KR20170141218A - 효모 엑기스의 제조 방법, 그에 의해 얻어지는 효모 엑기스, 조미료 조성물 및 식품 - Google Patents

효모 엑기스의 제조 방법, 그에 의해 얻어지는 효모 엑기스, 조미료 조성물 및 식품 Download PDF

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Abstract

유기산, 특히 석신산을 높은 농도로 함유하는, 또한 글루타민산을 높은 농도로 함유하는 효모 엑기스의 제조 방법을 제공한다. 배양된 효모의 현탁액을, 유기산 생성상 유효한 조건에서 유지함으로써, 효모의 유기산 함유량을 높이는, 유기산 생성 처리 공정； 및 유기산 생성 처리 공정을 거친 효모로부터, 56℃ 이상에서 효모 엑기스를 추출하는, 열수 추출 공정을 포함하는, 제조 방법을 제공한다.

Description

효모 엑기스의 제조 방법, 그에 의해 얻어지는 효모 엑기스, 조미료 조성물 및 식품{METHOD FOR PRODUCING YEAST EXTRACT, YEAST EXTRACT OBTAINED THEREBY, SEASONING COMPOSITION AND FOOD}
본 발명은, 효모 엑기스의 신규 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 석신산 및 글루타민산을 강화한 효모 엑기스의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 식품 제조의 분야 등에서 유용하다.
식품에 있어서의 대표적인 감칠맛 성분에는, 정미성(呈味性) 핵산, 글루타민산 또는 글루타민산 나트륨, 및 석신산 등의 유기산이 있다. 정미성 핵산은, 가츠오부시나 표고 버섯의 감칠맛 성분으로서 알려져 있고, 이노신산-나트륨이나 구아닐산-나트륨의 형태로 사용된다. 글루타민산 또는 글루타민산 나트륨은, 다시마 국물의 감칠맛 성분으로서, 또한 석신산은, 패류(貝類)의 감칠맛 성분으로서 알려져 있다. 게다가 락트산이나 아세트산의 미네랄염도 또한, 조미료로서 풍미(風味)의 조화를 갖출 목적으로 식품에 사용되고 있다.
종래, 이와 같은 감칠맛 성분은, 화학 합성이나 미생물 발효에 의해 생산되고, 화학 조미료이라고 불리워져 사용되어 왔다. 그러나, 최근, 소비자의 천연 지향이 높아짐에 따라, 식품 첨가물로서 취급되는 인공적인 조미료를 대신하여, 효모 엑기스의 소비량이 증가하고 있다. 효모 엑기스는, 효모에 의해 생산되는 다수의 성분을 보유하기 때문에, 특유의 복잡한 맛이나 향기를 가지고 있다. 효모 엑기스는, 특정의 맛이나 향기의 인헨스 효과(enhance effect), 마스킹 효과(masking effect) 등을 갖는다는 것이 알려져 있어, 식품으로의 여러 가지의 목적에서의 이용이 검토되고 있다.
정미성 핵산과 글루타민산 또는 글루타민산 나트륨이 상승적(相乘的)으로 감칠맛을 증강시킨다는 것은 잘 알려져 있다. 효모 엑기스에 관해서도, 글루타민산 또는 글루타민산 나트륨을, 단독 또는 핵산과 함께 함유시키는 것이 다양하게 검토되어 왔다(특허문헌 1∼7). 석신산에 관해서는, 예를 들면 특허문헌 8은, 국물 본래가 가지는 깊이나 복잡한 맛뿐만 아니라, 전체의 국물 정미(呈味)를 균형있게 강화하고, 또한 감칠맛의 부분에 있어서도 적정하게 강화하는 것을 가능하게 하는 효모 엑기스로서, 효모를 소화, 혹은 분해한 효모 엑기스이며, 1마이크로미터의 구경(口徑)을 가지는 여과막을 투과시켜, 그 투과부를 겔 여과에 제공하고, 분획된 유출액 중의 220nm에 있어서의 흡광광도법으로 검출된 펩타이드류에 있어서, 분자량 10000 이상이 되는 것의 비율이, 전체 검출된 펩타이드류의 총량에 대하여, 10% 이상이 되는 것을 특징으로 하는 효모 엑기스를 제공한다. 이 효모 엑기스는, 바람직한 태양(態樣)에 있어서는 글루타민산 소다를 고형분 당 10% 이상 함유하고, 또한 고형분 당 0.6% 이상의 석신산을 함유한다고 기재되어 있다. 또한 특허문헌 9는, 석신산을 종래보다도 고농도로 함유하는 효모 엑기스의 제조 방법으로서, KLa(산소이동 용량계수)가 0.9∼195hr-1이 되는 조건에서 배양된 효모로부터, 자기소화에 의해 효모 엑기스를 추출하는 것을 특징으로 하는 효모 엑기스의 제조 방법을 제안한다.
특허문헌 1 : 일본 특허공개 평09-294581호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허공개 평09-313169호 공보 특허문헌 3 : 일본 특허공개 평10-327802호 공보 특허문헌 4 : 일본 특허공개 2002-171961호 공보 특허문헌 5 : 일본 특허공개 2006-129835호 공보 특허문헌 6 : 일본 특허공개 2009-261253호 공보 특허문헌 7 : 일본 특허공개 2010-148517호 공보 특허문헌 8 : 일본 특허 4398213호 공보 특허문헌 9 : 국제 공개 WO2012/067106A1
감칠맛 성분 중, 정미성 핵산과 글루타민산 나트륨에 관해서는, 그것들을 많이 포함하는 효모 엑기스가 이미 제품화되어 유통되고 있다. 그러나 석신산에 관해서는, 기존의 효모 엑기스 제품 중에서 석신산 함유량이 가장 높은 것이라도 1.8% 정도이다. 또한, 상기 특허문헌 8에는 글루타민산 나트륨을 10% 이상, 석신산을 0.6% 이상 함유하는 효모 엑기스가 나타나 있지만, 석신산의 함유량이 특히 높다고는 말할 수 없다.
그리고, 글루타민산 또는 글루타민산 나트륨과 석신산을 모두 높은 농도로 함유하는 효모 엑기스를 얻기 위한 제조 방법은 아직도 알려지지 않았다. 상기 특허문헌 9에는 석신산을 효모 엑기스 건조 중량 당 3.0∼30.0% 함유하는 효모 엑기스의 제조 방법이 나타나 있지만, 글루타민산 나트륨 함유량에 관해서는 나타나 있지 않다. 또한, 특허문헌 9의 제조 방법은, 효모를 KLa가 0.9∼195hr-1이 되는 조건에서 배양하는 것이 필수이며, 이와 같은 조건에서는 효모의 증식 속도가 현저하게 느려, 상업적인 생산에는 적합하지 않는다고 예상된다.
본 발명은, 유기산, 특히 석신산을 높은 농도로 함유하는 효모 엑기스를 제조하기 위한 실용적인 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 또한 본 발명의 바람직한 태양에 있어서는, 석신산을 높은 농도로 함유하는 것에 더하여, 글루타민산을 높은 농도로 더 함유하는 효모 엑기스의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해, 예의(銳意) 검토한 결과, 효모를 호기(好氣) 조건 하에서 증식시킨 후, 얻어진 효모의 현탁액을 소정의 조건에서 유지함으로써, 석신산을 포함하는 특정의 유기산의 양을 증감할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성했다.
또한 본 발명자들은, 글루타민산 생산능이 높은 효모를 육종하여, 글루타민산 고함유 효모 엑기스의 개발을 실시해 왔지만, 이와 같은 효모를 사용하고, 소정의 조건에서 석신산의 함유량을 증가시키면서, 글루타민산도 증가시키는 것을 예의 검토했다. 그 결과, 고농도의 석신산과 글루타민산을 함께 함유하는 효모 엑기스를 얻을 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성했다.
본 발명은 이하를 제공한다：
[1] 배양된 효모의 현탁액을, 유기산 생성상 유효한 조건에서 유지함으로써, 효모의 유기산 함유량을 높이는, 유기산 생성 처리 공정； 및
유기산 생성 처리 공정을 거친 효모로부터, 열수(熱水)로 효모 엑기스를 추출하는, 열수 추출 공정
을 포함하는, 효모 엑기스의 제조 방법.
[2] 열수 추출 공정에 있어서, 56℃ 이상의 열수로 효모 엑기스를 추출하는, 1에 기재된 제조 방법.
[3] 유기산 생성상 유효한 조건이, 효모의 현탁액을 교반하면서 2∼30시간 유지하는 것을 포함하는, 1 또는 2에 기재된 제조 방법.
[4] 유기산 생성상 유효한 조건이, 효모의 현탁액을 40∼55℃, pH 4.0∼7.5로 유지하는 것을 포함하는, 1∼3 중 어느 1항에 기재된 제조 방법.
[5] 유기산 생성 처리 공정에서 처리되는 배양된 효모가, 산소이동 용량정수(KLa)가 500hr-1 이상이 되는 조건에서 배양된 것인, 1∼4 중 어느 1항에 기재된 제조 방법.
[6] 유기산 생성 처리 공정에서 처리되는 배양된 효모가, 배양 종료 시의 효모에 포함되는 질소량이, 건조효모 중량 당 8.5% 이하의 효모인, 1∼5 중 어느 1항에 기재된 제조 방법.
[7] 유기산이, 석신산, 락트산, 및 아세트산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나인, 1∼6 중 어느 1항에 기재된 제조 방법.
[8] 유기산 생성상 유효한 조건이, 효모의 글루타민산 함유량을 높이는 것인, 1∼7 중 어느 1항에 기재된 제조 방법.
[9] 효모가, 사카로마이세스속 또는 칸디다속에 속하는, 1∼8 중 어느 1항에 기재된 제조 방법.
[10] 효모가, 고(高)글루타민산 생산성인, 1∼9 중 어느 1항에 기재된 제조 방법.
[11]　1∼9 중 어느 1항에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 효모 엑기스로서,
효모가, 사카로마이세스속에 속하며, 건조효모 엑기스 중량 당 석신산을 5.0중량% 이상, 및 글루타민산을 10.0중량% 이상 포함하거나, 또는
효모가, 칸디다속에 속하며, 건조효모 엑기스 중량 당 석신산을 2.0중량% 이상, 및 글루타민산을 6.0중량% 이상 포함하는, 효모 엑기스.
[12] 건조효모 엑기스 중량 당 석신산을 5.0중량% 이상, 및 글루타민산을 10.0중량% 이상 포함하는 효모 엑기스를 포함하는, 처음맛(先味), 감칠맛 및 정미로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나를 식품에 있어서 개선하기 위한 조미료 조성물.
[13] 건조효모 엑기스 중량 당 석신산을 5.0중량% 이상, 및 글루타민산을 10.0중량% 이상 포함하는 효모 엑기스를 포함하는, 어개(魚介)를 원료에 포함하는 식품의, 어개 풍미 또는 정미를 개선하기 위한 조미료 조성물.
[14] 건조효모 엑기스 중량 당 석신산을 5.0중량% 이상, 및 글루타민산을 10.0중량% 이상 포함하는 효모 엑기스를 식품에 첨가하여, 식품의 처음맛, 감칠맛 및 정미로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나가 개선된 식품을 얻는 공정
을 포함하는, 식품의 제조 방법.
[15] 건조효모 엑기스 중량 당 석신산을 5.0중량% 이상, 및 글루타민산을 10.0중량% 이상 포함하는 효모 엑기스를 어개를 원료에 포함하는 식품에 첨가하여, 어개 풍미 또는 정미가 개선된 식품을 얻는 공정
을 포함하는, 식품의 제조 방법.
본 발명에 의해, 유기산, 특히 석신산을 높은 농도로 함유하는 효모 엑기스의 제조 방법이 제공된다.
또한 본 발명의 바람직한 태양(態樣)에 의해, 석신산 및 글루타민산의 양쪽을 높은 농도로 함유하는 효모 엑기스의 제조 방법이 제공된다.
얻어진 석신산 및 글루타민산을 높은 농도로 함유하는 효모 엑기스는, 함유되는 각종 아미노산이나 유기산의 상승(相乘) 작용에 의해, 식품에 있어서의 어개의 풍미를 향상시킬 수 있고, 또한 정미를 강화할 수 있다.
본 발명에 의해 제공되는 효모 엑기스의 제조 방법에 의해, 석신산을 높은 농도로 함유하고, 또한 바람직한 태양에 있어서는 석신산 및 글루타민산의 양쪽을 높은 농도로 함유하는, 효모 엑기스의 상업적인 생산이 가능하게 된다.
[도 1] 감칠맛 강도의 비교. 글루타민산과 정미 핵산을 포함하는 액(모의액(模擬液)(1))과, 유기산을 더 포함하는 액(모의액(2))과의 감칠맛 강도를 비교했다.
[도 2] 효모 엑기스에 의한 정미 개선 효과. 서양풍 어개 국물에, (1)∼(8)의 효모 엑기스, 또는 효모 엑기스 중의 감칠맛 성분을 시약(試藥)으로 재구축한 모의액을, 섭취(喫食) 시 0.01%(건조효모 엑기스 중량), 또는 그에 상당하는 감칠맛 성분 농도가 되도록 조정하고, 어개 풍미의 선호도과 정미의 강도에 관하여, 평가했다.
[도 3] 효모 엑기스에 의한 정미 개선 효과. 치킨 스프에, (1)∼(8)의 효모 엑기스, 또는 효모 엑기스 중의 감칠맛 성분을 시약으로 재구축한 모의액을, 섭취 시 0.05%(건조효모 엑기스 중량), 또는 그에 상당하는 감칠맛 성분 농도가 되도록 첨가하여, 평가했다.
수치 범위 「X∼Y」는, 특별히 기재한 경우를 제외하고, 양단의 값 X 및 Y를 포함한다. % 또는 중량부는, 특별히 기재한 경우를 제외하고, 중량에 근거하는 값이다. 「A 또는 B」는, 특별히 기재한 경우를 제외하고, A, B 중 적어도 한쪽이 존재하는 것을 가리키며, A와 B의 양쪽이 존재하는 경우도 포함한다. 효모 현탁액에 관해, 성분의 함유량(중량%)을 나타낼 때는, 특별히 기재한 경우를 제외하고, 효모 균체의 건조 중량 당의 값이다. 효모 엑기스에 관해, 성분의 함유량(중량%)을 나타낼 때는, 특별히 기재한 경우를 제외하고, 효모 엑기스의 건조 중량(고형분이라고 하기도 한다.) 당의 값이다.
효모 엑기스라고 할 때는, 특별히 기재한 경우를 제외하고, 효모로부터의 추출물 성분을 가리키며, 이것에는 통상, 유기산, 아미노산, 펩티드, 핵산, 미네랄 등이 포함되어 있다. 효모 엑기스라고 할 때, 형태는 특별히 한정되지 않으며, 농축물, 조정제물(粗精製物), 액상물, 건조물, 분말, 과립 등의 형태일 수 있다.
효모 또는 효모 엑기스의 성분에 관해, 글루타민산이라고 할 때는, 특별히 기재한 경우를 제외하고, 글루타민산이 염 또는 용매화물의 형태인 경우, 예를 들면 글루타민산 나트륨(monosodium glutamate, MSG, 글루타민산 소다이라고 하기도 한다.)도 포함한다. 또한 효모 또는 효모 엑기스의 성분에 관해서, 핵산이라고 할 때는, 특별히 기재한 경우를 제외하고, 감칠맛을 가지는 정미성 핵산을 의미하며, 이것에는, 5'-이노신산, 5'-구아닐산, 5'-아데닐산, 5'-우라딜산, 5'-시티딜산, 그들의 금속염, 및 그들의 용매화물(예를 들면, 2 나트륨염의 7 수화물)이 포함된다. 효모 또는 효모 엑기스의 성분에 관해서, 아미노산이라고 할 때는, 특별히 기재한 경우를 제외하고, L체의 아미노산을 가리킨다.
식품은, 고형의 것뿐만 아니라, 음료 및 스프와 같은 액상의 경구 섭취물도 포함한다. 또한, 그대로 섭취되는 형태의 것(예를 들면, 조리 끝난 각종의 식품, 서플리먼트(supplement), 드링크제)뿐만 아니라, 식품 첨가물, 조미료 조성물, 음료 농축물도 포함한다. 또한, 인간뿐만 아니라, 비인간 동물(애완동물, 가축 등)을 위한 것도 포함한다. 식품은 또한, 일반 식품(소위 건강 식품을 포함한다.) 이외, 보건 기능 식품(영양 기능 식품, 및 보건 기능 식품을 포함한다.)을 포함한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은, 효모 엑기스의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 방법은, 다음의 공정을 포함한다：
배양된 효모의 현탁액을, 유기산 생성상 유효한 조건에서 유지함으로써, 효모의 유기산 함유량을 높이는, 유기산 생성 처리 공정； 및
유기산 생성 처리 공정을 거친 효모로부터, 열수로 효모 엑기스를 추출하는, 열수 추출 공정.
[효모]
사용되는 효모는, 식품 제조의 분야에 있어서 통상 사용되고 있는 효모이면 특별히 한정되지 않는다. 사카로마이세스(Saccharomyces)속, 시조사카로마이세스(Shizosaccharomyces)속, 피키아(Pichia)속, 칸디다(Candida)속, 클루이베로마이세스(Kluyveromyces)속, 윌리오프시스(Williopsis)속, 데바리오마이세스(Debaryomyces)속, 갈락토마이세스(Galactomyces)속, 토룰라스포라(Torulaspora)속, 로도토룰라(Rhodotorula)속, 야로위아(Yarrowia)속, 및 지고사카로마이세스(Zygosaccharomyces)속으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나의 속에 속하는 효모를 사용할 수 있다. 효모는, 증식성이 양호하다는 점에서, 빵 제조에 사용되고 있는 빵 효모, 식료나 사료 등의 제조에 사용되고 있는 토룰라 효모, 맥주 제조에 사용되고 있는 맥주 효모인 것이 바람직하고, 사카로마이세스(Saccharomyces)에 속하는 균이나 칸디다(Candida)에 속하는 균인 것이 보다 바람직하다. 사카로마이세스속의 예로서, 사카로마이세스·세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)를 들 수 있다. 칸디다속의 예로서, 칸디다·트로피칼리스(Candidatropicalis), 칸디다·리폴리티카(Candida Lypolitica), 칸디다·우틸리스(Candida utilis), 칸디다·사케(Candida sake)를 들 수 있다. 바람직한 예는, 사카로마이세스·세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)인 균주나 칸디다·우틸리스(Candida utilis)인 균주이다.
보다 바람직한 예는, 글루타민산 고함유 효모, 및 핵산 고함유 효모이며, 더욱 바람직한 예는, 글루타민산 고함유 효모이다. 이 예로서, 사카로마이세스·세레비지에FT4주(株)를 들 수 있다. 특히 바람직한 태양에 있어서는, 글루타민산 고함유 효모로부터, 시트르산 내성 스크리닝에 의해 취득한 주(株)를 사용할 수 있다. 글루타민산 고함유 효모로부터의 시트르산 내성 스크리닝은, 예를 들면, 글루타민산 고함유 효모 또는 그 변이주를, 50∼100mM의 시트르산을 포함하는 배지(培地)에서 최적온도(至適溫度) 부근에서, 3∼7일간 배양하여, 증식 속도가 빠른 주를 선발함으로써 얻을 수 있다. 더 적절하다면, 얻어진 주에 관하여 목적하는 유기산 함량 또는 글루타민산 함량을 측정하여, 높은 농도를 가지는 주를 선발해도 된다. 글루타민산 고함유 효모로부터, 시트르산 내성 스크리닝에 의해 취득한 주의 예로서, 사카로마이세스·세레비지에 SC21주를 들 수 있다.
사카로마이세스·세레비지에FT4주는, 니뽄다바코산교 주식회사(주소： 일본 도쿄도 미나토구 도라노몬 니쵸메 2반 1고)에 의해, 2002년 6월 20일부로 독립행정법인 산업기술종합연구소(주소： 일본 츠쿠바시 히가시 1초메 1반치 1 추오 다이 6)에 기탁되어, 수탁번호 FERM BP-8081이 부여되어 있다. 또한, 사카로마이세스·세레비지에 SC21주는, 2015년 3월 6일부로, 콘도 아츠시(주소： 일본 도쿄도 오타구 하네다사히쵸 5-14　테이브루마크 주식회사 식품 개발 센터)에 의해, 독립행정법인 제품평가기술기반기구 특허미생물기탁센터(주소： 일본 치바현 카즈사카마타리 2-5-8 122 고시츠)에 기탁되어, 수탁번호 NITE BP-02025가 부여되어 있다. 그 후 기탁자의 명의는, 콘도 아츠시로부터 테이브루마크 주식회사(주소： 일본 도쿄도 츄오구 츠키지 6-4-10)로 변경되었다. 또한 독립행정법인 산업기술종합연구소의 업무는, 2012년 4월부터, 독립행정법인 제품평가기술기반기구 바이오테크놀러지센터 특허생물기탁센터(NITE-IPOD)(2013년 4월부터의 주소： 일본 치바현 카즈사카마타리 2-5-8 120 고시츠)가 승계하고 있다. 또한 2015년 4월에, 독립행정법인 산업기술종합연구소는, 국립연구개발법인 산업기술종합연구소로 개명되었다.
[배양]
효모는, 후술하는 유기산 생성 처리 공정에 앞서, 배양된다. 배양은, 호기적(好氣的)인 조건에서 실시되는 것이 바람직하다. 충분한 균체 수량을 얻을 수 있기 때문이다. 구체적으로는, 산소이동 용량정수(KLa)가, 250hr-1 이상이 되는 조건에서, 예를 들면 300hr-1 이상이 되는 조건에서, 바람직하게는 350 이상이 되는 조건에서, 보다 바람직하게는 380hr-1 이상이 되는 조건에서, 더욱 바람직하게는 400hr-1 이상이 되는 조건에서, 더욱 바람직하게는 500hr-1 이상이 되는 조건에서, 더욱 바람직하게는 750hr-1 이상이 되는 조건에서 배양된다. KLa값은, 당업자이면 적절히 구할 수 있다. KLa는, 배양액에 대한 통기 조건이나 교반 조건을 조정함으로써 조정할 수 있다. 본원에 관련되는 발명, 및 그 실시형태 및 실시예에 관하여 나타내는 KLa의 값은, 특별히 기재한 경우를 제외하고, 아황산 산화법으로 측정한 것이다. 아황산 산화법은, Cooper(Ind. Eng. Chem. 36, 504-509 1944)에 의해 제창된 방법이다.
효모의 배양에 사용되는 배지의 조성은, 효모가 증식 가능하고, 충분한 균체 수량(收量)을 얻을 수 있는 한, 특별히 한정되지 않으며, 효모 엑기스의 생산에 있어서 사용되고 있는 각종의 것을 사용할 수 있다. 탄소원으로서, 예를 들면, 사탕수수 폐당밀(廢糖蜜), 비트 폐당밀, 자당(蔗糖), 목재칩(wood chip) 증해액(蒸解液), 아황산 펄프 폐액, 사탕수수 추출액, 글루코오스, 아세트산, 및 에탄올로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다. 질소원으로서, 예를 들면, 효모 엑기스, 펩톤, 옥수수 침지액(corn steep liquor; CSL), 카세인(casein) 등의 함질소 유기물, 및 요소(尿素), 암모니아, 황산암모늄, 염화암모늄, 및 인산암모늄 등의 무기염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다. 또한, 인산 성분, 칼륨 성분, 마그네슘 성분을 배지에 첨가해도 되고, 비오틴, 판토텐산, 티아민, 이노시톨, 피리독신 등의 비타민류, 아연, 구리, 철, 망간 등의 미네랄류를 첨가해도 된다. 비타민류 등의 생육 촉진 물질을 배지에 보충하기 위해서, 엑기스류나 펩톤 등을 배지에 첨가해도 된다.
본 발명자들의 검토에 의하면, 배양 중의 요소의 양을 줄임으로써, 석신산이 보다 축적되는 것을 알았다. 즉 배양 공정에 있어서, 질소원을 저감하여, 효모의 질소 함유량을 줄임으로써, 석신산이 보다 축적되는 것을 알았다. 효모 균체의 질소 함유량이 저하됨으로써, 당이나 지방산 등의 탄소화합물로부터의 아미노산 등의 질소 화합물로의 변환이 진행되지 않고, 결과로서 글루타민산의 저하와 석신산의 증가가 일어난다고 추측된다. 효모의 질소 함유량은, 구체적으로는, 유기산 생성 처리 공정에 제공되는 효모, 즉 배양 종료 시의 효모에 있어서, 질소량이, 건조효모 중량 당 8.5% 이하, 바람직하게는 8.0% 이하, 보다 바람직하게는 7.5% 이하, 더욱 바람직하게는 7.0% 이하가 되도록 한다. 또한, 효모의 질소 함유량이 너무 낮아도 석신산의 축적이 충분하지 않게 될 가능성이 있는 점에서, 관점에서는, 배양 종료 시의 효모의 질소량은, 건조효모 중량 당 4.5% 이상, 바람직하게는 5.0% 이상, 보다 바람직하게는 5.5% 이상, 더욱 바람직하게는 6.0% 이상이 되도록 한다.
배양 종료 시의 건조효모 효모 균체 당(當)의 질소량은, 배양에 사용되는 배지에 포함되는 질소의 양을 바꿈으로써, 구체적으로는 질소원이 되는 성분, 예를 들면 요소의 양을 바꿈으로써, 조절할 수 있다. 요소 이외에, 효모 엑기스, 당밀 등이 질소원이 될 수 있지만, 성분 당(當)의 질소 함량이 많고, 또한 질소 이외의 다른 성분의 조성을 크게 바꾸지 않는 관점에서는, 배양 중의 질소원의 양은, 요소의 양으로 조절하는 것이 바람직하다. 배양 중의 요소의 양은, 예를 들면 16g/L 이하로 할 수 있고, 13g/L 이하가 바람직하며, 11g/L 이하가 보다 바람직하다. 또한 배지 당(當)의 질소량의 하한값은, 예를 들면 5g/L 이상으로 할 수 있고, 7g/L 이상이 바람직하며, 9g/L 이상이 보다 바람직하다. 또한, 건조효모 중량 당(當)의 질소량의 측정은, 대상이 되는 효모(필요에 따라 세정한다.)를 건조하여 얻은 시료에 관하여, 케르다르법에 의해 실시할 수 있다. 케르다르법의 실시에 즈음해서는, 기존의 켈달(Kjeldahl) 분석장치(예를 들면, 포스·저팬사제 켈텍시스템 Kjeltec 2300)를 사용할 수 있다.
효모의 배양 조건은, 사용되는 효모에 따라, 당업자이면 적절히 설계할 수 있다. 효모가 증식 가능하고, 충분한 균체 수량(收量)을 얻을 수 있는 한, 특별히 한정되지 않으며, 효모 엑기스의 생산에 있어서 사용되고 있는 통상의 배양 조건을 적용할 수 있다. 구체적으로는, 온도는 20∼40℃로 할 수 있고, 25∼35℃가 바람직하고, pH는 3.5∼7.8로 할 수 있고, 4.0∼7.5로 하는 것이 보다 바람직하다. pH는, 적절한 방법으로 제어할 수 있다. 배양 시간은 30시간 이하로 할 수 있고, 25시간 이하로 하는 것이 바람직하다. 어느 경우이어도, 배양 시간의 하한은, 효모가 증식 가능하고, 충분한 균체 수량을 얻을 수 있는 한, 한정되지 않지만, 예를 들면, 5시간 이상, 바람직하게는 7시간 이상, 보다 바람직하게는 10시간 이상으로 할 수 있다.
배양 형식도 또한, 사용되는 효모나 배양 스케일에 따라, 당업자이면 적절히 선택할 수 있다. 효모가 증식 가능하고, 충분한 균체 수량을 얻을 수 있는 한, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 회분배양(回分培養), 유가배양(流加培養), 연속배양(連續培養)으로 할 수 있다. 배양조(培養槽)도 또한, 충분한 호기적인 조건이 초래되는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 종래의 교반형 배양조, 에어리프트형 배양조, 외부순환형 배양조, 또는 그들 기구를 조합한 배양조를 사용할 수 있다.
효모의 상업적 배양에 있어서 대당 수율(對糖收率)(배양에 사용한 당(糖) 중량 당의 효모 균체 수량)은 매우 중요한 요소이며, 사용되는 당원(糖源)(사탕수수 폐당밀, 비트 폐당밀, 글루코오스, 자당, 사탕수수 착즙액 등)으로부터 어떻게 효율적으로 효모 균체를 얻을 수 있는지가 제조 코스트를 크게 좌우한다. 대당 수율을 최대한 높이기 위해, 일반적으로는 배양조 내에 취입(吹入)되는 공기의 양(통기량)을 늘리고, 또한, 배양조의 구조를 DO(Dissolved Oxygen： 용존 산소량)가 최대가 되도록, 교반기로 교반하고, 배양액을 펌프에 의해 외부 순환시키고, 또는 배양조 내부에 격벽을 설치하여 기포에 의해 액을 순환시킴으로써 배양조 내에 취입된 공기 중의 산소를 효율적으로 배양액에 용해시키는 등의 기술이 사용되고 있다. 이들 기술을 본 발명에 적용해도 된다.
특히 바람직한 태양에 있어서는, 배양은, 상술한 바와 같은 고효율 배양조를 사용하고, 대당 수율을 높이기 위해 교반을 600rpm 이상, 통기량을 0.8vvm 이상(vvm=volume per volume per minute , 단위 체적 당의 가스 통기량)으로 실시한다. 바람직하게는, 교반수를 650rpm∼800rpm, 통기량을 1.0∼2.0vvm으로 실시한다.
배양된 효모는, 통상, 노즐 세퍼레이터 등의 원심분리기를 사용하여 배지상청(培地上淸)을 제거한 후, 필요에 따라 청정수(淸淨水)로 여러 차례 세정되어, 효모 균체의 현탁액(이스트크림)으로서, 유기산 생성 처리 공정에 제공된다.
[유기산 생성 처리 공정]
유기산 생성 처리 공정에서는, 배양된 효모는, 현탁액으로서, 유기산 생성상 유효한 조건에서 유지함으로써, 효모의 유기산 함유량을 높일 수 있다. 유기산은, 석신산, 락트산, 및 아세트산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나이고, 감칠맛을 증가할 수 있는 관점에서는, 락트산 또는 석신산인 것이 바람직하고, 석신산인 것이 보다 바람직하다. 석신산을 많이 생성시키는 것을 목적으로 하는 경우, 석신산 생성상 유효한 조건에서 이 공정을 실시한다.
유기산 생성상 유효한 조건(특히 바람직한 태양에 있어서는 석신산 생성상 유효한 조건)은, 구체적으로는 효모의 현탁액을 완만하게 교반하는 것을 포함한다. 이 때, 통기해도 된다.
유기산 생성상 유효한 조건은, 효모의 현탁액을 40∼60℃, 바람직하게는 40∼55℃, 보다 바람직하게는 45℃∼50℃로 유지하는 것을 더 포함해도 된다. 어느 경우이어도, pH는 4.0∼7.5, 바람직하게는 6.0∼7.0으로 하는 것이 바람직하다. pH는 적절한 수단으로 제어할 수 있다.
어느 조건이어도, 그 조건에서 효모 현탁액을 2∼30시간 2∼24시간, 바람직하게는 4∼12시간, 더욱 바람직하게는 6∼9시간, 유지할 수 있다. 유기산 생성 처리 공정의 시간은, 석신산이나 글루타민산의 축적량이 안정되는 관점에서는, 긴 편이 바람직하지만, 환경 중의 박테리아가 증식되어 부패가 발생될 가능성이 있는 관점에서는, 9시간 이하인 것이 바람직하다.
위에서 나타낸 유기산 생성상 유효한 조건은, 석신산을 생성하는데 있어서 특히 적합하다. 따라서, 위에서 나타낸 조건은, 석신산 생성상 유효한 조건이기도 하다.
본 발명자들은, 유용한 성분을 강화한 효모 엑기스에 관하여 예의 검토하는 중에, 효모를 특정의 조건에서 유지하면, 석신산이 생성되는 현상을 발견했다. 석신산은, 글리옥실산 회로에서는 이소로이신으로부터 합성되고, GABA 경로에서는, 글루타민산으로부터 GABA를 거쳐 생성되며, TCA 사이클에서는 석시닐-CoA 또는 프말산으로부터 변환된다. 특정 조건 하에서의 유지는, 효모 균체 내에서의 이와 같은 효소 반응을 촉진하고 있는 것이라고 추측된다.
또한 본 발명자들의 검토에 의하면, 자기소화 처리에서는, 통상, 효모의 자기소화에 의한 구조 분해가 일어나고 있지만, 유기산 생성 처리에 있어서는, 자기소화가 일어나지 않거나, 일어나고 있었더라도 극히 일부에 한정되어, 효모 균체의 구조가 유지될 수 있다. 유기산 생성 처리 공정에 있어서는, 효모 균체를 바이오리액터(bioreactor)처럼 이용하여 유기산을 산생(産生)하고 있다고 생각할 수 있다. 따라서 유기산 생성 처리 공정은, 종래의 자기소화 처리 공정과는 상이한 공정이라고 할 수 있다.
유기산 생성 처리 공정에 의해, 효모 균체 내에 축적된 전구체로부터 목적하는 유기산이 생성된다. 그 한편으로, 유기산 생성상 유효한 조건에 의해, 효모의 글루타민산 함유량도 높일 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 글루타민산은 GABA 경로 석신산 생성을 위한 원료로도 될 수 있으므로, 석신산을 유효하게 생성하는 조건은 글루타민산의 함량을 저하시킬 가능성이 있다. 그러나 본 발명자들의 검토에 의하면, 위에서 나타낸 유기산 생성상 유효한 조건(석신산 생성상 유효한 조건이기도 하다)에서는, 유기산뿐만 아니라 글루타민산의 생성량도 높일 수 있는 것을 알았다.
유기산 생성 처리 후의 효모 현탁액은, 이어서 열수 추출 공정에 제공된다.
[열수 추출 공정]
유기산 생성 처리 공정을 거친 효모 현탁액은, 열수로 효모 엑기스가 추출된다. 열수 추출은, 예를 들면 56℃ 이상, 바람직하게는 65∼95℃, 바람직하게는 75∼85℃의 열수를 사용하여 실시된다. 어느 온도이어도, 적어도 10분간 이상, 예를 들면 20분간 이상, 바람직하게는 30분간 이상, 처리된다.
열수 추출 후의 액은, 수용성의 엑기스 성분과 효모 세포벽 등의 불용성 성분을 포함하는 상태이기 때문에, 노즐 세퍼레이터 등의 원심분리기에 의해, 불요성 성분을 분리·제거하는 조작을 실시할 수 있다. 통상, 수용성의 엑기스 성분을 효모 엑기스로서 얻는다.
얻어진 효모 엑기스는, 필요에 따라 세라믹 필터, 정밀 여과막(MF), 리프 필터(leaf filter), 또는 올리버 필터(oliver filter)에 의한 청정화를 위한 처리를 실시할 수 있다. 필요에 따라, 농축기에 의해 농축함으로써, 페이스트상(狀)의 효모 엑기스로 할 수 있다
또한, 얻어진 효모 엑기스는 그대로, 또는 말토덱스트린, 전분, 혹은 가공 전분 등의 부형제를 첨가한 후, 스프레이 드라이어(spray dryer), 프리즈 드라이어(freeze dryer), 혹은 드럼 드라이어(drum dryer) 등의 건조기로 건조시켜 분체화함으로써, 파우더상(狀)의 효모 엑기스로 할 수 있다. 또한, 순차적인 공정으로서 유동층 조립기(造粒機)에 의해 조립하고, 사용하기 쉬운 과립상의 효모 엑기스를 얻을 수도 있다.
[효모 엑기스]
이와 같이 하여 얻어진 효모 엑기스는, 효모로서, 사카로마이세스속에 속하는 것을 사용한 경우, 건조효모 엑기스 중량 당, 석신산을 5.0중량% 이상, 바람직하게는 6.0중량% 이상, 보다 바람직하게는 10.0중량% 이상 포함한다. 바람직한 태양에 있어서는, 석신산 함유량이 어느 경우이어도, 글루타민산을 10.0중량% 이상 포함하고, 바람직하게는 13.0중량% 이상 포함하고, 보다 바람직하게는 15.0중량% 이상 포함한다.
혹은, 효모로서, 칸디다속에 속하는 것을 사용한 경우, 건조효모 엑기스 중량 당, 석신산을 2.0중량% 이상, 바람직하게는 4.0중량% 이상, 보다 바람직하게는 5.0중량% 이상 포함한다. 바람직한 태양에 있어서는, 석신산 함유량이 어느 경우이어도, 글루타민산을 6.0중량% 이상 포함하고, 바람직하게는 7.0중량% 이상 포함하고, 보다 바람직하게는 9.0중량% 이상 포함한다.
본 발명자들의 검토에 의하면, 본 발명에 의해 얻어지는 석신산 및 글루타민산을 높은 농도로 포함하는 효모 엑기스는, 식품에 있어서, 처음맛, 감칠맛 및 정미로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나를 개선할 수 있다. 또한, 어개를 원료에 포함하는 식품의, 어개 풍미 또는 정미를 개선할 수 있다.
처음맛, 감칠맛 및 정미로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나가 개선된지 아닌지, 그 정도는, 당업자이면, 식품을 위한 관능 평가의 방법을 사용하여, 적절히 평가할 수 있다. 평가 시에 있어서는, 관능 평가 기준을 마련할 수 있다. 또한 보다 구체적인 평가를 위한 방법, 기준은, 본 발명의 실시예의 항을 참고로 할 수 있다.
또한 본 발명자들의 검토에 의하면, 석신산 및 글루타민산의 함량이 많은 효모 엑기스에 있어서는, 정미성 핵산과 글루타민산의 상승(相乘) 효과 이외의, 석신산 등에 의한 상승 효과가 나타난다고 고찰되었다(실시예 12, 13 참조). 즉, 본 발명에 따라 제공되는 석신산과 글루타민산의 함량이 많은 효모, 구체적으로는, 효모로서, 사카로마이세스속에 속하는 것을 사용한 경우, 건조효모 엑기스 중량 당, 석신산을 5.0중량% 이상, 바람직하게는 6.0중량% 이상, 보다 바람직하게는 10.0중량% 이상 포함하고, 또한 글루타민산을 10.0중량% 이상 포함하고, 바람직하게는 13.0중량% 이상 포함하고, 보다 바람직하게는 15.0중량% 이상 포함하는 효모 엑기스, 또는 효모로서, 칸디다속에 속하는 것을 사용한 경우, 건조효모 엑기스 중량 당, 석신산을 2.0중량% 이상, 바람직하게는 4.0중량% 이상, 보다 바람직하게는 5.0중량% 이상 포함하고, 한편 글루타민산을 6.0중량% 이상 포함하고, 바람직하게는 7.0중량% 이상 포함하고, 보다 바람직하게는 9.0중량% 이상 포함하는 효모 엑기스는, 석신산 등에 의한 신규 상승 효과를 나타내는 것이라고 생각할 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 제공되는, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 효모 엑기스는, 효모의 배양물(발효물)에서 유래하며, 다수의 성분을 포함하고 있다. 게다가, 유기산 생성 처리 공정에서는 배양과는 상이한 특정의 조건 하에서, 효모 균체 내에 잔존하는 각 대사계에 관련되는 효소군에 의해 유용 성분이 생산되고 있다고 생각할 수 있다. 그리고 그처럼 생산된 다종 다양한 성분의 작용에 의해서 목적하는 처음맛, 감칠맛 및 정미로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나의 개선 효과가 발생되고 있는 것이라고 생각할 수 있다. 그 때문에, 배양물을 원료로 하고, 유기산 생성 처리 공정이나 열수 추출 공정을 거친 본 발명의 효모 엑기스의 조성을 분석하여, 목적하는 효과에 기여하고 있는 성분을 특정하기 위해서는, 효모 엑기스에 포함되는 극히 다수의 복잡한 성분을 대상으로 특정을 실시하게 된다. 또한 목적하는 효과가 복수의 성분의 상호작용에 의해서 발생되는 것이라면, 특정된 미량 성분에 관하여, 여러 가지의 조합을 시행하여 일일이 효과를 확인한다고 하는, 방대한 수의 실험이 필요하게 된다고 생각할 수 있다. 게다가, 실험할 때에 있어서는 다른 물질의 영향을 완전하게 배제하기 위해서, 후보가 되는 다수의 미량 성분의 모두에 관하여, 각각 고순도로 정제할 필요가 있다. 그렇다면, 본 발명의 효모 엑기스를, 그 조성 또는 특성에 의해 직접 특정하는 것은, 전연 실제적이지 않다고 생각할 수 있다.
본 발명의 효모 엑기스를 식품에 첨가하는 경우, 첨가량의 하한값은, 목적하는 효과가 나타나는 한, 특별히 한정되지 않는다. 어떠한 식품에 대해서도, 건조효모 엑기스로서, 0.001% 이상으로 할 수 있고, 0.002% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.004% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.008% 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
첨가량의 상한값은, 효모 엑기스에서 유래하는 맛·풍미에 의해, 대상이 되는 식품이 본래 가지는 맛·풍미의 균형을 손상시키는지 아닌지의 관점에서 정할 수 있다. 이 관점에서는, 어떠한 식품에 대해서도, 예를 들면, 5% 이하로 첨가할 수 있고, 4% 이하로 하는 것이 바람직하고, 3% 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 2% 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 효모 엑기스에서 유래하는 맛·풍미를 느끼지 않는다는 관점에서는 1% 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.5% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
어패류를 원료에 포함하는 식품에 대해서는, 건조효모 엑기스로서, 0.001% 이상으로 할 수 있고, 0.002% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.004% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.008% 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하고, 또한 0.5% 이하로 첨가할 수 있고, 0.4% 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.3% 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.2% 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 효모 엑기스에서 유래하는 맛·풍미를 느끼지 않는다는 관점에서는 0.1% 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.05% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
[조미료 조성물, 그 외]
본 발명에 의해, 건조효모 엑기스 중량 당 석신산을 5.0중량% 이상, 및 글루타민산을 10.0중량% 이상 포함하는 효모 엑기스를 포함하는 조미료 조성물이 제공된다. 이와 같은 조미료 조성물은, 처음맛, 감칠맛 및 정미로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나를 식품에 있어서 개선하기 위해서, 또한 어개를 원료에 포함하는 식품의, 어개 풍미 또는 정미를 개선하기 위해서, 특히 적합하다.
효모 엑기스는, 단독으로 조미료 조성물로 해도 되지만, 그 밖의 조미료, 예를 들면, 간장, 된장, 굴 소스, 식염, 설탕, 단백 가수분해물 등이나 그 밖의 식품 소재를 혼합하여 조미료 조성물로 해도 된다.
조미료 조성물에는, 효모 엑기스가 목적하는 효과를 발휘할 수 있는 한, 효모 엑기스 이외의 다른 성분을 배합할 수 있다. 다른 성분은, 식품으로서 허용되는 여러 가지의 첨가제일 수 있다. 이 예는, 산화방지제(항산화제), 향료, 감미료, 착색료, 증점안정제, 발색제, 표백제, 방곰팡이제, 껌기초제(gum base), 고미료(苦味料) 등, 조미료, 효소, 광택제, 산미료(酸味料), 유화제, 결합제, 등장화제(等張化劑), 완충제, 용해보조제, 방부제, 안정화제, 응고제 등이다.
본 발명에 의해, 효모 엑기스 또는 효모 엑기스를 포함하는 조미료 조성물을 사용한 식품이 제공된다. 효모 엑기스 또는 조미료 조성물이 첨가되는 것이 바람직한 식품은, 예를 들면, 어개를 원료에 포함하는 식품이다.
보다 구체적인 예로서, 스프 또는 스프의 소(素)(예를 들면, 퓌메드 프와송생선육수(fumet de poisson)(서양 요리에 사용되는 어개의 국물) 부야베스(bouillabaisse), 콩소메(consomme) 스프, 콘 스프, 양파 스프, 토마토 스프, 된장국, 국, 라면 스프, 우동 스프), 조미료 조성물(예를 들면, 치킨 콩소메, 비프 콩소메, 화학조미료 조성물, 조미염 조성물, 마요네즈, 토마토케?y, 우스터 소스, 돈까스 소스, 드레싱, 허브염, 된장, 간장, 맛간장, 맛국물), 소스류(예를 들면, 화이트 소스, 데미글라스 소스, 토마토 소스, 미트 소스, 카레루, 파스타 소스), 으깬 어육 제품(예를 들면, 생선살 꼬치구이, 조릿대모양어묵, 다테마키, 어묵, 어육 소세지, 한펜, 츠미레, 나루토마키, 사츠마아게, 새우튀김, 자코텐(jakoten)), 축육 제품(예를 들면, 햄류： 본리스햄(boneless ham), 로스햄(pork loin ham), 생햄(raw ham), 뼈 붙은 햄(bone-in ham), 프레스햄(pressed ham) 등； 소세지류： 비엔나, 드라이, 프랑크푸르트(Frankfurt), 보로니아(Boronia), 리오나(Lyonnaise) 등； 베이컨류, 콘비프, 돼지고기 구이), 치즈, 버터, 스낵 과자(예를 들면, 포테이토칩, 팝콘, 콘스낵, 크래커, 비스킷, 쿠키, 프레즐(pretzel)), 레토르트 파우치(retort pouch) 반찬(daily dish), 칠드(chilled) 반찬, 냉동 반찬, 즉석면, 후라이류(예를 들면, 프라이드 포테이토, 프라이드 치킨, 프라이드 피쉬(fish))가 포함된다. 또한, 빵류, 난(nan), 피류(皮類)(예를 들면, 피자크러스트, 파이크러스트, 만두피, 슈마이피), 토르티야(tortilla), 타코·쉘(taco shell), 콘플레이크(conflake), 및 면류(예를 들면, 파스타, 우동, 비흔(rice vermicelli). 각각, 생면(生麵), 건면(乾麵), 볶음면을 포함한다.), 및 그들을 위한 프리믹스(premix), 보존식(保存食)(예를 들면, 식초절임, 소금절임)을 들 수 있다.
이와 같은 식품은, 공지의 기술을 사용하여 제조할 수 있다. 본 발명에 의해, 건조효모 엑기스 중량 당 석신산을 5.0중량% 이상, 및 글루타민산을 10.0중량% 이상 포함하는 효모 엑기스를 식품에 첨가하여, 식품의 처음맛, 감칠맛 및 정미로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나가 개선된 식품을 얻는 공정을 포함하는, 식품의 제조 방법, 및 건조효모 엑기스 중량 당 석신산을 5.0중량% 이상, 및 글루타민산을 10.0중량% 이상 포함하는 효모 엑기스를 어개를 원료에 포함하는 식품에 첨가하여, 어개 풍미 또는 정미가 개선된 식품을 얻는 공정을 포함하는, 식품의 제조 방법도 제공한다. 효모 엑기스 또는 조미료 조성물을 첨가하는 공정은, 식품의 제조 공정의 여러 가지의 단계일 수 있다. 당업자이라면, 각 성분의 용해성, 안정성, 휘발성 등을 고려하여, 섭취시에 있어 소정의 비(比) 및/또는 농도가 되는 식품의 제조 공정을, 적절히 설계할 수 있다.
다음으로 실시예에 의해 본 발명을 더 상세히 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
특별히 기재한 경우를 제외하고, 본 실시예의 항(項)에서는, 하기의 재료 및 방법으로 검토를 실시했다.
＜사용 균주＞
본 발명에서 주로 사용한 사카로마이세스·세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) SC21주는 다음의 순서로 얻었다.
이 균주는, FT4주(수탁번호 FERM BP-8081)를 사용하여 시트르산 내성(耐性) 스크리닝에 의해 취득했다. FT4주를 YPD배지(박토 이스트 엑스트랙트(Bacto yeast extract)(DIFCO사) 1.0%, 박토펩톤(Bacto peptone)(DIFCO사) 2.0%, 글루코오스 2.0%)으로 대수증식기(對數增殖期)까지 배양하고, 집균(集菌)·세정한 후, 0.067M인산 칼륨액에 효모를 현탁시키고, 교반하면서 자외선을 2분 조사했다. 그 후, 75mM의 시트르산을 포함하는 SD한천배지(이스트 니트로겐 베이스(Yeast Nitrogen Base) w/o아미노산(DIFCO사) 0.67%, 글루코오스 2.0%, 한천 2.0%)에서 30℃, 5일 배양하여, 증식이 빠른 30주를 시트르산 내성주(耐性株)로서 얻었다. 이들 효모 30주를 50ml의 YPD배지에서 24시간 배양한 후, 원심분리로 집균하여, 동결건조균체를 조제했다. 조제한 동결건조균체로부터 95℃, 20분에서 균체 내 성분을 추출하여, 원심분리 후, 상청 중의 유기산과 아미노산을 HPLC로 측정했다. 그 결과, 석신산과 글루타민산이 높은 SC21주를 얻었다.
＜유기산과 아미노산의 측정 방법＞
유기산의 측정 방법： 열수 추출 후 원심분리하여 얻은 상청을, 0.45마이크로의 필터로 여과하여 측정용 시료를 조제하고, 유기산 함량을 HPLC법으로 측정했다. HPLC의 조건은 이하와 같다.
컬럼： GL-C610H-S(히타치하이테크)
컬럼 온도： 56℃
용리액： 3mM 과염소산
　 유량　0.5ml/min
반응액： 0.21% 인산수소이나트륨,
　　　　 0.00938%　브로모티몰블루
　　　　 유량　0.5ml/min
검출： UV　430nm
측정값은, 측정 샘플의 건조 중량 당의 농도(%)로 나타낸다.
아미노산의 측정 방법： 열수 추출 후, 원심분리하여 얻은 상청을, 0.20마이크로의 필터로 여과하여 측정용 시료를 조제하고, 아미노산 함량을 아미노산 분석기(히타치L-900)를 사용하여 측정했다. 반응액으로는, 닌히드린을 사용했다.
값은, 각 샘플의 건조 중량 당의 농도(%)로 나타낸다.
＜샘플의 건조 중량 측정법＞
건조 중량이란, 미리 외관(風袋) 중량을 측정한 알루미늄 접시에, 샘플을 5g칭량(稱量)하고, 105℃, 6시간 건조기 내에서 건조시키고, 건조 후의 중량을 측정함으로써 산출했다.
실험 방법
＜전(前)배양＞
이하와 같이, 본(本)배양에 사용하는 효모를 조제했다.
(1) 500ml의 배플(baffle) 부착 플라스크 5개에, 200ml YPD배지를 분주(分注)했다.
(2) 상기 YPD배지에 대하여, 오토클레이브(autoclave) 처리(121℃, 15분간)를 실시했다
(3) 사카로마이세스·세레비지에 SC21주를, 오토클레이브 처리한 YPD배지에 식균(植菌)하고, 이하의 조건에서 배양했다.
배양 온도 30℃
진동 200rpm(로터리)
배양 시간 24시간
전배양 종료 후, 회수된 효모 균체를 세정하고, 건조효모 중량이 100g/L가 되도록 물을 첨가하여 효모 현탁액을 조제했다.
＜본 배양＞
배양 개시 시의 용량이 1.2L, 유가(流加) 종료 시의 용량이 1.7L가 되도록 설정하여, 본 배양을 실시했다. 즉, 우선, 이하의 조성으로 이루어지는 배지, 1.15L를, 3L의 자파멘터(jar fermenter)(ABLE제) 내에 직접, 무균적으로 조제했다. 또한, 당도가 43%가 되도록 조정한 사탕수수 폐당밀(이하, 「당밀」이라고 한다.)을, 생성되는 알코올에 의해 생육 저해가 발생되지 않도록, 적량(適量)씩 유가(流加)함으로써, 최종적으로 용량이 1.7L가 되도록, 본 배양을 실시했다. 배양 시간은 15시간으로 했다.
(초발(初發) 배지 조성)
요소 20g
인산 1.5ml
황산마그네슘 7수화물 0.3g
효모 엑기스 1.2g
증류수로 1.15L까지, 메스 업(mess up)했다.
(배양 조건)
식균량 효모 현탁액 50ml
배양 온도　32℃
통기(通氣)　1.7L/분
교반　650rpm
KLa 배양 종료 시 500hr-1
pH 제어 하한 4.5(15% 탄산나트륨을 첨가함으로써 조정했다.)
유가배지 당밀(당도 43%) 용량 500ml(생육 저해가 일어나지 않는 조건에서, 적량씩 첨가했다.)
＜유기산 생성 처리 조건＞
배양액으로부터 회수된 효모 균체를 세정 후, 건조효모 중량이 170g/L가 되도록 물을 첨가하여 효모 현탁액을 얻고, 이하의 조건에서 유기산 생성 처리를 실시했다.
온도　45℃
pH 비제어(pH 5.0∼6.5)
시간　6시간(효모 현탁액이 거품이 일지 않을 정도로 교반했다.)
또한, 건조효모 중량은, 미리 외관 중량을 측정한 알루미늄 접시에, 효모 현탁액을 5g 칭량하고, 105℃, 6시간 건조기 내에서 건조시키고, 건조 후의 중량을 측정함으로써 산출했다.
＜열수 추출 조건＞
효모 현탁액을 이하의 조건에서 열수 추출하고, 그 후, 원심분리기로 불용성 성분을 분리했다.
온도　85℃
시간　30분
교반 용기 내측에 효모 현탁액이 눌어붙지 않을 정도의 속도로 교반
＜여과 조건＞
불용성 성분을 제외하고 얻어진 효모 엑기스를, 정밀 여과막으로 여과했다.
여과막　microza UMP-153(아사히가세이케미컬즈제)
＜농축 조건＞
여과 처리를 실시한 효모 엑기스를 로터리 증발기(EYELA제　NE)로 농축했다.
(조건)
워터 배스(water bath) 온도　60℃
플라스크 회전 속도 100rpm/분
농축 종료 시 고형분　45.9%
＜KLa값의 산출 방법＞
KLa는, 아황산 산화법에 의거하여, 이하의 관계식으로부터 산출했다.
OTR=KLa(C*-C)
OTR은 산소 이동 속도(mmol/l·hr), C*는 포화 용존 산소 농도(mmol/l), C는 용존 산소 농도(mmol/l))이다.
여기서, OTR는, 이하에 나타내는 아황산나트륨의 산화 반응에 의거하여 산출했다.
　　　　　　　Cu2 + 또는 Co2 +
Na2SO3+1/2O2　　→　　　Na2SO4
즉, 아황산나트륨은, 구리 내지 코발트 공존 하에서, 황산나트륨에 0차 반응으로 산화된다. 이 때문에, 아황산나트륨의 산화 속도는, 산소 이동 속도와 동일하게 된다. 이때, 용존 산소 농도 C는 0(mmol/l)이 된다.
실험 순서
황산구리 1mM, 아황산나트륨 15mM 이상이 되는 수용액에, 일정 조건에서 통기한다. 일정 시간마다, 샘플링을 실시하여 미(未)산화의 아황산을 과잉량의 요오드로 산화한다. 이어서, 남은 요오드를 티오황산나트륨으로 역적정(逆滴定)함으로써, 샘플 중의 아황산의 농도를 측정한다. 경시적인 아황산의 농도를 이하의 식에 넣어 KLa를 산출한다.
KLa=(C1-C2)/2C*(t2-t1)
통기 개시(開始) 후, 임의의 시간 t1, t2에 있어서의 아황산 농도를 각각 C1, C2(mmol/l)로 한다.
여기서 C*는 포화 산소 농도(mmol/l)이다.
실제의, KLa의 산출은 이하와 같이 실시했다.
구체적으로는, 본 검토에서는, 3L 용적의 배양조(ABLE사제)에 50mM∼150mM의 아황산나트륨 수용액을 1.6L 첨가하고, 통기 교반을 실시하여 경시적인 아황산의 양을 측정했다. 통기량은 1.7L로 일정하게 하고, 교반 속도를, 100, 300, 450, 600, 750rpm으로 설정했다. 아황산나트륨 수용액의 농도는, 교반 속도에 맞추어 증가시켰다.
＜동결 건조 균체로부터의 전체 질소량의 측정＞
(동결 건조 균체의 조제)
(1) 배양액 20ml로부터 원심분리에 의해 효모를 분리하여, 효모 균체를 증류수로 2번 세정한다.
(2) 세정된 효모를 -80℃에서 2시간 냉동한다.
(3) 진공 건조기(IWAKI제　FRD-50P )에 의해, 동결 균체를 24시간 건조한다.
(측정 자료의 조정)
(1) 시료 0.5g를 채취하여, 가열 가능한 용기에 넣는다
(2) 켈탭 Cu/4.5를 1입자 넣는다(Kjeltab Cu/4.5)
(3) 농황산(濃黃酸)을 10ml 추가한다
(4) 과산화수소를 7ml, 서서히 첨가한다
(5) 420℃에서 3hr 분해한다
(6) 식을 때까지 방치한다.
(전체 질소의 측정)
이용 장치　Kjeltec2300
환산식　0.14007×1% 붕산 용액의 적정량(ml)/시료 중량
[실시예 1： 통기량의 검토]
사카로마이세스·세레비지에 SC21주를, 각각, 교반 속도 100, 300, 450, 600, 750rpm, 통기 1.6L/min의 조건에서 배양했다. 각 교반 속도 조건에서 얻어진 효모를 사용하여 유기산 생성 처리를 실시하고, 유기산 생성 처리 후의 효모 현탁액으로 석신산이 증가되는지 검증했다. 또한, 750rpm 이상에서의 교반은, 실제의 생산에서는 실시 불가능하다고 생각할 수 있기 때문에, 검토하지 않았다.
＜전배양＞
이하와 같이, 본 배양에 사용되는 효모를 조제했다.
(1) 500ml의 배플 부착 플라스크 14개에, 이하의 배지 100g을 분주(分注)했다.
(2) 상기의 배지에 대하여, 오토클레이브 처리(121℃, 15분간)를 실시했다.
(3) 사카로마이·세레비지에 SC21주를, 오토클레이브 처리한 배지에 식균하고, 이하의 조건에서 배양했다.
(배지 조성)
당밀　18.6g
요소　0.6g
(NH4)2SO4　0.16g
(NH4)2HPO4 　0.08g
증류수를 첨가하여, 합계 100g이 되도록 했다.
(배양 조건)
배양 온도 30℃
진동 160rpm(로터리)
배양 시간 24시간
＜본 배양＞
배양 개시 시의 용량이 1.2L, 유가(流加)종료 시의 용량이 1.6L가 되도록 설정하여, 본 배양을 실시했다. 3L의 자 발효인(jar fermenter)(ABLE제)를 사용했다.
(초발 배지 조성)
NH4Cl 5.3g
(NH4)2HPO4 1.2g
증류수로 1.02L가 될 때까지 매스 업했다.
(배양 조건)
식균량 전(前)배양액 180ml
배양 온도　30℃
통기　1.6L/분
교반　100, 300, 450, 600, 750rpm
pH 제어 하한 4.5(15% 탄산나트륨을 첨가함으로써 조정했다.)
유가배지 당밀(당도43%) 용량 400ml(생육 저해가 일어나지 않는 조건에서, 적량씩 첨가했다.)
배양 시간 24시간
＜유기산 생성 처리 조건＞
다음의 조건에서, 유기산 생성 처리를 실시했다.
온도　40, 48, 55℃
pH 비제어　(pH5.0∼5.8)
시간　38시간
교반 효모 현탁액이 거품이 일어나지 않을 정도로 교반했다.
결과를 아래 표에 나타냈다.
[표 1]
Figure pct00001
(1) 배양 결과
동일한 배양 조건에서 교반 속도만을 변화시켜 배양을 실시했던바, 교반 속도가 빠른 쪽이, 균체의 수량(收量)은 많았다. 이는 산소가 효율적으로 공급됨으로써, 효모가 효율적으로 증식될 수 있었기 때문이라고 생각된다.
(2) 유기산 생성 처리 후의 건조균체 당의 석신산 생산
교반 속도가 높은 조건에서 배양한 효모에서 가장 유기산 생성 처리 후의 건조효모 중량 당의 석신산의 농도가 높았다. 이 현상은, 유기산 생성 처리 온도 40℃, 48℃, 55℃ 어느 조건에서도 검출되었다. 다만, 55℃의 조건에서는, 효모 균체가 붕괴되었다.
이것으로부터, 교반 속도가 빠른, 즉 산소 이동량이 높은 쪽이, 균체 수량이 많아지고, 또한 유기산 생성 처리 후의 석신산량도 많은 것이 나타났다.
[실시예 2： 유기산 생성 처리에 의한 다른 유기산에 대한 영향의 확인]
사카로마이세스·세레비지에 SC21주를 사용하여 효모를 배양하고, 취득한 효모를 사용하여 조제한 효모 현탁액을 유기산 생성 처리했다. 이 검토에서 배양 조건이 유기산 생성 처리에 있어서의 성분 변화에 어떻게 영향을 주는지 검증했다.
실험 조건을 아래 표에 나타낸다.
[표 2-1]
Figure pct00002
결과를 아래 표에 나타낸다.
[표 2-2]
Figure pct00003
효모 현탁액에서는, 유기산 생성 처리 전후에서 건조효모 중량 당의 석신산이 현저하게 증가되고, 한편 아세트산, 락트산이 약간 증가했다. 다른 한편, 시트르산은 저하되었다. 이상의 결과로부터, 6시간의 유기산 생성 처리의 과정에 놓아 두고, 효모 현탁액 내의 유기산 함량, 특히 석신산 함량이 변화하는 것을 발견했다.
[실시예 3： 아미노산 함량의 검토]
다음으로 아미노산 함유량의 변화를 검토했다. 또한, 합해서, 유기산 생성 처리 공정을 거쳐 얻어진 효모 현탁액 및 효모 엑기스 중의 성분량에 관해서도 검토했다.
실험 조건은, 전배양∼유기산 생성 처리까지는 실시예 1과 동일하게 했다. 가열 멸균 처리 후, 원심분리에 의해 불용성 성분을 제거하여, 효모 엑기스(수용성 성분)를 얻었다.
결과를 아래 표에 나타낸다.
[표 3]
Figure pct00004
유기산에 관해서는, 석신산, 아세트산이 증가되고, 시트르산이 감소되었다. 기본적으로는 실시예 2와 동일한 결과였다. 한편, 아미노산에 관해서는, 글루타민산, 알라닌, 프롤린이 미증(微增)했다. 아스파라긴산은 감소되었다. 이 결과로부터, 유기산 생성 처리에 의해, 유기산뿐만 아니라 아미노산도 증감되는 것을 알았다.
[실시예 4： 처리 시간의 연장에 따른 영향]
유기산 생성 반응이 효소 반응이라고 추측되기 때문에, 유기산 생성 처리 시간을 연장해도 동일한 결과를 얻을 수 있는지, 실시예 1의 조건에 관해서, 유기산 생성 처리 시간을 12시간으로 늘려, 효모 현탁액 중의 성분이 어떻게 변화되는지 검토했다.
결과를 아래 표에 나타낸다.
[표 4]
Figure pct00005
실시예 1과 동일하게, 유기산 생성 처리 후 석신산, 아세트산이 현저하게 증가되고, 락트산이 약간 증가되고, 시트르산이 저하되었다. 또한, 유기산 생성 처리 시간에 따라, 변화의 폭도 확대되는 것이 밝혀졌다.
지금까지의 검토로부터, 조미료를 제조하는데 있어서 중요하지 않은 감칠맛 성분이며, 유기산 생성 처리에 의해 증가되는 석신산에 더하여, 글루타민산의 변화에 주목하여, 이후 검토를 실시했다.
[실시예 5： pH의 영향]
유기산 생성 처리 시의 pH의 영향을 검토하기 위해, 유기산 생성 처리 시의 pH를 pH3∼7로 제어하여 검토를 실시했다.
결과를 아래 표에 나타낸다.
[표 5]
Figure pct00006
석신산의 함유량은 pH에 의존하고 있고, 알칼리성 측으로 시프트(shift)하는 만큼 변화량이 증가하는 것이 밝혀졌다. 또한, 아세트산의 증가량, 시트르산의 감소량 등도, 이번 검토한 범위에서는 알칼리성 측에서 보다 높고, 가장 알칼리성 측의 pH7의 것이 가장 석신산 함유량이 많게 되는 것이 밝혀졌다.
[실시예 6： pH의 변화가 아미노산량에 미치는 영향]
다음으로, 유기산 생성 처리 시의 pH를 pH5.8∼7.5로 제어하고, 아미노산의 분석을 더 실시했다. 실험 조건은, 실시예 4와 동일하게 했다.
결과를 아래 표에 나타낸다.
[표 6]
Figure pct00007
석신산 함량은 pH 6.8에서 최대가 되며, 그것보다 위가 되면 내려가는 경향을 볼 수 있었다.
글루타민산 함량도 동일하였다. pH 6.8에서 석신산과 글루타민산이 효모 건조 중량 당 1.0% 이상 증가했다. 글루타민산은, 대사 경로상 석신산의 상류에 존재한다. 그 때문에, pH 6.8에 있어서의 석신산의 증가는, 글루타민산의 상류에 존재하는 어떠한 기원물질(起源物質)을 통하여 일어났는지, 혹은, 글루타민산을 거치지 않는 경로에서 일어났는지 어느 쪽인도 아니라고 추측되어, 글루타민산이 석신산의 기원물질일 가능성은 낮다고 생각할 수 있었다.
[실시예 7： 온도의 영향]
석신산을 생성하기 위한, 최적의 온도 조건을 검토하기 위해, pH 비제어, 처리 시간 3시간으로 하고, 온도 40, 47, 55℃에서 실시한 이외는, 실시예 4와 동일한 조건에서 검토했다.
결과를 아래 표에 나타낸다.
[표 7]
Figure pct00008
석신산의 증가는, 47℃에서 가장 촉진되었지만, 글루타민산의 증가는, 55℃에서 가장 촉진되었다. 글루타민산의 증가에 대하여 55℃에서는, 석신산의 증가량은 저하되었다. 글루타민산은 석신산 합성의 상류에 존재하는 것과 본검토의 결과로부터, 유기산 생성 처리 시의 석신산의 합성은 글루타민산을 통하고 있는 것으로, 글루타민산으로부터의 석신산 합성은 47℃ 이상에서 활성이 저하되는 것이 추측되었다.
[실시예 8： 최적 pH 및 온도에서의, 처리 시간의 검토]
지금까지 발견된 최적 pH(pH 6.8)와 온도(47℃)에서 유기산 생성 처리를 실시했다. 유기산 생성 처리 시의 성분 변화를 측정하기 위해, 유기산 생성 처리 시간을 30시간까지 연장한 이외는 실시예 4와 동일한 조건에서 검토했다.
결과를 아래 표에 나타낸다.
[표 8]
Figure pct00009
유기산 생성 처리 22시간에서 거의 변화가 없어서, 반응이 종료된 것이라고 생각되었다.
[실시예 9： 효모 엑기스의 조제]
지금까지 얻어진 석신산과 글루타민산을 증가시키는 최적 조건(pH 6.8, 온도 47℃, 처리 시간 6시간)에서 유기산 생성 처리를 실시한 이외는, 실시예 8과 동일한 조건에서 유기산 생성 처리가 끝난 효모를 조제하고, 이어서 열수 추출 처리를 실시함으로써 효모 엑기스를 얻었다.
결과를 아래 표에 나타낸다.
[표 9]
Figure pct00010
석신산 10.1%, 글루타민산 21.4%의 효모 엑기스를 작성할 수 있었다.
[실시예 10： 상이한 균주에서의 검토]
지금까지 사카로마이·세레비지에 SC21주에서만 검토를 실시해 왔지만, 다른 사카로마이세스·세레비지에, 및 칸디다·우틸리스(Candida utilis)에서도, 지금까지 얻어진 유기산 생성 처리 중에 유기산과 아미노산 성분의 증가가 보이는지, 및 효모 엑기스로 했을 때에 어느 정도의 함량이 되는지 이하의 기탁주를 사용하여 검토했다.
사카로마이세스·세레비지에： FERM　BP-8081, FERM　P-14013, 칸디다·우틸리스： NBRC619, NBCRC988, NBRC1086를 사용했다. 또한, FERM　BP-8081, FERM　P-14013에 관해서는, 당밀의 유가량을 과부족 없이 공급되도록 조정한 이외는, 기출(旣出)의 SC21주와 동일한 조건에서 배양했다. 칸디다·우틸리스에 관해서는, 본 배양의 초발 배지 조건을 이하와 같이 변경하고, 과부족 없이 당밀을 유가(游加)하는 이외는, SC21주와 동일한 조건에서 배양했다. 그리고 실시예 8 및 9와 동일한 조건에서 유기산 생성 처리를 실시하여 얻어진 효모로부터 열수 추출을 실시하여, 효모 엑기스를 얻었다.
(초발 배지 조성)
요소 30g
인산 5ml
황산마그네슘 7수화물 0.3g
효모 엑기스 1.2g
증류수로 1.15 L까지 매스 업했다.
결과를 아래 표에 나타낸다.
[표 10]
Figure pct00011
[실시예 11： 효모 엑기스의 페이스트의 조제 및 평가]
효모 엑기스의 관능 평가를 실시하기 위해, 실시예 9와 동일하게 하여 효모 엑기스를 얻었다. 얻어진 효모 엑기스를, 증발기로 농축하여 효모 엑기스의 페이스트를 조제했다.
결과, 석신산 4.31%, 글루타민산(이하 Glu) 8.6%, 핵산(IMP 2나트륨7수화물(이하 I) 및 GMP 2나트륨7수화물(이하 G) 환산, 이상을 이하, I＋G로 한다) 0.17%의 효모 엑기스 페이스트를 취득했다.
＜시작품의 상승 효과의 확인＞
본 시작품 효모 엑기스로 I+G와 Glu 이외의 상승 효과에 의한 감칠맛의 발현이 존재하는지 검증하기 위해, 이하의 실험을 실시했다.
본 시작 효모 엑기스 0.2%(고형분 )의 희석액에 대하여, 2계통의 모의액(감칠맛 성분을 0.2% 효모 엑기스 희석액 상당량 포함하는 액)을, 시약을 사용하여 조제했다. 또한 Na의 조정에는 NaCl를 사용하고, K의 조정에는 KH2PO4를 사용했다.
모의액(1)： Glu, I+G함유
모의액(2)： 유기산, 아미노산, I+G, Na, K함유
다음으로, 모의액(1), (2)에 관해서, 감칠맛 성분(석신산, Glu, I+G. (1)에서는 석신산은 없음)만, 50%, 75%, 125%, 150%로 증감시켜(본 시작품 효모 엑기스에 포함되는 양을 100%로 한다.), 감칠맛 강도가 상이한 모의액을 조제했다. 모의액의 상세(詳細)를 아래 표에 나타낸다.
[표 11-1]
Figure pct00012
조제한 각 계통의 모의액과 본 시작품 0.2% 수용액의 감칠맛 강도를 평가하고, 글루타민산과 I+G 이외의 감칠맛의 상승 효과가 존재하는지, 감칠맛이 증강되는지 관능 평가로 평가했다.
평가법： 0.5점씩　1∼10점 모의액(2)의 석신산 효모 엑기스 100% 상당량의 감칠맛 성분을 포함하는 것을 감칠맛 강도 5이라고 한다.
평가자： 13명의 훈련된 패널리스트
결과를 아래 표 및 도 1에 나타낸다.
[표 11-2]
Figure pct00013
모의액(1)에서는, 감칠맛 강도가 상승적으로 증가되며, 이미 보고한 바와 같이 글루타민산과 I+G에 의한 감칠맛의 상승 효과가 검출되었다. 한편, 모의액(2)에서는, 모의액(1)보다도 감칠맛 강도가 현저하게 증강되었다. 또한, 모의액(2) 100% 품보다도, 본 시작품 0.2% 편이 감칠맛 강도는 높고, 모의액에 포함되지 않은 성분에 의한 감칠맛의 증강이 있는 것이 나타났다.
모의액(2)의 편이 감칠맛 강도가 강했던 요인으로서, 감칠맛 성분인 석신산이 포함되어 있던 것이 이유로서 생각할 수 있다. 그러나, 모의액(2)의 감칠맛 강도는, 모의액(1)보다도 더 상승적으로 증가하고 있는 점에서, 모의액(2)에서 I+G와 글루타민산 이외의 감칠맛의 상승 효과가 일어나고 있는 것이 나타났다. 이것으로부터, 본 시작 효모 엑기스는, I+G와 Glu에 의한 감칠맛의 상승 효과 이외의 감칠맛의 상승 효과가 기대된다.
[실시예 12： 정미 개선 효과의 검토 1]
마스코트 푸드(Mascot Foods)사제의 퓌메드 프와송(fumet de poisson) 2.0% 열수 희석액에 대하여, 아래 표의 (1)∼(8)의 효모 엑기스, 또는 효모 엑기스 중의 감칠맛 성분을 시약으로 재구축한 아래 표의 모의액을, 섭취 시 0.01%(건조효모 엑기스 중량), 또는 그에 상당하는 감칠맛 성분 농도가 되도록 조정했다.
[표 12-1]
Figure pct00014
잘 훈련된 패널 13명에게 시음 평가시켜, 어개 풍미의 선호도와 정미의 강도에 대하여 채점시켰다.
(관능 평가 기준)
어개 풍미의 강도는 Blank(효모 엑기스 등을 첨가하지 않은, 2.0% 열수 희석액)를 3점이라고 하여, Blank와의 비교에서, 다음과 같이 채점했다. 1； 어개 풍미가 매우 약함, 2； 어개 풍미가 약함, 4； 어개 풍미가 강함, 5； 어개 풍미가 매우 강함
정미의 강도에 관해서는, Blank를 3점이라고 하여, 다음과 같이 채점했다. 1； 정미가 매우 약함, 2； 정미가 약함, 4； 정미가 강함, 5； 정미가 매우 강함
결과를 아래 표 및 도 2에 나타냈다.
[표 12-2]
Figure pct00015
시판의 효모 엑기스와 비교하여, 석신산 및 글루타민산 함량이 많은 본 시작 효모 엑기스는, 어개 풍미의 식품에 있어서, 어개 풍미를 현저하게 증강시키고, 또한 정미를 보다 강하게 하는 것이었다. 또한, 사용된 효모 엑기스의 각 성분의 측정값을 아래 표에 정리했다.
[표 12-3]
Figure pct00016
[실시예 13： 정미 개선 효과의 검토 2]
치킨 스프 분말(아래 표의 조성)의 2.0% 열수 희석액에 대하여, 실시예 12와 동일한 효모 엑기스, 또는 효모 엑기스 모의액(1)∼(8)을 섭취 시 0.05%가 되도록 조정했다.
[표 13-1]
Figure pct00017
보다 훈련된 패널 13명에게 시음 평가시켜, 처음맛의 강도, 감칠맛의 강도, 정미의 강도에 관하여 채점시켰다.
(관능 평가 기준)
처음맛의 강도는, Blank를 3점이라고 하고, Blank와의 비교에서, 다음과 같이 채점했다. 1； 처음맛이 매우 약함, 2； 처음맛이 약함, 4； 처음맛이 강함, 5； 처음맛이 매우 강함.
감칠맛의 강도는, Blank를 3점이라고 하고, Blank와의 비교에서, 다음과 같이 채점했다. 1； 감칠맛이 매우 약함, 2； 감칠맛이 약함, 4； 감칠맛이 강함, 5； 감칠맛이 매우 강함.
정미의 강도는, Blank를 3점이라고 하고, Blank와의 비교에서, 다음과 같이 채점했다. 1； 정미가 매우 약함, 2； 정미가 약함, 4； 정미가 강함, 5； 정미가 매우 강함.
결과를 아래 표에 나타낸다.
[표 13-2]
Figure pct00018
시작 효모 엑기스의 첨가에 의해, 처음맛이 현저하게 증강되고, 또한 감칠맛이 증가되며, 정미도 강화되었다.
[실시예 14： 요소량의 검토]
사카로마이세스·세레비지에 SC21주를 배양하고, 취득한 효모를 사용하여 조제한 효모 현탁액을 유기산 생성 처리했다. 이 검토에서는, 배양 시에 공급하는 요소의 양이 유기산 생성 처리에 있어서의 성분 변화에 어떻게 영향을 주는지 검증했다.
실험 조건을 아래 표에 나타낸다.
[표 14-1]
Figure pct00019
결과를 아래 표에 나타낸다.
[표 14-2]
Figure pct00020
배양 시에 공급하는 요소를 줄임으로써, 유기산 생성 처리 전의 석신산이 증가되고, 아울러 유기산 생성 처리에 있어서의 석신산 증가도 촉진되었다. 한편, 글루타민산은 저(低)요소 조건에서 배양하면 배양 종료 시의 양이 저하되고, 또한 유기산 생성 처리에서도 증가가 억제 또는 감소되었다. 또한, 배양 종료 시의 균체 내 질소량은, 공급 요소량에 의존해서 저하되었다. 이 결과로부터, 배양 시에 공급하는 질소를 삭감함으로써, 균체 내의 질소가 저하되어, 당이나 지방산 등의 탄소화합물로부터의 아미노산 등의 질소 화합물로의 변환이 진행되지 않으며, 결과로서 글루타민산의 저하와 석신산의 증가가 일어났다고 추측된다.
[실시예 15： 균체 내 질소량의 검토]
사카로마이세스·세레비지에 SC21주를 사용하여 효모를 배양하고, 취득한 효모를 사용하여 조제한 효모 현탁액을 유기산 생성 처리했다. 이 검토에서는, 유기산 생성 처리에서 석신산을 최대화하는데 있어서 최적인 배양 종료 시의 균체 내 질소의 양을, 요소의 양을 변화시킴으로써 검토했다.
실험 조건은, 본 배양의 배지의 질소량을 11g 또는 9g으로 변경한 이외는, 실시예 14와 동일하게 했다.
결과를 아래 표에 나타낸다.
[표 15]
Figure pct00021
요소 공급량을 증감시키고, 배양 종료 시의 균체 내 질소량을, 6.8%와 5.5%로 했다. 결과, 6.8% 편이, 유의(有意)하게 석신산이 증가되었다. 또한, 글루타민산도 6.8% 편이 높았다. 추가 실시예 1의 결과와 합하여, 석신산 증가에 최적인 배양 종료 시의 균체 내 질소량은, 6.0%∼7.0%인 것을 알았다.
[실시예 16： 유기산 생성 처리 시간의 검토]
공급하는 요소의 양을 줄이고, 배양 종료 시의 균체 내 질소량을 6.0∼7.0%로 한 효모는, 유기산 생성 처리에서 석신산을 산생(産生)하는 양이 많고, 5시간의 유기산 생성에서는, 석신산 생성이 멈추지 않는다고 추측되었다. 그래서, 유기산 생성 처리를 장시간으로 함으로써, 더 많은 석신산을 얻을 수 없는지 검증했다.
실험 조건은, 본 배양의 배지의 질소량을 11g에, 유기산 생성 처리의 시간을 28시간으로 한 이외는, 실시예 14와 동일하게 했다
결과를 아래 표에 나타낸다.
[표 16]
Figure pct00022
7시간째 이후는, 석신산의 증가 속도가 저하되었다. 7시간 이상으로 함으로써, 석신산 값은 거의 증가되지 않으며, 한편, 박테리아의 증가가 일어날 가능성이 높아지기 때문에, 7시간∼9시간 정도가 유기산 생성 처리의 최적 시간으로 생각했다.
[실시예 17： 효모 엑기스의 조제]
배양 종료 시의 균체 당의 질소량이 6.0∼7.0%가 되도록 공급 질소량을 조정하여 배양한 효모를 사용하고, 유기산 생성 처리를 실시하여 효모 엑기스를 조제했다.
실험 조건을 아래 표에 나타낸다.
[표 17-1]
Figure pct00023
결과를 아래 표에 나타낸다.
[표 17-2]
Figure pct00024
배양 시의 공급 질소량을 줄이고, 배양 종료 시의 질소량을 저하시킴으로써, 효모 엑기스 중의 석신산이 유의하게 증가되었다.
[실시예 18： 벤치 스케일로의 검토]
지금까지 실험실 스케일로 제법 검토해 왔지만, 실생산을 향해 벤치 스케일(bench scale)에서의 제법 검토를 실시했다.
사카로마이세스·세레비지에 SC21주를 사용하여 효모를 배양하고, 취득한 효모를 사용하여 조제한 효모 현탁액을 유기산 생성 처리했다. 이어서, 여과, 농축 처리를 실시하여, 효모 엑기스를 조제했다.
실험 조건을 아래 표에 나타낸다.
＜효모 현탁액＞
<1차 배양>
이하와 같이, 시작(試作)용의 배양에 사용되는 효모 SC21를 조제했다.
(1) 5L의 플라스크 4개에, 1.5L　YPD배지를 분주했다.
(2) 상기 YPD배지에 대하여, 오토클레이브 처리(121℃, 15분간)를 실시했다.
(3) 사카로마이·세레비지에 SC21주를, 오토클레이브 처리한 YPD배지에 식균하고, 이하의 조건에서 배양했다
배양 온도 30℃
진동 200rpm(로터리)
배양 시간 24시간
<2차 배양>
이하의 조성의 초발 배지를 120℃ 20분 가열 멸균에 의해 조제했다.
(초발 배지)
글루코오스 5kg
인산 270ml
황산마그네슘 7수화물 585g
효모 엑기스 2.7kg
역침투막 처리수　85L
(배양 조건)
식균량　1차 배양액 6L
배양 온도　32℃
통기　200L/min
교반 없음
배양 개시 시 pH 6.0(수산화 나트륨 첨가에 의해 조제)
배양 시간　16시간
<3차 배양>
이하의 조성의 초발 배지를 120℃ 20분 가열 멸균에 의해 조제했다.
(초발 배지)
요소　1.2kg
인산　160ml
황산마그네슘 7수화물 30g
효모 엑기스 2.7kg
역침투막 처리수　220L
(배양 조건)
식균량　2차 배양액 90L
배양 온도　32℃
통기　1.2KL/min
교반　400rpm
pH 제어 하한 4.5(15% 탄산나트륨을 첨가함으로써 조정했다.)
유가배지 당밀(당도43%) 용량 80L(생육 저해가 일어나지 않는 조건에서, 적량씩 첨가했다.)
배양 시간　16시간
<4차 배양>
이하의 조성의 초발 배지를 120℃ 2분 가열 멸균에 의해 조제했다.
(초발 배지)
요소　23kg
인산　3.2L
황산마그네슘 7수화물 585g
효모 엑기스 2.1kg
역침투막 처리수　2200L
(배양 조건)
식균량　2차 배양액 310L
배양 온도　32℃
통기　5KL/min
교반　400rpm
pH 제어 하한 4.5(15% 탄산나트륨을 첨가함으로써 조정했다.)
유가배지 당밀(당도43%) 용량 100L(생육 저해가 일어나지 않는 조건에서, 적량씩 첨가했다.)
배양 시간　16시간
상기, 4차 배양 후, 노즐 세퍼레이터로 효모를 분리하고, 청정수로 세정 후 효모 균체의 현탁액을 조제했다. 얻어진 효모 현탁액을, 다음의 본 배양에 사용했다.
＜본 배양＞
(초발 배지 조성)
요소　43kg
인산　6.5L
황산마그네슘 7수화물　1kg
효모 엑기스　4.2kg
역침투(RO수(水)를 첨가하여 2600L로 했다
(배양 조건)
효모 현탁액　80L
배양 온도　32℃
통기　5KL/min
교반　400rpm
KLa 배양 종료 시 350∼450hr-1
pH 제어 하한 4.5(15% 탄산나트륨을 첨가함으로써 조정했다.)
유가배지 당밀(당도 43%) 용량 1000L(생육 저해가 일어나지 않는 조건에서, 적량씩 첨가했다.
배양 시간　15시간)
＜유기산 생성 처리 조건＞
배양액으로부터 회수된 효모 균체를 세정 후, 건조효모 중량이 170g/L가 되도록 물을 첨가하여 효모 현탁액을 얻고, 이하의 조건에서 유기산 생성 처리를 실시했다.
온도　46℃
pH 제어(pH 6.2∼6.8)
시간 시작(試作) 1, 시작 2 및 시작 4는 6시간, 시작 3은 9시간
효모 현탁액이 거품이 일지 않을 정도로 교반했다.
또한, 건조효모 중량은, 미리 외관(風袋) 중량을 측정한 알루미늄 접시에, 효모 현탁액을 5g 칭량하고, 105℃, 6시간 건조기 내에서 건조하여, 건조 후의 중량을 측정함으로써 산출했다.
＜열수 처리 조건＞
효모 현탁액을 이하의 조건에서 열수 추출하고, 그 후, 원심분리기로 불용성 성분을 분리했다.
온도　85℃
시간　30분
교반 용기 내측에 효모 현탁액이 눌어붙지 않을 정도의 속도로 교반
＜여과 조건＞
불용성 성분을 제거하고 얻어진 효모 엑기스를, 정밀 여과막으로 여과했다.
여과막　microza USW543(아사히가세이케미컬즈제)
＜농축 조건＞
여과 처리를 실시한 효모 엑기스를 감압 농축기로 농축했다.
내부 온도　50℃
농축 종료 시 고형분　43.9%
결과를 아래 표에 나타냈다. 또한 표 중, 「처리」는 유기산 생성 처리를 가리킨다. 또한 「엑기스」는 유기산 생성 처리 후, 열수 처리, 여과 처리, 및 농축 처리를 거쳐 최종적으로 얻어진 효모 엑기스를 가리킨다. 표 중, 배양 종료 시 균체 내 질소의 값은 건조효모 중량 당의 백분율(%/건조효모 중량)이다. 처리 전 및 처리 후의 성분량의 값은 건조효모 중량 당의 백분율(%/건조효모 중량)이며, 엑기스의 성분량의 값은, 건조효모 엑기스 당의 백분율(%건조효모 엑기스)이다.
[표 18]
Figure pct00025
지금까지의 실험실 스케일에서의 검토와 동일하게 유기산 생성 처리에 의해 석신산이 증가되었다.
[참고예： 자기소화 처리와의 비교]
사카로마이세스·세레비지에 SC21주를 집균하여, 세정했다. 균체 건조 중량의 50∼60%의 증류수를 첨가하여, 효모 현탁액을 조제했다. 톨 비이커(tall beaker) 3개에, 효모 현탁액을 160g씩 분주했다. 아래 표에 나타낸 3조건에서, 유기산 생성 처리 또는 자기소화 처리(조건 1 또는 조건 2)를 실시하고, 경시적으로 샘플링을 실시하여, 침전 용량(PV: Packed volume)을 측정했다. 또한, 유기산 처리의 방법은 실시예 9에 따라, 자기소화 처리의 조건 1, 2는, 상기 특허문헌 9(WO2012/067106)의 실시예 2의 방법에 따라, 자기소화 처리 사의 온도를 40℃ 또는 52℃, pH 비제어 하에서 유지함으로써 실시했다.
침전 용량(PV)은, 다음과 같이 측정했다：
스피츠관에, 효모 현탁액 10ml를 넣고, 3,000rpm로 15분간 원심분리했다. PV를 확인했다. PV는, 스피츠관의 눈금을 읽어, 10ml를 100으로서 수치로 나타냈다. 예를 들면 PV 70은, 7.0ml의 침전을 볼 수 있던 것을 가리킨다.
결과를 아래 표에 나타냈다. 유기산 생성 처리에서는, PV의 저하가 일어나지 않고, 균체가 유지되어, 적어도 자기소화에 의한 구조 분해가 일어나지 않는다고 추측되었다. 한편, 자기소화 처리에서는 PV가 저하되어 있어, 효모 내의 효소의 반응에 의한 효모 균체의 구조 분해가 일어나고 있다고 추측되었다.
[표 19]
Figure pct00026
이것으로부터, 상기 특허문헌 9(WO2012/067106)의 조건에서는 균체 구조가 붕괴되고, 특정의 효소군이 유리(遊離)된 형태로 존재하여, 반응하고 있을 것이라고 생각된다. 한편, 본 발명의 유기산 생성 처리에서는, 효모의 구조 분해가 일어나지 않는 조건에서 석신산을 산생(産生)하고 있고, 유지된 효모 균체의 구조 내에 잔존하는 각 대사계에 관련되는 효소군이 유지된 상태에서 존재하고 있을 것이라고 생각된다. 그 때문에, 특허문헌 9의 방법에서는, 각각의 효소가 무질서하게 기능하기 때문에, 특정의 유용 성분(예를 들면, 석신산)을 얻기 위해서는, 상당히 특수한 조건(산소이동 용량계수가 적은 조건) 등으로 하지 않으면, 얻을 수 없었는데 대하여, 본 발명에서는 본래의 효모 균체가 가지는 질서를 유지한 상태에서 효소군이 잔존하고 있기 때문에, 비교적, 온화한 조건에서 특정의 유용 성분을 증식할 수 있고, 그 경우에 본래이라면 분해되기 쉬운 다른 유용 성분(예를 들어 글루타민산 등의 유용 아미노산)을 잔존시킬 수 있는 조건을 확립한 것이라고 생각된다. 그 때문에, 종래의 자기소화 처리 공정과는 상이한 공정이라고 생각할 수 있다.
산업상의 이용 가능성
본 발명은, 식품 제조의 분야 등에서 유용하다. 본 발명에 의해, 유기산을 높은 농도로 함유하는 효모 엑기스의 제조 방법이 제공된다. 또한 본 발명의 바람직한 태양에 의해, 석신산 및 글루타민산의 양쪽을 높은 농도로 함유하는 효모 엑기스의 제조 방법이 제공되고, 얻어진 석신산 및 글루타민산을 높은 농도로 함유하는 효모 엑기스는, 석신산 및 글루타민산의 상승 작용에 의해, 식품에 있어서의 어개의 풍미를 향상시킬 수 있고, 또한 정미를 강화할 수 있다. 본 발명에 의해 제공되는 효모 엑기스의 제조 방법에 의해, 석신산을 높은 농도로 함유하는 효모 엑기스의 상업적인 생산이 가능하게 된다.

Claims (15)

  1. 배양된 효모의 현탁액을, 유기산 생성상 유효한 조건에서 유지함으로써, 효모의 유기산 함유량을 높이는, 유기산 생성 처리 공정； 및
    유기산 생성 처리 공정을 거친 효모로부터, 열수(熱水)로 효모 엑기스를 추출하는, 열수 추출 공정
    을 포함하는, 효모 엑기스의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    열수 추출 공정에 있어서, 56℃ 이상의 열수로 효모 엑기스를 추출하는, 제조 방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    유기산 생성상 유효한 조건이, 효모의 현탁액을 2∼30시간 유지하는 것을 포함하는, 제조 방법.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    유기산 생성상 유효한 조건이, 효모의 현탁액을 40∼55℃, pH 4.0∼7.5로 유지하는 것을 포함하는, 제조 방법.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    유기산 생성 처리 공정에서 처리되는 배양된 효모가, 산소이동 용량정수(KLa)가 300hr-1 이상이 되는 조건에서 배양된 것인, 제조 방법.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    유기산 생성 처리 공정에서 처리되는 배양된 효모로서, 건조효모 중량의 질소량이 8.5% 이하의 효모를 사용하는, 제조 방법.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    유기산이, 석신산, 락트산, 및 아세트산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나인, 제조 방법.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    유기산 생성상 유효한 조건이, 효모의 글루타민산 함유량을 높이는 것이기도 한, 제조 방법.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
    효모가, 사카로마이세스속 또는 칸디다속에 속하는, 제조 방법.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
    효모가, 고글루타민산 생산성인, 제조 방법.
  11. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 효모 엑기스로서,
    효모가, 사카로마이세스속에 속하며, 건조효모 엑기스 중량 당 석신산을 5.0중량% 이상, 및 글루타민산을 10.0중량% 이상 포함하거나, 또는
    효모가, 칸디다속에 속하며, 건조효모 엑기스 중량 당 석신산을 2.0중량% 이상, 및 글루타민산을 6.0중량% 이상 포함하는, 효모 엑기스.
  12. 건조효모 엑기스 중량 당 석신산을 5.0중량% 이상, 및 글루타민산을 10.0중량% 이상 포함하는 효모 엑기스를 포함하는, 처음맛, 감칠맛 및 정미로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나를 식품에 있어서 개선하기 위한 조미료 조성물.
  13. 건조효모 엑기스 중량 당 석신산을 5.0중량% 이상, 및 글루타민산을 10.0중량% 이상 포함하는 효모 엑기스를 포함하는, 어개를 원료에 포함하는 식품의, 어개 풍미 또는 정미를 개선하기 위한 조미료 조성물.
  14. 건조효모 엑기스 중량 당 석신산을 5.0중량% 이상, 및 글루타민산을 10.0중량% 이상 포함하는 효모 엑기스를 식품에 첨가하여, 식품의 처음맛, 감칠맛 및 정미로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나가 개선된 식품을 얻는 공정을 포함하는, 식품의 제조 방법.
  15. 건조효모 엑기스 중량 당 석신산을 5.0중량% 이상, 및 글루타민산을 10.0중량% 이상 포함하는 효모 엑기스를, 어개를 원료에 포함하는 식품에 첨가하여, 어개 풍미 또는 정미가 개선된 식품을 얻는 공정을 포함하는, 식품의 제조 방법.
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