KR102577718B1 - 김치 유산균을 이용한 차전자피 포스트 바이오틱스 제조 방법 - Google Patents

김치 유산균을 이용한 차전자피 포스트 바이오틱스 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 차전자피 포스트 바이오틱스 제조방법은, 유산균을 액상배지에 접종하여 유산균 액상물을 포함하는 제1 액상물을 배양 하는 단계; 원물을 착즙기에 넣어 원물 착즙액을 만드는 단계; 차전자피를 분쇄기에 넣어 차전자피 분말을 준비하는 단계; 상기 제1 액상물, 상기 원물 착즙액 및 상기 차전자피 분말을 혼합하여 제2 액상물로 만드는 단계; 상기 제2 액상물을 배양하여 발효액을 만드는 단계; 상기 발효액을 건조하여 제3 액상물을 만드는 단계; 상기 제3 액상물을 열처리하고 분쇄하여 분말 형태의 차전자피 포스트 바이오틱스를 만드는 단계; 를 포함할 수 있다.

Description

김치 유산균을 이용한 차전자피 포스트 바이오틱스 제조 방법{PREPARATION METHOD OF PSYLLIUM POWDER FERMENTED BY LACTIC ACID BACTERIA}
본 발명은 유산균 배양액을 이용하여 슈퍼푸드 등 일상생활에서 접할 수 있는 식재료를 유산균과 함께 발효시키고 이를 분말 형태로 제조하는 김치 유산균을 이용한 포스트 바이오틱스 제조 방법에 관한 것이다.
포스트 바이오틱스는 유산균 배양 건조물을 말한다. 유산균이 만들어내는 유기산, 즉 박테리오신(Bacteriocin), 뷰틸레이트, 효소, 아미노산, 펩타이드 등 유산균 대사산물이 대표적이다.
포스트 바이오틱스는 ‘프로 바이오틱스’와 그의 먹이인 ‘프리 바이오틱스’, 이 둘을 함께 지칭하는 ‘신 바이오틱스’에 이어 4세대 유산균으로 주목받고 있다.
프로 바이오틱스는 유산균을 비롯해 몸속에서 유익한 효과를 내는 모든 균을 의미한다. 장뿐만 아니라 면역질환 등 다양한 신체 기능에 관여한다. 한동안 프로 바이오틱스의 먹이가 되는 식이섬유(프리 바이오틱스)를 함께 복용하면 효과가 더 좋다는 연구가 급물살을 탔는데, 최근에는 프로 바이오틱스가 내놓는 대사산물인 포스트 바이오틱스가 치료제나 질병 진단에 효율적이라는 주장이 주목받고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1604633호
본 발명은 차전자피를 유산균 배양액과 혼합 및 발효시켜 마련되는 유산균 대사산물을 포스트 바이오틱스 분말 형태로 제공하기 위한 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 차전자피 포스트 바이오틱스 제조방법은, 유산균을 액상배지에 접종하여 유산균 액상물을 포함하는 제1 액상물을 배양 하는 단계; 원물을 착즙기에 넣어 원물 착즙액을 만드는 단계; 차전자피를 분쇄기에 넣어 차전자피 분말을 준비하는 단계; 상기 제1 액상물, 상기 원물 착즙액 및 상기 차전자피 분말을 혼합하여 제2 액상물로 만드는 단계; 상기 제2 액상물을 배양하여 발효액을 만드는 단계; 상기 발효액을 건조하여 제3 액상물을 만드는 단계; 상기 제3 액상물을 열처리하고 분쇄하여 분말 형태의 차전자피 포스트 바이오틱스를 만드는 단계; 를 포함할 수 있다.
포스트 바이오틱스는 장 기능 개선을 통한 예방 건강과 건강 증진에 도움을 주기 때문에 세균성 장 질환자, 잦은 배탈, 비만, 당뇨, 다이어트가 필요한 사람 등에게 도움이 될 수 있다.
포스트 바이오틱스는 프로 바이오틱스가 먹이인 프리 바이오틱스를 먹고 만들어내는 대사 산물로 유기산, 박테리오신(Bacteriocin), EPS, 효소 등을 나타낸다.
포스트 바이오틱스는 '프로 바이오틱스’와 그의 먹이인 ‘프리 바이오틱스’, 이 둘을 함께 지칭하는 ‘신 바이오틱스’에 이어 4세대 유산균으로 주목받고 있다.
