KR20090106462A - 신규한 비타민 ｄ2 효모 조성물, 이의 제조 방법 및 이의 용도 - Google Patents

신규한 비타민 ｄ2 효모 조성물, 이의 제조 방법 및 이의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신규한 효모, 더욱 구체적으로는 비타민 D가 풍부한 신규한 효모에 관한 것이다. 한 측면에서, 본 발명은 자외선 조사 후 이의 기체 발생력을 유지하고 상당량의 비타민 D, 특히 비타민 D2를 갖는 빵 및 기타 제과제빵류를 만드는 데 사용될 수 있는 효모를 포함한다. 본 발명은 또한 신규한 D2 풍부 효모의 제조 방법, 및 본 발명의 신규한 효모의 사용 방법에 관한 것이다.
비타민 D, 효모, 팽창력

Description

신규한 비타민 Ｄ2 효모 조성물, 이의 제조 방법 및 이의 용도{Novel vitamin D2 yeast preparation, a method for producing the same, and the use thereof}
본 출원은 2006년 10월 27일자로 출원된, 발명의 명칭 "신규한 비타민 D2 효모 조성물, 이의 제조 방법 및 이의 용도"의 미국 가출원 연속 번호 제60/854,795호에 우선권을 청구하며, 상기 출원을 본 명세서에 참조로 인용한다.
본 발명은 신규한 효모, 더욱 구체적으로는 비타민 D가 풍부한 신규한 효모에 관한 것이다. 한 측면에서, 본 발명은 자외선 조사 후 이의 기체 발생력을 유지하고 상당량의 비타민 D, 특히 비타민 D2를 갖는 빵 및 기타 제과제빵류를 만드는 데 사용될 수 있는 효모를 포함한다. 본 발명은 또한 신규한 D2 풍부 효모의 제조 방법, 및 본 발명의 신규한 효모의 사용 방법에 관한 것이다.
비타민 D는 혈액 속에서 정상 농도의 칼슘과 인을 유지하는 데에 필수적인 호르몬 전구체이다. 피부가 햇빛 중의 자외선에 노출되는 동안 인체는 충분한 비타민 D, 특히 비타민 D3(콜레칼시페롤)를 생성할 수 있다. 다수의 사람들은 생활 양식 때문에 혹은 의식적인 선택을 통해서 햇빛에 충분히 노출되지 않기 때문에 적정량의 비타민 D를 생성하지 못한다. 따라서, 음식물을 통한 비타민 D의 이용가능성이 점점 중요해지고 있다. 전형적으로, 음식물 중의 비타민 D의 주요 공급원은 강화 우유이다. 그러나 1인당 우유 소비량이 줄어들면서 많은 사람들이 적정량의 비타민 D를 얻지 못하고 있다.
우유 및 기타 유제품 이외에, 빵은 많은 소비자들에게 비타민 D를 포함한 강화 비타민을 저렴하게 공급하는 수단인 것으로 보인다. 일반적으로, 제빵 업자들은 그들의 조제물에 수개의 영양물을 첨가하는 번거롭고 비용이 많이 드는 일련의 단계들을 거쳐야 한다. 일반적으로 비타민 D3는 이러한 영양물 중 하나이다. 불행하게도 D3는 동물 유래이기 때문에 모든 사람들에게 허용될 수 있는 첨가물이 아니다.
혈청 칼슘 및 인의 조절자로서의 비타민 D의 역할은 잘 정립되어 있으나, 보다 최근의 연구는 적정 수준의 비타민 D와 관련된 다른 여러 가지 건강상의 이점들을 명백하게 밝히고 있다. 이에는 다음과 같은 것들이 포함된다.
세포 분화: 빠르게 분열하는 세포는 증식한다. 분화는 증식을 감소시키고, 서로 다른 세포들을 위한 특정한 기능을 부여하는 데에 중요하다. 증식은 성장 및 상처 치유를 위해 필수적이지만 조절되지 않을 경우 돌연변이와 암을 일으킬 수 있다. 활성 형태의 비타민 D는 증식을 억제하고 세포 분화를 촉진시킨다.
면역: 비타민 D는 잠재적인 면역계 조절자이며 자가면역을 억제할 수 있다.
인슐린 분비: VDR(비타민 D 수용체)은 췌장의 인슐린 분비 세포에 의해서 발 현된다. 동물 연구는 활성 비타민 D가 인슐린 요구량이 높은 조건에서 인슐린 분비의 역할을 담당한다고 제안한다. 사람의 한정된 데이타는 비타민 D가 2형 당뇨병에서 인슐린 분비와 글루코오스 내성에서 효력을 나타낸다고 제안한다.
혈압: 적정 수준의 비타민 D는 혈압이 높아질 위험을 낮춤으로써 일부 형태의 고혈압에서 효력을 발휘할 수 있다.
비타민 D는 D1, D2, D3, D4, 및 D5를 제한 없이 포함하는 다양한 형태로 발생된다. 통상, 비타민 D3는 강화 우유에서 발견되는 형태이며 상업적으로 보통 라놀린(양) 또는 어류로부터 얻어진다. 비타민 D3 이외에, 비타민 D2도 생체이용가능하고 흡수가 잘 되며 동물의 골 무기질화에서 활발한 역할을 하는 것으로 보인다(참조: Bioavailability of Vitamin D2 from irradiated mushrooms an in vivo study Jasinghe, V. J. et al., British Journal of Nutrition, 93: 951-955 (2005)).
효모(특히, 사카로마이시스(Saccharomyces))는 특히 비타민 B의 좋은 공급원으로서 높은 영양학적 가치를 갖는 것으로 알려져 있다. 예컨대, 양조 효모는 사람의 영양 보충제로서 다년간 시판 중에 있다. 토룰라(Torula), 칸디다(Candida) 및 클루이베로마이시스(Kluyveromyces)와 같은 다른 효모도 성장 인자와 비타민의 공급원으로서 사람을 위한 영양 보충제 및/또는 동물 사료로 사용된다. 이러한 제품들은 영양 효모로 알려져 있으며 효모 균체 또는 순수한 죽은 효모 세포로 이루어진다(참조: Chapter 6: Yeast Technology, Microbial Technology, Henry J. Peppler(ed), Reinhold Publishing Corporation (1967)).
그러나, 효모는 그 자체에 비타민 D를 함유하지 않고, 자외선광에 조사시 비타민 D2로 전환되는 특성을 갖는 유일한 스테롤인 에르고스테롤을 함유한다.
