KR20190013994A - 철 농축 영양 제품을 형성하는 방법 - Google Patents

철 농축 영양 제품을 형성하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190013994A
KR20190013994A KR1020187038118A KR20187038118A KR20190013994A KR 20190013994 A KR20190013994 A KR 20190013994A KR 1020187038118 A KR1020187038118 A KR 1020187038118A KR 20187038118 A KR20187038118 A KR 20187038118A KR 20190013994 A KR20190013994 A KR 20190013994A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
iron
nutritional supplement
insoluble
fungus
culture medium
Prior art date
Application number
KR1020187038118A
Other languages
English (en)
Inventor
제이 브루스 위킹
이린 비안
Original Assignee
큐라 글로발 헬스 (비브이아이) 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 큐라 글로발 헬스 (비브이아이) 리미티드 filed Critical 큐라 글로발 헬스 (비브이아이) 리미티드
Publication of KR20190013994A publication Critical patent/KR20190013994A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/16—Inorganic salts, minerals or trace elements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K10/00—Animal feeding-stuffs
    • A23K10/10—Animal feeding-stuffs obtained by microbiological or biochemical processes
    • A23K10/12—Animal feeding-stuffs obtained by microbiological or biochemical processes by fermentation of natural products, e.g. of vegetable material, animal waste material or biomass
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K10/00—Animal feeding-stuffs
    • A23K10/10—Animal feeding-stuffs obtained by microbiological or biochemical processes
    • A23K10/16—Addition of microorganisms or extracts thereof, e.g. single-cell proteins, to feeding-stuff compositions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
    • A23K20/20—Inorganic substances, e.g. oligoelements
    • A23K20/30—Oligoelements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L11/00—Pulses, i.e. fruits of leguminous plants, for production of food; Products from legumes; Preparation or treatment thereof
    • A23L11/50—Fermented pulses or legumes; Fermentation of pulses or legumes based on the addition of microorganisms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L31/00—Edible extracts or preparations of fungi; Preparation or treatment thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L31/00—Edible extracts or preparations of fungi; Preparation or treatment thereof
    • A23L31/10—Yeasts or derivatives thereof
    • A23L31/15—Extracts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/135—Bacteria or derivatives thereof, e.g. probiotics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/16—Inorganic salts, minerals or trace elements
    • A23L33/165—Complexes or chelates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
    • C12N1/16—Yeasts; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P1/00—Preparation of compounds or compositions, not provided for in groups C12P3/00 - C12P39/00, by using microorganisms or enzymes
    • C12P1/02—Preparation of compounds or compositions, not provided for in groups C12P3/00 - C12P39/00, by using microorganisms or enzymes by using fungi
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2250/00—Food ingredients
    • A23V2250/15—Inorganic Compounds
    • A23V2250/156—Mineral combination
    • A23V2250/1592—Iron

Abstract

본 기술은, 불용성 철을 함유하는 배양 배지를 제공하고, 상기 배양 배지에서 사상성 진균을 배양하여, 상기 사상성 진균에 대사 가능한 유기 철로서 철을 축적시킴으로써 철을 함유하는 영양 보충제를 형성하는 방법에 관한 것이다. 본 기술은 또한 식품 첨가제 또는 보충제로서의 상기 영양 보충제의 용도에 관한 것이다.

Description

철 농축 영양 제품을 형성하는 방법
본 기술은, 직접적인 사람과 동물의 소비를 위한 자연적으로 농축된 철분 보충제, 식품 강화제 및 철분 풍부 식품을 제조하기 위해 불용성 형태의 철을 킬레이트화하기 위한 사상성 진균의 용도에 관한 것이다.
반복적으로 조사된 16/33 국가에서의 국제연합에 의한 세계 영양 상황(World Nutrition Situation)에 관한 6차 보고서(영양에 대한 국제연합 상임 위원회(United Nations Standing Committee on Nutrition), Progress in Nutrition, 보고서 6. ISSN 1564-3786)에 기초하면, 비임신 여성의 빈혈은 비타민 A 결핍과 비교하여 악화되고 있다. 이 보고서는 또한, "생체에서 이용 가능한 철분의 섭취를 크게 늘려야 하는 긴급한 필요성을 피할 수 없으며 광범위한 강화가 해법의 일부가 될 수 있다"라고 언급하였다.
철분 영양제는 헴(heme) 또는 비헴(nonheme) 형태로 분류된다. 헴철은 일반적으로 육류에서 유래된다. 개인의 철 비축에 따라, 헴철의 15∼35%가 흡수된다. 비헴철은 채소, 과일, 곡물 및 육류를 포함한 모든 식품원에서 더 일반적인 형태이다. 비헴철 흡수율은 2∼20% 범위이다. 개발 도상국에서 빈혈 퇴치를 위한 가장 장기 효과적 방법은 곡물, 가루 및 영유아용 식품과 같은 안정한 식품을 강화하는 것이다. 현재 이러한 용도로 사용되는 철 화합물이 세계 보건기구(World Health Organization)에 의해 등재되어 있다. 그 중, 비반응성으로 인하여 원소 철(Fe), 피로인산제2철(ferric pyrophosphate; FePP) 및 오르토인산제2철(ferric orthophosphate; FeOP)이 사용되고 있지만(Hu, B. 식품 강화를 위한 원소 철 및 철 화합물에 관한 연구. 18차 국제 영양 회의), 사람에 의한 이러한 불용성 형태의 철분 흡수는 일반적으로 황산제1철(FeSO4)과 같이 보다 가용성인 형태의 흡수보다 낮다.
철의 또 다른 형태는 철 농축 효모 및 진균과 같은 미생물에 의한 천연 킬레이트화 철로 특징지어질 수 있다(Yuan, Y., et al. Construction of a high-biomass, iron-enriched yeast strain and study on distribution of iron in the cells of Saccharomyces cerevisiae. 2004. Biotechnology Letters, 26: 311-315; PCT/AU2013/001028). 사상성 진균은 가용성 무기 화합물로부터 다량의 철을 킬레이트화하는 능력을 갖는다. 이 킬레이트화 철은 서방출 특성을 가지며 인체에서도 황산제1철과 동일하게 흡수될 수 있다.
본 발명자들은 불용성 철 물질을 사용하여 철 농축 영양 제품을 제조하기 위한 방법을 개발하였다.
제1 측면에서,
불용성 철을 함유하는 배양 배지를 제공하는 단계; 및
상기 배양 배지에서 사상성 진균을 배양하여, 상기 사상성 진균에 대사 가능한 유기 철로서 철을 축적시키는 단계
를 포함하는, 철 함유 영양 보충제를 형성하는 방법을 제공한다.
일 실시양태에서, 상기 배양 배지는 증식을 돕고 배양 중에 사상성 진균에 의한 철의 축적을 돕기 위한 진균 증식용 배지이다. 사상성 진균의 증식을 돕기 위해 배양 배지 또는 영양분을 제공할 수 있다. 그 예로는 효모 추출물, 암모늄염, 요소, 및 칼륨 인을 들 수 있다.
일 실시양태에서, 상기 배양 배지는 옥수수, 밀, 사탕무, 사탕수수당, 대두, 증류 폐액 및 알코올 생산으로부터의 고형 폐기물로부터 유래되는 폐기물과 같은 농업 부산물로부터 얻을 수 있다. 그러한 제품의 예로는 사탕수수 및 사탕무 펄프, 대두 껍질, 대두 공정 훼이(soybean process whey), 밀 껍질, 스펜트 그레인(spent grain) 및 증류 폐액이 있다. 일 실시양태에서, 농업 부산물은 농축 옥수수 용액(condensed corn soluble)(시럽), 옥수수, 밀 및 대두 공정 부산물이다. 더 바람직하게는, 농업 부산물은 시럽이다.
일 실시양태에서, 상기 배양 배지는 옥수수 침지액, 옥수수 증류 폐액, 대두 훼이, 사탕수수 및 사탕무 당밀, 대두 껍질 및 밀기울 및 밀 껍질과 같은 식품 가공 부산물로부터 얻을 수 있다.
일 실시양태에서, 불용성 철은 아토마이즈 철(atomized iron), 전해철, H-환원 철, CO-환원 철 및 카보닐 철을 포함하는 원소 철 분말, 피로인산제2철, 오르토인산제2철 또는 철 산화물을 포함한다.
일 실시양태에서, 배양 배지에 첨가되는 불용성 철의 양은 배지 1 리터당 약 1 그램 내지 1 리터당 약 3 그램 이하의 범위이다. 철의 다른 양은 배지 1 리터당 0.1 그램 내지 1 리터당 약 10 그램 이하를 포함한다.
일 실시양태에서, 상기 사상성 진균은 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae)(A.o.), 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger)(A.n.), 라이조푸스 올리고포러스(Rhizopus oligosporus)(R.o.) 또는 라이조푸스 오리제(Rhizopus oryzae)(R.oz.)로부터 선택된다.
상기 사상성 진균은 고체 발효와 액체 발효 둘 다에서 사용되는 발효 용기와 같은 임의의 적절한 환경에서 배양될 수 있다.
사상성 진균의 배양은 25∼55℃와 같은 실온 또는 고온에서 수행될 수 있다.
사상성 진균은 임의의 적절한 수단에 의해 회수할 수 있다. 그 예로는 여과, 예컨대 필터 프레스, 벨트 프레스; 원심분리, 예컨대 디캔터, 건조, 예컨대 회전식 건조기, 스팀 건조기를 포함한다. 건조 온도는 생성물의 임의의 원치않는 열 손상을 피하기 위해 일반적으로 약 90℃보다 낮다.
일 실시양태에서, 상기 방법은 배양물로부터 축적되지 않은 불용성 철을 제거하는 단계를 더 포함한다.
일 실시양태에서, 상기 방법은, 사상성 진균을 회수하여, 약 100 mg/kg 이상의 철을 갖는 진균 바이오매스를 함유하는 영양 보충제를 얻는 단계를 더 포함한다.
일 실시양태에서, 상기 영양 보충제는 약 500 mg/kg 이상의 철을 함유할 수 있다.
일 실시양태에서, 상기 영양 보충제는 약 1,000 mg/kg 이상의 철을 함유할 수 있다.
일 실시양태에서, 상기 영양 보충제는 약 5,000 mg/kg 이상의 철을 함유할 수 있다.
일 실시양태에서, 상기 영양 보충제는 약 5,000 mg/kg∼약 150,000 mg/kg의 철을 함유한다. 철 함량이 150,000 mg/kg보다 많아도 되지만, 진균 바이오매스의 수율이 감소될 수 있어서 실제로는 경제적이지 않을 수 있다. 회수된 사상성 진균은 철 함유 영양 보충제를 만들기 위해 추가로 가공할 수 있다. 추가의 가공은 분리, 분쇄, 연마, 분별, 추출, 여분의 염을 제거하기 위한 냉수 및 온수를 사용한 세척, 다른 가용성 화합물을 제거하기 위한 pH 2의 약산을 사용한 세척 또는 pH 9∼10의 알칼리성 세척을 포함할 수 있다.
제2 측면에서, 상기에 기재된 방법에 의해 제조된 철 함유 영양 보충제를 제공한다.
고농도 미네랄을 함유하는 영양 보충제는 분말, 용액, 음료, 캡슐, 정제, 캐플릿으로서 제제화될 수 있다. 철 함유 진균 바이오매스는 식품에 첨가되어 식품 강화 성분으로서 사용될 수 있는 분말, 플레이크 및 압출된 형태를 형성하도록 가공될 수 있다.
상기 영양 보충제는 사람 또는 동물용으로 제제화될 수 있다.
제3 측면에서, 상기에 기재된 방법에 따라 제조된 영양 보충제를 함유하는 식품을 제공한다.
철로 보충할 수 있는 발효 식품의 예로는 미소(miso), 템페(tempeh), 소이 소스(soy sauce), 발효미 음료 및 발효 대두 음료를 포함한다.
강화 식품의 예로는 콩디망(condiment), 소금(염), 영아용 조제식, 아침식사용 시리얼, 밀가루, 옥수수 가루 및 콩가루를 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서 전반에 있어서, 내용이 다르게 요구하지 않는다면, 용어 "포함한다" 또는 "포함하고" 또는 "포함하는"과 같은 변형어는 언급된 요소, 완전체 또는 단계, 또는 요소들, 완전체들 또는 단계들의 그룹을 포함하며, 임의의 다른 요소, 완전체 또는 단계, 또는 요소들, 완전체들 또는 단계들의 그룹을 배제하지 않음을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
본 명세서에 포함된 문서, 법률, 재료, 장치, 물품 등의 임의의 언급은 단지 본 발명의 맥락을 제공하기 위한 것이다. 이들 자료들 중 일부 또는 전부가 선행 기술 기초의 일부를 형성하거나 본 명세서의 각 청구항의 우선일 이전에 존재했던 본 발명과 관련된 분야에서의 통상적인 일반적 지식이었음을 인정하는 것으로 받아 들여서는 안 된다.
본 기술이 보다 명확하게 이해될 수 있도록, 바람직한 실시양태가 하기 도면 및 실시예를 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 액체 발효로 불용성 철로부터 모든 천연 철 풍부 진균 제품을 제조하는 공정의 기본적 단계들을 도시한다.
공정
실시양태의 일반적 단계가 도 1에 도시된다.
진균 균주
아스퍼질러스 오리제(A.o.) 또는 아스퍼질러스 나이거(A.n.) 및 라이조푸스 올리고스포러스(R.o.) 또는 라이조푸스 오리제(R.oz.)는, 토양과 같은 자연 공급원으로부터 또는 고농도의 불용성 철을 함유하는 통제된 고체 또는 액체 발효에서 불용성 형태의 철을 킬레이트화할 수 있는 능력을 갖는다.
사용된 아스퍼질러스 오리제의 균주는, 중국 산업 균주 보존 센터(Chinese Center of Industrial Culture Collection; CICC)로부터의 아스퍼질러스 오리제 2355 및 40151; 미국 표준 균주 보존 기관(American Type Culture Collection; ATCC)으로부터의 아스퍼질러스 오리제 22787 및 CICC로부터의 시트르산 생산을 위한 아스퍼질러스 나이거 변이체 2206 및 10557, 및 ATCC로부터의 피타제 생산을 위한 아스퍼질러스 나이거 66876을 비롯하여 소이 소스 및 미소 제조를 위해 상업적으로 이용되고 승인된 것과 동일한 균주였다.
진균 배양물
아스퍼질러스 오리제, 아스퍼질러스 나이거, 라이조푸스 올리고스포러스(R.o.) 또는 라이조푸스 오리제의 균주들은, 분쇄된 전체 옥수수, 밀기울, 대두 껍질, 사탕수수, 사탕무 당밀 및 과일 주스 공정 부산물, 및 전분, 당 및 단백질로 구성된 임의의 다른 식품 공정 부산물로 이루어진 배지 중에서 배양되고 유지되었다. 이러한 원료들은 아밀라제, 글루코아밀라제, 피타제 및 프로테아제를 포함한 효소들에 의해 전처리될 수 있다. 증식 배지의 제조 시에 첨가될 수 있는 불용성 철 화합물은 원소 철 분말, 피로인산제2철, 오르토인산제2철 또는 철 산화물을 포함할 수 있다. 철 분말의 함량은 배지 1 리터당 약 1 그램 내지 1 리터당 3 그램 이하의 범위이다. 진균에 의해 이용되지 않은 임의의 철 분말 잔류물이 존재한다면, 필요에 따라 철을 제거하기 위해 자기 메카니즘 회수 시스템을 이용할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 여과에 의해 피로인산제2철 및 오르토인산제2철 잔류물을 제거할 수 있다. 이 방법에 사용된 불용성 형태의 철은 사람이 소비하기에 적합해야 한다.
진균 포자는 수분량 40∼70%의 조리된 쌀, 대두 및 수수, 및 이들의 조합 등의 고체 배지에 접종하여 준비하였다. 2∼3주 후, 포자가 발아되었고 수집 준비가 되었다. 진균 포자를 멸균 증류수에 모았다. 전배양 발효기를 최종 생산 발효기의 1∼10% 부피로 준비하였다. 전배양용 배지는 위에서 설명한 생산 배지와 동일할 수 있다. 18∼28시간의 전배양 발효 시간 동안의 인큐베이션은 포자가 전배양 배지에 도입된 후 건강한 전배양물을 생성하는 데 적합하다. 전배양물을 생산 발효기에 첨가하고, 진균이 증식하도록 하여, 철을 함유하는 원하는 진균 덩어리가 만들어지게 한다.
장치
대규모 발효는 임의의 적합한 발효 용기 또는 장치에서 수행될 수 있다. 철 농축 바이오매스 생산을 위해, 발효는 호기성 조건 하에 48∼72시간 동안 수행하는 것이 바람직하다. 멸균 또는 여과된 공기를 발효 기간 동안 발효기에 0.5∼1.0 vvm으로 펌핑하여 증식 및 수율을 향상시킬 수 있다. 배양물을 바람직하게는 발효 중에 진탕시키거나 교반한다. 상업적 미생물 배양을 위한 공기, 진탕 및 발효 용기 디자인의 조합은 잘 알려져 있다.
진균 발효
발효는 24∼72시간 동안 또는 세포의 자가분해가 시작될 때까지 28∼35℃의 온도에서 수행될 수 있다. 28∼30℃의 온도가 적절한 것으로 확인되었다. 인큐베이션 시간 및 온도는 사용된 진균 유형 및 균주에 따라 달라질 수 있음이 이해될 것이다.
원료의 영양학적 프로파일에 따라, 진균의 통기 발효를 위한 증식 배지를 보충하기 위해 다른 영양분이 필요할 수 있다. 이러한 영양분들은 유기 및 무기 질소원, 인광체 공급원 및 미량 미네랄을 포함할 수 있다.
철분 보충제로서의 철 농축 진균 제품의 제조
사상성 진균을 비롯한 진균은, 비교적 생체 이용 효율이 떨어지고 세포 독성이 강한 철을 추가로 흡수할 수 있는 능력을 갖는다. 사람의 식이에 있어서의 가용성 무기 철염의 직접적인 보충은 세포독성 반응을 야기할 수 있다는 점에 유념해야 한다. 따라서, 불용성 철을 흡수하여 이것을 유기 형태로 전환시킬 수 있는 진균을 사용하는 것이 철염의 직접적인 소비의 부작용을 줄일 수 있다.
불용성 철은 발효 중에 첨가될 수 있다. 불용성 철의 일반적인 선택은 원소 철 분말, 피로인산제2철, 오르토인산제2철 또는 철 산화물을 포함한다. 진균 제품에서 철 농도를 높이기 위해, 불용성 철을 발효 중에 점진적으로 공급할 수 있다. 철의 투여는 사용되는 철의 유형에 따라 다르지만, 투여 수준은 진균의 증식을 저해하지 않아야 한다. 회수 후, 진균 균사체를 철저히 세척하여 여분의 철분을 제거할 수 있다. 이와 관련하여 약산, pH 2∼3의 세척이 효과적일 수 있다.
진균 바이오매스 회수
발효 후, 철 함유 진균 바이오매스를 원심분리기, 벨트 프레스 등의 탈수 기계에 의해 회수할 수 있다. 물 및/또는 0.01 M 염산과 같은 약산을 이용한 세척이 철 잔류물을 제거하는 데 이용될 수 있다. 그 후, 철 농축 진균 제품을 강제 공기, 유동층 건조기 등을 사용하여 60∼80℃에서 건조시킬 수 있다. 제품의 최종 수분량은 약 10% 미만인 것이 바람직하다.
진균에 의해 이용되지 않은 임의의 철 분말 잔류물이 있다면, 필요에 따라 자기 메커니즘 회수 시스템을 이용하여 철을 제거할 수 있다. 피로인산제2철 및 오르토인산제2철 잔류물은 또한 필요에 따라 여과에 의해 제거될 수 있다.
제제
예를 들어, 영양 보충제는 경구 전달용으로 제제화될 수 있다. 특정 제제 유형의 비제한적인 예는 정제, 캡슐, 캐플릿, 분말, 과립, 앰플, 바이알, 바로 사용 가능한 용액 또는 현탁액, 음료 및 동결건조물을 포함한다. 정제 또는 캡슐과 같은 고체 제제는 임의의 수의 적합한 허용 가능한 부형제 또는 담체를 함유할 수 있다. 식품 적용예는 분말, 플레이크 또는 압출된 형태를 포함할 수 있고/있거나 다른 미네랄, 비타민 및 식품 성분과 블렌딩될 수 있다.
제품
영양 보충제는 약 100 mg/kg 이상의 철을 함유하는 진균 바이오매스를 포함한다. 영양 보충제는 전형적으로 약 500∼약 150,000 mg/kg의 철, 또는 약 5,000∼약 150,000 mg/kg의 철을 함유한다. 보충제는 적어도 약 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1,000, 1,100, 1,200, 1,300, 1,400, 1,500, 1,600, 1,700, 1,800, 1,900, 2,000, 2,100, 2,200, 2,300, 2,400, 2,500, 2,600, 2,700, 2,800, 2,900, 3,000, 3,500, 4,000, 4,500, 5,000, 5,500, 6,000, 6,500, 7,000, 7,500, 8,000, 8,500, 9,000, 9,500, 10,000, 11,000, 12,000, 13,000, 14,000, 15,000, 16,000, 17,000, 18,000, 19,000, 20,000, 21,000, 22,000, 23,000, 24,000, 25,000, 26,000, 27,000, 28,000, 29,000, 30,000, 31,000, 32,000, 33,000, 34,000, 35,000, 36,000, 37,000, 38,000, 39,000, 40,000, 41,000, 42,000, 43,000, 44,000, 45,000, 46,000, 47,000, 48,000, 49,000, 50,000, 60,000, 70,000, 80,000, 90,000, 100,000, 110,000, 120,000, 130,000, 140,000, 150,000 mg/kg의 철 또는 그보다 많은 철을 함유할 수 있다.
고농도의 미네랄을 함유하는 영양 보충제는 분말, 용액, 음료, 캡슐, 정제, 캐플릿으로서 제제화될 수 있다. 바이오매스는 분말, 플레이크 및 압출된 형태를 형성하도록 가공되어, 식품에 첨가되고, 식품 강화 성분으로서 사용될 수 있다. 식품 강화에는 콩디망, 소금, 영아용 조제식, 아침식사용 시리얼 및 밀가루, 옥수수 가루 및 콩가루가 포함되지만, 이들에 한정되지 않는다.
상기 영양 보충제의 장점은 진균에 의한 발효 유래의 천연 유기 철이 함유되어 있다는 것이다. 상기 영양 보충제는 사상성 진균에 의해 자연적으로 생산된 피타제 및 기타 효소를 더 포함하도록 제제화될 수 있다.
상기 영양 보조제는 사람 또는 동물용으로 제제화될 수 있다.
진균의 액체 발효: 모든 천연 철 농축 진균 제품의 제조
발효 배지의 베이스는 탄소원으로서 옥수수, 밀, 대두 및 쌀로 구성되었지만 이들에 한정되지는 않는다. 농업 가공 및 식품 가공의 부산물도 탄소원 및 질소원 둘 다로서 사용될 수 있다. 원료의 영양학적 프로파일에 따라, 통기 진균 발효 중에 증식 배지를 보충하기 위해 다른 영양분이 필요할 수 있다. 이러한 영양분은 유기 및 무기 질소원, 인광체 공급원 및 미량 미네랄을 포함할 수 있다.
이 공정의 상세한 단계들이 도 1에 도시되어 있다. 모든 진균, A.o., A.n., R.o. 및 R.oz.가 액체 발효에 적합하다.
증식 배지의 제조 시에 첨가될 수 있는 불용성 철 화합물은 원소 철 분말, 피로인산제2철, 오르토인산제2철 또는 철 산화물을 포함할 수 있다. 철 분말의 양은 배지 1 리터당 1 그램 내지 배지 1 리터당 3 그램 이하의 범위이다. 진균에 의해 이용되지 않은 임의의 철 분말 잔류물이 있다면, 필요에 따라, 자기 메커니즘 회수 시스템을 이용하여 철을 제거할 수 있다. 피로인산제2철 및 오르토인산제2철 잔류물 또한 필요에 따라 여과에 의해 제거될 수 있다. 이 과정에서 사용되는 불용성 형태의 철은 사람이 섭취하는 데 적합해야 한다.
진균의 고체 발효: 직접적인 소비 또는 식품 강화를 위한 모든 천연 철 농축 식품의 제조
천연 철 농축 템페
R.o. 및/또는 R.oz.를 사용하여 템페를 제조하는 기본 발효 기술은 다양한 방식으로 기술되어 있고, 보다 전통적인 방법에서부터 보다 통제된 환경에서의 생산에까지 이른다. 불용성 형태의 철 화합물은 대두 조리 단계에서 첨가될 수 있다. 발효 중에 진균이 성장하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 철을 부분적으로 가용화시켜 세포 구조 내로 도입한다. 황산제1철 및 EDTA-철과 같은 가용성 철에 비해 불용성 철을 사용하는 것의 장점은, 불용성 철은 생물학적으로 전환되어도 발효 및 후속 저장 및 조리 과정에서 풍미 및 색 변화를 잘 일으키지 않는다는 것이다.
천연 철 농축 미소
미소 제조에 첨가될 때, 불용성 철은 장기간의 발효 과정을 견디며, 미소가 숙성되는 동안 A.o. 또는 다른 미생물에 의해 점차 가용화되어 유기적으로 킬레이트화된 철 화합물을 형성하게 된다. 이러한 자연 유래의 가용성 철은 EDTA-철 강화 소이 소스와 같은 전문 시장 노력과 관련된 고비용의 EDTA-철 없이도 생체이용률이 높다.
실시예 1
아토마이즈 철, H-환원 철 및 전해철을 포함한 원소 철을 액체 발효액에 첨가하여 철 농축 A.o.를 생산할 수 있다. 옥수수 및 밀기울을 기본 배지로 사용하여, 아토마이즈 철을 배지 제조 및 A.o. 접종 시에 첨가하였다. 48시간의 통기 발효 후, A.o. 바이오매스 중 철 함량이 현저히 증가하였다. 자석을 이용하여 여분의 철 분말을 제거하였으며, 샘플 C는 샘플 B와 비교할 때 23.5%의 여분의 철 분말이 진균 바이오매스로부터 제거되었다(표 1).
Figure pct00001
실시예 2
불용성 피로인산제2철(FePP)은 식품 첨가제로서의 용도로 승인되었다. FePP 첨가를 이용한 액체 발효에서 A.o.를 사용하면, 진균 바이오매스 중 철 함량이 증가하였다. A.o.에 의한 FePP의 킬레이트화는 높은 철 함량에 의해 입증된 것처럼 매우 강하였다. FePP 중의 첨가된 모든 철은 진균 바이오매스에 킬레이트화되었다. 또한, 진균 바이오매스의 수율은 원소 철 분말이 농축된 것(상기 실시예 1)과 비교하여 FePP 농축 배지에서 25.2% 더 높았다. 바이오매스 수율의 증가는 FePP 중의 인산염 성분에 의해 설명될 수 있다. 표 2에서, 샘플 C는 샘플 B를 탈이온수로 세척함으로써 샘플 B로부터 제조되었다. 세척에 의해 진균 바이오매스로부터 철의 약 30%가 제거되었지만, 샘플 C의 철 함량은 여전히 7%(70.7 mg/g)를 넘었다.
Figure pct00002
실시예 3
불용성 FePP 및 원소 철 분말에 비교하여 FePP 농축 배지(FePP-Ao) 및 원소 철 농축 배지(Fe-Ao)로 발효된 A.o.의 생체이용률을 조사하기 위해 시험관내 소화율 및 Caco-2 세포 연구(Au, A.P. and Reddy, M.B., Caco-2 cell can be used to assess human iron bioavailability from a semi purified meal. 2000. J. Nutr. 130(5):1329-1334)를 수행하였다. 100% 가용성으로서 황산제1철(FeSO4)을 사용하여, 기타 철 함유 제품의 용해도를 표 3에 기재하였다. FePP-Ao 및 Fe-Ao 둘 다 화학적 대응물보다 더 높은 소화율을 나타내었다. 그러나, FePP-Ao의 경우 Caco-2 세포에 있어서의 페리틴 형성은 FePP보다 적었다. 킬레이트화된 FePP-Ao는 철과 Ao 간에 더 강한 결합을 가져서, 분자량이 더 큰 유기 화합물을 형성하는 것 같다. Caco-2 세포 테스트는 주로 무기 철 화합물에 이용되므로, 페리틴 형성과 사람의 생체내 테스트 간에 양호한 상관관계를 산출하지 못할 수 있다. Fe-Ao는 철 분말보다 더 빠른 페리틴 반응을 나타내었다.
아토마이즈 철 분말은 식품 강화에 널리 사용되며, Fe-Ao의 사용은 철의 생체이용률을 개선할 수 있다.
Figure pct00003
실시예 4
철 공급원으로서의 FePP와 기타 미네랄 화합물을 이용한 멀티 미네랄 A.o. 바이오매스의 형성도 달성되었다. 진균에 의한 모든 미네랄의 흡수율은 80% 내지 100% 이하의 범위일 수 있다(표 4). 표 4의 미네랄 농도는 특정 미네랄 조합과 농도를 보여준다. 형성된 멀티 미네랄 풍부 A.o. 바이오매스는, 0.5 그램 용량으로 사용될 경우, 미국 식품의약국(FDA)에서 권장하는 미네랄의 권장 1일 요구량(RDA)의 최대 99%를 제공하였다(표 5). 각각의 미네랄의 유형 및 농도는 멀티비타민 또는 기능성 식품의 임의의 미네랄 요구량에 맞도록 조정될 수 있다.
Figure pct00004
Figure pct00005
실시예 5
템페와 미소는 대두의 고체 발효에서 각각 R.o. 및/또는 R.oz. 및 A.o.를 사용하거나 부분적으로 사용하는 가장 대중적인 아시아 식품 중 두 가지이다. 진균은 불용성 철을 킬레이트화하여 철을 생체이용률이 높은 유기 형태로 전환시킬 수 있기 때문에, 본 발명자들은 철 분말 또는 FePP가 고체 발효에 앞서 대두 철 함량을 농축시키는 데 이용될 수 있다는 것을 확인하였다. 만들어진 템페 또는 미소는 사람이 섭취하기 위한 유기적으로 농축된 철을 함유하였다. 템페 발효 전에 조리된 대두 100 그램당 10 mg의 원소 철을 사용할 경우, 라이조푸스 오리제의 증식은 철을 첨가하지 않은 공정과 동일하였다. 완성된 템페의 겉보기는 유사하였고, 감각 또는 미각의 차이는 인식되지 않았다.
철 분말의 사용이 FePP보다 식품 강화제로서 더 경제적이기 때문에, 템페 또는 미소를 농축시키기 위해 철 분말을 사용하면 이들 식품을 소비하는 나라의 국민들에게 생체이용률이 개선된 철 공급원을 제공할 수 있다. 황산제1철 및 나트륨 철 EDTA가 템페 발효에서 연구되었지만, 적절한 상업용 제품으로 이어지지 못하였다. 황산제1철은 템페의 색 변화 또는 함께 조리될 때 다른 식품의 변화를 초래할 수 있다. 나트륨 철 EDTA는 안정한 식품 강화제로서 사용하기에 너무 비싸서, 많은 상황에 있어서 상업적으로 실용적이지 않을 수 있다.
본 기술은, 직접적인 사람 또는 동물 소비를 위한 철분 보충제, 식품 강화제 및 철분 풍부 식품으로서 사용하기 위한 천연 미네랄 농축 진균 바이오매스를 생산하기 위해 액체 발효 또는 고체 발효를 통해 철 화합물의 불용성 형태를 킬레이트화하기 위해 진균류, 즉 아스퍼질러스 오리제(A.o.) 또는 나이거(A.n.) 및 라이조푸스 올리고스포러스(R.o.) 또는 라이조푸스 오리제(R.oz.)를 사용하는 방법에 관한 것이다.
당업자는 폭넓게 기재된 본 기술의 사상 또는 범위로부터 벗어남이 없이 특정 실시양태로 제시된 본 발명에 다수의 변형 및/또는 변경이 이루어질 수 있음을 알 것이다. 따라서, 본 실시양태들은 모든 측면에서 한정적인 것이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

Claims (13)

  1. 불용성 철을 함유하는 배양 배지를 제공하는 단계; 및
    상기 배양 배지 중에서 사상성 진균을 배양하여, 상기 사상성 진균에 대사 가능한 유기 철로서 철을 축적시키는 단계
    를 포함하는, 철을 함유하는 영양 보충제를 형성하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 불용성 철이 원소 철 분말, 아토마이즈 철, 전해철, H-환원 철, CO-환원 철, 카보닐 철, 피로인산제2철, 오르토인산제2철 및 철 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 불용성 철을 배지 1 리터당 약 0.1 그램 내지 1 리터당 약 10 그램 이하로 상기 배양 배지에 첨가하는 것인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 불용성 철을 배지 1 리터당 약 1 그램 내지 1 리터당 약 3 그램 이하로 상기 배양 배지에 첨가하는 것인 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사상성 진균이 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae)(A.o.), 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger)(A.n.), 라이조푸스 올리고스포러스(Rhizopus oligosporus)(R.o.) 또는 라이조푸스 오리제(Rhizopus oryzae)(R.oz.)로부터 선택되는 것인 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 사상성 진균이 아스퍼질러스 오리제(A.o.)인 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 배양물로부터 축적되지 않은 불용성 철을 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사상성 진균을 회수하여, 약 100 mg/kg 이상의 철을 갖는 진균 바이오매스를 함유하는 영양 보충제를 얻는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 영양 보충제가 약 1,000 mg/kg 이상의 철을 함유하는 것인 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 영양 보충제가 약 5,000 mg/kg∼약 150,000 mg/kg의 철을 함유하는 것인 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 영양 보충제.
  12. 제11항에 따른 영양 보충제를 함유하는 철분 강화 식품.
  13. 제12항에 있어서, 발효 식품, 미소(miso), 템페(tempeh), 소이 소스(soy sauce), 발효미 음료, 발효 대두 음료, 콩디망(condiment), 소금, 영아용 조제식, 아침식사용 시리얼, 밀가루, 옥수수 가루 및 콩가루로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 식품.
KR1020187038118A 2016-06-01 2016-06-01 철 농축 영양 제품을 형성하는 방법 KR20190013994A (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/AU2016/000188 WO2017205890A1 (en) 2016-06-01 2016-06-01 Process for forming iron enriched nutritional products

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190013994A true KR20190013994A (ko) 2019-02-11

Family

ID=60478252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187038118A KR20190013994A (ko) 2016-06-01 2016-06-01 철 농축 영양 제품을 형성하는 방법

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20190297916A1 (ko)
EP (1) EP3462915B1 (ko)
JP (1) JP6904594B2 (ko)
KR (1) KR20190013994A (ko)
CN (1) CN109561722B (ko)
AU (1) AU2016409494B2 (ko)
BR (1) BR112018074714B8 (ko)
CA (1) CA3026029C (ko)
MX (1) MX2018014617A (ko)
WO (1) WO2017205890A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020031141A1 (en) * 2018-08-10 2020-02-13 Cura Global Health (Bvi) Limited Method for treating iron deficiency

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1100870C (zh) * 1998-03-02 2003-02-05 中国农业科学院饲料研究所 同时富集铁锌微量元素菌体的制造方法
CN1970731A (zh) * 2006-12-04 2007-05-30 山东大学 利用黑曲霉制备高效生物铁载体的方法
CN101126125A (zh) * 2007-07-12 2008-02-20 中国铝业股份有限公司 一种铝土矿选矿尾矿综合利用方法
US20090124572A1 (en) * 2007-11-09 2009-05-14 Deanna Jean Nelson Iron-containing nutritional supplement
CN101755606A (zh) * 2008-12-23 2010-06-30 北京玉佳明三态离子科学研究院有限公司 一种声波促长富铁抗癌平菇的生产方法
CN104717968A (zh) * 2012-09-11 2015-06-17 达科他星都有限公司 含铁的营养补充剂
CN103663466B (zh) * 2013-11-21 2015-07-01 成都兴能新材料有限公司 石英砂的微生物除铁工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN109561722A (zh) 2019-04-02
BR112018074714A2 (pt) 2019-03-12
JP2019517264A (ja) 2019-06-24
AU2016409494B2 (en) 2018-09-27
CA3026029C (en) 2022-08-09
CA3026029A1 (en) 2017-12-07
MX2018014617A (es) 2019-05-15
WO2017205890A8 (en) 2018-12-27
AU2016409494A1 (en) 2018-09-13
EP3462915A4 (en) 2019-04-10
CN109561722B (zh) 2022-10-11
US20190297916A1 (en) 2019-10-03
EP3462915A1 (en) 2019-04-10
BR112018074714B8 (pt) 2022-09-27
JP6904594B2 (ja) 2021-07-21
BR112018074714B1 (pt) 2022-09-06
WO2017205890A1 (en) 2017-12-07
EP3462915B1 (en) 2021-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2021526861A (ja) 真菌の菌糸体を増殖させ、それから可食製品を形成するための方法
US11478519B2 (en) Nutritional supplement containing iron
Mburu et al. Properties of a complementary food based on amaranth grain (Amaranthus cruentus) grown in Kenya
CN106551141A (zh) 一种仔猪用配合饲料及其制备方法和应用
Souza et al. Nutritional composition of bioproducts generated from semi-solid fermentation of pineapple peel by edible mushrooms
US10863762B2 (en) Mineral enriched natural supplements
Oladejo et al. Protease produced by Lactobacillus brevis enhanced nutritional values of African yam beans and demonstrated improvement in the growth and blood indices of albino rats
CN109561722B (zh) 形成富含铁的营养产品的方法
JP2003024015A (ja) ゴマを原料としたガンマ−アミノ酪酸を豊富に含有する食品素材およびその製造方法
KR101894423B1 (ko) L 카르니틴 함유 발효 산물을 이용한 l 카르니틴 함유 버섯의 재배 방법 및 이에 의하여 재배된 l 카르니틴 함유 기능성 버섯
JP2023530926A (ja) 新規な食物
Singh et al. Microbes in foods and feed sector
Zarena Chapter-5 Mushroom Protein as a Promising Therapeutic and Functional Food
CN108902497A (zh) 一种仔猪预混料
Collaço Food from biomass
CN105941866A (zh) 一种饲用柠檬酸锌的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal