KR19980061479A - 미생물 배양용 효모 엑기스의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미생물 배양용 효모 엑기스의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 건조 효모 10 중량부를 물 80 내지 100 중량부에 풀어 갠후 열처리시키는 단계; 단백질 2 내지 10 중량부를 용해시킨후 엔도형 단백질 분해효소 0.01 내지 1 중량부를 첨가하여 반응시키는 단계; pH가 6 내지 8이 되면 효모세포벽 분해 효소 0.01 내지 1 중량부를 첨가하여 반응시키는 단계; 엑소형 단백질 분해효소 0.01 내지 1 중량부로 처리하여 반응시키는 단계; 및 여과·농축시키는 단계로 이루어진다. 본 발명에 따른 효모 엑기스는 맥주 건조 효모에 단백질을 첨가하여 효모와 함께 단백질을 분해시킴으로써 수득 수율 및 단백함량을 높이면서 제조 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

미생물 배양용 효모 엑기스의 제조방법

본 발명은 미생물 배양용 효모 엑기스(extract)의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 맥주 제조공정에서 부산물로 발생되는 건조효모를 이용하여 경제적이면서도 단백질 함량 및 각종 영양 성분이 풍부한 효모 엑기스를 제조하는 방법에 관한 것이다.

효모 엑기스는 미생물이 쉽게 대사할 수 있는 유기 아미노산, 펩타이드, 비타민, 미량원소 및 미지의 성장인자를 다량 함유하고 있어 미생물 발효에 널리 이용되는 필수 영양소의 하나이다. 효모 엑기스는 미생물을 이용하는 모든 연구실 및 현장에서 널리 이용하고 있으나, 그 가격이 비싸 주로 연구소 또는 학교에서 연구 목적으로 사용될뿐이며, 실제 산업적 규모의 미생물 발효에서는 종균배양에 주로 사용되고 실제 대규모 발효에서는 그 사용이 극히 제한되고 있다.

통상적인 효모 엑기스의 제조 방법에는 자가소화법 및 가수분해법이 주로 사용되어 있으나, 자가소화법은 장시간이 소요되며 효모 엑기스 수득 수율도 낮은 단점이 있으며, 가수분해법은 짧은 시간에 높은 수율의 효모 엑기스를 얻을 수 있는 반면에, 트립토판이 파괴되고 타이로신, 메치오닌 및 시스틴의 함량이 감소되는 동시에 비타민 등의 많은 미지 성장인자가 파괴되는 단점이 있다.

이러한 단점을 보완하기 위한 효모 엑기스 제조방법에서는 단백 분해효소를 이용한 효소 분해법 및 자가 소화법과 효소 분해법을 병행하는 방법이 있다.

상기 효소 분해법은 현재 많이 사용되고 있는 방법으로 엔도형 및 엑소형 단백분해효소를 첨가함으로써 자가소화법에 비해 수득 수율이 높으며 아미노산으로의 분해를 촉진하여 분해시간을 단축시키는 장점이 있다. 하지만, 상기 효소 분해법 또는 효소분해·자가소화 병행법은 효모 엑기스의 수득수율 및 효모 엑기스의 단백함량을 약 20% 향상시킬 수 있으나, 이러한 방법으로 제조된 효모 엑기스의 경우도 단백함량이 50% 정도의 수준에 머물러 배지용으로 생산되어 판매되는 통상적인 수입제품의 단백함량인 70% 수준에는 많이 부족할 실정이다.

상기 단백함량이 70%에 이르는 효모엑기스를 제조하기 위한 방법에는 건조 효모에 단백질원을 첨가하여 단백함량을 높이는 방법 및 탄수화물을 제거하여 단백질의 상대적 비율을 높이는 방법이 있으나, 상기 탄수화물을 제거하는 방법은 막분리 공정 등 고가의 공정을 이용하여 효모 엑기스를 제조한 후 단백성분만 별도로 농축해야 하므로 실험적으로는 가능하나 실제 생산에는 적용하기가 어려운 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 단백함량이 40 내지 45%(DB)인 맥주 제조 공정에서 부산물로 발생되는 대량의 건조 효모와 단백분해 효소에 의해 분해하기 쉬운 글루텐이나 젤라틴 등의 단백질을 첨가하여 효모와 함께 단백질을 분해하는 방법을 이용함으로써 수득 수율 및 단백함량은 높이면서 제조 원가를 낮출 수 있으며, 또한 분해시간이 하루이상 소요되는 통상적인 효소처리방법과는 달리 열처리 단계를 거침으로써 단단한 세포벽을 가진 효모의 분해시간을 8시간 내지 10시간으로 단축시킬 수 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 맥주 건조 효모를 이용하여 수득 수율 및 단백함량이 높고 제조 원가가 낮은 동시에 제조시간이 많이 단축된 미생물 배양용 효모 엑기스의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제조방법은 건조 효모를 80 내지 100℃에서 5 내지 60분간 열처리하는 단계; 열처리후 엔도형 단백질 분해효소를 첨가하여 반응시키는 단계; pH가 6 내지 8이 되면 효모세포벽 분해 효소를 첨가하여 반응시키는 단계; 엑소형 단백질 분해효소로 처리하여 반응시키는 단계; 및 여과·농축시키는 단계로 이루어진다.

이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 맥주 건조 효모를 이용하여 수득 수율 및 단백함량이 높고 제조 공정이 단축된 미생물 배양용 효모 엑기스의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 미생물 배양용 효모 엑기스는 하기의 단계로 제조된다.

1) 열처리 단계

맥주 제조후 발생되는 효모슬러리를 드럼 건조방식으로 건조하여 분말화시켜 제조한 수분 함량 2 내지 8 중량%의 건조 효모 10 중량부를 물 80 내지 100 중량부에 잘 풀어 갠후 5 내지 60분간 열처리시킨다. 상기 열처리 온도는 80 내지 100℃가 바람직하며, 100℃를 초과하면 영양분 많이 파괴되고, 80℃ 미만이면 세포벽이 효소에 의해 쉽게 분해되지 않는 단점이 있다.

2) 엔도형 효소 처리 단계

상기 혼합물의 단백질 2 내지 10 중량부를 첨가한후 잘 교반하여 완전히 용해시킨다. 이 혼합물에 엔도형 단배질 분해효소를 첨가하고 30분 내지 3시간 동안 반응시킨다.

상기 사용되는 단백질에는 효소에 의해 분해되기 수월한 단백질이 바람직하며, 예를 들어 글루텐, 젤라틴, 카제인, 난백, 분말 유청단백 등이 있다. 상기 단백질의 사용량은 2 내지 10 중량부가 바람직하다. 상기 엔도형 단백질 분해효소의 사용량은 0.01 내지 1 중량부가 바람직하다. 상기 반응 조건은 pH 7.0 내지 9.0 및 40 내지 65℃가 바람직하다.

3) 효모 세포벽 분해 효소 처리 단계

상기 반응에 따라 단백질이 분해되면서 pH는 자연히 내려가 약 1시간이 경과하면 pH가 6 내지 8가 된다. 이때, 효모 세포벽 분해효소를 첨가하여 30분 내지 5시간 동안 반응시킨다. 상기 효모 세포벽 분해효소의 사용량은 0.01 내지 1 중량부가 바람직하다. 상기 반응 온도는 40 내지 60℃가 바람직하다.

4) 엑소형 효소 처리 단계

상기 반응후, 엑소형 단백질 분해효소로 처리하여 30분 내지 5시간 동안 반응시켜 분해를 완료한다. 상기 엑소형 단백질 분해효소의 사용량은 0.01 내지 1 중량부가 바람직하다. 상기 반응 조건은 pH 6.0 내지 8.0 및 40 내지 60℃가 바람직하다.

5) 여과, 농축 및 건조 단계

상기 분해 공정이 종결된 후 상기 혼합물을 6,000 내지 8,000 rpm으로 원심 분리시켜 상등액을 분리하고, 이를 규조토를 이용하여 여과시키며 고형분이 약 50%가 될 때까지 농축시킨 다음 분무건조시켜 분말의 효모 엑기스를 제조한다.

[실시예 1]

건조 효모 200g을 물 1,800 ㎖에 잘 풀어 갠후 80℃에서 30분간 열처리시켰다. 상기 혼합물에 엔도형 단백질 분해효소(알칼라제) 0.03 중량부를 첨가하고 pH 8.0 및 55℃의 조건하에서 1시간 동안 반응시켰다. 1시간이 경과하여 반응이 종료되면 효모 세포벽 분해효소(판치다제) 0.02 중량부를 첨가하여 pH 7.0 및 50℃의 조건하에서 3시간 동안 반응시켰다. 상기 반응후, 엑소형 단배질 분해효소(프로테아제) 0.03 중량부로 처리하여 pH 7.0 및 50℃의 조건하에서 4시간 동안 반응시켜 분해를 완료하였다. 상기 분해 공정이 종결된 후 상기 혼합물을 7,000 rpm에서 원심분리시켜 상등액을 분리하고, 이를 규조토를 이용하여 여과시키며 고형분이 50%가 될 때까지 농축시킨 다음 분무건조시켜 분말의 효모 엑기스를 제조하였다. 이렇게 제조된 효모 엑기스 분말의 전체 반응 시간, 단백질 함량 및 수득 수율을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.

[비교예 1]

건조 효모 200g을 물 1,800 ㎖에 잘 풀어 갠후 pH 5.5 및 50℃의 조건하에서 48시간동안 잘 교반하면서 자기소화시켰다. 상기 자가소화가 종료된 현탁액을 7,000 rpm에서 원심분리시켜 상등액을 분리하고, 이를 규조토를 이용하여 여과시키며 고형분이 50%가 될 때까지 감압농축시킨 다음 분무건조시켜 분말의 효모 엑기스를 제조하였다. 이렇게 제조된 효모 엑기스 분말의 전체 반응 시간, 단백질 함량 및 수득 수율을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.

[비교예 2]

건조 효모 200g을 물 1,800 ㎖에 잘 풀어 갠후 pH 5.5 및 50℃의 조건하에서 18시간동안 잘 교반시키면서 자가소화시켰다. 상기 자가소화가 종료된 현탁액에 엔도형 단백질 분해효소(알칼라제) 0.03 중량부로 첨가하고 pH 8.0 및 45℃의 조건하에서 6시간 동안 반응시켰다. 상기 상기 반응후, 엑소형 단백질 분해효소(프로테아제) 0.03 중량부로 처리하여 pH 7.0 및 40℃의 조건하에서 24시간 동안 반응시켜 분해를 완료하였다. 상기 분해 공정이 종결된 후 상기 혼합물을 7,000 rpm에서 원심분리시켜 상등액을 분리하고, 이를 규조토를 이용하여 여과시키며 고형분이 50%가 될 때까지 농축시킨 다음 분무건조시켜 분말의 효모 엑기스를 제조하였다.

이렇게 제조된 효모 엑기스 분말의 전체 반응 시간, 단백질 함량 및 수득 수율을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.

[표 1]

상기 표 1에서 측정한 단백질 함량은 켈달법으로 충질소 함량을 측정한후 이를 환산한 값이며, 수득수율은 초기 고형분에 대한 수득 고형분의 백분율을 의미한다.

상기의 실시예와 비교예로부터, 열처리후 효소분해 방법(실시예 1)은 통상적인 자가소화법(비교예 1) 또는 자기소화 및 효소분해 병행법(비교예 2)에 비해 반응시간이 매주 짧아진 반면 수율면에서는 약 20% 이상, 단백함량면에서는 10% 이상의 함량 증가를 확인할 수 있었다. 상기 실시예 1은 효율이 높으며 품질이 향상된 효모엑기스를 제조할 수 있었으나 통상적인 수입제품의 단백함량(65% 이상)에는 많이 부족함을 알 수 있었다.

[실시예 2]

건조 효모 200g을 물 1,800 ㎖에 잘 풀어 갠후 80℃에서 30분간 열처리시켰다. 상기 혼합물에 젤라틴 70g을 첨가한후 잘 교반하여 완전히 용해시킨다. 상기 혼합물에 엔도형 단백질 분해효소(알칼라제) 0.03 중량부로 첨가하고 pH 8.0 및 55℃의 조건하에서 1시간 동안 반응시켰다. 1시간이 경과하여 반응이 종료되면 효모 세포벽 분해효소(판치다제) 0.02 중량부를 첨가하여 pH 7.0 및 50℃의 조건하에서 3시간 동안 반응시켰다. 상기 반응후, 엑소형 단백질 분해효소(프로테아제) 0.03 중량부로 처리하여 pH 7.0 및 50℃의 조건하에서 4시간 동안 반응시켜 분해를 완료하였다. 상기 분해 공정이 종결된 후 상기 혼합물을 7,000 rpm에서 원심분리시켜 상등액을 분리하고, 이를 규조토를 이용하여 여과시키며 고형분이 50%가 될 때까지 농축시킨 다음 분무건조시켜 분말의 효모 엑기스를 제조하였다. 이렇게 제조된 효모 엑기스 분말의 전체 반응 시간, 단백질 함량 및 수득 수율을 측정하여 하기 표 2에 기재하였다.

[실시예 3]

사용되는 단백질이 글루텐인 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 분말의 효모 엑기스를 제조하였다. 이렇게 제조된 효모 엑기스 분말의 전체 반응 시간, 단백질 함량 및 수득 수율을 측정하여 하기 표 2에 기재하였다.

[표 2]

상기 실시예로부터, 통상적인 수입제품과 유사한 단백함량을 나타내어 본 발명의 제조방법이 제조시간이 짧은 동시에 매우 효율적인 방법임을 확인할 수 있었다.

[실시예 4]

본 식품분석 센타에 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 제조한 효모엑기스 및 통상적인 수입 효모 엑기스에 대한 일반 분석, 아미노산 분석 및 비타민 분석을 분석 의뢰하였다. 상기 결과를 비교하여 하기 표 3, 표 4 및 표 5에 기재하였다.

[표 3]

효모엑기스의 조성 비교

[표 4]

효모엑기스의 비타민 성분 비교

[표 5]

효모엑기스의 아미노산 성분 비교

상기 표 3, 표 4 및 표 5로부터, 실시예 2의 방법에 의해 제조된 효모엑기스는 통상적인 수입제품에 비해 결코 떨어지지 않은 품질을 가지고 있는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명에 따른 효모 엑기스는 건조 맥주 효모에 단백질을 첨가하여 효모와 함께 단백질을 분해하는 방법을 이용함으로써 수득 수율 및 단백함량은 높이면서 제조 원가는 낮출 수 있는 동시에 제조 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 건조 효모 10 중량부를 물 80 내지 100 중량부에 풀어 갠후 열처리시키는 단계; 단백질 2 내지 10 중량부를 용해시킨후 엔도형 단백질 분해효소 0.01 내지 1 중량부를 첨가하여 반응시키는 단계; pH가 6 내지 8이 되면 효모세포벽 분해 효소 0.01 내지 1 중량부를 첨가하여 반응시키는 단계; 엑소형 단백질 분해효소 0.01 내지 1 중량부로 처리하여 반응시키는 단계; 및 여과·농축시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미생물 배양용 효모 엑기스의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 열처리가 80 내지 100℃에서 5 내지 60분 동안 수행됨을 특징으로 하는 미생물 배양용 효모 엑기스의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 사용되는 단백질은 글루텐, 젤라틴, 카제인, 난백 또는 분말 유청단백임을 특징으로 하는 미생물 배양용 효모 엑기스의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 엔도형 단백질 분해효소가 pH 7.0 내지 9.0 및 40 내지 65℃의 조건하에서 30분 내지 3시간동안 반응됨을 특징으로 하는 미생물 배양용 효모 엑기스의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 효모 세포벽 분해효소가 pH 6.0 내지 8.0 및 40 내지 60℃의 조건하에서 30분 내지 5시간동안 반응됨을 특징으로 하는 미생물 배양용 효모 엑기스의 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 엑소형 단백질 분해효소가 pH 6.0 내지 8.0 및 40 내지 60℃의 조건하에서 30분 내지 5시간동안 반응됨을 특징으로 하는 미생물 배양용 효모 엑기스의 제조방법.