KR20110031324A - 고함량 글루타민산을 포함하는 이스트 추출물 및 그것의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
이스트 추출물 및 그것의 제조방법을 제공한다. 이스트 추출물은 Saccharomyces cerevisiae CCTCC No: M205130으로부터 생성되고, 이스트 추출물의 글루타민산 함량은 10%보다 높다. 본 제조방법은 대량으로 이스트 추출물을 생산하기 위해 사용될 수 있고, 여기서 이스트 추출물의 글루타민산 함량은 10%보다 높다.
Description
본 발명은 이스트 추출물과 그것의 제조방법에 관한 것이고; 더욱 구체적으로는 고함량 글루타민산을 포함하는 이스트 추출물과 그것의 제조방법에 관한 것이다.
글루타민산은, 천연적으로 존재하는 아미노산으로서, 버섯, 해초, 토마토, 견과류, 콩류, 육류 및 대부분의 유제품과 같이 단백질이 풍부한 식품에 주로 존재한다. 어떤 식품에서는 글루타민산이 유리형태로 존재하는데, 이것은 식품의 신선한 맛을 향상시킬 수 있는 글루타민산염(glutamate)의 유일한 형태이다. 토마토, 발효된 콩제품, 이스트 추출물, 특정한 종류의 치즈 및 발효 또는 가수분해된 단백질 제품(간장 또는 된장)의 조미 효과는 부분적으로 글루타민산의 존재 덕분이다.
최근 몇 년 사이, 사람들의 생활 수준이 향상되면서, 일상 식품의 내용물에 대한 새로운 요구사항들이 제기되고 있다. 다양한 식품들이 점점 더 천연이고, 편리하고, 맛있고, 복합-기능적으로 발전되고 있다. 그리고 식품의 조미료는 이전에 사용되던 양조 양념이나 화학 조미료에서 고급스런 맛을 지닌 천연 양념 복합물로 바뀌고 있다. 한편, 시중의 양념은 맛있고, 편리하고, 천연이고 영양가 있는 고급스러운 양념 복합물로 발전되고 있다. 이스트 추출물은 아미노산과 폴리펩티드뿐만 아니라 뉴클레오티드, 비타민, 유기산 및 무기질과 같은 기타 유효 성분들을 포함한다. 육류의 강하고 맛있는 풍미를 내는 이스트 추출물은 영양소, 양념 및 건강관리의 다기능을 갖는 고급 조미료라서, 고객들에게 점점 더 인기를 얻고 있다.
이스트 추출물 사용은 생화학기술의 발달과 함께 상당히 확대되었다. 가장 최근의 이스트 추출물 제품은 글루타민산과 뉴클레오티드를 풍부히 함유하여, 그 맛이 더욱 좋아졌다. 이스트 추출물은 천연 상태로 존재하는 아미노산과 폴리펩티드를 함유하여, 나트륨염의 함량을 현저히 줄이면서 원래의 맛을 잃지 않을 수 있다. 좀 더 중요한 것은, 순수한 천연의 특성으로, 이것은 인공 합성 또는 화학 첨가물에 대한 염려를 막아준다.
그러나 현 이스트 추출물에서 글루타민산나트륨의 함량은 일반적으로 4%이다. 식품업체들은 글루타민산나트륨 함량을 더 많이 함유하여 맛을 향상시키는 이스트 추출물을 더 많이 요구하고 있다.
현 이스트 추출물에 함유된 글루타민산의 낮은 함량의 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 고함량 글루타민산을 포함하는 이스트 추출물과 그것의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 한 가지 목적은 CCTCC NO:M205130 하의 saccharomyces cerevisiae(Z2.4)에 속한, 이스트 균주(yeast strain)로부터 생성된 이스트 추출물을 제공하는 것이다. 이스트 균주는 질소 공급원이 풍부한 배지에서 배양되고, 그런 다음 단백질 함량이 60% 이상인 이스트 배양물을 생성하고, 이것은 이스트 추출물 생산을 위한 원료로 쓰인다. 본 발명에 따라 제공되는 이스트 추출물은 글루타민산 함량이 10%보다 높다.