자외선광은 효모 중의 에르고스테롤을 비타민 D2로 전환시킬 수 있을 뿐 아니라 바이러스, 세균, 곰팡이 및 효모를 포함하는 다수의 미생물을 불활성화하여 치사시키는 것으로 잘 알려져 있다(참조: Wolfe R.L. Ultraviolet disinfection of potable water, current technology and research needs. Environ Sci Technol 1990; 24(6) 768-73; Hijnen W.A.M, Beerendonk E.F., 및 Medema G.J. Inactivation credit of UV radiation for viruses, bacteria and protozoan (oo)cysts in water: A review. Water Res. 2006; 40:3-22, Green C.F., Scarpino P.V., Jensen P., Jensen N.J., 및 Gibbs S.G. Disinfection of selected Aspergillus spp using ultraviolet germicidal irradiation. Can. J. Microbiol 2004; 50:221-224). 구체적으로, 파장 240 내지 280㎚의 전자기 방사선(자외선)은 미생물의 불활성화를 위한 효과적인 성분으로 잘 정립되어 있다. 자외선은 미생물의 핵산에 복구할 수 없는 손상을 가함으로써 미생물을 불활성화시킨다. 피리미딘 이량체, 및 핵산의 다른 광생성물의 형성은 DNA 복제와 전사를 억제함으로써 세포 또는 바이러스가 증식하는 것을 방해한다. 따라서, 살아있는 효모를 함유하는 조성물의 조사는 효모를 불활성화(치사)시키므로 조사된 효모는 특정한 상업적 용도로 사용되기 어렵거나 사용이 불가능하게 된다. 비타민 D3가 보다 저렴해지고 사료 보충물로서 더욱 인기를 얻기 전까지는 조사된 불활성화(즉, 치사) 효모가 다년간 시판되어 왔다. 사실상, 자외선 조사는 미생물을 죽이는 데에 매우 효과적이어 서 근래에 음료수의 살균 및 폐수 처리에 폭넓게 사용되고 있다(참조: Kruithol J.C., Van der Leer R.C., Hijnen W.A.M. Practical experiences with UV disinfection in The Netherlands. J Water SRT-AQUA 1992, 41(2), 88-94; Liberti L., Notarnicola M., Lopez A. 및 Petruzzelli D. Advanced treatment for municipal wastewater reuse in agriculture. UV disinfection: bacteria inactivation, parasite removal and by-product formation. Desalination 2002; 152:315-324; Whitby G.E. 및 Palmateer G. The effect of UV transmission, suspended solids, wastewater mixtures and photoreactivation on microorganisms in wastewater treated with UV light. Water Sci Technol 1993; 27:379-386).
본 발명은 이러한 문제들을 해결한다. 일반적으로 알려진 것과 달리, 효모를 조사함으로써 비타민 D2가 풍부한 효모, 특히 빵 효모를 생성할 수 있음을 알게 되었다. 본 발명의 효모는 조사된 후에도 불활성화되지 않고 이의 팽창력을 대부분 유지한다. 이러한 살아있는 비타민 D 풍부 효모는 각종 제과제빵류(예: 빵)를 강화시키는 데 사용될 수 있고 제빵소 자체에서의 작업을 단순화하는 데에도 도움이 될 수 있다.
도 1은 본 발명의 효모를 조사하는 데 유용한 자외선광-생체반응기의 도면이다.
도 2는 본 발명의 효모를 조사하는 데 유용한 다른 자외선광-생체반응기의 도면이다.
도 3은 다양한 파장에서 자외선이 조사되는 동안의 효모에서의 비타민 D2 농축 동역학을 나타낸 그래프이다.
발명의 개요
본 발명은 비타민 D가 풍부한 효모 조성물에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 비타민 D2가 풍부한 효모를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 한 측면에서, 본 발명은 자외선 처리되어 효모의 에르고스테롤 함량을 비타민 D2로 전환시킨 살아있는 효모를 포함하는 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 한 측면에서, 비타민 D 강화 효모는 자외선 처리 후 이의 팽창력의 대부분을 유지한다. 본 발명의 추가의 측면에서, 비타민 D 강화 효모는 조사 처리 전에 존재했던 이의 팽창력의 50% 이상을 유지한다.
본 발명의 다른 측면에서, 비타민 D 강화 효모의 비타민 D 함량은 10배 이상, 더욱 바람직하게는 50배 이상 증가한다.
본 발명의 추가의 측면에서, 효모는 사카로마이시스 속의 빵 효모 균주이다.
다른 측면에서, 본 발명은 영양 효모인 비타민 D 강화 효모를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 한 양태에서, 영양 효모는 칸디다, 토룰라 및 클루이베로마이시스로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
다른 측면에서, 본 발명은 무기질(칼슘, 아연, 마그네슘, 망간 및 생리학적으로 중요한 다른 무기질) 및/또는 비타민(비타민 B족 및 생리학적으로 중요한 다 른 비타민들)도 풍부한 비타민 D 풍부 효모 균주를 포함한다.
다른 측면에서, 본 발명은 크림 효모, 압착 효모, 분쇄된 효모, 냉동 효모, 동결 건조 효모, 활성 건조 효모 또는 인스턴트 건조 효모 형태를 갖는 비타민 D 강화 효모를 포함하는 조성물을 포함한다. 한 양태에서, 본 발명의 효모는 안정화된 크림 효모이다.
다른 측면에서, 본 발명은 비타민 D 강화 효모를 갖고 제빵에 유용한 효소를 추가로 포함하는 조성물을 포함한다. 여러 양태에서, 유리한 효소는 아밀라제, 크실라나제, 헤미셀룰라제, 셀룰라제, 및 리파제로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
추가의 측면에서, 본 발명의 조성물은 락트산 세균을 함유하는 비타민 D 강화 효모 조성물을 추가로 포함한다. 본 발명의 한 양태에서, 락트산 세균은 락토바실루스(lactobacillus) 속으로부터 선택된다.
다른 측면에서, 본 발명은 열 또는 다른 수단에 의해서 불활성화된 효모를 함유하는 비타민 D 풍부 강화 조성물을 포함한다.
본 발명의 추가의 측면은 빵, 크래커, 스포츠 바(sports bars), 비스킷 등 및 다른 제과제빵류, 및 다른 기능성 식품과 식이요법용 보조 식품의 제조에서의 비타민 D 강화 효모 조성물의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한 동물을 위한 영양분 또는 비타민 공급원으로서의 상기 언급된 하나 이상의 조성물의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한 발효 음료 및 사워크라우트(sauerkrauts)와 같은 발효 식품에서 영양분 또는 비타민 공급원으로서의 상기 언급된 하나 이상의 조성물의 용도 에 관한 것이다.
본 발명은 또한 효모를 자외선 조사시키는 단계(이때 효모의 팽창력은 실질적으로 유지된다)를 포함하는, 효모의 비타민 D 함량을 증가시키는 방법에 관한 것이다.
비타민 D는 사람과 기타 동물 모두에서 양호한 건강을 위하여 필수적이다. 사람은 햇빛 속의 자외선에 노출시 비타민 D, 즉 비타민 D3를 생산할 수 있다. 또한 비타민 D는 음식물, 가장 구체적으로는 강화 우유를 통해서도 얻을 수 있다. 그러나 특히 성인들 중에서 햇빛에 노출되는 시간이 적고 우유 소비량이 줄어든 경우에는 이러한 비타민 D의 공급원은 양호한 건강에 필요한 비타민 D의 양을 제공하기에 불충분해진다.
강화된 빵과 씨리얼은 음식의 각종 비타민 및 무기질의 보조 공급원이지만, 제빵 업자가 이러한 영양소를 그들의 조제물에 첨가하기 위해서는 번거롭고 비용이 많이 드는 일련의 단계들을 거쳐야만 한다. 비타민 D2는 이러한 영양소 중 하나이다. 시판 중인 비타민 D는 값이 비쌀 뿐 아니라 동물의 공급원으로부터 단리되기 때문에 적어도 일부분의 사람에게는 허용될 수 없는 첨가제이다.
따라서, 전형적인 제빵 공정에 필적하는, 값이 저렴하고 효율적이며 동물의 공급원으로부터 유래되지 않는 비타민 D의 생산 방법이 요구된다.
본 발명은 효모 자체가 높은 비타민 D 함량을 갖는 신규한 효모 조성물을 제공함으로써 이러한 문제들을 해결한다. 본 발명의 한 측면에서, 효모는 비타민 D2가 강화된다. 한 양태에서, 효모는 자외선광의 조사에 의해서 비타민 D2가 강화된다.
본 발명의 추가의 측면에서, 비타민 D2 강화 효모는 자외선 처리 후에 이의 팽창력의 대부분을 유지한다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 효모가 조사 처리 전에 존재했던 팽창력의 50% 이상을 유지하는 비타민 D 강화 효모 조성물에 관한 것이다. 추가의 양태에서, 효모는 조사되지 않은 유사한 효모에 비해서 이의 팽창력을 60% 이상, 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상 및 85% 이상 유지한다.
본 발명의 다른 측면에서, 비타민 D 강화 효모의 비타민 D 함량은 10배 이상, 더욱 바람직하게는 50배 이상 증가한다. 추가의 양태에서, 본 발명의 효모의 비타민 D 함량은 조사되지 않은 유사한 효모에 비해서 80배 이상, 100배 이상, 500배 이상, 800배 이상, 1,000배 이상, 5,000배 이상, 8,000배 이상 및 11,000배 이상 증가한다.
비타민 D 강화 효모는 크림 효모, 압착 효모, 분쇄된 효모, 냉동 효모, 동결 건조 효모, 활성 건조 효모 또는 인스턴트 건조 효모를 포함하는 다수의 형태를 가질 수 있다. 한 양태에서, 본 발명의 효모는 안정화된 크림 효모, 특히 동시 계류 중인 미국 특허 출원 제11/474,058호(이 출원은 본 명세서에 참조로 인용된다)에 설명된 안정화된 크림 효모이다.
본 발명의 비타민 D 강화 효모는 조사 후 추가의 공정을 거칠 수도 있다. 예를 들면, 본 발명은 열 또는 다른 수단에 의해서 효모를 불활성화시킨 비타민 D 강화 효모 조성물에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 락트산 세균을 추가로 함유하는 비타민 D 강화 효모의 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 한 양태에서, 락트산 세균은 락토바실루스 속으로부터 유래한다.
본 발명은 또한 높은 질소, 단백질, 활성 또는 발아 효모를 함유하는 비타민 D 강화 효모 조성물에 관한 것이다. 이러한 높은 활성 또는 발아 효모는 사카로마이시스, 클루이베로마이시스 및 토룰라스포라(Torulaspora) 속 등으로부터 유래된 살아 있는 효모 세포들을 제한 없이 포함한다. 특히, 본 발명은 사카로마이시스 세레비지에(cerevisiae) 종의 비타민 D 강화 효모에 관한 것이다. 본 발명은 하나 이상의 효모 종들의 배합물도 포함한다.
본 발명의 조성물에는 이 조성물을 발효 혼합물 또는 반죽에 첨가시 최종 제품의 특성을 향상시키는 양의 가공 보조제를 첨가할 수 있다. 후술되는 바와 같이, 가공 보조제는 영양제, 화학 첨가제 및 효소로 나뉠 수 있다.
영양제 성분은 무기 질소(예: 우레아 및 질소 염), 유기 질소(예: 효모, 효모 자기분해물, 효모 추출물, 또는 발효 가용물), 인(예: 질소 및 인의 염), 무기질(염 형태), 및 비타민을 포함할 수 있다. 무기질 가공 보조제는 칼슘, 아연, 마그네슘, 망간 및 생리학적으로 중요한 다른 무기질을 제한 없이 포함할 수 있다. 비타민 가공 보조제는 비타민 B족을 제한 없이 포함하는 생리학적으로 중요한 임의의 비타민을 포함할 수 있다.
적합한 화학 첨가제는 아스코르브산, 브로메이트 및 아조디카본아미드와 같은 산화제, 및/또는 L-시스테인 및 글루타티온과 같은 환원제이다. 제빵 공정에 자주 사용되는 바람직한 산화제는 아스코르브산이며 이것은 밀가루 1㎏당 5 내지 300㎎의 양으로 조성물에 첨가된다. 다른 적합한 화학 첨가제는 모노/디글리세라이드의 디아세틸 타르타르산 에스테르(DATEM), 나트륨 스테아로일 락틸레이트(SSL) 또는 칼슘 스테아로일 락틸레이트(CSL)와 같은 반죽 개량제, 또는 글리세롤 모노스테아레이트(GMS) 또는 담즙 염과 같은 빵 유연제, 트리글리세라이드(지방) 또는 레시틴 등과 같은 지방 물질로서 작용하는 유화제이다. 바람직한 유화제는 DATEM, SSL, CSL 또는 GMS이다. 바람직한 담즙 염은 콜레이트, 데옥시콜레이트 및 타우로데옥시콜레이트이다.
적합한 효소는 전분 분해 효소, 아라비녹실란 및 다른 헤미셀룰로오스 분해 효소, 셀룰로오스 분해 효소, 산화 효소, 지방 물질 분리 효소, 단백질 분해 효소이다. 바람직한 전분 분해 효소는 알파-아밀라제와 같은 내부 작용 아밀라제, 및 베타-아밀라제 및 글루코아밀라제와 같은 외부 작용 아밀라제이다. 바람직한 아라비녹실란 분해 효소는 펜토사나제(pentosanases), 헤미셀룰라제, 크실라나제 및/또는 아라비노푸라노시다제, 특히 아스페르길루스(Aspergillus) 또는 바실루스 종으로부터 유래된 크실라나제이다. 바람직한 셀룰로오스 분해 효소는 특히 아스페르길루스, 트리코더마(Trichoderma) 또는 후미콜라(Humicola) 종으로부터 유래된 셀로바이오하이드롤라세시(cellobiohydrolasesi) 및 셀룰라제(즉, 엔도-1,4-베타-글루카나제)이다. 바람직한 산화 효소는 리폭시게나제, 글루코오스 옥시다제, 설프하이드릴 옥시다제, 헥소오스 옥시다제, 피라노오즈 옥시다제 및 락카제이다. 바람직한 지방 물질 분리 효소는 리파제, 특히 아스페르길루스 또는 후미콜라 종으로부터 유래된 균성 리파제, 및 포스포리파제 A1 및/또는 A2와 같은 포스포리파제이다. 바람직한 단백질 분해 효소는 티올프로테아제, 메탈로프로테아제, 세린 프로테아제 및 아스파르틸 프로테아제 부류에 속하는 것들과 같은 내부 작용 프로테이나제, 및 아미노펩티다제 및 카복시펩티다제의 부류에 속하는 펩티다제라고 불리우는 외부 작용 프로테이나제이다. 추가로, 곡물 중의 단백질로부터 유리 아미노 질소를 생성하기 위한 미생물 및 식물 프로테아제도 첨가될 수 있다.
효소는 동물, 식물 또는 미생물로부터 유래될 수 있고, 이들은 이러한 공급원으로부터 당업계에 알려진 전형적인 공정에 의해서 얻어지거나, 대안적으로 재조합 DNA 기술을 통해서 생산될 수 있다. 바람직한 생산 공정은 발효 공정을 포함하는데, 이 공정에서는 곰팡이, 효모 또는 세균이 고유하게 또는 유전자 변형(재조합 DNA 기술)의 결과로서 성장하여 목적하는 효소를 생산한다. 이들 공정은 당업계에 잘 알려져 있다. 바람직하게, 효소는 발효 브로스(broth) 중의 미생물에 의해서 분비된다. 발효 공정의 최종 단계에서, 세포 바이오매스를 일반적으로 분리시키고, 브로스 중의 효소 농도에 따라서 후자를 더 농축시키고 임의로 한외여과와 같은 공지 기술에 의해서 세척할 수 있다. 임의로, 효소 농축물 또는 이러한 농축물의 혼합물은 분무 건조와 같은 공지 기술에 의해서 건조될 수 있다.
본 발명의 조성물은 여러 가지 용도로 사용될 수 있다. 한 측면에서, 본 발명의 조성물은 제과제빵, 특히 상업적 제과제빵 용도로 사용될 수 있다. 본 발명의 조성물은 빵, 크래커, 스포츠 바, 비스킷 및 다른 제과제빵류를 제한 없이 포함하는 임의의 형태의 제과제빵류를 제조하는 데에 사용될 수 있다.
이러한 비타민 D 풍부 효모 조성물은 제과제빵 산업에서 중요할 뿐 아니라 마실 수 있는 알코올(증류), 양조, 제과제빵, 일반적 발효 음료 및 임의의 발효 공정에도 사용될 수 있다.
본 발명의 추가의 목적은 본 발명의 비타민 D 강화 효모를 제조 발효기에 직접 첨가하거나 투입하는 단계를 포함함으로써 증식 단계를 필요로 하지 않는 에탄올의 신규한 제조 방법을 제공하는 것이다.
추가의 용도는 영양소 또는 비타민 공급원으로서의 조성물의 제조를 포함한다. 한 양태에서, 본 발명의 비타민 D 강화 효모는 동물을 위한 용도로 사용된다. 다른 양태에서, 상술된 본 발명의 조성물은 발효 음료 및 사워크라우트와 같은 발효 식품에서 영양분 또는 비타민 공급원으로서 사용된다.
본 발명은 또한 효모를 자외선 조사시키는 단계(이때 효모의 팽창력은 실질적으로 유지된다)를 포함하는, 효모의 비타민 D 함량을 증가시키는 방법에 관한 것이다. 사용되는 자외선은 임의의 파장을 가질 수 있으나 바람직하게는 253 내지 366㎚의 파장을 갖는다. 본 발명의 다른 양태에서는 255 내지 270㎚, 270 내지 290㎚, 290 내지 310㎚, 310 내지 330㎚, 330 내지 350㎚, 및 350 내지 366㎚의 파장을 갖는 자외선을 사용한다. 한 양태에서, 사용되는 자외선은 약 254㎚의 파장을 갖는다. 다른 양태에서, 사용되는 자외선은 약 302㎚의 파장을 갖는다. 또 다른 양태에서, 사용되는 자외선은 약 365㎚의 파장을 갖는다.
본 발명은 임의의 특정 종류의 효모에 제한되지 않는다. 특히 본 발명은 사카로마이시스 효모를 함유한 비타민 D 강화 효모 조성물에 제한되지 않는다. 실제로 당업자는 본 발명이 상업적인 제과제빵 및 발효 공정에 사용되는 모든 종류의 효모를 포함한다는 사실을 명백하게 인식할 것이다.
실시예 1
효모의 상업적 제조
상업적 발효에 사용하기 위한 효모의 제조는 본질적으로 다단계 공정이다. 일반적으로, 제과제빵 산업을 위한 효모의 제조자는 최종 효모 제품의 순도와 생존력(viability)을 보장하도록 대량으로 포장, 보관 및 선적되어야 하는 효모를 제조해야 한다.
빵 효모의 제조는 종종 적합한 효모 균주의 순수 배양관 또는 냉동 바이알을 사용하여 개시된다. 이 효모는 작은 압력 용기인 예비-순수 배양 탱크를 위한 접종원이며, 이 용기에서 종자는 엄격한 멸균 조건하에 배지 내에서 성장된다. 성장 후, 이 용기의 내용물을 보다 큰 순수 배양 발효기로 옮기고 여기서 다시 멸균 조건하에 약간의 통기와 함께 증식을 수행한다. 이들 초기 단계는 세트-배치(set-batch) 발효로 수행된다. 세트-배치 발효에서는 접종 전에 모든 성장 배지와 영양물을 탱크에 첨가한다.
순수 배양 용기로부터, 성장한 세포를 점진적으로 커지는 일련의 종자 및 반-종자 발효기로 옮긴다. 이들 후기 단계는 페드-배치(fed-batch) 발효로 수행된 다. 페드-배치 발효 중에는 당밀, 인산, 암모니아 및 무기질을 조절된 속도로 효모에 공급한다. 이 속도는 증식을 극대화하고 알코올 생성을 최소화하기에 충분한 당과 영양분이 효모에 공급되도록 조절된다. 추가로, 이들 페드-배치 발효는 완전한 멸균이 아니다. 이들 발효기에 필요한 대용적의 공기의 멸균을 보장하거나 다수의 파이프, 펌프 및 원심분리기를 통한 모든 이동 중에 멸균 상태를 달성하기 위하여 가압 탱크를 사용하는 것은 비경제적이다. 가능한 한 무균 상태를 보장하기 위하여 장치의 철저한 세척, 파이프와 탱크의 증기 처리, 및 공기의 여과를 수행한다.
반-종자 발효의 마지막 단계에서, 용기의 내용물을 일련의 분리기로 펌핑하고 여기서 효모를 소모된 당밀로부터 분리시킨다. 그런 다음 효모를 냉수로 세척하고 반-종자 효모 저장 탱크로 펌핑하고 여기서 효모 크림을 상업적 발효 탱크를 접종하는 데 사용될 때까지 대략 34℉로 유지시킨다. 이들 상업적 발효기는 발효 공정에서의 최종 단계이며 종종 최종 또는 상업용 발효라고 불리운다.
상업용 발효는 50,000 갤론 이하의 작업 용적을 갖는 대형 발효기에서 수행된다. 상업용 발효를 개시하기 위하여, 세트 워터(set water)라고 불리우는 다량의 물을 발효기 안에 펌핑한다. 그런 다음 피칭(pitching)이라 불리우는 공정에서, 반-종자 효모를 저장 탱크로부터 발효기로 옮긴다. 종자 효모를 첨가한 후, 통기, 냉각 및 영양분 첨가를 개시하여 15 내지 20시간의 발효를 시작한다. 발효의 개시에서 액상의 종자 효모 및 추가의 물은 발효기 용적의 약 1/3 내지 1/2만을 차지할 수 있다. 발효 과정 중에 영양분을 지속적으로 첨가하여 발효기의 최종 부 피에 도달하도록 한다. 증가하는 세포 군집의 성장을 유지하기 위해서는 보다 많은 영양분이 공급되어야 하기 때문에 영양분의 첨가 속도를 발효 과정 전체에 걸쳐서 점점 증가시킨다. 이 발효 중에 효모 세포의 수는 약 5 내지 8배 증가한다.
용기의 바닥에 위치된 일련의 천공관을 통해서 발효기에 공기를 공급한다. 공기 유입 속도는 발효기 부피에 대해 1분당 공기 약 1부피이다. 효모 성장 중에는 다량의 열이 발생하므로 내부 냉각 코일을 사용하거나 또는 브로스로도 알려진 발효 액체를 외부 열 교환기를 통해서 펌핑함으로써 냉각을 수행한다. 전체 제조 과정에 걸쳐서 컴퓨터 시스템을 통해 영양분의 첨가와 pH, 온도 및 공기 유입의 조절을 주의깊게 모니터링하고 제어한다. 발효 과정 전체에 걸쳐서 온도는 대략 86℉로 유지되고 pH는 일반적으로 4.5 내지 5.5 범위이다.
