KR960007098B1 - 효모 추출액 및 그의 제조방법 - Google Patents

효모 추출액 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

효모 추출액 및 그의 제조방법
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 RNA가 풍부한 생 효모 세포에서 수득된 RNA-함유 추출액으로부터 천연 이노신 5'-모노포스페이트(5'-IMP), 구아노신 5'-모노포스페이트(5'-GMP) 등을 고농도로 함유하는 효모 추출액의 제조방법, 이렇게 수득된 효모 추출액 및 상기 제조 방법에 이용되는 RNA가 풍부한 변이 효모 균주에 관한 것이다.
[배경기술]
조미료로 시판되는 각종 효모 추출액이 있다. 이들 효모 추출액은 일반적으로 빵효모(Baker's yeast) 또는 맥주 효모(Brewer's yeast)에서 제조된다. 이들 추출액은 온수로 효모 세포자체를 직접 추출하거나, 그것을 효소로 분해시키거나, 그것을 기계적으로 같거나, 또는 그것을 자기분해시켜 수득한다. 생성물은 분말 또는 페이스트의 형태이다. 다른 천연 조미료에는 육류 생선살, 야채 또는 해초의 추출물이 포함된다. 한편, RNA가 풍부한 토룰라 효모로부터 RNA를 추출 및 정제한후, 화학적으로 또는 효소학적으로 RNA를 분해시키고, 수득된 5'-누클레오티드의 혼합물로부터 5'-IMP 및 5'-GMP를 분별 및 정제시켜 수득된 핵산 조미료가 널리 사용되어 왔다.
그러나, 시판되는 각각의 상기 효모 추출액은 다량의 아데닌 3'-모노포스페이트(3'-AMP) 및 구아노신 3'-모노포스페이트(3'-GMP)를 함유하지만 우수한 맛을 내는 5'-IMP 및 5'-GMP는 거의 함유하지 않기 때문에 맛에 있어서 만족스럽지 못하다.
효모 세포로부터 알칼리류, 통상적인 염 또는 계면활성제를 다량으로 사용하여 RNA를 효과적으로 추출하고 수득된 RNA를 5'-IMP 및 5'-GMP로 분해시킴을 특징으로 하는 제조방법이 수립되었다. 이 경우에, RNA 추출후 이 첨가제류를 세척해낸다. 그리하여 분해 생성물, 즉, 누클레오티드는 어떤 효모 추출액 성분도 함유하지 않는다.
상술한대로, 각각의 통상적인 효모 추출액은 만족스럽지 못한 맛만을 갖는다. 그러므로 별도로 제조된 5'-IMP 또는 5'-GMP와 같은 인공 조미 화합물을 효모 추출액에 가하여 그맛을 강화시킬 필요가 있는데, 그럼으로써 그 자체는 인공 조미료가 된다.
[발명의 상세한 설명]
[문제를 해결하는 방법]
본 발명가들은 이 문제를 극복하기 위해 시도하여 본 발명을 완성하였다. 따라서, 본 발명은 다량의 RNA를 함유하는 생 효모 세포 수용액을 80~120℃로 가열하고 가열된 용액을 5'-포스포디에스테라제로 처리한 후 데아미나제로 임의 처리함을 특징으로 하는 임의적으로 5'-IMP와 함께 5'-GMP가 풍부한 천연 효모 추출액을 제조하는 방법, 이렇게 수득된 효모 추출액, 및 RNA가 풍부한 변이 효모 균주에 관한 것이다.
본 발명에 따른 효모 추출액은 방향성이 높고, 아주 진하면서 효모냄새는 거의 없는 독특한 맛을 낸다.
이제, 본 발명을 상세히 기술하겠다.
본 발명에서 사용되는 5'-포스포디에스테라제, 데아미나제 및 프로테아제의 기원은 특별히 제한되지 않는다. 그러므로, 시판되는 것을 사용할 수 있다.