본 발명의 또 다른 목적은 다음 단계들을 포함하는 이스트 추출물 제조방법을 제공하는 것이다: A) 질소 공급원이 풍부한 배지에서 이스트 균주를 배양하여 배양물을 얻고 상기 배양물을 이스트 크림으로 제조하는 단계; B) 이스트 크림의 pH값을 pH4.5~6.8로 조절하고 이것을 45~60℃로 가열하는 단계; C) 프로테아제 및 글루타민 트랜스아미나제를 첨가하여 효소 분해(autolytic enzymolysis)를 수행하는 단계; D) 온도를 60oC로 상승시키고 원심분리를 수행하는 단계; 그리고 E) 멸균, 농축 및 분무 건조 후 상기 이스트 추출물을 얻는 단계.
본 발명의 실시예에 따르면, 첨가된 프로테아제와 글루타민 트랜스아미나제의 질량비는 1: 1이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 첨가된 프로테아제 및 글루타민 트랜스아미나제의 질량은 둘 다 상기 이스트 크림에서 총 이스트 중량의 1.5‰이다.
본 발명에서 사용된 과정은 하기와 같다:
이스트 크림 (12~15% 농도)
↓
45~60oC에서 이스트 가열
↓
프로테아제 및 글루타민 트랜스아미나제로 효소 분해
↓
(pH 4.5~6.8 및 45~68oC에서 16~20시간 동안 자가 효소 분해)
↓
열 처리, 원심분리, 멸균, 농축 및 분무 건조로 효소 불활성화
본 발명의 구현예에 따르면, 자가 효소 분해 반응은 약 16~20 시간 동안 실행되는데, 실제 생산에서 완전한 효소 분해 반응은 16시간 미만에서 달성될 수 없기 때문이다; 그러나 시간이 20시간을 초과하면 비용 증가를 초래할 것이다.
본 발명의 과정에 따라 생산되는 이스트 추출물은, 10%를 초과하는 함량으로 글루타민산이 풍부하여, 좀 더 맛있는 풍미와 식품의 맛을 증진시키는 개선된 능력을 갖는다. 본 발명에 따라 제공된 방법은 실시하기 쉽고 고함량 글루타민산나트륨을 갖는 이스트 추출물의 산업적 생산에 사용될 수 있어서, 곧 있을 이스트 추출물의 대규모 상업적 생산을 충족시킨다.
본 발명의 이스트에 대한 기탁 정보
라틴명 Saccharomyces cerevisiae -Hansen Z 2.4의 Saccharomyces cerevisiae 에 속하는 이스트를 2005년 10월 25일 수탁 번호(accession number) CCTCC NO: M205130 로 중국 균종 기탁 센터(CCTCC)에 기탁하였다.
구현예
I. 균주의 성질
1. 진균학 특징
| 영양 세포 형태 |
계란형 또는 타원형 세포 |
| 증식 방식 |
발아 |
| 성장 조건 |
액체 또는 고체 배지에서 성장이 양호함 |
| 자낭포자 |
표면이 매끄러운 구형 자낭포자 1-4개 |
| 최적 성장 조건 |
pH5.2, 온도: 28-30oC, 12 Brix 워트(wort) 한천 배지 |
| 항목 |
동 화 작 용 |
발효성 |
|
| 질소 공급원 |
질산염 |
- |
|
| 탄소 공급원 |
포도당 |
+ |
+ |
| 젖당 |
+ |
+ |
|
| 자당 |
+ |
+ |
|
| 맥아당 |
+ |
+ |
|
| 유당 |
- |
- |
|
| 트레할로스 (Trehalose) |
- |
- |
|
상기 진균학적 특성을 갖는, 본 발명에 따른 Saccharomyces cerevisiae 균주 CCTCC NO. M205130을 "The yeasts, A Taxonomic Study"(1998, Holland, Lodder J edited, the 4th edition)와 비교하였고, Saccharomyces cerevisiae 속에 해당되는 것으로 밝혀졌다.
