KR20200054717A - 발효 레시틴의 제조방법 - Google Patents

발효 레시틴의 제조방법 Download PDF

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이정애
이은희
정현욱
우태영
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Abstract

본 발명은 유용미생물을 이용한 발효 레시틴의 제조방법에 관한 것으로 더 상세하게는 레시틴(lecithin)에 고초균 또는 유산균을 접종하여 발효시킨 발효 레시틴의 제조방법을 제공한다.

Description

발효 레시틴의 제조방법{Manufacturing method of fermented lecithin}
본 발명은 발효 레시틴의 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 미생물을 이용한 발효 레시틴의 제조방법에 관한 것이다.
레시틴(lecithin)은 한 분자 내에 인산과 콜린으로 구성된 친수성 그룹과 지방산기로 구성된 소수성 그룹을 가진 양쪽성 분자이기 때문에 식품, 화장품, 의약품 제조 시 유화제로서 널리 사용된다. 식품원료로 사용되는 레시틴은 주로 대두, 난황 및 해바라기씨 등에서 얻는데 대두(soybean)는 약 0.3-0.6%의 인지질(phospholipid)을 함유하고 있으며 씨앗류는 약 0.3-0.8%의 레시틴을 함유한다(Dora Krezhova et al., Food Chemistry, DOI: 10.5772/1005, 2011). 또한 식품에 첨가되는 유화제로 주로 사용되는 레시틴의 세계 시장규모는 2016년 8.5억불이며 2020년에는 10.1억불, 2025년에는 13.6억불로 지속적인 성장세에 이를 전망이다 (https://www.marketsandmarkets.com/PressReleases/lecithin-phospholipids.asp, https://www.grandviewresearch.com/press-release/global-lecithin-market). 대두 자체의 가격은 1톤 당 약 340 달러로 킬로그램 당 약 400 원이며 (http://grains.krei.re.kr/new_sub01), 가공품인 식용유의 가격은 킬로그램 당 1,600원이나 대두 레시틴의 가격은 킬로그램 당 30,000원 정도이다. 아울러 레시틴의 함량이 높아지면서 가격 경쟁력이 높아짐에 따라 함량이 99%일 경우에는 그램당 가격이 115 만원으로 급격히 증가한다(https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/p7443?lang=ko&region=KR). 레시틴은 원료에 따라 포화지방산과 불포화지방산의 구성비, 포스파티딜세린 (phosphatidylserine), 포스파티딜이노시톨(phosphatidylinositol) 및 스핑고마이엘린(sphingomyelin)등의 지질의 비율, 항산화제 함량 등 조성물의 구성성분이 달라진다. 현재 대두 레시틴, 난황 레시틴 또는 해바라기 레시틴은 건강기능성 식품으로 판매되고 있는데, 소비자의 기호에 따라 헥산 등 유기용매로 처리한 대두 레시틴에 비해 헥산을 처리하지 않은 해바라기 레시틴 또는 난황 레시틴을 선호하는 경향이 강해지고 있고 대두 레시틴의 경우 유전자변형을 하지 않은 non-GMO 대두 레시틴이나 유전자 조작의 위험이 없는 레시틴으로 해바라기 레시틴의 선호도가 높아지고 있으며 지방산 및 소량 성분이 영양학적으로 우수한 제품을 선호하는 경우 난황 레시틴이 판매되고 있다. 따라서 식품첨가물로 이용되는 레시틴의 경우에도 영양성분이 우수하고 부가가치가 높은 레시틴의 제품군이 요구되고 있는 실정이다. 이와 관련하여 대한민국 등록특허 제1139027호는 바실러스균을 이용한 발효 대두박의 제조방법에 대해 개시하고 있다.
그러나 상기 선행기술의 경우, 대두박에 접종된 바실러스균을 고체 배양하여 발효 대두박을 수득하는 제조방법으로 고초균이나 유산균을 이용하여 발효 레시틴을 제조하는 방법에 관한 기술은 아직 존재하지 않는다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 레시틴을 유용미생물로 발효하여 항산화 및 항혈전 활성을 나타내는 기능성 성분의 함량이 증가하여 식품원료로 사용가능한 발효 레시틴의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 레시틴(lecithin)에 고초균 또는 유산균을 접종하여 발효시키는 발효단계를 포함하는 발효 레시틴의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 상기 제조방법으로 제조된 발효 레시틴이 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 레시틴에 고초균 또는 유산균을 접종한 후 발효하는 발효단계; 발효된 레시틴을 건조시키는 건조단계; 및 건조된 발효 레시틴에 유기용매를 첨가하여 추출하는 유기용매 추출단계를 포함하는 발효 레시틴 추출물의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 제조방법으로 제조된 발효 레시틴 추출물이 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 발효 레시틴을 유효성분을 함유하는, 항혈전제가 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 상기 발효 레시틴 또는 상기 발효 레시틴 추출물을 유효성분으로 함유하는, 항산화능 증진용 건강기능식품이 제공된다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유용미생물을 레시틴에 접종하여 발효함에 따라 항혈전활성 및 항산화활성이 높은 멜라노이딘의 함량이 증가하고 유산균 생균수도 증가하여 프로바이오틱 제품의 식품원료로 사용할 수 있는 효과가 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 대두 레시틴 파우더 또는 액상을 청국장 수용액으로 발효한 후 점성과 색깔을 관찰한 사진이다.
도 2는 본 발명의 청국장 수용액 발효 대두 레시틴의 인지질 함량을 측정하기 위해 TLC 분석을 수행한 사진이다.
도 3은 본 발명의 청국장 수용액 발효 대두 레시틴의 중성지질 함량을 측정하기 위해 TLC 분석을 수행한 사진이다.
도 4는 메주 수용액 대두 레시틴 발효를 통해 제조한 발효 레시틴의 발효 전후 형태를 나타내는 사진이다.
도 5는 나또 수용액 대두 레시틴 발효를 통해 제조한 발효 레시틴의 발효 전후 형태를 나타내는 사진이다.
도 6은 대두, 난황, 밀크 및 카놀라 레시틴에 고초균을 접종하여 발효한 레시틴의 색깔을 관찰한 사진이다.
도 7은 본 발명의 고초균 발효 레시틴의 중성지질 분석을 위한 TLC 실험 사진이다.
도 8은 본 발명의 고초균 발효 레시틴 내 생균수 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 고초균 발효 시간에 따른 고초균 발효 대두 레시틴의 성상을 관찰한 사진이다.
도 10은 고초균 발효 시간에 따른 대두 레시틴 내 생균수 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11은 고초균 발효 대두 레시틴의 중성지질 정량을 위한 TLC 실험을 수행한 사진이다.
도 12는 대두, 난황, 밀크 및 카놀라 레시틴을 유산균으로 발효한 후 성상을 관찰한 사진이다.
도 13은 유산균 발효 레시틴의 중성지질 함량을 분석을 위한 TLC 실험을 수행한 사진이다.
도 14는 유산균 발효 레시틴의 pH 변화를 측정한 결과를 분석한 그래프이다.
도 15는 발효 대두 레시틴의 항산화 활성을 측정한 결과를 분석한 그래프이다.
도 16은 유산균 발효 레시틴 내 생균수를 측정한 결과를 분석한 그래프이다.
도 17은 난황 레시틴 순도에 따른 발효 후 레시틴 내 생균수를 측정한 결과를 분석한 그래프이다.
도 18은 고초균 또는 유산균으로 발효한 대두 레시틴의 항혈전 활성을 분석한 그래프이다.
도 19는 고초균 발효한 대두 레시틴의 멜라노이딘(갈변 물질, brown matter) 함량을 분석한 그래프이다.
용어의 정의:
본 문서에서 사용되는 용어 "발효(fermentation)"는 미생물 자신이 가지고 있는 효소를 이용해 유기물을 분해시키는 과정을 의미한다. 발효반응과 부패반응은 비슷한 과정에 의해 진행되지만 분해 결과, 우리의 생활에 유용하게 사용되는 물질이 만들어지면 발효라 하고 악취가 나거나 유해한 물질이 만들어지면 부패라고 한다.
본 문서에서 사용되는 용어 "레시틴(lecithin)"은 난황, 콩기름, 간, 뇌 등에 다량 존재하는 인산, 콜린, 지방산, 글리세롤, 당지질, 트라이글리세라이드, 인지질로 구성된 복합지질을 총칭한다. 대두 레시틴은 유기용매인 헥산(hexane) 등을 이용 추출하여 대두유를 얻은 후 추가 공정을 거쳐 분리하여 상품화된다. 레시틴 원료로 판매되는 원료 내에 포스파티딜콜린(phosphatidylcholine)의 함량은 식물성 레시틴의 경우 15-17%에 그치며 난황의 경우 70-95%에 달한다 (https://www.novastell.com/Lecithins.html).
발명의 상세한 설명:
본 발명의 일 관점에 따르면, 레시틴(lecithin)에 고초균 또는 유산균을 접종하여 발효시키는 발효단계를 포함하는 발효 레시틴의 제조방법이 제공된다.
상기 제조방법에 있어서, 상기 발효단계는 18 내지 30시간 동안 수행될 수 있고 상기 고초균은 메주, 청국장 또는 낫또에 포함된 것일 수 있다. 또한 상기 레시틴은 식물성 또는 동물성일 수 있고 이때 상기 식물성 레시틴은 대두 레시틴, 해바라기 레시틴 또는 카놀라 레시틴일 수 있고 상기 동물성 레시틴은 난황 레시틴 또는 밀크 레시틴일 수 있다.
상기 제조방법에 있어서, 발효된 레시틴을 건조하는 건조단계를 추가로 포함할 수 있고 상기 건조단계는 진공건조, 드럼건조, 포말건조, 열풍건조 또는 동결건조에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 상기 제조방법으로 제조된 발효 레시틴이 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 레시틴에 고초균 또는 유산균을 접종한 후 발효하는 발효단계; 발효된 레시틴을 건조시키는 건조단계; 및 건조된 발효 레시틴에 유기용매를 첨가하여 추출하는 유기용매 추출단계를 포함하는 발효 레시틴 추출물의 제조방법이 제공된다.
상기 제조방법에 있어서, 상기 유기용매는 C1 내지 C4의 저급알코올 또는 그의 수용액일 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 제조방법으로 제조된 발효 레시틴 추출물이 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 발효 레시틴을 유효성분을 함유하는, 항혈전제가 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 상기 발효 레시틴 또는 상기 발효 레시틴 추출물을 유효성분으로 함유하는, 항산화능 증진용 건강기능식품이 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 상기 발효 레시틴 또는 상기 발효 레시틴 추출물을 유효성분으로 함유하는, 식품첨가용 조성물이 제공된다.
본 발명의 건강기능식품은 캡슐, 정제, 분말, 과립, 액상, 환, 편상, 페이스트상, 시럽, 겔, 젤리 또는 바(bar) 형태의 제제인 것을 특징으로 하는 알코올성 지방간 개선 또는 예방용 건강기능식품. 상기 건강기능식품은 건강기능식품에 적합한 다양한 제형, 예컨대, 탕제, 드링크제, 산제, 환제, 캡슐, 정제(코팅정, 당의정, 설하정 등), 젤리 등의 제형이 사용될 수 있다.
발효(fermentation)는 조리 방법으로 널리 활용되는 기술로서 인간이 섭취하는 음식의 30% 가량이 발효음식이다. 발효가 되면서 식품의 풍미가 증대되고 소화가 용이해지며, 유익균에 의해 부패가 방지되어 식품의 유효기간이 연장되기 때문에 김치류, 장류, 주류, 식초류, 치즈, 요거트 등의 발효식품이 발전되어 왔다. 고초균 또는 메주균과 같은 균주는 주로 대두 발효에 사용되는데 대두 식품군은 된장, 청국장 이외에도 다양하게 존재한다. 발효 콩 음료는 채식주의자와 글루텐 소화 장애를 가진 사람들 사이에 유행하고 있으며 다양한 발효제품이 출시되고 있다. 김치나 유제품 발효에 이용되는 유산균도 널리 활용되는 대표적인 유익균으로 일반적으로 단당류로부터 50% 이상의 유산을 생산하는 균을 총칭한다. 고초균과 유산균은 각각 단백질과 탄수화물을 주로 분해시키며 발효작용을 하는 것으로 알려져 있다. 고초균은 단백질 분해효소를 대량 생성하는 미생물로 상기 균을 삶은 콩에 번식시키면 단백질이 분해되어 아미노산이 생성되어 맛과 소화율을 높인다. 대두를 발효한 제품은 청국장, 된장 등 널리 시판되고 있으며 대두 가공품을 발효하기 위한 연구도 널리 진행되고 있고 대두에서 기름 및 레시틴을 제거한 대두박을 발효하여 산업적으로 이용하기 위한 연구도 광범위하게 진행되고 있다. 레시틴을 포스포리파제로 처리하여 가수분해 산물을 얻는 경우(Enzymatic modification of lecithin, US7189544; Methods for making lysophosphatidylcholine, US5716814), 리파제로 처리하여 아세틸 레시틴을 얻는 경우 (Enzymatic process for the preparation of an acetylated phospholipid, US6403344) 등 레시틴의 발효제품은 산업적으로 널리 사용되고 있으나 대부분 리파제를 이용한 가수분해 제품이며, 고초균이나 유산균 등 유용미생물을 이용한 경우는 전무한 실정이다. 특히 순도가 높은 레시틴을 고초균과 같은 유용미생물로 발효할 경우 따로 정제할 필요가 없어 제품화 가능성이 높으나 발효가 진행될 수 있을지 미지수였다.
이에 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하고자 예의 노력한 결과 본 발명에서 유용미생물을 이용하여 다양한 레시틴을 발효하여 순도(>99%)가 높은 난황 레시틴을 제외하고는 다양한 종류의 레시틴이 고초균에 의해 발효되었으며 발효 후 항산화활성이 높은 멜라노이딘(melanoidine)을 포함하는 갈색물질(brown matter)의 함량이 증가하고 항혈전활성도 증가함을 확인하였다. 또한 단백질과 당류의 함량이 거의 없는 레시틴의 경우에도 발효과정을 거친 결과 제품의 물성과 성상이 변화함을 확인하여 발효 레시틴이 형성됨을 관찰하였다. 아울러 발효 후에는 레시틴의 색이 갈색으로 변하여 특유의 풍미를 나타내었고 파우더 형태의 레시틴의 경우 끈끈해지는 경향을 보이기도 하여 발효에 의해 물리화학적 성상이 변화함을 관찰하였으며 밀크 레시틴은 유산균 발효시 pH가 감소하였고 유산균 생균수가 크게 증가하여 프로바이오틱 제품으로 식품원료로 사용될 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
실시예 1: 청국장 수용액 대두 레시틴의 발효
본 발명자들은 대두 레시틴의 발효를 위해 청국장 가루(송림식품) 10 g에 물 50 mL를 첨가 후 원심분리하였고 상등액을 수득하여 청국장 수용액을 제조하였다. 그 후 대두 레시틴 파우더(SOLEC™ FP-40, DuPont Nutrition & Health) 및 액상 (SOLEC 2F-UB, DuPont Nutrition & Health)을 각각 100 g에 상기 청국장 수용액 20 mL를 첨가하여 혼합한 후 청국장 발효기(엔유씨 요구르트청국장제조기NYF-G2824, 엔유씨전자)를 통해 72시간 동안 발효하여 발효 대두 레시틴/물 혼합물을 제조하였다.
그 결과, 발효 후 대두 레시틴 파우더는 점성이 증가하였으나 액상은 점성이 감소하였다(도 1).
실시예 2: 인지질 분석
본 발명자들은 TLC 분석을 통해 본 발명의 청국장 수용액 발효 대두 레시틴의 인지질 함량 분석을 수행하였다. 먼저, 상기 실시예 1의 대두 레시틴 파우더 및 액상 발효 전후 샘플(레시틴 100 g에 청국장 수용액을 20 g을 첨가)을 동결건조한 후 전개용매(CHCl3 : 메탄올 : 물 = 65 : 25 : 4) 및 염색 수용액(H3PO4의 CuSO4)을 통한 TLC 실험으로 인지질(phospholipid)을 분석하였다.
그 결과, 대두 레시틴 파우더 및 액상 모두 발효 전후 인지질 함량 변화는 거의 없는 것으로 나타났다(도 2).
실시예 3: 중성지질 분석
본 발명자들은 TLC 분석을 통해 본 발명의 청국장 수용액 발효 대두 레시틴의 중성지질 함량 분석을 수행하였다. 먼저, 상기 실시예 1의 대두 레시틴 파우더 및 액상 발효 전후 샘플(무게비로 83%)을 동결건조한 후 전개용매(헥산:에틸에테르:초산=70:30:1) 및 염색 수용액(H3PO4의 CuSO4)을 통한 TLC 실험으로 중성지질(neutral lipid)을 분석하였다.
그 결과, 대두 레시틴 파우더 및 액상 모두 발효 전후 유기 지방산의 함량이 증가한 것으로 나타났다(도 3).
실시예 3: NMR 분석
본 발명자들은 NMR 분석을 통해 본 발명의 청국장 수용액 발효 대두 레시틴의 인지질 함량분석을 수행하였다. 상기 실시예 1의 대두 레시틴 파우더 및 액상 발효 전후 샘플(무게비로 83%)을 이용하여 31P-NMR로 전체 고형분 내의 지질의 조성을 분석하였다.
그 결과, 대두 레시틴 파우더 및 액상 모두 발효 전후 인지질 함량의 변화는 거의 없는 것으로 나타났다(표 1 참조). 상기 NMR 분석 결과를 하기 표 1에 요약하였다.
NMR 분석 결과
샘플 총PL(%) PC(%) LPC(%) PI(%) PE(%) APE(%) PG+LPE(%) PA(%)
파우더 발효 전 98.2 47.7 3.8 13.3 21.1 3.4 3.5 5.5
파우더 발효 후 89.6 40.5 4.0 13.3 20.2 3.3 3.3 5.1
액상 발효 전 60.5 19.0 1.0 12.9 16.9 2.2 1.9 6.7
액상 발효 후 60.6 18.1 1.7 12.7 17.0 2.0 2.8 6.5
실시예 4: 지방산 분석
본 발명자들은 NMR 분석을 통해 본 발명의 청국장 수용액 발효 대두 레시틴의 지방산 함량분석을 수행하였다. 상기 실시예 1의 대두 레시틴 파우더 및 액상 발효 전후 샘플(무게비로 83%)을 이용하여 전체 고형분 내의 지방산의 조성을 분석하였다.
그 결과, 대두 레시틴 파우더 및 액상 모두 발효 후 지방산 함량이 20% 가량 감소한 것으로 나타났다(표 2 참조). 상기 지방산 함량 분석 결과를 하기 표 2에 요약하였다.
지방산 분석 결과
샘플 C16:0
팔미트산		 C18:0
스테아르산		 C18:1n9
올레산		 C18:2n6
리놀렌산		 C18:3n3
α-리놀렌산
파우더 발효 전 10.3 2.1 4.1 36.8 4.3
파우더 발효 후 7.9 1.5 3.3 26.6 3.1
액상 발효 전 11.3 3.0 10.8 41.7 5.0
액상 발효 후 9.6 2.3 8.4 33.4 4.0
실시예 5: 메주 수용액 대두 레시틴 발효
본 발명자들은 메주 수용액 대두 레시틴 발효를 통해 발효 레시틴을 제조하였다. 먼저 샘플은 대두 레시틴 파우더(SOLEC™ FP-40, DuPont Nutrition & Health)를 사용하였고 메주 가루(복표, 디라이스) 10 g에 물 50 mL를 첨가 후 원심분리를 통해 상등액을 수득하여 청국장 수용액을 제조하였다. 그 후 상기 레시틴 샘플 100 g에 청국장 수용액 20 mL를 혼합한 후 청국장 발효기(엔유씨 요구르트청국장제조기NYF-G2824, 엔유씨전자)에서 24 시간 동안 발효하여 발효 대두 레시틴/물 혼합물을 제조하였고 이를 동결건조하여 발효 레시틴을 제조하였다.
그 결과, 발효 후 파우더 레시틴의 점성이 증가하였고 색깔은 발효 전과 유사하나 청국장 수용액으로 발효한 대두 레시틴에 비해 훨씬 연하게 나타났다(도 4).
실시예 6: 낫또 수용액 대두 레시틴 발효
본 발명자들은 나또 수용액 대두 레시틴 발효를 통해 발효 레시틴을 제조하였다. 먼저 샘플은 대두 레시틴 파우더(SOLEC™ FP-40, DuPont Nutrition & Health)를 사용하였고 낫또 가루(갑당약초) 10 g에 물 50 mL를 첨가 후 원심분리하였고 상등액을 수득하여 청국장 수용액을 제조하였다. 그 후 상기 레시틴 100 g에 청국장 수용액 20 mL를 혼합한 후 청국장 발효기(엔유씨 요구르트청국장제조기NYF-G2824, 엔유씨전자)에서 24 시간 동안 발효하여 발효 대두 레시틴/물 혼합물을 제조하였고 이를 동결건조하여 발효 레시틴을 제조하였다.
그 결과, 파우더 레시틴은 발효 후 점성이 증가하였고 색깔은 청국장 수용액으로 발효한 대두레시틴에 비해 훨씬 연하고 메주 수용액으로 발효한 경우보다 옅은 갈색을 나타내었다(도 5).
실시예 7: 레시틴의 고초균 발효
본 발명자들은 대두, 난황, 카놀라 레시틴, 밀크 레시틴 20 g 에 증류수 10 mL (밀크 레시틴의 경우 증류수 30 mL 첨가)를 넣고 혼합한 후 10% 고초균 스타터를 4 g 첨가한 후 청국장 발효기 (엔유씨 요구르트청국장제조기NYF-G2824, 엔유씨전자)에서 청국장 발효 메뉴로 24 시간 동안 발효하여 발효 레시틴/물 혼합물을 제조한 결과 발효 후 레시틴의 점성이 증가하였고 발효 전에 비해 진한 갈색을 나타내었다(도 6). 상기 발효에 사용된 다양한 종류의 레시틴에 대한 성분정보를 하기 표 3에 요약하였다.
레시틴 성분 정보
레시틴 대두 난황 밀크 카놀라
원료명 UCLEC 900 GL-90E Lipamin M20 RAP P200 IPM
성상 분말 페이스트 분말 분말
제조사 Unitechem GoshenBiotech Leico Lecico
총지질(%) 99 99 32 99
인지질(%) 95 95 20 95
포스파티딜콜린(%) 37 80 6 39
실시예 8: 인지질 분석을 위한 NMR 실험
본 발명자들은 본 발명의 고초균 발효 레시틴의 인지질 분석을 위한 NMR 실험을 수행하였다. 실험 샘플은 하기 표 4의 샘플을 사용하여 고초균으로 24시간 동안 발효하였다.
31P-NMR로 고초균 발효 레시틴의 전체 고형분 내 지질의 조성을 분석한 결과 발효 전후 인지질 함량의 변화는 거의 없는 것으로 나타났다(표 5 참조). 상기 인지질 분석 결과를 하기 표 5에 요약하였다.
고초균 발효 레시틴 샘플
레시틴 대두 난황 밀크 카놀라
원료명 UCLEC 900 GL-90E Lipamin M20 RAP P200 IPM
성상 분말 페이스트 분말 분말
제조사 Unitechem GoshenBiotech Leico Lecico
인지질의 함량 변화
레시틴 발효시간(d) 함량(중량%)
PC LPC PS SM PI PE APE PG+
LPE		 PA
대두 0 37.3 3.0 0.0 0.0 21.3 26.2 3.6 3.1 5.0
1 38.0 3.1 0.0 0.0 20.7 26.4 3.5 3.0 4.9
2 38.1 2.8 0.0 0.0 20.4 26.6 3.6 3.0 5.0
3 37.3 3.8 0.0 0.0 20.9 26.1 3.3 3.3 4.9
난황 0 81.9 5.3 0.0 2.7 0.4 8.1 0.7 1.0 0.0
1 80.8 6.3 0.0 0.0 0.5 10.5 0.7 1.2 0.0
밀크 0 30.0 0.0 12.5 25.0 0.0 30.0 0.0 0.0 0.0
1 32.3 0.0 10.7 19.5 7.5 28.0 0.0 0.0 0.0
카놀라 0 39.0 7.4 0.0 0.0 16.9 21.3 0.8 4.3 9.7
1 35.3 7.2 0.0 0.0 19.6 22.0 1.0 4.6 9.7
(상기 표 5의 약자에 관한 정보는 하기와 같다: PC: phosphatidylcholine, LPC: lysophosphatidylcholines, PS: phosphatidylserine, PI: phosphatidylinositol, PE: phosphatidylethanolamine,
APE: N-acylphosphatidylethanolamine, PG:phosphatidylgycerol LPE:lysophosphatidylethanolamine, PA:phosphatidic acid.)
실시예 9: 중성지질 분석을 위한 TLC 실험
본 발명자들은 본 발명의 고초균 발효 레시틴의 중성지질 분석을 위한 TLC실험을 수행하였다. 실험 샘플은 상기 표 4의 샘플을 사용하여 고초균으로 24시간 동안 발효하였다. 고초균 발효 대두 레시틴의 발효 전후 샘플(레시틴 20 g에 물을 10 g, 10% 고초균 스타터를 4 g 넣어 제조)을 동결건조한 후 전개용매(헥산:에틸에테르:초산=70:30:1) 및 염색 수용액(H3PO4의 CuSO4)을 통한 TLC 실험으로 중성지질(neutral lipid)을 분석한 결과 발효 전후 유리 지방산의 함량이 증가한 것으로 나타났다(도 7).
실시예 10: 레시틴 내 생균수 측정
본 발명자들은 본 발명의 고초균 발효 레시틴 내 생균수를 측정하였다. 실험 샘플은 상기 표 4의 샘플을 사용하여 고초균으로 24시간 동안 발효하였고 발효 전후 레시틴 샘플 내 고초균 및 유산균 생균수를 측정한 결과 난황 레시틴에서는 고초균 생균이 관찰되지 않았으나 대두, 밀크 및 카놀라 레시틴에서는 발효 후 고초균 및 유산균이 생육하고 발효가 잘 진행되는 것으로 나타났다(도 8).
실시예 11: 발효시간에 따른 성상 분석
본 발명자들은 고초균 발효 시간에 따른 고초균 발효 대두 레시틴의 성상을 관찰하였다. 하기 표 6의 대두 레시틴 샘플 20 g에 증류수 10 mL를 첨가하여 혼합한 후 10% 고초균 스타터를 4 g을 넣고 청국장 발효기(엔유씨 요구르트청국장제조기NYF-G2824, 엔유씨전자)에서 청국장 발효 메뉴로 24, 48, 및 72 시간 발효하여 발효 레시틴/물 혼합물을 제조한 결과 발효 후 대두 레시틴의 점성이 증가하였고 발효 시간에 따라 진한 갈색으로 변하는 것을 관찰하였다(도 9).
레시틴 샘플 정보
레시틴 대두
원료명 UCLEC 900
성상 분말
제조사 Unitechem
총지질(%) 99
인지질(%) 95
포스파티딜콜린(%) 37
실시예 12: 발효시간에 따른 생균수 측정
본 발명자들은 고초균 발효 시간에 따른 대두 레시틴 내 생균수를 측정하였다. 대두 레시틴(UCLEC 900)을 고초균으로 24, 48 및 72 시간 동안 발효한 발효 대두 레시틴을 샘플로 사용하여 발효 전후 레시틴 샘플 내 고초균 및 유산균 생균수를 측정한 결과 발효 시간 조건 중에서 24시간 발효 조건이 고초균 및 유산균의 생육에 가장 적합한 것으로 나타났다(도 10).
실시예 13: 중성지질 정량을 위한 TLC 실험
본 발명자들은 고초균 발효 대두 레시틴의 중성지질 정량을 위한 TLC 실험을 수행하였다. 대두 레시틴(UCLEC 900)을 고초균으로 24, 48 및 72 시간 동안 발효한 발효 대두 레시틴을 샘플로 사용하였고 레시틴 발효 전후 샘플(레시틴 20 g에 물을 10 g, 10% 고초균 스타터를 4 g 넣어 제조)을 동결건조 후 전개용매(헥산 : 에틸에테르 : 초산 = 70 : 30 : 1), 염색 수용액(H3PO4의 CuSO4), 샘플 농도 5,000 ppm 및 팔미트산 농도 50 ppm의 조건으로 TLC 실험을 수행하여 중성지질(neutral lipid) 함량을 분석한 결과 발효 후 대두 레시틴의 유리지방산의 함량이 0%에서 최대 2.5%까지 증가한 것으로 나타났다(도 11). 상기 TLC 실험 조건 및 분석 결과를 하기 표 7에 요약하였다.
TLC 실험 조건 및 결과
트랙 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
샘플 대두 레시틴 발효(h) 팔미트 산
 대두 레시틴 발효(h)
0 24 48 72 24 48 72
로딩(㎕) 10 10 10 10 5 10 20 30 40 50 5 5 5
상대 지역 3171.4 9555.1 10390.7 10094.5 7343.1 10124.1 13555.4 16356.9 18895.3 20758.3 8495.5 9208.8 10468.0
지방산(%) 0 0.95 1.21 1.12 1.24 1.68 2.47
실시예 14: 레시틴의 유산균 발효
본 발명자들은 대두, 난황, 밀크 및 카놀라 레시틴을 유산균으로 발효한 후 성상을 관찰하였다. 먼저 상기 표 3의 대두, 난황, 카놀라 레시틴, 밀크 레시틴 20 g 에 증류수 10 mL(밀크 레시틴의 경우 증류수 30mL 첨가)를 넣고 혼합한 후 10% 유산균 스타터를 4 g 넣고 청국장 발효기(엔유씨 요구르트청국장제조기NYF-G2824, 엔유씨전자)에서 요구르트 발효 메뉴로 6시간 동안 발효하여 발효 레시틴/물 혼합물을 제조하였다. 그 결과 유산균 발효 후 점성이 증가하였고 밀크 레시틴을 제외한 레시틴은 진한 갈색으로 변한 것을 관찰하였다(도 12).
실시예 15: 유산균 발효 레시틴의 중성지질 함량 분석
본 발명자들은 상기 실시예 14의 유산균 발효 레시틴의 중성지질 함량을 분석하였다. 먼저 유산균으로 발효한 대두, 난황, 밀크 및 카놀라 레시틴 샘플 (레시틴 20 g에 물을 10 g, 10% 고초균 스타터를 4 g 넣어 제조하였고 밀크 레시틴의 경우 레시틴 20 g에 물을 30 g, 10% 유산균 스타터를 4 g 넣어 제조)을 동결건조하였고 전개용매(헥산 : 에틸에테르 : 초산 = 70 : 30 : 1) 및 염색 수용액(H3PO4의 CuSO4)을 통한 TLC 실험으로 중성지질(neutral lipid)을 분석하였다. 그 결과, 유산균 발효 전후 레시틴의 중성지질의 조성은 변하지 않은 것으로 나타났다(도 13).
실시예 16: 유산균 발효 레시틴의 pH 변화 측정
본 발명자들은 상기 실시예 14의 유산균 발효 레시틴의 pH 변화를 측정하였다. 유산균 발효 전후 레시틴 시료 1 g을 증류수 9 g으로 희석하고 원심분리하여 상등액을 수득하였고 상기 상등액에 pH 미터를 사용하여 pH를 측정하였다. 그 결과, 유산균 발효 후 밀크 레시틴의 산성도가 감소하였다(도 14).
실시예 17: 항산화 활성 분석
본 발명자들은 발효 대두 레시틴의 항산화 활성을 측정하였다. 고초균으로 24 시간 발효한 대두 레시틴(Solec FP-40)을 샘플로 사용하였고 종래 DPPH 자유 라디칼 제거 실험 자료를 토대로 항산화 활성 분석을 수행하였다(OP Sharma et al., Food Chemistry, 113:1202-1205, 2009).
그 결과, 고초균 발효전 IC50값이 37.8 mM 였으나 발효 후 발효 후 15.3 mM로 항산화 활성이 증가한 것으로 나타났다(도 15).
실시예 18: 유산균 발효 후 생균수 측정
본 발명자들은 유산균 발효후 레시틴 내 생균수를 측정하였다. 상기 표 3의 샘플을 이용하여 유산균 6 시간 발효 전후 레시틴 샘플 내 고초균 및 유산균 생균수를 측정한 결과, 난황 레시틴에서는 고초균 및 유산균 생균이 관찰되지 않았으나 대두, 밀크 및 카놀라 레시틴은 발효가 잘 진행되어 많은 수의 고초균 및 유산균이 생육하고 있는 것으로 나타났다(도 16).
실시예 19: 난황 레시틴 순도에 따른 생균수 측정
본 발명자들 난황 레시틴 순도에 따른 발효 후 레시틴 내 생균수를 측정하였다. 하기 표 8의 난황 레시피 샘플을 이용하여 고초균 24 시간 또는 유산균 6 시간 발효 전후 순도가 다른 레시틴 샘플 내 고초균 및 유산균 생균수를 측정하였다. 그 결과, 고초균 발효 후 순도가 높은 레시틴(90E)은 균이 생육하지 않았으나, 순도가 낮은 레시틴(90E)에서는 생육이 관찰되었다. 또한 유산균도 마찬가지로 고순도에서는 균이 관찰되지 않았으나 저순도에서 관찰되었다(도 17). 상기 난황 레시피 샘플 정보를 하기 표8에 요약하였다.
난황 레시틴 샘플 정보
레시틴 난황 난황
원료명 GL-90E GL-70E
인지질 함량(%) >90 >70
성상 페이스트 페이스트
제조사 GoshenBiotech GoshenBiotech
실시예 20: 대장균 수 측정
본 발명자들 발효 후 레시틴 내 대장균수를 측정하였다. 상기 표 3의 레시틴 샘플을 이용하여 고초균 24시간 또는 유산균 6시간 발효하거나 대두 레시틴을 고초균으로 1 내지 3일 동안 발효한 후 대장균 수를 측정하였다. 그 결과, 발효 후 대장균이 관찰되지 않았음으로 오염되지 않음을 확인하였다.
실시예 21: 항혈전 활성 측정
본 발명자들 본 발명의 발효 레시틴의 항혈전 활성을 측정하였다. 샘플은 고초균 또는 유산균으로 24시간 동안 발효한 대두 레시틴을 사용하였고 Clear zone experiment로 항혈전 활성을 측정하였다. 그 결과, 고초균 발효 레시틴에서는 항혈전활성이 증가하였으나, 유산균 발효 레시틴에서는 항혈전 활성이 관찰되지 않았다(도 18).
실시예 22: 멜라노이딘 함량 측정
본 발명자들 고초균 발효한 대두 레시틴의 멜라노이딘(갈변 물질, brown matter) 함량을 측정하였다. 샘플은 고초균으로 1 내지 3일간 발효한 대두 레시틴(UCLEC 900) 및 24시간 동안 발효한 카놀라 레시틴을 사용하였고 헥산을 추출한 침전물을 클로로포름/메탄올(2:1, v/v) 혼합액으로 추출하여 지용성 갈변물질(lipophilic brown pigment; LBP)을 수득하였고 메탄올-증류수(1:1, v/v)로 추출하여 수용성 갈변물질(hydrophilic brown pigment; HBP)을 수득하여 420 nm에서 흡광도를 측정하였다.
그 결과, 고초균 발효 전과 비교하여 발효 후 항산화 활성을 갖는 멜라노이딘인 갈변 물질의 함량 4~5배 증가하였고 대두 레시틴의 경우 24시간 발효한 실험군의 갈변 물질 함량이 가장 높게 나타났다(도 19).
결론적으로 본 발명의 발효 레시틴의 제조방법은 레시틴을 고초균 또는 유산균으로 발효한 결과 항산화 및 항혈전 활성을 나타내는 기능성 성분의 함량이 증가하였으므로 영양성분이 우수하고 부가가치가 높은 식품첨가물로 활용 가능하다.
본 발명은 상술한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 레시틴(lecithin)에 고초균 또는 유산균을 접종하여 발효시키는 발효단계를 포함하는 발효 레시틴의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발효단계는 18 내지 30시간 동안 수행되는, 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고초균은 메주, 청국장 또는 낫또에 포함된 것인, 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 레시틴은 식물성 또는 동물성인, 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 식물성 레시틴은 대두 레시틴, 해바라기 레시틴 또는 카놀라 레시틴인, 제조방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 동물성 레시틴은 난황 레시틴 또는 밀크 레시틴인, 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    발효된 레시틴을 건조하는 건조단계를 추가로 포함하는, 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 건조단계는 분무건조, 진공건조, 드럼건조, 포말건조, 열풍건조 또는 동결건조에 의해 수행되는, 제조방법.
  9. 제1항의 제조방법으로 제조된 발효 레시틴.
  10. 레시틴에 고초균 또는 유산균을 접종한 후 발효하는 발효단계;
    발효된 레시틴을 건조시키는 건조단계; 및
    건조된 발효 레시틴에 유기용매를 첨가하여 추출하는 유기용매 추출단계를 포함하는 발효 레시틴 추출물의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유기용매는 C1 내지 C4의 저급알코올 또는 그의 수용액인, 제조방법.
  12. 제10항의 제조방법으로 제조된 발효 레시틴 추출물.
  13. 제9항의 발효 레시틴을 유효성분을 함유하는, 항혈전제.
  14. 제9항의 발효 레시틴 또는 제12항의 발효 레시틴 추출물을 유효성분으로 함유하는, 항산화능 증진용 건강기능식품.
  15. 제9항의 발효 레시틴 또는 제12항의 발효 레시틴 추출물을 유효성분으로 함유하는, 식품첨가용 조성물.
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