프로 바이오틱스는 유산균을 비롯해 몸속에서 유익한 효과를 내는 모든 균을 의미한다. 장뿐만 아니라 면역질환 등 다양한 신체 기능에 관여한다. 한동안 프로 바이오틱스의 먹이가 되는 식이섬유(프리 바이오틱스)를 함께 복용하면 효과가 더 좋다는 연구가 급물살을 탔는데, 최근에는 프로 바이오틱스가 내놓는 대사산물인 포스트 바이오틱스가 치료제나 질병 진단에 효율적이라는 주장이 주목받고 있다.
차전자피는 식이섬유가 풍부하며, 물을 만나면 40배 가량 팽창하면서 점성을 만들어 낼 수 있고, 장의 연동운동을 촉진시키고 변을 부드럽게 해주며 장내 독소들을 흡착하여 편안하게 쾌변을 도와줄 수 있다. 또한, 차전자피는 혈압을 낮출 수 있고, 콜레스테롤 수치 조절, 심장근육을 강화시켜 심장병의 위험을 낮출 수 있다.
본 발명은 사용하고자 하는 식재료인 차전자피를 이용한 포스트 바이오틱스 제조 방법으로서 차전자피를 사용할 수 있다. 차전자피와 프로 바이오틱스를 이용하여 발효시킬 수 있고, 대사산물인 포스트 바이오틱스를 건조시킨 분말을 제조할 수 있으며, 이러한 분말을 복용하면, 다양한 질병의 유발을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제조 방법에 관한 블럭도이다.
최근 장 건강에 대한 사람들의 관심이 높아지면서 건강보조식품으로 유산균 제품, 즉 프로 바이오틱스, 프리 바이오틱스, 신 바이오틱스, 포스트 바이오틱스 등을 섭취하는 사람들이 늘고 있다.
꾸준한 유산균 섭취는 장내 유익균을 늘리고 유해균을 줄여 장 내 환경을 건강한 상태로 유지할 수 있게 되는데, 시장에 내온 유산균 제품에 사용된 유산균들이 다양한 만큼 그 종류를 알고 먹는 것이 더 효과적으로 장 건강을 관리하는 데 도움이 될 수 있다.
먼저 프로 바이오틱스는 유익균이 많은 장 내 환경을 만들 수 있도록 도움을 주는 유산균으로, 장 점막에 정착해 유해균으로부터 장을 보호하는 역할을 한다.
장 환경을 균형있게 조성해 장 건강과 면역 시스템을 강화할 수 있지만, 암 환자, 크론병 환자, 면역억제제 복용자 등은 패혈증이나 염증이 생길 수 있기 때문에 섭취에 주의가 필요하다.
프리 바이오틱스는 프로 바이오틱스의 먹이 역할을 하는 것으로, 최근 유익균의 먹이가 장 건강에 도움이 된다는 것이 방송 등을 통해 널리 알려지기도 했다.
프리 바이오틱스는 프락토올리고당을 포함할 수 있다. 프리 바이오틱스는 음식으로도 섭취를 할 수 있는데, 대표적으로 바나나, 마, 콩, 양파, 사과, 옥수수, 다크 초콜릿(70% 이상) 등에 다량 함유돼 있다.
다만, 지나치게 섭취하면 경우에 따라 가스가 차거나 구토감을 느낄 수 있으니 적정량을 섭취하는 것이 중요하다.
신 바이오틱스는 프로 바이오틱스와 프리 바이오틱스의 장점을 모두 취하기 위해서 둘을 혼합한 제품이다.
포스트 바이오틱스는 유산균 배양 건조물을 말한다. 유산균이 만들어내는 유기산, 즉 박테리오신(Bacteriocin), 뷰틸레이트, 효소, 아미노산, 펩타이드 등 유산균 대사산물이 대표적이다.
포스트 바이오틱스는 유해균을 억제하고 장 점막 면역을 활성화시키는데, 프로 바이오틱스의 경우 장 점막에 부착해 유해균을 억제하는데 일정한 시간이 필요하지만, 포스트 바이오틱스는 장 점막 부착의 과정을 생략할 수 있는 것이 장점이다.
