여, 실험예 1과 같은 방법으로 중합도를 측정하여 하기 표 6에 나타내었고, 상기 실시예 2와 종래 올리고당인 IMO에 대해서 내산/내열 복합 안정성을 평가하여 그 결과를 도 4에 나타내었다. 내산/내열 복합안정성은 pH 2, 90℃에서 안정성 평가하여 초기 대비 잔존률(%)을 평가하였다.
(단위: HPLC area%)
성분 실시예 2 실시예 4 IMO
DP9+ 0 0 0.75
DP8 0 12.31 1.69
DP7 1.7 11.81 1.16
DP6 5.45 13.58 1.71
DP5 15.99 9.95 5.53
DP4 26.03 3.86 15.34
DP3 17.09 2.22 30.05
DP2 1.88 0 23.35
Leucrose 1.53 9.03 0
Sucrose 0 0 0
Glucose 0 0 20.42
Fructose 30.33 37.24 0
DP3~DP9+의 총합 66.26 53.73 56.23
실험예 4에 따르면, 본 출원의 포도당 전이 당류는 종래의 IMO에 비하여 감미도가 개선되고, 바디감이 우수하고 단맛 강도 및 단맛 지속성이 향상될 수 있다.
도 4에 따르면, 본 출원의 포도당 전이 당류는 pH 2, 90℃의 가혹한 가공 조건에서도 중합도 3 이상(DP3+)의 포도당 전이 당류의 잔존률이 90% 이상을 유지하고 있어서, 내산/내열 복합 안정성이 기존의 이소말토올리고당(IMO)과 동등한 수준인 것을 확인할 수 있다. 즉, 유가공품 등의 다양한 가공식품으로의 적용이 가능한 것을 확인할 수 있다.
<실험예 5>
상기 실시예 2의 포도당 전이 당류 샘플과, 종래 올리고당인 IMO(청정원 올리고당, (주)대상), 전분당인 F55((주)CJ제일제당)에 대하여, 동일한 건조 고형분 15 중량%의 수용액으로 제조하여 감미도, 바디감, 단맛 지속성, 이미/이취, 텁텁함, 쓴맛에 관한 관능 프로파일을 비교 분석한 결과를 도 5 및 도 6에 나타내었다.
관능 평가
훈련된 전문 패널 15명을 대상으로 강도 속성 6항목(단맛, 바디감, 단맛 지속성, 이미/이취, 텁텁함, 쓴맛), 기호도 속성 2항목(단맛 기호도, 전반기호도)을 평가
도 5 및 도 6에 따르면, 본 출원의 포도당 전이 당류는 전분당(F55, 액상과당)과 대비하여 단맛 지속성과 바디감이 우수한 것을 확인할 수 있었고, 이소말토올리고당(IMO)과 대비하여 감미도가 우수하고, 중량평균분자량이 더 커서 바디감이 풍부해지며, 단맛 지속성이 향상되고, 난소화성 올리고당의 함량이 높아서 텁텁함이 낮고, 이미, 이취는 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.
<실험예 6>
상기 실시예 2의 올리고당 조성물 샘플과, 종래 올리고당인 IMO(청정원 올리고당, (주)대상), 전분당인 F55((주)CJ제일제당)에 대하여, 동일한 건조 고형분 70 Brix의 수용액으로 제조하여 온도별 점도를 비교 분석한 결과를 도 7에 나타내었다.
점도 평가
상기 실시예 2의 올리고당, IMO, 및 F55 샘플을 각 42 g씩 담았다.
160 rpm에서 온도를 25℃에서 70℃까지 점진적으로 올리면서 10분 간격으로 점도계(Rapid visco analyser, PerkinElmer사)를 이용하여 점도를 측정하였다.
도 7에 의하면, 실시예 2의 올리고당은 IMO, 및 F55 대비 점도가 약간 상승한 것을 볼 수 있었으나 유의적인 차이가 나타나지 않았다.
즉, 종래 올리고당인 IMO, F55 대비 실시예 2의 올리고당이 가공성 측면에서 유사하거나 더 개선된 것을 확인하였다.
<활용예> 포도당 전이 당류 내 과당의 전환
수크로오스를 원료로 하여 포도당 전이 시키는 경우 과당이 부산물로 생성된다. 과당은 그 자체로 단맛을 내는 물질이나, 용도에 따라서는 아래와 같이 다른 당류의 원료로 이용될 수 있다.
활용예 1: 과당의 알룰로오스 전환
상기 실시예 2의 포도당 전이 당류 샘플에 한국 공개특허공보 제10-2018-0055737호에 공지된 카이스티아 그래뉼리(Kaistia granuli) LIS1 균주(KCCM11916P)를 55℃, 2 시간 동안 접촉시켜 과당을 알룰로오스로 전환하여 알룰로오스가 포함된 포도당 전이 당류를 제조하였다.
활용예 2: 과당의 타가토오스 전환
상기 실시예 2의 포도당 전이 당류 샘플에 한국 공개특허공보 제10-2018-0111678호 에 공지된 코스모토가 오엘리아(Kosmotoga olearia) 유래 과당-4-에피머화 효소를 60℃, 2 시간 동안 접촉시켜 과당을 타가토오스로 전환하여 타가토오스가 포함된 포도당 전이 당류를 제조하였다.
한국미생물보존센터(Korean Culture Center of Microorganisms, KCCM) KCCM12588P 20190902
<110> CJ CheilJedang Corporation <120> Oligosaccharide Composition and Preparation Method of Oligosaccharide Composition <130> 2019-DPCJ-0047 <160> 1 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 1300 <212> DNA <213> Unknown <220> <223> Leuconostoc citreum CJ-2B11 <400> 1 gaacgggtga gtaacacgtg gataacctgc ctcaaggctg gggataacat ttggaaacag 60 atgctaatac cgaataaaac ttagtatcgc atgatataaa gttaaaaggc gctacggcgc 120 cacctagaga tggatccgcg gtgcattagt tagttggtgg ggtaaaggct taccaagaca 180 atgatgcata gccgagttga gagactgatc ggccacattg ggactgagac acggcccaaa 240 ctcctacggg aggctgcagt agggaatctt ccacaatggg cgcaagcctg atggagcaac 300 gccgcgtgtg tgatgaaggc tttcgggtcg taaagcactg ttgtatggga agaaatgcta 360 aaatagggaa tgattttagt ttgacggtac cataccagaa agggacggct aaatacgtgc 420 cagcagccgc ggtaatacgt atgtcccgag cgttatccgg atttattggg cgtaaagcga 480 gcgcagacgg ttgattaagt ctgatgtgaa agcccggagc tcaactccgg aatggcattg 540 gaaactggtt aacttgagtg ttgtagaggt aagtggaact ccatgtgtag cggtggaatg 600 cgtagatata tggaagaaca ccagtggcga aggcggctta ctggacaaca actgacgttg 660 aggctcgaaa gtgtgggtag caaacaggat tagataccct ggtagtccac accgtaaacg 720 atgaatacta ggtgttagga ggtttccgcc tcttagtgcc gaagctaacg cattaagtat 780 tccgcctggg gagtacgacc gcaaggttga aactcaaagg aattgacggg gacccgcaca 840 agcggtggag catgtggttt aattcgaagc aacgcgaaga accttaccag gtcttgacat 900 cctttgaagc ttttagagat agaagtgttc tcttcggaga caaagtgaca ggtggtgcat 960 ggtcgtcgtc agctcgtgtc gtgagatgtt gggttaagtc ccgcaacgag cgcaaccctt 1020 attgttagtt gccagcattc agttgggcac tctagcgaga ctgccggtga caaaccggag 1080 gaaggcgggg acgacgtcag atcatcatgc cccttatgac ctgggctaca cacgtgctac 1140 aatggcgtat acaacgagtt gccaacctgc gaaggtgagc taatctctta aagtacgtct 1200 cagttcggac tgcagtctgc aactcgactg cacgaagtcg gaatcgctag taatcgcgga 1260 tcagcacgcc gcggtgaata cgttcccggg tcttgtacac 1300

