KR20210107435A - Method of preparing lava seawater natural mineral coating probiotics and spray-drided formulations of lava seawater natural mineral coating probiotics thereby - Google Patents

Method of preparing lava seawater natural mineral coating probiotics and spray-drided formulations of lava seawater natural mineral coating probiotics thereby Download PDF

Info

Publication number
KR20210107435A
KR20210107435A KR1020200022437A KR20200022437A KR20210107435A KR 20210107435 A KR20210107435 A KR 20210107435A KR 1020200022437 A KR1020200022437 A KR 1020200022437A KR 20200022437 A KR20200022437 A KR 20200022437A KR 20210107435 A KR20210107435 A KR 20210107435A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lava seawater
lactic acid
acid bacteria
medium
culture
Prior art date
Application number
KR1020200022437A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102305076B1 (en
Inventor
김두성
김경민
양서진
이창완
최지휘
이승훈
Original Assignee
주식회사 현대바이오랜드
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 주식회사 현대바이오랜드 filed Critical 주식회사 현대바이오랜드
Priority to KR1020200022437A priority Critical patent/KR102305076B1/en
Priority to PCT/KR2020/004407 priority patent/WO2020204576A1/en
Priority to CN202080027218.XA priority patent/CN113692273B/en
Priority to PCT/KR2020/004412 priority patent/WO2020204579A1/en
Priority to PCT/KR2020/004489 priority patent/WO2020204615A1/en
Publication of KR20210107435A publication Critical patent/KR20210107435A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102305076B1 publication Critical patent/KR102305076B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, 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
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, 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
    • A23L33/00Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/135Bacteria or derivatives thereof, e.g. probiotics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2200/00Function of food ingredients
    • A23V2200/30Foods, ingredients or supplements having a functional effect on health
    • A23V2200/32Foods, ingredients or supplements having a functional effect on health having an effect on the health of the digestive tract
    • A23V2200/3204Probiotics, living bacteria to be ingested for action in the digestive tract

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)

Abstract

The present invention uses a method of adding lava seawater so that a concentration of lava seawater in a medium becomes 30-70% (v/v) for culturing lactic acid bacteria, thereby precipitating natural minerals contained in lava seawater and proteins on the medium of lactic acid bacteria in a salted out state, and adjusting the salinity of the medium to the concentration at which lactic acid bacteria can grow. In addition, as the lactic acid bacteria are cultured, chaperones, a stress-responsive protein, are generated in the cells due to the stress caused by salt on the salt concentration-controlled medium. By concentrating the culture solution after incubation so that the salted out protein generated during medium sterilization is evenly coated on the outside of the cells, the thermal stability of the cells is significantly increased inside and outside to suppress the death of lactic acid bacteria due to the generation of high temperature during spray drying. Accordingly, it is possible to derive a method of preparing probiotics containing the effect of remarkably improving the storage stability of the spray-dried lactic acid bacteria over time and the effect of withstanding the continuous pH change of the digestive tract of stomach and bile acids in the body. According to the present invention, natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater with excellent storage stability against external temperature changes can be produced and effectively used as biomaterials in food, health functional food and pharmaceutical fields.

Description

용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스의 제조방법 및 이를 이용한 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스 분무건조 제제 {Method of preparing lava seawater natural mineral coating probiotics and spray-drided formulations of lava seawater natural mineral coating probiotics thereby}Method of preparing lava seawater natural mineral coating probiotics and spray-drided formulations of lava seawater natural mineral coating probiotics thereby}

본 발명은 용암해수를 별도의 전처리 없이 배양용수로 사용하여 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅된 유산균을 제조함으로써 분무건조 시 생존율, 경시적 보관 안정성, 섭취 안정성을 동시에 증가시키고 나아가 천연 미네랄을 통해 전해질 불균형을 초래하는 질환인 설사 등에 균형을 잡아주어 장내 프로바이오틱스의 효능을 극대화할 수 있는 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스의 제조방법 및 이를 이용한 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스 분무건조 제제에 관한 것이다.The present invention uses lava seawater as culturing water without separate pretreatment to produce natural mineral-coated lactic acid bacteria derived from lava seawater, thereby simultaneously increasing the survival rate, storage stability over time, and intake stability during spray drying, and furthermore, causes electrolyte imbalance through natural minerals It relates to a method for producing natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater that can maximize the efficacy of intestinal probiotics by balancing diarrhea, etc.

프로바이오틱스(Probiotics)는 일반 요구르트와 같은 호상 요구르트의 제조방법과는 달리, 주로 건강기능식품 중, 배변활동 원활과 장내에서 유산균의 증식을 도와주는 역할을 하는 분말형태의 기능성 유산균을 의미한다. 특히, 2002년 세계보건기구(WHO/FAO)에서 생균(live cells)으로서 적당량 섭취하였을 때, 숙주의 건강에 도움을 주는 미생물로 프로바이오틱스를 정의하면서 많이 대중화되었다. 한국에서는 식품의약품안전처의 건강기능식품 고시형 원료로 등재되어 있으며 장건강을 위한 프로바이오틱스 생균의 일일섭취량은 1억 CFU/day(CFU:Colony Forming Unit) 이상으로 정의하고 있다.Probiotics refer to functional lactic acid bacteria in powder form that play a role in helping the smooth bowel movement and proliferation of lactic acid bacteria in the intestine, mainly among health functional foods, unlike the manufacturing method of yoghurt like general yogurt. In particular, in 2002, the World Health Organization (WHO/FAO) defined probiotics as microorganisms that benefit the health of the host when consumed in an appropriate amount as live cells, and became popular. In Korea, it is listed as a raw material for health functional food by the Ministry of Food and Drug Safety, and the daily intake of live probiotics for intestinal health is defined as more than 100 million CFU/day (CFU: Colony Forming Unit).

최근에 서구화된 식습관, 많은 스트레스 등으로 인한 대장질환이 급증하고 있으며 특히 과민성 장증후군, 염증성 장질환 등의 유병률이 높아지고 있다. 이러한 장 질환의 특징 중 하나는 설사증상으로 대장 내 전해질 균형이 깨지게 되어 수분을 동반한 설사가 일어나게 된다. 이럴 경우, 외부로부터 투입되는 프로바이오틱스가 정상적인 장 정착을 하기 어려워진다. 따라서 이런 질환을 가지고 있는 사람의 프로바이오틱스 사용은 1차적으로 전해질 균형을 회복시켜 프로바이오틱스 효과를 나타내도록 하는 것이 필요하다. In recent years, the incidence of colon diseases due to westernized eating habits and a lot of stress is increasing, and in particular, the prevalence of irritable bowel syndrome and inflammatory bowel disease is increasing. One of the characteristics of these intestinal diseases is diarrhea, which disrupts the electrolyte balance in the large intestine, resulting in diarrhea accompanied by water. In this case, it becomes difficult for probiotics input from the outside to settle in the normal intestine. Therefore, the use of probiotics in people with these diseases is necessary to primarily restore electrolyte balance to show the effect of probiotics.

원활한 장내 프로바이오틱스 효과를 나타내기 위해서는 일정균수 이상의 생균을 섭취해야 하는데 대부분의 경우 위장관을 통과하는 동안 위산과 담즙산에서 사멸되어 장내 도달하는 균수가 미달됨으로써 그 효과를 기대하기 어렵다. 따라서 산업계에서는 1차적으로 고농도 균수의 유산균 배양방법 개발과 함께 분말 제조 시 유산균의 생존율을 높이는 방법을 중요 사항으로 극복하려는 노력이 있었으며 특히, 공기에 노출시 사멸되는 혐기적 특성을 가진 유산균 액상 발효액으로부터 생균 분말 제형으로의 생산을 위해 혐기성을 나타내는 유산균을 여러가지 산업화된 균체배양법, 정제회수공정, 코팅법 등을 제품의 유통기한, 안정성과 관련이 있는 유산균 생존율을 높이는 방향으로 지속적으로 최적화하여 생산해왔다.In order to have a smooth intestinal probiotic effect, it is necessary to ingest more than a certain number of live bacteria. In most cases, it is difficult to expect the effect because the number of bacteria reaching the intestine is insufficient as the number of bacteria reaching the intestine is insufficient during passage through the gastrointestinal tract. Therefore, in the industry, there was an effort to overcome the method of increasing the survival rate of lactic acid bacteria during powder manufacturing as an important issue along with the development of a method for culturing lactic acid bacteria with a high concentration of bacteria. For the production of live cell powder formulations, various industrialized cell culture methods, tablet recovery processes, coating methods, etc. have been continuously optimized to increase the survival rate of lactic acid bacteria, which is related to the shelf life and stability of the product.

배양기술 상의 유산균을 고농도화하는 기술로는 1억 CFU/day(CFU:Colony Forming Unit) 이상의 프로바이오틱스 생균을 안정적으로 제조하기 위해서 배양액의 균수를 50억 CFU/㎖ 이상으로 고농도 배양하는 기술이 필요하며, 선행기술로는 유산균수 증가를 위해 프롤린 첨가를 통한 안정성 증진기술(대한민국 등록특허 제10-1605516호)이 있다. 그러나 이 방법은 프롤린 아미노산을 톤 단위 생산에 투입하는 것으로 경제성 대비 그 효과는 미비하여 대량생산에는 사용하기 어려운 문제점으로 지적되어 왔다.As a technology for high concentration of lactic acid bacteria in culture technology, in order to stably manufacture more than 100 million CFU/day (CFU: Colony Forming Unit) of live probiotics, it is necessary to culture the number of bacteria in the culture medium at a high concentration of 5 billion CFU/ml or more. , as a prior art, there is a technology for enhancing stability through the addition of proline to increase the number of lactic acid bacteria (Korean Patent Registration No. 10-1605516). However, this method has been pointed out as a problem that it is difficult to use for mass production because the effect of this method is insignificant compared to the economical efficiency as proline amino acid is input in ton unit production.

또 하나의 선행기술분야로 분말 제조 시 대표적으로 유산균의 생존율을 높이는 방법으로 코팅 기술을 예로 들 수 있다. 종래의 기술로는 4중코팅 유산균 제조기술(대한민국 등록특허 제10-1280232호)이 대표적이다. As another prior art field, a coating technology can be exemplified as a method of increasing the survival rate of lactic acid bacteria during powder manufacturing. As a conventional technique, a quadruple coating lactic acid bacteria manufacturing technology (Korean Patent Registration No. 10-1280232) is representative.

유산균의 선행 기술상의 코팅기술은 혐기적 특징을 나타내는 유산균에 코팅제를 적층하는 것으로 이를 통해 유통기한을 늘리는 보관안정성 증대를 목적으로 하고 있다. 따라서 코팅의 균일성 및 외부 수분유입에 의한 코팅층 붕괴 시 외부 공기에 노출에는 취약할 수 밖에 없어 혐기적 특성을 나타내는 유산균의 사멸을 가져올 수 있다. 이렇듯 종래의 선행기술들은 유산균이 공기, 온도, 위산, 담즙산 등의 외부 공격인자들을 유산균 자체의 내성능력의 향상보다는 배양공정단계와 후처리공정단계에서 코팅제를 통한 보호막을 형성하여 보관안정성에만 초점을 맞추고 있지만, 설사 등과 같은 장내 전해질 불균형을 초래하는 증상이 발생할 때나, 위장관 연속통과하는 과정에서 코팅막이 벗겨지게 될 경우에는 유산균 자체의 내구성이 확보되어 있지 않으므로 기존 기술로 제조한 코팅 유산균을 섭취하더라도 위장관 환경의 스트레스를 극복하기에는 기술적 한계가 있음이 지적되어 왔다. The coating technology in the prior art of lactic acid bacteria is to laminate a coating agent on the lactic acid bacteria exhibiting anaerobic characteristics, thereby increasing storage stability by extending the shelf life. Therefore, when the coating layer collapses due to the uniformity of the coating and external moisture inflow, it is inevitably vulnerable to exposure to external air, resulting in the death of lactic acid bacteria exhibiting anaerobic properties. As such, the prior art focuses only on storage stability by forming a protective film through the coating agent in the culture process step and post-treatment process step, rather than improving the resistance ability of the lactic acid bacteria itself to external aggressors such as air, temperature, stomach acid, and bile acid. However, the durability of the lactic acid bacteria itself is not secured when symptoms that cause intestinal electrolyte imbalance such as diarrhea occur or when the coating film is peeled off during continuous passage through the gastrointestinal tract. It has been pointed out that there are technical limitations in overcoming the stress of the environment.

유산균 자체의 활력증진을 통한 스트레스를 극복하는 방법으로 heat shock, osmotic shock, acid shock 등의 스트레스를 생존 가능한 임계조건까지 단시간 처리함으로써 혐기성을 극복하는 대안으로 제시되었다. 그러나 산업용 생산조건에서 수 분 이내로 단시간 급격한 스트레스를 유산균에 가하기에는 물리적, 기계적으로 어려움이 있고 스트레스 처리시 균체 사멸과 스트레스 인자를 제거하는 과정에서의 균체량 손실 등으로 인해 상용화는 이루어지지 않고 있다. As a method of overcoming stress by enhancing the vitality of lactic acid bacteria itself, stress such as heat shock, osmotic shock, and acid shock was presented as an alternative to overcoming anaerobic conditions by short-term treatment to the critical condition for survival. However, in industrial production conditions, it is difficult physically and mechanically to apply rapid stress to lactic acid bacteria for a short time within a few minutes, and commercialization has not been achieved due to cell death during stress treatment and loss of cell mass in the process of removing stress factors.

동결건조의 경우, 현재 프로바이오틱스 제제를 생산하기 위해서는 대용량 발효조에서 배양을 하는 업스트림 공정(upstream process)과 원심분리 등의 방법으로 균체를 회수하여 회수된 균체로부터 물을 제거하여 건조분말로 만드는 다운스트림 공정 (downstream process)을 거치게 되는데, 이때 업스트림 공정은 보통 ton 단위로 사용하고 있기에, 다운스트림의 처리용량이 이에 미치지 못할 경우, 처리용량이 100~500L로 톤 단위 배양을 할 경우, 이를 모두 동결건조분말로 생산하기 어렵거나 동결건조를 하더라도 건조시간이 오래 걸리는 생산병목현상이 일어난다. In the case of freeze-drying, in order to produce a current probiotic preparation, an upstream process of culturing in a large-capacity fermenter and a downstream process of recovering cells by centrifugation, etc., removing water from the recovered cells, and making dry powder (downstream process), at this time, since the upstream process is usually used in ton units, if the processing capacity of the downstream does not reach this level, if the processing capacity is 100 ~ 500L, when the ton unit culture is performed, it is all freeze-dried powder Even if it is difficult to produce with a refrigeration system, or freeze-drying, a production bottleneck that takes a long time occurs.

따라서 업스트림 공정(배양공정)과 다운스트림 공정(건조공정)의 생산병목현상의 불균형을 해결하는 방안으로 분무건조방식을 통해 생균제(live cells) 생산을 검토할 수 있다. 그러나 분무건조는 배양액의 농축과정없이 원 부피로 바로 건조할 수 있어 시간과 생산병목현상을 한번에 해결할 수 있지만, 당업자들이 생균제를 분무건조방식으로 사용하지 않았던 이유는 분무건조의 기본원리가 물을 기화시켜 제거 건조하는 방식이기 때문에 노즐의 순간온도가 100℃ 이상 올라가 30~50℃의 평균 생육온도를 가지고 있는 유산균이 사멸되고 그 생존율이 낮기 때문에 산업적 경제성이 없어 사용하지 않고 있다. Therefore, as a way to solve the imbalance of the production bottleneck between the upstream process (cultivation process) and the downstream process (drying process), the production of live cells through spray drying can be considered. However, spray drying can be dried directly in the original volume without concentrating the culture solution, so time and production bottlenecks can be solved at once. Because it is a method to remove and dry the nozzle, the instantaneous temperature of the nozzle rises by more than 100°C, killing lactic acid bacteria with an average growth temperature of 30-50°C, and the survival rate is low.

