KR20230037529A - 김치 유산균을 이용한 포스트바이오틱스 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유산균 배양액을 이용하여 슈퍼푸드 등 일상생활에서 접할 수 있는 식재료를 유산균과 함께 발효시키고 이를 분말 형태로 제조하는 김치 유산균을 이용한 포스트바이오틱스 제조 방법에 관한 것으로서, 김치로부터 추출한 김치 유산균과 액상배지 조성물을 혼합 및 배양하여 제1 액상물로 만드는 단계; 상기 제1 액상물에서 배양된 김치 유산균을 멸균하는 멸균 단계; 상기 제1 액상물에서 멸균된 김치 유산균을 분리하여 배양여액을 생성하는 단계; 상기 배양여액과 액상배지 조성물만으로 이루어지는 제2 액상물을 만드는 단계; 사용하고자 하는 원물의 착즙액으로 이루어지는 제3 액상물을 준비하는 단계; 상기 제2 액상물과 상기 제3 액상물을 혼합 및 배양하는 단계; 를 포함하고, 상기 제2 액상물과 상기 제3 액상물 및 상기 김치 유산균을 혼합하여 발효시키는 제1 차 발효 단계를 거쳐 마련되는 제1 발효액을 상기 제1 차 발효과정과 동일 과정을 반복하여 발효액의 농도와 색상을 조절하며, 상기 발효액을 동결 건조하여 분말로 제조되는 포스트바이오틱스 제조 방법이 제공될 수 있다.
Description
본 발명은 유산균 배양액을 이용하여 슈퍼푸드 등 일상생활에서 접할 수 있는 식재료를 유산균과 함께 발효시키고 이를 분말 형태로 제조하는 김치 유산균을 이용한 포스트바이오틱스 제조 방법에 관한 것이다.
포스트바이오틱스는 유산균 배양 건조물을 말한다. 유산균이 만들어내는 유기산, 즉 박테리오신(Bacteriocin), 뷰틸레이트, 효소, 아미노산, 펩타이드 등 유산균 대사산물이 대표적이다.
포스트바이오틱스는 ‘프로바이오틱스’와 그의 먹이인 ‘프리바이오틱스’, 이 둘을 함께 지칭하는 ‘신바이오틱스’에 이어 4세대 유산균으로 주목받고 있다.
프로바이오틱스는 유산균을 비롯해 몸속에서 유익한 효과를 내는 모든 균을 의미한다. 장뿐만 아니라 면역질환 등 다양한 신체 기능에 관여한다. 한동안 프로바이오틱스의 먹이가 되는 식이섬유(프리바이오틱스)를 함께 복용하면 효과가 더 좋다는 연구가 급물살을 탔는데, 최근에는 프로바이오틱스가 내놓는 대사산물인 포스트바이오틱스가 치료제나 질병 진단에 효율적이라는 주장이 주목받고 있다.
본 발명은 사용하고자 하는 식재료인 원물을 이용한 포스트바이오틱스 제조 방법에 관한 것으로서 슈퍼푸드를 원물로 사용할 수 있다. 예를 들어 마늘, 녹차, 브로콜리, 블루베리, 시금치 등이 있을 수 있다. 슈퍼푸드를 원물로 사용하고 이를 프로바이오틱스를 이용하여 발효시킬 수 있고, 이를 통해 얻은 대사산물인 포스트바이오틱스를 건조시킨 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 슈퍼푸드 착즙액을 원물로서 활용하여 유산균 배양액과 혼합 및 발효시키고 유산균 대사산물인 포스트바이오틱스 제조 방법을 제공하는데 있다. 여기서 김치 유산균을 이용할 수 있다.
본 발명은 김치로부터 추출한 김치 유산균과 액상배지 조성물을 혼합 및 배양하여 제1 액상물로 만드는 단계; 상기 제1 액상물에서 배양된 김치 유산균을 멸균하는 멸균 단계; 상기 제1 액상물에서 멸균된 김치 유산균을 분리하여 배양여액을 생성하는 단계; 상기 배양여액과 액상배지 조성물만으로 이루어지는 제2 액상물을 만드는 단계; 사용하고자 하는 원물의 착즙액으로 이루어지는 제3 액상물을 준비하는 단계; 상기 제2 액상물과 상기 제3 액상물을 혼합 및 배양하는 단계; 를 포함하고, 상기 제2 액상물과 상기 제3 액상물 및 상기 김치 유산균을 혼합하여 발효시키는 제1 차 발효 단계를 거쳐 마련되는 제1 발효액을 상기 제1 차 발효과정과 동일 과정을 반복하여 발효액의 농도와 색상을 조절하며, 상기 발효액을 동결 건조하여 분말로 제조되는 포스트바이오틱스 제조 방법이 제공될 수 있다.
포스트바이오틱스는 장 기능 개선을 통한 예방 건강과 건강 증진에 도움을 주기 때문에 세균성 장 질환자, 잦은 배탈, 비만, 당뇨, 다이어트가 필요한 사람 등에게 도움이 될 수 있다.
포스트바이오틱스는 프로바이오틱스가 먹이인 프리바이오틱스를 먹고 만들어내는 대사 산물로 유기산, 박테리오신, EPS, 효소 등을 나타낸다.
포스트바이오틱스는 '프로바이오틱스’와 그의 먹이인 ‘프리바이오틱스’, 이 둘을 함께 지칭하는 ‘신바이오틱스’에 이어 4세대 유산균으로 주목받고 있다.
프로바이오틱스는 유산균을 비롯해 몸속에서 유익한 효과를 내는 모든 균을 의미한다. 장뿐만 아니라 면역질환 등 다양한 신체 기능에 관여한다. 한동안 프로바이오틱스의 먹이가 되는 식이섬유(프리바이오틱스)를 함께 복용하면 효과가 더 좋다는 연구가 급물살을 탔는데, 최근에는 프로바이오틱스가 내놓는 대사산물인 포스트바이오틱스가 치료제나 질병 진단에 효율적이라는 주장이 주목받고 있다.
본 발명은 원물을 복용이 편리한 분말 형태로 제공할 수 있다.
본 발명은 사용하고자 하는 식재료인 원물을 이용한 포스트바이오틱스 제조 방법으로서 대사산물인 포스트바이오틱스를 건조시킨 분말을 제조할 수 있으며, 이러한 분말을 복용하면, 장기능이 대폭 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제조 방법에 관한 블럭도이다.
최근 장 건강에 대한 사람들의 관심이 높아지면서 건강보조식품으로 유산균 제품, 즉 프로바이오틱스, 프리바이오틱스, 신바이오틱스, 포스트바이오틱스 등을 섭취하는 사람들이 늘고 있다.
꾸준한 유산균 섭취는 장내 유익균을 늘리고 유해균을 줄여 장 내 환경을 건강한 상태로 유지할 수 있게 되는데, 시장에 내온 유산균 제품에 사용된 유산균들이 다양한 만큼 그 종류를 알고 먹는 것이 더 효과적으로 장 건강을 관리하는 데 도움이 되겠다.
먼저 프로바이오틱스는 유익균이 많은 장 내 환경을 만들 수 있도록 도움을 주는 유산균으로, 장 점막에 정착해 유해균으로부터 장을 보호하는 역할을 한다.
장 환경을 균형있게 조성해 장 건강과 면역 시스템을 강화할 수 있지만, 암 환자, 크론병 환자, 면역억제제 복용자 등은 패혈증이나 염증이 생길 수 있기 때문에 섭취에 주의가 필요하다.
프리바이오틱스는 프로바이오틱스의 먹이 역할을 하는 것으로, 최근 유익균의 먹이가 장 건강에 도움이 된다는 것이 방송 등을 통해 널리 알려지기도 했다.
프리바이오틱스는 프락토올리고당을 포함할 수 있다. 프리바이오틱스는 음식으로도 섭취를 할 수 있는데, 대표적으로 바나나, 마, 콩, 양파, 사과, 옥수수, 다크 초콜릿(70% 이상) 등에 다량 함유돼 있다.
다만, 지나치게 섭취하면 경우에 따라 가스가 차거나 구토감을 느낄 수 있으니 적정량을 섭취하는 것이 중요하다.
신바이오틱스는 프로바이오틱스와 프리바이오틱스의 장점을 모두 취하기 위해서 둘을 혼합한 제품이다.
포스트바이오틱스는 유산균 배양 건조물을 말한다. 유산균이 만들어내는 유기산, 즉 박테리오신(Bacteriocin), 뷰틸레이트, 효소, 아미노산, 펩타이드 등 유산균 대사산물이 대표적이다.
포스트바이오틱스는 유해균을 억제하고 장 점막 면역을 활성화시키는데, 프로바이오틱스의 경우 장 점막에 부착해 유해균을 억제하는데 일정한 시간이 필요하지만, 포스트바이오틱스는 장 점막 부착의 과정을 생략할 수 있는 것이 장점이다.
최근 미국이나 유럽에서는 이같은 유산균 대사산물에 대한 관심도가 높아지면서 포스트바이오틱스가 상품화돼 이를 섭취하는 사람들이 늘고 있다.
포스트바이오틱스는 장 기능 개선을 통한 예방 건강과 건강 증진에 도움을 주기 때문에 세균성 장 질환자, 잦은 배탈, 비만, 당뇨, 다이어트가 필요한 사람 등에게 도움이 될 수 있다.
포스트바이오틱스는 프로바이오틱스가 먹이인 프리바이오틱스를 먹고 만들어내는 대사 산물로 유기산, 박테리오신, EPS, 효소 등을 나타낸다.
포스트바이오틱스는 '프로바이오틱스’와 그의 먹이인 ‘프리바이오틱스’, 이 둘을 함께 지칭하는 ‘신바이오틱스’에 이어 4세대 유산균으로 주목받고 있다.
프로바이오틱스는 유산균을 비롯해 몸속에서 유익한 효과를 내는 모든 균을 의미한다. 장뿐만 아니라 면역질환 등 다양한 신체 기능에 관여한다. 한동안 프로바이오틱스의 먹이가 되는 식이섬유(프리바이오틱스)를 함께 복용하면 효과가 더 좋다는 연구가 급물살을 탔는데, 최근에는 프로바이오틱스가 내놓는 대사산물인 포스트바이오틱스가 치료제나 질병 진단에 효율적이라는 주장이 주목받고 있다.
본 발명은 사용하고자 하는 식재료인 원물을 이용한 포스트바이오틱스 제조 방법에 관한 것으로서 슈퍼푸드를 원물로 사용할 수 있다. 예를 들어 마늘, 녹차, 브로콜리, 블루베리, 시금치 등이 있을 수 있다. 슈퍼푸드를 원물로 사용하고 이를 프로바이오틱스를 이용하여 발효시킬 수 있고, 이를 통해 얻은 대사산물인 포스트바이오틱스를 건조시킨 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다.
프로바이오틱스는 당류를 발효하여 에너지를 획득하고 다량의 유산을 생성하는 세균으로서 단백질을 분해하지만 부패시키는 능력이 없으며 인체에 해로운 물질을 생성하지 않고 유익한 작용을 하는 세균들 중 유산을 생산하는 균주를 의미한다. 유산균은 건강한 사람들의 장내 미생물 생태계의 이부로 존재하여 면역기작의 증강에 의해 사람의 면역력을 강화하는 역할을 한다.
이러한 유산균을 이용하여 마늘, 녹차, 아몬드, 블루베리, 시금치 등의 슈퍼푸드를 원물로 하여 유산균 발효액을 만들 수 있다. 또한 유산균 발효액은 장기 보관에는 적합하지 않기 때문에 본 발명의 제조 방법은 이를 보완하여 장기 보관할 수 있는 포스트바이오틱스 분말을 제조하는 방법을 제시하고자 한다.
[실시 예]
1. 제1 액상물 준비 단계로서, 김치로부터 추출하여 배양한 유산균을 식품용 유산균 액상배지에 접종하여 제1 액상물을 대량 배양할 수 있다.
상기 유산균은 김치로부터 추출한 김치 유산균으로서, 김치 유산균을 이용하면 원물을 마늘 등의 한국인이 좋아하는 채소가 되는 경우에 한국인의 체질에 맞는 발효 결과를 달성할 수 있고, 유산균의 발효 상태도 인체에 무해할 수 있으며, 한국인의 소화 기작에 잘 어울릴 확률을 높일 수 있다.
본 발명에서 김치 유산균은 L.kimchii로서, 류코노스톡 김치아이(Leuconostoc kimchii)와 락토바실러스 김치아이(Lactobacillus kimchi)를 포함할 수 있다.
배양 조건은 배양 온도 20~40℃에서 12~48시간 동안 유산균 수가 1x108 cfu/ml 이상, pH 5.0 이하가 될 때까지 배양하는 것이 바람직할 수 있다. 실험 결과, 유산균의 수가 너무 많으면 배양 상태가 급속 진전되어 변질될 수 있고, 유산균의 수가 너무 작으면 배양 시간이 너무 지연될 수 있다.
2. 다음의 표 1을 참조하면, 액상배지 조성물은 포도당 2.0 ~ 4.0%, 소이펩톤 0.5 ~ 2.0%, 효모추출물 0.2 ~ 1.0%, 기타 2~4%의 조성으로 마련될 수 있다.
| 원료명 | 배합 (%) |
| 포도당 | 2.0~4.0 |
| 소이펩톤 | 0.5~2.0 |
| 효모추출물 | 0.2~1.0 |
| 기타 | 2.0~4.0 |
| 정제수 | 95.3~89.0 |
| 합계 | 100 |
3. 제1 액상물 멸균 단계로서, 액상 배지에서 배양된 유산균과 유산균의 대사산물을 정제수에 용해하여 120℃ 이상 온도에서 30분 이상 멸균하여 준비될 수 있다. 이는 살아있는 유산균이 우리 몸에 들어갔을 때 부작용을 유발할 수 있는 위험을 예방하고자 함이다.
본 발명에서 상기 멸균 온도 및 시간은 최적화되었다. 너무 높은 온도에서 하게 될 경우 제품이 변색이 될 수 있고, 80도 에서 했을 경우 변색의 위험이 가장 적었기 때문에 상기 온도에서 진행할 수 있다. 너무 오랜 시간을 할 경우 역시 변색의 위험이 나타날 수 있다.
4. 제1 액상물 분리 단계로서, 유산균의 배양을 완료한 후에는 배양액을 2,000~20,000 rpm 으로 원심분리를 이용하여 멸균된 유산균과 나머지 배양여액을 분리할 수 있다. 회수된 배양여액을 살균(100℃, 30분) 한 후 90℃ 까지 냉각하여 핫 필링(Hot filling) 포장을 할 수 있다. 이는 외부 이물질이나 외부균이 들어오는 것을 멸균할 수 있다. 즉, 배양여액은 멸균된 유산균을 제외한 나머지로서 유산균의 대사산물과 액상배지 조성물로 이루어질 수 있다.
제조된 배양여액에는 유산균의 발효과정 중 생성된 대사산물로서 아미노산, 펩타이드, 비타민 및 유기산 등이 포함될 수 있다.
5.제2 액상물 제조 단계로서, 제1 액상물에서 멸균된 유산균을 분리하여 배양여액과 액상배지 조성물 만으로 이루어지는 제2 액상물을 마련할 수 있다.
6. 제3 액상물 준비 단계로서, 제3 액상물은 사용하고자 하는 식품 원물을 희석하거나 첨가물을 넣지 않은 상태로 착즙기에 넣어 착즙한 착즙액으로서 마련될 수 있다.
7. 제1 차 발효액 제조 단계로서, 제3 액상물을 제2 액상물과 1:1로 혼합하고, 혼합된 액상에 잡균이 제거된 유산균을 첨부하여 혼합할 수 있다. 혼합한 액상을 배양실에 넣고 20~40℃에서 24~48시간 정도 발효시켜 제1 차 발효액이 제조될 수 있다.
사용하는 각각의 원물에 따라, 조성물의 비율이 최적 설계되어야 한다. 예를 들어, A라는 원물은 많은 양을 넣어야 제조시 원하는 농도와 색 등이 나올 수 있고, B 라는 원물은 조금만 사용하여도 제조시 원하는 농도와 색 등이 나올 수 있다. 이와 같이 사용하고자 하는 원물의 특징에 따라 유산균의 발효 결과가 달라질 수 있기 때문에 상기와 같은 최적 혼합비를 결정하였다.
예를 들면, 김치에서 유래한 유산균에 정제수와 유산균의 먹이를 넣고 배지를 형성 후 24시간~72시간 배양할 수 있다. 배양한 유산균(생균)에 마늘 등의 원물 추출액을 5%~80%까지 넣고 2차 발효를 진행할 수 있다. 이후 부용재인 쌀, 덱스트린, 포도당, 올리고당, 차전자피 등 각각에 부용재에 5%~40%까지 용도에 맞게 배합한 후 24시간 ~ 72시간까지 3차 발효를 거칠 수 있다. 이후 열풍건조 또는 스프레이건조, 동결건조를 거쳐 분말화 한 후 멸균기를 사용해 최종 멸균화 작업을 한 김치유산균을 이용한 마늘 또는 생강 등의 원물 포스트바이오틱스 분말을 만들 수 있다.
8. 제2 차 발효액 제조 단계로서, 제1 차 발효액과 제3 액상물을 잡균이 제거된 유산균과 혼합하여 20~40℃에서 24~48시간 발효하여 제2 차 발효를 할 수 있다. 제2 차 발효액 제조 단계를 반복하여 농도와 색상을 달리할 수 있다.
9. 제n 차 발효액 제조 단계로서, 제조하고자 하는 농도와 색상이 발현될 때까지 상기 8의 과정을 반복할 수 있다.
10. 원액 농축 단계로서, 제n 차 발효액을 농축기를 사용하여 원액을 농축시킬 수 있다.
11. 열처리 단계로서, 제n 차 발효액 제조 단계에서 만들어진 원료를 열처리 기계에 넣고 70℃ 이상에서 30분 이상 열처리시킬 수 있다.
12. 원물 발효액 분말 제조 단계로서, 열처리 단계를 거친 제n 차 발효액을 동결 건조기에 넣어 건조하여 김치 유산균을 이용한 포스트바이오틱스 분말을 제조할 수 있다.
Claims (4)
- 김치로부터 추출한 김치 유산균과 액상배지 조성물을 혼합 및 배양하여 제1 액상물로 만드는 단계;
상기 제1 액상물에서 배양된 김치 유산균을 멸균하는 멸균 단계;
상기 제1 액상물에서 멸균된 김치 유산균을 분리하여 배양여액을 생성하는 단계;
상기 배양여액과 액상배지 조성물만으로 이루어지는 제2 액상물을 만드는 단계;
사용하고자 하는 원물의 착즙액으로 이루어지는 제3 액상물을 준비하는 단계;
상기 제2 액상물과 상기 제3 액상물을 혼합 및 배양하는 단계; 를 포함하고,
상기 제2 액상물과 상기 제3 액상물 및 상기 김치 유산균을 혼합하여 발효시키는 제1 차 발효 단계를 거쳐 마련되는 제1 발효액을 상기 제1 차 발효과정과 동일 과정을 반복하여 발효액의 농도와 색상을 조절하며,
상기 발효액을 동결 건조하여 분말로 제조되는 포스트바이오틱스 제조 방법.
- 제1 항에 있어서,
상기 멸균 단계는 상기 제1 액상물을 정제수에 용해하여 120℃ 온도에서 30분 동안 멸균하는 포스트바이오틱스 제조 방법.
- 제1 항에 있어서,
상기 액상배지 조성물은 포도당 2.0 ~ 4.0%, 소이펩톤 0.5 ~ 2.0%, 효모추출물 0.2 ~ 1.0%로 조성되며, 상기 액상배지에서 상기 유산균을 배양시키는 포스트바이오틱스 제조 방법.
- 제1 항에 있어서,
상기 제1 액상물에서 배양된 김치 유산균을 멸균하는 멸균 단계후 상기 제1 액상물에서 멸균된 김치 유산균을 분리하여 배양여액 생성시,
상기 제1 액상물에서 상기 멸균된 김치 유산균을 2,000 ~ 20,000rpm 으로 원심분리하여 상기 멸균된 김치 유산균을 분리하여 상기 배양여액을 생성하는 포스트바이오틱스 제조 방법.
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