KR20190060480A - 베타-아밀라제를 함유하는 맥아당시럽 제조용 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고구마로부터 생산된 맥아당시럽 제조용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 균주의 분리, 배양이나 효소의 분리, 정제와 같은 별도의 과정 없이 간편하게 고구마로부터 고역가의 베타-아밀라제를 함유하는 효소 혼합물을 제조하는 방법을 제공하며, 본 발명의 효소 혼합물을 이용함으로써 고함량의 맥아당을 포함하는 맥아당시럽을 매우 경제적이고, 간편한 공정으로 대량 생산할 수 있다.
본 발명은 균주의 분리, 배양이나 효소의 분리, 정제와 같은 별도의 과정 없이 간편하게 고구마로부터 고역가의 베타-아밀라제를 함유하는 효소 혼합물을 제조하는 방법을 제공하며, 본 발명의 효소 혼합물을 이용함으로써 고함량의 맥아당을 포함하는 맥아당시럽을 매우 경제적이고, 간편한 공정으로 대량 생산할 수 있다.
Description
본 발명은 고구마로부터 생산된 맥아당시럽 제조용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
맥아당시럽은 전분 (옥수수, 타피오카, 고구마, 감자 등)을 원료로 하여 액화공정을 거친 후, 당화공정에서 베타-아밀라제를 사용하여 제조되는 물엿의 일종으로 주로 고추장과 된장 그리고 각종 조림식품에 사용되고 있으며, 식품의 단맛과 광택효과를 내기 위한 목적으로 사용되는 감미료이다. 맥아당시럽은 설탕과 함께 국내에서 주로 사용되고 있는 감미료중의 한 가지이며, 식품용 감미료로서 사용범위가 매우 넓다.
맥아당시럽에 요구되는 물성 중 특히 중요한 것은 광택효과인데, 맥아당시럽에서 광택효과를 나타내는 성분은 맥아당 (maltose)이며, 맥아당 함량이 높을수록 광택효과가 우수한 것으로 평가되고 있다. 따라서, 이와 같은 이유로 맥아당을 고함량으로 포함하는 맥아당시럽 제품의 생산이 필요하다.
그러나 현재까지 저비용으로 간편하게 고함량의 맥아당을 포함하는 맥아당시럽을 생산할 수 있는 기술이 개발되지 않아, 현재 시판중인 맥아당시럽의 맥아당 함량은 평균적으로 45 ~ 50 % 수준으로 낮은 실정이다. 이와 관련하여 현재까지 개발된 고순도 맥아당 제조방법으로 크로마토그래피 분리방법을 사용하여 맥아당 순도를 높이는 방법이 있으나 대량생산이 어렵고, 고가의 생산설비 투자가 수반되어야 하기 때문에 이로 인해서 제조원가가 높아지게 된다. 따라서 현실적으로 이 방법을 사용하여 고순도 맥아당시럽을 제조, 판매할 수가 없기 때문에 제조업체들은 효소반응만으로 맥아당시럽을 제조하여 판매하고 있다.
한편, 맥아당시럽을 제조하기 위해 통상적으로 α-아밀라제, β-아밀라제, 풀루라나제 (pullulanase) 등의 효소를 사용하는데, 미생물을 이용하여 이들 효소를 별도로 제조하여 사용하는 경우 제조 공정이 복잡하고 비용이 많이 든다는 단점이 있다. 특히 최근 효소생산에 유전자 재조합 기술이 이용되면서 유전자 조작 미생물을 이용하는 방법이 제시되고는 있으나 (대한민국 등록특허 제10-1776924호), 이 경우 GMO (genetically modified organism) 사용으로 인해 안전성이 문제된다.
