KR20030093258A - 리보핵산 고함유 맥주 효모 균체 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

맥주 효모를 활성화하는 성분을 함유하는 매체를 사용하고, 첨가한 무기염의 존재하에서 맥주 효모 균체를 당해 매체에 침지시켜 소정 온도에서 교반하면서 호기성 활성화 처리를 실시하면, 균체 중량당 10중량% 이상의 리보핵산을 함유하는 리보핵산 고함유 맥주 효모 균체가 생성된다.

Description

리보핵산 고함유 맥주 효모 균체 및 이의 제조방법{Ribonucleic acid-enriched brewer's yeast cells and process for producing the same}

리보핵산(RNA)은 의약품 또는 5'-이노신산(IMP), 5'-구아닐산(GMP) 등의 조미료의 원료로서 사용되고 있다. 일반적으로, 리보핵산 제조에는 폐당밀이나 액당 등을 주 탄소원으로 하여 배양한 효모 균체가 사용된다. 특히, 이러한 목적으로 칸디다·유틸리스(Candida utilis)나 사카로마이세스·세레비시에(Saccharomyces cerevisiae) 등의 효모가 이용되고 있다. 효모의 리보핵산 함유량을 높이는 방법으로는, 항생 물질을 첨가한 배지에서의 배양이나 주 탄소원의 검토 또는 변이주의 분리 등이 시도되어 왔다. 예를 들면, 미국 특허 제3,909,352호에 의하면, 칸디다종의 효모를 돌연변이시켜 KCl 감수성을 갖는 균주를 분리시키고, 고형물(건조균체) 중 12% 이상의 리보핵산을 함유하는 효모 균체를 제조했다고 기재되어 있다. 또한, 일본 공개특허공보 제(평)11-196859호에 의하면, 칸디다·유틸리스로부터 저온 감수성 변이주를 분리하여, 고형물 중에 20% 이상의 리보핵산을 함유하는 효모 균체를 수득하고 있다.

맥주 양조에 사용하는 맥주 효모(brewer's yeast)는 맥주 제조후, 세정되며, 이의 가열건조 균체가 건강식품이나 효모 추출물 제조에 이용되며, 폭넓게 안전성을 인정받고 있다. 그럼에도 불구하고, 맥주 제조후에 회수한 효모 균체에는 고형물 중 4 내지 6% 정도밖에 리보핵산이 함유되어 있지 않기 때문에, 상업적으로 리보핵산을 추출하는 원료로서 불충분하다고 여겨져 왔다. 따라서, 지금까지 제빵 효모를 함유한 사카로마이세스종보다도 칸디다종 효모를 중심으로 리보핵산 함유량을 증가시키는 것이 검토되어 왔다. 그러나, 상기의 칸디다종 효모 균체가 사람과 가축의 건강에 대하여 반드시 무해하다고는 할 수 없으며, 제품이 식품이나 사료 첨가물로서 이용될 경우에는 충분한 주의가 필요하다. 따라서, 제빵 효모인 사카로마이세스·세레비시에종(Saccharomyces cerevisiae DSM 5616)을 사용하며, 유가배양 조건을 한정하고 효모 균체 중의 리보핵산을 증가시키는 방법[참조: 일본 공개특허공보 제(평)05-176757호]이 제안되었다. 이 방법에 의하면, 고형물이 30g/L을 초과하는 경우에도, 리보핵산 함유량이 10% 이상인 균체를 수득할 수 있다. 그러나, 여기서도 사용 균주를 상기와 같이 한정한 배양에 의해서만 리보핵산 고함유량이 달성되는 것이다.

이와 같이, 현재까지 일반적으로 사용되는 맥주 효모로서 균체 중량당 리보핵산 함유량이 10% 이상인 것은 공지되어 있지 않으며, 또한 맥주 효모 균체 중의 리보핵산 함유량을 상기한 정도까지 증가시키는 방법도 아직 실현되고 있지 않다.

본 발명은, 따라서 균체 중량당 리보핵산 함유량이 10% 이상인 리보핵산 고함유 맥주 효모 균체를 제공하는 것을 목적으로 하며, 또한 이와 같은 맥주 효모 균체를 사용 균주로서 한정하지 않고, 효율적으로 제조하는 방법을 제공하는 것도 이의 목적으로 한다.

본 발명은 리보핵산 고함유 맥주 효모 균체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 리보핵산 함유량과 맥주 효모의 활성화 처리시간과의 관계를 도시하는 그래프이다.

도 2는 리보핵산 함유량과 맥주 효모의 활성화 처리시간과의 관계를 도시하며, 도 1과는 활성화 처리조건이 상이한 경우의 그래프이다.

도 3은 리보핵산 함유량에 대한 효모의 활성화 처리공정에서의 염화나트륨첨가 시기의 영향을 도시하는 막대 그래프이다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에 사용되는 맥주 효모 균체는 통상 맥주 양조에 사용되는 효모이면 양호하다.

맥주 효모 균체는 우선 당해 맥주 효모를 활성화하는 성분을 함유하는 매체에 침지된다.

맥주 효모를 활성화하는 성분을 함유하는 매체에는 당해 효모의 배양에 사용되는 배지를 전용할 수 있지만, 실질적으로 효모의 증식이 진행되지 않도록 영양물의 구성비 및 첨가량을 제한한다. 이것은 효모 균체 증식시에는 그 이전에 균체 내에 축적된 리보핵산을 소비하기 때문에, 증식의 진행과 동시에 균체 내의 리보핵산은 감소된다. 따라서, 적어도 균체의 증식이 진행되어 균체 내의 리보핵산의 함유량이 10중량%을 하회하지 않도록 증식의 진행을 제한하거나, 리보핵산의 함유량이 절정에 달하는 시기를 미리 실험에 의해 확인해 두는 등의 대응이 필요하다.

상기 맥주 효모를 활성화하는 성분이란, 이와 같이 매체 중에서 구성비 및 첨가량이 조절된 탄소원, 질소원, 기타 성분을 가리킨다. 적당한 탄소원으로서는 당류(포도당, 과당, 자당, 맥아당, 올리고당, 폐당밀, 자당, 맥아당), 지질류를 들 수 있다. 또한, 적당한 질소원으로서는, 각종 암모늄염(예를 들면, 황산암모늄),요소, 효모 추출물, 아미노산, 고기 추출물 등을 들 수 있다. 기타, 효모에 필요한 미네랄류, 인산, 또는 비타민류를 적절하게 상기 매체에 첨가할 수 있다. 당해 미네랄류에는 철, 코발트, 마그네슘, 칼슘, 아연, 구리 등의 염류가 포함된다.

상기 매체를 사용하여, 맥주 효모를 여기에 침지시켜 침지액이 조제되지만, 이어서 당해 침지액에 첨가한 무기염의 존재하에 소정의 온도에서 교반하면서 효모의 호기성 활성화처리를 실시한다. 여기서 첨가하는 무기염은 맥주 효모의 활성화(즉, 리보핵산 생산)를 촉진시킨다. 적당한 무기염은 알칼리 금속(예를 들면, 나트륨, 칼륨 등), 알칼리 토금속(예를 들면, 마그네슘), 또는 전이금속(예를 들면, 망간)으로부터 선택된 금속의 무기염이다. 이러한 무기염 중에서, 특히 염화나트륨이 적합하게 사용된다. 무기염의 첨가량은 0.5 내지 2.0%의 범위가 바람직하다. 침지액에 무기염을 첨가하는 단계는 활성화처리 개시 시점에 이루어질 수 있다. 이것은 상기 매체 중에 미리 무기염을 첨가, 함유시키는 것을 포함한다.

그러나 보다 바람직한 것은 침지액에 무기염을 첨가하는 단계가, 활성화처리개시로부터 소정 시간이 경과한 후에 실시되는 것이다. 즉, 맥주 효모의 침지액을 소정 온도에서 교반하면서 호기성 활성화처리를 실시하며, 일정 시간이 경과한 시점에서 무기염을 당해 효모의 침지액에 첨가한다. 당해 소정 시간은 활성화처리에 관여하는 여러 가지 파라미터에 의해서 변동될 수 있지만, 대략 2 내지 20시간의 범위이다.