유산균 생균제의 생산을 분무건조로 생산한 종래기술로 분무 건조시 생존율이 우수한 스트렙토코커스 써모필러스 및 그 용도 (대한민국 등록특허 제10-1699741호)를 제시하고 있으나, 이는 열 안정성이 뛰어난 균주를 발굴하는 기술인데다가, 상대적인 열 안정성이 낮은 락토바실러스 (Lactobacillus sp.) 계열의 저온성 유산균보다 안정성이 높은 스트렙토코커스 써모필러스를 사용한 점과 배양배지로 16% 환원탈지유를 사용한 점에서 분무건조시 환원탈지유의 보호효과로 초기 분무건조시 생존율만을 기시하고 있을 뿐, 유통기한과 관련된 온도와 시간에 따른 경시적 안정성에 관해 언급하고 있지 않아 유산균 생균제 분말의 일반적 적용과는 상이하고 건강기능식품의 일일 복용기준인 1~100억 CFU/day의 생균수범위와 관계없는 식품용 요구르트 등에 사용할 목적으로 그 범위를 한정하고 있어 근본적 해결방법이라 할 수 없다. As a conventional technique of spray-drying the production of lactic acid bacteria probiotics, Streptococcus thermophilus with excellent survival rate during spray-drying and its use (Korean Patent Registration No. 10-1699741) are suggested, but this is to discover strains with excellent thermal stability In addition to the use of Streptococcus thermophilus, which has higher stability than the low-temperature lactic acid bacteria of the Lactobacillus sp. family with relatively low thermal stability, the use of 16% reduced skim milk as a culture medium reduces during spray drying. As the protective effect of skim milk, only the survival rate during initial spray drying is indicated, and there is no mention about the stability over time according to temperature and time related to the shelf life. It cannot be said to be a fundamental solution because the range is limited for the purpose of using it for food yogurt, etc., which is not related to the standard range of 100 to 10 billion CFU/day.

용암해수는 바닷물이 현무암층과 사니질층에 자연여과 되면서 지층 안으로 흘러 들어 오랜 기간 숙성된 물로서, 제주도만이 보유한 독특한 수자원이며, 제주에서는 1980년대부터 용암해수의 저온성, 청정성 등의 특성으로부터 용암해수를 넙치 양식장의 사육수로 활발히 사용하여 왔으며, 5~6년 전부터는 건강, 미용 등의 측면에서 사우나 등의 용수로 사용되고 있고 크게 각광을 받고 있다. 용암해수는 사용목적에 따라 염분을 제거한 탈염 용암해수를 이용하거나 채취한 상태 그대로를 사용하기도 한다. Lava seawater is water that has been aged for a long time by flowing into the stratum as seawater is naturally filtered through the basalt and sanitary layers. It is a unique water resource unique to Jeju Island. has been actively used as a breeding water for halibut farms, and from 5 to 6 years ago, it has been used as water for saunas, etc. For lava seawater, demineralized lava seawater from which salt has been removed or used as it is may be used, depending on the purpose of use.

용암해수에는 일반 해수나 심층수, 삼다수 보다 나트륨, 마그네슘, 칼슘, 칼륨 등의 필수 천연 미네랄뿐만 아니라 일반 유용 미네랄 성분들(철, 망간, 아연, 몰리브덴, 셀레늄 등)이 더 많이 함유되어 있다. 그 중에서도 인슐린 분비를 안정시키거나 당뇨병, 고지혈증 등의 개선효과가 있다고 알려진 바나듐, 혈액순환 촉진, 면역력 증강, 항암작용을 갖는 게르마늄, 지방의 산화작용억제, 심장과 간을 유지하는 상승효과, 라디칼 소거능력, 항암, 불임, 노화 및 콜레스테롤 수치 개선효과가 있는 셀레늄의 함유는 해양심층수에서도 보고된 적이 없는 용암해수만의 특징이다. 게다가 이들 미네랄은 이온화된 상태에 있으며, 이온화된 미네랄은 인체나 타 동물에 대해 소화흡수가 용이하다. 또한, 용암해수는 대장균, 질산성질소, 인산염인, 페놀류 등이 검출되지 않은 청정한 지하수 자원이며, 비소, 수은, 카드늄 등 유해성분이 검출되지 않거나 납이 극히 미량이 검출되기 때문에 산업화 적용에 장애요인이 없는 청정 원료이다. Lava seawater contains not only essential natural minerals such as sodium, magnesium, calcium, and potassium, but also general useful mineral components (iron, manganese, zinc, molybdenum, selenium, etc.) Among them, vanadium, which is known to stabilize insulin secretion or to improve diabetes, hyperlipidemia, etc., germanium, which promotes blood circulation, enhances immunity, and has anticancer action, suppresses oxidation of fat, synergistic effect to maintain the heart and liver, and eliminates radicals The content of selenium, which has the ability to improve anticancer, fertility, aging and cholesterol levels, is a characteristic of lava seawater that has never been reported in deep ocean water. In addition, these minerals are in an ionized state, and the ionized minerals are easily digested and absorbed by the human body or other animals. In addition, lava seawater is a clean groundwater resource in which E. coli, nitrate nitrogen, phosphorus phosphate, phenols, etc. are not detected, and harmful components such as arsenic, mercury and cadmium are not detected or lead is detected in very small amounts, so there are obstacles to industrial application. It is a clean raw material.

특히, 용암해수에 포함된 마그네슘, 칼슘 등의 천연 미네랄은 유산균의 증식에 반드시 필요한 것이며, 사람에게도 필수 영양소로 사용되고 있다. 그러나 용암해수를 그 자체로 유산균 배양을 위한 용수로 적용하는 경우 용암해수 내 고농도 염류에 의해 유산균이 저해를 받아 고농도 유산균수 배양이 불가한 기술적인 한계(L.J.M. Linders et al., 1997)가 있으며 이를 극복하기 위해 종래의 선행기술(대한민국 등록특허 제10-1347694호) 등과 같이 탈염수 제조공법이 도입된 용수를 사용하였다. 그러나 이러한 선행기술은 용암해수를 탈염하기 위한 비용의 발생 및 탈염 된 용암해수 내 미네랄 함량의 감소 등 경제적/기술적 한계점을 내포하고 있다. In particular, natural minerals such as magnesium and calcium contained in lava seawater are essential for the growth of lactic acid bacteria, and are used as essential nutrients for humans as well. However, when lava seawater is applied as water for culturing lactic acid bacteria by itself, there is a technical limitation (LJM Linders et al., 1997) that makes it impossible to cultivate high concentration of lactic acid bacteria because the lactic acid bacteria are inhibited by the high concentration of salt in the lava seawater (LJM Linders et al., 1997). In order to do this, water in which the demineralized water manufacturing method was introduced was used as in the prior art (Korean Patent Registration No. 10-1347694). However, this prior art has economic/technical limitations such as the cost for desalting lava seawater and reduction of the mineral content in the desalted lava seawater.

이에 본 발명에서는 우리 몸에 유익한 천연 미네랄이 함유되어 식용섭취 가능한 천연 용암해수를 사용하여 염농도가 높은 배지에서 고농도로 생존할 수 없는 유산균을 염석 단백질을 유도시켜 염농도를 조절하여 균체의 빠른 증식이 가능하게 하고 염농도로 인해 균체 내외에 스트레스 응답성 단백질인 샤페론이 생성됨으로써, 분무건조를 수행함에도 생존 안정성, 유통 중 보관안정성이 증대될 뿐만 아니라, 유산균이 생체 내 위장관을 통과하며 코팅막이 상실되는 것을 억제하여 섭취 시의 안정성을 증진시키는 방법을 고안하여 신규한 형태의 프로바이오틱스를 상용화하였다.Therefore, the present invention uses natural lava seawater that is edible and contains natural minerals beneficial to our body to induce salting out lactic acid bacteria that cannot survive at high concentrations in a medium with high salt concentration to control the salt concentration to enable rapid proliferation of cells. and chaperone, a stress-responsive protein, is generated inside and outside the cells due to the salt concentration, so survival stability and storage stability during distribution are increased even when spray drying is performed. Thus, a new form of probiotics was commercialized by devising a method to enhance stability during ingestion.

대한민국 등록특허 제10-1280232호 (발명의 명칭 : 4중 코팅 유산균의 제조방법 및 그 방법으로 제조된 4중 코팅 유산균, 출원인 : 일동제약주식회사, 등록일 : 2013년06월25일)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1280232 (Title of the invention: manufacturing method of quadruple-coated lactic acid bacteria and quadruple-coated lactic acid bacteria manufactured by the method, Applicant: Ildong Pharmaceutical Co., Ltd., registration date: June 25, 2013) 대한민국 등록특허 제10-1605516호 (발명의 명칭 : 유산균의 생존율, 저장안정성, 내산성 또는 내담즙성을 증가시키는 방법, 출원인 : 주식회사 종근당바이오, 등록일 : 2016년3월16일)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1605516 (Title of the invention: method for increasing the survival rate, storage stability, acid resistance or bile resistance of lactic acid bacteria, Applicant: Chong Kun Dang Bio Co., Ltd., Registration date: March 16, 2016) 대한민국 등록특허 제10-1347694호 (발명의 명칭 : 탈염 용암해수의 발효물의 제조 방법과 그 방법에 의하여 얻어진 발효물 및 그 발효물을 이용한 화장료 조성물, 출원인 : 재단법인 제주테크노파크, 등록일 : 2013년12월27일)Republic of Korea Patent No. 10-1347694 (Title of the invention: Method for manufacturing a fermented product of desalted lava seawater, a fermented product obtained by the method and a cosmetic composition using the fermented product, Applicant: Jeju Technopark Foundation, Registration date: December 2013 27th of month) 대한민국 등록특허 제10-1927859호 (발명의 명칭 : 초음파를 이용한 프로바이오틱스의 안정성과 코팅효율을 증가시키는 방법 및 그 방법으로 제조된 프로바이오틱스 동결건조분말을 유효성분으로 함유하는 식품조성물, 출원인 : 주식회사한국야쿠르트, 등록일 : 2018년12월05일)Republic of Korea Patent No. 10-1927859 (Title of the invention: Method for increasing the stability and coating efficiency of probiotics using ultrasound and food composition containing freeze-dried probiotic powder prepared by the method as an active ingredient, Applicant: Korea Yakult Co., Ltd. , registration date: December 05, 2018) 대한민국 공개특허 제10-2002-0097237호 (발명의 명칭 : 분무건조에 의한 균체건조물, 출원인 : 비오페르민 세이야꾸 가부시키가이샤, 공개일 : 2002년12월31일)Korean Patent Laid-Open Patent No. 10-2002-0097237 (Title of the invention: Drying of cells by spray drying, Applicant: Biofermin Seiyaku Co., Ltd., Publication date: December 31, 2002) 대한민국 등록특허 제10-0530279호 (발명의 명칭 : 유산균 분말을 포함하는 제형의 제조 방법 및 유산균분말의 신규한 용도, 출원인 : 정명준, 등록일 : 2005년11월15일)Republic of Korea Patent Registration No. 10-0530279 (Title of the invention: Manufacturing method of formulation containing lactic acid bacteria powder and novel use of lactic acid bacteria powder, Applicant: Jeong Myung-jun, Registration date: November 15, 2005) 대한민국 공개특허 제10-2019-0008597호 (발명의 명칭 : 해양심층수 함유 배양배지를 이용한 유산균의 배양방법 및 유산균 배양용 배지 조성물, 출원인 : 주식회사 비피도 외 1인, 공개일 : 2019년01월25일)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2019-0008597 (Title of the invention: culturing method of lactic acid bacteria using culture medium containing deep sea water and medium composition for culturing lactic acid bacteria, Applicant: Bifido Co., Ltd. and one other person, Publication date: January 25, 2019 Work) 대한민국 등록특허 제10-1699741호 (발명의 명칭 : 분무 건조시 생존율이 우수한 스트렙토코커스 써모필러스 및 그 용도, 출원인 : 정명준, 등록일 : 10-1699741)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1699741 (Title of the invention: Streptococcus thermophilus with excellent survival rate during spray drying and use thereof, Applicant: Myung-Jun Jung, Registration date: 10-1699741)

L.J.M. Linders, G. Meerdink, K. Van ‘t Riet. (1997) Effect of growth parameters on the residual activity of Lactobacillus plantarum after drying. Journal of microbiology 82, 683-688.L.J.M. Linders, G. Meerdink, K. Van 't Riet. (1997) Effect of growth parameters on the residual activity of Lactobacillus plantarum after drying. Journal of microbiology 82, 683-688.

본 발명의 목적은 용암해수를 별도의 전처리 없이 배양용수로 사용하여 천연 미네랄과 배지의 염석 단백질 형성을 통해 유산균을 코팅하고, 배양 중 균체 내에 생성되는 샤페론을 통해, 분무건조 시 생존율, 경시적 보관 안정성, 섭취 안정성을 동시에 증가시키는 효능이 있는 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스의 제조방법 및 이를 이용한 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스 분무건조 제제를 제공하는 데에 있다. An object of the present invention is to use lava seawater as culture water without separate pretreatment to coat lactic acid bacteria through salting out proteins of natural minerals and medium, and through chaperones generated in the cells during culture, survival rate during spray drying, storage stability over time , to provide a method for producing natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater having the effect of simultaneously increasing intake stability, and a spray-dried formulation of natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater using the same.

이에, 본 발명을 통해 프로바이오틱스 원말을 생산하는데 있어 전공정과 후공정의 과정에서 특정 농도의 용암해수를 사용하는 일관된 공정을 구현하고, 용암해수로 인해 형성되는 염석 단백질의 균체 외부 코팅 및 균체 내부에 생성되는 스트레스 응답성 단백질인 샤페론으로 분무건조 중 유산균의 주위협인자인 고온 스트레스에 대한 생존율 및 경시적 보관 안정성을 획기적으로 향상시키며, 섭취 시의 부위협인자 중 위산과 답즙산의 급격한 pH 변화에 따른 스트레스에 대한 섭취 안정성을 동시에 높이는 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스 제조방법을 제공할 수 있다. Therefore, in the production of raw probiotics through the present invention, a consistent process using lava seawater of a specific concentration is implemented in the process of the pre-process and the post-process, and the outer coating of the cell body and the inside of the cell body of the salted-out protein formed by the lava seawater The generated stress-responsive protein, chaperone, dramatically improves the survival rate and storage stability over time against high-temperature stress, which is a peripheral factor of lactic acid bacteria during spray drying, It is possible to provide a method for manufacturing natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater that simultaneously increases the stability of intake against stress.

본 발명은 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater.

보다 더 바람직하게는, 상기 제조방법은, Even more preferably, the manufacturing method,

(제1단계) 용암해수가 30~70%(v/v) 포함된 물을 배양용수로 이용하여 제조된 유산균 배양용 배지를 준비하는 단계; (Step 1) preparing a medium for culturing lactic acid bacteria prepared by using water containing 30-70% (v/v) lava seawater as culture water;

(제2단계) 상기 유산균 배양용 배지에 유산균을 접종하고 배양하여 배양액을 얻는 단계; 및,(Second step) obtaining a culture solution by inoculating and culturing the lactic acid bacteria in the medium for culturing the lactic acid bacteria; and,

(제3단계) 상기 배양액을 농축하여 얻은 농축물을 분무건조하는 단계;를 포함할 수 있다. (Third step) spray-drying the concentrate obtained by concentrating the culture solution; may include.

상기 제1단계의 배지는 바람직하게는, 유산균의 배양이 가능한 모든 배지일 수 있으나, 더 바람직하게는, 구성 성분으로, 포도당, 효모추출물, 소이펩톤, 카제인이 포함되고, 상기 구성 성분을 용암해수가 30~70%(v/v) 포함된 물에 용해하고 멸균하여 준비된 유산균 배양용 배지일 수 있다.The medium of the first step may be any medium capable of culturing lactic acid bacteria, but more preferably, glucose, yeast extract, soipeptone, and casein are included as components, and the components are lava seawater It may be a medium for culturing lactic acid bacteria prepared by dissolving in water containing 30 to 70% (v/v) and sterilizing.

보다 더 바람직하게는 상기 제1단계의 배지는 총 부피 1ℓ 기준, 포도당 1~5%(w/v), 효모추출물 0.5~5%(w/v), 소이펩톤 0.5~5%(w/v), 카제인 0.5~3%(w/v)가 되도록 각 성분을 용암해수가 30~70%(v/v) 포함된 물에 용해하고 멸균하여 준비된 유산균 배양용 배지일 수 있다. Even more preferably, the medium of the first step is based on a total volume of 1 L, glucose 1-5% (w/v), yeast extract 0.5-5% (w/v), soy peptone 0.5-5% (w/v) ), it may be a medium for culturing lactic acid bacteria prepared by dissolving each component in water containing 30 to 70% (v/v) of lava seawater and sterilizing it so that it becomes 0.5 to 3% (w/v) of casein.

