KR20090001111A - 요구르트 후산발효 억제를 위한 ｐＨ 의존성 박테리오신분체 조성물 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박테리오신 분체를 산 가용성 피복 물질로 피복한 것을 특징으로 하는 pH 의존성 박테리오신 분체 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 건식피복 기술로 제조된 pH 의존성 박테리오신 분체를 요구르트 발효 및 저장에 적용하여 pH 저하의 원인이 되는 균종의 생육을 특이적으로 저해함을 통해 요구르트 원래의 특성은 변화시키지 않으면서 안정적으로 pH 저하를 억제 시킬 수 있는 방법을 제공한다.

요구르트, 후산발효, 박테리오신, 건식피복, pH의존성

Description

요구르트 후산발효 억제를 위한 ｐＨ 의존성 박테리오신 분체 조성물 및 그의 제조방법{Preparing Method for a pulverulent body composition of pH-dependent bacteriocin to inhibit post-acidification of yogurt}

도 1은 동결 건조한 박테리오신 분말(a)과 산 가용성 폴리머인 유드라짓(Eudragit) EPO를 이용하여 혼성화 건식 피복한 박테리오신 분체(b)를 나타낸 것이다.

도 2는 4℃ 냉장 조건에서 저장 기간 동안 pH 의존성 건식 피복 박테리오신의 방출패턴을 나타낸 것이다 (AU: 어비트러리 유닛 (arbitrary units); -●-: pH 5, -○-: pH 6, -▼-: pH 7, -▽-: pH 8).

도 3은 42℃에서 요구르트 발효과정 중 요구르트 pH의 변화에 대한 pH 의존성 건식 피복 박테리오신의 효과를 나타낸 것이다 (-●-: 대조구 (무첨가구), -○-: 100 AU/mL 박테리오신, -▲-: 500 AU/mL 박테리오신).

도 4는 42℃에서 요구르트 발효과정 중 요구르트 적정산도의 변화에 대한 pH 의존성 건식 피복 박테리오신의 효과를 나타낸 것이다 (-●-: 대조구 (무첨가구), -○-: 100 AU/mL 박테리오신, -▲-: 500 AU/mL 박테리오신).

도 5는 42℃에서 요구르트 발효과정 중 젖산균의 성장에 대한 pH 의존성 건 식 피복 박테리오신의 효과를 나타낸 것이다 (-●-: 대조구 (무첨가구), -○-: 100 AU/mL 박테리오신, -▲-: 500 AU/mL 박테리오신).

도 6은 4℃ 냉장저장에서 요구르트의 pH의 변화를 나타낸 것이다 (-●-: 대조구 (무첨가구), -○-: 100 AU/mL 박테리오신, -▲-: 500 AU/mL 박테리오신).

도 7은 4℃ 냉장저장에서 요구르트의 적정산도의 변화를 나타낸 것이다 (-●-: 대조구 (무첨가구), -○-: 100 AU/mL 박테리오신, -▲-: 500 AU/mL 박테리오신).

본 발명은 요구르트 후산발효 억제를 위한 pH 의존성 박테리오신 분체 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 요구르트 발효 및 저장 시 pH 저하의 원인이 되는 균종의 성장을 저해하는 것을 특징으로 하는 박테리오신을 이용하여 요구르트의 품질 저하를 막을 수 있는 pH 의존성 박테리오신 분체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

요구르트 (yoghurt)는 일반적으로 스트렙토코코스 써모필러스 (Streptococus thermophilus)와 락토바실러스 불가리커스 (Lactobacillus bulgaricus)를 스타터로 하여 우유로부터 제조되는 것으로 정의되었으나 최근에는 이들 젖산균 이외에도 락토바실러스 애시도필러스 (Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 카제이 (Lactobacillus casei) 및 비피도박테리움 (Bifidobacterium) 등의 젖산균을 혼합하여 사용한 제품도 많다.

