KR20010047292A - Ｃｌａ함유 기능성 식품의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공역리놀렌산(conjugated linoleic acid: CLA) 이성체 중, 항암성, 면역증강성, 체지방감소성 등의 강력한 효과를 갖는c9,t11CLA를 미생물에 의해 생산하여 식품에 60ppm이상으로 농도를 증가시키는 기능성 식품을 생산하는 방법으로, 시유, 유산균발효 및 채소발효제품 등에 적용할 수 있는 방법을 제공한다.

Description

ＣＬＡ 함유 기능성 식품의 제조방법{Method for Manufacturing Functional Food Containing ＣＬＡ}
본 발명은 공역리놀렌산(conjugated linoleic acid, 이하 CLA라 함)의 이성체 중, 항암성, 면역증강성, 체지방감소성 등의 강력한 효과를 갖는c9,t11CLA을 미생물에 의해 생산하여 식품에 60ppm이상으로 농도를 증가시켜 기능성 식품을 생산하는 방법에 관한 것이다.
CLA는 화학적으로 합성하거나 미생물에 의해 생성된다. 화학적으로 합성할 경우c9,t11CLA와t10,c12CLA가 약 50씩 생성되지만, 미생물에 의해서는c9,t11CLA 만 생성된다.
반추위에서 유래한 육고기나 우유 등에는 아주 낮은 농도의c9,t11CLA가 함유되어 있지만 유산발효식품 특히 요쿠르트는 탈지유를 사용하기에c9,t11CLA는 극 미량으로 존재한다. 또한 발효김치에는c9,t11CLA가 존재하지 않는다. 현재까지 CLA의 기능성을 조사한 결과는c9,t11CLA가 효과가 있는 것으로 밝혀졌다. 현재 사용되고 있는 CLA는 모두 화학적으로 합성한 CLA로서c9,t11CLA와t10,c12CLA를 약 50함유하고 있으며, 아직 순수한c9,t11CLA를 식품에 첨가시키는 방법은 없었다.
따라서 현재까지 화학적으로 합성된 CLA를 우유, 우유발효음료나 발효김치에 CLA를 첨가시킬 수 있지만, 미생물에 의해 생성되는c9,t11CLA를 첨가시킬 수 있는 방법은 없었다.
c9,t11CLA는 반추위에 서식하는 미생물군에 의해 linoleic acid로부터 소량 생성되어 근육이나 우유에 함유된다. 그러나 본인이 CLA(c9,t11CLA와t10,c12CLA를 50씩 함유)가 피부암에 대한 항암성을 갖는다는 사실을 세계 최초로 발표[Carcinogenesis 8, 1881, 1987]한 이래 많은 연구자들이 CLA가 항암성 이외에 다양한 생리활성을 갖는 다는 사실이 보고되고 있다.
따라서 CLA를 식품에 첨가시킬려는 연구도 많이 진척되었지만, 이들 방법은 모두 화학적으로 합성한c9,t11CLA와t10,c12CLA (이 중t10,c12CLA의 생리활성은 불분명함)를 여러 가지 형태로 합성하여 첨가하는 방법들이다.
우유에는 소량의c9,t11CLA가 함유되어 있고, 유산발효식품은 주로 탈지분유를 사용하기 때문에c9,t11CLA가 극 미량 함유되어있고, 발효김치에는 존재하지 않는다. 따라서 화학적으로 합성한 CLA가 아닌 천연식품에 함유된 CLA 즉c9,t11CLA를 우유, 유산발효식품 및 발효김치에 첨가시키는 방법을 모색하여야 할 것이다.
우유나 유산발효 식품에c9,t11CLA를 첨가시키는 것은 고부가 및 고기능성의 우유나 유산발효 식품을 생산할 수 있을 것이다.
김치는 한국인뿐만 아니라 외국에서도 선호하는 발효식품으로 인정받고 있다. 발효김치에는 소금, 고춧가루와 같은 조미료가 첨가되어 있어 건강에 좋지 않는 영향을 미친다는 보고도 있다. 따라서 이 발효김치에 기능성물질인c9,t11CLA를 김치의 숙성과정 중에 미생물학적으로 생산하는 방법이 개발되어야 할 것이다.
이외의 유사한 식품들에 기능성물질인c9,t11CLA를 김치의 숙성과정 중에 미생물학적으로 생산하는 방법이 개발되어야 할 것이다.
따라서 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, CLA 이성체중 항암성, 면역증강성, 체지방감소성 등의 강력한 효과를 갖는c9,t11CLA을 함유한 기능성 식품의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예 1의 반응시간에 따른c9,t11CLA의 생성에 의한 pH의 변화과정 그래프,
도 2는 실시예 2의c9,t11CLA의 GC 그래프,
도 3은 실시예 3에 따른c9,t11CLA의 생성에 대한 기질과 온도의 영향 그래프이다.
본 발명에서는 고기능성c9,t11CLA를 미생물인Lactobacillus Ruteri(이하 'LR'이라 함)에 의해 생산하는 방법을 제공하고, 또한 이를 기능성 식품에 함유시키는 방법을 제공한다.
상기 LR은 장내에서 분리한 미생물로서, 생산처리시의 온도는 4℃-40℃ 범위가 바람직하다.
그리고 상기 기능성 식품의 제조방법에서 식품에 직접 첨가하여 이를 배양시키는 방법과 이를 상기 식품에의 첨가하기 전에 리놀렌산(Linoleic acid) 또는 이를 함유하는 지방을 미생물인 LR에 의해 전처리시킨 다음 식품에 첨가하여 재배양하는 방법을 선택적으로 사용할 수 있다.
상기 기능성 식품에의c9,t11CLA 함유량은 60ppm이상되도록 하는 것이c9,t11CLA의 효과를 발휘할 수 있다.
상기 기능성 식품의 대상으로 우유, 유산음료, 발효김치 등을 예로 들 수 있다.
이하 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하지만 본 발명은 이러한 예에 한정되는 것이 아니며, 각각의 실시예 등을 반복 실시하여 그 결과의 재현성을 확인하였다.
실시예 1 : LR의 배양 시간에 따른 pH의 변화
LR을 MRS broth에 접종하여 37 ℃에서 배양하면서 pH의 변화를 조사한 결과는 도 1과 같이 처음 시작 pH는 5.8이었으나 배양시간이 길어짐에 따라 낮아져서 48시간 후에는 4.3이었다. 이 결과는 이 균을 유산발효 음료(특히 요구르트) 제조 및 발효김치 제조 사용할 수 있다는 사실을 의미한다.
실시예 2: 반응에 따른 CLA의 생성확인
LR을 broth 배지에서 배양한 다음 균체를 회수하여 버퍼(buffer)에서 다시 기질인 리놀렌산(linoleic acid)과 37℃에서 2시간 반응시켜c9,t11CLA의 생성을 확인 한 결과는 도 2와 같이 대량의c9,t11CLA (t10,c12CLA는 생성되지 않음)가 생성되었음을 확인하였다. 그리고 반응시간에 따라 첨가된 linoleic acid가 거의 100c9,t11CLA로 전환됨을 확인하였다.
실시예 3. CLA 생성에 대한 반응온도와 기질의 영향
균체와 기질을 2시간 동안 반응시키면서c9,t11CLA의 생성에 대한 기질 (linoleic acid, soybean oil)과 반응온도 (4℃, 37℃) 영향을 조사하였다. 도 3에서 보는 바와 같이 기질로서는 유리지방산인 리놀렌산(linoleic acid)이, 리놀렌산(linoleic acid)을 다량 함유한 트리글리세라이드(triglyceride)형인 콩기름(soybean oil)보다 우수하였고, 반응온도는 4℃보다 37℃가 우수하였다(진한 막대가 4℃, 연한 막대가 37℃). 따라서 37℃에서 반응시키는 방법이c9,t11CLA를 더 많이 생산할 수 있는 방법이다.
특히 트리글리세라이드(triglyceride)형의 리놀렌산(linoleic acid)도c9,t11CLA의 생성에 이용될 수 있음을 시사한다. 바꾸어 말하면 식품에서c9,t11CLA를 생산을 위해 리놀렌산(linoleic acid)을 함유한 트리글리세라이드(triglyceride)형을 사용할 수 있음을 암시한다.
실시예 4: CLA의 생성에 대한 pH의 영향
LR과 리놀렌산(linoleic acid)을 pH 7.5의 포스페이트 버퍼(phosphate buffer)와 pH 8.5의 트리스-염산 버퍼(Tris-HCl buffer)를 사용하여 2시간 반응 후 CLA 생성율을 측정한 결과 트리스-염산(pH 8.5) 버퍼에서c9,t11CLA의 생성이 다소 높았다.
LR이c9,t11CLA의 생성이 미치는 pH의 영향
Product Phosphate buffer(pH 7.5) Tris buffer(pH 8.5)
c9,t11CLA1) 95.5 98.0
1)사용된 linoleic acid양에 대한 생성된c9,t11CLA의 백분율
실시예 5: CLA생성에 대한 반응시간의 영향
버퍼(Buffer)에서 균체 1 g 현탁액 10 ㎖과 리놀렌산(linoleic acid) 1 ㎎의 혼합배양액을 37 ℃에서 반응시키면서c9,t11CLA의 생성량을 GC로 조사한 결과는 표 2와 같이 2시간 배양하면 대부분의 linoleic acid는c9,t11CLA로 전환됨을 확인 할 수 있었다.