상기 배지 멸균은 100~125℃에서 20~40분간 수행하는 것이 좋다. 이 때의 압력은 바람직하게는 0.13~0.17Mps인 것이 좋으며, 가장 바람직하게는 멸균 최적 조건인 0.15Mps, 121℃에서 30분간 수행할 수 있다. The medium sterilization is preferably carried out at 100 ~ 125 ℃ for 20 ~ 40 minutes. At this time, the pressure is preferably 0.13 to 0.17 Mps, and most preferably 0.15 Mps, which is the optimum sterilization condition, can be performed at 121° C. for 30 minutes.

상기 제2단계의 유산균은 락토바실러스 속 (Lactobacillus sp.), 비피도박테리움 속 (Bifidobacterium sp.), 스트렙토코커스 속 (Streptococcus sp.), 락토코커스 속 (Lactococcus sp.), 엔테로코커스 속 (Enterococcus sp.), 페디오코커스 속 (Pediococcus sp.) 및 바이셀라 속 (Weissella sp.)으로 이루어진 군 중에서 선택될 수 있다. 상기 제2단계의 유산균 배양조건은 70~150rpm, 30~37℃ 조건으로 18~24시간 인 것이 바람직하다. 상기 제2단계의 유산균 배양은 유가식배양(fed-batch culture) 방법으로 수행되는 것이 특징이다. 이를 위해, 10 내지 50%(w/v)의 포도당 및 10 내지 50%(w/v)의 수산화나트륨 혼합 용해액을 적하하여 배양 중 pH를 6.0~7.5로 유지하는 방법을 이용할 수 있다. 이 혼합 용해액은 각각 포도당 용액과 수산화나트륨 용액을 1:0.5 내지 1:2의 부피비로 혼합한 것일 수 있다. Lactic acid of the second step is Lactobacillus genus (Lactobacillus sp.), Bifidobacterium (Bifidobacterium sp.), Streptococcus genus (Streptococcus sp.), Lactococcus genus (Lactococcus sp.), Enterococcus genus (Enterococcus sp.), the genus Pediococcus ( Pediococcus sp.) and the genus Weissella ( Weissella sp.) may be selected from the group consisting of. The lactic acid bacteria culture conditions of the second step are preferably 18 to 24 hours at 70 to 150 rpm and 30 to 37 ° C. The lactic acid bacteria culture of the second step is characterized in that it is performed by a fed-batch culture method. To this end, a method of maintaining the pH at 6.0 to 7.5 during culture by dropping a mixed solution of 10 to 50% (w/v) glucose and 10 to 50% (w/v) sodium hydroxide may be used. The mixed solution may be a mixture of a glucose solution and a sodium hydroxide solution in a volume ratio of 1:0.5 to 1:2, respectively.

상기 제3단계에서 유산균 배양액을 농축함으로써 균체에 염석 단백질이 코팅되며, 배양액을 제거하면서 균체만을 얻기가 용이하다. 농축하여 얻은 농축물의 부피는 농축전 배양액과 비교하여 1/5~1/15 부피로 줄어든다. 즉, 상기 제3단계에서 배양액이 농축되면서 균질화를 통해 염석 단백질이 균체 외부에 코팅될 수 있다. By concentrating the lactic acid bacteria culture solution in the third step, the salting-out protein is coated on the cells, and it is easy to obtain only the cells while removing the culture solution. The volume of the concentrate obtained by concentration is reduced to 1/5~1/15 volume compared to the culture solution before concentration. That is, the salt-out protein may be coated on the outside of the cells through homogenization while the culture solution is concentrated in the third step.

농축 이후, 균체의 코팅을 안정화하기 위해, 정전기적으로 양성과 음성에 모두 사용가능한 양친성 물질인 바인더로서 히드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알콜(PVA) 및 키토산으로 이루어진 군 중에서 1종 이상을 첨가할 수 있다. After concentration, hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), carboxymethylcellulose (CMC), polyvinylpyrrolidone (PVP) as an amphiphilic binder that can be used for both positive and negative electrostatically in order to stabilize the coating of the cells. ), polyvinyl alcohol (PVA), and at least one from the group consisting of chitosan may be added.

즉, 배지준비 시에 용암해수의 첨가로 인해 침전된 염석 단백질이 제1단계의 배양을 통해 균체와 불균일하게 혼합된 상태인 배양물(단순 혼합된 배양물)을, 이러한 농축 과정을 거쳐 염석 단백질이 코팅된 균체가 포함된 농축물을 얻을 수 있으며, 이 때, 상기 염석 단백질이 코팅된 균체에 코팅안전성을 위해 히드록시프로필메틸셀룰로오스를 첨가하는 것이다. 염석 단백질이 코팅된 균체 100 중량부 대비 히드록시프로필메틸셀룰로오스 50~200 중량부(분말)을 준비하여 혼합할 수 있다. That is, the culture (simple mixed culture) in which the salted-out protein precipitated due to the addition of lava seawater during medium preparation is non-uniformly mixed with the cells through the first-stage culture is subjected to this concentration process to obtain the salted-out protein A concentrate containing the coated cells can be obtained, and at this time, hydroxypropylmethyl cellulose is added to the salted-out protein-coated cells for coating safety. 50 to 200 parts by weight of hydroxypropylmethylcellulose (powder) can be prepared and mixed with 100 parts by weight of the salt-out protein-coated cells.

다만, 염석 단백질이 코팅된 균체에 히드록시프로필메틸셀룰로오스가 혼합될 때는, 히드록시프로필메틸셀룰로오스를 용암해수가 30~70%(v/v) 포함된 물(배양용수)에 용해한 후 첨가하는 것이 좋다. 히드록시프로필메틸셀룰로오스의 용해를 위한 용암해수가 30~70%(v/v) 포함된 물의 함량은 크게 제한되지 않으나, 히드록시프로필메틸셀룰로오스 분말의 3~7배 중량인 것이 바람직하다. However, when hydroxypropylmethylcellulose is mixed with the cells coated with salted-out protein, it is recommended to dissolve the hydroxypropylmethylcellulose in water (culture water) containing 30~70% (v/v) lava seawater before adding it. good. The content of water containing 30 to 70% (v/v) lava seawater for dissolution of hydroxypropylmethylcellulose is not particularly limited, but is preferably 3 to 7 times the weight of hydroxypropylmethylcellulose powder.

본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스를 제공한다. 상기 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스 분말의 미네랄 함량은 0.1~0.5 중량%인 것이 특징이다. The present invention provides natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater prepared by the above manufacturing method. The mineral content of the natural mineral-coated probiotic powder derived from lava seawater is characterized in that it is 0.1 to 0.5% by weight.

이에, 본 발명은 상기 방법으로 제조한 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스를 함유하는 각종 기능성 약학 조성물을 제공할 수 있다. 상기 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스는 본 발명의 약학 조성물에 0.001~100 중량%로 하여 첨가될 수 있다. Accordingly, the present invention can provide various functional pharmaceutical compositions containing natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater prepared by the above method. The lava seawater-derived natural mineral coating probiotics may be added to the pharmaceutical composition of the present invention in an amount of 0.001 to 100% by weight.

상기 약학 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 상기 약학 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 본 발명의 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로스 또는 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다. The pharmaceutical composition may be formulated and used in the form of oral dosage forms such as powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups, aerosols, etc., solutions, suppositories, and sterile injection solutions, respectively, according to conventional methods. Carriers, excipients and diluents that may be included in the pharmaceutical composition include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, xylitol, erythritol, maltitol, starch, acacia gum, alginate, gelatin, calcium phosphate, calcium silicate, cellulose, methyl cellulose, microcrystalline cellulose, polyvinyl pyrrolidone, water, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil. In the case of formulation, it is prepared using diluents or excipients, such as commonly used fillers, extenders, binders, wetting agents, disintegrants, and surfactants. Solid preparations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, capsules, etc., and these solid preparations contain at least one excipient, for example, starch, calcium carbonate, to the natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater of the present invention. , sucrose or lactose, gelatin, etc. are mixed and prepared. Lubricants such as magnesium stearate and talc are also used as simple excipients. Liquid formulations for oral use include suspensions, internal solutions, emulsions, syrups, etc. Commonly used simple diluents such as water and liquid paraffin may include various excipients, for example, wetting agents, sweeteners, fragrances, and preservatives. . Formulations for parenteral administration include sterile aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, freeze-dried preparations, and suppositories. Non-aqueous solvents and suspending agents include propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oils such as olive oil, and injectable esters such as ethyl oleate. As the base of the suppository, witepsol, macrogol, tween 61, cacao butter, laurin, glycerogelatin, and the like can be used.

본 발명의 약학 조성물의 투여량은 치료받을 대상의 연령, 성별, 체중과, 치료할 특정 질환 또는 병리 상태, 질환 또는 병리 상태의 심각도, 투여경로 및 처방자의 판단에 따라 달라질 것이다. 이러한 인자에 기초한 투여량 결정은 당업자의 수준 내에 있으며, 일반적으로 투여량은 0.01㎎/㎏/일 내지 대략 2,000㎎/㎏/일의 범위이다. 더 바람직한 투여량은 1㎎/㎏/일 내지 500㎎/㎏/일이다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. The dosage of the pharmaceutical composition of the present invention will vary depending on the age, sex, and weight of the subject to be treated, the specific disease or pathological condition to be treated, the severity of the disease or pathological condition, the route of administration, and the judgment of the prescriber. Dosage determination based on these factors is within the level of one of ordinary skill in the art, and dosages generally range from 0.01 mg/kg/day to approximately 2,000 mg/kg/day. A more preferred dosage is 1 mg/kg/day to 500 mg/kg/day. Administration may be administered once a day, or may be administered in several divided doses. The above dosage does not limit the scope of the present invention in any way.

본 발명의 약학 조성물은 쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관내 주사에 의해 투여될 수 있다. 본 발명의 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스는 독성 및 부작용이 거의 없으므로 예방 목적으로 장기간 복용시에도 안심하고 사용할 수 있는 약제이다. The pharmaceutical composition of the present invention may be administered to mammals such as mice, livestock, and humans by various routes. Any mode of administration can be envisaged, for example, by oral, rectal or intravenous, intramuscular, subcutaneous, intrauterine dural or intracerebrovascular injection. Since the natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater of the present invention have almost no toxicity and side effects, they can be safely used even when taken for a long period of time for the purpose of prevention.

또한, 본 발명은 상기 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스 및 식품학적으로 허용 가능한 식품보조 첨가제를 포함하는 각종 건강기능식품을 제공한다.In addition, the present invention provides a variety of health functional food containing the natural mineral-coated probiotics derived from the lava seawater and food pharmaceutically acceptable food supplement additives.

상기 건강기능식품은 프로바이오틱스가 적용될 수 있는 각종 식품에 적용될 수 있는데, 장내 유산균 증식, 장내 유해균 억제, 배변활동 원활에 도움을 주는 목적으로 이용가능하다. The health functional food can be applied to various foods to which probiotics can be applied, and can be used for the purpose of helping the growth of intestinal lactic acid bacteria, inhibition of intestinal harmful bacteria, and smooth bowel movements.

상기 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스는 본 발명의 건강기능식품에 0.001~100 중량%로 하여 첨가될 수 있다. 본 발명의 건강기능식품은 정제, 캡슐제, 환제 또는 액제 등의 형태를 포함하며, 본 발명의 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스를 첨가할 수 있는 식품으로는, 예를 들어, 각종 드링크제, 육류, 소세지, 빵, 캔디류, 스넥류, 면류, 아이스크림, 유제품, 스프, 이온음료, 음료수, 알코올 음료, 껌, 차 및 비타민 복합제 등이 있다. The natural mineral coated probiotics derived from lava seawater may be added to the health functional food of the present invention in an amount of 0.001 to 100% by weight. The health functional food of the present invention includes the form of tablets, capsules, pills or liquids, and the food to which the natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater of the present invention can be added include, for example, various drinks, meat, Sausages, bread, candy, snacks, noodles, ice cream, dairy products, soups, ionized beverages, beverages, alcoholic beverages, gum, tea, and vitamin complexes.

본 발명은 또한 상기 방법으로 제조한 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스를 함유하는 화장료를 제공할 수 있다. 상기 화장료에는 일반적으로 이용되는 성분 모두를 포함할 수 있다. 예를 들면 유화제, 점증제, 유제, 계면활성제, 윤활제, 알코올류, 수용성 고분자제, 겔화제, 안정화제, 비타민, 무기염류, 유화제, 향료 같은 일반적인 보조 성분을 포함할 수 있다. 상기 성분들은 제형 또는 사용목적에 따라 그 첨가량을 화장료 고유의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 선택할 수 있다. 상기 성분들의 첨가량은 예를 들어 조성물 총중량에 대하여 0.1~10 중량%, 바람직하게는 0.1~6 중량%일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The present invention can also provide a cosmetic containing natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater prepared by the above method. The cosmetic may include all commonly used ingredients. For example, it may include general auxiliary ingredients such as emulsifiers, thickeners, emulsifiers, surfactants, lubricants, alcohols, water-soluble polymers, gelling agents, stabilizers, vitamins, inorganic salts, emulsifiers, and fragrances. According to the formulation or purpose of use, the amount of the ingredients can be selected within a range that does not impair the intrinsic effect of the cosmetic. The amount of the components added may be, for example, 0.1 to 10% by weight, preferably 0.1 to 6% by weight, based on the total weight of the composition, but is not limited thereto.

또한, 화장료의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 화장수, 유액, 젤, 크림, 에센스, 팩, 앰플, 로션, 세정료, 비누, 바디제품류, 비누, 오일 등의 스킨케어 화장료, 립스틱, 파운데이션 등의 메이크업 화장료, 두발용 화장료 등을 들 수 있고, 그 제형은 특별히 제한되지 않는다.In addition, the type of cosmetics is not particularly limited, and for example, lotion, emulsion, gel, cream, essence, pack, ampoule, lotion, cleaning agent, soap, body products, skin care cosmetics such as soap and oil, lipstick, and makeup cosmetics such as foundation, and cosmetics for hair, and the formulation is not particularly limited.

본 발명은 유산균의 배양을 위해 배지에 용암해수의 농도가 30~70% (v/v)이 되도록 용암해수를 첨가하는 방법을 이용함으로써, 이로 인해 용암해수에 포함되어 있는 천연 미네랄과 유산균 배지상의 단백질이 염석 상태로 침전됨으로써 배지 상의 염도가 유산균이 생육 가능한 농도로 조절하는 방법을 이용한다. The present invention uses a method of adding lava seawater so that the concentration of lava seawater is 30 to 70% (v/v) in the medium for culturing lactic acid bacteria, thereby increasing the natural minerals and lactic acid bacteria contained in the lava seawater. A method is used in which the salinity on the medium is adjusted to a concentration at which lactic acid bacteria can grow by precipitating the protein in a salted-out state.

또한, 유산균이 배양되면서, 염 농도가 조절된 배지 상에서 염으로 인한 스트레스로 인해 균체 내에 스트레스 응답성 단백질인 샤페론이 발생하게 되고, 배양 후의 배양액을 농축하여 배양액의 멸균시 생성된 염석 단백질이 균체 외부에 골고루 코팅되게 함으로써, 전체적으로 균체 내외부에 대한 열안정성이 현저히 증가되어, 분무건조 시 고온의 발생으로 인해 유산균이 사멸되는 것을 억제한다. 이렇게 분무건조된 유산균을 경시적 보관 안정성을 획기적으로 향상시키는 효능, 위산과 담즙산의 체내 소화관의 연속된 pH 변화에 견디는 효능 등을 함유하는 프로바이오틱스 제조방법을 도출할 수 있다.In addition, as the lactic acid bacteria are cultured, chaperones, a stress-responsive protein, are generated in the cells due to the stress caused by salt on the salt concentration-controlled medium. By uniformly coating on the surface, thermal stability for the inside and outside of the cells is significantly increased as a whole, and it suppresses the death of lactic acid bacteria due to the high temperature during spray drying. It is possible to derive a probiotic manufacturing method containing the effect of remarkably improving the storage stability of the spray-dried lactic acid bacteria over time, and the effect of resisting the continuous pH change of the digestive tract of stomach and bile acids in the body.