요구르트의 품질유지에 영향을 주는 요소는 외부요인과 내부요인으로 구분할 수 있는데, 외부요인으로는 온도, 산소, 빛, 포장재 및 저장기간 등을 들 수 있으며, 내부요인으로는 후산발효 (post-acidification, after-acidification 또는 over-ripening), 배양액의 조직과 점도, 향미 및 색상 등을 들 수 있다. 이 중에서도 후산발효는 정상적으로 배양이 완료된 경우에도 진행되기 때문에 최종제품의 관능적 품질에 영향을 직접적으로 미치며, 5℃ 이하의 저장 중에도 후산발효는 진행된다. 일반적으로 스트렙토코코스 균주의 산 생성은 pH 3.9 ~ 4.3에서, 락토바실러스 균종은 pH 3.5 ~ 3.8에서 멈추므로 pH 4.0 이하에서의 산 생성에는 락토바실러스 균종이 주로 작용한다. 후산발효는 다음과 같이 3단계로 나눌 수 있다. 배양온도에서 약 20℃ 내외까지 냉각시키는 과정 중에 젖산이 생성되는 첫 단계에는 산 생성력이 강력한 균주일수록 발효완료 후에도 충분한 냉각상태에 이르기까지 다량의 산을 생성한다. 이 단계에서는 세균증식과 효소활성 두 가지 작용에 의해 산이 생성된다. 다음으로 상온에서 10℃ 내외의 온도까지 냉각하는 단계에서 산이 생성되는데 이는 균주의 효소활성에 의한 것이다. 이 효소활성은 냉각온도가 더욱 낮아지면서 서서히 불활성화 된다. 마지막으로 냉장저장 0 ~ 7℃ 중에도 산이 생성되는데 이 단계에서의 산 생성은 서서히 진행되며 완료 배양액의 pH에 따라 달라진다. 즉, pH 또는 기타 요인에 대한 효소의 감수성 차이에 따라 산 생성량에 큰 영향을 미친다. 일반적으로 배양 완료액의 pH가 높은 경우가 pH가 낮은 경우보다 후산 생 성이 강하게 일어난다. 산 생성이 약한 균주를 사용한다는 것은 요구르트의 유통과정 중 품질 측면에서 매우 중요하다 {Rasic, J. L., J. A. Kurmann(1978). Yoghurt, Scientific Grounds, Technology, Manufacture and Preparations. Fermented Fresh Milk Products and Their Cultures. vol. 1. p. 466}.

박테리오신은 자신과 근종의 세균을 저해하는 항균성 단백질 또는 펩타이드로 정의된다 {Klaenhammer, T.R.(1993). Genetics of bacteriocins produced by lactic acid bacteria. FEMS Microbiol. Rev. 12:39-86}. 최근 들어 많은 선행 연구자들은 이들 박테리오신의 항균능력을 이용하여 요구르트 같은 특정 발효식품에서 과도한 산 생성을 제어할 수 있을 것으로 평가하고 있다.

Weinbrenner 등 {Weinbrenner, D. R., S. F. Barefoot, D. A. Grinstead, D.A. 1997. Inhibition of yogurt starter cultures by jensenin G, a Propionibacterium bacteriocin. J. Dairy Sci., 80: 1246-1253}은 프로피오니박테리움 (Propionibacterium)이 생산하는 박테리오신인 젠세닌 (Jenseniin) G가 요구르트 스타터 배양균의 증식을 효과적으로 저해하였다고 보고하였다. 그러나 요구르트생산에 박테리오신을 직접 적용하는 것은 스타터의 증식을 지연시키는 원인이 될 수 있으며, 젖산균의 증식이 충분하지 못하게 되는 결과를 초래한다. 더욱이 박테리오신 생산균을 스타터로 사용하면 바람직하지 않은 풍미를 만들 수 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위한 방법으로 pH 5.0 부근에서 박테리오신이 방출되는 산 가용성(acid soluble) 복합분체를 활용한다면 초기 요구르트 발효에는 영향을 거의 주지 않는 반면, 발효 후기에는 방출된 박테리오신의 작용으로 후산 발효를 억제시킬 수 있을 것으로 생각되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명자는 후산발효 억제에 적합한 새로운 박테리오신을 선발하여 건식피복 기술로 pH 의존성 박테리오신 분체를 제조하였으며, 그것을 요구르트 생산 및 저장방법에 적용하여 저장성 향상을 위한 생보존제로서의 박테리오신의 가능성을 확임함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 제 1목적은 후산발효 억제에 적합한 균주를 선발하고, 이들로부터 생성된 박테리오신을 산 가용성 피복 물질로 피복한 pH 의존성 박테리오신 분체 조성물을 제공하는데 있다.

본 발명의 제 2목적은 건식 피복 기술에 의한 pH 의존성 박테리오신 분체 조성물의 제조방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 제 3목적은 pH 의존성 박테리오신을 요구르트의 발효, 저장 또는 발효 및 저장 중에 첨가하는 것을 특징으로 하는 요구르트의 후산발효 억제방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 요구르트 후산발효 억제를 위한 pH 의존성 박테리오신 분체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

보다 구체적으로 본 발명은 요구르트 발효 및 저장 시 pH 저하의 원인이 되 는 락토바실러스 불가리커스(Lactobacillus bulgaricus) 균종의 성장을 저해하는 것을 특징으로 하는 박테리오신 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum) KU107 균주를 선발하고, 그로부터 생성된 박테리오신 분체를 산 가용성 피복 물질로 피복한 것을 특징으로 하는 pH 의존성 박테리오신 분체 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 또한, 상기 락토바실러스 플란타럼 KU107 균주 또는 상기 균주로부터 생성된 박테리오신을 요구르트의 발효, 저장 또는 발효 및 저장 중에 첨가하는 것을 특징으로 하는 요구르트의 후산발효 억제방법을 제공한다.

이하는 본 발명의 특징인 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 pH 의존성 박테리오신 분체 조성물의 제조방법은,

1) 동결 건조된 박테리오신 분말을 분쇄하여 박테리오신 분체를 얻고;

2) 상기 박테리오신 분체와 산 가용성 피복 물질을 혼합하여 피복하는:

단계를 포함한다.

피복제는 유산균의 특성을 극대화할 수 있는 어떤 피복물질도 될 수 있으나, 바람직하게는 상업적으로 입수가능한 건식 코팅제를 사용함이 바람직하며, 산 가용성 피복 물질은 유드라짓 (Eudragit), 슈레테릭 (Sureteric) 및 컴프리톨 (Compritol)로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 사용하는데, 보다 바람직하게는 산 가용성 피복 물질로 폴리메타크릴레이트계 폴리머인 것을 사용한다. 가장 바람직하게는 pH 5.0 부근에서 용해되는 유드라짓 EPO (RGmbH, Germany)을 사용함이 바람직하다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다.

또한, 종래와 동일한 기술적 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 A-10 분쇄기(mill) (IKA Labortechnik, Germany)로 선분쇄된 동결 건조된 박테리오신 분체표면을 산 가용성 피복소재인 유드라짓 (Eudragit) EPO (RGmbH, Germany)를 사용하여 박테리오신과 유드라짓 EPO를 1:1 내지 10:1(w/w) 비율로 혼합하여 2,000 ~ 15,000 알피엠에서 1 ~ 10분간 혼성화 시스템 (hybridization systems; NSH-O, Nara Machinery Co. Ltd., Japan)으로 피복하는 것을 특징으로 하는 박테리오신의 건식피복 방법을 제공한다. 상기의 혼성화 시스템에서 박테리오신 입자의 가공조건은 특별히 제한되는 것은 아니나, 5,000 내지 10,000 알피엠의 혼성화 시스템의 회전속도, 1 내지 10kg/㎤의 공기압 및 20 내지 30℃의 온도조건에서 1 내지 10분 동안 가공됨이 바람직하다.

이하, 본 발명을 구체적인 실시 예에 의해 보다 더 상세히 설명하고자 한다. 하지만, 본 발명은 하기 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 여러 가지 변형 또는 수정할 수 있음은 이 분야에서 당업자에게 명백한 것이다.

[실시 예 1] 유산균주의 배양

박테리오신 생산 젖산균인 락토바실러스 애시도필러스 30SC (Lactobacillus acidophilus 30SC; 동일 발명인에 의한 특허 출원서 제10-0434610호의 기탁번호 KFCC-11237호 균주, 기탁기관 : 한국종균협회), 락토바실러스 애시도필러스 ATCC 4356, 및 락토바실러스 플란타럼 KU107 균주 {주관석, 오세종, 한경식, 전우민, 김세현(2002). Lactobacillus plantarum KU107 이 생산하는 박테리오신의 특성 및 Staphylococcus aureus 억제 작용. 한국축산식품학회지. Vol. 22. No. 1, pp. 81~86. 고려대학교 식품미생물학 실험실[김헤헌 교수]}와 락토코코스 락티스 CU216 균주 {Oh, S., Worobo, R. W., Kim, S. 11th World congress of food science and technology. Proceeding of Pre-Congress internet conference, May 8- Dec. 31, 2000. 코넬대학교 식품공학과}를 분양받아 사용하였다. 박테리오신 생산 젖산균은 MRS 배지 (펩톤 10g/L, 효모추출물 5g/L, 육즙 10g/L, 포도당 20g/L, 트윈80 1g/L, 암모늄 시트레이트 2g/L, 소듐아세테이트 5g/L, 마그네슘 설페이트 0.1g/L, 망간 설페이트 0.05g/L, 디포타슘포스페이트 2g/L, 아가로스 15g/L, Difco, USA)를 사용하여 37℃에서 24시간동안 배양하고 냉장 보관하였다. 모든 균주는 사용하기 전에 3회 계대 배양을 실시하고 사용하였다. 또한, 실제 요구르트 제조에서 스타터 균주로 사용되는 락토바실러스 균종 (락토바실러스 카제이 YIT 9018, 락토바실러스 불 가리커스 Mar, 락토바실러스 불가리커스 ATCC 7994, 락토바실러스 불가리커스 LB18, 락토바실러스 델부루엑키 서브스피시스 락티스 ATCC 4797)과 스트렙토코코스 균종 (스트렙토코코스 써모필러스 ATCC 19258, 스트렙토코코스 써모필러스 ATCC 51836, 스트렙토코코스 써모필러스 M1, 스트렙토코코스 써모필러스 Y1)은 본 발명에서 박테리오신의 항균 스펙트럼을 조사하기 위해 지시균으로 사용되었다. 락토바실러스 균종과 스트렙토코코스 균종은 각각 MRS 배지와 M17 배지 (폴리펩톤 5.0g/L, 파이톤펩톤 5.0g/L, 효모추출물 2.5g/L, 육즙 5.0g/L, 락토스 5.0g/L, 아스코르빅산 0.5g/L, 소듐 글리세로포스페이트 19.0g/L, 황산마그네슘(1M) 1.0ml/L)를 이용하여 37℃와 43℃에서 각각 배양하였다. 본 발명에 사용된 균주는 4℃에서 30분 동안 원심분리한 후, 펠렛은 10% 락토스를 포함하는 10% 분말우유에 현탁한 후 냉동 건조하였으며 사용하기 전까지 -80℃에 보존하였다.

[실시 예 2] 항균활성의 측정

본 발명의 박테리오신 항균활성 평가는 하기와 같이 수행하였다. 상기 락토바실러스 3종과 락토코코스 1종을 MRS 액체배지에 37℃ 항온수조에서 18시간 배양한 다음 원심분리(6,000 x g, 30분, 4℃)를 실시하여 균체를 제거하고 pH를 6.5로 조정하였다. 이를 0.2 마이크론 필터를 이용하여 여과시켜 얻어진 상등액을 MRS 고체배지와 M17 고체배지에 각각 20 마이크로리터씩 분주하여 지시균을 중층하였다. 각 지시균들의 최적 성장온도에서 18시간 배양한 후 억제환 생성 여부로 항균활성을 측정하였다.

하기의 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에서 수행한 박테리오신을 대상으로 실제 요구르트 제조에서 스타터 균주로 사용되는 락토바실러스 균종과 스트렙토코코스 균종을 대상으로 생육억제 활성을 확인한 결과, 락토코코스 락티스 CU216의 경우 본 발명에서 사용되어진 지시균 모두의 생육을 억제하는 것으로 나타났다. 또한, 락토바실러스 애시도필러스 ATCC 4356과 30SC의 경우 좁은 항균 스펙트럼이 관찰되었다. 흥미롭게도 락토바실러스 플란타럼 KU107의 경우 스트렙토코코스 균종에는 항균활성이 관찰되지 않았으나 락토바실러스 불가리커스를 포함하는 락토바실러스 균종에만 특이적으로 항균활성이 관찰되었다.

따라서, 최종적으로 요구르트 제조시 저장단계에서 후산발효에 주된 원인이 되는 락토바실러스 불가리커스의 성장을 특이적으로 저해하는 락토바실러스 플란타럼 KU107이 생성하는 박테리오신을 본 발명에서 사용하였다.

[표 1] 본 발명에서 사용 되어진 박테리오신의 항균스펙트럼

+: 생육저해능 관찰, -: 생육저해능 관찰안됨.

[실시 예 3] 박테리오신의 조제

선발된 락토바실러스 플란타럼 KU107을 MRS 배지에서 18시간 배양한 후 10% 염산 용액으로 pH를 2.0으로 조정한 후 4℃에서 1일간 정치하면서 세포벽에 붙어 있는 박테리오신이 분리되도록 하였다. 이를 원심분리(6,000 x g, 15분, 4°C)하여 상등액을 취한 다음 상등액에 황산암모늄을 최종농도가 30%(w/v)되도록 서서히 첨가하고 4℃에서 1일간 정치하였다. 침전물은 원심분리(8,000 x g, 30분 4°C)하여 회수하고 2-(4-(모폴리노(morpholino))-에탄 술폰산(ethane sulfonic acid) (MES; FisherBiotech, Fair Lawn, NJ, USA) 버퍼(buffer) (50 mM, pH 6.5) 50 mL에 다시 현탁 하였다. 이 현탁액을 박테리오신으로 하고 -20°C에 보관하면서 사용하였다.

[실시 예 4] pH 의존성 박테리오신 분체 제조

상기 기술에서 제조된 동결 건조된 박테리오신 분말을 미리 A-10 mill (IKA Labortechnik, Germany)로 분쇄하였다. 박테리오신 분체표면을 산 가용성 피복소재인 유드라짓 (Eudragit) EPO (RGmbH, Germany)를 사용하여 혼성화 시스템(hybridization systems; NSH-O, Nara Machinery Co. Ltd., Japan)으로 개질하였다. 미세캡슐화를 위한 공정최적화 조건으로 박테리오신과 유드라짓 EPO를 9:1(w/w) 비율로 혼합한 후 12,500 알피엠으로 3분간 건식피복 공정을 실시하였다.

피복된 박테리오신의 표면은 전자현미경 (Scanninf Electron Microscope)으 로 관찰하기 위하여 피복된 박테리오신 시료를 일부 표본대에 부착시킨 후 준비된 표본을 전자 현미경용 이온 스퍼터 코팅기 (ion sputter coater)를 이용하여 금-팔라듐 (gold-palladium) 층으로 진공상태에서 60초간 코팅시켰다. 표본의 형태는 15kV의 가속 전압 (accelerating voltage)에서 관찰하였다. 그 결과는 하기 도 1에 나타내었다.

도 1은 동결 건조한 박테리오신 분말(a)과 산 가용성 폴리머인 유드라짓 EPO를 이용하여 혼성화 건식 피복한 박테리오신 분체(b)를 나타낸 것이다. 상기 기술한 조건에서 만들어진 캡슐은 매끄러운 표면을 지닌 평균직경 20~100 마이크로미터인 구형의 입자를 형성하였다. 이러한 매끄러운 특성은 유드라짓 EPO가 박테리오신의 표면에 부착되어 생성되어지는 특성인 것으로 관찰되었다.

[실시 예 5] 요구르트 제조

본 발명에서는 요구르트의 제조를 위하여 락토바실러스 불가리커스 (Lactobacillus bulgaricus)와 스트렙토코코스 써모필러스 (Streptococus thermophilus)를 스타터 균주로 사용하였다. 살균 시유에 탈지분유를 가하여 무지유 고형분이 12%가 되도록 조정하였다. 이를 95℃에서 20분간 살균한 후, 42℃로 냉각하였다. 여기에 스타터를 0.2% 접종하고 미세캡슐화 된 박테리오신을 농도별로 첨가하여 박테리오신 활성이 100 AU/ml과 500 AU/ml이 되도록 맞춘 후 42℃에서 24시간 배양하였다.

[실험 예 1] 미세캡슐화 박테리오신의 pH 의존성 방출

박테리오신 복합분체 1 g을 pH 5에서 8 범위의 50 mM 소디움 스트레이트 버퍼 (sodium citrate buffer) 100 mL에 현탁하였다. 이를 원심분리(2,000 x g, 10분)하고 상등액을 취해 박테리오신 활성을 측정하였다. 침전물은 별도로 냉장보관 하였다. 저장 중 박테리오신 활성변화는 동일한 버퍼에 침전물을 재현탁 시켜 확인하였다.

4℃ 냉장 조건에서 저장 기간 동안 pH 의존성 건식 피복 박테리오신의 방출패턴 결과는 하기 도 2에 나타내었다 (AU: 어비트러리 유닛 (arbitrary units); -●-: pH 5, -○-: pH 6, -▼-: pH 7, -▽-: pH 8). 이는 산 가용성 피복물질로 피복된 박테리오신을 저장보관하면서 각 pH에서 방출되는 정도를 비교하고자 수행하였다. 중성 및 알칼리 pH에서는 활성이 거의 없는 것으로 보아 방출이 거의 되지 않는 것으로 나타났으며, pH 6에서는 일부 박테리오신이 방출되어 활성이 대조구의 25%정도 나타나는 것으로 관찰되었다. 흥미롭게도 pH 5에서는 완전히 방출되어 냉장 저장기간인 2주 동안 일정한 활성을 유지하는 것으로 보였다.

이상의 결과로 보아 본 실험에서 사용된 pH 의존성 박테리오신 분체는 산성의 pH에서 용해되어 박테리오신이 방출되는 것을 확인 할 수 있었다.

[실험 예 2] 발효 과정 중에서 생균수 , pH 및 적정산도의 측정

발효 과정 중에서 젖산균 생균수는 시간별로 일정량의 시료를 취한 후 0.04% 브로모크레솔 퍼플 (bromocresol purple)이 함유된 BCP 배지 (효모추출물 2.5g/L, 펩톤 5.0g/L, 포도당 1.0g/L, 폴리옥시에틸렌솔비탄모노올레이트 1.0g/L, L-시스테인 0.1g/L, 아가로스 15.0g/L, pH 6.8~7.0)를 사용하여 37℃에서 48시간 동안 배양 후 노란색을 띄는 집락만을 계수하여 생균수로 하였다. pH는 pH 측정기(φ34, Beckman, USA)를 사용하여 측정하였으며, 적정산도는 AOAC(Official Methods of Analysis(1990). 15th ed. Association of Official Analytical Chemists, Washington DC, USA)방법으로 측정하였다.

42℃에서 요구르트 발효과정 중 요구르트 pH의 변화에 대한 pH 의존성 건식 피복 박테리오신의 효과에 대한 결과는 하기 도 3에 나타내었다 (-●-: 대조구 (무첨가구), -○-: 100 AU/mL 박테리오신, -▲-: 500 AU/mL 박테리오신). 예상대로 박테리오신이 없는 요구르트 경우 pH 의존성 박테리오신 분체가 혼합되어 있는 처리구에 비해 pH가 낮았다. 배양 5시간 이후, 대조구의 pH가 4.39로 떨어지는 반면 의존성 박테리오신 분체가 100 AU/ml, 그리고 500 AU/mL이 혼합되어 있는 처리구의 경우 각각 pH가 4.78과 5.75로 관찰되었다. 24시간 배양 후에는 최종 pH의 경우 대조구와 100 AU/mL의 박테리오신이 첨가된 처리구는 유의적인 차이가 관찰되지 않았으나, 500 AU/mL의 박테리오신이 첨가된 처리구의 경우 pH 감소가 느리고 완만하게 진행됨을 확인할 수 있었다. 따라서 이러한 결과에 의해 요구르트 제조시 pH 의존성 박테리오신의 첨가는 발효과정 중에서 급격한 pH의 저하를 감소시킬 수 있는 것으로 판단되었다.

42℃에서 요구르트 발효과정 중 요구르트 적정산도의 변화에 대한 pH 의존성 건식 피복 박테리오신의 효과에 대한 결과는 하기 도 4에 나타내었다 (-●-: 대조 구 (무첨가구), -○-: 100 AU/mL 박테리오신, -▲-: 500 AU/mL 박테리오신).

적정산도의 경우도 pH의 결과와 유사하게 박테리오신 첨가 농도에 비례하여 감소하였다. 특히, 500 AU/mL의 경우 발효 2시간부터 대조구와 비교하였을 때 통계적으로 유의적인 저하 효과를 관찰할 수 있었다. 후산발효는 pH를 4.0 이하로 저하시켜 제품의 품질을 저하시키는 요인이 되는데, 소비자에게 선호되는 요구르트의 pH 범위는 4.2에서 4.3인 것으로 보고되고 있다. 따라서 본 발명에서는 pH 의존성 박테리오신을 이용하여 요구르트 발효과정 중에 품질저하를 유발할 수 있는 후산발효를 저감 시킬 수 있는 새로운 방법을 제안한다.

42℃에서 요구르트 발효과정 중 젖산균의 성장에 대한 pH 의존성 건식 피복 박테리오신의 효과에 대한 결과는 하기 도 5에 나타내었다 (-●-: 대조구 (무첨가구), -○-: 100 AU/mL 박테리오신, -▲-: 500 AU/mL 박테리오신). pH 의존성 박테리오신이 첨가된 처리구의 경우 대조구와 비교하였을 때 5시간까지는 박테리오신이 첨가되지 않은 대조구에서 빠른 성장이 관찰되었다. 하지만 24시간 동안 배양한 결과, 모든 처리구가 8.5 CFU/mL 이상의 균 성장이 관찰되어 발효 후기까지 균 성장에는 박테리오신의 첨가가 어떠한 영향도 주지 않는 것으로 관찰되었다. 요구르트 제조시 유산균수가 10⁷-10⁸ cfu/mL이상이 되어야 하는 법정기준을 고려하였을 때 본 발명에서 사용되어진 농도의 pH 의존성 박테리오신의 이용은 요구르트 제조에 영향을 주지 않을 것으로 사료된다.

[실험 예 3] 저장 과정 중에서 생균수 , pH 및 적정산도의 측정

본 발명에서는 냉장저장기간 중에서 pH 의존성 박테리오신의 첨가에 따른 후산발효 저하 능력을 관찰하였다.

4℃ 냉장저장에서 요구르트의 pH의 변화에 대한 결과는 하기 도 6에 나타내었고 (-●-: 대조구 (무첨가구), -○-: 100 AU/mL 박테리오신, -▲-: 500 AU/mL 박테리오신),

4℃ 냉장저장에서 요구르트의 적정산도의 변화에 대한 결과는 하기 도 7에 나타내었다 (-●-: 대조구 (무첨가구), -○-: 100 AU/mL 박테리오신, -▲-: 500 AU/mL 박테리오신).

발효가 종료된 요구르트의 pH 4.5에서 pH 의존성 박테리오신을 첨가한 후 pH변화를 관찰하였을 때 저장기간 동안 후산발효가 지속적으로 일어나는 것을 확인 할 수 있었다. 박테리오신이 첨가되지 않은 대조구의 경우 30일 저장 후 pH가 0.2% 저하되었고 산도는 0.13% 증가하였다. 반면에 박테리오신 처리농도가 높아질수록 산 생성이 지연되는 것을 확인할 수 있었다. 100 AU/ml 박테리오신 첨가시료는 동일기간에, pH는 0.1% 저하되었으며 적정산도는 0.06% 상승하는데 그쳤다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 박테리오신 분체를 산 가용성 피복 물질로 피복한 것을 특징으로 하는 pH 의존성 박테리오신 분체 조성물 및 그의 제조방법을 제공함으로서, 요구르트 발효 및 저장 시 pH 저하의 원인이 되는 균종의 생육 을 특이적으로 저해하는 박테리오신을 이용하여 후산발효를 억제할 수 있다. 혼성화 건식피복 기술로 제조된 pH 의존성 박테리오신 분체를 요구르트 발효 및 저장 과정에 적용하여 요구르트 특성에는 영향을 주지 않으며 저장성 향상을 높이는 효과를 보일 수 있다.

Claims (11)

1. 박테리오신 분체를 산 가용성 피복 물질로 피복한 것을 특징으로 하는 pH 의존성 박테리오신 분체 조성물.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 박테리오신은 락토바실러스 플란타럼 KU107로부터 생성된 박테리오신인 것을 특징으로 하는 pH 의존성 박테리오신 분체 조성물.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 산 가용성 피복 물질은 유드라짓 (Eudragit), 슈레테릭 (Sureteric) 및 컴프리톨 (Compritol)로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 pH 의존성 박테리오신 분체 조성물.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 산 가용성 피복 물질은 폴리메타크릴레이트계 폴리머인 것을 특징으로 하는 pH 의존성 박테리오신 분체 조성물.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 박테리오신 분체와 산 가용성 피복 물질의 중량비가 1:1 내지 10:1 인 것을 특징으로 하는 pH 의존성 박테리오신 분체 조성물.
6. 1) 동결 건조된 박테리오신 분말을 분쇄하여 박테리오신 분체를 얻고;

   2) 상기 박테리오신 분체와 산 가용성 피복 물질을 혼합하여 피복하는:

   단계를 포함하는 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 pH 의존성 박테리오신 분체 조성물의 제조방법.
7. 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum) KU107 균주 또는 상기 균주로부터 생성된 박테리오신을 요구르트의 발효, 저장 또는 발효 및 저장 중에 첨가하는 것을 특징으로 하는 요구르트의 후산발효 억제방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 박테리오신은 산 가용성 피복 물질로 피복된 것을 특징으로 하는 요구 르트의 후산발효 억제방법.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 산 가용성 피복 물질은 유드라짓(Eudragit), 슈레테릭(Sureteric), 및 컴프리톨(Compritol)로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 요구르트의 후산발효 억제방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 산 가용성 피복 물질은 폴리메타크릴레이트계 폴리머인 것을 특징으로 하는 요구르트의 후산발효 억제방법.
11. 제 7항에 있어서,

    상기 박테리오신 분체와 산 가용성 피복 물질의 중량비가 1:1 내지 10:1 인 것을 특징으로 하는 요구르트의 후산발효 억제방법.

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