KR20190012336A - 두유 발효물의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 두유를 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens) 균주로 발효하는 것을 특징으로 하는 두유 발효물의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따라 제조된 두유 발효뮬은 아미노산 함량이 높고, 항산화 효과가 우수하여, 기능성 화장품이나 기능성 음료로 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 기능성 두유 발효물의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 두유를 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens)균주로 발효하는 것을 특징으로 하는 두유 발효물의 제조방법에 관한 것이다.
콩은 풍부한 식물성 단백질을 포함하는 식품 소재이며, 두유는 콩으로부터 열수 등에 의해 단백질, 그 밖의 성분을 용출시키고, 섬유질을 제거하여 얻어지는 유상의 음료이며, 저콜레스테롤, 고단백의 건강 소재로서 이전부터 주목받고 있다. 두유는 이소플라빈 등 유효성분을 포함하고 있어 피부개선 효과 및 라이트닝 효과가 있다고 알려져 오래전부터 피부에 사용되어 왔다(대한민국 등록특허 10-0505322).
또한, 마찬가지로 건강 소재로서 주목받고 있는 유산균으로 두유를 발효시킴으로써, 두유와 유산균의 상승 효과에 의한 건강 기능도 각광받고 있으며, 최근에는 효모등의 천연 균주의 발효액을 이용한 화장품이 개발되면서, 천연발효소재에 대한 관심이 증가하고 있다.
한방화장품 소재를 미생물 또는 효소를 이용하여 바이오 전환시키는 경우 다양한 효과가 있다고 알려져 있으며, 첫 번째로 화장품 소재 내에 들어 있는 많은 물질의 크기가 작아지고, 일반화장품의 입자 크기는 μm 단위의 크기이므로 피부흡수가 제한적인 반면, 발효화장품의 입자 크기는 30~70 nm가 되어 흡수력이 증가하게 된다. 또한 미생물이나 효소는 식물체에 존재하는 배당체 물질에서 당을 제거하여 기능이 대폭 향상된 물질로 전환시키게 되며, 미생물 발효를 통해 비타민, 유기산 등 피부에 유리한 영양성분이 생성된다.
두유 발효 생성물을 화장료에 이용하는 기술로는 리조푸스(Rhizopus) 속의 미생물을 사용하거나(일본 공개특허 평 1-10211호) 유산균을 사용한 것(일본 공개특허 평 3-127715호)이 있다. 또, 비피도박테리움(Bifidobacterium) 속 미생물을 대두 추출액에 작용시켜 얻어지는 발효생성물을 유기용매로 추출하여 거친 피부 및 주름 개선에 효과가 있는 대두발효 추출물에 대한 발명도 개시되어 있다(대한민국등록 특허 10-0577914). 또한, 대한민국특허공개 제2003-61447호에는 두유 발효생성물과 비타민 A 또는 그 유도체를 함유하고 피부의 거침이나 각질을 방지, 개선하는 피부외용제가 개시되어 있다.
그러나, 두유에 함유된 두유 단백질을 쉽게 이용 또는 분해하여 유용 펩타이드나 아미노산 및 항산화물질을 효율적으로 생산할 수 있고, 쉽게 증식되는 균주를 선별하여, 피부진정, 항산화, 항노화 등 기능성이 우수한 발효물을 생산하는 방법은 아직까지 확립되지 못하고 있는 실정이다.
이에, 본 발명자들은 항산화, 항노화 기능이 우수한 두유발효물을 개발하고자 예의 노력한 결과, 단백질이 풍부한 까나리 액젓 김치에서 분리한 바실러스 속 균주를 이용하여 두유를 발효시키는 경우, 항산화 효과가 우수하고 아토피 피부염 개선 효능을 가진 두유 발효물을 제조할 수 있다는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명이 목적은 항산화, 아토피 피부염 개선 기능이 우수한 두유발효물의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조된 두유 발효물을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 두유를 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens)균주로 발효하는 것을 특징으로 하는 두유 발효물의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 두유를 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens)균주로 발효하는 것을 특징으로 하는 두유 발효물을 제공한다.
본 발명에 따라 제조된 두유 발효물은 아미노산 함량이 높고, 항산화 효과가 우수하여, 기능성 화장품이나 기능성 음료로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에서 분리한 Bacillus amyloliquefaciens K3의 선별결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 두유 발효물의 제조방법을 도식화한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 두유 발효물의 항산화 효과를 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 두유 발효물의 제조방법을 도식화한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 두유 발효물의 항산화 효과를 분석한 결과를 나타낸 것이다.
생물 소재를 미생물 또는 효소를 이용하여 바이오 전환시키거나, 발효시키는 경우 미생물이나 효소는 생물 소재에 존재하는 단백질과 배당체 물질을 분해하여, 기능이 향상된 물질로 전환시키게 되며, 미생물 발효를 통해 항산화 펩타이드, 항산화 아미노산, 비타민, 유기산 등 유용성분이 생성되게 된다. 본 발명에서는 단백질이 풍부하고, 이소플라빈 등 유효성분을 함유하고 있는 두유를 발효시키기 위하여, 단백질 분해효소 활성이 뛰어난 유산균 균주를 분리하고, 상기 균주로 두유를 발효시키는 경우, 항산화능이 우수한 두유 발효물을 제조하였다.
따라서, 본 발명은 두유를 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens)균주로 발효하는 것을 특징으로 하는 두유 발효물의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 두유 발효물에 관한 것이다.
본 발명에서는 두유에 포함되어 있는 다량의 단백질을 효율적으로 분해하여 기능성 물질로 전환 할 수 있는 GRAS 미생물을 선별하여, 까나리 액젓을 사용한 김치로부터 분리한 유산균 균주가 높은 단백질 분해활성을 가지는 것을 확인하고, 이를 분리하여, 바실러스 아밀로리퀴페시언스로 동정하고, 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens) K3로 명명하였다.
따라서, 본 발명에 있어서, 상기 균주는 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens) K3인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 두유 발효물의 제조방법은 다음 단계를 거쳐 수행될 수 있다.
(a) 물에 침지하여 불린 대두를 분쇄하는 단계;
(b) 상기 분쇄된 대두를 열처리한 후, 비지를 분리하고, 두유를 수득하는 단계; 및
(c) 상기 두유에 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens) K3를 접종하여 발효시켜 두유 발효액을 수득하는 단계.
본 발명에 있어서, 상기 발효는 4~48시간 수행하는 것을 특징으로 할 수 있고, 바람직하게는 4~24시간 수행할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 4~10시간 수행할 수 있으며, 37℃에서 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 수득된 두유 발효액은 동결건조하여 두유 발효물로 제조하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 두유로서는, 종래의 방법에 의해 얻어지는 것이라면 어느 것이어도 되고, 시판되고 있는 두유를 사용해도 된다. 예를 들어, 탈피한 대두 또는 탈지 대두를 물에 침지하여 팽윤시킨 두류를 증자·마쇄하여 얻어지는 액체를 사용할 수 있고, 상기 액체로부터 비지를 제거한 액체를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 전립 대두분, 탈지 대두분 등을 용해한 액을 사용해도 된다. JAS 규격으로는, 대두 고형분 8.0％ 이상의 것은 두유라고 정의되고, 조제 두유는 6.0％ 이상, 두유 음료는 4.0％ 이상이라고 정의되어 있지만, 대두 고형분량에 대해서는, 특별히 한정되는 것은 아니다.
두유를 유산균으로 발효하는 방법에 관해서는, 일반적으로 알려져 있는 요구르트나 유산균 음료의 제법에 기초하여 행할 수 있고, 예를 들어 바실러스 아밀로리퀘파시엔스를 1ㅧ104∼1ㅧ108 cfu/mL, 보다 바람직하게는, 1ㅧ105∼1ㅧ107cfu/mL이 되도록, 4∼48시간의 범위 내에서 발효하면 되고, 발효 형태는 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 방법으로 제조된 두유 발효믈은 두유에 비하여, 아미노산 및 Lys, Trp, Phe 등의 필수 아미노산이 증가되었고, 생리활성물질의 전구체인 방향족 아미노산이 증가되었음을 확인하였다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1: 두유 발효를 위한 고활성 단백질 분해효소 보유 발효 균주 스크리닝
유용 미생물 탐색을 위해 젓갈 등 발효식품으로부터 미생물을 분리한 후 단백질 분해 효소 활성이 높은 미생물을 탐색하였다.
먼저 젓갈 시료 10 g을 파쇄 후 단계적으로 희석하여 Tryptic soy broth 고체배지에 도말하였다. 37℃에서 24시간 배양하여 자란 콜로니(colony)를 skim milk(5%)가 포함된 tryptic soy broth 고체배지 상에서 단백질 분해 환 형성을 조사하였으며, 환을 형성한 균주를 1차 선별하였다. 선별된 균주를 tryptic soy broth 액체배지에서 24시간 배양 후 상등액을 회수하여 단백질 분해 효소 활성을 측정하였다. 0.1 ml 배양액에 azocasein(0.5%) 0.1 ml을 첨가한 후 37℃에서 1시간 반응시킨 후 10% trichloroacetic acid 0.4 ml을 첨가하여 반응을 중지시켰다. 13,000 rpm에서 5분간 원심분리하여 상등액을 회수한 후 상등액 0.6 ml에 0.525 N NaOH 0.6 ml을 첨가하여 중화시키고 420 nm에서 흡광도를 측정하여 단백질 분해 효소 활성을 계산하였다.
1차 선별된 균주 중 단백질 분해 효소 활성이 가장 높은 균주를 선별하여 16S rRNA 염기서열 분석을 수행하였으며 그 결과 바실러스 아밀로리퀴페시언스 표준균주와 가장 높은 상동성을 나타내어 바실러스 아밀로리퀴페시언스와 가장 높은 분자계통학적 유연관계를 보여 해당 균주를 바실러스 아밀로리퀴페시언스 K3로 명명하였다(도 1).
Bacillus amyloliquefaciens K3는 tryptic soy 배지에서 37℃로 24 시간 배양한 후, 동결건조하여 보관하였다.
실시예 2: 발효균주를 이용한 두유 발효물의 제조
두유를 제조하기 위해 대두를 세척한 후 14시간 물에 침지시킨 후 물기를 제거하고 마쇄기를 이용하여 물을 제거하면서 마쇄하였다. 마쇄된 시료를 100℃에서 30분간 끓인 후 헝겊 주머니에 넣고 압착하여 비지를 분리하고, 두유를 수득하였다.
상기 수득된 두유에 동결건조된 Bacillus amyloliquefaciens K3 균주를 0.1 % 첨가한 후 37℃에서 6시간 배양하여 두유 발효물을 제조하였다.
상기 제조된 액상의 두유 발효물은 동결건조하여 분말 상태에의 두유발효물을 제조하였다.
실시예 3: 두유 발효물의 아미노산 조성 분석
실시예 2에서 제조된 두유 발효물과 발효전 두유를 HPLC로 분석하여 아미노산을 분리하여, 두유 발효물과 발효전 두유의 아미노산 조성을 비교하였다.
그 결과, 두유 발효물은 두유에 비하여, 아미노산 및 Lys, Trp, Phe 등의 필수 아미노산이 증가되었고, 생리활성물질의 전구체인 방향족 아미노산이 증가되었음을 확인하였다(표 1).
| amino acids | 두유(ug/ml) | 두유 발효물(ug/ml) | |
| Essential Amino acid |
HIS | 5.1 | 74.5 |
| VAL | 10.4 | 115.7 | |
| ILE | 1.4 | 142.5 | |
| LEU | 1.5 | 179.2 | |
| MET | 38.7 | 99.3 | |
| THR | 1.4 | 38.7 | |
| LYS | 12.9 | 594.9 | |
| TRP | 24.1 | 231.1 | |
| PHE | 17.2 | 226.4 | |
| Non-essential amino acids |
TYR | 2.2 | 135.0 |
| ASN | 8.5 | 24.3 | |
| SER | 2.4 | 24.2 | |
| PRO | 3.8 | 4.7 | |
| GLU | 39.1 | 144.2 | |
| GLY | 4.4 | 17.6 | |
| ALA | 14.1 | 53.5 | |
| ASP | 31.0 | 6.8 | |
| GLN | 0.8 | 23.6 | |
| CYS | 0.0 | 0.0 | |
| ARG | 117.4 | 164.5 | |
| TOTAL | 336.3 | 2300.6 | |
실시예 4: 두유 발효물의 항산화활성 분석
실시예 2의 방법으로, 백태(soy bean)와 서리태(Black soybean)을 원료로 하여 두유 발효물을 제조하였다.
상기 제조된 백태 두유 발효물과 서리태 두유 발효물을 제조하고, 두유 발효유에 함유된 항산화기능 물질을 확인하기 위하여, HPLC 분석을 수행하였다. 펩타이드를 분획을 분리하고, 각 분획별 항산화 기능을 DPPH 라디칼 소거 활성을 분석하여 고활성을 가진 분획을 확인하였다. DPPH 라디컬 소거능은 안정한 자유 라디칼인 1.1-diphenyl-2-picryl hydrazyl(DPPH)를 일정한 시료 용액과 반응시켜 DPPH 라디칼이 감소되는 정도는 분광광도계를 이용하여 측정하는 방법으로, 샘플 100μl와 메탄올 800 μl, 증류수 1 ml 및 0.035% DPPH 또는 메탄올 100μl를 혼합한 후 실온에서 10분간 방치한 후 517 nm에서 흡광도를 측정하여 라디칼 감소 정도를 계산하였다. 표준 시료는 ascorbic acid를 사용하였다.
HPLC를 통해 분획된 샘플에 대한 DPPH 라디칼 소거능 분석을 수행한 결과 도 3에 나타난 바와 같이 항산화 활성이 뛰어난 3개의 분획을 선별하였다.(39, 44, 45 분획)
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
Claims (8)
- 두유를 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens)균주로 발효하는 것을 특징으로 하는 두유 발효물의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens) 균주는 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens) K3인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 두유 발효물은 필수아미노산인 Lys, Trp, Phe 및 방향족 아미노산이 증가되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 다음 단계를 포함하는 두유 발효물의 제조방법:
(a) 물에 침지하여 불린 대두를 분쇄하는 단계;
(b) 상기 분쇄된 대두를 열처리한 후, 비지를 분리하고, 두유를 수득하는 단계; 및
(c) 상기 두유에 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens) K3를 접종하여 발효시켜 두유 발효액을 수득하는 단계.
- 제4항에 있어서, 발효는 4~48시간 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 두유 발효액을 동결건조시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 두유를 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens)균주로 발효하는 것을 특징으로 하는 두유 발효물.
- 제7항에 있어서, 상기 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens) 균주는 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens) K3인 것을 특징으로 하는 두유 발효물.
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|---|---|---|---|
| KR1020170095078A KR20190012336A (ko) | 2017-07-27 | 2017-07-27 | 두유 발효물의 제조방법 |
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|---|---|---|---|---|
| WO2022167134A1 (en) * | 2021-02-04 | 2022-08-11 | Société des Produits Nestlé S.A. | Plant-based products fermented with b. amyloliquefaciens and p. freudenreichii having increased vit b12 content |
| WO2022167135A1 (en) * | 2021-02-04 | 2022-08-11 | Société des Produits Nestlé S.A. | Plant-based products having increased lysine content fermented with l. paracasei and optionally further bacillus amyloliquefaciens |
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2017
- 2017-07-27 KR KR1020170095078A patent/KR20190012336A/ko not_active Application Discontinuation
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