본 발명에 따르는 호기성 활성화 처리공정은 맥주 효모의 침지액을 통기 조건하에서 소정의 온도에서 교반하는 것으로 이루어진다. 적당한 통기 조건은 통기량으로 나타내면, 0.5 내지 1VVM(VVM: 반응용적 리터당 매분 통기 리터)의 범위이지만, 이에 한정되지 않는다. 상기 소정의 온도는 사용하는 맥주 효모에 있어서 리보핵산을 세포 내에 축적하는 데 알맞은 온도를 선택하면 양호하지만, 통상 10내지 30℃의 범위이다. 이 온도가 10℃ 미만 또는 30℃를 초과하면, 활성화 처리공정에서 맥주 효모의 활성이 저하되기 때문에, 바람직하지 못하다. 처리시간 또한 사용하는 맥주 효모에 있어서 리보핵산을 세포 내에 축적하는 데 충분한 시간을 선택하면 양호하지만, 사용하는 매체 및 기타 처리조건에 의해서 변동될 수 있다. 바람직하게는, 상기 처리온도에서 통상 5 내지 24시간의 범위이다.

상기와 같이 호기성 활성화 처리공정에 있어서, 처리온도, 시간 등을 최적화하고, 또한 매체의 구성성분을 조절하면, 실질적으로 맥주 효모를 증식시키지 않고 활성화처리가 가능하다. 이와 같이 하여, 맥주 효모 균체 내에 균체 중량당 10중량% 이상의 리보핵산이 생성된다. 그러나, 상기한 바와 같이, 활성화처리를 계속 실시하여 효모 균체의 증식이 시작되고, 이것이 진행되면 리보핵산은 소비되고 함유량이 감소된다. 따라서, 리보핵산이 소비되기 전, 즉, 리보핵산 함유량이 절정에 달한 시점에서, 침지액으로부터 효모 균체를 회수하는 것이 바람직하다.

본 발명자는 효모 회수의 시점을 밝히기 위한 일례로서, 여러 가지의 활성화 처리조건에서 처리경과에 대한 리보핵산 함유량의 변화를 측정하고, 소정의 활성화조건에 따라 리보핵산 함유량이 절정에 달하는 시점을 활성화처리 개시로부터 소요되는 시간으로서 정하였다. 상기의 처리시간(5 내지 24시간)은 이러한 결과로부터 산출된 데이터이다. 활성처리 개시로부터 당해 처리시간이 경과한 시점에서, 침지액으로부터 효모 균체를 회수하기로 한다.

맥주 효모 균체의 회수는 공지된 수단에 의해 실시할 수 있다. 예를 들면, 적당한 수단은 원심분리, 여과 및 침전 등의 통상의 방법을 포함한다. 본 발명에따르면, 상기 효모의 호기성 활성화 처리공정에 공지된 회수수단을 조합하여, 균체 중량당 10중량% 이상의 리보핵산을 함유하는 맥주 효모 균체를 회수할 수 있다.

또한, 회수된 맥주 효모 균체로부터 리보핵산을 추출에 의해 분리(화학적 방법)할 수 있다. 별도의 방법으로서, 효모세포를 글루카나제 등의 용해효소로 분해하는 생화학적 방법 및 초음파 등을 사용하여 균체를 파괴하는 물리적 방법도 공지되어 있다. 분리의 효율 및 리보핵산의 용도를 고려하여, 적당한 분리방법을 선택하면 양호하다. 수득된 리보핵산은 건강식품, 조미료 등의 원료가 될 수 있다.

본 발명자들은 이러한 과제를 해결하기 위해서 예의 연구한 결과, 맥주 효모 균체에 무기염을 작용시키고, 특정한 조건하에서 활성화처리를 실시하면, 리보핵산 함유량이 10% 이상으로 증가된 균체를 수득할 수 있음을 밝혀내고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명에 의하면, 맥주 효모를 활성화하는 성분을 함유하는 매체를 사용하고, 첨가한 무기염의 존재하에서 맥주 효모 균체를 당해 매체에 침지시켜 소정의 온도에서 교반하면서 호기성 활성화처리를 실시함을 특징으로 하는, 균체 중량당 10중량% 이상의 리보핵산을 함유하는 리보핵산 고함유 맥주 효모 균체의 제조방법이 제공된다.

또한, 본 발명은 상기의 제조방법, 또는 그 밖의 제조방법에 의해서 수득되는 균체 중량당 10중량% 이상의 리보핵산을 함유하는 리보핵산 고함유 맥주 효모 균체를 제공한다.

상기의 리보핵산 고함유 맥주 효모 균체의 제조방법에 있어서는, 무기염이 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 전이금속으로부터 선택된 금속의 무기염임을 특징으로 할 수 있다. 특히, 당해 무기염은 염화나트륨인 것이 바람직하다.

또한, 상기의 리보핵산 고함유 맥주 효모 균체의 제조방법에 있어서는, 침지액에 무기염을 첨가하는 단계가, 호기성 활성화처리 개시 시점에 이루어지는 경우도 있다. 보다 바람직한 것은 침지액에 무기염을 첨가하는 단계가 호기성 활성화처리 개시로부터 소정 시간이 경과한 후에 이루어지는 것이다.

또한, 상기의 어느 리보핵산 고함유 맥주 효모 균체의 제조방법에 있어서도, 소정 온도가 10 내지 30℃의 범위인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 의하면, 맥주 효모 균체 중의 리보핵산 함유량을 증가시키는 방법으로서, 맥주 효모를 활성화하는 성분을 함유하는 매체를 사용하고, 첨가한 무기염의 존재하에서 맥주 효모 균체를 당해 매체에 침지시켜 소정의 온도에서 교반하면서 호기성 활성화처리를 실시하며, 상기 맥주 효모 균체 내에 균체 중량당 10중량% 이상의 리보핵산을 생성시킴을 특징으로 하는, 상기 리보핵산 함유량을 증가시키는 방법이 제공된다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 방법을 실시할 때, 통상의 발효 방법과 마찬가지로 배치(batch)방식 및 유가방식 모두를 사용할 수 있다. 이하의 실시예에 있어서는, 배치방식을 사용한다.

실시예 1

30L 발효조에서 회수 맥주 효모(맥주 제조후에 회수한 것)를 회분 배치방식으로 본 발명에 따라 처리한다. 사용한 영양성분을 함유하는 매체는, 예를 들면, 400g 황산암모늄, 1620g 액당, 30g KH₂PO₄, 200g NaCl, 50g 효모 추출물, 16L 물,기타 소포제 등의 첨가물로 이루어진다.

맥주 제조후에 회수한 효모를 체 및 물 교환에 의해 세정하며, 3000rpm에서 원심분리한다. 수득된 효모 침전물 4kg을 멸균시킨 상기 매체가 들어간 30L 발효조에 첨가하고, 통기하에 효모의 활성화 처리를 실시한다. 처리조건은 pH 4.0, 온도 15℃, 통기량 1VVM, 교반 200rpm이며, 7시간 동안 계속 처리한다. 그 후, 원심분리에 의해 효모 균체를 회수한다. 당해 효모 균체를 물 교환에 의해 세정하며, 다시 통상의 식용 건조효모 제조공정에 준하여 가열 건조시킨다. 수득된 건조효모 균체(1kg)에 관해서, 리보핵산 함유량 분석은 슈미트 탄호이저 슈나이더(STS)법[참조: J. Biol. Chem. 164, 747(1946)]에 의해 실시한다. 그 결과, 건조균체 중량당 12%이고, 원료효모 균체의 리보핵산 함유량의 약 3배를 초과한다. 또한, 상기 처리중, 적당한 간격으로 매체로부터 샘플링하여, 마찬가지로 리보핵산 함유량을 구한 결과, 함유량이 점차 증가하고 있음을 알 수 있다. 이러한 경시 변화를 도 1에 도시한다. 도 1에 도시한 데이터로부터 효모 균체의 회수시기를 결정할 수 있다. 즉, 활성화 처리 조건이 본 실시예의 경우와 실질적으로 동등한 경우, 균체 중량당 10중량% 이상의 리보핵산을 함유하는 효모 균체를 수득하기 위해서는, 활성화 개시 약 5시간 후, 침지액으로부터 효모 균체를 회수하면 양호하다는 것을 알 수 있다. 또한, 활성화 개시 약 6 내지 7시간 후 회수하면, 리보핵산의 함유량이 가장 높은(12중량%) 효모 균체를 수득할 수 있다. 또한, 활성화 처리 조건이 상이한 경우에는, 당해 조건에서 미리 활성화 예비실험을 실시하며, 리보핵산 함유량이 10중량% 이상 또는 리보핵산의 함유량이 절정에 달하는 시간을 미리 측정한다.