Claims (10)

  1. 수탁번호 KCCM12588P의 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 균주는 당전이 효소를 1 IU/mL 이상으로 생산하는, 균주.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 당전이 효소는 글루칸 수크라아제를 포함하는, 균주.
  4. 수탁번호 KCCM12588P의 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주 및 이의 배양물 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 조성물.
  5. 류코노스톡(Leuconostoc) 속 미생물 또는 류코노스톡(Leuconostoc) 속 미생물 유래의 글루칸 수크라아제를 수크로오스를 포함하는 원료와 접촉하는 것을 포함하고,
    상기 류코노스톡 속 미생물은 수탁번호 KCCM12588P의 류코노스톡 시트리움 CJ-2B11(Leuconostoc citreum CJ-2B11) 균주를 포함하는 포도당 전이 당류의 생산 방법.
  6. 삭제
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 포도당 전이 당류는 올리고당인, 포도당 전이 당류의 생산 방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 류코노스톡(Leuconostoc) 속 미생물 또는 류코노스톡(Leuconostoc) 속 미생물 유래의 글루칸 수크라아제를 수크로오스를 포함하는 원료와 접촉하는 것은, 25 내지 50℃의 온도에서 수행되는 것인, 포도당 전이 당류의 생산 방법.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 글루칸 수크라아제를 수크로오스를 포함하는 원료와 접촉하는 단계 이후에, 과당 에피머화 효소와 수크로오스로부터 유래된 과당과 접촉하여 과당의 에피머를 생산하는 것을 추가로 포함하는, 포도당 전이 당류의 생산 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 과당의 에피머는 알룰로오스, 타가토오스, 및 솔보오스로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 포도당 전이 당류의 생산 방법.

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