CLA의 생성에 대한 반응시간의 영향
Product Reaction time (min)
0 30 60 90 120 150
c9,t11CLA1) 0 27.5 47.3 77.1 96.3 96.0
1)사용된 linoleic acid양에 대한 생성된c9,t11CLA의 백분율
실시예 5: c9,t11CLA 함유 요구르트 제조(각 처리에서 LR의 균수를 동일하게 유지)
요쿠르트 배지 (물 l 리터에 탈지분유 11, sucrose 15)에 LR 균체와 여러 가지 유산균을 조합하여 처리하였다. 배지에 LR 균수와 다른 유산균의 균수를 동일하게 조절하고 기질 linoleic acid를 첨가하여 37℃에서 36시간 발효시켰다. 그 결과 생성된c9,t11CLA의 농도는 표3과 같다. 모든 유산균은 LR균의c9,t11CLA 생성을 억제하지는 않았다. 그러나L. casei는 다소c9,t11CLA의 생성을 억제하는 경향은 있었지만 유의성은 없었다.
각 처리마다 LR의 균수를 동일하게 유지하고 다른 각 유산균의 수를 LR의 수만큼 첨가하여 조제한 요구르트의c9,t11CLA
Treatments CLA (ppm)
Control Trace
LR1) 157.3 ± 12.7
LR + M2) 173.4 ± 12.2
LR + C3) 64.0 ± 9.7
LR + T4) 188.4 ± 12.4
LR + B5) 250.7 ± 10.9
LR + C + T 185.9 ± 11.6
LR + C + B 150.0 ± 15.4
LR + T + B 261.2 ± 7.0
LR + C + T + B 220.9 ± 10.1
1)LR:Lactobacillus Ruteri
2)Mixture: 시판 요구르트에서 분리한 유산균 혼합물.
3)C:L. casei.
4)T:S. thermophilus.
5) B: L.bulgaricus.
실시예 6: 전처리방법에 의한 생산한 c9,t11CLA요쿠르트의 생산
요쿠르트의 제조시에c9,t11CLA의 함량을 높이기 위하여 다음과 같은 실험을 실시하였다. 먼저 linoleic acid와 LR 균체를 Tris 또는 인산 buffer에서 2시간 반응시킨다. 그 배양물 전체와 유산균과 조합하여 요쿠르트를 제조한 다음 생성된c9,t11CLA의 함량을 조사한 결과는 표4와 같다. LR로 전처리를 한 경우 CLA의 함량은 약 160-400ppm의 요쿠르트를 생산할 수 있었다.
전처리 방법에 의해 생산된 요쿠르트의c9,t11CLA의 함량
Treatments CLA (ppm)
Control Trace
LR1) 317.1 ± 25.5
LR + M2) 343.7 ± 21.2
LR + C3) 164.6 ± 15.4
LR + T4) 388.3 ± 18.9
LR + B5) 350.0 ± 12.1
LR + C + T 285.8 ± 21.3
LR + C + B 250.6 ± 24.7
LR + T + B 361.4 ± 12.4
LR + C + T + B 320.9 ± 12.0
1)LR:Lactobacillus sp.
2)Mixture: 시판요구르트에서 분리한 유산균 혼합물.
3)C:L. casei.
4)T:S. thermophilus.
5) B: L.bulgaricus.
실시예 7: c9,t11 CLA 시유의 생산
MRS 배지에서 배양한 LR 균체를 회수하여 이 균체를 이용하여 다음과 같은 방법으로c9,t11CLA 함유 시유를 조제한다. 1) 이 균체와 linoleic acid를 시유에 첨가하고 4℃ 또는 37℃에서 36 시간 동안 배양한다. 2) 실시예 6과 같이 전배양한 다음 직접 시유에 첨가한다. 3) 실시예 6에서와 같이 균체와 linoleic acid를 전배양한 다음 다시 1)의 방법으로 시유를 생산한다.
이들 결과는 표5에 표시된 바와 같이 3)의 방법이 가장 우수한 방법이었다.
LR에 의해 생성된c9,t11CLA 함유 시유
Treatments CLA (ppm)
시유 (Control) 85.1 ± 5.0
LR 배양1) 112.2 ± 12.9
LR 전처리2) 159.1 ± 21.1
LR 전처리 + LR 배양3) 195.4 ± 12.4
1)이균체와 linoleic acid를 시유에 첨가하고 4C 또는 37C에서 36 시간 동안 배양한다.