실시예 2

실시예 1에 기재된 방법에 따라서, 효모의 처리온도만을 15℃에서 10℃로 변화시킨 것 외는 완전히 동일한 조건으로 활성화 처리를 실시한다. 여기서, 처리시간은 실시예 1의 7시간을 초과하여 24시간까지로 한다. 처리개시로부터 0, 2, 4, 6, 8, 12, 16, 20, 24시간후 샘플링하여 리보핵산 함유량을 구한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 실시예 1의 경우와 마찬가지로 처리시간에 비례하여, 리보핵산 함유량은 증가하지만, 함유량의 절정(l0%를 초과하지만, 12% 미만)은 12시간 후에 나타나며, 그 후 감소 경향을 나타낸다. 따라서, 처리온도 10℃에서는, 실시예 1에서 채용한 15℃와 비교하여, 리보핵산의 증량 정도는 저하된다. 또한, 절정시의 리보핵산 함유량은 처리 개시 시점의 약 3배 이상이 된다. 이러한 활성화 조건에서의 회수시기는 함유량 10중량% 이상이며, 약 10 내지 14시간이 된다.

실시예 3

실시예 1에서 사용한 것과 동일한 매체를 여러 가지 준비하지만, 이것은 NaCl(염화나트륨)을 함유하지 않으며, 처리개시로부터 소정의 시간이 경과한 후, NaCl을 200g 첨가하여, 실시예 1에 기재된 방법에 따라 각각에 관해서 효모의 활성화 처리(처리시간 7시간)를 실시한다. NaCl의 첨가 시기는 처리개시로부터 2, 4, 6시간 후로 설정한다. 각 깔때기로부터 회수한 건조 효모 균체의 리보핵산 함유량을 구하여 도시한 것이 도 3이다. 처리개시로부터 4시간 후에 NaCl을 첨가한 깔때기에서의 리보핵산 함유량이 가장 높으며, 개시시에 첨가한 경우(실시예 1)와 비교하여, 약 40% 증가된다. 따라서, NaCl의 첨가시기를 적절하게 설정함으로써, 리보핵산 함유량을 더욱 높일 수 있음을 알 수 있다.

본 발명에 의하면, 맥주 효모(특히, 맥주 제조 후의 회수효모)로부터 리보핵산 함유량이 높은 효모 균체를 제조하는 것이 가능해진다. 따라서, 이와 같은 리보핵산 고함유량의 효모 균체가 공업적으로 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 방법에 있어서, 무기염의 첨가시기를 조절함으로써, 맥주 효모 균체의 리보핵산 함유량을 보다 높일 수 있다.

Claims (7)

1. 균체 중량당 10중량% 이상의 리보핵산을 함유하는 리보핵산 고함유 맥주 효모 균체.
2. 맥주 효모를 활성화하는 성분을 함유하는 매체를 사용하고, 첨가한 무기염의 존재하에서 맥주 효모 균체를 당해 매체에 침지시켜 소정 온도에서 교반하면서 호기성 활성화 처리를 실시함을 특징으로 하는, 균체 중량당 10중량% 이상의 리보핵산을 함유하는 리보핵산 고함유 맥주 효모 균체의 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 무기염이 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 전이금속으로부터 선택된 금속의 무기염임을 특징으로 하는, 리보핵산 고함유 맥주 효모 균체의 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 무기염이 염화나트륨임을 특징으로 하는, 리보핵산 고함유 맥주 효모 균체의 제조방법.
5. 제2항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 침지액에 무기염을 첨가하는 단계가 호기성 활성화 처리 개시 시점에 이루어짐을 특징으로 하는, 리보핵산 고함유 맥주 효모 균체의 제조방법.
6. 제2항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 침지액에 무기염을 첨가하는 단계가 호기성 활성화 처리개시로부터 소정의 시간이 경과한 후에 이루어짐을 특징으로 하는, 리보핵산 고함유 맥주 효모 균체의 제조방법.
7. 제2항에 있어서, 소정 온도가 10 내지 30℃의 범위임을 특징으로 하는, 리보핵산 고함유 맥주 효모 균체의 제조방법.