KR20140066136A - 공액리놀레산의 생성을 위한 미생물의 사용방법 및 공액리놀레산을 포함하는 식품 - Google Patents

공액리놀레산의 생성을 위한 미생물의 사용방법 및 공액리놀레산을 포함하는 식품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물과 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콩 분쇄물에 미생물을 첨가하여 리놀레산을 공액리놀레산(CLA)으로 전환시킨 콩 조성물을 제조함으로써 이를 식품으로 활용하는 경우 콩의 활용을 극대화시켜 국내 콩 생산율을 증가시키는 효과가 있으며, 인체에 유익한 미생물의 생리활성 기능에 공액리놀레산(CLA) 성분이 함유되어 체중감량, 콜레스테롤 저하, 고지혈증 개선 및 동맥경화 완화 등의 상승적인 효과를 발휘함으로써 기능성 식품 및 의약품 등에 활용할 수 있는 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물과 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

공액리놀레산의 생성을 위한 미생물의 사용방법 및 공액리놀레산을 포함하는 식품{Use of microorganism for preparing conjugated linoleic acid and food containing it}
본 발명은 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물과 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콩 분쇄물에 미생물을 첨가하여 리놀레산을 공액리놀레산(CLA)으로 전환시킨 콩 조성물을 제조함으로써 이를 식품으로 활용하는 경우 콩의 활용을 극대화시켜 국내 콩 생산율을 증가시키는 효과가 있으며, 인체에 유익한 미생물의 생리활성 기능에 공액리놀레산(CLA) 성분이 함유되어 체중감량, 콜레스테롤 저하, 고지혈증 개선 및 동맥경화 완화 등의 상승적인 효과를 발휘함으로써 기능성 식품 및 의약품 등에 활용할 수 있는 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물과 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 급속한 사회변화 고도성장으로 인해 현대인은 과다한 스트레스와 건강에 부정적인 환경에 노출되어 있다. 특히 소득수준이 향상됨에 따라서 고 단백질, 고 콜레스테롤의 음식을 많이 접하게 되었고 이로 인하여 각종 성인병 질환이 급증하였으며, 그 중 암과 동맥경화 등이 현대인의 사망요인으로 매우 중요하게 인식되어 왔다.
콩에는 35 ~ 45 중량%나 되는 많은 단백질이 함유되어 있고, 다른 식물성 단백질보다 영양성, 기능성 및 경제성이 뛰어나다. 콩으로 만든 가공식품을 장기간 섭취하면 각종 성인병에 걸리지 않는다는 결과가 보고되었고 콜레스테롤 저하작용이 있는 것으로 알려졌다. 특히 콩에 풍부한 토코페롤이 심혈관 질환 및 암을 예방하며 면역기능을 보조하고 항산화작용으로 노화와 관련된 퇴행성 질환을 예방 및 완화할 수 있다고 알려지면서 그 수요가 점차 증가하고 있다.
공액리놀레산(Conjugated Linoleic Acid; CLA)는 리놀레산의 이성질체로 공액이중결합 구조를 가진다. 리놀레산은 9번과 12번 탄소에서 cis 형태의 이중결합을 갖는데 반하여 공액리놀레산의 이중결합위치는 9번과 11번, 10번과 12번 및 11번과 13번이고 이중결합형태도 cis-cis, cis-trans, trans-cis, trans-trans등이 있어, 총 12개의 공액리놀레산 이성질체의 존재가 알려져 있다. 공액리놀레산(CLA)은 화학적으로 합성하거나 미생물에 의해 생산된다. 화학적으로 합성할 경우에는 공액리놀레산(CLA)의 이성질체가 모두 생산될 가능성이 있지만, 미생물에 의해서는 cis-9, trans-11 공액리놀레산(CLA)가 주로 생산된다. 반추위 동물에서 유래한 육류에는 공액리놀레산(CLA)이 아주 낮은 농도로 함유되어 있고, 유산균 발효식품, 특히 요구르트는 탈지유를 사용하기 때문에 공액리놀레산(CLA)은 극미량으로 존재한다. 또한, 두유 등의 콩 관련 식품에는 공액리놀레산(CLA)이 존재하지 않는다.
종래 이러한 공액리놀레산(CLA)를 함유한 식품에 관하여 한국등록특허 제10-0516377호에는 산과 항생물질에 대해 뛰어난 내성을 지니고, 균체 자체를 식품 및 의약품에 첨가할 때 공액리놀레산(CLA)를 간접적으로 생성할 수 있는 신규한 균주를 제공하고, 상기 균주와 공액리놀레산(CLA)를 함유하는 캡슐제를 제공하여 기능성 발효식품, 유제품 및 의약품을 제조하는 방법이 제안되어 있다. 또한 한국등록특허 제10-0780120호에는 공액리놀레산(CLA)을 함유하는 숙취해소 및 알코올성 질병 예방을 위한 기능성 식품에 관한 것으로 공액리놀레산(CLA)를 함유한 기능성 식품의 형태는 캡슐형, 액체형, 정제형, 과립제형의 형태로 이루어져 있으며, 공액리놀레산(CLA)을 유효성분으로 하여 지방산 에틸 에스테르의 형성과 뇌세포 사멸을 억제하는 기능성 식품에 대해 제안되어 있다.
이와 같이 공액리놀레산(CLA)는 인체 생리활성이 우수하여 그 자체를 생산하여 활용되고는 있지만 천연 식품에서 자연스럽게 생산하는 방법은 활용되지 못하고 있다.
1. 일본 공개특허공보 특개2002-058425호(명칭: 공역지방산을 함유하는 발효식품의 제조방법) 2. 대한민국 등록특허공보 제10-0516377호(명칭: 공역화리놀렌산을 생산하는 신규한 균주, 이를 함유하는 캡슐제 및 이를 이용한 기능성 식품)
위와 같은 문제해결을 위해, 콩은 약 20 중량%의 지방산 중 리놀레산 함량이 약 50 중량% 이상으로 구성되어 있어 콩에 함유된 리놀레산의 이용성을 극대화할 수 있는 생물학적인 전환방법에 대해 연구를 하던 중 콩의 리놀레산을 공액리놀레산(CLA)으로 전환하는 방법을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 공액리놀레산(CLA)을 함유한 콩 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 콩 습식 분쇄물에 곰팡이 또는 버섯 균사체를 접종하여 고체발효를 통한 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물을 함유한 콩 환, 과립 또는 정 형태의 콩 가공식품을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 콩 액상 분쇄물에 젖산균을 접종하여 젖산발효를 통해 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물을 함유한 콩 발효음료를 제공하는데 있다.
위와 같은 과제 해결을 위해, 본 발명은 콩 분쇄물을 미생물로 발효시킨 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 콩 조성물의 제조방법으로서,
콩을 수침한 후 분쇄하여 수분 함량이 20 ~ 80 중량%의 콩 습식 분쇄물을 제조하는 단계;
상기 콩 습식 분쇄물을 증자하여 잡균을 사멸시키는 단계;
상기 단계에서 증자된 콩 습식 분쇄물을 냉각한 후 미생물을 접종하는 단계; 및
접종 후 10 ~ 50 ℃에서 7 ~ 30일간 발효시키는 단계;
를 포함하는 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 공액리놀레산(CLA) 함유하는 콩 환, 과립 또는 정 형태의 콩 가공식품을 제공한다.
또한 본 발명은 콩 조성물의 제조방법으로서,
콩을 분말화하여 콩과 수분이 1 : (6 ~ 20)의 중량부로 혼합한 콩 액상 분쇄물을 제조하는 단계; 및
상기 콩 액상 분쇄물에 젖산균을 접종하여 10 ~ 50 ℃에서 2 ~ 10일간 발효시키는 단계;
를 포함하는 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물을 함유하는 콩 음료를 제공한다.
본 발명에 따르면, 미생물을 이용한 생물학적 전환방법을 활용하여 인체 생리활성이 우수한 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물을 제조함으로써 공액리놀레산(CLA) 함량이 높은 천연 식품으로 콩의 활용성을 극대화시켜 국내 콩 생산율을 증가시키는데 효과가 있다.
또한 인체에 유익한 미생물의 생리활성 기능에 공액리놀레산(CLA) 성분이 함유되어 체중감량, 콜레스테롤 저하, 고지혈증 개선 및 동맥경화 완화 등의 상승적인 효과를 발휘함으로써 기능성 식품 및 의약품 등에 활용될 수 있다.
도 1은 국내산 콩을 이용한 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물 개발의 개요도를 나타낸 것이다.
도 2은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물의 개발 공정도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물의 개발 공정도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1과 실시예 2에서 추출한 지방산의 GC 크로마토그램이다(A: 실시예 1의 지방산 GC 크로마토그램, B: 실시예 2의 지방산 GC 크로마토그램).
이하, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 콩 분쇄물에 미생물이 첨가되어 발효된 공액리놀레산(CLA)을 함유하는 것을 특징으로 하는 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 콩 분쇄물은 수분 함량이 20 ~ 80 중량%의 습식 분쇄물 또는 콩과 수분이 1 : (6 ~ 20) 중량부의 액상 분쇄물을 사용할 수 있으며 이때 상기 콩 분쇄물에 1 ~ 10 중량%의 리놀레산(linoleic acid, LA) 또는 10 ~ 40 중량%의 식용유를 추가로 첨가할 수 있다. 상기 미생물은 진균류, 버섯 균사체 또는 젖산균 중 선택되는 어느 하나 이상인 것을 사용할 수 있는데 이때 상기 습식 분쇄물은 진균류 또는 버섯 균사체의 미생물에 의해 발효되고 상기 액상 분쇄물은 젖산균인 미생물에 의해 발효될 수 있다. 상기 진균류는 아스퍼질러스(Asperigillus)속, 리조푸스(Rhizopus)속 또는 식용 곰팡이 중 선택되는 어느 하나 이상인 것을 사용하고, 상기 버섯 균사체는 송이버섯, 표고버섯, 새송이 버섯 또는 식용 버섯 균사체 중 선택되는 어느 하나 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 젖산균은 락토바실러스속(Lactobacillus sp.), 류코노스톡속(Leuconostoc sp), 비피도박테리움속(Bifidobacterium sp.), 스트렙토코커스속(Streptococcus sp.), 엔터로코커스속(Enterococcus sp.), 페디오코크스속(Pediococcus sp.) 및 바이셀라속(Weissella sp.) 중에 선택되는 어느 하나 이상인 것을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 공액리놀레산(CLA)은 콩 분쇄물에 함유된 리놀레산이 공액리놀레산(CLA)으로 전환된 것으로 미생물이 첨가되어 발효된 후 함유량이 건조중량 대비 0.1 ~ 3 중량% 일 수 있다.
한편 본 발명에 따른 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물을 제조하는 방법으로는
콩을 수침한 후 분쇄하여 수분 함량이 20 ~80 중량%의 콩 습식 분쇄물을 얻는 단계;
상기 콩 습식 분쇄물을 증자하여 잡균을 사멸시키는 단계;
상기 단계에서 증자된 콩 습식 분쇄물을 냉각한 후 미생물을 접종하는 단계; 및
접종 후 10 ~ 50 ℃에서 7 ~ 30일간 발효시키는 단계;
를 거체 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 미생물은 쌀과 콩이 혼합된 액체 배지에 접종하여 10 ~ 50 ℃에서 7 ~ 15일간 종균 배양한 것을 사용할 수 있으며 콩은 20 ~ 40 ℃에서 4 ~ 8시간 수침한 후 상온에서 물기를 제거하여 제조할 수 있다. 이때 상기 습식 분쇄물은 물에 불린 콩 또는 물을 첨가한 분쇄물로 수분함량이 약 20 ~ 80 중량%인 것일 수 있다. 상기 콩 습식 분쇄물은 80 ~ 120 ℃에서 30 ~ 120 분 동안 증자한 후 발효용기에 담아 10 ~ 30 ℃까지 냉각할 수 있다.
상기 미생물은 진균류 또는 버섯 균사체인 것을 사용할 수 있으며 상기 콩 습식 분쇄물과 상기 미생물은 (80 ~ 100) : (1 ~ 20)의 중량부로 배합할 수 있으며 이때 상기 미생물의 함량이 20 중량% 보다 많으면 풍미에 좋지 않고 반대로 1 중량% 보다 적을 경우 CLA 전환율이 낮아지는 단점이 있다. 상기 콩 습식 분쇄물과 상기 미생물의 혼합비는 (9 : 1)인 것이 가장 바람직하다.
또한 상기 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물의 공액리놀레산(CLA)의 함량이 건조중량 대비 0.15 ~ 1 중량%일 수 있다.
한편 본 발명은 상기 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물에 미생물이 함유된 형태로써 콩 환, 과립 또는 정 형태의 콩 가공식품으로 제조된다.
또한 본 발명의 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물을 제조하는 방법으로는
콩을 분말화하여 콩과 수분이 1 : (6 ~ 20)의 중량부로 혼합한 콩 액상 분쇄물을 제조하는 단계; 및
상기 콩 액상 분쇄물에 젖산균을 접종하여 10 ~ 50 ℃에서 2 ~ 10일간 발효시키는 단계;
를 거쳐 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 젖산균은 탈지분유와 리놀레산(LA)이 함유된 액체 배지에 접종하여 10 ~ 50 ℃에서 2 ~ 10일간 종균 배양한 것을 사용할 수 있으며 콩은 분쇄하여 50 ~ 300 mesh 채에 걸러서 콩 습식 분쇄물을 제조할 수 있다. 상기 콩 습식 분쇄물은 90 ~ 110 ℃에서 20 ~ 90분간 살균하여 콩 액상 분쇄물을 제조할 수 있다. 이때 상기 콩 액상 분쇄물의 콩과 수분 함량은 1 : (6 ~ 20)의 중량부인 것이 바람직하며 상기 콩 액상 분쇄물은 두유 또는 슬러리인 것을 사용할 수 있다.
이때 상기 콩 액상 분쇄물과 상기 젖산균은 (89 ~ 90) : (1 ~ 10)의 중량부로 배합할 수 있으며 이때 상기 젖산균의 함량이 10 중량% 보다 많으면 풍미에 좋지 않고 반대로 1 중량% 보다 적은 경우 CLA 전환율이 낮아지는 단점이 있다. 상기 콩 액상 분쇄물과 상기 젖산균의 혼합비는 (9.5 : 0.5)인 것이 가장 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 상기 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물의 공액리놀레산(CLA)의 함량이 건조중량 대비 0.3 ~ 3 중량% 일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물에 젖산균이 함유된 형태로써 콩 음료로 제조된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 곰팡이 혹은 버섯 균사체를 이용한 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물 제조
곰팡이(Asperigillus 속, Rhizopus 속) 혹은 버섯 균사체(송이, 새송이, 표고 등)을 쌀과 콩(1:3, w/w) 혼합 액체 배지(50 mL)에 접종하여 28 ℃에서 7-15일간 종균 배양하여 준비하였다. 국내산 콩(품종 : 대원, 대풍) 500 g을 40 ℃에서 6시간 수침하고 상온에서 2시간 동안 물기를 제거한 후 이를 분쇄하고 물을 첨가하여 반죽한 후 수분 함량이 40 중량%가 되도록 조절하였다. 반죽된 콩을 100 ℃에서 1시간 동안 증자하여 30 ℃까지 냉각한 후 발효용기에 접종하고 종균 배양한 균체를 접종하여 25 ℃에서 균사 생육에 따라 7 ~ 30일간 발효를 시켜 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물을 제조하였다. 도 2는 곰팡이 혹은 버섯 균사체를 이용한 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물의 개발 공정도를 나타낸 것이다.
실시예 2: 젖산균을 이용한 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물 제조
10 중량% 탈지분유 액체 배지에 1 중량% 리놀레산을 첨가하고 Lactobacillus sp. 균주를 접종하여 30℃에서 2일간 종균 배양하였다. 국내산 콩(품종 : 대원, 대풍)을 분쇄기로 분쇄하여 100 mesh 채에 걸러서 분말화하여 콩 습식 분쇄물을 제조하였다. 상기 제조된 콩 습식 분쇄물에 정제수를 가한 후 100 ℃에서 30분간 살균하여 콩 액상 분쇄물을 제조하였다. 제조된 콩 액상 분쇄물에 1 ~ 3 중량%의 리놀레산 혹은 10 ~ 20 중량%의 식용유(콩기름)를 첨가하고 여기에 종균 배양된 젖산균을 접종하여 30 ℃에서 3일간 발효시켜 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물을 제조하였다. 도 3은 젖산균을 이용한 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물의 개발 공정도를 나타낸 것이다.
실험예 1: 상기 실시예 1 및 상기 실시예 2의 공액리놀레산(CLA) 함량 분석
도 4는 발효가 종료된 상기 실시예 1 및 상기 실시예 2에서 제조된 콩 조성물을 각각 동결건조한 후 헥산 20 mg/ml로 지방산을 추출하고 상기 지방산을 메틸화시킨 후 GC 크로마토그램를 이용하여 공액리놀레산(CLA)의 검출 피크를 나타낸 것이다. 그 결과 곰팡이 혹은 버섯 균사체의 고체발효법을 이용한 콩 조성물과 젖산 발효시킨 콩 조성물 모두에서 공액리놀레산(CLA)을 확인할 수 있다. 이로부터 곰팡이 혹은 버섯 균사체, 젖산균을 이용하여 공액리놀레산(CLA)이 함유된 콩 가공식품의 제조가 가능함을 확인할 수 있다.

Claims (11)

  1. 콩 분쇄물에 미생물을 첨가하여 상기 콩 분쇄물에 함유된 리놀레산을 공액리놀레산(CLA)으로 전환시키기 위한 미생물의 사용방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 리놀레산은 콩 분쇄물의 지방에 포함된 것인 미생물의 사용방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 콩 분쇄물은 수분 함량이 20 ~ 80 중량%의 습식 분쇄물 또는 콩과 수분이 1 : (6 ~ 20) 중량부의 액상 분쇄물인 것을 특징으로 하는, 미생물의 사용방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 콩 분쇄물은 대두, 팥, 녹두, 완두, 강낭콩 및 땅콩에서 선택된 하나 이상의 콩류의 분쇄물인, 미생물의 사용방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 미생물은 진균류, 버섯 균사체 또는 젖산균 중 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 미생물의 사용방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 조성물은 공액리놀레산(CLA)의 함량이 건조중량 대비 0.1 ~ 5 중량% 인 것을 특징으로 하는, 미생물의 사용방법.
  7. 대두, 팥, 녹두, 완두, 강낭콩 및 땅콩에서 선택된 하나 이상의 콩류의 분쇄물에 진균류, 버섯 균사체 또는 젖산균 중 선택되는 어느 하나 이상 미생물을 첨가하여, 상기 콩 분쇄물의 지방에 함유된 리놀레산을 공액리놀레산(CLA)으로 전환시키기 위한 미생물의 사용방법.
  8. 제1항 내지 제7항중 어느 한 항에 따른 미생물의 사용방법에 의해 제조된 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 가공식품.
  9. 제8항에 있어서, 체중감량, 콜레스테롤 저하, 고지혈증 개선 또는 동맥경화 완화용 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 가공식품.
  10. 제1항 내지 제7항중 어느 한 항에 따른 미생물의 사용방법에 의해 제조된 식품 첨가물.
  11. 제1항 내지 제7항중 어느 한 항에 따른 미생물의 사용방법에 의해 제조된 체중감량, 콜레스테롤 저하, 고지혈증 개선 또는 동맥경화 예방 또는 치료용 공액리놀레산(CLA) 함유 콩 약제학적 조성물.
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