발효의 마지막 단계에서, 발효기의 브로스를 노즐 타입의 원심분리기에 의해 분리시키고 물로 세척한 후 다시 원심분리시켜서 15 내지 24% 범위(종종 18%)의 고형분 농도를 갖는 효모 크림을 수득한다. 이 효모 크림을 약 45℉로 냉각시키고 별도의 냉장된 스테인레스강 크림 탱크에 저장한다. 크림 효모는 탱크 트럭에 직접 선적되어 적합한 크림 효모 취급 장치를 갖춘 소비자에게 공급될 수 있다. 달리, 효모 크림을 플래이트 및 프래임 필터 프레스 또는 회전 진공 여과 장치에 펌핑하고 27 내지 33%의 효모 고형분을 함유한 케익 상태의 경도까지 탈수시킨다. 이 프레스 케익 효모를 여러 조각으로 분쇄하고 팔레트(pallet) 위에 쌓아 올려진 50파운드의 봉지에 충전시킨다. 효모는 압축 및 포장 작업 중에 뜨거워지므로 분쇄된 효모의 봉지들을 적합하게 통기시키면서 팔레트가 냉각 공기에 자유롭게 접근 하도록 일정 시간 동안 냉장기에서 냉각시킨다. 그런 다음 팔레트 위의 분쇄된 효모 봉지를 냉장 트럭으로 소비자에게 공급한다. 크림 효모를 유동층 건조기 또는 그와 유사한 형태의 건조기를 사용하여 건조된 효모(92 내지 97% 고형분)를 추가로 가공할 수도 있다.
실시예 2
활성 빵 효모 크림의 자외선 조사
A. 활성
약 20%의 고형분을 갖는 시판 효모 크림을 도 1에 도시된 바와 같은 실험실 규모의 자외선광-생체반응기를 사용하여 직접 조사한다. 광-생체반응기 구성은 자외선 램프, 얕은 사각 플라스틱 용기 및 자기 교반기를 포함한다. 광-생체반응기 구성의 중심은 3개의 전환가능한 자외선 관 - 단파장(254㎚), 중간파장(302㎚) 및 장파장(365㎚)을 갖는 8W 자외선 램프(제조원: UVP)이다. 먼저 중간 범위의 파장(302㎚)을 사용한다. 자외선 램프는 크림 효모의 표면 위 5 내지 10㎝에 설치하고 효모 크림에 접촉되지 않게 한다. 효모 크림은 자외선광을 거의 통과시키지 않기 때문에 조사 중에 효모 크림을 교반함으로써 모든 효모 세포들을 표면으로 이동시켜서 효모 세포 중의 모든 프로비타민(에르고스테롤) 분자들이 자외선에 조사되게 해야 한다. 얕은 용기를 사용하여 얇은 층의 효모 크림을 형성함으로써 효모 세포가 더 빈번하게 표면으로 이동하여 조사되게 함으로써 효모의 보다 높은 비타민 D2 전환 효율을 달성할 수 있다. 사각 용기에 시판 효모 크림 30㎖를 첨가하고 1시간 동안 계속 조사시킨다. 조사 중에는 효모 크림을 계속해서 혼합한다. 실험은 실온에서 수행한다. 1시간의 조사 후, 효모 중의 비타민 D2 함량은 2,370 IU/100g(건조 중량)에서 1,980,000 IU/100g으로 835배 증가하였고, 반-종자 효모의 스위트 도우(sweet dough) 활성은 CO2 456cc에서 424cc로 약 10%만이 감소하였다. 따라서, 1시간의 자외선 조사 후 효모의 제빵 활성은 대부분 유지되면서도 효모 중의 비타민 D2는 현저하게 증가한다.
비타민 D2 분석은 코반스 래보라토리스 인크(Covance Laboratories Inc)에서 수행한다. HPLC를 사용하여 공식적 분석법으로 비타민 D2를 측정한다(참조: Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL (2000) 제17판, AOAC INTERNATIONAL, Gaithersburg, MD, USA, Official Methods 982.29).
효모의 스위트 도우 활성은 SJA 퍼멘토그래프(Fermentograph)로 측정한다. 스위트 도우를 위한 성분들은 표 1에 기재되어 있다. 도우를 35℃에서 60분간 SJA 퍼멘토그래프에서 배양하고 달성된 총 기체 발생 부피를 효모의 스위트 활성으로서 표시한다.
스위트 도우를 위한 레시피
밀가루(Three Stars) 300g
그래뉴당 50g
소금 5g
쇼트닝 50g
효모 크림 24.5g
35℃의 수돗물 137.5g
B. 자외선 파장의 영향
효모의 비타민 D2 증가에 미치는 파장의 영향을 조사하기 위하여, 각각 단파장(254㎚), 중간파장(302㎚) 및 장파장(365㎚)의 서로 다른 3가지 파장을 사용하여 상기 실시예 1과 거의 동일한 방식으로 효모 크림의 자외선 조사를 수행한다. 조사 시간이 비타민 D2의 증가에 미치는 영향을 평가하기 위하여 각각의 파장에 대해 2가지의 상이한 조사 시간(2 및 4시간)을 사용한다. 실험은 실온에서 수행한다.
표면 자외선광-생체반응기를 사용한 실험에서 7개의 건조(오븐 건조) 효모 시료를 제조하고 비타민 D2 분석을 위해 코반스사에 발송한다. 7개의 효모 시료에 대한 비타민 D2 함량을 표 2에 기재한다. 자외선 조사 전의 효모 크림을 대조 시료로 사용한다. 다른 6개의 효모 시료는 3가지의 상이한 파장(254, 302 및 365㎚)에서 2 또는 4시간 동안 효모 크림을 조사하여 수득한다. 6개의 모든 시료에 있어서 조사를 위한 효모 크림의 양은 400㎖이다. 표 2는 자외선의 파장이 효모 중의 비타민 D2의 증가에 크게 영향을 미침을 보여준다. 다시 한번, 효모 중에서 비타민 D2는 254 및 302㎚의 자외선 파장에서 현저하게 증가될 수 있음이 밝혀졌다. 254㎚에서 조사된 효모 시료에 비해서, 302㎚의 파장에서 조사된 효모 시료에서 훨씬 더 높은 비타민 D2 함량이 달성된다. 흥미롭게도 365㎚에서 조사된 효모 시료는 훨씬 더 낮은 비타민 D2의 결과를 나타내는데 이것은 효모의 비타민 D2의 증가에서 365㎚의 파장은 덜 효과적임을 시사한다. 따라서, 효모의 비타민 D2 생성을 위한 이상적인 파장은 302㎚이다. 도 3은 하기 데이타를 그래프로 표시한 것으로, 반응의 영차 역학을 나타낸다.
자외선 파장 및 조사 시간이 비타민 D2의 증가에 미치는 영향(IU = 비타민 D2 국제 단위)
조사 시간 자외선 파장 2시간 4시간
254㎚ 545,000 IU/100g 1,090,000 IU/100g
302㎚ 1,160,000 IU/100g 2,160,000 IU/100g
365㎚ 2,350 IU/100g 4,240 IU/100g
대조 효모(조사 전) 75 IU/100g
실시예 3
대규모 배치의 자외선 조사
다른 실험에서, 보다 큰 부피를 가공할 수 있도록 고안된 도 2에 도시된 바와 같은 자외선광-생체반응기를 사용하여 효모 크림의 조사를 수행한다. 254㎚ 파장의 자외선을 방출하는 14와트 자외선 램프(제조원: Atlantic Ultraviolet Corporation)가 설치된 20ℓ의 광-생체반응기에 시판 효모 크림 15ℓ를 부하시킨다. 자외선 램프를 석영 슬리브(sleeve)를 통해 효모 크림에 담근다. 조명 교반기를 사용하여 격렬하게 교반함으로써 효모 세포를 조사 대역으로 빈번하게 이동시키고 석영 슬리브 주위의 잠재적인 부착물을 방지하여 높은 자외선 투과율을 유지한다. 효모 크림 15ℓ를 실온에서 8시간 동안 계속해서 혼합하고 조사한다. 8시간의 조사 후, 효모 중의 비타민 D2 함량은 2,370 IU/100g(건조 중량)에서 198,000 IU/100g으로 84배 증가하였고, 효모의 스위트 도우 활성은 600cc에서 550cc로 10% 약간 넘게 감소하였다. 역시, 효모의 제빵 활성은 대부분 유지되면서도 효모 중의 비타민 D2는 현저하게 증가한다. 예상한 바와 같이, 이 실험에서 달성된 효모의 비타민 D2 함량은 효모 크림의 훨씬 더 큰 가공 부피로 인해서 앞의 실험에서 달성된 것보다 훨씬 더 적다.
실시예 4
불활성 효모의 자외선 조사
시판의 불활성 효모(제조원: Lallemand Denmark, 제품 코드-213625, 로트 번호 5196D)를 사용하여 자외선 조사 실험을 수행한다. 불활성 건조 효모를 수돗물에 용해시켜서 10% 고형분을 갖는 크림을 제조한다. 얻어진 효모 크림 30㎖를 도 1에 도시된 광-생체반응기 장치를 사용하여 실온에서 1시간 동안 직접 조사한다. 자외선 조사 결과, 효모 중의 비타민 D2 함량은 대조물에 비해서 324 IU/100g(건조 중량)에서 3,810,000 IU/100g으로 11759배 급증하였다. 따라서, 자외선 조사 공정은 불활성 효모에 대해서도 적합하다.
실시예 5
시판 비타민 D2 풍부 효모 제조의 표준화
비타민 D 풍부 활성 빵 효모의 제조에서 효모 중의 일정한 비타민 D2 함량을 달성하기 위하여 특정량의 고강도 비타민 D2 풍부 효모를 통상의 시판 효모 크림과 함께 배합함으로써 제조를 표준화할 것을 권장한다. 고강도 비타민 D2 풍부 효모는 크림, 케익 및 IDY(인스턴트 건조 효모) 형태로 제조될 수 있다.
표 3은 통상의 효모 크림과 비타민 D2 풍부 활성 효모 크림으로 만들어진 빵 시료에 대한 효모 사용량을 보여준다. 비타민 D2 풍부 활성 효모 크림 중의 효모 비타민 D2 함량은 약 1,600,000 IU/100g(고강도)이다. 흰빵과 통밀빵 모두에 대해 비타민 D2 풍부 활성 효모 크림의 사용량은 사용된 총 효모의 약 8%이다. 이 백분율에서는 빵 50g당 400 IU의 비타민 D2 함량이 달성된다. 사람들은 이러한 빵을 하루에 50g 또는 2조각을 소비함으로써 비타민 D에 대한 그들의 영양 권장량(RDA, 400 IU)를 만족시킬 수 있다. 제빵 업자는 비타민 D 함량이 지나치게 많지 않도록 일반적으로 일부분의 비타민 D RDA를 제공한다. 제빵 업자가 빵 2조각(1일 빵 1회 제공량)에 대해 RDA의 20%를 제공하기를 원하는 경우, 비타민 D2 풍부 활성 크림 효모의 양은 사용된 총 효모의 약 1.6%일 것이다. 반면, 제빵 업자가 빵 2조각에 대해 RDA의 10%만을 제공하기를 원하는 경우, 비타민 D2 풍부 활성 크림 효모의 양은 사용된 총 효모의 약 0.8%일 것이다. 따라서 (효모 중의 1,600,000 IU/10Og의 비타민 D2를 달성하기 위하여 자외선 조사된) 비타민 D 풍부 활성 크림 효모 약 0.8%을 통상의 크림 효모 99.2%와 함께 배합함으로써, 1일 빵 1회 제공량에 대해 RDA의 10%를 제공하는 비타민 D 풍부 활성 크림 효모를 용이하게 제조할 수 있다. 예를 들면, 자외선 조사된 크림 효모 800ℓ를 통상의 크림 효모 99,200ℓ와 함께 배합함으로써 비타민 D에 대한 RDA 10%를 제공하는 비타민 D 풍부 활성 효모 크림 100,000ℓ를 제조할 수 있다. 이 경우, 자외선 조사된 크림 효모 800ℓ를 제조하기 위하여 약 1,000ℓ의 소규모 광-생체반응기를 설계 및 제작할 수 있다. 소규모광-생체반응기는 적은 설비 투자 및 조업 비용을 의미한다. 표준화된 비타민 D2 풍부 활성 효모 크림은 또한 통상의 액상 효모와 같이 활성을 가질 것으로도 기대된다. 따라서 비타민 D2 풍부 활성 효모 크림은 부가 가치 상품으로서 시판될 것이다.
추가로, 인스턴트 건조 효모(IDY) 형태를 갖는 대규모 배치의 고강도 비타민 D2 풍부 효모를 제조할 수도 있다. 특정량의 비타민 D2 풍부 IDY를 통상의 효모 크림과 함께 배합함으로써 특정한 비타민 D2 함량을 갖는 비타민 D2 풍부 활성 효모 크림을 쉽게 제조할 수 있다. IDY는 훨씬 더 긴 저장 수명을 갖기 때문에 이 방법은 더 오랜 기간 동안 사용할 수 있는 더 규모가 큰 배치의 고강도 비타민 D2 풍부 효모를 제조할 수 있다는 이점이 있다. 이 방법의 단점은 배치를 적절한 시간 내에 가공할 수 있도록 건조 전에 효모 크림을 조사하기 위한 더 큰 자외선광-생체반응기가 필요하다는 것이다.
통상의 크림 효모와 비타민 D 풍부 활성 크림 효모로 만들어진 4가지의 빵에 대한 효모 사용량
효모 시료 빵 시료 통상의 크림 효모(g) 비타민 D 풍부 활성 크림 효모(g) 비타민 D 풍부 활성 크림 효모의 백분율(%)
제1번: 통상의 크림 효모를 사용한 흰빵 48 0 0
제2번: 비타민 D2 효모 1을 사용한 흰빵 44.25 3.75 7.8
제3번: 통상의 크림 효모를 사용한 통밀빵 48 0 0
제4번: 비타민 D2 효모 1을 사용한 통밀빵 44.0 4.0 8.3
실시예 6
빵의 제조
높은 수준의 비타민 D를 갖는 빵의 제조에 있어서 처리된 빵 효모의 유효성을 입증하기 위하여, 2가지의 빵 배합물(흰빵 및 통밀빵)을 4개의 효모 시료(1개의 대조 효모와 3개의 비타민 D 풍부 효모)를 사용하여 시험한다. 결과적으로 총 8개의 빵 시료를 제조한다. 8개의 빵 시료에 대한 상세한 반죽 배합물을 표 4에 기재한다. 일반적으로 빵 2조각 또는 50g을 1일 빵 1회 제공량으로 간주한다. 비타민 D 풍부 효모로 만들어진 빵에 대해 빵 50g당 400 IU의 비타민 D 함량을 달성하기 위해서 반죽에 필요한 비타민 D2 풍부 효모의 양을 비타민 D 풍부 효모 시료 중의 초기 비타민 D 함량을 기준으로 산출한다. 산출시 400g의 반죽으로부터 350g의 빵을 제조할 수 있는 것으로 가정한다.
표준 혼합 후 반죽의 온도는 24 내지 28℃일 것이다. 반죽을 15분간 중간 발효한 후 저울로 달아 400g의 반죽 덩어리로 만든 후 둥글게 얇게 펴서 누섹스(Nussex) 성형기에서 성형한다. 모양이 잡힌 반죽 덩어리를 베이킹 팬에 넣고 높이가 97㎜가 될 때까지 112℉ 및 상대 습도 89%에서 발효시킨다. 그런 다음 이들을 내셔널(National) 오븐을 사용하여 440℉(226.7℃)에서 17분간 굽는다. 빵을 비타민 D2 분석을 위해 발송하기 전에 냉동시킨다.
빵 중의 비타민 D2 함량을 평가하기 위하여, 상술된 바와 같은 8개의 빵 시료를 비타민 D2 분석을 위한 외부 실험실로 발송한다. 첫 번째 시험은 빵 시료를 실온에서 약 4일간 저장한 후에 수행한다. 실온에서 빵을 저장하는 동안 비타민 D2의 손실이 발생하는지를 조사하기 위하여, 14일 된 빵 시료를 사용하여 두 번째 비타민 D2 분석을 수행한다. 비타민 D2 측정에는 HPLC(실리커(Silliker) AOAC 방법)를 사용한다.
빵 종류 흰빵 통밀빵
효모 시료 대조 비타민 D 효모 1 비타민 D 효모 2 비타민 D 효모 3 대조 비타민 D 효모 1 비타민 D 효모 2 비타민 D 효모 3
코드 번호 1 2 3 4 5 6 7 8
혼합기 번호 1 2 1 2 1 2 1 2
라벨 적색 주황색 청색 녹색 자주색 황색 2×적색 2×주황색
흰 밀가루(g) 1000 1000 1000 1000 0 0 0 0
통밀가루(g) 0 0 0 0 1000 1000 1000 1000
물(g) 610 610 630 630 730 730 750 750
덱스트로스(g) 70 70 70 70 70 70 70 70
식물성유(g) 30 30 30 30 30 30 30 30
소금(g) 20 20 20 20 20 20 20 20
CAP(g) 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
Fermaid C(g) 0.625 0.625 0.625 0.625 0.625 0.625 0.625 0.625
SSL(g) 3.75 3.75 3.75 3.75 3.75 3.75 3.75 3.75
대조 효모 크림(g) 48 44.25 0 0 48 44 0 0
비타민 D 효모 1(g) 0 6.30 0 0 0 4 0 0
비타민 D 효모 2(g) 0 0 0.82 0 0 0 0.88 0
비타민 D 효모 3(g) 0 0 0 2.19 0 0 0 2.34
새로운 압착 효모(g) 0 0 30 30 0 0 30 30
총 반죽 중량(g) 1784.88 1787.43 1787.70 1789.07 1904.88 1904.88 1907.76 1909.22
총 빵 중량(g) 1561.77 1564.00 1564.23 1565.43 1666.77 1666.77 1669.29 1670.56
빵 50g당 표적 비타민 D (IU) 6.25 672 400 400 5.86 400 400 400
표 5는 제조된 8개의 빵 시료를 실온에서 4일 및 14일간 저장한 후의 비타민 D2의 함량을 보여준다. 비타민 D2 풍부 효모의 사용은 빵 중의 비타민 D2를 현저하게 증가시킨다는 사실이 성공적으로 입증된다. 대조용 빵에 비해서 비타민 D2 풍부 효모를 사용하여 만든 빵은 훨씬 더 높은 비타민 D2 함량을 갖는다. 이들 결과는 또한 빵 제조 공정 중에 유의한 비타민 D2 손실이 일어나지 않기 때문에 높은 비타민 D2 회수율이 달성된다는 것도 보여준다. 높은 비타민 D 회수율은 효모 중의 비타민 D2가 고온(227℃)의 제빵 공정에 민감하지 않음을 시사한다.
실온에서 저장되는 동안 빵은 산소와 빛에 접촉하게 된다. 빵 중의 비타민 D2는 잠재적인 산화와 광화학적 반응으로 인해서 안정하지 않을지도 모른다고 생각할 수 있다. 그러나, 빵의 비타민 D2의 저장 수명에 대한 연구는 이러한 추측을 뒷받침하지 않는다. 표 5에서 보듯이, 14일 된 빵의 비타민 D2 함량은 4일 된 빵의 것과 유사하다. 빵은 실온에서 14일(2주)간 저장된 후 비타민 D의 유의한 손실을 나타내지 않는다. 따라서 빵 중의 비타민 D2는 저장에 안정하다. 이 사실은 요즈음 빵의 저장 수명이 14일까지일 수 있다는 점에서 중요하다. 14일 된 빵의 결과로부터 제빵 업자는 비타민 D2가 빵 중에서 적어도 2주 동안 안정하고 이용가능함을 확실히 알 수 있다. 또한, 14일 된 빵의 비타민 D2의 결과는 4일 된 빵의 결과를 확증한다.
8개의 빵 시료를 실온에서 4일 및 14일간 저장한 후의 비타민 D2의 함량
빵 시료 빵 중의 이론적 비타민 D2 함량 실온에서 4일간 저장된 빵의 비타민 D2 함량 실온에서 14일간 저장된 빵의 비타민 D2 함량
제1번: 대조 크림 효모를 사용한 흰빵 빵 100g당 12 IU 빵 100g당 20 IU 미만 빵 100g당 20 IU 미만
제2번: 비타민 D2 효모 1을 사용한 흰빵 빵 100g당 1344 IU 빵 100g당 1410 IU 빵 100g당 1360 IU
제3번: 비타민 D2 효모 2를 사용한 흰빵 빵 100g당 800 IU 빵 100g당 845 IU 빵 100g당 869 IU
제4번: 비타민 D2 효모 3를 사용한 흰빵 빵 100g당 800 IU 빵 100g당 947 IU 빵 100g당 777 IU
제5번: 대조 크림 효모를 사용한 통밀빵 빵 100g당 12 IU 빵 100g당 20 IU 미만 빵 100g당 20 IU 미만
제6번: 비타민 D2 효모 1을 사용한 통밀빵 빵 100g당 800 IU 빵 100g당 799 IU 빵 100g당 823 IU
제7번: 비타민 D2 효모 2를 사용한 통밀빵 빵 100g당 800 IU 빵 100g당 783 IU 빵 100g당 756 IU
제8번: 비타민 D2 효모 3를 사용한 통밀빵 빵 100g당 800 IU 빵 100g당 900 IU 빵 100g당 858 IU
실시예 7
피자 도우의 제조
실시예 6에서, 비타민 D 풍부 빵 효모를 사용한 실험실의 제빵 작업을 수행한다. 비타민 D2 풍부 효모를 사용함으로써 빵 중의 비타민 D를 현저하게 증가시킬 수 있다는 사실이 성공적으로 입증된다. 통상의 빵 효모로 만든 대조용 빵에 비해서 비타민 D 풍부 효모로 만든 빵은 훨씬 더 높은 비타민 D 함량을 갖는다. 효모 중의 비타민 D는 빵 중에서 잘 보존되며 매우 양호한 비타민 D 회수율이 달성된다는 사실은 효모 중의 비타민 D가 고온(227℃)의 제빵 공정에 민감하지 않음을 시사한다. 실험 결과는 또한 빵 중의 비타민 D의 양호한 보존성도 보여준다. 빵을 실온에서 2주간 저장한 후 비타민 D의 유의한 손실은 나타나지 않는다.
비타민 D 빵 효모의 효과를 추가로 입증하기 위하여, 상업적 제빵소에서 비타민 D 풍부 빵 효모를 사용하여 산업적 시도(피자 크러스트용 반죽)를 수행한다. 산업적 시도에 사용된 비타민 D 풍부 빵 효모는 비타민 D2를 15 IU/g 함유하는 액체 형태의 효모이다. 밀가루 226 lb 또는 반죽 385 lb에 대해 이러한 비타민 D2 풍부 액체 효모 24 lb를 사용하여 1회 제공량(1회 제공량의 분량은 피자 크러스트 144g이다)당 비타민 RDA의 약 33%를 제공한다. 6인치 피자 크러스트를 제조하고 24시간 동안 덩어리째로 발효시킨다. 모든 피자 크러스트를 고온 압축시킨 후 부분적으로 굽는다. 그런 다음 토핑을 얹고 -68℉에서 22분간 CO2 냉동시킨다. 시험용 피자 크러스트 시료(비타민 D 풍부 빵 효모를 사용하여 제조)와 대조용 피자 크러스트 시료(통상의 빵 효모를 사용하여 제조)를 모두 비타민 D2 분석을 위해 코반스 래보라토리스사에 발송한다. 코반스 래보라토리스사의 분석 결과(표 6)를 토대로, 시험 피자 크러스트 시료에서 검출된 실제의 비타민 D2 함량은 이론적(예상) 비타민 D2 함량에 매우 가깝다. 비타민 D2 풍부 효모 크림은 1회 제공량당 비타민 D RDA의 33% 또는 128 IU를 제공하도록 제조된다. 1회 제공량의 피자 크러스트에서 검출된 실제의 비타민 D2 함량은 비타민 RDA의 32% 또는 127 IU이다. 이와 달리, 대조용 피자 크러스트 시료에서 검출된 비타민 D2 함량은 1회 제공량당 20 IU 미만으로 시험용 피자 크러스트 시료보다 훨씬 더 낮다. 앞선 실험실의 빵 시험에서와 같이, 비타민 D 풍부 효모를 사용한 결과로서 빵 중의 비타민 D의 유의한 증가가 관찰된다. 시판의 피자 반죽 시험에서 매우 양호한 비타민 D 회수율도 달성된다.
시험용 및 대조용 피자 크러스트 시료의 비타민 D2 함량의 비교
시료 비타민 D 풍부 효모를 사용한 시험용 피자 크러스트 시료 통상의 효모를 사용한 대조용 피자 크러스트 시료
피자 크러스트 중의 실제의 비타민 D2 함량(1회 제공량 IU = 144g) 127 <20
반죽에 사용된 효모 크림(lb) 비타민 D 풍부 액체 빵 효모 24 lb 통상의 액체 빵 효모 24 lb
반죽의 총 중량(lb) 385 385
효모 크림 중의 비타민 D2 함량(IU/g) 15 미량
1회 제공량(144g)의 피자 크러스트 중의 이론적(예상) 비타민 D2 함량 128 미량
실시예 8
피자 도우의 제조
피자 크러스트를 사용한 성공적인 상업적 시도에 이어서, 비타민 D 풍부 빵 효모를 사용한 두 번째의 산업적 시도를 다른 상업적 제빵소에서 수행한다. 시험은 햄버거 빵의 제조에 대한 것이다. 시험에 사용된 비타민 D 풍부 빵 효모는 비타민 D2 함량이 22 IU/g인 액체 형태의 효모이다. 밀가루 1,000 lb 또는 반죽 1,769 lb에 대해 이러한 비타민 D2 풍부 액체 효모 54 lb를 사용하여 1회 제공량(1회 제공량의 분량은 햄버거 빵 60g이다)당 비타민 RDA의 약 10%를 제공한다. 시험용 햄버거 빵 시료(비타민 D 풍부 빵 효모를 사용하여 제조)와 대조용 햄버거 빵 시료(통상의 빵 효모를 사용하여 제조)를 모두 비타민 D2 분석을 위해 코반스 래보라토리스사에 발송한다. 표 7에 햄버거 빵 시료들에 대한 분석 결과를 요약한다. 반죽에 사용된 비타민 D 풍부 빵 효모의 사용량을 기준으로, 시험 시료 중의 이론적(예상) 비타민 D2 함량은 1회 제공량당 40 IU이다. 표 7에서 보듯이, 2개의 시험용 햄버거 빵 시료에서 검출된 실제의 비타민 D2 함량은 각각 1회 제공량당 43.4 및 44.6 IU로 이론치에 매우 가깝다. 첫 번째 산업적 시도와 마찬가지로, 매우 양호한 비타민 D2 물질 밸런스가 다시 한번 입증된다. 2개의 시험용 햄버거 빵 시료는 2개의 대조용 빵 시료와 마찬가지로 매우 유사한 비타민 D2 함량을 나타냄으로써 반복에 대한 양호한 재현성을 갖는다.
시험용 및 대조용 햄버거 빵 시료의 비타민 D2 함량의 비교
햄버거 빵 시료 비타민 D2 함량
IU/100g 1회 제공량당 IU
대조용 햄버거 빵 시료 1 <20
대조용 햄버거 빵 시료 2 <20
시험용 햄버거 빵 시료 1 72.4 43.4
시험용 햄버거 빵 시료 2 74.4 44.6

Claims (30)

  1. 효모의 에르고스테롤 함량을 비타민 D2로 전환시키기 위하여 자외선 처리된 효모를 포함하는 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 효모가 자외선 처리된 후 이의 팽창력을 대부분 유지하는 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 효모가 사카로마이시스(Saccharomyces) 속의 빵 효모 균주인 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 효모가 영양 효모인 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 영양 효모가 칸디다(Candida) 속, 토룰라(Torula) 속 및 클루이베로마이시스(Kluyveromyces) 속으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 효모가 무기질이 풍부한 효모 균주인 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 무기질이 칼슘, 아연, 마그네슘 및 망간으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 효모가 비타민 D2 이외의 비타민이 풍부한 효모 균주인 조성물.
  9. 제2항에 있어서, 효모가 크림 효모, 안정화된 크림 효모, 압착 효모, 분쇄된 효모, 냉동 효모, 동결 건조 효모, 활성 건조 효모 또는 인스턴트 건조 효모로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 효소를 함유하는 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 효소는 아밀라제, 크실라나제, 헤미셀룰라제, 셀룰라제, 및 리파제로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 효모 조성물이 빵의 풍미에 기여하는 락트산 세균을 함유하는 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 효모가 열 또는 다른 수단에 의해서 불활성화되는 조성물.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 조성물을 사용하여 만든 제과제빵류.
  15. 제14항에 있어서, 빵, 크래커, 스포츠 바(sports bars) 및 비스킷으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 제과제빵류.
  16. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 사람이 아닌 동물에게 공급되는 조성물.
  17. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 조성물을 사용하여 만든 발효 제품.
  18. 제17항에 있어서, 발효 음료 및 발효 식품으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 발효 제품.
  19. 제18항에 있어서, 사워크라우트(sauerkrauts)인 발효 제품.
  20. 증가된 비타민 D 함량을 갖는 효모를 포함하는 조성물.
  21. 제20항에 있어서, 효모가 사카로마이시스 속의 빵 효모 균주인 조성물.
  22. 제20항에 있어서, 효모가 영양 효모인 조성물.
  23. 제22항에 있어서, 영양 효모가 칸디다 속, 토룰라 속 및 클루이베로마이시스 속으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 조성물.
  24. 제20항에 있어서, 효모가 무기질이 풍부한 효모 균주인 조성물.
  25. 제24항에 있어서, 무기질이 칼슘, 아연, 마그네슘 및 망간으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 조성물.
  26. 제20항에 있어서, 효모가 비타민 D2 이외의 비타민이 풍부한 효모 균주인 조성물.
  27. 효모 조성물을 조사시키는 단계를 포함하고, 이때 효모는 조사 후 이의 팽창력을 실질적으로 모두 유지하는, 효모의 비타민 D 함량을 증가시키는 방법.
  28. 제27항에 있어서, 효모의 비타민 D 함량이 1,000% 이상 증가하는 방법.
  29. 제28항에 있어서, 효모의 비타민 D 함량이 8,000% 이상 증가하는 방법.
  30. 제29항에 있어서, 효모의 비타민 D 함량이 80,000% 이상 증가하는 방법.
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