2. 이스트 균주의 배양
배지: 12 Brix의 워트 한천 배지, 2% 한천. pH을 5.2로 조절하고, 20분간 121oC에서 스팀으로 멸균한 뒤, 상기 이스트 균주를 보통의 조건으로 28~30oC 하에서 배양하였다.
이스트의 단백질 함량을 증가시키기 위해, 많은 양의 질소 공급원, 즉 암모니아수를 배지에 첨가하여, 배지에서 질소 공급원이 배지의 총 질량의 2% 이상을 차지하도록 하였다.
균주의 보존 조건: 20% 탈지 우유 중에서 동결건조법(진공 동결-건조)으로 보존.
생성된 배양물을 킬달(Kjeldahl) 장치에서 킬달 법에 의해, 단백질 함량이 60% 이상이 되는지, 분석하였다.
이스트 발효로부터 얻은 발효 액체를 원심분리하고, 원심분리 침강물(또는 중질상)을 모아서 이스트 크림을 얻었다.
II. 이스트 추출물 제조
본 발명에 따른 이스트 추출물 제조방법은 하기 단계들을 포함한다:
A) 기탁 번호 CCTCC NO: M205130의 이스트 균주를 암모니아수-함유 배지에서 배양하고, 위에서 얻은 발효 액체를 원심분리하여, 원심분리 침강물(또는 중질상)을 모아서 이스트 크림을 얻는 단계;
B) 이스트 크림의 pH 값을 산성 수준(pH4.5-6.8)으로 조절하고, 이것을 45~60oC 로 가열하여 이스트를 멸균하고; 온도를 45oC 미만의 온도는 가스-생성 박테리아와 같은 부패 유기체의 성장을 촉진하고 반면 60oC 초과의 온도는 심각한 단백질 변성을 일으키고 분해를 어렵게 만들기 때문에 45-60oC로 조절하는 단계;
C) 프로테아제 및 글루타민 트랜스아미나제를 상기 이스트 크림에 첨가하여 pH4.5~6.8 하에서 자가 효소 분해 반응을 수행하는 단계, 여기서 프로테아제는 거대분자 단백질을 미세분자 펩티드 또는 아미노산으로 분해하기 위해 첨가되고, 글루타민 트랜스아미나제는 유리 글루타민산 함량을 증가시키기 위해 첨가되고, 두 물질의 바람직한 첨가 비율은 1:1이고, 바람직한 자가 효소 분해 반응 시간은 16~20시간이고, 허용 온도는 45~68oC, 바람직하게는 55~65oC이고, 바람직한 pH 값은 6.0-6.5이다;
D) 효소를 열 처리로 불활성화하고 원심분리하는 단계;
E) 원심분리하여 얻은 상청액을 농축 및 분무 건조시켜 글루타민산이 풍부한 이스트 추출물을 얻는 단계.
III. 글루타민산 함량에 대한 분석
장치: 2700 생화학 분석기(미국의 YSI사)
시약: 글루타민산나트륨
분석 메커니즘: 용액에 있는 글루타민산 함량은 효소 센서에 직접 도달하고, 여기서 글루타민산 산화효소는 YSI 글루타민산 막에 고정된다.
기본 반응식은 하기와 같다:
실험용 시약 및 장치: YSI2357 완충액(500 ml의 고순도 물에 YSI2357 1 봉지); L-글루타민산 표준 제제(5mmol/L); YSI2754 글루타민산 분석 막; YSI 생화학 분석기.
실험 매개변수: YSI 막: 2754; 측정 범위: 0-10mmol/L; 표준 용액 농도: 5.0mmol/L; 최대 검출 한도: 10.0mmol/L; 정확도: 2%; 0~5.0mmol/L의 오차: ±2%; 5.0mmol/L~10mmol/L의 오차: ±5; 활성화 이후 막의 사용 수명: 7일; O-형 막의 색상: 노랑.
글루타민산 분석 방법:
1. 글루타민산 표준 용액 5.0mmol/L와 고순도 물을 함유한 YSI2357 완충용액을 제조하고 두 용액을 YSI 생화학 분석기에서 제공하는 특수병에 각각 담는다.