2)실시예 7과 같이 전배양한 다음 직접 시유에 첨가한다.
3)실시예 7에서와 같이 균체와 linoleic acid를 전배양한 다음 다시 1)의 방법으로 시유를 생산한다.
실시예 8: 김치에서 CLA의 생산(LR 균수동일)
배추 및 무우를 가로 x 세로 (1 x 1 cm)되게 잘게 썬 다음 소금으로 절여 물을 뺀 후, 다음과 같은 처리로 배추 김치와 무김치로 제조하였다. 제조시에 LR와 linoleic acid를 첨가하여 pH가 4.0으로 될 때까지 숙성시켰다. 숙성 후 지방을 추출하여 GC로 생성된c9,t11CLA의 함양을 측정한 결과는 다음 표 7과 같다.
무전처리 방법으로 LR에 의해c9,t11CLA 발효김치 생산
Treatments CLA (ppm)
Cabbage KimchSalted chinese cabbage (SCC)SCC + garlic (GR) + hot pepper powder (HPP)SCC + GR + HPP + fermented anchovy sauce (FAS)SCC + GR + HPP + FAS + ginger (GG)Raddish KimchiSalted radish (SR)SR + GR + HPPSR + GR + HPP + FASSR + GR + HPP + FAS + GG 30.3 ± 1.230.9± 3.127.1 ± 2.526.4 ± 1.831.2 ± 3.525.0 ± 2.223.1 ± 3.825.4 ± 1.2
실시예 9: 전처리방법에 의한 김치에서 CLA의 생산
실시예 8과 동일하게 발효김치를 제조하였다. 이 실시예에서는 LR와 linoleic acid를 실시예 6과 같이 전처리를 한 다음 이것을 김치에 첨가하여 pH가 4.0이 될 때까지 숙성하였다. 숙성 후 지방을 추출하여c9,t11CLA를 측정한 결과는 표 8와 같이 실시예 8보다 많은c9,t11CLA를 생산할 수 있었다.
전처리방법으로 LR에 의한c9,t11CLA 발효김치 생산
Treatments CLA (ppm)
Cabbage KimchSalted chinese cabbage (SCC)SCC + garlic (GR) + hot pepper powder (HPP)SCC + GR + HPP + fermented anchovy sauce (FAS)SCC + GR + HPP + FAS + ginger (GG)Raddish KimchiSalted radish (SR)SR + GR + HPPSR + GR + HPP + FASSR + GR + HPP + FAS + GG 69.9 ± 5.073.2± 7.668.1 ± 3.362.8 ± 2.962.5 ± 4.860.3 ± 4.356.4 ± 5.860.1 ± 3.4
상술한 바와 같이, 본 발명의 CLA를 생산하는 방법은 CLA이성체중 고기능성c9,t11CLA를 미생물인 LR에 의해 생산할 수 있게 한다.
그리고, 본 발명에 따른 기능성 식품 제조방법은 미생물인 LR을 이용하여 시유나 요쿠르트, 채소발효식품 등의 식품에c9,t11CLA을 함유시키거나 함량을 증가시킬 수 있어, 이 제조방법에 따라 제조된 기능성 식품에 섭취할 경우 항암성, 면역증강성, 체지방감소성 등의 효능을 부여할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. Linoleic acid 또는 이를 함유하는 지방으로부터 미생물인Lactobacillus Ruteri에 의해c9,t11CLA를 생산하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 미생물 처리시의 온도를 4℃-40℃로 되게 하는 것을 특징으로 하는c9,t11CLA를 생산하는 방법.
  3. CLA을 함유한 기능성 식품의 제조방법에 있어서,
    리놀렌산(Linoleic acid) 또는 이를 함유하는 지방과 미생물인Lactobacillus Ruteri를 식품에 첨가하여 배양시키는 단계가 포함된 것을 특징으로 하는c9,t11CLA함유 기능성 식품의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 리놀렌산(Linoleic acid) 또는 이를 함유하는 지방을 미생물인Lactobacillus Ruteri에 의해 전처리한 다음 이를 식품에 첨가하는 것을 특징으로 하는c9,t11CLA함유 기능성 식품의 제조방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 기능성 식품에의c9,t11CLA 함유량은 60ppm이상으로 되게 하는 것을 특징으로 하는c9,t11CLA함유 기능성 식품의 제조방법.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 식품은 우유 유산발효식품인 것을 특징으로 하는c9,t11CLA함유 기능성 식품의 제조방법.
  7. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 식품은 채소발효식품인 것을 특징으로 하는c9,t11CLA함유 기능성 식품의 제조방법.
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