최근 미국이나 유럽에서는 이같은 유산균 대사산물에 대한 관심도가 높아지면서 포스트 바이오틱스가 상품화돼 이를 섭취하는 사람들이 늘고 있다.
포스트 바이오틱스는 장 기능 개선을 통한 예방 건강과 건강 증진에 도움을 주기 때문에 세균성 장 질환자, 잦은 배탈, 비만, 당뇨, 다이어트가 필요한 사람 등에게 도움이 될 수 있다.
포스트 바이오틱스는 프로 바이오틱스가 먹이인 프리 바이오틱스를 먹고 만들어내는 대사 산물로 유기산, 박테리오신(Bacteriocin), EPS, 효소 등을 나타낸다.
포스트 바이오틱스는 '프로 바이오틱스’와 그의 먹이인 ‘프리 바이오틱스’, 이 둘을 함께 지칭하는 ‘신 바이오틱스’에 이어 4세대 유산균으로 주목받고 있다.
프로 바이오틱스는 유산균을 비롯해 몸속에서 유익한 효과를 내는 모든 균을 의미한다. 장뿐만 아니라 면역질환 등 다양한 신체 기능에 관여한다. 한동안 프로 바이오틱스의 먹이가 되는 식이섬유(프리 바이오틱스)를 함께 복용하면 효과가 더 좋다는 연구가 급물살을 탔는데, 최근에는 프로 바이오틱스가 내놓는 대사산물인 포스트 바이오틱스가 치료제나 질병 진단에 효율적이라는 주장이 주목받고 있다.
차전자피는 식이섬유가 풍부하며, 물을 만나면 40배 가량 팽창하면서 점성을 만들어 낼 수 있고, 장의 연동운동을 촉진시키고 변을 부드럽게 해주며 장내 독소들을 흡착하여 편안하게 쾌변을 도와줄 수 있다. 또한, 차전자피는 혈압을 낮출 수 있고, 콜레스테롤 수치 조절, 심장근육을 강화시켜 심장병의 위험을 낮출 수 있다.
본 발명은 차전자피를 이용한 포스트 바이오틱스 제조 방법으로서, 차전자피와 프로 바이오틱스를 이용하여 발효시킬 수 있고, 대사산물인 포스트 바이오틱스를 건조시킨 분말을 제조할 수 있으며, 이러한 분말을 복용하면, 다양한 질병의 유발을 억제할 수 있다.
프로 바이오틱스는 당류를 발효하여 에너지를 획득하고 다량의 유산을 생성하는 세균으로서 단백질을 분해하지만 부패시키는 능력이 없으며 인체에 해로운 물질을 생성하지 않고 유익한 작용을 하는 세균들 중 유산을 생산하는 균주를 의미한다. 유산균은 건강한 사람들의 장내 미생물 생태계의 이부로 존재하여 면역기작의 증강에 의해 사람의 면역력을 강화하는 역할을 한다.
이러한 유산균에 차전자피를 적정비율로 혼합하여 유산균 발효액을 만들 수 있다. 또한 유산균 발효액은 장기 보관에는 적합하지 않기 때문에 본 발명의 제조 방법은 이를 보완하여 장기 보관할 수 있는 포스트 바이오틱스 분말을 제조하는 방법을 제시하고자 한다.
차전자피를 발효하여 포스트 바이오틱스를 제조할 수 있다. 차전자피는 질경이 씨앗(차전자)의 껍질(피)로 대변의 양을 늘려 변비를 치료하는 약물이다. 변비 치료제로 쓰이는 약물을 하제라고 하는데, 차전자피는 팽창성 하제로 분류된다. 차전자피는 80% 이상이 식이섬유로 이루어져 있으며 물에 녹는 수용성과 물에 녹지 않는 불용성 식이섬유가 골고루 함유되어 있다.
수용성 식이섬유는 장내 찌꺼기를 흡착하고 대변의 점도를 높여 대변의 이동성을 증가시키는 작용을 하며, 불용성 식이섬유는 수분을 흡수하여 대변의 크기를 늘려주고 대장 통과시간을 단축시켜 변비를 개선한다.
차전자피는 충분한 양의 물을 섭취해야 효과가 나타나며, 몸에 흡수되지 않고 생리현상과 가장 비슷하게 배변을 촉진하여 변비 환자들에게 추천된다.
또한 차전자피는 콜레스테롤 개선 및 배변활동을 원활하게 하는 건강기능식품의 기능성 원료로도 사용되며, 기능성 원료로 사용될 때에는 차전자피 식이섬유라고 불린다.
[제1 실시 예]
1. 제1 액상물을 배양하는 단계로서, 김치로부터 추출하여 배양한 유산균 Weissella paramesenteroides, Lactobacillus paraplantarum, Lactobacillus sakei subsp. Sakei, Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc gasicomitatum, Lactobacillus brevis, Lactobacillus sakei, Enterococcus faecium, Leuconosotoc kimchii, Leuconostoc citreum, Lactobacillus plantarum 중 적어도 어느 하나를 식품용 유산균 액상배지에 접종하여 제1 액상물을 대량 배양할 수 있다.
그중에서도 특히 Lactobacillus plantarum의 변종인 Lactobacillus plantarum MB01, Leuconostoc kimchii의 변종인 Leuconostoc kimchii MB1220,Leuconostoc citreum의 변종인 Leuconostoc citreum MB1221을 사용하여 배양 했을 때의 결과는 다른 균들을 배양을 했을 때 보다 뛰어날 수 있다.
Lactobacillus plantarum의 변종인 Lactobacillus plantarum MB01의 경우 비만 예방, 면역력 강화, 숙취 해소 등의 기능성이 확인되었다.
Leuconostoc kimchii의 변종인 Leuconostoc kimchii MB1220의 경우 숙취해소, 소화촉진, 면역강화, 항균, 항암, 혈중 콜레스트롤 저하, 노화 억제 등의 기능이 관련되어진 유산균으로 알려져 있다.
Leuconostoc citreum의 변종인 Leuconostoc citreum MB1221의 경우 장출혈성 대장균을 사멸시킨다는 것으로 알려져 있다.
배양된 상기 제1 액상물에는 유산균의 발효과정 중 생성된 대사산물로서 아미노산, 펩타이드, 비타민 및 유기산 등이 포함될 수 있다.
김치 유산균을 이용하면 한국인의 체질에 맞는 발효 결과를 달성할 수 있고, 유산균의 발효 상태도 인체에 무해할 수 있으며, 한국인의 소화 기작에 잘 어울릴 확률을 높일 수 있다.
배양 조건은 배양 온도 20~40℃에서 12~48시간 동안 유산균 수가 1x108 cfu/ml 이상, pH 5.0 이하가 될 때까지 배양하는 것이 바람직할 수 있다. 실험 결과, 유산균의 수가 너무 많으면 배양 상태가 급속 진전되어 변질될 수 있고, 유산균의 수가 너무 작으면 배양 시간이 너무 지연될 수 있다.
2. 다음의 표 1을 참조하면, 액상배지 조성물은 포도당 2.0 ~ 4.0%, 소이펩톤 0.5 ~ 2.0%, 효모추출물 0.2 ~ 1.0%, 기타 2~4%의 조성으로 마련될 수 있다.
원료명 배합 (%)
포도당 2.0~4.0
펩톤 0.5~2.0
효모추출물 0.2~1.0
기타 2.0~4.0
정제수 95.3~89.0
합계 100
3. 제2 액상물을 제조하는 단계로서, 배양된 상기 제1 액상물과, 첨가물을 넣지 않은 원물을 착즙기에 넣어 만든 착즙액과, 차전자피는 차전자의 껍질을 분쇄하여 식용에 적합하도록 만든 것으로서, 첨가물을 넣지 않은 차전자피를 분쇄기에 넣어 만든 분말을 혼합하여 제2 액상물을 마련할 수 있다.
4. 상기 제2 액상물을 배양하여 발효액을 제조하는 단계로서, 상기 제2 액상물을 배양실에 넣고 20~40℃에서 24~48시간 정도 발효시켜 발효액을 마련할 수 있다. 사용하는 원물에 따라 조성물의 비율은 변경될 수 있고 또한 발효과정이 늘어날 수도 있다.
사용하는 각각의 원물에 따라, 조성물의 비율이 최적 설계되어야 한다. 예를 들어, A라는 원물은 많은 양을 넣어야 제조시 원하는 농도와 색 등이 나올 수 있고, B 라는 원물은 조금만 사용하여도 제조시 원하는 농도와 색 등이 나올 수 있다. 이와 같이 사용하고자 하는 원물의 특징에 따라 유산균의 발효 결과가 달라질 수 있기 때문에 상기와 같은 최적 혼합비를 결정하였다.
예를 들면, 김치에서 유래한 Weissella paramesenteroides, Lactobacillus paraplantarum, Lactobacillus sakei subsp. Sakei, Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc gasicomitatum, Lactobacillus brevis, Lactobacillus sakei, Enterococcus faecium, Leuconosotoc kimchii, Leuconostoc citreum, Lactobacillus plantarum 유산균에 정제수와 유산균의 먹이를 넣고 배지를 형성 후 24시간~72시간 배양할 수 있다. 배양 진행시 원하는 발효물질인, 아보카도, 강황, 레몬, 라임, 새싹보리, 브로콜리, 샐러리, 파슬리, 케일, 석류, 아로니아, 노니, 바나나, 풋사과, 파인애플, 레드자몽, 오렌지, 깔라만시, 체리, 블루베리, 당근, 꽃송이버섯, 침향, 차가버섯, 타트체리, 엘더베리 등 어느 과채류를 사용해서 배양하여도 무방하다.
5. 상기 발효액을 건조하여 제3 액상물을 제조하는 단계로서, 상기 제2 액상물이 발효과정이 끝난 후, 건조기를 사용하여 제3 액상물을 제조할 수 있다.
6. 건조된 상기 제3 액상물을 열처리하고 분쇄하여 분말형태의 차전자피 포스트바이오틱스를 제조하는 단계로서, 상기 제3 액상물을 70℃ 이상 온도에서 30분 이상 열처리시킬 수 있다.
이는 살아있는 유산균이 우리 몸에 들어갔을 때 부작용을 유발할 수 있는 위험을 예방하고자 함이다. 본 발명에서 상기 열처리 온도 및 시간은 최적화되었다. 너무 높은 온도에서 하게 될 경우 제품이 변색이 될 수 있고 70℃ 이상 에서 했을 경우 변색의 위험이 가장 적었기 때문에 상기 온도에서 진행할 수 있다. 너무 오랜 시간을 할 경우 역시 변색의 위험이 나타날 수 있다
열처리가 끝난 상기 제3 액상물을 분쇄하여 분말 형태의 차전자피 포스트 바이오틱스를 만들 수 있다.
기탁기관명 : 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC)
수탁번호 : KCTC11877BP
수탁일자 : 20110223
기탁기관명 : 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC)
수탁번호 : KCTC12305BP
수탁일자 : 20121108
기탁기관명 : 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC)
수탁번호 : KCTC12306BP
수탁일자 : 20121108
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Claims (5)

  1. Leuconostoc kimchii MB1220(KCTC 12305BP) 유산균을 액상배지에 접종하여 유산균 액상물을 포함하는 제1 액상물을 배양 하는 단계;
    원물을 착즙기에 넣어 원물 착즙액을 만드는 단계;
    차전자피를 분쇄기에 넣어 차전자피 분말을 준비하는 단계;
    상기 제1 액상물, 상기 원물 착즙액 및 상기 차전자피 분말을 혼합하여 제2 액상물로 만드는 단계;
    상기 제2 액상물을 배양하여 발효액을 만드는 단계;
    상기 발효액을 건조하여 제3 액상물을 만드는 단계;
    상기 제3 액상물을 열처리하고 분쇄하여 분말 형태의 차전자피 포스트 바이오틱스를 만드는 단계; 를 포함하고,
    상기 액상배지는 포도당 2.0 ~ 4.0%, 소이펩톤 0.5 ~ 2.0%, 효모추출물 0.2 ~ 1.0%를 포함하며,
    상기 발효액을 만드는 단계는 상기 제2 액상물을 배양실에 넣고 20~40℃에서 24~48시간 정도 발효시키며,
    상기 분말 형태의 차전자피 포스트바이오틱스를 만드는 단계는,
    상기 제3 액상물을 70℃ 이상 온도에서 30분 이상 열처리하고, 열처리가 끝난 상기 제3 액상물을 분쇄하여 분말 형태의 차전자피 포스트 바이오틱스를 만드는 차전자피 포스트 바이오틱스 제조방법.
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