2. 막 고정: YSI 생화학 분석기의 탐침기(probe)를 꺼내, YSI 생화학 분석기용 염화나트륨 용액 한 방울을 탐침기 중앙에 떨어뜨린다. 그런 다음 조심스럽게 막 상자(membrane box)를 열고, 막을 탐침기의 중앙에 놓는다. 그런 다음, 막에 염화나트륨 용액을 한 방울 떨어뜨리고, 탐침기를 고정시킨 뒤 나사를 꽉 조인다. '실행(RUN )' 단추를 누르고; 우선 완충액으로 막을 3회 세척하고, 표준 용액으로 추가로 3회 세척한다.
3. L-글루타민산 분석을 위한 프로그램 및 매개변수 설정: YSI 생화학 분석기 작동 설명서의 L-글루타민산 분석 장에서 프로그램 및 매개변수 설정에 해당하는 부분을 참조한다.
4. 막의 활성화: 대략 24시간이 필요하다. 전류 값이 보통 6 미만이면 활성화의 완료를 결정한다. 전류 값이 적을수록, 활성화 효과가 더 좋다. 활성 후 샘플을 검출하기 위해 샘플 분석 프로그램을 가동할 수 있다.
5. 샘플 분석: 이스트 추출물을 글루타민산 함량이 0-5.0mmol/l인 고순도 물에 용해시킨다. 제조된 이스트 추출물 용액을 샘플 웰(1# work bench) 또는 비이커(2# work bench)에 붓고, 화면의 샘플( sample ) 단추를 누르고, 탐침기가 샘플로 이동해 분석을 시작한다. 30초 후, 종료 신호와 함께 분석 결과가 장치 화면에 표시된다. 그런 다음 샘플( sample ) 단추를 눌러 새 샘플 분석을 시작한다.
본 발명을 좀 더 상세히 설명하기 위해 본 발명의 실시예들을 아래 나타내었다. 실시예들은 설명을 위해서 제공되었을 뿐, 본 발명의 보호 범위를 제한하지 않는다.
실시예 1
원료로서의 질소 공급원이 강화된 당밀에서 발효시킨 Saccharomyces cerevisiae 균주 CCTCC NO. M205130로부터의 이스트 크림을 13~15%의 고체 함량의 농도로 희석시키고, 온도 48~52oC 하에서 그리고 pH 조절을 위해 염산 또는 황산을 첨가하여 pH 5.5 하에서, 10시간 동안 유지시켰다. 그런 다음 온도를 55oC까지 상승시켰다. 파페인을 이스트 질량을 기준으로 1.5‰의 함량으로 첨가하였고, 글루타민 트랜스아미나제를 이스트 질량을 기준으로 1.5‰의 함량으로 첨가하였다. pH를 6.0~6.5로 조절하였고, 반응을 4시간 동안 실시하였다. 그런 다음 온도를 60oC까지 상승시켰고, 반응을 4시간 동안 실시하였다. 그 후, 효소 제제를 65oC 하에서 1시간 동안 불활성화하였다. 그 후, 용액을 원심분리 장치를 사용하여 원심 분리하고, 멸균하고, 농축장치에서 농축하고, 그리고 분무 건조 타워를 사용하여 분무 건조하여 제품을 형성하였다. 2700형 생화학 분석기를 사용하여 생성된 제품의 글루타민산 함량을 검출하였다. 그 결과, 글루타민산 함량은 최종 제품 중에 10.8%였다.
실시예 2
실시예 1과 동일한 절차이나, 단 프로테아제는 2‰를 첨가하고, 글루타민 트랜스아미나제는 1‰를 첨가하고, pH 값은 6.0~6.5이고 온도는 55oC였다.
실시예 3
실시예 1과 동일한 절차이나, 단 프로테아제는 1‰를 첨가하고, 글루타민 트랜스아미나제는 2‰를 첨가하고, pH 값은 6.0~6.5이고 온도는 55oC였다.
대조예 1
효소 분해 단계에서 글루타민 트랜스아미나제 없이 파페인을 단독으로 사용한 것을 제외하고, 실시예들과 동일한 방법 및 절차를 사용하여 대조예를 수행하였다. 하였다. 글루타민산 함량이 생성된 제품에서 4.6%가 되었는데, 이것은 본 발명에서 글루타민 트랜스아미나제의 사용이 제품의 글루타민산 함량을 상당히 증진시켰음을 나타낸다.
대조예 2
효소 분해 단계에서 파페인 없이 글루타민 트랜스아미나제를 단독으로 사용한 것을 제외하고, 실시예들과 동일한 방법 및 절차를 사용하여 대조예를 수행하였다. 글루타민산 함량이 생성된 제품에서 3.0%가 되었다.
|
|
실시예 1 |
실시예 2 |
실시예 3 |
대조예 1 |
대조예 2 |
| 프로테아제 첨가(‰) |
1.5 |
2 |
1 |
3 |
0 |
| 글루타민 트랜스아미나제 첨가(‰) |
1.5 |
1 |
2 |
0 |
3 |
| 효소 분해 pH |
6.0-6.5 |
6.0-6.5 |
6.0-6.5 |
6.0-6.5 |
6.0-6.5 |
| 효소 분해 온도(oC) |
55 |
55 |
55 |
55 |
55 |
| 추출물에서 글루타민산 함량(%) |
10.8 |
10.2 |
11.2 |
4.6 |
3.0 |
상기 실험 데이터는 특이적 이스트 균주를 배양하고 특정 비율로 프로테아제 및 글루타민 트랜스아미나제를 단백질이 풍부한 결과 배양물에 첨가함으로써, 본 발명에서 이스트 추출물의 글루타민산 함량이 10% 이상이고, 이것은 이전의 이스트 추출물 제품의 함량보다 높다는 것을 보여주었다. 게다가, 이 제조방법은 실행하기 쉽고 대규모 상업적 생산에 적합하다.
상기 실시예들은 바람직한 것들일 뿐, 본 발명을 제한하기 위해 사용된 것이 아니다. 당업자들은 본 발명에 다양한 수정 및 변형을 취할 수 있음을 이해해야 한다. 본 발명의 의도와 원칙 내에서의 모든 수정과 동등한 교체 및 개선은 본 발명의 보호 범위 내에 포함되어야 한다.
Claims (9)
- 균주 배양물을 원료로 하여 생산되는 이스트 추출물로, 상기 이스트 균주의 기탁 접수 번호는 CCTCC NO: M205130이고, 상기 배양물의 단백질 함량이 60%보다 높은 것인 이스트 추출물.
- 제1항에 있어서, 글루타민산 함량이 10%보다 높은 것인 이스트 추출물.
- 제1항의 이스트 추출물의 제조방법으로, 상기 방법은:
A) 질소 공급원이 풍부한 배지에서 상기 균주를 배양하여 배양물을 얻고 상기 배양물을 이스트 크림으로 제조하는 단계;
B) 상기 이스트 크림의 pH 값을 pH 4.5~6.8로 조절하고 그것을 45~60oC로 가열하는 단계;
C) 프로테아제 및 글루타민 트랜스아미나제를 상기 이스트 크림에 첨가하여 자가 효소 분해 반응을 수행하는 단계;
D) 60oC까지 온도를 상승시키고, 그런 다음 원심 분리를 수행하는 단계; 그리고
E) 멸균, 농축 및 분무 건조 후 상기 이스트 추출물을 얻는 단계를 포함하는 것인 제조방법. - 제3항에 있어서, 상기 프로테아제와 글루타민 트랜스아미나제의 질량비가 1:1인 것인 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 프로테아제는 파페인이고 상기 이스트 크림에서 이스트의 총량 대비 1.5‰의 양으로 첨가되는 것인 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 글루타민 트랜스아미나제가 상기 이스트 크림에서 이스트 총량 대비 1.5‰의 양으로 첨가되는 것인 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 자가 효소 분해가 약 16~20 시간 동안 수행되는 것인 제조방법.
- 제3항에 있어서, 자가 효소 분해 반응의 pH 값은 4.5~6.8의 범위인 것인 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 질소 공급원이 암모니아수인 것인 제조방법.
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