KR20220025681A - 유산균을 이용한 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스의 제조방법 - Google Patents
유산균을 이용한 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 유산균을 이용한 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 제조방법을 이용하면 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 L-아스코르브산 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스를 제공할 수 있고, 항산화, 비만 예방, 면역기능 증진 등을 위한 건강기능식품 제조에 유용하게 이용할 수 있다.
Description
본 발명은 유산균을 이용한 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스의 제조방법에 관한 것이다.
유산균은 인간이 이용할 수 있는 가장 유익한 미생물 중의 한 종류로서, 비병원성균으로 인간의 장내에 서식하면서 정장 및 정균작용을 한다. 또한, 당류를 발효해서 다량의 젖산을 생성하고 낮은 pH 및 혐기적인 조건에서도 잘 생육하며 여러 가지 영양물질을 생산하는 특징을 가지고 있다. 유산균에 의해 채소류가 발효되면 독특한 향과 맛을 내게 되어 관능적 특성이 향상되고, 유기산에 의하여 비타민 C와 여러 생리활성물질이 잘 보존되며, 초기 재료에는 거의 존재하지 않았던 비타민 B12와 비타민 K가 생합성되어 부패균과 병원성균의 성장과 증식을 저해하여 위생적인 식품이 되는 등의 장점을 가지고 있는 것으로 알려져 있다.
크랜베리(cranberry)는 진달래과의 크랜베리 나무의 열매로, 미국의 토착 과일이다. 크랜베리에는 비타민, 미네랄, 시아니딘, 페오니딘, 퀘르세틴 등이 다량 함유되어 있으며 특히, 안토시아닌이 풍부해서 항산화, 야맹증, 시력 개선 등의 효과가 있고, 세균 부착 억제 효과가 있어 요로감염, 위궤양 등의 예방효과가 있다고 알려져 있다. 최근에는 크랜베리의 혈관 개선, 방광염 개선, 항암 효과에 대한 연구도 보고된 바 있다.
한편, 한국등록특허 제1970628호에는 '블랙베리 및 크랜베리 추출물을 포함하는 화장료 조성물'에 대해 개시하고 있으며, 한국공개특허 제2009-0109793호에는 '크랜베리 추출물 또는 복분자 추출물을 함유하는 건강기능성식품 조성물'에 대해 개시하고 있다. 하지만, 본 발명의 '유산균을 이용한 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스의 제조방법'에 대해서는 아직까지 개시된 바가 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 크랜베리액에 셀룰라아제(cellulase) 및 폴리갈락투로나아제(polygalacturonase)를 처리한 후 락토바실러스 플랜타룸 CBG-C21(Lactobacillus plantarum CBG-C21) 균주로 발효하고 동결건조하여 크랜베리 발효 포스트바이오틱스 분말을 제조하였고, 효소 처리 및 발효하지 않은 크랜베리 분말에 비해 상기 크랜베리 발효 포스트바이오틱스 분말의 총 폴리페놀(polyphenol), 총 플라보노이드(flavonoid) 및 L-아스코르브산(L-ascorbic acid) 함량이 현저하게 증가하는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 1) 크랜베리에 효소를 처리하는 단계; 및 2) 상기 단계 1)에서 효소 처리한 크랜베리에 유산균을 접종하여 발효하는 단계;를 포함하는 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스를 포함하는 건강기능식품을 제공한다.
본 발명에 따른 제조방법을 이용하면 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 L-아스코르브산 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스를 제공할 수 있고, 항산화, 비만 예방, 면역기능 증진 등을 위한 건강기능식품 제조에 유용하게 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 크랜베리 발효 포스트바이오틱스 내의 총 폴리페놀 함량을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 크랜베리 발효 포스트바이오틱스 내의 총 플라보노이드 함량을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 크랜베리 발효 포스트바이오틱스 내의 L-아스코르브산 함량을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 크랜베리 발효 포스트바이오틱스 내의 총 플라보노이드 함량을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 크랜베리 발효 포스트바이오틱스 내의 L-아스코르브산 함량을 나타낸 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
1) 크랜베리에 효소를 처리하는 단계; 및
2) 상기 단계 1)에서 효소 처리한 크랜베리에 유산균을 접종하여 발효하는 단계;를 포함하는 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스(postbiotics)의 제조방법을 제공한다.
본 명세서에서 용어 "포스트바이오틱스"는 건강에 유익한 미생물인 프로바이오틱스(probiotics)가 프리바이오틱스(prebiotics)를 영양원으로 이용하여 생성한 대사 또는 발효 산물을 의미한다. 포스트바이오틱스의 대표적인 형태로는 프로바이오틱스를 특정한 방법으로 가공 처리한 사균체 또는 발효물 등이 있다.
본 발명에서 상기 "크랜베리 발효 포스트바이오틱스"는 "크랜베리 유산균 발효물"을 의미한다.
본 발명의 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스의 제조방법에서, 상기 크랜베리는 크랜베리 추출물, 즙, 농축액 또는 분말과 같은 다양한 형태일 수 있으며, 바람직하게는 크랜베리 농축액 분말에 물을 혼합하여 제조한 크랜베리액일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 상기 효소는 셀룰라아제(cellulase) 및 폴리갈락투로나아제(polygalacturonase)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 효소는 동시에 또는 순차적으로 처리될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 상기 유산균은 락토바실러스 플랜타룸(Lactobacillus plantarum) 균주일 수 있으며, 바람직하게는 기탁번호가 KACC92083P인 락토바실러스 플랜타룸 CBG-C21(Lactobacillus plantarum CBG-C21) 균주일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 상기 발효는 32~42℃에서 18~28시간 동안 수행할 수 있으며, 바람직하게는 37℃에서 23시간 동안 수행한 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 상기 크랜베리 발효 포스트바이오틱스 내의 함량이 증가된 유용성분은 총 폴리페놀(polyphenol), 총 플라보노이드(flavonoid) 및 L-아스코르브산(L-ascorbic acid)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 상기 제조방법은 바람직하게는,
1) 25~35%(w/v) 크랜베리액에 셀룰라아제(cellulase) 및 폴리갈락투로나아제(polygalacturonase)를 처리하고 50~60℃에서 1.5~2.5시간 동안 반응시키는 단계; 및
2) 상기 단계 1)에서 셀룰라아제 및 폴리갈락투로나아제를 처리한 크랜베리액에 3.0×107~3.0×109 CFU/㎖의 락토바실러스 플랜타룸 CBG-C21 균주를 접종하여 32~42℃에서 18~28시간 동안 발효하는 단계;를 포함할 수 있으며, 가장 바람직하게는
1) 30%(w/v) 크랜베리액에 0.1%(w/v) 셀룰라아제 및 0.1%(w/v) 폴리갈락투로나아제를 처리하고 55℃에서 2시간 동안 반응시키는 단계; 및
2) 상기 단계 1)에서 셀룰라아제 및 폴리갈락투로나아제를 처리한 크랜베리액에 3.0×108 CFU/㎖의 락토바실러스 플랜타룸 CBG-C21 균주를 접종하여 37℃에서 23시간 동안 발효하는 단계;를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 제조방법은 상기 단계 2)의 발효물을 동결건조하는 단계를 추가로 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 또한, 상기 제조방법으로 제조된 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스를 제공한다. 상기 유용성분은 전술한 바와 같다.
상기 포스트바이오틱스는 분말, 과립, 환, 정제, 캡슐, 캔디, 시럽, 발포정 및 음료 중에서 선택된 어느 하나의 제형으로 제조될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 또한, 상기 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스를 포함하는 건강기능식품을 제공한다. 상기 유용성분은 전술한 바와 같다.
상기 건강기능식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 크랜베리 발효 포스트바이오틱스를 함유하는 건강기능식품의 예로는 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 떡류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강기능식품을 모두 포함한다.
본 발명에 따른 크랜베리 발효 포스트바이오틱스는 효소 처리 및 발효하지 않은 크랜베리에 비해 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 L-아스코르브산의 함량이 증가된 것으로, 상기 유용성분들의 항산화, 비만 예방, 면역기능 증진 기능 등을 이용하여 다양한 건강기능식품을 제조할 수 있다.
상기 건강기능식품은 분말, 과립, 환, 정제, 캡슐, 캔디, 시럽, 발포정 및 음료 중에서 선택된 어느 하나의 제형으로 제조될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 크랜베리 발효 포스트바이오틱스를 식품첨가물로 사용하는 경우, 상기 크랜베리 발효 포스트바이오틱스를 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분은 그의 사용 목적에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에 본 발명의 크랜베리 발효 포스트바이오틱스는 원료에 대하여 15 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이하의 양의로 첨가된다. 그러나 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 안전성 면에서 아무런 문제가 없는 범위의 양으로 사용될 수 있다.
본 발명의 건강기능식품은 식품 제조 시에 통상적으로 첨가되는 성분을 포함하며, 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소 및 조미제를 포함한다. 예컨대, 드링크제로 제조되는 경우에는 유효성분 이외에 천연 탄수화물 또는 향미제를 추가 성분으로서 포함시킬 수 있다. 상기 천연 탄수화물은 모노사카라이드(예컨대, 글루코오스, 프럭토오스 등), 디사카라이드(예컨대, 말토스, 수크로오스 등), 올리고당, 폴리사카라이드(예컨대, 덱스트린, 시클로덱스트린 등) 또는 당알코올(예컨대, 자일리톨, 소르비톨, 에리쓰리톨 등)인 것이 바람직하다. 상기 향미제는 천연 향미제(예컨대, 타우마틴, 스테비아 추출물 등)와 합성 향미제(예컨대, 사카린, 아스파르탐 등)를 이용할 수 있다. 상기 건강기능식품 조성물 외에 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 더 함유할 수 있다.
상기 첨가되는 성분의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 건강기능식품 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
이하, 본 발명의 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
제조예 1. 크랜베리 발효 포스트바이오틱스 제조
90.97 g의 크랜베리 농축액 분말을 칭량하여 210 ㎖의 정제수와 혼합하여 30%(w/v)의 크랜베리액을 제조하였다. 이후, pH 7.0으로 보정하고 덱스트린을 첨가한 후, 동결건조하고 분말화하여 대조군(크랜베리 분말)으로 이용하였다.
크랜베리의 발효를 위하여 락토바실러스 플랜타룸(Lactobacillus plantarum) CBG-C21 균주(기탁번호: KACC92083P)를 24시간 동안 배양하여 6.0×109 CFU/㎖의 균주 배양액을 준비하였다. 상기 크랜베리액에 0.1%(w/v)의 셀룰라아제(cellulase) 및 0.1%(w/v)의 폴리갈락투로나아제(polygalacturonase)를 처리하여 55℃에서 2시간 동안 반응시킨 후, 2%(w/v) 포도당 및 1%(w/v) 카제인 펩톤을 첨가하여 121℃에서 15분간 가압멸균하였다. 이후, 효소 처리한 크랜베리액에 상기 락토바실러스 플랜타룸 CBG-C21 균주 배양액 5%(3.0×108 CFU/㎖)를 접종하여 37℃에서 23시간 동안 정치배양하여 발효를 수행하였다. 발효가 완료된 크랜베리 발효액에 덱스트린을 첨가한 후, 동결건조하고 분말화하여 크랜베리 발효 포스트바이오틱스 분말을 제조하였다.
실시예 1. 유용성분 함량 분석
상기 제조예 1의 크랜베리 분말 및 크랜베리 발효 포스트바이오틱스 분말을 대상으로 항산화 관련 유용성분인 총 폴리페놀(polyphenol), 총 플라보노이드(flavonoid) 및 L-아스코르브산(L-ascorbic acid) 함량을 측정하였다. 총 폴리페놀 함량 측정은 싱글톤 및 로시의 방법(Singleton, V. and Rossi, J et al., 1965, American Journal of Enology and Viticulture. 16:144-158)을 일부 변형하여 측정하였다. 시료 용액 및 갈산(gallic acid) 표준물질(20, 40, 60, 80, 100 mg/L) 1 ㎖을 9 ㎖의 3차 증류수가 들어 있는 25 ㎖ 정량 플라스크에 각각 넣고, 페놀용액(Folin-ciocalteu's phenol reagent) 1 ㎖을 첨가하였다. 5분 후 7% Na2CO3 용액 10 ㎖을 가하여 충분히 교반한 다음 3차 증류수로 25 ㎖을 채워서 혼합하여 23℃에서 90분간 반응시킨 후 750 nm에서 blank를 대조군으로 하여 흡광도를 측정하였다. 이때, 표준 검량 곡선은 표준 물질로서 갈산을 일정 농도로 하여 상기와 동일한 방법으로 측정하여 획득하였으며, 시료의 흡광도를 표준 검량 곡선에 대입하여 총 페놀 함량을 ㎍/g로 나타내었다
총 플라보노이드 함량은 지센의 방법(Zhishen J. et al., 1999, Food Chemistry. 64:555-559)을 변형하여 측정하였다. 시료 용액 및 퀘세틴(quercetin) 표준물질(20, 40, 60, 80, 100 mg/L) 1 ㎖을 4 ㎖의 3차 증류수가 들어있는 10 ㎖ 정량 플라스크에 각각 넣고 제로 타임에 5% NaNO2를 0.3 ㎖ 첨가하여 충분히 교반하였다. 5분 후 10% AlCl3을 0.3 ㎖ 넣어주고 6분이 되었을 때 1M NaOH를 2 ㎖ 첨가하고 즉시 3차 증류수를 2.4 ㎖ 첨가하여 완전히 혼합한 후 실온에서 1분간 반응시킨 다음 UV/Vis Spectrometer를 이용하여 510 nm에서 blank를 대조군으로 하여 각 용액의 흡광도를 측정하였다. 이때, 총 플라보노이드 함량은 표준 물질로서 퀘세틴을 일정 농도로 하여 상기와 동일한 방법으로 측정하여 획득하였으며, 시료의 흡광도를 표준 검량 곡선에 대입하여 총 플라보노이드 함량을 ㎍/g로 나타내었다.
L-아스코르브산 함량은 Megazyme assay kit(Megazyme Ltd.)를 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 100 mg의 시료에 3%(w/v) 메타인산(metaphosphoric acid) 및 10 mM EDTA(ethylenediaminetetraacetic acid)를 첨가하여 상온에서 60분간 균질화하고 10분간 원심분리한 후 수득한 상등액을 여과하여 사용하였다. 10 ㎕의 여과한 상등액에 152 ㎕의 3차 증류수 및 버퍼 1을 혼합하고 3분 후 MTT[3-(4,5-dimethylthiazolyl-2)-2,5-diphenyltetrazolium bromide] 버퍼 2를 넣고 3분간 반응시켰으며, 분광광도계를 이용하여 578 nm에서 1차 흡광도(A1)를 측정하고, PMS(5-methylphenazinium methyl sulfate) 버퍼를 넣고 8분 동안 반응시킨 후 578 nm에서 2차 흡광도(A2)를 측정하였다.
그 결과, 하기 표 1에 개시한 바와 같이 효소 처리 및 발효하지 않은 크랜베리 분말에 비해 크랜베리 발효 포스트바이오틱스 분말 내의 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 L-아스코르브산 함량이 유의하게 증가한 것을 확인하였다(도 1 내지 도 3).
| 유용성분 | 크랜베리 분말 | 크랜베리 발효 포스트바이오틱스 분말 |
| 총 폴리페놀(㎍/g) | 1029±19.48 | 1120±28.96 |
| 총 플라보노이드(㎍/g) | 161.7±3.87 | 175±2.04 |
| L-아스코르브산(g/100g) | 2012±36.27 | 2410±33.31 |
Claims (7)
1) 크랜베리에 효소를 처리하는 단계; 및
2) 상기 단계 1)에서 효소 처리한 크랜베리에 유산균을 접종하여 발효하는 단계;를 포함하는 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스(postbiotics)의 제조방법.
2) 상기 단계 1)에서 효소 처리한 크랜베리에 유산균을 접종하여 발효하는 단계;를 포함하는 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스(postbiotics)의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 효소는 셀룰라아제(cellulase) 및 폴리갈락투로나아제(polygalacturonase)인 것을 특징으로 하는 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 유산균은 기탁번호가 KACC92083P인 락토바실러스 플랜타룸 CBG-C21(Lactobacillus plantarum CBG-C21) 균주인 것을 특징으로 하는 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 유용성분은 총 폴리페놀(polyphenol), 총 플라보노이드(flavonoid) 및 L-아스코르브산(L-ascorbic acid)인 것을 특징으로 하는 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스의 제조방법.
제1항에 있어서,
1) 크랜베리액에 셀룰라아제(cellulase) 및 폴리갈락투로나아제(polygalacturonase)를 처리하고 50~60℃에서 1.5~2.5시간 동안 반응시키는 단계; 및
2) 상기 단계 1)에서 셀룰라아제 및 폴리갈락투로나아제를 처리한 크랜베리액에 기탁번호가 KACC92083P인 락토바실러스 플랜타룸 CBG-C21 균주를 접종하여 32~42℃에서 18~28시간 동안 발효하는 단계;를 포함하는, 총 폴리페놀(polyphenol), 총 플라보노이드(flavonoid) 및 L-아스코르브산(L-ascorbic acid)의 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스의 제조방법.
1) 크랜베리액에 셀룰라아제(cellulase) 및 폴리갈락투로나아제(polygalacturonase)를 처리하고 50~60℃에서 1.5~2.5시간 동안 반응시키는 단계; 및
2) 상기 단계 1)에서 셀룰라아제 및 폴리갈락투로나아제를 처리한 크랜베리액에 기탁번호가 KACC92083P인 락토바실러스 플랜타룸 CBG-C21 균주를 접종하여 32~42℃에서 18~28시간 동안 발효하는 단계;를 포함하는, 총 폴리페놀(polyphenol), 총 플라보노이드(flavonoid) 및 L-아스코르브산(L-ascorbic acid)의 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스의 제조방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스.
제6항의 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스를 포함하는 건강기능식품.
Applications Claiming Priority (2)
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| KR1020200106053 | 2020-08-24 | ||
| KR20200106053 | 2020-08-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220025681A true KR20220025681A (ko) | 2022-03-03 |
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| KR1020210110693A KR20220025681A (ko) | 2020-08-24 | 2021-08-23 | 유산균을 이용한 유용성분 함량이 증가된 크랜베리 발효 포스트바이오틱스의 제조방법 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20220025681A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115153009A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-10-11 | 广州正明后生元科技有限公司 | 一种用于减脂的后生元复合制剂及其制备方法 |
-
2021
- 2021-08-23 KR KR1020210110693A patent/KR20220025681A/ko not_active Application Discontinuation
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