이러한 배경하에, 본 발명자들은 대량 생산에 적합한 고순도 맥아당 제조 방법을 개발하기 위해 예의 노력한 결과, 별도의 균주나 효소를 분리, 배양 또는 정제하는 과정 없이 맥아당을 고함량으로 함유하는 맥아당 시럽을 대량으로 제조, 생산할 수 있는 효소 혼합물을 제조하는 방법을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 하나의 목적은, (a) 고구마를 분쇄하여 고구마 즙액을 제조하는 단계; (b) 상기 고구마 즙액을 포도당, 맥아당 및 설탕을 포함하는 용액 하에 24 시간 내지 96 시간 배양하고 1차 여과하는 단계; (c) 효모를 이용하여 상기 배양된 고구마 즙액을 발효시키고 2차 여과하는 단계; 및 (d) 상기 2차 여과 산물을 농축하는 단계를 포함하는, 맥아당시럽 제조용 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 하나의 목적은, 상기 맥아당시럽 제조용 조성물의 제조방법으로 제조된, 맥아당 시럽 제조용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 맥아당시럽 제조용 조성물을 수전분과 반응시키는 단계를 포함하는, 맥아당시럽의 제조방법을 제공하는 것이다.
이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 발명에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양태는, (a) 고구마를 분쇄하여 고구마 즙액을 제조하는 단계; (b) 상기 고구마 즙액을 포도당, 맥아당 및 설탕을 포함하는 용액 하에 24 시간 내지 96 시간 배양하고 1차 여과하는 단계; (c) 효모를 이용하여 상기 배양된 고구마 즙액을 발효시키고 2차 여과하는 단계; 및 (d) 상기 2차 여과 산물을 농축하는 단계를 포함하는, 맥아당시럽 제조용 조성물의 제조방법이다.
또한, 본 발명의 다른 하나의 양태는, 상기 제조방법으로 제조된, 맥아당시럽 제조용 조성물이다.
본 발명은 고구마 즙액에 별도의 미생물을 접종하는 단계를 포함하지 않고, 고구마 즙액 자체를 배양함으로써 베타-아밀라제를 포함하는 효소 혼합물을 제조하는 것을 특징으로 한다. 상기 효소 혼합물은 고구마에 서식하는 미생물에서 생산된 베타-아밀라제, 알파-아밀라제, 인버타제 등을 고역가로 함유하고 있어, 맥아당시럽 제조용 조성물로 매우 유용하게 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 제조방법은 별도로 미생물 균주를 분리, 배양하는 공정이나 효소를 분리, 정제하는 공정을 포함하지 않아 제조 공정이 매우 간편하고, GMO 관련 문제가 없으며, 매우 경제적이어서 대량 생산에 적합하다. 나아가 본 발명의 제조방법으로 생산된 맥아당시럽 제조용 조성물은 맥아당을 매우 높은 함량으로 생산할 수 있어, 기존에 공지된 어떠한 방법과 비교하더라도 생산 경쟁력을 가진다. 이하, 본 발명의 맥아당시럽 제조용 조성물의 제조방법의 각 단계를 상세히 설명한다.
(a) 단계는 고구마를 분쇄하여 고구마 즙액을 제조하는 단계이다. 상기 (a) 단계는 구체적으로 고구마 선별, 세척, 절단, 및 분쇄 단계를 포함하는 것일 수 있고, 상기 분쇄 단계는 증류수를 첨가하여 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명은 고구마 즙액의 배양을 통해 고구마에 존재하는 미생물을 배양함으로써 상기 미생물로부터 생산된 효소 혼합물을 제조하는 것이므로, 상기 고구마 즙액에 별도로 열을 가하는 공정은 포함되지 않는다. (a) 단계에서 제조된 고구마 즙액의 고형분 농도는 0.1 Bx 내지 60 Bx일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
(b) 단계는 상기 (a) 단계에서 제조된 고구마 즙액을 배양하고 여과하여 효소 혼합물을 제조하는 단계이다. 본 발명에서 (b) 단계를 통해 생성된 효소 혼합물은 “효소 혼합물 A”로 지칭하였다.
본 발명에서 용어, “배양”은 상기 고구마 즙액을 적당히 조절된 환경에서 생육시키는 것을 의미한다. 본 발명의 배양과정은 당업계에 알려진 적당한 배지와 배양조건에 따라 이루어질 수 있다. 이러한 배양 과정은 당업자가 용이하게 조정하여 사용할 수 있다. 구체적으로 상기 배양은 회분식, 연속식 또는 유가식일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 배양 용액은 포도당, 맥아당 및 설탕을 포함하며, 추가적으로 미생물 배양에 사용되는 적절한 영양원을 더 포함할 수 있다. 추가적으로 사용될 수 있는 당원으로는 락토즈, 프락토즈, 전분, 셀룰로즈와 같은 당 및 탄수화물, 대두유, 해바라기유, 피마자유, 코코넛유 등과 같은 오일 및 지방, 팔미트산, 스테아린산, 리놀레산과 같은 지방산, 글리세롤, 에탄올과 같은 알코올, 글루콘산, 아세트산, 피루브산과 같은 유기산이 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들 물질은 개별적으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 질소원으로는 펩톤, 효모 추출물, 육즙, 맥아 추출물, 옥수수 침지액, 대두밀 및 요소 또는 무기 화합물, 예를 들면 황산암모늄, 염화암모늄, 인산암모늄, 탄산암모늄 및 질산암모늄이 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 질소원 또한 개별적으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 인원으로는 인산이수소칼륨 또는 인산수소이칼륨 또는 상응하는 나트륨-함유 염이 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 배양 배지는 성장에 필요한 황산마그네슘 또는 황산철과 같은 금속염을 함유할 수 있다. 마지막으로, 상기 물질에 더하여 아미노산 및 비타민과 같은 필수 성장 물질이 사용될 수 있다. 또한, 배양 용액에 적절한 전구체들이 사용될 수 있다. 상기된 원료들은 배양과정에서 배양물에 적절한 방식에 의해 회분식 또는 연속식으로 첨가될 수 있다.
나아가 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아와 같은 기초 화합물 또는 인산 또는 황산과 같은 산 화합물을 적절한 방식으로 사용하여 배양물의 pH를 조절할 수 있다. 또한, 지방산 폴리글리콜 에스테르와 같은 소포제를 사용하여 기포 생성을 억제할 수 있다. 호기 상태를 유지하기 위해 배양물 내로 산소 또는 산소-함유 기체 (예, 공기)를 주입할 수 있다. 배양물의 온도는 보통 20 ℃ 내지 50 ℃, 구체적으로 25 ℃ 내지 40 ℃일 수 있으나, 조건에 따라 변경이 가능하며, 이에 제한되지 않는다.
(b) 단계는 배양 용액에서 24 시간 내지 96 시간 동안 고구마 즙액을 배양한 뒤 1차 여과하는 단계를 포함한다. 여과를 통해 고구마 분쇄물의 잔류 물질, 즉 고분자 물질과 콜로이드상 물질 등을 제거하고 효소 혼합물 A를 수득할 수 있다. 상기 여과는 한외여과막 (UF/NF) 등을 이용하여 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
(c) 단계는 효모를 이용하여 상기 수득한 효소 혼합물 A를 발효시킨 뒤 2차 여과하는 단계이다. 효소 혼합물 A에는 잔류 당 성분이 존재하여 혼합물 내 존재하는 효소 활성이 떨어질 수 있다. 따라서 (c) 단계를 통해 효소 혼합물 A 내에 존재하는 당 성분을 발효시켜 에틸 알코올로 전환시킴으로써 효소 활성을 증가시킬 수 있다.
효모 발효는 당업계에 공지된 통상의 방법에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 효소 혼합물 A에 효모를 고형분 대비 1 ~ 5 %로 첨가한 후, pH 5.5 내지 8.5, 온도 30 ℃ 내지 35 ℃에서 36 시간 내지 144 시간 동안 배양하여 발효시키는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 효모 발효 완료 후 여과기를 사용하여 발효액에 남아 있는 효모 균체와 이물을 완전히 제거한다. 혼합물 내 효소활성이 유지되어야 하므로 오토클레이브와 같이 혼합물에 열을 가하는 공정은 포함될 수 없다.
상기 효모는 사카로마이세스 속 (Saccharomyces sp .), 스키조사카로마이세스 속 (Schizosaccharomyces sp .), 클루레로마이세스 속 (Klureromyces sp .) 등을 사용할 수 있으며, 특히 사카로마이세스 세레비지애 (Saccharomyces cerevisiae), 스키조사카로마이세스 폼베 (Schizosaccharomyces pombe), 클루레로마이세스 락틱스 (Klureromyces lactis), 사카로마이세스 보울라디 (Saccharomyces boulardii)를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 (c) 단계를 통해 생성된 효소 혼합물은 “효소 혼합물 B”로 지칭하였다.
(d) 단계는 상기 효소 혼합물 B를 농축하는 단계이다. 농축 단계는 효소 혼합물 내 효소 활성을 추가적으로 높여주기 위해 수행되는 것으로, 고형분 농도를 30 Bx 내지 60 Bx로 농축하는 것일 수 있고, 구체적으로 45 Bx 이상으로 농축하는 것일 수 있다. 농축을 위해 당업계에 공지된 통상의 방법을 이용할 수 있는데, 예를 들어 진공 농축기를 사용하여 55 ℃에서 4 시간 동안 농축을 수행하는 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 (d) 단계를 통해 생성된 효소 혼합물은 “효소 혼합물 C”로 지칭하였다.
효소 혼합물 C는 베타-아밀라제, 알파-아밀라제, 인버타제 등을 포함하여 맥아당시럽 제조용 조성물로 매우 유용하게 사용될 수 있다. 특히, 효소 혼합물 C는 베타-아밀라제 활성이 1,850 u/g으로 확인되어, 시중 판매 중인 타사 제품에 비해 월등한 효소 활성을 가지며 (표 3), 유전자 조작 미생물의 사용 없이 고구마로부터 간편한 공정을 통해 제조될 수 있다. 따라서 본 발명의 맥아당시럽 제조용 조성물은 맥아당시럽의 제조 효율을 높이고 제조 원가를 절감할 수 있어 대량생산에 매우 적합하다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 상기 맥아당시럽 제조용 조성물을 수전분과 반응시키는 단계를 포함하는, 맥아당시럽의 제조방법이다. 상기 수전분은 옥수수 전분, 소맥 전분, 감자 전분, 타피오카 전분, 카사바 전분, 밀 전분, 사고 (sago) 전분 및 고구마 전분으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 맥아당시럽 제조방법은 맥아당 시럽 제조에 있어서 상기 맥아당시럽 제조용 조성물을 이용하는 것을 특징으로 한다. 맥아당 시럽의 제조 공정은 예를 들어, 수전분에 알파-아밀라제를 첨가하여 수전분을 호화 (dextrinization)시키는 액화 단계, 상기 액화액에 베타-아밀라제를 첨가하여 액화액을 구성하고 있는 다당류의 당분자 연결 사슬을 맥아당 단위로 가수분해 시키는 당화 단계, 당액에 존재하는 불순물을 제거하는 여과 단계, 당액에 존재하는 이온성 물질 (ionic component)을 제거하는 정제 단계 및 정제된 당액을 원하는 농도로 농축시키는 농축 단계를 포함할 수 있고, 특히 본 발명의 맥아당시럽 제조방법은 상기 당화 단계에 본 발명의 맥아당시럽 제조용 조성물을 첨가하여 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 맥아당시럽 제조방법은 고역가의 베타-아밀라제, 알파-아밀라제, 인버타제 등을 포함하는 효소 혼합물을 이용하여 수행되기 때문에 맥아당을 65 DB% 이상의 고함량으로 포함하는 맥아당시럽을 제조할 수 있다 (표 3). 이는 타사에서 생산된 베타-아밀라제를 이용하는 경우 (40 내지 45 DB%)에 비해 현저히 우수한 효과를 보이는 것이다.
본 발명은 균주의 분리, 배양이나 효소의 분리, 정제와 같은 별도의 과정 없이 간편하게 고구마로부터 고역가의 베타-아밀라제를 함유하는 효소 혼합물을 제조하는 방법을 제공하며, 본 발명의 효소 혼합물을 이용함으로써 고함량의 맥아당을 포함하는 맥아당시럽을 매우 경제적이고, 간편한 공정으로 대량 생산할 수 있다.
도 1은 HPLC를 이용하여 효소 혼합물 A로부터 생산된 맥아당 함량을 확인한 것이다.
도 2는 HPLC를 이용하여 효소 혼합물 C로부터 생산된 맥아당 함량을 확인한 것이다.
도 2는 HPLC를 이용하여 효소 혼합물 C로부터 생산된 맥아당 함량을 확인한 것이다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되는 것은 아니다.
실시예 1: 베타-아밀라제 함유 효소 혼합물의 제조
고구마를 원료로 하여, 베타-아밀라제를 함유하는 효소 혼합물을 제조하였다. 구체적인 제조공정은 다음과 같다.
(1) 고구마 즙액 제조 단계
본 실시예에서는 충북 지역에서 재배된 고건미 품종을 사용하여 실험을 수행하였다. 먼저 원료인 고구마가 썩지 않은 것으로 선별 작업을 진행하였다. 상기 선별된 고구마를 세척기를 사용하여 세척하고, 절단기를 사용하여 세척한 고구마를 일정한 크기로 절단하였다. 그 다음 절단한 고구마를 분쇄기에 넣고, 원료량과 동일하게 증류수를 투입한 뒤 고구마를 미분쇄하여 고구마 즙액을 제조하였다. 즙액의 고형분 농도는 10 Bx로 측정되었다.
(2) 효소 혼합물 제조 단계
상기 제조된 고구마 즙액을 포도당 용액 5%, 맥아당 용액 10%, 그리고 설탕용액 8% 등을 함유하는 배양액에 혼합한 후, 최종 혼합 배양액 온도를 35℃로 조정하였다. 그 다음 상기 배양액을 48시간 동안 배양하고, 이를 한외여과막 (UF/NF)에 통과 (1차 여과)시켜 효소 혼합물 A를 제조하였다.
상기 배양액 조성은 아래와 같다.
| 조성물 | 포도당 | 맥아당 | 설탕 | 고구마즙액 | 물 |
| 혼합비율 (%) | 5 | 10 | 8 | 55 | 22 |
(3) 효모 발효 단계
상기 제조된 효소 혼합물 A에 제빵용 효모 (Saccharomyces cerevisiae)를 여과액 고형분 대비 5 %로 첨가한 후, 35 ℃에서 72 시간 효모 발효를 진행하여 잔류 당성분을 에틸 알콜로 전환시켰다. 효모 발효가 완료된 후, 혼합물 내 효모 균체 및 이물질을 제거하기 위해 2차 여과를 수행하여 효소 혼합물 B를 제조하였다.
(4) 농축 단계
상기 제조된 효소 혼합물 B의 고형분 농도는 10 ~ 15 Bx 수준으로 낮아서 고순도 맥아당 제조에 사용할 수가 없다. 따라서 효소활성을 높이기 위해, 진공 농축기를 사용하여 고형분 농도가 45 Bx 이상인 효소 혼합물 C를 제조하였다. 진공 농축기의 운전 조건은 농축 온도 55℃, 농축시간 4시간으로 하였다.
실시예 2: 효소 혼합물의 효소 활성 확인
Bernfeld assay method를 사용하여 상기 실시예 1에서 제조된 각 단계의 효소 혼합물에 존재하는 베타-아밀라제 활성도 (역가)를 분석하였다. 38 ~ 42 Bx 농도의 말토덱스트린 (DE 10 ~ 12 / 제품명 MD-1015)을 기질로 사용하고, 효소 혼합물을 반응원료 고형분 대비 0.0135 % (w/w)로 투입하여 55 내지 58 ℃, pH 5.0 내지 5.5에서 24 시간 반응시킨 뒤 DNS 시약 동량을 첨가하여 15 분간 끓는 물에서 가열하였다. 가열 반응 후 차가운 물에서 식힌 후 증류수를 첨가하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였으며 표준물질로 맥아당을 사용하였다. 효소활성 단위 (Unit)는 pH 4.8, 40 ℃에서 1분 동안 1mg 맥아당을 생산하는데 필요한 효소량으로 정의하였다. 당 함량은 고속액체크로마토그래피 (HPLC)를 사용하여 확인하였다. 맥아당함량과 효소 활성(u/g)은 25 회 분석한 평균값으로 나타내었다.
실시예 1에서 제조된 효소 혼합물 A, B 및 C에 대한 베타-아밀라제 활성 실험 결과는 표 2에 나타내었다.
| 혼합물 | 항목구분 | 0시간 | 8시간 | 12시간 | 24시간 |
| A | 맥아당함량(%) | 0 | 24 - 26 | 35 - 37 | 40 - 45 |
| 효소활성(u/g) | 1,400 - 1,500 | ||||
| B | 맥아당함량(%) | 0 | 30 - 33 | 39 - 42 | 50 - 52 |
| 효소활성(u/g) | 1,600 - 1,700 | ||||
| C | 맥아당함량(%) | 0 | 47 - 50 | 55 - 60 | 63 - 65 |
| 효소활성(u/g) | 1,850 이상 | ||||
상기 표 2에서 확인할 수 있듯이, 효모 발효 공정을 거친 효소 혼합물 B 및 C의 경우 효소활성이 1,600 이상으로 매우 높게 나타났으며, 특히 농축 공정까지 거친 효소 혼합물 C의 경우 1,850 이상의 효소 활성을 나타내었다. 또한, 효소 혼합물 A의 경우 24 시간째에 맥아당 함량이 51.2% (도 1), 효소 혼합물 C의 경우 24 시간째에 맥아당 함량이 64.5 %로 나타나 (도 2), 효모 발효 공정 및 농축 공정이 효소 활성 증가에 필수적임을 확인하였다.
실시예 3: 효소 혼합물과 타사 베타-아밀라제 제품의 비교
본 발명의 효소 혼합물 C의 효소 활성 및 맥아당 생성능을 시중에서 판매하는 베타-아밀라제 제품인 Optimal BBA (Genencor International) 및 Secura (Novozyme)를 비교군으로 하여 비교, 평가하였다. 효소 활성과 맥아당 함량은 실시예 2와 동일한 방법으로 확인하였으며, 비교군의 경우 베타-아밀라제 효소 단독으로는 맥아당 생성 효율이 떨어지는 측면을 고려하여 플루라나제를 함께 첨가(당액 고형분 대비 0.1%)하여 시험을 수행하였다.
| 품질항목 | 효소 혼합물 C (㈜에스비푸드) |
Optimal BBA (Genencor International) |
Secura (Novozyme) |
| 베타-아밀라제 역가(u/g) | 1,850 이상 | 1,500 | 1,280 |
| 역가비교(%) | 100(기준) | 81 | 69 |
| 효소사용량(%) | 0.03~0.06 | 0.03~0.06 | 0.03~0.06 |
| 당화시간(hrs) | 24 | 24 | 24 |
| 맥아당함량(DB%) | 65 이상 | 40~45 | 40~45 |
| 사용효소 종류 | 베타-아밀라제 혼합물 | 베타-아밀라제 플루라나제 |
베타-아밀라제 플루라나제 |
| 효소제조 방법 | 1. 발효법(non-GMO) 2. 효모 발효법(천연) |
발효법(GMO) 유전자 조작 |
발효법(GMO) 유전자 조작 |
그 결과, 본 발명의 효소 혼합물 C에 존재하는 베타-아밀라제의 역가는 1,850 이상으로 측정되었으나 시중 판매 중인 2 종의 제품은 각각 1,500 및 1,280의 역가를 나타내는데 그쳤다 (표 3). 또한, 베타-아밀라제와 플루라나제를 혼합하여 맥아당을 생성한 경우 맥아당 함량을 40 ~ 45 DB%로 제조하는데 그쳤으나, 본 발명의 효소 혼합물 C는 65 DB% 이상의 맥아당 함량을 가지는 것으로 확인되어, 맥아당시럽의 제조용 조성물로서 매우 우수한 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다. 특히, 시중 판매 중인 베타-아밀라제, 플루라나제 등은 유전자 조작 미생물을 통해 생산되는 것으로 GMO의 위험성에 대한 문제가 있으나, 본 발명의 제조 방법을 통해 생산된 효소 혼합물은 고구마로부터 제조된 천연 산물로서 안전성이 보장되고, 제조공정이 간편할 뿐만 아니라 공정에 소요되는 비용을 최소화할 수 있어 대량 생산에 적합하다는 장점을 가진다.
실시예 4: 국내산 고구마 주요 품종별 베타-아밀라제 활성 비교
본 발명의 재현성 확보를 위해, 국내산 고구마의 주요 품종별로 상기 실시예 1의 제조방법에 따라 효소 혼합물 A를 제조하고, 실시예 2에 기재된 것과 동일하게 각 효소 혼합물에서 베타-아밀라제의 활성을 확인하였다.
| 항목구분 | 고건미 | 진홍미 | 대유미 | 맛나미 |
| 베타-아밀라제 활성(unit/g) |
1,400~1,500 | 1,390~1,480 | 1,405~1,510 | 1,420~1,490 |
| 주요 재배지역 | 논산/해남 | 보령/익산 | 무안/함양 | 청원/김제 |
그 결과, 본 발명의 제조방법을 통해 고구마의 재배 지역이나 품종에 관계 없이 동등한 수준으로 베타-아밀라제를 포함하는 효소 혼합물을 제조할 수 있음을 확인하였다 (표 4).
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (8)
- (a) 고구마를 분쇄하여 고구마 즙액을 제조하는 단계;
(b) 상기 고구마 즙액을 포도당, 맥아당 및 설탕을 포함하는 용액 하에 24 시간 내지 96 시간 배양하고 1차 여과하는 단계;
(c) 효모를 이용하여 상기 배양된 고구마 즙액을 발효시키고 2차 여과하는 단계; 및
(d) 상기 2차 여과 산물을 농축하는 단계를 포함하는, 맥아당시럽 제조용 조성물의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계에서 제조된 고구마 즙액의 고형분 농도는 0.1 Bx 내지 60 Bx인 것인, 맥아당시럽 제조용 조성물의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 배양 온도는 20 ℃ 내지 50 ℃인 것인, 맥아당시럽 제조용 조성물의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 발효 시간은 36 시간 내지 144 시간인 것인, 맥아당시럽 제조용 조성물의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 (d) 단계에서 농축은 고형분의 농도가 30 Bx 내지 60 Bx가 되도록 하는 것인, 맥아당시럽 제조용 조성물의 제조방법.
- 제1항의 제조방법으로 제조된, 맥아당시럽 제조용 조성물.
- (a) 고구마를 분쇄하여 고구마 즙액을 제조하는 단계;
(b) 상기 고구마 즙액을 포도당, 맥아당 및 설탕을 포함하는 용액 하에 24 시간 내지 96 시간 배양하고 1차 여과하는 단계;
(c) 효모를 이용하여 상기 배양된 고구마 즙액을 발효시키고 2차 여과하는 단계;
(d) 상기 2차 여과 산물을 농축하여 맥아당시럽 제조용 조성물을 제조하는 단계; 및
(e) 상기 맥아당시럽 제조용 조성물을 수전분과 반응시키는 단계를 포함하는, 맥아당시럽의 제조방법.
- 제7항에 있어서, 상기 수전분은 옥수수 전분, 소맥 전분, 감자 전분, 타피오카 전분, 카사바 전분, 밀 전분, 사고 (sago) 전분 및 고구마 전분으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것인, 맥아당시럽의 제조방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170158729A KR102015104B1 (ko) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | 베타-아밀라제를 함유하는 맥아당시럽 제조용 조성물 및 이의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020170158729A KR102015104B1 (ko) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | 베타-아밀라제를 함유하는 맥아당시럽 제조용 조성물 및 이의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190060480A true KR20190060480A (ko) | 2019-06-03 |
| KR102015104B1 KR102015104B1 (ko) | 2019-08-29 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020170158729A KR102015104B1 (ko) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | 베타-아밀라제를 함유하는 맥아당시럽 제조용 조성물 및 이의 제조방법 |
Country Status (1)
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| KR (1) | KR102015104B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR870001673B1 (ko) * | 1984-12-06 | 1987-09-21 | 안용근 | 고구마 β-아밀라제 정제 및 결정화 방법 |
| KR890003736B1 (ko) * | 1984-08-10 | 1989-10-04 | 바르코 인코퍼레이티드 | 밀납보리로부터 생성물을 회수하는 방법 |
| JP2005046110A (ja) * | 2003-07-31 | 2005-02-24 | National Agriculture & Bio-Oriented Research Organization | β−アミラーゼの製造方法 |
-
2017
- 2017-11-24 KR KR1020170158729A patent/KR102015104B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR890003736B1 (ko) * | 1984-08-10 | 1989-10-04 | 바르코 인코퍼레이티드 | 밀납보리로부터 생성물을 회수하는 방법 |
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| JP2005046110A (ja) * | 2003-07-31 | 2005-02-24 | National Agriculture & Bio-Oriented Research Organization | β−アミラーゼの製造方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 자색고구마 효소 만들기, 네이버 블로그(2013.01.23.), 인터넷(https://blog.naver.com/65jooyeon/176763458) 1부.* * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102015104B1 (ko) | 2019-08-29 |
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