KR20230150433A - 효소처리된 젤라틴을 이용한 3중 코팅 유산균의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 내산성 및 저장성이 개선된 3중 코팅 유산균 - Google Patents
효소처리된 젤라틴을 이용한 3중 코팅 유산균의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 내산성 및 저장성이 개선된 3중 코팅 유산균 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 효소처리된 젤라틴을 이용한 3중 코팅 유산균의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 내산성 및 저장성이 개선된 3중 코팅 유산균에 관한 것이다.
본 발명의 3중 코팅된 유산균의 제조 방법에 따른 3중 코팅된 유산균은 우수한 내산성 및 안정성을 보유하여 유산균의 유통 안정성 및 장내 생존율을 개선할 수 있는 장점이 있으므로, 식품 및 화장품 등의 다양한 제품에 효과적으로 이용될 수 있다.
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Description
본 발명은 효소처리된 젤라틴을 이용한 3중 코팅 유산균의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 내산성 및 저장성이 개선된 3중 코팅 유산균에 관한 것이다.
젤라틴은 식품 산업에서 다양한 식품 제품의 질감(texture) 특성 및 유동학 특성을 향상시키는데 이용되는 첨가제이다.
젤라틴은 일반적으로 겔화, 응축, 필름 형성, 수분 결합(water binding), 증점, 텍스쳐화(texturizing) 및 안정화를 위해 이용된다. 냉동식품 제품에 있어서 젤라틴은 물 및 당류의 결정화를 방지함으로써 이들의 식품 제품의 구조 및 식감의 열화를 방지한다. 아이스크림에 이용되는 젤라틴은 수분 결합하는 특징에 의해 수상의 분리를 방지하고, 제품의 농도를 증가시키고, 제조 중의 거품 형성을 제어하는 용도로도 이용된다. 또한, 젤라틴은 겔화 특성 및 필름 형성 특성을 이용하여 코팅 재료로도 이용된다. 또한 젤라틴은 마이크로 캡슐화 용도로 이용되기도 하며, 아로마 캡슐화(aroma encapsulation)는 이러한 사례 중 하나이다. 최근, 젤라틴은 식품 코팅 용도에 있어서 운반체(carrier)로도 이용되고 있다.
한편, 유산균은 발효에 의해 생장하는 세균 중 발효 결과 유산을 주된 산물로 생산하는 세균들을 의미한다. 유산균은 미생물 산업에서 가장 중요한 비중을 차지하는 미생물군의 하나이다. 유산균에 의한 대표적인 발효식품으로는 김치, 요거트, 치즈, 버터밀크, 사우어크라우트(sauerkraut) 등이 있으며, 비가열 소시지의 숙성 및 보존에도 유산균에 의한 유산발효가 활용된다. 유산균은 건강을 증진시키는 기능성을 가진 프로바이오틱으로도 잘 알려져 있으며, Lactobacillus 속 및 Bifidobacterium 속이 대표적이다.
유산균은 장에 정착하여 장관 운동 활성화, 유해균 억제, 비타민 및 면역증강 물질 촉진 및 아토피 피부의 완화 등 다양한 생리활성 효과를 발휘한다. 그러나 유용한 효과를 발휘하기 위해서는, 기존에 식품으로 섭취되는 양보다 훨씬 더 많은 양이 섭취되어야 하며, 이를 위해 유산균을 분리하여 분말이나 캡슐 형태로 간편하게 먹는 방법이 대중화되어 있다. 그러나, 유산균을 분말이나 캡슐형으로 만들게 되면, 장기적인 유통 과정 중에 대부분의 유산균이 사멸하게 되거나, 체내의 위산 및 담즙산으로 인해 사멸하게 되므로 유산균 본래의 생리 활성 기능을 발휘하지 못하게 된다.
따라서, 최근에는 이러한 단점을 극복하기 위해, 각종 피복제를 사용하여 유산균을 코팅시키는 방법으로 전분, 젤라틴, 알긴산, 셀룰로오스, 경화유, 각종 유화제 등을 코팅 물질로 사용하여 거대 캡슐이나, 50㎛ 이상의 미세 캡슐을 제조하거나, 기능성 불포화지방산을 필요 이상 고농도로 함유하도록 캡슐화하여 유통기간 내에 품질을 유지하도록 하는 방법이 상용화 되어 있다. 또한, 젤라틴을 유산균의 코팅제로 이용하려는 일부 시도가 있었으나, 통상적으로 젤라틴으로 코팅된 유산균을 동결건조 처리시 고점성 겔화가 진행되어 동결건조 장애 현상이 발생되고, 제품화 이후 상온 보관시 열안정성과 외부 환경에 취약하여 유산균 보호제로 한계가 있었다.
종래 개발된 유산균 코팅 방법은 산업계에서 요구하는 만큼 충분한 내산성 및 저장성을 갖는 코팅 유산균 제제를 제조하지 못하는 실정이며, 이를 해결할 수 있는 유산균의 코팅 방법을 개발할 필요가 있다.
이에, 본 발명자들은 유산균의 사멸을 방지하고 충분히 보호할 수 있는 유산균의 코팅 방법을 개발하기 위해 예의 연구노력 한 결과, 트레할로스 및 탈지분유로 유산균을 1차 코팅하고, 1차 코팅된 유산균을 변성전분으로 2차 코팅한 후, 2차 코팅된 유산균을 단백분해효소로 가수분해된 젤라틴으로 3차 코팅하여 코팅 처리된 유산균을 제조하는 경우, 3중 코팅 처리된 유산균의 내산성 및 안정성이 현저히 개선되는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 주된 목적은 탈지분유 및 트레할로스의 혼합물과, 변성전분으로 코팅층이 형성된 유산균에 단백분해효소 처리와 초고압 호모게나이징으로 나노화된 젤라틴을 혼합하고 균체를 균질화하여 젤라틴의 3차 코팅층을 형성시키는 단계를 포함하는 3중 코팅된 유산균의 제조 방법과 이에 따라 제조된 3중 코팅된 유산균을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 탈지분유 및 트레할로스의 혼합물과 유산균을 교반하고 균질화하여 탈지분유 및 트레할로스의 1차 코팅층을 형성시키는 단계; 상기 1차 코팅층이 형성된 유산균에 변성전분을 혼합하고 균체를 균질화하여 변성전분의 2차 코팅층을 형성시키는 단계; 및 상기 2차 코팅층이 형성된 유산균에 단백분해효소 처리된 젤라틴을 혼합하고 균체를 균질화하여 젤라틴의 3차 코팅층을 형성시키는 단계;를 포함하는, 3중 코팅된 유산균의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에서 용어 "탈지분유"는 우유에서 지방을 분리 및 제거하여 건조시킨 분말을 의미한다. 탈지분유는 지방 성분을 제거하여 지방에 의한 산화가 일어나지 않으므로 보존성이 좋으므로 1년 이상 장기간 보존이 가능한 특징이 있다. 탈지분유는 정제수를 용매로 트레할로스와 혼합되어 유산균 표면의 1차 코팅층을 형성하게 되는데, 콜로이드 형태로 유산균을 1차 코팅하여 보호하는 효과가 있다. 또한, 탈지분유는 추가로 1차 코팅층의 유리전이 온도(Tg, Glass Transition Temperature)를 높여주어 안정성을 더해주는 효과가 있다.
본 발명에서 용어 "트레할로스"는 두 분자의 포도당이 알파, 알파-1,1-글루코사이드 결합한 비환원성 이당류를 의미하며, 열안정성이 높고, 넓은 pH 영역을 갖는다. 트레할로스는 정제수를 용매로 하여 탈지분유와 혼합되어 유산균 표면의 1차 코팅층을 형성하여 보호하는 역할을 한다. 상기 트레할로스는 비환원당으로 유산균의 맛이나 냄새에 영향을 미치지 않고, 코팅층에 열안정성을 부여하며, 2차 코팅되는 전분의 노화를 방지하는 안정제 역할을 수행한다.
본 발명에서 용어 "변성전분"은 전분을 물리적, 화학적 또는 효소적으로 처리하여 호화된 호화전분 또는 알파전분(α-전분)을 의미한다. 상기 변성전분은 저장 중에 노화가 잘 일어나지 않고, 냉수에 쉽게 분산되며, 천연전분에 비해 점성이 낮고, 불투명한 겔을 형성하는 특징이 있다. 상기 변성전분은 다양한 식물 소재에서 추출한 전분을 알파화한 변성전분을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 직경 30㎛ 내지 40㎛인 고구마 전분, 또는 직경 10㎛ 내지 20㎛에 해당하는 옥수수 또는 감자 전분을 알파화한 변성전분을 사용할 수 있다. 상기 변성전분은 정제수를 용매로 하여 겔 타입으로 유산균 표면에 도포되어 2차 코팅층을 형성하게 되는데, 알파화된 변성전분의 코팅층은 공극이 극대화되어 유산균을 보호하는 물리적 장벽을 형성하게 된다.
본 발명에서 용어 "젤라틴"은 동물의 가죽, 힘줄, 연골 등을 구성하는 천연 단백질인 콜라겐을 가수분해 처리하여 얻어지는 유도 단백질을 의미하고, 용어 "단백분해효소(proteinase)"는 단백질과 펩타이드 등의 펩타이드 결합을 가수 분해하는 효소를 의미한다. 본 발명의 "단백분해효소 처리된 젤라틴"은 동결건조시 수분의 승화로 발생하는 유산균의 세포손상을 방지하며, 변성전분과 물리화학적으로 결합하여 유산균을 보호하는 장벽을 형성한다. 또한, 젤라틴에 다수 존재하는 프롤린(25%), 글라이신(20%), 글루탐산(11%)의 부분 양전하(partial positive charge)가 변성전분에 존재하는 OH- 그룹과 이온결합을 형성하여 코팅층 상호 간에 견고한 결합을 형성하는 특징이 있다. 다만, 상기 젤라틴을 아무런 가공 없이 유산균의 코팅제로 사용하는 경우 고점성 겔화 특성으로 동결건조 장애 현상이 발생되고, 제품화 이후의 상온 보관시에도 열안정성과 외부 환경에도 취약하여 유산균 보호제로 사용하는데 한계가 있었다. 이러한 현상을 해결하기 위해 본 발명에서는 가수분해 및 초고압 호모게나이징으로 균질하게 나노화된 젤라틴을 사용하며, 이를 통해 유산균 제제의 동결건조 장애 현상을 극복하고, 내산성 및 보관성을 개선할 수 있었다.
본 발명의 3중 코팅층은 트레할로스 및 탈지분유로 형성된 1차 코팅층, 변성전분으로 형성된 2차 코팅층 및 단백분해효소로 가수분해된 나노 사이즈의 젤라틴으로 형성된 3차 코팅층으로 구성되어 있는데, 1차 코팅층의 탈지분유가 가장 크기가 크고, 변성전분은 수십 ㎛ 사이즈이며, 가수분해된 나노 사이즈의 젤라틴은 수십 내지 수백 nm 사이즈를 형성한다. 따라서, 본 발명의 3층 코팅층은 내층에서 외층으로 갈수록 크기가 감소하는 안정정인 물리적 구조를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 3중 코팅된 유산균의 제조 방법에서, 상기 1차 코팅층을 형성시키는 단계의 탈지분유 및 트레할로스 혼합물은 3:7 내지 7:3의 중량비로 혼합될 수 있는데, 상기 범위에서 탈지분유의 동결 방지 효과와 트레할로스의 열안정 및 전분노화 방지 역할을 충분히 수행할 수 있어 바람직하다.
본 발명의 3중 코팅된 유산균의 제조 방법에서, 상기 1차 코팅층이 형성된 유산균과 변성전분은 균체 100 중량부 대비 1~10 중량부로 혼합되는 것이 유산균 표면에 전분 입자들로 형성된 물리적 장벽을 충분한 두께로 구축할 수 있어 바람직하다.
또한, 본 발명의 3중 코팅된 유산균의 제조 방법에서 상기 2차 코팅층이 형성된 유산균과 단백분해효소 처리된 젤라틴은 균체 100 중량부 대비 0.3~0.7 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 비율 범위 미만으로 젤라틴을 첨가하면 3차 젤라틴 코팅층이 충분하게 형성되지 못하여 수분 보호 효과를 충분하게 볼 수 없고, 물리적으로도 코팅층을 안정적으로 유지하지 못하는 단점이 있다. 또한, 상기 비율 범위를 초과하여 젤라틴을 첨가하면 유산균에 비해 젤라틴의 양이 많게 되어 교반시 바닥에 흘러내리게 되고, 3차 젤라틴 코팅층이 균일하게 형성되지 못하는 단점이 있다.
또한, 본 발명의 3중 코팅된 유산균의 제조 방법에서, 상기 단백분해효소 처리된 나노 사이즈의 젤라틴은 10~400nm의 사이즈인 것이 바람직하고, 10~100nm의 사이즈인 것이 더욱 바람직하며, 30~50nm의 사이즈인 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는 단백분해효소로 처리된 젤라틴의 사이즈에 따른 코팅 효과를 보다 상세히 검토하기 위해 10~400nm의 범위에서 초고압 호모게나이징 처리로 5개 구간으로 나누어, 코팅된 유산균체의 내산성 및 안정성을 시험하였다. 그 결과, 젤라틴으로 3차 코팅한 실시예 1-1 내지 1-5의 유산균은 전반적으로 내산성 및 안정성이 증가한 것으로 나타났고, 젤라틴 사이즈는 30~50nm 구간을 기준으로 이에서 멀어질수록 내산성 및 안정성이 감소하는 경향을 보였으며, 30~50nm 사이즈의 젤라틴을 코팅하는 경우 가장 우수한 내산성 및 안정성을 보유하는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 3중 코팅된 유산균의 제조 방법에 따른 내산성 및 보관성이 개선된 3중 코팅된 유산균을 제공한다.
본 발명의 내산성 및 보관성이 개선된 3중 코팅된 유산균은 상술한 본 발명의 3중 코팅된 유산균의 제조 방법에 따라 제조되는 것이기 때문에, 이들 사이에 공통된 내용은 반복 기재에 따른 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 탈지분유 및 트레할로스의 혼합물과, 변성전분으로 2중 코팅층이 형성된 유산균에 단백분해효소 처리된 젤라틴을 혼합하고 균체를 균질화하여 젤라틴의 3차 코팅층을 형성시키는 단계를 포함하는 3중 코팅된 유산균의 제조 방법과 이에 따라 제조된 3중 코팅된 유산균을 제공한다.
본 발명의 3중 코팅된 유산균의 제조 방법에 따른 3중 코팅된 유산균은 우수한 내산성 및 안정성을 보유하여 유산균의 유통 안정성 및 장내 생존율을 개선할 수 있는 장점이 있으므로 식품 및 화장품 등의 다양한 제품에 효과적으로 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 3중 코팅된 유산균의 제조방법에 따라 코팅된 유산균(실시예 1-2)의 위상차 현미경(4,000배) 사진이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
실시예 1. 삼중 코팅 유산균의 제조
트레할로스와 탈지분유, 변성전분 및 젤라틴으로 삼중 코팅된 유산균을 다음의 방법으로 제조하였다. 트레할로스와 탈지분유는 각각 HAYASHIBARA CO.,LTD의 트레할로스와 남양유업의 탈지분유를 사용하였고, 변성전분은 산과들 社의 국내산 고구마 전분을 사용하였다. 젤라틴은 ㈜젤텍에서 구입한 젤라틴을 단백분해효소(Flavourzyme, NOVOZYMES)를 이용하여 분해한 후, 10~400nm 사이의 5구간으로 나누어서 각각 사용하였다.
1-1. 단백분해효소 처리된 젤라틴(10~30nm)으로 삼중 코팅된 유산균 제조
MRS Broth(Difco,USA) 5.5% 현탁액을 만들어 121℃ 15분간 멸균 후, 36℃ 90rpm 조건에서 17시간 락토바실러스 플란타룸(L. plantarum) MB01 균주를 배양한 후, 원심분리기(한일과학, FLETA 40)를 이용하여 4,000rpm으로 회전시켜 균체를 회수하였다.
회수된 균체에 5배 중량의 정제수를 넣고, 탈지분유와 트레할로스를 1:1의 중량 비율로 혼합한 혼합물을 회수된 균체량 만큼 교반하여 균체를 균질화한 후 1시간 동안 정치하였다.
상기 정치하여 회수된 균체에 6배 중량의 정제수를 넣고, 균체 100 중량부 대비 1~10 중량부의 변성전분을 혼합하고 균체를 균질화한 후 1시간 동안 정치하여 탈지분유와 트레할로스, 및 변성전분으로 이중 코팅된 락토바실러스 플란타룸(L. plantarum) MB01 균주를 수득하였다.
한편, 젤라틴을 정제수 100 중량부 대비 0.3~0.7 중량비로 혼합한 후, 단백분해효소(Flavourzyme, NOVOZYMES)를 0.1~2 중량부로 첨가하여 50℃에서 3시간 125rpm으로 진탕시키고, 효소 실활을 90℃에서 30분간 실시하여 겔화가 정지된 젤라틴을 수득하였다.
상기 수득한 젤라틴을 초고압 호모게나이저(마이크로녹스 MN300)를 이용하여 70㎛ 구간과 400㎛ 구간을 25,000psi 초고압력으로 분산시키면서 칠러(Chiller)를 사용하여 17℃ 저온 상태로 운전하여 품질 저하를 막고, 밀리포어 필터를 통과시킴으로써 10~30nm 정도의 입자만을 선별하였다.
상기 탈지분유와 트레할로스 및 변성전분으로 2중 코팅된 락토바실러스 플란타룸(L. plantarum) MB01 100 중량부 대비 0.3~0.7 중량부에 해당하는 효소처리 젤라틴(10~30nm)을 혼합하고 균체를 균질화한 후, 1시간 동안 정치하였다. 상기 정치된 균주를 -40℃에서 4시간 동안 예비동결 하였고, -40℃에서 -10℃로 승온하면서 동결건조를 실시하여 탈지분유와 트레할로스(1차), 변성전분(2차) 및 젤라틴(10~30nm, 3차)으로 3중 코팅된 유산균을 제조하였다.
1-2. 단백분해효소 처리된 젤라틴(30~50nm)으로 삼중 코팅된 유산균 제조
밀리포어 필터의 사이즈를 조절하여 30~50nm 정도의 입자 크기를 갖는 젤라틴을 선별하여 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법을 사용하여 탈지분유와 트레할로스, 변성전분 및 젤라틴(30~50nm)으로 3중 코팅된 유산균을 제조하였다.
1-3. 단백분해효소 처리된 젤라틴(50~100nm)으로 삼중 코팅된 유산균 제조
밀리포어 필터의 사이즈를 조절하여 50~100nm 정도의 입자 크기를 갖는 젤라틴을 선별하여 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법을 사용하여 탈지분유와 트레할로스, 변성전분 및 젤라틴(50~100nm)으로 3중 코팅된 유산균을 제조하였다.
1-4. 단백분해효소 처리된 젤라틴(100~200nm)으로 삼중 코팅된 유산균 제조
밀리포어 필터의 사이즈를 조절하여 100~200nm 정도의 입자 크기를 갖는 젤라틴을 선별하여 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법을 사용하여 탈지분유와 트레할로스, 변성전분 및 젤라틴(100~200nm)으로 3중 코팅된 유산균을 제조하였다.
1-5. 단백분해효소 처리된 젤라틴(200~400nm)으로 삼중 코팅된 유산균 제조
밀리포어 필터의 사이즈를 조절하여 200~400nm 정도의 입자 크기를 갖는 젤라틴을 선별하여 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법을 사용하여 탈지분유와 트레할로스, 변성전분 및 젤라틴(200~400nm)으로 3중 코팅된 유산균을 제조하였다.
비교예 1. 탈지분유와 트레할로스의 혼합물로 단일 코팅층을 형성
배양이 끝난 락토바실러스 플란타룸(L. plantarum) MB01 균체를 원심분리기(15,000rpm)로 회수하였다. 회수된 균체에 6배 중량의 정제수를 넣고, 탈지분유와 트레할로스를 1:1의 비율로 하여 회수된 균체량 만큼 혼합하여 균체를 균질화한 후, 1시간 동안 정치하였다. 상기 정치된 균주를 -40℃에서 4시간 동안 예비동결 하였고, -40℃에서 -10℃ 까지 승온하면서 동결건조를 실시하여 종래방식의 탈지분유와 트레할로스로 단일 코팅된 유산균을 제조하였다.
비교예 2. 탈지분유와 트레할로스 혼합물 및 변성전분으로 이중 코팅층 형성
배양이 끝난 락토바실러스 플란타룸(L. plantarum) MB01 균체를 원심분리기(15,000rpm)로 회수하였다. 회수된 균체에 6배 중량의 정제수를 넣고, 탈지분유와 트레할로스를 1:1의 비율로 하여 회수된 균체량 만큼 혼합하여 균체를 균질화한 후, 1시간 동안 정치하였다.
상기 정치하여 회수된 균체에 6배 중량의 정제수를 넣고, 균체 100 중량부 대비 1~10 중량부의 변성전분을 혼합하고 균체를 균질화한 후 1시간 동안 정치하였다. 상기 정치된 균주를 -40℃에서 4시간 동안 예비동결 하였고, -40℃에서 25℃로 승온하면서 동결건조를 74시간 실시하여 탈지분유와 트레할로스(1차) 및 변성전분(2차)으로 이중 코팅된 유산균을 제조하였다.
비교예 3. 탈지분유와 트레할로스 혼합물 및 젤라틴으로 이중 코팅층 형성
배양이 끝난 락토바실러스 플란타룸(L. plantarum) MB01 균체를 원심분리기(15,000rpm)로 회수하였다. 회수된 균체에 6배 중량의 정제수를 넣고, 탈지분유와 트레할로스를 1:1의 비율로 하여 회수된 균체량 만큼 혼합하여 균체를 균질화한 후, 1시간 동안 정치하였다.
상기 정치하여 회수된 락토바실러스 플란타룸(L. plantarum) MB01 100 중량부 대비 0.3~0.7 중량부에 해당하는 효소처리 젤라틴(100~200nm)을 혼합하고, 균체를 균질화한 후 1시간 동안 정치하였다. 상기 정치된 균주를 -40℃에서 4시간 동안 예비동결 하였고, -40℃에서 25℃로 승온하면서 동결건조를 실시하여 탈지분유와 트레할로스(1차) 및 젤라틴(100~200nm, 2차)으로 2중 코팅된 유산균을 제조하였다.
실험예 1. 내산성
상기 실시예 1-1 내지 1-5에서 제조된 본 발명의 삼중 코팅된 유산균과 비교예 1 내지 3에서 제조된 유산균의 내산성 테스트를 수행하고 그 결과를 하기 [표 1]에 정리하였다.
구체적으로 상기 실시예 1-1 내지 1-5의 유산균과, 비교예 1 내지 3의 유산균 1×1011 cfu/g를 pH 2.1의 인공위액에서 30, 60 및 120분 동안 각각 반응시키고, 생리식염수를 사용하여 십진 희석법으로 희석한 후, 고체 배지(agar plate)에 도말하여 유산균의 수를 계수하였다.
[표 1]
내산성 실험 결과를 정리한 [표 1]을 참조하면, 실시예 1-1 내지 실시예 1-5의 탈지분유와 트레할로스(1차), 변성전분(2차) 및 젤라틴(10~30nm, 3차)으로 3중 코팅된 유산균은 실시에 1-5를 제외하고 모두 80% 이상의 생존율을 보였으며, 탈지분유와 트레할로스로 단일 코팅된 비교예 1에 비해 현저히 증가한 내산성을 보였고, 탈지분유와 트레할로스로 코팅한 후 변성전분 또는 젤라틴으로 2차 코팅한 비교예 2 또는 3과 비교하여도 내산성이 증가하는 경향을 보였다.
특히, 단백분해효소 처리하여 30~50nm 사이즈의 젤라틴으로 3차 코팅한 실시예 1-2의 3중 코팅된 유산균은 인공위액 처리 120분 경과 후에도 95.2%의 생존율을 나타내어 매우 우수한 내산성을 보유하고 있는 것으로 나타났고, 10~30nm 사이즈의 젤라틴으로 3차 코팅한 실시예 1-1의 3중 코팅된 유산균도 89%의 생존율을 나타내어 우수한 내산성을 보유하고 있는 것으로 나타났다.
정리하면, 젤라틴으로 3차 코팅한 실시예 1-1 내지 1-5의 유산균은 전반적으로 내산성이 증가한 것으로 나타났고, 젤라틴 사이즈는 30~50nm 구간을 기준으로 이에서 멀어질수록 내산성이 감소하는 경향을 보였으며, 30~50nm 사이즈의 젤라틴을 코팅하는 경우 가장 우수한 내산성을 보유하는 것으로 확인되었다.
실험예 2. 가속시험 안정성
상기 실시예 1-1 내지 1-5에서 제조된 본 발명의 삼중 코팅된 유산균과 비교예 1 내지 3에서 제조된 유산균의 가속시험 안정성 테스트를 수행하고 그 결과를 하기 [표 2]에 정리하였다.
구체적으로 상기 실시예 1-1 내지 1-5의 유산균과, 비교예의 유산균 1×1012 cfu/g를 40℃, 상대습도 70%에서 10, 20, 30 및 40일 동안 보존하고, 생리식염수를 사용하여 십진 희석법으로 희석한 후, 고체 배지(agar plate)에 도말하여 유산균의 수를 계수하였다.
[표 2]
가속시험 안정성을 테스트한 실험 결과를 정리한 [표 2]를 참조하면, 실시예 1-1 내지 실시예 1-5에서 제조되어, 탈지분유와 트레할로스(1차), 변성전분(2차) 및 젤라틴(10~30nm, 3차)으로 3중 코팅된 유산균은 모두 69% 이상의 생존율을 보였으며, 탈지분유와 트레할로스로 단일 코팅된 비교예 1과 비교하여 현저히 증가한 생존율을 보였고, 탈지분유와 트레할로스로 코팅한 후 변성전분 또는 젤라틴으로 2차 코팅한 비교예 2 또는 3과 비교하여도 생존율이 증가하는 경향을 보였다.
특히, 단백분해효소 처리하여 30~50nm 사이즈의 젤라틴으로 3차 코팅한 실시예 1-2의 3중 코팅된 유산균은 40일 경과 후에도 78.6%의 생존율을 나타내어 매우 우수한 안정성을 보유하고 있는 것으로 나타났고, 10~30nm 사이즈의 젤라틴으로 3차 코팅한 실시예 1-1의 3중 코팅된 유산균과 50~100nm 사이즈의 젤라틴으로 3차 코팅한 실시예 1-3의 3중 코팅된 유산균도 각각 70.5% 및 71.9%의 생존율을 나타내어 비교적 우수한 안정성을 보유하고 있는 것으로 나타났다.
정리하면, 젤라틴으로 3차 코팅한 실시예 1-1 내지 1-5의 유산균은 전반적으로 생존율이 증가한 것으로 나타났고, 젤라틴 사이즈는 30~50nm 구간을 기준으로 이에서 멀어질수록 생존율이 감소하는 경향을 보였으며, 30~50nm 사이즈의 젤라틴을 코팅하는 경우 가장 우수한 안정성을 보유하는 것으로 확인되었다.
실험예 3. 냉장보관 시험
상기 실시예 1-1 내지 1-5에서 제조된 본 발명의 삼중 코팅된 유산균과 비교예 1 내지 3에서 제조된 유산균을 6개월 동안 4℃에서 냉장 상태로 보관한 후, 시간 경과에 따른 1㎖ 당 유산균을 계수하여 그 결과를 하기 [표 3]에 정리하였다.
[표 3]
냉장 보관 안정성 실험 결과를 정리한 [표 3]을 참조하면, 실시예 1-1 내지 실시예 1-5에서 제조되어, 탈지분유와 트레할로스(1차), 변성전분(2차) 및 젤라틴(10~30nm, 3차)으로 3중 코팅된 유산균은 모두 50% 이상의 생존율을 보였고, 탈지분유와 트레할로스로 단일 코팅된 비교예 1의 생존율 43.2%와 비교하여 현저히 증가한 생존율을 보였으며, 탈지분유와 트레할로스로 코팅한 후 변성전분 또는 젤라틴으로 2차 코팅한 비교예 2 또는 3과 비교하여도 생존율이 증가하는 경향을 보였다.
특히, 단백분해효소 처리하여 30~50nm 사이즈의 젤라틴으로 3차 코팅한 실시예 1-2의 3중 코팅된 유산균은 180일 경과 후에도 90.5%의 생존율을 나타내어 매우 우수한 냉장 안정성을 보유하고 있는 것으로 나타났고, 10~30nm 사이즈의 젤라틴으로 3차 코팅한 실시예 1-1의 3중 코팅된 유산균과 50~100nm 사이즈의 젤라틴으로 3차 코팅한 실시예 1-3의 3중 코팅된 유산균도 각각 67.6% 및 63.8%의 생존율을 나타내어 비교적 우수한 안정성을 보유하고 있는 것으로 나타났다.
정리하면, 젤라틴으로 3차 코팅한 실시예 1-1 내지 1-5의 유산균은 전반적으로 생존율이 증가한 것으로 나타났고, 젤라틴 사이즈는 30~50nm 구간을 기준으로 이에서 멀어질수록 생존율이 감소하는 경향을 보였으며, 30~50nm 사이즈의 젤라틴층이 형성될 때 가장 우수한 냉장 안정성을 보유하는 것으로 확인되었다.
실험예 4. 상온 보관 시험
상기 실시예 1-1 내지 1-5에서 제조된 본 발명의 삼중 코팅된 유산균과 비교예 1에서 제조된 유산균을 6개월 동안 22℃~25℃의 상온 상태로 보관한 후, 시간 경과에 따른 1㎖ 당 유산균을 계수하여 그 결과를 하기 [표 4]에 기재하였다.
[표 4]
상온 보관 안정성 실험 결과를 정리한 [표 4]를 참조하면, 실시예 1-1 내지 실시예 1-5에서 제조되어, 탈지분유와 트레할로스(1차), 변성전분(2차) 및 젤라틴(10~30nm, 3차)으로 3중 코팅된 유산균은 모두 30% 이상의 생존율을 보였고, 탈지분유와 트레할로스로 단일 코팅된 비교예 1의 생존율 11.4%와 비교하여 현저히 증가한 생존율을 보였으며, 탈지분유와 트레할로스로 코팅한 후 변성전분 또는 젤라틴으로 2차 코팅한 비교예 2 또는 3과 비교하여도 생존율이 증가하는 경향을 보였다.
특히, 단백분해효소 처리하여 30~50nm 사이즈의 젤라틴으로 3차 코팅한 실시예 1-2의 3중 코팅된 유산균은 180일 경과 후에도 69.5%의 생존율을 나타내어 매우 우수한 상온 안정성을 보유하고 있는 것으로 나타났고, 10~30nm 사이즈의 젤라틴으로 3차 코팅한 실시예 1-1의 3중 코팅된 유산균과 50~100nm 사이즈의 젤라틴으로 3차 코팅한 실시예 1-3의 3중 코팅된 유산균도 각각 40.5% 및 37.1%의 생존율을 나타내어 비교적 우수한 안정성을 보유하고 있는 것으로 나타났다.
정리하면, 젤라틴으로 3차 코팅한 실시예 1-1 내지 1-5의 유산균은 전반적으로 생존율이 증가한 것으로 나타났고, 젤라틴 사이즈는 30~50nm 구간을 기준으로 이에서 멀어질수록 생존율이 감소하는 경향을 보였으며, 30~50nm 사이즈의 젤라틴층이 형성될 때 가장 우수한 상온 안정성을 보유하는 것으로 확인되었다.
Claims (6)
- 탈지분유 및 트레할로스의 혼합물과 유산균을 교반하고 균질화하여 탈지분유 및 트레할로스의 1차 코팅층을 형성시키는 단계;
상기 1차 코팅층이 형성된 유산균에 변성전분을 혼합하고 균체를 균질화하여 변성전분의 2차 코팅층을 형성시키는 단계; 및
상기 2차 코팅층이 형성된 유산균에 단백분해효소 처리된 나노 사이즈의 젤라틴을 혼합하고 균체를 균질화하여 젤라틴의 3차 코팅층을 형성시키는 단계;를 포함하는, 3중 코팅된 유산균의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 1차 코팅층을 형성시키는 단계의 탈지분유 및 트레할로스 혼합물은 3:7 내지 7:3의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는, 3중 코팅된 유산균의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 1차 코팅층이 형성된 유산균과 변성전분은 균체 100 중량부 대비 1~10 중량부로 혼합된 것을 특징으로 하는, 3중 코팅된 유산균의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 2차 코팅층이 형성된 유산균과 단백분해효소 처리된 나노 사이즈의 젤라틴은 균체 100 중량부 대비 0.3~0.7 중량부로 혼합된 것을 특징으로 하는, 3중 코팅된 유산균의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 단백분해효소 처리된 나노 사이즈의 젤라틴은 초고압 호모게나이징 처리되어 30~50nm의 사이즈인 것을 특징으로 하는, 3중 코팅된 유산균의 제조 방법. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 제조 방법에 따라 제조된, 내산성 및 안정성이 개선된 3중 코팅된 유산균.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020220049691A KR20230150433A (ko) | 2022-04-21 | 2022-04-21 | 효소처리된 젤라틴을 이용한 3중 코팅 유산균의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 내산성 및 저장성이 개선된 3중 코팅 유산균 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220049691A KR20230150433A (ko) | 2022-04-21 | 2022-04-21 | 효소처리된 젤라틴을 이용한 3중 코팅 유산균의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 내산성 및 저장성이 개선된 3중 코팅 유산균 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230150433A true KR20230150433A (ko) | 2023-10-31 |
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ID=88543401
Family Applications (1)
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| KR1020220049691A KR20230150433A (ko) | 2022-04-21 | 2022-04-21 | 효소처리된 젤라틴을 이용한 3중 코팅 유산균의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 내산성 및 저장성이 개선된 3중 코팅 유산균 |
Country Status (1)
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| KR (1) | KR20230150433A (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090082035A (ko) | 2008-01-25 | 2009-07-29 | 정명준 | 3중 코팅 유산균의 제조방법 및 나노 입자 코팅 방법, 그방법으로 제조된 3중 코팅 유산균 및 이를 포함하는 제품 |
| KR20120046676A (ko) | 2010-11-02 | 2012-05-10 | 주식회사 쎌바이오텍 | 다중 코팅층을 갖는 유산균 및 이의 제조방법 |
| KR20170072825A (ko) | 2015-12-17 | 2017-06-27 | 씨제이제일제당 (주) | 장내 생존율이 증대된 유산균의 코팅 방법 |
-
2022
- 2022-04-21 KR KR1020220049691A patent/KR20230150433A/ko unknown
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR20090082035A (ko) | 2008-01-25 | 2009-07-29 | 정명준 | 3중 코팅 유산균의 제조방법 및 나노 입자 코팅 방법, 그방법으로 제조된 3중 코팅 유산균 및 이를 포함하는 제품 |
| KR20120046676A (ko) | 2010-11-02 | 2012-05-10 | 주식회사 쎌바이오텍 | 다중 코팅층을 갖는 유산균 및 이의 제조방법 |
| KR20170072825A (ko) | 2015-12-17 | 2017-06-27 | 씨제이제일제당 (주) | 장내 생존율이 증대된 유산균의 코팅 방법 |
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