이에 본 발명을 통해 외부 온도 변화에 대한 보관 안정성 모두 우수한 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스를 생산하여 이를 식품, 건강기능식품 및 의약품 분야의 바이오 소재로 효과적으로 이용할 수 있다. Therefore, through the present invention, natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater with excellent storage stability against external temperature changes can be produced and effectively used as biomaterials in food, health functional food and pharmaceutical fields.

이에 대한 설명을 좀 더 덧붙이자면, 프로바이오틱스 제조 시 배지에 용암해수를 30~70% (v/v)로 첨가할 경우 유산균에 다음과 같은 장점이 있다. To add a little more explanation, when lava seawater is added to the medium at 30-70% (v/v) in the production of probiotics, lactic acid bacteria have the following advantages.

첫째, 균체 외부에 코팅층을 형성함으로써 균체의 열안정성을 높일 수 있어 기존의 일반적인 프로바이오틱스 제조 시 사용하는 동결건조와 달리 분무건조법을 이용하여 제조시간을 줄이고, 제조비용을 절감할 수 있다. First, it is possible to increase the thermal stability of the cells by forming a coating layer on the outside of the cells, so that it is possible to reduce the manufacturing time and reduce the manufacturing cost by using the spray drying method, unlike the freeze-drying used in the production of conventional probiotics.

둘째, 용암해수의 천연 미네랄을 통해 유산균 보호를 할 수 있는 단백질을 염석 상태로 침전시킴으로써, 유산균의 분무건조 시 별도의 soy protein, milk protein 등의 코팅용제를 첨가하지 않고도 자체 생산된 염석 단백질을 이용하여 프로바이오틱스를 코팅할 수 있기에, 프로바이오틱스의 제조안정성, 섭취안정성, 보관안정성을 획기적으로 높일 수 있다.Second, by precipitating the protein that can protect the lactic acid bacteria through the natural minerals of lava seawater in a salting out state, the salted out protein produced by itself is used without adding a separate coating solvent such as soy protein or milk protein during spray drying of lactic acid bacteria. Thus, the probiotics can be coated, so the manufacturing stability, intake stability, and storage stability of probiotics can be dramatically improved.

셋째, 배지 내의 용암해수에 풍부한 천연 미네랄은 유산균 증식에 영향을 미치는데, 일반적인 유산균 배양에서 영양배지의 형태로 별도로 넣어주는 고체상의 미네랄은 이온화 되지 않은 비활성형으로 생장이용성이 떨어지지만, 용암해수에 포함된 천연 미네랄이 이미 액상으로 이온화 되어 있는 활성형이므로, 본 발명의 배양방법을 이용 시, 약 24시간의 빠른 시간 내에 프로바이오틱스의 성장을 유도할 수 있는 장점이 있다.Third, the natural minerals abundant in the lava seawater in the medium affect the growth of lactic acid bacteria. In general, the solid minerals added in the form of a nutrient medium in the form of a nutrient medium are not ionized and have poor growth availability, but Since the included natural minerals are already ionized in liquid phase, there is an advantage in that the growth of probiotics can be induced within a quick time of about 24 hours when using the culture method of the present invention.

넷째, 용암해수를 유산균의 배양 및 분무건조(분말화) 과정의 전공정과 후공정에서 모두 사용하기 때문에, 유산균이 제조공정 중에 용암해수의 고농도 천연 미네랄 염류에 생존적응을 하게 되는데, 이것은 용암해수가 지속적으로 삼투 스트레스를 유산균에 가해 스트레스에 반응하는 세포 내의 단백질을 형성하여 생존율을 높이는 것을 기여하는 작용을 한다. 이렇게 외부 환경의 변화로 인한 생존을 위해 생성된 단백질을 샤페론(Chaperone) 단백질이라 하는데 특정 스트레스에 의해 발현된 샤페론 단백질은 다른 환경의 스트레스에도 견딜 수 있는 효과를 낸다. 따라서 용암해수로 배양된 프로바이오틱스는 온도(보관 안정성), pH (섭취 안정성) 스트레스에도 강한 저항성을 나타낼 수 있어 종래 유산균 배양 기술로서 달성할 수 없는 효과를 모두 구현할 수 있다. Fourth, because lava seawater is used in both the pre- and post-process of culturing lactic acid bacteria and spray drying (powdering) process, the lactic acid bacteria survive and adapt to the high-concentration natural mineral salts of lava seawater during the manufacturing process, which is the lava seawater. It continuously applies osmotic stress to lactic acid bacteria to form proteins in cells that respond to stress, contributing to increasing the survival rate. The protein produced for survival due to changes in the external environment is called a chaperone protein. Therefore, probiotics cultured in lava seawater can exhibit strong resistance to temperature (storage stability) and pH (intake stability) stress, thereby realizing all effects that cannot be achieved with conventional lactic acid bacteria culture technology.

도 1은 용암해수 농도에 따른 배양액 내의 염석 단백질 및 유산균 균체의 건조중량과 유산균 생균수의 상관관계를 비교한 결과 그래프이다.
도 2는 용암해수를 적용한 배양방식으로서, 실시예 1의 fed-batch culture와 batch culture 조건을 비교한 결과 그래프이다.
도 3은 실시예 2와 제조예 2에서 회수된 프로바이오틱스 분무건조 분말의 코팅 상태를 투과전자현미경(Transmission electron microscope, TEM)으로 촬영한 사진이다.
도 4는 실시예 1 또는 제조예 1의 용암해수 첨가배지 배양 조건에서 종류별 유산균을 배양한 결과 그래프이다.
도 5는 실시예 1 또는 제조예 1 배양액 내 균체에 새로운 단백질이 형성되었음을 보여주는 2D-SDS PAGE 결과 사진이다.
도 6은 실시예 1 또는 제조예 1 배양액 내 균체에 샤페론 단백질 유전자가 발현되었음을 보여주는 agaroge gel 전기영동 결과 사진이다.
1 is a graph comparing the correlation between the dry weight of salted out protein and lactic acid bacteria cells in the culture solution and the number of live lactic acid bacteria according to the lava seawater concentration.
Figure 2 is a culture method to which lava seawater is applied, and is a graph comparing the fed-batch culture and batch culture conditions of Example 1;
3 is a photograph taken with a transmission electron microscope (TEM) of the coating state of the spray-dried probiotic powder recovered in Example 2 and Preparation Example 2. FIG.
4 is a graph showing the results of culturing lactic acid bacteria by type in the lava seawater-added medium culture conditions of Example 1 or Preparation Example 1.
5 is a 2D-SDS PAGE result photograph showing that a new protein was formed in the cells in the culture medium of Example 1 or Preparation Example 1.
6 is an agaroge gel electrophoresis result photograph showing that the chaperone protein gene was expressed in the cells in the culture medium of Example 1 or Preparation Example 1.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스의 제조방법은 다음 단계들을 포함하여 결정되었다.In order to solve the above problems, the method for producing natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater of the present invention was determined including the following steps.

먼저, 첫 번째로, 용암해수가 포함된 유산균 배양배지에서 유산균을 액상배양한다(용암해수 전공정). First, first, lactic acid bacteria are cultured in liquid phase in a lactic acid bacteria culture medium containing lava seawater (a pre-process of lava seawater).

두 번째로, 상기 첫 번째 배양 단계를 통해 생성된 염석 단백질과 유산균을 회수, 코팅 및 건조하여 용암해수 미네랄 코팅 프로바이오틱스 분말을 얻는다 (용암해수 후공정). Second, the salted out protein and lactic acid bacteria produced through the first culturing step are recovered, coated and dried to obtain lava seawater mineral-coated probiotic powder (lava seawater post-process).

이를 보다 더 자세히 설명하면, 첫 번째의 용암해수가 포함된 유산균 배양배지는 유산균 배양용 기본 배지에 물 대신 용암해수를 농도 별로 첨가하여 염석 단백질이 침전 생산되고 이를 통해 배지에 염도가 조절됨으로써 유산균 증식 가능하고 후공정의 코팅에 사용될 염석 단백질이 존재하는 용암해수의 적정 농도를 결정하는 단계이다. To explain this in more detail, in the first lactic acid bacteria culture medium containing lava seawater, salted out protein is precipitated by adding lava seawater instead of water to the basic medium for lactobacillus culture by concentration, and through this, the salinity of the medium is adjusted, thereby proliferating lactic acid bacteria. This is a step to determine the appropriate concentration of lava seawater in which the salting-out protein to be used for coating in the post-process is possible.

즉, 이 때의 용암해수 농도는 배지 내 단백질 성분의 염석을 유도하여 고농도 염류에 의한 유산균의 생육저해를 하지 않는 조건이어야 한다. That is, the concentration of lava seawater at this time should be a condition that does not inhibit the growth of lactic acid bacteria by high-concentration salts by inducing salting out of protein components in the medium.

단백질과 같은 고분자 전해질 성분은 일반 물에서는 물에 대한 용해도가 증가하는 반면, 용암해수와 같이 염농도가 일정 수준으로 높은 물에서는 용해도가 감소하여 염석 단백질 상태로 침전이 된다. 이는 염농도 증가 시 외부 이온의 농도가 증가하게 되면 단백질 표면의 소수성 부분에 분포하고 있는 물분자를 이온들이 끌고 가게 되면서 단백질 표면의 소수성 부분이 겉으로 노출되며 단백질 간의 소수성 결합에 의해 단백질이 응집되게 되는 염석 현상이 발생되기 때문이다. 또한 이렇게 염석 현상을 통해 침전된 염석 단백질은 유산균을 외부의 거친 스트레스 환경으로부터 보호할 수 있는 코팅제 작용을 하게 된다. Polyelectrolyte components such as proteins increase their solubility in water in general water, while their solubility decreases in water with a high salt concentration, such as lava seawater, and precipitates as salted out proteins. When the concentration of external ions increases when the salt concentration increases, the ions attract water molecules distributed on the hydrophobic part of the protein surface, exposing the hydrophobic part of the protein surface to the outside, and the protein aggregation due to the hydrophobic bond between the proteins. because the phenomenon occurs. In addition, the salted-out protein precipitated through this salting-out phenomenon acts as a coating agent that can protect the lactic acid bacteria from the harsh external stress environment.

한편, 유산균 증식에는 미네랄이 필수적인 성분인데 이를 외부에서 첨가하지 않고 용암해수로부터 공급받아 유산균 증식에 사용할 경우, 염석 단백질 침전량에 따라, 자유 미네랄의 함량이 부족하게 될 수 있고 과하게 공급될 수도 있다. 따라서, 유산균 증식 정도에 따라 배지 내 적절한 용암해수의 농도구간 설정이 필요하다. On the other hand, minerals are essential for the growth of lactic acid bacteria, but if they are supplied from lava seawater without adding them from the outside and used for the growth of lactic acid bacteria, the content of free minerals may be insufficient or excessively supplied depending on the amount of salted out protein precipitation. Therefore, it is necessary to set an appropriate concentration section of lava seawater in the medium according to the degree of proliferation of lactic acid bacteria.

덧붙여, 용암해수가 포함된 유산균 배양배지에서 유산균을 액상 배양할 때에 fed-batch culture 형태로 배지 내 pH 6.0~7.5 조건을 유지하는데, 이는 유산균이 생장하면서 발생되는 대사물질인 각종 유기산에 의해 이 pH 값이 3.0~5.5 의 산성을 나타내게 되면 용암해수 존재 하에서의 수용성 단백질의 용해도가 떨어져 과잉 침전됨으로써 유산균 생장에 필요한 수용성 단백질을 지속적으로 공급하기 어렵게 되어 생육이 제한된다. 따라서 본 발명에서는 일반적인 batch culture 방식이 아닌 당류와 함께 pH를 6.0~7.5로 유지시켜주는 fed-batch culture 형태로 유산균 배양 공정을 설계하여 batch culture 방법을 고수할 때에 발생할 수 있는 유산균 증식 제한문제를 해결하였다.In addition, when culturing lactic acid bacteria in liquid phase in a lactic acid bacteria culture medium containing lava seawater, pH 6.0-7.5 conditions are maintained in the medium in the form of fed-batch culture. When the acidity value is 3.0~5.5, the solubility of the water-soluble protein in the presence of lava seawater decreases and excessive precipitation causes it to become difficult to continuously supply the water-soluble protein necessary for the growth of lactic acid bacteria, thereby limiting the growth. Therefore, in the present invention, the lactic acid bacteria growth restriction problem that may occur when sticking to the batch culture method is solved by designing the lactic acid bacteria culture process in a fed-batch culture form that maintains the pH at 6.0 to 7.5 with sugars, rather than the general batch culture method. did.

두 번째로, 상기 첫 번째 배양 단계를 통해 생성된 염석 단백질과 유산균 균체를 농축하여 염석 단백질이 유산균의 균체에 코팅되게 한 후, 이를 분무 건조하여 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스 분말을 얻는다 (용암해수 후공정). Second, the salt-out protein and lactic acid bacteria produced through the first culturing step are concentrated so that the salted-out protein is coated on the lactic acid bacteria cells, and then spray-dried to obtain a natural mineral-coated probiotic powder derived from lava seawater (lava seawater). post process).

이 때, 분무 건조 전에 바인더(히드록시프로필메틸셀룰로오스:HPMC)를 첨가할 수 있다. At this time, a binder (hydroxypropylmethylcellulose:HPMC) may be added before spray drying.

이하 본 발명을 더 쉽게 이해할 수 있도록, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 내용이 철저하고 완전해지도록, 당업자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제공하는 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail so that the present invention may be more easily understood. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, it is provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art.

<제조예 1: 유산균 기본배지 제조 및 배양방법><Preparation Example 1: Preparation and culture method of lactic acid bacteria basic medium>

본 발명에서 유산균을 배양하기 위한 기본배지로서 1ℓ 당 포도당 3%(w/v), 효모추출물 2%(w/v), 소이펩톤 2%(w/v), 카제인 1%(w/v)가 되도록 각 성분을 물에 용해하여 121℃, 30분간 멸균하였다. As a basic medium for culturing lactic acid bacteria in the present invention, glucose 3% (w / v) per 1 liter, yeast extract 2% (w / v), soipeptone 2% (w / v), casein 1% (w / v) Each component was dissolved in water and sterilized at 121°C for 30 minutes.

이렇게 멸균된 기본배지에 유산균 종배양액을 발효조의 멸균배지에 접종하고 100rpm, 37℃ 조건으로 20시간 동안 배양하되, 40%(w/v) 포도당 및 40%(w/v) 수산화나트륨이 1:1의 부피비로 혼합된 수용액(이하, 포도당-수산화나트륨 용해액이라 함)을 일정시간 간격으로 점적하면서 pH를 6.0~7.5로 유지하며 배양하였다(Fed-batch culture 수행).In this sterilized basic medium, the lactic acid bacteria seed culture medium was inoculated into the sterile medium of the fermenter and cultured for 20 hours at 100 rpm and 37 ° C., 40% (w / v) glucose and 40% (w / v) sodium hydroxide were 1: An aqueous solution (hereinafter, referred to as a glucose-sodium hydroxide solution) mixed in a volume ratio of 1 was dripped at regular time intervals while maintaining the pH at 6.0-7.5 (Fed-batch culture performed).

* 유산균 종배양액 : 락토바실러스 람노서스 균주를 Lactobacilli MRS Broth(BD)에서 37℃ 조건에서 24시간 배양한 것, 이하 유산균 종배양액이라 함은 이를 말함. * Lactobacillus seed culture medium: Lactobacilli MRS Broth (BD) cultured for 24 hours at 37°C, hereinafter referred to as lactobacillus seed culture medium.

<제조예 2: 프로바이오틱스 분말 제조방법><Preparation Example 2: Probiotic powder manufacturing method>

제조예 1에서 배양된 배양액을 막여과 농축기(여과막 사이즈 0.1㎛, 제조사 DOW separation systems, Serial No.546/57 205-92.)를 사용하여 원배양액의 1/10 부피로 농축하여 농축액을 얻은 후, 상기 농축액 100g을 히드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC) 100g 분말이 물 500g에 용해된 용액에 혼합하고 분무건조하여 건조된 프로바이오틱스 분말을 얻었다.The culture medium cultured in Preparation Example 1 was concentrated to 1/10 volume of the original culture solution using a membrane filtration concentrator (filtration membrane size 0.1 μm, manufacturer DOW separation systems, Serial No. 546/57 205-92.) to obtain a concentrate. , 100 g of the concentrate was mixed with a solution in which 100 g of hydroxypropylmethyl cellulose (HPMC) powder was dissolved in 500 g of water, and spray-dried to obtain a dried probiotic powder.

<실시예 1: 용암해수를 이용한 유산균의 배양><Example 1: Cultivation of lactic acid bacteria using lava seawater>

용암해수가 10~90%(v/v) 포함된 물, 또는 용암해수 자체를 배양용수로 준비하고, 상기 배양용수를 제조예 1에서 이용한 기본 배지 제조 조건에서 물 대신 사용하였다.Water containing 10 to 90% (v/v) lava seawater, or lava seawater itself, was prepared as culture water, and the culture water was used instead of water in the basic medium preparation conditions used in Preparation Example 1.

이렇게 각 농도별 용암해수가 포함된 배양용수를 사용하여 배지를 제조예 1에서와 같이 멸균하였다. 한편 이렇게 용암해수를 이용하여 멸균된 배지를 제조하게 되면 용암해수의 천연 미네랄이 배지 성분들의 단백질과 반응하여 염 상태로 침전된 염석 단백질이 생성된다. In this way, the culture medium containing lava seawater for each concentration was sterilized as in Preparation Example 1. On the other hand, when a sterilized medium is prepared using lava seawater, natural minerals from lava seawater react with proteins in the medium to produce salted-out proteins precipitated in a salt state.

다음으로 멸균된 용암해수 배지에 제조예 1에서와 같이 유산균 종배양액을 접종하고, 100rpm, 37℃ 조건으로 20시간 동안 포도당-수산화나트륨 용해액을 사용하여 pH를 6.0~7.5로 보정하며 배양하였다. Next, the lactic acid bacteria seed culture solution was inoculated into a sterilized lava seawater medium as in Preparation Example 1, and the pH was corrected to 6.0-7.5 using a glucose-sodium hydroxide solution at 100 rpm and 37° C. for 20 hours and cultured.

<실시예 2 : 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스 제조><Example 2: Preparation of natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater>

실시예 1의 조건 중 30%(v/v)의 용암해수를 이용하여 제조한 배지에 유산균을 배양한 배양액을 제조예 2 방법에서와 같이 원배양액의 1/10 부피로 농축하여 농축액을 얻은 후, 상기 농축액 100g을 히드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC) 100g 분말이 물 500g에 용해된 용액에 혼합하고 분무건조하여 건조된 프로바이오틱스 분말을 얻었다. 이 때, 농축과정에서 염석 단백질이 균체외부를 코팅하게 되고, 히드록시프로필메틸셀룰로오스가 코팅을 보다 더 견고하게 하는 결합제 역할을 하게 된다. After culturing the lactic acid bacteria in a medium prepared using 30% (v/v) lava seawater among the conditions of Example 1, concentrate to 1/10 volume of the original culture solution as in the method of Preparation Example 2 to obtain a concentrate , 100 g of the concentrate was mixed with a solution in which 100 g of hydroxypropylmethyl cellulose (HPMC) powder was dissolved in 500 g of water, and spray-dried to obtain a dried probiotic powder. At this time, during the concentration process, the salted out protein coats the outside of the cells, and hydroxypropylmethylcellulose acts as a binder to make the coating stronger.

<실험예 1: 배양 전 배지에서의 멸균온도 및 용암해수 농도에 따른 염석 단백질 양과 단백질 양 비교><Experimental Example 1: Comparison of salted out protein amount and protein amount according to sterilization temperature and lava seawater concentration in the medium before culture>

실험예 1-1: 용암해수 농도Experimental Example 1-1: Lava Seawater Concentration

실시예 1에서 이미 설명한 바와 같이, 용암해수를 이용하여 멸균된 배지를 제조하게 되면 용암해수의 천연 미네랄이 배지 성분들의 단백질과 반응하여 염 상태로 침전된 염석 단백질이 생성된다. 이 염석 단백질은 제조예 1에서 사용한 기본배지에서도 일부 생성되나 용암해수가 포함된 배지에서는 생성량이 현저하게 증가한다.As already described in Example 1, when a sterilized medium is prepared using lava seawater, natural minerals in lava seawater react with proteins of the medium components to produce salted-out proteins precipitated in a salt state. Although this salted-out protein is partially produced in the basal medium used in Preparation Example 1, the production amount is significantly increased in the medium containing lava seawater.

이를 측정하기 위해, 유산균 배양 전의 멸균된 배지로서, 제조예 1의 기본 배지, 실시예 1의 용암해수 포함 배지 자체만을 400㎖를 별도의 용기에 각각 분주하고, 4℃에서 1시간 정치시킨 후 6,000rpm, 30분간 원심분리하여 염석 단백질을 회수하고 회수물을 분무건조하였다. In order to measure this, as a sterilized medium before culturing lactic acid bacteria, 400 ml of only the basic medium of Preparation Example 1 and the medium containing lava seawater of Example 1 were dispensed in separate containers, respectively, and left at 4° C. for 1 hour, after which 6,000 The salted-out protein was recovered by centrifugation at rpm for 30 minutes, and the recovered product was spray-dried.

다음으로, 염석 단백질의 건조중량과 염석 단백질 내의 단백질량을 확인하였다. 이 단백질량은 BCA protein assay로 측정하여 염석 단백질에 포함되어 있는 단백질 함량을 확인하였다. Next, the dry weight of the salted out protein and the amount of protein in the salted out protein were checked. This amount of protein was measured by BCA protein assay to confirm the protein content contained in the salted-out protein.

각 실험 결과는 표 1에 나타내었다. The results of each experiment are shown in Table 1.

표 1의 결과에 따르면 제조예 1의 기본배지에 비해 용암해수가 농도별로 포함된 용암해수 배지 내의 염석 단백질, 상기 염석 단백질이 용암해수 첨가량 10~70%(v/v)와 비례하여 증가하는 것으로 나타났다. 용암해수 농도가 80%(v/v)에서는 정체하거나, 용암해수 첨가량 90%(v/v)와 100%(v)에서도 증가량이 약간 줄어드는 것은 배지 내의 염농도가 너무 높아 단백질 염석의 침전효과가 크게 늘어나지 않거나 줄어든 것으로 파악된다. According to the results of Table 1, compared to the basic medium of Preparation Example 1, the salt-out protein in the lava seawater medium containing lava seawater by concentration, the salt-out protein increases in proportion to the amount of lava seawater added by 10 to 70% (v/v). appear. If the lava seawater concentration is stagnant at 80% (v/v), or the increase is slightly decreased even at 90% (v/v) and 100% (v) of lava seawater addition, the salt concentration in the medium is too high, so the precipitation effect of protein salting out is significantly higher. It is found not to increase or decrease.

이를 통해, 농도별 용암해수를 이용하여 멸균된 배지 제조 시 유산균의 코팅 목적으로 사용 가능한 염석 단백질의 생성 양을 확인할 수 있고, 배양용수로서 적절한 농도를 결정할 수 있다(배양용수로서 용암해수 30~70%(v/v)인 것이 적절함). Through this, it is possible to check the production amount of salted out protein that can be used for the purpose of coating lactic acid bacteria when preparing a sterilized medium using lava seawater for each concentration, and to determine the appropriate concentration as culture water (lava seawater 30~70 as culture water) %(v/v) is appropriate).

용암해수 농도(%, v/v)Lava seawater concentration (%, v/v) 침전물 (염석 단백질)
건조 중량 (mg/㎖)
sediment (salted out protein)
dry weight (mg/ml)
침전물 (염석 단백질) 내의 순수 단백질 양 (mg/㎖)Amount of net protein in sediment (salted out protein) (mg/ml)
00 0.40.4 0.10.1 1010 3.23.2 1.61.6 2020 5.25.2 2.52.5 3030 11.811.8 5.95.9 4040 13.213.2 6.46.4 5050 16.516.5 7.77.7 6060 17.417.4 8.38.3 7070 18.418.4 9.49.4 8080 18.218.2 9.39.3 9090 17.917.9 8.78.7 100100 17.717.7 8.58.5

실험예 1-2: 멸균온도Experimental Example 1-2: Sterilization temperature

멸균온도에 따른 염석 단백질 생성량을 비교하기 위하여 용암해수가 30%(v/v) 포함된 물을 배양용수를 제조하고 배지 전체를 100ml로 할 때 포도당 3g, 효모추출물 2g, 소이펩톤 2g을 가하여 용해 후 100~121℃까지의 범위로 5℃ 온도구간으로 각각 30분간 멸균하였다. 멸균된 배지를 냉각 후 용암해수 각 농도별 배지 400㎖를 별도의 용기에 각각 분주하였다. 각 정치액을 6,000rpm, 30분간 원심분리하여 염석 단백질을 회수하고 건조시켜 건조중량을 확인하고 건조물 중의 단백질량을 Bradford assay로 측정하여 단백질 양을 확인하였다. 비교를 위해 동일 조건으로 비교예 1의 멸균된 배지를 처리하여 비교하였으며, 표 2에 나타내었다. In order to compare the production of salted-out protein according to the sterilization temperature, prepare water containing 30% (v/v) lava seawater for culture and dissolve by adding 3 g of glucose, 2 g of yeast extract, and 2 g of soy peptone when the entire medium is 100 ml. After that, it was sterilized for 30 minutes at a temperature of 5°C in the range from 100 to 121°C, respectively. After cooling the sterilized medium, 400 ml of each concentration of lava seawater was dispensed into separate containers. Each stationary solution was centrifuged at 6,000 rpm for 30 minutes to recover the salted out protein, dried to determine the dry weight, and the amount of protein in the dried product was measured by Bradford assay to confirm the protein amount. For comparison, the sterilized medium of Comparative Example 1 was treated under the same conditions and compared, and it is shown in Table 2.

멸균온도(℃)Sterilization temperature (℃) 용암해수 농도
(%, v/v)
Lava Seawater Concentration
(%, v/v)
침전물 (염석 단백질)
건조 중량 (mg/㎖)
sediment (salted out protein)
dry weight (mg/ml)
침전물 (염석 단백질) 내의 순수 단백질 양 (mg/㎖)Amount of net protein in sediment (salted out protein) (mg/ml)
100℃100 3030 3.53.5 1.91.9 105℃105 3030 5.45.4 2.92.9 110℃110 3030 7.47.4 3.13.1 115℃115 3030 9.89.8 3.83.8 121℃121 3030 11.811.8 5.95.9 121℃121 00 0.50.5 0.20.2

표 2의 결과를 살펴보면, 염석 단백질 내의 순수 단백질 양 또한 배양용수로서 용암해수를 30(v/v)%로 이용한 경우에서, 121℃에서 멸균한 배지에서 염석 단백질 내의 순수 단백질양이 가장 많으며, 100℃ 이상의 온도에서도 염석 단백질의 형성이 이루어짐을 확인할 수 있다. Looking at the results in Table 2, when the amount of pure protein in salted out protein was also 30 (v/v)% when lava seawater was used as culture water, the amount of pure protein in salted out protein was the highest in the medium sterilized at 121 ° C, 100 It can be confirmed that the salting-out protein is formed even at a temperature of ℃ or higher.

그러나, 물(용암해수 농도 0%)을 이용할 경우에는 121℃에서 멸균하더라도 코팅에 필요한 충분한 양의 염석 단백질이 생성 되지 않는 것을 알 수 있었다. However, it was found that when water (lava seawater concentration 0%) was used, a sufficient amount of salted out protein required for coating was not produced even after sterilization at 121°C.

<실험예 2: 배지 내 용암해수 농도 별 유산균 생균수 확인><Experimental Example 2: Confirmation of the number of live lactic acid bacteria by concentration of lava seawater in the medium>

제조예 2와 실시예 2의 분무건조 분말 1g을 취하여 생리식염수로 희석 후, 희석액을 petridish에 1 ml 분주하고 멸균된 Lactobacilli MRS Agar(BD) 20㎖을 가하여 굳혔다. 정치인큐베이터에서 37℃, 48시간 배양된 Petridish의 콜로니를 개수하여 생균수를 확인하여 이를 표 3에 나타내었다(이하, 유산균 생균수 측정법이라 한다).1 g of the spray-dried powder of Preparation Examples 2 and 2 was diluted with physiological saline, 1 ml of the diluted solution was dispensed in petridish, and 20 ml of sterilized Lactobacilli MRS Agar (BD) was added to harden. The number of viable cells was confirmed by counting the colonies of Petridish cultured at 37° C. in a political incubator for 48 hours, and it is shown in Table 3 (hereinafter referred to as lactic acid bacteria viable cell count measurement method).

용암해수 농도(%, v/v)Lava seawater concentration (%, v/v) 분무건조 분말 내의 생균수(×109 CFU/g)Number of viable cells in spray-dried powder (×10 9 CFU/g) 00 1111 1010 1515 2020 3434 3030 212212 4040 164164 5050 131131 6060 122122 7070 106106 8080 4747 9090 2626 100100 2424

표 3의 결과에 따르면 제조예 1에서 배양된 유산균 생균수에 비해, 실시예 1 중 30%(v/v) 용암해수가 적용된 배지에서 배양된 유산균 생균수가 폭발적으로 크게 증가하는 것을 알 수 있고, 그 이후부터는 유산균 생균수가 오히려 줄어드는 것으로 나타난다. According to the results of Table 3, compared to the number of viable lactic acid bacteria cultured in Preparation Example 1, it can be seen that the number of viable lactic acid bacteria cultured in the medium to which 30% (v / v) lava seawater in Example 1 is applied explosively increases significantly, After that, the number of lactic acid bacteria viable cells appears to decrease.

다만 용암해수 농도 70%(v/v)까지는 배양액 중 유산균의 생균수가 매우 높은 값으로 측정되며, 프로바이오틱스의 생균수 기준인 1.0x108 CFU/g 이상의 값보다 현저히 많은 1.0×1011 CFU/g 이상의 생균제 분말을 안정적으로 제조 가능함을 확인할 수 있다. However, up to the lava seawater concentration of 70% (v/v), the number of viable lactic acid bacteria in the culture medium is measured as a very high value, and 1.0×10 11 CFU/g or more, which is significantly higher than the value of 1.0×10 8 CFU/g or more, which is the standard for the number of viable bacteria for probiotics. It can be confirmed that the probiotic powder can be stably manufactured.

또한, 이는 용암해수의 첨가량이 증가한다고 하여 무조건 유산균의 배양이 증가하지 않음을 파악할 수 있고, 용암해수 내의 적정 염 농도가 유산균 배양에 있어 중요한 요소인 것으로 판단할 수 있다. In addition, it can be understood that the culture of lactic acid bacteria does not increase unconditionally even if the amount of lava seawater is increased, and it can be determined that the appropriate salt concentration in the lava seawater is an important factor in culturing lactic acid bacteria.

덧붙여 이러한 결과들을 통해 염석 단백질이 열방어 기능이 있음을 확인할 수 있다.In addition, these results confirm that the salt-out protein has a heat-protective function.

<실험예 3: 용암해수 농도에 따른 배양액 내의 염석 단백질 및 유산균 균체의 건조중량과 유산균 생균수의 상관관계 비교><Experimental Example 3: Comparison of the correlation between the dry weight of salted out protein and lactic acid bacteria cells in the culture solution according to the lava seawater concentration and the number of live lactic acid bacteria>

실시예 1의 각 용암해수 배지에서 배양된 유산균 배양액을 별도의 멸균된 용기에 각각 400㎖를 분주하고 4℃, 1시간 냉각정치하였다. 각 정치액을 실시예 2에서처럼 농축 및 분무건조하여 건조물의 건조중량을 확인하였다. 비교를 위해 동일 조건으로 제조예 1의 배양액을 처리하여 비교하였고 이를 도 1에 나타내었다. 이 때, 건조중량의 결과를 유산균 생균수와 비교하여 나타내었다. 400 ml of each of the lactic acid bacteria cultured in each lava seawater medium of Example 1 was dispensed in a separate sterilized container, and cooled at 4° C. for 1 hour. Each stationary solution was concentrated and spray-dried as in Example 2 to check the dry weight of the dried product. For comparison, the culture solution of Preparation Example 1 was treated under the same conditions and compared, and this is shown in FIG. 1 . At this time, the results of the dry weight were compared with the number of live lactic acid bacteria.

도 1의 결과에 따르면 ‘염석 단백질 및 유산균 균체’의 건조중량이 용암해수 30~100%(v/v)가 포함된 곳에서 모두 비슷해 보이는데, 이 결과는 30~70%(v/v) 용암해수 배양액 조건에서 배양 전 생성된 염석 단백질 외에도 생균수가 폭발적으로 증가하여 총 중량이 유사해졌기 때문이다. According to the results of Figure 1, the dry weight of 'salted out protein and lactic acid bacteria' seems to be similar in all places where 30-100% (v/v) of lava seawater is included, and this result is 30-70% (v/v) lava. This is because, in addition to the salted out protein produced before culturing in the seawater culture medium, the number of viable cells increased explosively and the total weight became similar.

이 결과는 또한 80%(v/v) 이상의 용암해수 배양액 내 염석 단백질 및 유산균 균체의 건조중량이 배양 전 배지 내 염석 단백질 중량과 유사한 것은 생균수가 거의 늘지 않은 것을 입증하기도 한다. This result also demonstrates that the number of viable cells hardly increased when the dry weight of salted out protein and lactic acid bacteria in the 80% (v/v) or more lava seawater culture was similar to the weight of salted out protein in the medium before culturing.

따라서, 유산균의 배양에 가장 영향을 주는 배지 내 용암해수 조건이, 생균수가 제조예 1의 배양 조건에 비해 현저하게 증가된 30~70%(v/v) 용암해수 배양배지 조건임을 다시 한번 파악할 수 있고, 더 좋은 조건이, 배양용수로서 용암해수 농도가 30~40%(v/v) 전후인 것을 사용할 때이며, 본 실험에서 가장 좋은 조건은 용암해수 농도가 30%(v/v)인 배양용수로 유산균을 배양할 때임을 확인할 수 있다. Therefore, it can be understood once again that the conditions of lava seawater in the medium that most affect the culture of lactic acid bacteria are 30-70% (v/v) lava seawater culture medium conditions in which the number of viable cells is significantly increased compared to the culture conditions of Preparation Example 1. A better condition is when using a lava seawater concentration of around 30-40% (v/v) as culture water, and the best condition in this experiment is culture water with a lava seawater concentration of 30% (v/v). It can be confirmed that it is time to culture lactic acid bacteria.

<실험예 4: 용암해수를 적용한 배양방식의 비교(batch culture vs. Glucose/NaOH fed-batch culture)><Experimental Example 4: Comparison of culture method applying lava seawater (batch culture vs. Glucose/NaOH fed-batch culture)>

제조예 1과 실시예 1에서 유산균을 배양한 조건은 포도당-수산화나트륨 용해액(Glucose/NaOH)을 이용한 fed-batch culture 조건이라 할 수 있는데, 이 배양 조건을 batch culture와 비교하기 위해 다음의 실험을 수행하였다. The conditions for culturing lactic acid bacteria in Preparation Example 1 and Example 1 can be said to be fed-batch culture conditions using glucose-sodium hydroxide solution (Glucose/NaOH). In order to compare this culture condition with batch culture, the following experiment was performed.

우선, 실시예 1 중 용암해수 30%(v/v) 배지 배양 조건(이 후의 실험예에서 실시예 1 또는 실시예 2라 함은 상기 용암해수 30%(v/v) 배지 배양 조건에 해당됨)과 제조예 1의 fed-batch culture 조건으로 유산균을 배양하고, 상기 실시예 1의 용암해수 30%(v/v) 배지 배양 조건에서 포도당-수산화나트륨 용해액 첨가 조건만 수행하지 않은 비교조건에서 유산균을 배양하였다(실시예 1의 비교조건이라 함, 20시간 동안 pH/glucose 보정없이 배양). First, the lava seawater 30% (v / v) medium culture conditions in Example 1 (Example 1 or Example 2 in the following experimental examples corresponds to the lava seawater 30% (v / v) medium culture conditions) Lactic acid bacteria were cultured under the fed-batch culture conditions of Preparation Example 1, and lactic acid bacteria were cultured under 30% (v/v) lava seawater 30% (v/v) medium culture conditions of Example 1 under comparative conditions in which only glucose-sodium hydroxide solution was added. was cultured (referred to as the comparative conditions of Example 1, cultured without pH/glucose correction for 20 hours).

이 후, 20시간 배양된 각 배양액을 유산균 생균수 측정법으로 생균수를 측정하였다. 또한 상기 각 배양액을 별도의 멸균된 용기에 분주하고 막여과 농축기(여과막 사이즈 0.1㎛, 제조사 DOW separation systems, Serial No.546/57 205-92.)를 사용하여 원배양액의 1/10 부피로 농축하여 농축액을 얻은 후, 상기 농축액 100g을 히드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC) 100g 분말이 물 500g에 용해된 용액에 혼합하고 분무건조하여 총 중량과, 생균수 측정을 수행하였다.Thereafter, the number of viable cells in each culture medium cultured for 20 hours was measured by the lactic acid bacteria live cell count method. In addition, each culture solution is dispensed into a separate sterilized container and concentrated to 1/10 volume of the original culture solution using a membrane filtration concentrator (filtration membrane size 0.1㎛, manufacturer DOW separation systems, Serial No. 546/57 205-92.) to obtain a concentrate, 100 g of the concentrate was mixed with a solution in which 100 g of hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) powder was dissolved in 500 g of water, and spray-dried to measure the total weight and the number of viable cells.

이를 제조예 1의 Fed-batch culture(물), 실시예 1의 Fed-batch culture(용암해수 30%(v/v)), 실시예 1의 Batch culture(용암해수 30%(v/v))로 구분하여 도 2에 나타내었다.Fed-batch culture of Preparation Example 1 (water), Fed-batch culture of Example 1 (lava seawater 30% (v/v)), Batch culture of Example 1 (lava seawater 30% (v/v)) It is shown in FIG. 2 by dividing by .

도 2의 결과에 따르면 용암해수가 첨가되었더라도 Batch culture에서는 균주가 거의 증식하지 않은 것을 알 수 있다. 따라서, Batch culture에서 회수된 건조물의 성분은 유산균 균체가 아닌 대부분 배지 내의 염석 단백질인 것으로 파악된다. According to the result of FIG. 2, it can be seen that the strain hardly proliferated in the batch culture even when lava seawater was added. Therefore, it is understood that most of the components of the dried product recovered from batch culture are salted-out proteins in the medium, not lactic acid bacteria.

<실험예 5: 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스의 분무건조 생존율 비교><Experimental Example 5: Comparison of spray-drying survival rate of natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater>

제조예 2와 실시예 2에서, ①분무건조 수행 전의 바인더(히드록시프로필메틸셀룰로오스) 혼합액; ②분무건조 후 프로바이오틱스 분말;의 각 유산균 생균수를 비교하여 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅에 의한 분무건조 생존율을 확인하였다. In Preparation Examples 2 and 2, ① a mixture of binder (hydroxypropylmethyl cellulose) before spray drying; ② After spray-drying, the number of lactic acid bacteria in each of the probiotic powders was compared to confirm the spray-drying survival rate by natural mineral coating derived from lava seawater.

이 때, 대용량 생산도 가능한지 확인하기 위해, 500L 규모로 대량 배양된 배양액을 막여과 농축기를 사용하여 농축하여 실험하였다. At this time, in order to check whether large-capacity production is possible, the culture solution mass-cultured in a 500L scale was concentrated using a membrane filtration concentrator and tested.

실험결과는 정확한 생존율 산출을 위해 건조감량법으로 각 바인더 혼합액의 고형분을 측정하여 바인더 혼합액 중의 유산균 생균수에 환산하여 생존율을 구하여 표 4에 기재하였다.The experimental results are shown in Table 4 by measuring the solid content of each binder mixture by the loss-on-drying method to calculate the accurate survival rate, and converting it to the number of viable lactic acid bacteria in the binder mixture.

구분division 제조예 2의
상수배양 분무건조 분말
Preparation Example 2
Water culture spray dried powder
실시예 2의
용암해수배양 분무건조 분말
Example 2
Lava Seawater Culture Spray Dried Powder
분무건조후 (×109 CFU/g)After spray drying (×10 9 CFU/g) 1111 212212 분무건조전 (×109 CFU/g)Before spray drying (×10 9 CFU/g) 163163 318318 생존율(%)Survival rate (%) 6.76.7 66.666.6

표 4의 결과에 따르면 실시예 2의 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스 분말이, 제조예 2의 프로바이오틱스 분말보다 분무건조 생존율 약 6.7%와 비교하여, 약 67% 정도 현저하게 10배 이상 높은 것으로 확인된다. According to the results of Table 4, the natural mineral-coated probiotic powder derived from lava seawater of Example 2 is significantly higher than the probiotic powder of Preparation Example 2 by about 67%, compared to about 6.7%, and it is confirmed that it is 10 times higher. .

따라서, 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스는 전공정 배양단계부터 일정 염농도에 스트레스를 받으면서 고농도 생육 및 후공정을 통한 코팅공정을 수행하였기 때문에 이종간 스트레스인 고온에 대해서도 극복할 수 있는 내구성을 갖추었다고 볼 수 있다. Therefore, natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater were subjected to a high-concentration growth and coating process through a post-process while being stressed at a certain salt concentration from the pre-process culture stage. have.

<실험예 6: 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 유산균의 섭취 안정성><Experimental Example 6: Ingestion stability of natural mineral-coated lactic acid bacteria derived from lava seawater>

실험예 6-1: 내산성(단독) Experimental Example 6-1: Acid resistance (alone)

염산을 사용하여 Lactobacilli MRS broth(BD) 100㎖의 pH를 3.0으로 조절 후 멸균하고, 멸균된 MRS broth 100㎖에 펩신(Sigma P7000, 250 Units/mg) 0.4g을 혼합하여 인공위액 배지를 제조하였다. Using hydrochloric acid, the pH of 100 ml of Lactobacilli MRS broth (BD) was adjusted to 3.0 and then sterilized, and 0.4 g of pepsin (Sigma P7000, 250 Units/mg) was mixed with 100 ml of sterilized MRS broth to prepare an artificial gastric juice medium. .

제조한 인공위액 배지 100㎖에 제조예 2, 실시예 2의 프로바이오틱스 분말을 0.5g씩 각각 혼합하였다. 각 혼합액을 즉시 취하여 생리식염수로 희석 후 희석액을 페트리디쉬(Petridish)에 1㎖ 분주하고 멸균된 Bromo cresol purple agar(BD)배지 20㎖을 가하여 굳혔다. 37℃ 정치배양기에서 48시간 배양된 페트리디쉬(Petridish)의 노란색 콜로니를 개수하여 각 프로바이오틱스 분말의 초기 생균수를 확인하였다. In 100 ml of the prepared artificial gastric juice medium, 0.5 g of the probiotic powder of Preparation Example 2 and Example 2 was mixed, respectively. Each mixed solution was immediately taken, diluted with physiological saline, 1ml of the diluted solution was dispensed in a Petridish, and 20ml of sterilized Bromo cresol purple agar (BD) medium was added to harden. The initial number of viable cells of each probiotic powder was confirmed by counting yellow colonies of Petridish cultured for 48 hours in a stationary incubator at 37°C.

이 후, 각 혼합액을 37℃, 2시간 정치배양하고 배양된 배양액을 취하여 생리식염수로 희석 후 희석액을 페트리디쉬(Petridish)에 1㎖ 분주하고 멸균된 Bromo cresol purple agar(BD)배지 20㎖을 가하여 굳혔다. 37℃ 정치배양기에서 48시간 배양된 페트리디쉬(Petridish)의 노란색 콜로니를 개수하여 생균수를 확인하였다.After that, each mixed solution was cultured at 37°C for 2 hours, and the cultured solution was diluted with physiological saline, 1ml of the diluted solution was dispensed in a Petridish, and 20ml of sterilized Bromo cresol purple agar (BD) medium was added. hardened The number of viable cells was confirmed by counting yellow colonies of Petridish cultured for 48 hours in a stationary incubator at 37°C.

각 결과는 하기의 표 5에 나타내었다. Each result is shown in Table 5 below.

구분division 프로바이오틱스
초기균수 (CFU/g)
probiotics
Initial number of bacteria (CFU/g)
내산성acid resistance
초기(CFU/ml)Initial (CFU/ml) 배양후(CFU/ml)After incubation (CFU/ml) 생존율 (%)Survival rate (%) 제조예 2Preparation 2 1.1×1010 1.1×10 10 5.0×108 5.0×10 8 3.1×107 3.1×10 7 6.26.2 실시예 2Example 2 2.1×1011 2.1×10 11 1.2×109 1.2×10 9 5.9×108 5.9×10 8 49.149.1

표 5의 결과에 따르면, 실시예 2의 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스 분말이 제조예 2의 프로바이오틱스 분말보다 산성에 대한 내성이 매우 우수함을 알 수 있다(실시예 2에서 약 49%의 생존율 확인, 제조예 2와 비교하여 7.9배 증가). According to the results of Table 5, it can be seen that the natural mineral-coated probiotic powder derived from lava seawater of Example 2 has very good resistance to acidity than the probiotic powder of Preparation Example 2 (confirmation of a survival rate of about 49% in Example 2, 7.9 times increase compared to Preparation Example 2).

실험예 6-2: 담즙산성(단독) Experimental Example 6-2: Bile acidity (alone)

멸균된 Lactobacilli MRS broth(BD) 100㎖에 제균된 oxgall 용액 0.3 ㎖을 혼합하여 인공담즙액 배지를 제조하였다. An artificial bile medium was prepared by mixing 0.3 ml of sterilized oxgall solution with 100 ml of sterilized Lactobacilli MRS broth (BD).

이후 제조한 인공담즙액 배지 100㎖에 제조예 2, 실시예 2의 프로바이오틱스 분말을 0.5g씩 각각 혼합하고, 초기 생균수/ 2시간 정치배양 후의 생균수를 실험예 6-1에서처럼 확인하였으며, 이를 표 6에 나타내었다. Then, 0.5 g of each of the probiotic powders of Preparation Example 2 and Example 2 were mixed in 100 ml of the prepared artificial bile medium, and the number of live cells in the initial stage / the number of viable cells after 2 hours of stationary culture was confirmed as in Experimental Example 6-1. Table 6 shows.

구분division 프로바이오틱스
초기균수 (CFU/g)
probiotics
Initial number of bacteria (CFU/g)
내답즙산성bile acid resistance
초기 (CFU/g)Initial (CFU/g) 배양후 (CFU/g)After incubation (CFU/g) 생존율 (%)Survival rate (%) 제조예 2Preparation 2 1.1×1010 1.1×10 10 5.0×108 5.0×10 8 4.1×108 4.1×10 8 82.082.0 실시예 2Example 2 2.1×1011 2.1×10 11 1.2×109 1.2×10 9 1.9×109 1.9×10 9 158.3158.3

표 6의 결과에 따르면, 실시예 2의 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스 분말이 제조예 2의 프로바이오틱스 분말보다 내담즙산성이 1.9배 좋은 것으로 나타났다. According to the results of Table 6, it was found that the natural mineral-coated probiotic powder derived from lava seawater of Example 2 had 1.9 times better bile acid resistance than the probiotic powder of Preparation Example 2.

실험예 6-3: 내산성-내담즙산성(연속) Experimental Example 6-3: Acid resistance-Bile acid resistance (continuous)

제조예 2, 실시예 2의 프로바이오틱스 분말을 각각 상기 실험예 6-1의 방법에 의하여 내산성 확인시험을 수행하고 배양액을 원심분리하여 상등액을 제거 후 생균을 회수하였다. 회수한 생균을 실험예 6-2의 방법에 의하여 내답즙산성 확인시험을 연속적으로 수행하여 결과를 확인하여 표 7에 나타내었다.For each of the probiotic powders of Preparation Example 2 and Example 2, an acid resistance confirmation test was performed according to the method of Experimental Example 6-1, and the culture medium was centrifuged to remove the supernatant, and live cells were recovered. The recovered live cells were continuously subjected to a bile acid resistance confirmation test according to the method of Experimental Example 6-2 to confirm the results, and are shown in Table 7.

구분division 프로바이오틱스
초기균수 (CFU/g)
probiotics
Initial number of bacteria (CFU/g)
내산성-내담즙산성acid resistance - bile acid resistance
초기 (CFU/g)Initial (CFU/g) 배양후 (CFU/g)After incubation (CFU/g) 생존율 (%)Survival rate (%) 제조예 2Preparation 2 1.1×1010 1.1×10 10 5.0×108 5.0×10 8 1.1×108 1.1×10 8 22.022.0 실시예 2Example 2 2.1×1011 2.1×10 11 1.2×109 1.2×10 9 1.6×109 1.6×10 9 133.3133.3

표 7의 결과에 따르면, 실시예 2의 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스 분말이 제조예 2의 프로바이오틱스 분말보다 내산성-내담즙성이 강하기 때문에 133% 이상의 매우 뛰어난 생존율 차이가 나는 것을 알 수 있어 본 발명의 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스 제조방법의 우수성이 입증된다. According to the results of Table 7, it can be seen that the natural mineral-coated probiotic powder derived from lava seawater of Example 2 has a very excellent survival rate difference of 133% or more because it has stronger acid resistance and bile resistance than the probiotic powder of Preparation Example 2 The superiority of the manufacturing method of natural mineral coating probiotics derived from lava seawater is demonstrated.

<실험예 7: 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스의 보관 안정성(온도에 따른 경시적 안정성 비교)><Experimental Example 7: Storage stability of natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater (comparison of stability over time)>

제조예 2, 실시예 2의 프로바이오틱스 분말을 밀폐보관 용기에 각각 5g씩 소분하여 4℃, 15℃, 25℃, 35℃ 항온항습기(습도 75%)에 4개월간 보관하며 1개월 단위로 유산균 생균수 측정법에 의거하여 생균수를 측정하여 표 8에 기재하였다.The probiotic powder of Preparation Example 2 and Example 2 is divided into 5 g each in an airtight storage container and stored at 4 ℃, 15 ℃, 25 ℃, 35 ℃ thermo-hygrostat (humidity 75%) for 4 months, and the number of live lactic acid bacteria in units of 1 month Based on the measurement method, the number of viable cells was measured and shown in Table 8.

제조예 2Preparation 2 4℃4 15℃15 25℃25 35℃35℃ 0일(CFU/g)Day 0 (CFU/g) 1.1×1010 1.1×10 10 1.1×1010 1.1×10 10 1.1×1010 1.1×10 10 1.1×1010 1.1×10 10 30일(CFU/g)30 days (CFU/g) 1.0×1010 1.0×10 10 4.1×109 4.1×10 9 1.1×109 1.1×10 9 8.3×108 8.3×10 8 60일(CFU/g)60 days (CFU/g) 9.1×109 9.1×10 9 1.4×109 1.4×10 9 6.6×108 6.6×10 8 1.9×108 1.9×10 8 90일(CFU/g)90 days (CFU/g) 8.8×109 8.8×10 9 6.7×108 6.7×10 8 2.3×108 2.3×10 8 7.5×107 7.5×10 7 120일(CFU/g)120 days (CFU/g) 7.4×109 7.4×10 9 3.3×108 3.3×10 8 1.3×108 1.3×10 8 1.2×107 1.2×10 7 생존율(%)Survival rate (%) 67.267.2 3.03.0 1.11.1 0.10.1 실시예 2Example 2 4℃4 15℃15 25℃25 35℃35℃ 0일(CFU/g)Day 0 (CFU/g) 2.1×1011 2.1×10 11 2.1×1011 2.1×10 11 2.1×1011 2.1×10 11 2.1×1011 2.1×10 11 30일(CFU/g)30 days (CFU/g) 2.1×1011 2.1×10 11 1.9×1011 1.9×10 11 1.7×1011 1.7×10 11 1.2×1011 1.2×10 11 60일(CFU/g)60 days (CFU/g) 2.1×1011 2.1×10 11 1.7×1011 1.7×10 11 1.4×1011 1.4×10 11 9.7×1010 9.7×10 10 90일(CFU/g)90 days (CFU/g) 2.0×1011 2.0×10 11 1.5×1011 1.5×10 11 1.1×1011 1.1×10 11 4.5×1010 4.5×10 10 120일(CFU/g)120 days (CFU/g) 2.0×1011 2.0×10 11 1.5×1011 1.5×10 11 1.0×1011 1.0×10 11 2.2×109 2.2×10 9 생존율(%)Survival rate (%) 95.295.2 71.471.4 47.647.6 10.410.4

표 8의 결과에 따르면, 실시예 2의 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스 분말이 제조예 2의 프로바이오틱스 분말보다 120일 내의 보관안정성이 높은 것으로 확인된다. According to the results of Table 8, it is confirmed that the natural mineral-coated probiotic powder derived from lava seawater of Example 2 has higher storage stability within 120 days than the probiotic powder of Preparation Example 2.

<실험예 8: 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스의 미네랄 함량><Experimental Example 8: Mineral content of natural mineral coating probiotics derived from lava seawater>

용암해수(균주를 배양하지 않은 용암해수 자체), 제조예 2, 실시예 2의 프로바이오틱스 분말 중의 마그네슘, 칼슘 함량을 식약처 건강기능식품공전의 마그네슘, 칼슘 시험법에 의거하여 분석하여 용암해수 유래 천연 미네랄 성분의 프로바이오틱스 내포량을 표 9에 비교하였다. Lava seawater (lava seawater itself without culturing strains), Magnesium and calcium content in the probiotic powder of Preparation Examples 2 and Example 2 were analyzed based on the Magnesium and Calcium test method of the Ministry of Food and Drug Safety, and naturally derived from lava seawater. The amount of probiotics contained in the mineral component was compared in Table 9.

구분division 마그네슘(mg/100g)Magnesium (mg/100g) 칼슘(mg/100g)Calcium (mg/100g) 용암해수
(균주를 배양하지 않은 용암해수 자체)
lava seawater
(The lava seawater itself without culturing the strain)
114.2114.2 40.140.1
제조예 2의 프로바이오틱스 분말Probiotic powder of Preparation Example 2 0.20.2 0.30.3 실시예 2의 프로바이오틱스 분말Probiotic powder of Example 2 179.5179.5 54.254.2

표 9의 결과에 따르면, 실시예 2의 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스 분말에, 배양 시의 용암해수 첨가로 인해 마그네슘과 칼슘이 잘 이입되었음을 확인할 수 있다. According to the results of Table 9, it can be confirmed that magnesium and calcium were well introduced into the natural mineral-coated probiotic powder derived from lava seawater of Example 2 due to the addition of lava seawater during culturing.

한편, 마그네슘, 칼슘은 천연미네랄 중 대표되는 성분으로서, 이 함량 값이 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스의 함량 값을 대표하는 값이 되어, 이를 기준으로 추가실험을 하여 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스 분말의 미네랄 함량이 0.1~0.5g/100g인 것으로 확인하였다. 이 때, 개별적으로 마그네슘 0.07~0.4g/100g, 칼슘 0.02~0.09g/100g이었다. On the other hand, magnesium and calcium are representative components of natural minerals, and these content values become values representing the content values of natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater. It was confirmed that the mineral content of 0.1 ~ 0.5g / 100g. At this time, magnesium was individually 0.07 to 0.4 g/100 g, and calcium was 0.02 to 0.09 g/100 g.

<실험예 9: 균주 별 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스의 제조조건 확인> <Experimental Example 9: Confirmation of manufacturing conditions of natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater by strain>

실시예 1 조건으로 유산균 배양 시, 유산균 종배양액으로 락토바실러스 람노서스 균주 외에도 다른 종류의 유산균들이 용암해수 첨가배지에서 모두 배양이 원활하게 되는지를 확인하였다. When culturing lactic acid bacteria under the conditions of Example 1, it was confirmed whether all other types of lactic acid bacteria in addition to the Lactobacillus rhamnosus strain were cultured smoothly in the lava seawater-added medium as the lactic acid bacteria seed culture medium.

이 때, 비교 조건으로 제조예 1의 배양방법으로 제조한 배양액을 제시하였다. At this time, the culture solution prepared by the culture method of Preparation Example 1 was presented as a comparative condition.

이 결과는 도 4에 나타내었는데, 제조예 1 배양액과 비교하여, 실시예 1의 용암해수 첨가배지 배양 조건에서 실험대상 모든 배양액 내 유산균 생균수가 큰 폭으로 증가하는 것을 확인할 수 있다. This result is shown in Figure 4, compared with the culture solution of Preparation Example 1, it can be confirmed that the number of live lactic acid bacteria in all the cultures of the test subjects in the lava seawater addition medium culture conditions of Example 1 is significantly increased.

이는 상기 조건의 균주별 배양액들이 최종적으로 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스를 제조하기에 적합한 조건임을 입증한다. This proves that the culture solutions for each strain under the above conditions are suitable conditions for finally producing natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater.

<실험예 10: 탈염용암해수 배지의 염석 단백질 생성 및 유산균 배양액 내의 생균 수 확인> <Experimental Example 10: Production of salted out protein in desalted lava seawater medium and confirmation of the number of viable cells in lactic acid bacteria culture medium>

제조예 1의 기본배지를 제조하는 조건에서 물 대신 탈염 용암해수(대한민국 등록특허 제10-0947637호의 실시예 1 방법 이용)를 배양용수로 이용하여 배지를 제조하였고, 원심분리하여 침전된 염석 단백질의 건조중량을 확인하여 표 10에 나타내었다. Under the conditions of preparing the basic medium of Preparation Example 1, a medium was prepared using demineralized lava seawater (using the method of Example 1 of Korean Patent No. 10-0947637) instead of water for culture, followed by centrifugation to dry the precipitated salted out protein. The weight was confirmed and shown in Table 10.

배지에 첨가된 배양용수Water for culture added to the medium 염석 단백질 (㎎/㎖)Salted out protein (mg/ml) 용암해수 30%(v/v) (실시예 1 조건)Lava seawater 30% (v / v) (Example 1 conditions) 11.811.8 탈염 용암해수 100%100% desalted lava seawater 0.40.4

또한, 상기 표 10의 배지에 락토바실러스 람노서스 종배양균을 배양하여 얻은 배양액을 실시예 2의 방법으로 제조하여 유산균 생균수를 측정하였다(분무건조). 이 값은 표 11에 나타내었다. In addition, the culture solution obtained by culturing the Lactobacillus rhamnosus seed culture in the medium of Table 10 was prepared by the method of Example 2, and the number of viable lactic acid bacteria was measured (spray drying). These values are shown in Table 11.

배양액culture medium 유산균 분말 생균수 (CFU/g)Lactobacillus powder viable cell count (CFU/g) 용암해수 30%(v/v) (실시예 1 조건)를 배양용수로 하여 배양된 것Cultured using lava seawater 30% (v/v) (Example 1 conditions) as culture water 2.1 X 1011 2.1 X 10 11 탈염 용암해수 100%(v/v)를 배양용수로 하여 배양된 것Cultured using 100% (v/v) desalted lava seawater as culture water 1.2 X 1010 1.2 X 10 10 상수 100%(v/v) (제조예 1 조건)를 배양용수로 하여 배양된 것Cultured using constant 100% (v/v) (condition of Preparation Example 1) as culture water 1.1 X 1010 1.1 X 10 10

표 10과 표 11의 결과를 확인하면, 탈염 용암해수를 이용하는 것은 그 결과가 배양용수로서 물을 이용하는 제조예 1과 유사하여, 염석 단백질의 생성 및 유산균의 증식에도 거의 영향을 주지 않는 것으로 파악된다. Checking the results of Tables 10 and 11, it is understood that the use of desalted lava seawater has similar results to Preparation Example 1 using water as culture water, and has little effect on the production of salted-out proteins and the growth of lactic acid bacteria. .

<실험예 11: 용암해수 첨가 배양에 따른 균체 내부 자기방어단백질 형성 확인><Experimental Example 11: Confirmation of the formation of self-defense protein inside the cells according to the lava seawater addition culture>

용암해수를 통한 배양과정에서의 분무건조 조건을 견딜 수 있는 스트레스 응답식 균체 내 자기방어단백질(샤페론)이 형성되는지를 확인하기 위해 2차원 전기영동방법을 사용하여 상수와 용암해수에서의 반응 전후의 단백질 발현 정도의 변화를 겔 이미지로 비교하였다. In order to check whether the self-defense protein (chaperone) in the stress-responsive cells that can withstand the spray-drying conditions in the culturing process through lava seawater is formed, a two-dimensional electrophoresis method was used before and after the reaction in constant water and lava seawater. Changes in protein expression levels were compared with gel images.

구체적으로 제조예 1의 균체와 실시예 1의 배양액 내 균체 100 mg을 회수하여 PBS (phosphate buffered saline, pH 7.2)로 3회 washing 한 후, 500 ㎕ lysis buffer (50 mM Tris-HCl, 0.3% SDS, 200 mM DTT, 0.4 mM PMSF, pH 7.5)에 현탁하였다. 유산균 현탁액은 250 mg zirconium bead가 들어있는 2 ㎖ micro cap tube로 옮겨 4℃에서 균체를 파쇄하여 균체 파쇄물을 얻었다. 상기 균체 파쇄물로부터 95℃, 10분간 열처리 한 후, 다시 4℃, 12,000 rpm으로 원심분리하여 상등액만 획득하였다. 단백질이 존재하는 상등액은 desalting column을 통해 salt를 제거하고 아세톤으로 단백질만을 침전시킨 다음, 에탄올로 washing 후, 상온에서 건조하고 IEF (isoelectric focusing) 용액 (8M urea, 0.12%(w/v) destreak solution, 4%(w/v) CHAPS, 2%(w/v) IPG buffer)로 용해시키고 100~150 ㎍의 단백질을 pI 3~10 범위의 immobiline dry strip에 cup loading하여 IEF를 수행하고 종료후, strip을 SDS-PAGE로 gel image화하여 용암해수 배양법으로 발현된 새로운 단백질이 있음을 확인하였고(도 5), 스트레스에 의한 샤페론 단백질이 증가하는지를 명확히 하기 위해 다음의 실험에서 대표 샤페론 단백질의 유전자 발현 변화를 분석하였다.Specifically, 100 mg of the cells of Preparation Example 1 and the cells of Example 1 were recovered, washed 3 times with PBS (phosphate buffered saline, pH 7.2), and then 500 μl lysis buffer (50 mM Tris-HCl, 0.3% SDS). , 200 mM DTT, 0.4 mM PMSF, pH 7.5). The lactic acid bacteria suspension was transferred to a 2 ㎖ micro cap tube containing 250 mg zirconium bead, and the cells were disrupted at 4°C to obtain a cell culture product. After heat treatment at 95° C. for 10 minutes from the cell lysate, centrifugation was performed again at 4° C. at 12,000 rpm to obtain only the supernatant. In the supernatant with protein, salt is removed through desalting column, protein is precipitated with acetone, washed with ethanol, dried at room temperature, and IEF (isoelectric focusing) solution (8M urea, 0.12% (w/v) destreak solution , 4% (w/v) CHAPS, 2% (w/v) IPG buffer) and cup-loading 100-150 μg of protein in an immobiline dry strip with a pI of 3-10 to perform IEF and after completion, The strip was gel imaged by SDS-PAGE to confirm that there was a new protein expressed by lava seawater culture method (FIG. 5), and to clarify whether the chaperone protein increased due to stress, the gene expression change of the representative chaperone protein in the following experiment was analyzed.

용암해수를 통한 배양과정에서의 분무건조 조건을 견딜 수 있는 스트레스 응답식 균체 내 자기방어단백질(샤페론)으로서 대표적인 세포 분열 및 방어기전을 촉진하는 GroEL 유전자 발현이 증가되는지를 확인하기 위해 cDNA 합성법 및 전기영동방법을 사용하여 상수와 용암해수에서의 반응 전후의 mRNA 발현 정도의 변화를 겔 이미지로 비교하였다. As a self-defense protein (chaperone) in stress-responsive cells that can withstand spray-drying conditions in the culturing process through lava seawater, cDNA synthesis method and electrophoresis method were used to check whether the expression of GroEL gene, which promotes representative cell division and defense mechanisms, is increased. Using the electrophoresis method, changes in mRNA expression levels before and after reaction in constant water and lava seawater were compared with gel images.

구체적으로 제조예 1의 균체와 실시예 1의 배양액 내 균체 100 mg을 회수하여 PBS (phosphate buffered saline, pH 7.2)로 3회 washing 한 후, 500 ㎕ lysis buffer (50 mM Tris-HCl, 0.3% SDS, 200 mM DTT, 0.4 mM PMSF, pH 7.5)에 현탁하였다. 다시 4℃, 12,000 rpm으로 원심분리하여 상등액을 제거하고 퀴아졸 (QIAzol, QIAGEN 社) 1 ml를 첨가하여 퀴아젠 사의 RNA 분리법에 따라 RNA를 분리하고 정량한 뒤 1 μg의 RNA로 cDNA를 합성하여 1.5% agarose gel에 전기영동하여 밴드 증폭 양상을 확인하였다(도 6). PCR에 사용된 프라이머는 마크로젠 社에서 합성하여 사용하였고, 프라이머 서열은 하기 표 12에 나타내었다.Specifically, 100 mg of the cells of Preparation Example 1 and the cells of Example 1 were recovered, washed 3 times with PBS (phosphate buffered saline, pH 7.2), and then 500 μl lysis buffer (50 mM Tris-HCl, 0.3% SDS). , 200 mM DTT, 0.4 mM PMSF, pH 7.5). After centrifugation at 4°C and 12,000 rpm to remove the supernatant, 1 ml of QIAzol (QIAzol, QIAGEN) was added to separate and quantify RNA according to Qiagen's RNA isolation method, and then cDNA was synthesized with 1 μg of RNA. The band amplification pattern was confirmed by electrophoresis on 1.5% agarose gel (FIG. 6). The primers used for PCR were synthesized and used by Macrogen, and the primer sequences are shown in Table 12 below.

유전자gene ForwardForward ReverseReverse GroELGroEL 5’-GAAGGTATGAAGAACGTC-3’5’-GAAGGTATGAAGAACGTC-3’ 3’-CTTGTTCTAAGCACCGTG-5’3’-CTTGTTCTAAGCACCGTG-5’

도 6을 참고하면, 제조예 1 배양 균체보다 실시예 1 배양 균체 내 GroEL 유전자의 mRNA 발현이 증가함에 따라 합성된 cDNA의 밴드가 월등히 두껍게 확인되었으며, 이에 따라 실시예1의 용암해수 배양을 통해 자기방어단백질(샤페론)의 발현이 증가하여 분무건조 시 열 안정성을 가질 수 있는 것으로 판단된다.Referring to FIG. 6, as the mRNA expression of the GroEL gene in the Example 1 cultured cells increased compared to the Preparation Example 1 cultured cells, the synthesized cDNA band was found to be significantly thicker, and accordingly, through the lava seawater culture of Example 1 It is judged that the expression of the defense protein (chaperone) is increased to have thermal stability during spray drying.

이상과 같이, 본 발명에 대해 상기 제조예, 실시예 및 실험예를 참조하고 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다. As described above, the present invention has been described with reference to the preparation examples, examples and experimental examples, but these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains to various modifications and equivalents therefrom. It will be appreciated that other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will have to be determined by the technical matters of the appended claims.

Claims (10)

(제1단계) 용암해수가 30~70%(v/v) 포함된 물을 배양용수로 이용하여 제조된 유산균 배양용 배지를 준비하는 단계;
(제2단계) 상기 유산균 배양용 배지에 유산균을 접종하고 배양하여 배양액을 얻는 단계; 및,
(제3단계) 상기 배양액을 농축하여 얻은 농축물을 분무건조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스의 제조방법.
(Step 1) preparing a medium for culturing lactic acid bacteria prepared by using water containing 30-70% (v/v) lava seawater as culture water;
(Second step) obtaining a culture solution by inoculating and culturing the lactic acid bacteria in the culture medium for lactic acid bacteria; and,
(Third step) A method for producing natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater, comprising: spray-drying the concentrate obtained by concentrating the culture solution.
제1항에 있어서,
제1단계의 배지는, 구성 성분으로, 포도당, 효모추출물, 소이펩톤, 카제인이 포함되고, 상기 구성 성분을 용암해수가 30~70%(v/v) 포함된 물에 용해하고 멸균하여 염석 단백질이 형성된 유산균 배양용 배지인 것을 특징으로 하는 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스의 제조방법.
According to claim 1,
The medium of the first stage contains glucose, yeast extract, soipeptone, and casein as components, and the components are dissolved in water containing 30 to 70% (v/v) lava seawater and sterilized to salt out protein Method for producing natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater, characterized in that the formed lactic acid bacteria culture medium.
제1항에 있어서,
상기 제2단계의 유산균은 락토바실러스 속 (Lactobacillus sp.), 비피도박테리움 속 (Bifidobacterium sp.), 스트렙토코커스 속 (Streptococcus sp.), 락토코커스 속 (Lactococcus sp.), 엔테로코커스 속 (Enterococcus sp.), 페디오코커스 속 (Pediococcus sp.) 및 바이셀라 속 (Weissella sp.)으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 용암해수 미네랄 코팅 프로바이오틱스의 제조방법.
According to claim 1,
Lactic acid of the second step is Lactobacillus genus (Lactobacillus sp.), Bifidobacterium (Bifidobacterium sp.), Streptococcus genus (Streptococcus sp.), Lactococcus genus (Lactococcus sp.), Enterococcus genus (Enterococcus sp.), Pediococcus sp., and Weissella sp. A method of producing lava seawater mineral coating probiotics, characterized in that selected from the group consisting of.
제1항에 있어서,
상기 제2단계의 유산균 배양은 유가식배양(fed-batch culture) 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스의 제조방법.
According to claim 1,
Lava seawater-derived natural mineral-coated probiotics, characterized in that the second step of culturing lactic acid bacteria is performed by a fed-batch culture method.
제1항에 있어서,
상기 제2단계에서 얻은 배양액은 염석 단백질과 균체가 혼합된 혼합물 상태인 것을 특징으로 하는 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스의 제조방법.
According to claim 1,
The method for producing natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater, characterized in that the culture solution obtained in the second step is a mixture of salted out proteins and cells.
제5항에 있어서,
상기 제3단계에서 배양액이 농축되면서 균질화를 통해 염석 단백질이 균체 외부에 코팅되는 것이 특징인 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스의 제조방법.
6. The method of claim 5,
A method for producing natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater, characterized in that the salt-out protein is coated on the outside of the cells through homogenization while the culture solution is concentrated in the third step.
제1항의 방법으로 제조한 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스. A natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater prepared by the method of claim 1. 제7항에 있어서,
상기 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스 분말의 미네랄 함량은 0.1~0.5 중량%인 것을 특징으로 하는 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스.
8. The method of claim 7,
Natural mineral-coated probiotics derived from lava seawater, characterized in that the mineral content of the natural mineral-coated probiotics powder derived from lava seawater is 0.1 to 0.5% by weight.
제7항의 용암해수 유래 천연 미네랄 코팅 프로바이오틱스 분말을 함유하는 식품.A food containing the natural mineral-coated probiotic powder derived from lava seawater of claim 7. 제9항에 있어서,
상기 식품은 장내 유산균 증식용, 장내 유해균 억제용 또는 배변활동 증진용 건강기능식품인 것을 특징으로 하는 식품.
10. The method of claim 9,
The food is a food, characterized in that it is a health functional food for the growth of intestinal lactic acid bacteria, for inhibiting harmful bacteria in the intestine, or for promoting bowel movements.
KR1020200022437A 2019-04-05 2020-02-24 Method of preparing lava seawater natural mineral coating probiotics and spray-drided formulations of lava seawater natural mineral coating probiotics thereby KR102305076B1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200022437A KR102305076B1 (en) 2020-02-24 2020-02-24 Method of preparing lava seawater natural mineral coating probiotics and spray-drided formulations of lava seawater natural mineral coating probiotics thereby
PCT/KR2020/004407 WO2020204576A1 (en) 2019-04-05 2020-03-31 Method for preparation of lava seawater-derived hydrophobic protein-coated paraprobiotics, lava seawater-derived hydrophobic protein-coated paraprobiotics having excellent immune activity prepared thereby, and immunostimulatory composition
CN202080027218.XA CN113692273B (en) 2019-04-05 2020-03-31 Method for producing conjugate of mineral derived from lava seawater and nucleotide derived from skin microorganism, and functional skin microorganism cosmetic composition using the conjugate
PCT/KR2020/004412 WO2020204579A1 (en) 2019-04-05 2020-03-31 Method for preparing conjugate of lava-seawater-derived mineral and dermabiotics-derived nucleotide and functional dermabiotics cosmetic composition using same
PCT/KR2020/004489 WO2020204615A1 (en) 2019-04-05 2020-04-02 Method for producing lava seawater-derived natural mineral-coated probiotics and lava seawater-derived natural mineral-coated probiotics using same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200022437A KR102305076B1 (en) 2020-02-24 2020-02-24 Method of preparing lava seawater natural mineral coating probiotics and spray-drided formulations of lava seawater natural mineral coating probiotics thereby

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210107435A true KR20210107435A (en) 2021-09-01
KR102305076B1 KR102305076B1 (en) 2021-09-24

Family

ID=77780020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200022437A KR102305076B1 (en) 2019-04-05 2020-02-24 Method of preparing lava seawater natural mineral coating probiotics and spray-drided formulations of lava seawater natural mineral coating probiotics thereby

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102305076B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115299585A (en) * 2022-08-24 2022-11-08 雪天盐业集团股份有限公司 Composite thallus seasoning salt and preparation method thereof

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020097237A (en) 2000-05-02 2002-12-31 비오페르민 세이야꾸 가부시키가이샤 Spray-dried microbial cells
KR100530279B1 (en) 2003-08-18 2005-11-22 정명준 Method for manufacturing dosage form containing the lactobacillus powder and novel use of thr lactobacillus
KR20090121758A (en) * 2008-05-23 2009-11-26 김도현 Preparation method of pellet feed additive (probiotic)
KR20130046082A (en) * 2011-10-27 2013-05-07 재단법인 제주테크노파크 A method for preparing a fermentation product of desalinized magma seawater, the product obtained thereby and a cosmetic composition using the same
KR101280232B1 (en) 2011-12-14 2013-07-05 일동제약주식회사 Method of preparing quadruple-coating lactic acid bacteria and quadruple-coating lactic acid bacteria prepared thereby
KR20150056107A (en) * 2013-11-14 2015-05-26 주식회사농심 Method for preparing coated lactic acid bacteria
KR101605516B1 (en) 2015-06-11 2016-03-23 주식회사 종근당바이오 Method for Increasing Viability, Storage Stability, Acid Tolerance or Oxgall Tolerance of Lactic Acid Bacteria
KR101699741B1 (en) 2014-12-15 2017-01-25 매일유업주식회사 Streptococcus thermophilus with increased survival rate in spray drying and its use
KR101927859B1 (en) 2018-07-17 2018-12-11 주식회사한국야쿠르트 Method for improving the stability and coating efficiency of probiotics using ultrasonic wave after freeze-drying and food composition containing freeze-dried powder of probiotics prepared thereby as effective component
KR20190008597A (en) 2017-07-17 2019-01-25 주식회사 비피도 Culturing method of lactic acid bacterium using deep sea water medium and medium composition for the same

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020097237A (en) 2000-05-02 2002-12-31 비오페르민 세이야꾸 가부시키가이샤 Spray-dried microbial cells
KR100530279B1 (en) 2003-08-18 2005-11-22 정명준 Method for manufacturing dosage form containing the lactobacillus powder and novel use of thr lactobacillus
KR20090121758A (en) * 2008-05-23 2009-11-26 김도현 Preparation method of pellet feed additive (probiotic)
KR20130046082A (en) * 2011-10-27 2013-05-07 재단법인 제주테크노파크 A method for preparing a fermentation product of desalinized magma seawater, the product obtained thereby and a cosmetic composition using the same
KR101347694B1 (en) 2011-10-27 2014-01-10 재단법인 제주테크노파크 A Method for Preparing a Fermentation Product of Desalinized Magma Seawater, the Product Obtained Thereby and a Cosmetic Composition Using the Same
KR101280232B1 (en) 2011-12-14 2013-07-05 일동제약주식회사 Method of preparing quadruple-coating lactic acid bacteria and quadruple-coating lactic acid bacteria prepared thereby
KR20150056107A (en) * 2013-11-14 2015-05-26 주식회사농심 Method for preparing coated lactic acid bacteria
KR101699741B1 (en) 2014-12-15 2017-01-25 매일유업주식회사 Streptococcus thermophilus with increased survival rate in spray drying and its use
KR101605516B1 (en) 2015-06-11 2016-03-23 주식회사 종근당바이오 Method for Increasing Viability, Storage Stability, Acid Tolerance or Oxgall Tolerance of Lactic Acid Bacteria
KR20190008597A (en) 2017-07-17 2019-01-25 주식회사 비피도 Culturing method of lactic acid bacterium using deep sea water medium and medium composition for the same
KR101927859B1 (en) 2018-07-17 2018-12-11 주식회사한국야쿠르트 Method for improving the stability and coating efficiency of probiotics using ultrasonic wave after freeze-drying and food composition containing freeze-dried powder of probiotics prepared thereby as effective component

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
L.J.M. Linders, G. Meerdink, K. Van ‘t Riet. (1997) Effect of growth parameters on the residual activity of Lactobacillus plantarum after drying. Journal of microbiology 82, 683-688.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115299585A (en) * 2022-08-24 2022-11-08 雪天盐业集团股份有限公司 Composite thallus seasoning salt and preparation method thereof
CN115299585B (en) * 2022-08-24 2023-11-21 雪天盐业集团股份有限公司 Composite thallus seasoning salt and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR102305076B1 (en) 2021-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102448946B1 (en) Lactobacillus paracasei and Use thereof
JP5081242B2 (en) Lactic acid bacteria with probiotic activity isolated from human breast milk and activity to suppress weight gain
US9468657B2 (en) Lactic acid bacterium agent for improving lipid metabolism
KR101772870B1 (en) Novel Lactobacillus plantarum with probiotic activities and use thereof
KR102084350B1 (en) Method of preparing lava seawater mineral coating probiotics and lava seawater mineral coating probiotics thereby
KR101868517B1 (en) Lactobacillus fermentum PL9119 with biofunctional activities and high heat stability as a probiotic without antibiotic resistance
JP5247012B2 (en) Fatty liver suppressant
JP7414328B2 (en) Lactobacillus acidophilus KBL409 strain and its uses
AU2019274350A1 (en) Lactobacillus crispatus KBL693 strain and use thereof
CN111212575A (en) Composition for muscle building
KR102543494B1 (en) Novel probiotics and use thereof
KR20200054796A (en) Lactic acid bacteria for improving liver function and uses thereof
JP2020092704A (en) Novel lactic acid bacterium strain and immunostimulant containing the same
KR20180011490A (en) Novel Lactobacillus fermentum with probiotic activities and use thereof
KR102617297B1 (en) Composition for Treatment or Prevention of Clostridium Difficile Infection
KR102305076B1 (en) Method of preparing lava seawater natural mineral coating probiotics and spray-drided formulations of lava seawater natural mineral coating probiotics thereby
KR20180075463A (en) Novel Lactobacillus fermentum with probiotic activities and use thereof
JP6862464B2 (en) Faecalibacterium longum and its use
KR101772875B1 (en) Novel Lactobacillus plantarum with probiotic activities and use thereof
EP2348102A1 (en) Lactobacillus paracasei strain PC201, and compositions and uses thereof
KR101772872B1 (en) Novel Lactobacillus plantarum with probiotic activities and use thereof
KR102244732B1 (en) Probiotic acetic acid bacteria Acetobacter pasteurianus MGLV and its immunomodulatory effect
JP2020162479A (en) Composition for improving eye trouble and use thereof
US20190099456A1 (en) Composition for promoting interferon lambda production and production method therefor
CN117384790B (en) Pediococcus pentosaceus KS5 and application thereof in preparation of sleep-aiding drugs

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant