KR102599956B1 - 고농도 가바(gaba) 함유 유산균 배양액 및 이의 제조방법 - Google Patents
고농도 가바(gaba) 함유 유산균 배양액 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법은 (a) 쌀눈 효소분해물을 포함하는 배지를 제조하는 단계; (b) 상기 배지에 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)을 첨가하는 단계; 및 (c) 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) 균주를 접종하고, 배양하여 발효시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하여 수득된 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액은 쌀눈 효소분해물이 배지에 주발효원으로 포함되어 다양한 영양성분을 함유하고 있어 영양학적으로 매우 우수하다. 또한, 유산균이 보유하고 있는 글루타메이트 디카르복실라아제(Glutamate decarboxylase)에 의해 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)이 가바(GABA)로 전환되어 고농도의 가바(GABA)를 제조할 수 있으며, 기존에 개발된 가바(GABA) 함유 제품 대비 가바(GABA) 함량이 월등하게 높다. 뿐만 아니라 최종적으로 적용되는 제품에 따라 용해성 및 비용해성 소재로 모두 이용될 수 있으며, 액상 및 분말 소재로 모두 적용이 가능하다.
본 발명의 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법은 (a) 쌀눈 효소분해물을 포함하는 배지를 제조하는 단계; (b) 상기 배지에 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)을 첨가하는 단계; 및 (c) 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) 균주를 접종하고, 배양하여 발효시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하여 수득된 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액은 쌀눈 효소분해물이 배지에 주발효원으로 포함되어 다양한 영양성분을 함유하고 있어 영양학적으로 매우 우수하다. 또한, 유산균이 보유하고 있는 글루타메이트 디카르복실라아제(Glutamate decarboxylase)에 의해 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)이 가바(GABA)로 전환되어 고농도의 가바(GABA)를 제조할 수 있으며, 기존에 개발된 가바(GABA) 함유 제품 대비 가바(GABA) 함량이 월등하게 높다. 뿐만 아니라 최종적으로 적용되는 제품에 따라 용해성 및 비용해성 소재로 모두 이용될 수 있으며, 액상 및 분말 소재로 모두 적용이 가능하다.
Description
본 발명은 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
GABA(γ-Aminobutyric acid)는 비단백태 아미노산으로 동물의 경우 중추신경계의 주된 억제성 신경전달물질(Inhibitory Neurotransmitter)로서 잘 알려져 있다. GABA는 많은 생리학적 메카니즘에 관여하여 동물의 경우 뇌의 혈류를 활발하게 하고, 산소공급량을 증가시켜 뇌세포의 대사기능을 항진시키는 것으로 알려져 있으며, 프로락틴(Prolactin)의 분비와 성장호르몬의 분비 조절에도 관여하며 혈압강하 및 통증완화에도 효과가 있는 것으로 알려져 있어 약리적으로 매우 관심이 높은 물질이다.
GABA가 고혈압, 치매의 예방 등에 중요한 역할을 하는 것으로 알려지면서 의약품으로서 뿐만 아니라 최근에는 기능성 식품소재로서의 관심이 고조되고 있다. 이와 같은 관심에 따라 각종 소재에 자연적으로 GABA의 함량을 증가시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 예를들어, 녹차의 생잎을 N2 가스에 6~8시간 동안 방치하거나 쌀눈배아 및 현미를 일정한 온도의 물에 침지하는 방법을 통하여 GABA의 함량이 증가된 녹차 및 GABA-함유 쌀눈배아 및 발아현미를 생산하고 있다.
그러나, 이러한 방법에 의하여 제조된 제품에서의 GABA 함량은 제품의 무게기준으로 최고 0.5%(w/w)를 넘지 못하는 문제점과 제품의 형태가 모두 불용성 형태로, GABA를 이용한 제품 개발에 한계점을 나타낸다. 이러한 문제의 해결을 위하여, 최근 일본에서는 유산균을 이용하여 기질 중에 첨가된 MSG(모노소듐글루타메이트)를 탈탄산효소를 이용하여 GABA로 전환시킨 후 배양액 중 축적되어있는 GABA만을 회수 농축한 제품이 개발되었다. 이렇게 유산균을 이용하여 생산되는 GABA는 발효 후 공정에 따라 고농도의 제품 생산이 가능하며, 완전 용해되는 제품으로 생산이 가능한 장점이 있다.
종래의 기술을 살펴보면, 대한민국 등록특허공보 제10-0558760호「GABA 성분이 강화된 발아현미의 제조 방법 및 GABA성분이 강화된 발아현미차의 제조방법」, 대한민국 등록특허공보 제10-0687599호「쌀눈도정 부산물을 이용한 GABA 제조방법」, 대한민국 등록특허공보 제10-1395855호「탈지미강을 포함한 배지 및 이를 이용한 고농도 GABA의 제조방법」 등 GABA 제조를 위하여 쌀눈을 이용하는 연구가 다수 이루어지고 있다.
그 중 쌀눈은 GABA를 생산하는 배지의 원료로서 많은 장점을 가지고 있다. 특히, 디카르복실라제(Decarboxylase)의 조효소로 쓰이는 피리독실인산이 포함되어 있다. 하지만, 쌀눈 열수 추출물 만으로는 쌀눈의 영양성분을 다 추출하지 못하므로 보다 효과적인 방법을 이용하여 GABA의 생산률을 높이기 위한 연구가 필요한 실정이다.
유산균에 의하여 배지 중에 첨가된 글루탐산을 전환시킴으로써 GABA를 생산하는 연구가 시작된 일본의 경우, GABA의 생산과 관련된 많은 특허가 알려져 있으나, 배지 조성이 단순하거나, 알코올발효 부산물 등의 특정 성분을 이용하는 방법을 사용하였으며(일본등록특허공보 제4968869호), 유산균 및 효모의 배양을 이용한 GABA 생산을 위한 미강, 쌀눈배아, 밀배아 또는 이들의 추출물 등 다양한 배지 조성에 관하여 연구된 바는 있으나(일본 등록특허공보 제4137349호), 글루탐산 및 각종 글루탐산염들의 첨가량이 식품소재 전체 중에 0.1-5%에 불과하여 발효 후 GABA의 함량이 낮은 문제점이 있다.
국내에서 진행된 발효에 의하여 제조되는 GABA의 생산성을 높이는 연구는 GABA 생산 균주를 김치 스타터로서 사용하는 경우(대한민국 공개특허공보 제10-2009-0036802호), 발효 유제품의 스타터로 사용하는 방법(대한민국 등록특허공보 제10-0661823호) 등이 있으나 모두 완제품인 김치 및 치즈의 GABA 함량을 높이는 것이 주목적이며, 아직 발효법을 통하여 고농도의 GABA를 생산하기 위한 방법은 제안된 바 없다.
미국 및 유럽에서는 아직 유산균을 이용하여 배지 중에 인위적으로 첨가한 글루탐산 또는 그 염을 GABA로 전환시키는 생산방법과 관련된 특허가 알려져 있지 않으며, 단지 천연물에 존재하는 글루탐산을 글루타민산 디카르복실라아제 및 글루타미나아제로 처리하여 GABA를 얻는 공정의 기술만 있는 것으로 조사되었다.
상기한 바와 같이, 종래기술로는 쌀눈 효소분해물을 원료로 발효를 진행하여 GABA를 생산한 바 없으며 발효법에 의하여 고농도의 GABA를 생산하는 방법에 대하여 논의된 바 없다.
이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 노력한 결과, 쌀눈 열수 추출물 만으로는 쌀눈의 영양성분을 다 추출하지 못하므로 보다 효과적인 쌀눈 효소분해물을 이용하여 가바(GABA) 생산배지를 제조하고, MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)을 첨가한 다음, 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) 균주를 접종하고, 배양하여 발효시킬 경우, 유산균이 보유하고 있는 글루타메이트 디카르복실라아제(Glutamate decarboxylase)에 의해 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)이 가바(GABA)로 전환되어 고농도의 가바(GABA) 함유 유산균 배양액을 생성시킬 수 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 쌀눈 효소분해물을 주발효원으로 포함하는 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액을 이용한 고농도 가바(GABA) 분말의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 쌀눈 효소분해물을 포함하는 배지를 제조하는 단계; (b) 상기 배지에 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)을 첨가하는 단계; 및 (c) 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) 균주를 접종하고, 배양하여 발효시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 쌀눈 효소분해물은 쌀눈을 세척하는 단계; 세척된 쌀눈에 물을 2 내지 20배로 첨가하여 침지시키는 단계; 침지된 쌀눈을 AMG 300L 효소처리한 후, 55 내지 70℃에서 100 내지 150분 동안 교반하여 쌀눈을 분해시키는 단계; 및 분해된 쌀눈을 필터를 이용하여 쌀눈을 제거하고 남은 효소분해물을 수득하는 단계를 포함하는 방법으로 제조된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 배지는 (ⅰ) 글루코오스, 수크로오스, 말토오스, 프럭토오스, 락토오스, 자일로오스, 갈락토오스, 아라비노오스 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 탄소원; (ⅱ) 효모 추출물, 소이톤(Soytone), 펩톤, 비프추출물(Beef extract), 트립톤, 카시톤 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 질소원; 및 (ⅲ) 마그네슘 설페이트, 소듐아세테이트, 망가네이즈 설페이트, 페릭 설페이트, 칼슘 클로라이드, 폴리솔베이트 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 미량성분을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 배지 총 중량에 대하여 탄소원은 0.5 내지 3중량%, 질소원은 0.5 내지 3중량% 및 무기성분은 0.5 내지 3중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)은 배지 총 중량에 대하여 1 내지 40중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 배양은 30 내지 40℃에서 44 내지 72시간 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한, 상기 제조방법에 따라 수득된 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액은 건물 기준으로 가바(GABA) 함유량이 40 내지 90%인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한, 상기 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액으로부터 불용성 성분을 제거하는 단계;(b) 불용성 성분이 제거된 배양액에 부형제를 혼합하는 단계; 및 (c) 부형제가 혼합된 배양액을 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 분말의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 불용성 성분을 제거하는 단계는 규조토를 첨가한 다음 여과시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 부형제는 말토텍스트린, 가용성전분, 변성전분 및 분말유지로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 건조는 동결건조, 분무건조, 감압건조 및 열풍건조로 구성된 군으로부터 선택되는 방법으로부터 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 (a) 불용성 성분이 제거된 쌀눈 효소분해물을 포함하는 배지를 제조하는 단계; (b) 상기 배지에 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)을 첨가하는 단계; 및 (c) 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) 균주를 접종하고, 배양하여 발효시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 쌀눈 효소분해물은 쌀눈을 세척하는 단계; 세척된 쌀눈에 물을 2 내지 20배로 첨가하여 침지시키는 단계; 침지된 쌀눈을 AMG 300L 효소처리한 후, 55 내지 70℃에서 100 내지 150분 동안 교반하여 쌀눈을 분해시키는 단계; 및 분해된 쌀눈의 불용성 성분을 제거하고 남은 효소분해물을 수득하는 단계를 포함하는 방법으로 제조된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 불용성 성분이 제거된 쌀눈 효소분해물은 쌀눈 효소분해물에 규조토를 첨가한 다음 여과시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 배지는 (ⅰ) 글루코오스, 수크로오스, 말토오스, 프럭토오스, 락토오스, 자일로오스, 갈락토오스, 아라비노오스 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 탄소원; (ⅱ) 효모 추출물, 소이톤(Soytone), 펩톤, 비프추출물(Beef extract), 트립톤, 카시톤 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 질소원; 및 (ⅲ) 마그네슘 설페이트, 소듐아세테이트, 망가네이즈 설페이트, 페릭 설페이트, 칼슘 클로라이드, 폴리솔베이트 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 무기성분을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 배지 총 중량에 대하여 탄소원은 0.5 내지 3중량%, 질소원은 0.5 내지 3중량% 및 무기성분은 0.5 내지 3중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)은 배지 총 중량에 대하여 1 내지 40중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 배양은 30 내지 40℃에서 44 내지 72시간 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한, 상기 제조방법에 따라 수득된 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액은 건물 기준으로 가바(GABA) 함유량이 40 내지 90%인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한, (a) 제20항의 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액에 부형제를 혼합하는 단계; 및
(b) 부형제가 혼합된 배양액을 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 분말의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 부형제는 말토텍스트린, 가용성전분, 변성전분 및 분말유지로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 건조는 동결건조, 분무건조, 감압건조 및 열풍건조로 구성된 군으로부터 선택되는 방법으로부터 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 고농도 가바(GABA) 분말은 유산균 배양체를 포함하고, 유산균 배양체 수는 1X104~1X108cfu/g인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하여 수득된 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액은 쌀눈 효소분해물이 배지에 주발효원으로 포함되어 다양한 영양성분을 함유하고 있어 영양학적으로 매우 우수하다. 또한, 유산균이 보유하고 있는 글루타메이트 디카르복실라아제(Glutamate decarboxylase)에 의해 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)이 가바(GABA)로 전환되어 고농도의 가바(GABA)를 제조할 수 있으며, 기존에 개발된 가바(GABA) 함유 제품 대비 가바(GABA) 함량이 월등하게 높다. 뿐만 아니라 최종적으로 적용되는 제품에 따라 용해성 및 비용해성 소재로 모두 이용될 수 있으며, 액상 및 분말 소재로 모두 적용이 가능하다.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명에서는 쌀눈 효소분해물을 이용하여 가바(GABA) 배지를 제조하고, MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)을 첨가한 다음, 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) 균주를 접종하고, 배양하여 발효시킬 경우, 유산균이 보유하고 있는 글루타메이트 디카르복실라아제(Glutamate decarboxylase)에 의해 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)이 가바(GABA)로 전환되어 고농도의 가바(GABA) 함유 유산균 배양액을 제조할 수 있다는 것을 확인하고자 하였다.
이에, 본 발명의 실시예에서는 쌀눈을 세척한 다음 물을 첨가하여 침지시킨 후, 효소를 첨가하여 쌀눈을 분해시키고, 분해된 쌀눈을 필터를 이용하여 쌀눈을 제거하고 남은 쌀눈 효소분해물을 포함하는 배지를 제조하였다. 다음으로, 쌀눈 효소분해물을 포함하는 배지에 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)을 첨가한 다음, 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) 균주를 접종하고, 배양하여 발효시켜 고농도의 가바(GABA) 함유 유산균 배양액을 제조하였다. 제조된 가바(GABA) 함량을 HPLC를 통해 분석한 결과, 샘플 3개 모두 가바(GABA) 성분이 고함량 함유되어 있다는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명은 일 관점에서, (a) 쌀눈 효소분해물을 포함하는 배지를 제조하는 단계; (b) 상기 배지에 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)을 첨가하는 단계; 및 (c) 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) 균주를 접종하고, 배양하여 발효시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법은 (a) 쌀눈 효소분해물을 포함하는 배지를 제조하는 단계; (b) 상기 배지에 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)을 첨가하는 단계; 및 (c) 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) 균주를 접종하고, 배양하여 발효시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 쌀눈은 가바(GABA)를 생산하는 배지의 원료로서 많은 장점을 가지고 있다. 특히, 쌀눈은 디카르복실라아제(Glutamate decarboxylase)의 조효소로 쓰이는 피리독실인산이 포함되어 있다. 하지만, 쌀눈 열수 추출물 만으로는 쌀눈의 영양성분을 다 추출하지 못하므로, 본 발명에서는 쌀눈 효소분해물을 이용하여 가바(GABA)를 생산하는 배지를 제조하고자 하였다.
본 발명에 있어서, 상기 쌀눈 효소분해물은 쌀눈을 세척하는 단계; 세척된 쌀눈에 물을 2 내지 20배로 첨가하여 침지시키는 단계; 침지된 쌀눈을 AMG 300L 효소처리한 후, 55 내지 70℃에서 100 내지 150분 동안 교반하여 쌀눈을 분해시키는 단계; 및 분해된 쌀눈을 필터를 이용하여 쌀눈을 제거하고 남은 효소분해물을 수득하는 단계를 포함하는 방법으로 제조된 것이 바람직하다.
상기 쌀눈 효소분해물은 보다 용이하게 영양분을 용출하기 위하여 쌀눈을 최적의 양으로 가수 후, 효소처리를 하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 쌀눈을 침지시키기 위하여 사용하는 물의 양은 쌀눈 대비 물의 양이 2 내지 20배가 되도록 첨가하여 침지시키는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5 내지 15배이다. 만일, 쌀눈 대비 물의 양이 5배 미만일 경우에는 추출효율이 떨어지는 단점이 있고, 쌀눈 대비 물의 양이 20배를 초과할 경우에는 추출 후 유효성분의 농도가 낮아 발효원으로 사용될 경우 가바(GABA) 전환율이 낮은 문제점이 발생할 수 있기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 침지된 쌀눈을 효소처리한 다음, 55 내지 70℃에서 100 내지 150분 동안 교반하여 쌀눈을 분해시키는 것이 바람직하고, 60℃에서 2시간 동안 수행하는 것이 가장 바람직하다. 만일, 온도가 55℃ 미만일 경우에는 온도가 낮아 시간이 오래 소요되고, 온도가 70℃를 초과할 경우에는 효소의 열 변성으로 분해가 되지 않는 경우가 생기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명에 있어서, 상기 배지는 (ⅰ) 글루코오스, 수크로오스, 말토오스, 프럭토오스, 락토오스, 자일로오스, 갈락토오스, 아라비노오스 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 탄소원; (ⅱ) 효모 추출물, 소이톤(Soytone), 펩톤, 비프추출물(Beef extract), 트립톤, 카시톤 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 질소원; 및 (ⅲ) 마그네슘 설페이트, 소듐아세테이트, 망가네이즈 설페이트, 페릭 설페이트, 칼슘 클로라이드, 폴리솔베이트 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 미량성분을 추가적으로 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 배지 총 중량에 대하여 탄소원은 0.5 내지 3중량%, 질소원은 0.5 내지 3중량% 및 무기성분은 0.5 내지 3중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 탄소원은 배지 총 중량에 대하여 0.5 내지 3중량% 포함하는 것이 바람직하다. 만일, 탄소원의 함량이 0.5중량% 미만일 경우에는 유산균의 생장에 필요한 탄소원이 부족하여 자라지 않고, 3중량%를 초과할 경우에는 유기산 생산이 많아져서 품질 저하를 야기 시키기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 상기 질소원은 배지 총 중량에 대하여 0.5 내지 3중량% 포함하는 것이 바람직하다. 만일, 질소원의 함량이 0.5중량% 미만일 경우에는 질소원 부족으로 글루타메이트를 질소원으로 사용하여 GABA 농도가 줄어들고, 3중량%를 초과할 경우에는 남아있는 질소원과 탄소원의 마일라드 반응으로 분무건조가 잘되지 않을 수 있기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 상기 무기성분은 배지 총 중량에 대하여 0.5 내지 3중량% 포함하는 것이 바람직하다. 만일, 무기성분의 함량이 0.5중량% 미만일 경우에는 유산균 생육에 문제가 생기고, 3중량%를 초과할 경우에는 소모되지 않고 남아서 최종제품 품질의 저하를 야기시키기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명에 있어서, 상기 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)은 배지 총 중량에 대하여 1 내지 40중량%를 포함하는 것이 바람직하고, 1 내지 40중량%를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 만일, MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)의 함량이 배지 총 중량에 대하여 1중량% 미만일 경우에는 GABA가 거의 생성이 되지 않고, 40중량%를 초과할 경우에는 발효시간이 길어져서 효율이 떨어지기 때문에 바람직하지 않다.
상기 배지에 MSG(Mono Sodium Glutamate)를 첨가하면 고농도의 가바(GABA)가 생산되고, 글루타메이트 디카르복실라아제(Glutamate decarboxylase) 효소의 최대활성도 pH를 유지하기 위하여 L-글루탐산(L-glutamic acid) 염을 첨가하여 가바(GABA) 전환 시, L-글루탐산(L-glutamic acid) 염이 녹아 일정 pH를 유지하여 가바(GABA)의 생산속도 및 생산율이 증가한다.
본 발명에 있어서, 상기 쌀눈 효소분해물을 포함하는 배지에 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)을 첨가하여 수득된 배지는 멸균 처리를 하는 것이 바람직하다. 상기 멸균 처리는 온도가 너무 낮거나 시간이 짧으면 멸균 효과가 감소하고, 온도가 너무 높거나 멸균 시간이 길면 영양소의 파괴가 심해지기 때문에 121℃에서 15분간 수행하는 것이 가장 바람직하다.
상기와 같이 멸균 처리가 완료된 배지에 유산균을 접종하게 되는데, 본 발명에서는 유산균 중 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) 균주를 사용하는 것이 유산균이 보유하고 있는 글루타메이트 디카르복실라아제(Glutamate decarboxylase)에 의해 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)을 가바(GABA)로 전환시키는 능력이 매우 탁월하다는 측면에서 바람직하다.
또한, 유산균의 접종양은 배지의 2 내지 10%로 하는 것이 바람직하다. 만일 유산균의 접종양이 배지의 2% 미만일 경우에는 가바(GABA)의 생산을 위한 배양 시간이 길어지며, 10%를 초과할 경우에는 종균의 생산에 부담이 되기 때문에 바람직하지 않다. 이때, 배지의 pH를 4.2~5.5로 조정한다.
본 발명에 있어서, 상기와 같이 유산균 접종을 한 다음, 배지를 골고루 혼합한 후 배양하여 발효시킬 수 있는데, 이때, 배양은 30 내지 40℃에서 44 내지 72시간 동안 수행되는 것이 바람직하다. 만일, 배양 온도가 30℃ 미만일 경우에는 발효가 쉽게 일어나지 않으며, 40℃를 초과할 경우에는 열에 약한 유산균이 사멸하여 가바(GABA)를 생산할 수 없기 때문에 바람직하지 않다.
상기와 같이 배지에 유산균을 접종하여 배양하여 발효시키는 단계를 통하여 유산균이 보유하고 있는 글루타메이트 디카르복실라아제(Glutamate decarboxylase)에 의해 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)이 가바(GABA)로 전환되어 고농도의 가바(GABA) 함유 유산균 배양액)를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 다른 관점에서, 상기 제조방법에 따라 수득된 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액은 건물 기준으로 가바(GABA) 함유량이 40 내지 90%인 것일 수 있다.
전술된 바와 같이 수득된 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액은 쌀눈 효소분해물이 배지에 주발효원으로 포함되어 다양한 영양성분을 함유하고 있어 영양학적으로 매우 우수하다. 또한, 유산균이 보유하고 있는 글루타메이트 디카르복실라아제(Glutamate decarboxylase)에 의해 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)이 가바(GABA)로 전환되어 고농도의 함유 유산균 배양액을 제조할 수 있으며, 기존에 개발된 가바(GABA) 함유 제품 대비 가바(GABA) 함량이 월등하게 높다. 뿐만 아니라 최종적으로 적용되는 제품에 따라 용해성 및 비용해성 소재로 모두 이용될 수 있으며, 액상 및 분말 소재로 모두 적용이 가능하다.
또한, 본 발명은 다른 관점에서, 상기 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액으로부터 불용성 성분을 제거하는 단계; (b) 불용성 성분이 제거된 배양액에 부형제를 혼합하는 단계; 및 (c) 부형제가 혼합된 배양액을 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 분말의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 불용성 성분을 제거하는 단계는 규조토를 첨가한 다음 여과시키는 것이 여과시간을 단축시킨다는 측면에서 바람직하다.
불용성 성분이 존재할 경우, 불순물로 인한 품질 저하 때문에 고농도 가바(GABA) 분말의 제조 단계에서 불용성 성분이 존재하지 않도록 하는 것이 중요하다.
상기와 같이 불용성 성분을 제거시킴으로써 불용성 성분과 함께 유산균이 함께 제거되어 순도 높은 rice GABA 제조가 가능하고, 유산균이 제거됨으로써 유통기한이 늘어나게 된다.
상기 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액으로부터 불용성 성분을 제거하기 위하여 유산균 배양액 100 중량부에 대하여 규조토 5 내지 10 중량부를 첨가하고, 여과를 한 후 맑은 액체만 취하여 불용성 성분이 제거된 배양액을 수득하는 것이 바람직하다. 만일, 유산균 배양액 100 중량부에 대하여 규조토를 5 미만으로 첨가할 경우에는 불용성 성분 제거가 잘 되지 않을 뿐만 아니라 필터 시간도 증가되고, 10 중량부를 초과할 경우에는 10 중량부 이하일 때와 차이가 없기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명에 있어서, 상기 부형제는 말토텍스트린, 가용성전분, 변성전분 및 분말유지로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 건조는 동결건조, 분무건조, 감압건조 및 열풍건조로 구성된 군으로부터 선택되는 방법으로부터 수행되는 것일 수 있다.
전술된 바와 같이 수득된 고농도 가바(GABA) 분말은 쌀눈 효소분해물이 배지에 주발효원으로 포함되어 다양한 영양성분을 함유하고 있어 영양학적으로 매우 우수하다. 또한, 유산균이 보유하고 있는 글루타메이트 디카르복실라아제(Glutamate decarboxylase)에 의해 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)이 가바(GABA)로 전환되어 고농도의 함유 유산균 배양액을 제조할 수 있으며, 기존에 개발된 가바(GABA) 함유 제품 대비 가바(GABA) 함량이 월등하게 높다. 뿐만 아니라 최종적으로 적용되는 제품에 따라 용해성 및 비용해성 소재로 모두 이용될 수 있으며, 액상 및 분말 소재 모두 사용할 수 있다.
본 발명은 다른 관점에서,(a) 불용성 성분이 제거된 쌀눈 효소분해물을 포함하는 배지를 제조하는 단계; (b) 상기 배지에 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)을 첨가하는 단계; 및 (c) 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) 균주를 접종하고, 배양하여 발효시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법은 (a) 불용성 성분이 제거된 쌀눈 효소분해물을 포함하는 배지를 제조하는 단계; (b) 상기 배지에 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)을 첨가하는 단계; 및 (c) 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) 균주를 접종하고, 배양하여 발효시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 쌀눈은 가바(GABA)를 생산하는 배지의 원료로서 많은 장점을 가지고 있다. 특히, 쌀눈은 디카르복실라아제(Glutamate decarboxylase)의 조효소로 쓰이는 피리독실인산이 포함되어 있다. 하지만, 쌀눈 열수 추출물 만으로는 쌀눈의 영양성분을 다 추출하지 못하므로, 본 발명에서는 쌀눈 효소분해물을 이용하여 가바(GABA)를 생산하는 배지를 제조하고자 하였다.
본 발명에 있어서, 상기 쌀눈 효소분해물은 쌀눈을 세척하는 단계; 세척된 쌀눈에 물을 2 내지 20배로 첨가하여 침지시키는 단계; 침지된 쌀눈을 AMG 300L 효소처리한 후, 55 내지 70℃에서 100 내지 150분 동안 교반하여 쌀눈을 분해시키는 단계; 및 분해된 쌀눈의 불용성 성분을 제거하고 남은 효소분해물을 수득하는 단계를 포함하는 방법으로 제조된 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 쌀눈 효소분해물을 사용 시, 불용성 성분을 제거하고 사용하는 것일 수 있다. 상기 불용성 성분이 제거된 쌀눈 효소분해물은 쌀눈 효소분해물에 규조토를 첨가한 다음 여과시키는 것이 여과시간을 단축시킨다는 측면에서 바람직하다.
불용성 성분이 존재할 경우, 불순물로 인한 품질 저하 때문에 고농도 가바(GABA) 분말의 제조 단계에서 불용성 성분이 존재하지 않도록 하는 것이 중요하다.
상기와 같이 불용성성분을 먼저 제거한 쌀눈 효소분해물을 사용할 경우 발효 후 필터링을 거치지 않아 유산균을 포함하여 인간의 면역기능 증진에 도움이된다.
상기 쌀눈 효소분해물을 불용성 성분을 제거하기 위하여 쌀눈 효소분해물 100 중량부에 대하여 규조토 5 내지 10 중량부를 첨가하고, 여과를 한 후 맑은 액체만 취하여 불용성 성분을 제거하는 것이 바람직하다. 만일, 쌀눈 효소분해물 100 중량부에 대하여 규조토를 5 미만으로 첨가할 경우에는 불용성 성분 제거가 잘 되지 않을 뿐만 아니라 필터 시간도 증가되고, 10 중량부를 초과할 경우에는 10 중량부 이하일 때와 차이가 없기 때문에 바람직하지 않다.
상기 쌀눈 효소분해물은 보다 용이하게 영양분을 용출하기 위하여 쌀눈을 최적의 양으로 가수 후, 효소처리를 하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 쌀눈을 침지시키기 위하여 사용하는 물의 양은 쌀눈 대비 물의 양이 2 내지 20배가 되도록 첨가하여 침지시키는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5 내지 15배이다. 만일, 쌀눈 대비 물의 양이 5배 미만일 경우에는 추출효율이 떨어지는 단점이 있고, 쌀눈 대비 물의 양이 20배를 초과할 경우에는 추출 후 유효성분의 농도가 낮아 발효원으로 사용될 경우 가바(GABA) 전환율이 낮은 문제점이 발생할 수 있기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 침지된 쌀눈을 효소처리한 다음, 55 내지 70℃에서 100 내지 150분 동안 교반하여 쌀눈을 분해시키는 것이 바람직하고, 60℃에서 2시간 동안 수행하는 것이 가장 바람직하다. 만일, 온도가 55℃ 미만일 경우에는 온도가 낮아 시간이 오래 소요되고, 온도가 70℃를 초과할 경우에는 효소의 열 변성으로 분해가 되지 않는 경우가 생기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명에 있어서, 상기 배지는 (ⅰ) 글루코오스, 수크로오스, 말토오스, 프럭토오스, 락토오스, 자일로오스, 갈락토오스, 아라비노오스 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 탄소원; (ⅱ) 효모 추출물, 소이톤(Soytone), 펩톤, 비프추출물(Beef extract), 트립톤, 카시톤 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 질소원; 및 (ⅲ) 마그네슘 설페이트, 소듐아세테이트, 망가네이즈 설페이트, 페릭 설페이트, 칼슘 클로라이드, 폴리솔베이트 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 미량성분을 추가적으로 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 배지 총 중량에 대하여 탄소원은 0.5 내지 3중량%, 질소원은 0.5 내지 3중량% 및 무기성분은 0.5 내지 3중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 탄소원은 배지 총 중량에 대하여 0.5 내지 3중량% 포함하는 것이 바람직하다. 만일, 탄소원의 함량이 0.5중량% 미만일 경우에는 유산균의 생장에 필요한 탄소원이 부족하여 자라지 않고, 3중량%를 초과할 경우에는 유기산 생산이 많아져서 품질 저하를 야기 시키기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 상기 질소원은 배지 총 중량에 대하여 0.5 내지 3중량% 포함하는 것이 바람직하다. 만일, 질소원의 함량이 0.5중량% 미만일 경우에는 질소원 부족으로 글루타메이트를 질소원으로 사용하여 GABA 농도가 줄어들고, 3중량%를 초과할 경우에는 남아있는 질소원과 탄소원의 마일라드 반응으로 분무건조가 잘 안 될수 있기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 상기 무기성분은 배지 총 중량에 대하여 0.5 내지 3중량% 포함하는 것이 바람직하다. 만일, 무기성분의 함량이 0.5중량% 미만일 경우에는 유산균 생육에 문제가 생기고, 3중량%를 초과할 경우에는 소모되지 않고 남아서 최종제품 품질의 저하를 야기시키기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명에 있어서, 상기 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)은 배지 총 중량에 대하여 1 내지 40중량%를 포함하는 것이 바람직하고, 1 내지 40중량%를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 만일, MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)의 함량이 배지 총 중량에 대하여 1중량% 미만일 경우에는 GABA가 거의 생성이 되지 않고, 40중량%를 초과할 경우에는 발효시간이 길어져서 효율이 떨어지기 때문에 바람직하지 않다.
상기 배지에 MSG(Mono Sodium Glutamate)를 첨가하면 고농도의 가바(GABA)가 생산되고, 글루타메이트 디카르복실라아제(Glutamate decarboxylase) 효소의 최대활성도 pH를 유지하기 위하여 L-글루탐산(L-glutamic acid) 염을 첨가하여 가바(GABA) 전환 시, L-글루탐산(L-glutamic acid) 염이 녹아 일정 pH를 유지하여 가바(GABA)의 생산속도 및 생산율이 증가한다.
본 발명에 있어서, 상기 쌀눈 효소분해물을 포함하는 배지에 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)을 첨가하여 수득된 배지는 멸균 처리를 하는 것이 바람직하다. 상기 멸균 처리는 온도가 너무 낮거나 시간이 짧으면 멸균 효과가 감소하고, 온도가 너무 높거나 멸균 시간이 길면 영양소의 파괴가 심해지기 때문에 121℃에서 15분간 수행하는 것이 가장 바람직하다.
상기와 같이 멸균 처리가 완료된 배지에 유산균을 접종하게 되는데, 본 발명에서는 유산균 중 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) 균주를 사용하는 것이 유산균이 보유하고 있는 글루타메이트 디카르복실라아제(Glutamate decarboxylase)에 의해 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)을 가바(GABA)로 전환시키는 능력이 매우 탁월하다는 측면에서 바람직하다.
또한, 유산균의 접종양은 배지의 2 내지 10%로 하는 것이 바람직하다. 만일 유산균의 접종양이 배지의 2% 미만일 경우에는 가바(GABA)의 생산을 위한 배양 시간이 길어지며, 10%를 초과할 경우에는 종균의 생산에 부담이 되기 때문에 바람직하지 않다. 이때, 배지의 pH를 4.2~5.5로 조정한다.
본 발명에 있어서, 상기와 같이 유산균 접종을 한 다음, 배지를 골고루 혼합한 후 배양하여 발효시킬 수 있는데, 이때, 배양은 30 내지 40℃에서 44 내지 72시간 동안 수행되는 것이 바람직하다. 만일, 배양 온도가 30℃ 미만일 경우에는 발효가 쉽게 일어나지 않으며, 40℃를 초과할 경우에는 열에 약한 유산균이 사멸하여 가바(GABA)를 생산할 수 없기 때문에 바람직하지 않다.
상기와 같이 배지에 유산균을 접종하여 배양하여 발효시키는 단계를 통하여 유산균이 보유하고 있는 글루타메이트 디카르복실라아제(Glutamate decarboxylase)에 의해 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)이 가바(GABA)로 전환되어 고농도의 가바(GABA) 함유 유산균 배양액)를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 다른 관점에서, 상기 제조방법에 따라 수득된 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액은 건물 기준으로 가바(GABA) 함유량이 40 내지 90%인 것일 수 있다.
전술된 바와 같이 수득된 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액은 쌀눈 효소분해물이 배지에 주발효원으로 포함되어 다양한 영양성분을 함유하고 있어 영양학적으로 매우 우수하다. 또한, 유산균이 보유하고 있는 글루타메이트 디카르복실라아제(Glutamate decarboxylase)에 의해 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)이 가바(GABA)로 전환되어 고농도의 함유 유산균 배양액을 제조할 수 있으며, 기존에 개발된 가바(GABA) 함유 제품 대비 가바(GABA) 함량이 월등하게 높다. 뿐만 아니라 최종적으로 적용되는 제품에 따라 용해성 및 비용해성 소재로 모두 이용될 수 있으며, 액상 및 분말 소재로 모두 적용이 가능하다.
또한, 본 발명은 다른 관점에서, 상기 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액에 부형제를 혼합하는 단계; 및 (b) 부형제가 혼합된 배양액을 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 분말의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 부형제는 말토텍스트린, 가용성전분, 변성전분 및 분말유지로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 건조는 동결건조, 분무건조, 감압건조 및 열풍건조로 구성된 군으로부터 선택되는 방법으로부터 수행되는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 고농도 가바(GABA) 분말은 유산균 배양체를 포함하고, 유산균 배양체 수는 1X104~1X108cfu/g인 것일 수 있다.
전술된 바와 같이 수득된 고농도 가바(GABA) 분말은 쌀눈 효소분해물이 배지에 주발효원으로 포함되어 다양한 영양성분을 함유하고 있어 영양학적으로 매우 우수하다. 또한, 유산균이 보유하고 있는 글루타메이트 디카르복실라아제(Glutamate decarboxylase)에 의해 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)이 가바(GABA)로 전환되어 고농도의 함유 유산균 배양액을 제조할 수 있으며, 기존에 개발된 가바(GABA) 함유 제품 대비 가바(GABA) 함량이 월등하게 높다. 뿐만 아니라 최종적으로 적용되는 제품에 따라 용해성 및 비용해성 소재로 모두 이용될 수 있으며, 액상 및 분말 소재 모두 사용할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시 예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1: 쌀눈 효소분해물을 포함하는 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액 제조
쌀눈 1kg을 세척한 다음, 10L의 물에 침지하고 쌀눈의 1%인 AMG 300L 효소를 첨가한 후, 60℃에서 2시간 동안 교반하면서 쌀눈을 분해하였다. 분해시킨 쌀눈을 필터를 통하여 쌀눈을 제거하고 남은 가수분해물 100ml을 삼각플라스크에 담은 후 포도당 1%, 효모추출물 1%, MSG 5% 및 L-glutamic acid 30%를 첨가한 다음, 물 36ml을 첨가한 후 121℃에서 15분 동안 멸균하였다. 멸균이 끝난 배지에 24시간 배양한 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) BJ-20(KCTC11377BP) 균주 배양액 8ml을 접종한 후 72시간 동안 37℃에서 배양하여 최종 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액을 제조하였다.
비교예 1 : 쌀눈 효소분해물을 포함하지 않는 유산균 배양액 제조
포도당 1%, 효모추출물 1%, MSG 5% 및 L-glutamic acid 30%를 첨가한 다음, 물 36ml을 첨가한 후 121℃에서 15분 동안 멸균하였다. 멸균이 끝난 배지에 24시간 배양한 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) BJ-20(KCTC11377BP) 균주 배양액 8ml을 접종한 후 72시간 동안 37℃에서 배양하여 가바(GABA) 함유 유산균 배양액을 제조하였다.
실험예 1: 가바(GABA) 함량분석
본 실험예에서 가바(GABA)의 정량적 분석은 다음과 같이 HPLC를 이용하여 측정하였다. 시료를 적당한 농도로 0.02N 염산용액에 희석하였다. OPA 용액은 냉장보관된 OPA(O-Phthaldialdehyde, Sigma79760) powder 50mg에 1mL MeOH를 넣어 제조하였고, OPA 용액 200μL에 Borate 800μL 및 MPA(Mercaptopropionic acid, Sigma 63768) 20μL를 혼합하여 제조하였다.
HPLC 컬럼으로는 SUPERSIL 컬럼(4.6mm 250mm)을 사용하였으며, 이동상으로는 메탄올, 아세토니트릴 및 3차증류수가 각각 40:40:10(v/v)으로 혼합된 것을 용매 A로, 50mM 아세트산나트륨 용액 (ph 6.5)를 용매 B로 사용하였다. 이동상의 농도 구배는 용매 B를 90% 용매 A를 10%로 시작하여 12분 경과 후에는 용매 B가 60%, 용매 A가 40%, 13분 경과 후에는 용매 B가 10% 용매 A가 90%로 17분까지 유지되다가 17분부터 23분까지 용매 B 90% 용매 A 10%로 조절하였다. 이동상의 유속은 1mL/min으로 고정하였고, 338nm의 UV 검출기로 가바(GABA)를 검출하였다. 이런 조건에서 가바(GABA)와 글루타메이트의 보유 시간은 12.2 및 5.3분이었다.
본 실험 예에서 실시예 1 및 비교예 1을 브릭스 미터와 밀도계를 이용하여 용질량을 구하고 가바(GABA) 농도는 HPLC를 이용하여 분석 후 계산을 통해 가바(GABA) 농도가 25%가 나오도록 말토덱스트린을 첨가한 다음 분무건조를 하여 가바(GABA) 분말을 제조하였다.
각각 동일한 조건으로 날짜를 다르게 하여 배양한 샘플을 위의 방법으로 분무건조 후 나온 샘플 3개를 HPLC를 이용하여 분석하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
| 실시예 1 | GABA (%) | Glutamate (%) |
| Sample 1 | 80.1% | 0 |
| Sample 2 | 78.8% | 0 |
| Sample 3 | 79.4% | 0 |
| 비교예 1 | GABA (%) | Glutamate (%) |
| Sample 1 | 36.3% | 43.1% |
| Sample 2 | 34.2% | 48.4% |
| Sample 3 | 30% | 47.1% |
상기 표 1과 2에서 확인할 수 있듯이, 비교예 1 대비 실시예 1에서 쌀눈 효소분해물에 의하여 GABA 생성량이 현저하게 증가한 것을 확인하였다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
Claims (25)
- (a) 쌀눈을 세척하는 단계; 세척된 쌀눈에 물을 2 내지 20배로 첨가하여 침지시키는 단계; 침지된 쌀눈을 AMG 300L 효소처리한 후, 55 내지 70℃에서 100 내지 150분 동안 교반하여 쌀눈을 분해시키는 단계; 및 분해된 쌀눈을 필터를 이용하여 쌀눈을 제거하고 남은 효소분해물을 수득하는 단계;
(b) 상기 쌀눈 효소분해물을 포함하는 배지를 제조하는 단계;
(c) 상기 배지에 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)을 첨가하는 단계; 및
(d) 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) 균주를 접종하고, 배양하여 발효시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 배지는 (ⅰ) 글루코오스, 수크로오스, 말토오스, 프럭토오스, 락토오스, 자일로오스, 갈락토오스, 아라비노오스 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 탄소원; (ⅱ) 효모 추출물, 소이톤(Soytone), 펩톤, 비프추출물(Beef extract), 트립톤, 카시톤 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 질소원; 및 (ⅲ) 마그네슘 설페이트, 소듐아세테이트, 망가네이즈 설페이트, 페릭 설페이트, 칼슘 클로라이드, 폴리솔베이트 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 무기성분을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 배지 총 중량에 대하여 탄소원은 0.5 내지 3중량%, 질소원은 0.5 내지 3중량% 및 무기성분은 0.5 내지 3중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)은 배지 총 중량에 대하여 1 내지 40중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 배양은 30 내지 40℃에서 44 내지 72시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액은 건물 기준으로 가바(GABA) 함유량이 40 내지 90%인 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법.
- (a) 제1항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항 및 제8항 중 어느 한 항의 제조방법에 따라 수득된 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액으로부터 불용성 성분인 불순물을 제거하는 단계;
(b) 불용성 성분이 제거된 배양액에 부형제를 혼합하는 단계; 및
(c) 부형제가 혼합된 배양액을 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 분말의 제조방법.
- 제9항에 있어서, 상기 불용성 성분을 제거하는 단계는 규조토를 첨가한 다음 여과시키는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 분말의 제조방법.
- 제9항에 있어서, 상기 부형제는 말토텍스트린, 가용성전분, 변성전분 및 분말유지로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 분말의 제조방법.
- 제9항에 있어서, 상기 건조는 동결건조, 분무건조, 감압건조 및 열풍건조로 구성된 군으로부터 선택되는 방법으로부터 수행되는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 분말의 제조방법.
- (a) 쌀눈을 세척하는 단계; 세척된 쌀눈에 물을 2 내지 20배로 첨가하여 침지시키는 단계; 침지된 쌀눈을 AMG 300L 효소처리한 후, 55 내지 70℃에서 100 내지 150분 동안 교반하여 쌀눈을 분해시키는 단계; 및 분해된 쌀눈의 불용성 성분인 불순물을 제거하고 남은 효소분해물을 수득하는 단계;
(b) 상기 불용성 성분이 제거된 쌀눈 효소분해물을 포함하는 배지를 제조하는 단계;
(c) 상기 배지에 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)을 첨가하는 단계; 및
(d) 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) 균주를 접종하고, 배양하여 발효시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법.
- 삭제
- 제13항에 있어서, 상기 불용성 성분이 제거된 쌀눈 효소분해물은 쌀눈 효소분해물에 규조토를 첨가한 다음 여과시키는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 배지는 (ⅰ) 글루코오스, 수크로오스, 말토오스, 프럭토오스, 락토오스, 자일로오스, 갈락토오스, 아라비노오스 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 탄소원; (ⅱ) 효모 추출물, 소이톤(Soytone), 펩톤, 비프추출물(Beef extract), 트립톤, 카시톤 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 질소원; 및 (ⅲ) 마그네슘 설페이트, 소듐아세테이트, 망가네이즈 설페이트, 페릭 설페이트, 칼슘 클로라이드, 폴리솔베이트 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 무기성분을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법.
- 제16항에 있어서, 상기 배지 총 중량에 대하여 탄소원은 0.5 내지 3중량%, 질소원은 0.5 내지 3중량% 및 무기성분은 0.5 내지 3중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 MSG(Mono Sodium Glutamate) 및 L-글루탐산(L-glutamic acid)은 배지 총 중량에 대하여 1 내지 40중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 배양은 30 내지 40℃에서 44 내지 72시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법.
- 삭제
- 제13항에 있어서, 상기 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액은 건물 기준으로 가바(GABA) 함유량이 40 내지 90%인 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액의 제조방법.
- (a) 제13항, 제15항, 제16항, 제17항, 제18항, 제19항 및 제21항 중 어느 한 항의 제조방법에 따라 수득된 고농도 가바(GABA) 함유 유산균 배양액에 부형제를 혼합하는 단계; 및
(b) 부형제가 혼합된 배양액을 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 분말의 제조방법.
- 제22항에 있어서, 상기 부형제는 말토텍스트린, 가용성전분, 변성전분 및 분말유지로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 분말의 제조방법.
- 제22항에 있어서, 상기 건조는 동결건조, 분무건조, 감압건조 및 열풍건조로 구성된 군으로부터 선택되는 방법으로부터 수행되는 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 분말의 제조방법.
- 제22항에 있어서, 상기 고농도 가바(GABA) 분말은 유산균 배양체를 포함하고, 유산균 배양체 수는 1X104~1X108cfu/g인 것을 특징으로 하는 고농도 가바(GABA) 분말의 제조방법.
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