우선, 효모 균주를 공지 배지에 접종시키고 배양한다. 수득된 세포를 완전히 세척하고 건조 세포의 5~30중량배의 물에 현탁시킨다. 생성된 현탁액을 80~120℃, 바람직하게는 90~100℃에서 처리하여 세포내 리보누클라에제를 불활성화 시킨다.
심한 열처리를 한 건조 효모 세포는 최종 생성물에서 좋지못한 맛이날 수 있기 때문에 본 발명에서는 생 효모 세포를 사용한다.
효모 세포는 바람직하게는 건조 기준으로 10중량%이상, 더 바람직하게는 15중량% 이상의 RNA를 함유한다.
RNA가 풍부한 효모 균주의 예에는 캔디다 유틸리스(Candida utilis)CS 7529(FERM BP-1656) 및 캔디다 유틸리스 CSB 6316(FERM BP-1657)이 포함된다.
상기 변이 균주 CSB 6316는 냉-민감성 모균주 CS 7529를 변이 유발 인자인 니트로소구아니딘으로 처리하여 수득한다. 목적균주는 붕산이 모균주 CS 7529가 성장할 수 없을 정도의 고농도로 함유된 합성 배지에서 성장할 수 있고 RNA를 고농도로 함유하는 변이 균주를 선택함으로써 수득한다.
캔디다 유틸리스 CS 7529 및 캔디다 유틸리스 CSB 6316의 균학적 성질은 하기와 같다. 이 두 균주는 붕산-저항성을 제외하고는 동일한 균학적 성질을 갖는다. 또한 이 균주의 균학적 성질은 붕산-저항성 및 냉-민감성을 제외하고는 캔디다 유틸리스의 균학적 성질과 동일하다. 캔디다 유틸리스 CS 7529 및 CSB 6316의 균학적 성질은 하기와 같다 :
1. 각 균주는 YM 한천 배지에서 크림색의 각이 많아지고, 블록하고, 매끄럽고 희미한 광택이 나며 부드러운 콜로니를 형성한다.
글루코스, 효모 추출액 및 펩톤을 함유하는 액체 배지에서 얇은 막(pellicle) 및 페이리 링(fairy ring)이 관찰되지는 않지만, 뿌옇고 침전이 관찰된다.
2. 다르못트(Darmot) 플레이트에서 가균사(pseudohyphase)를 형성한다.
3. 아세트산 나트륨 사면 한천, 맥아 추출액 사면 한천, V8 쥬스 사면 한천 및 옥수수 우유 사면 한천 배지에서 낭포자를 형성하지 않는다.
4. 글루코스, 슈크로스 및 라피노스는 발효시키지만 갈락토스, 말토스, 트레할로스 및 락토스는 발효시키지 않는다.
5. 글루코스, 슈크로스, 말토스, 셀로비오스, 트레할로스, 라피노스, 멜레지토스, 크실로스, 에탄올, 만니톨, 락트산, 시트르산 및 KNO3를 동화시킨다.
6. 비타민 결핍 배지에서도 잘 성장한다.
7. 30℃에서 3일동안 배양하면 타원형 또는 환형 세포(3.5~4.5×7~13㎛)를 나타낸다.
8. 20℃에서는 약간 성장하고 거의 증식하지 않는다.
9. 30~40℃에서 잘 성장한다.
CS 7529 및 CSB 6316균주의 붕산-저항성은 하기와 같다.
각 균주는 글루코스 3중량%, 일염기 인산 칼륨 0.3중량%, 황산 암모늄 0.7중량%, 황산 마그네슘 0.03중량%, 황상 제이철 5ppm, 황산아연 9ppm, 염화망간 4ppm, B3+100~1000ppm 및 한천 2%을 함유하는 배지내 30℃ 플레이트 상에서 배치식으로 7일동안 배양한다. 표 1은 각 균주의 붕산-저항성 결과를 나타낸다.
[표 1]
Figure kpo00001
소량의 RNA를 함유하는 균주는 5'-IMP 및 5'-GMP와 같은 맛 성분을 오직 제한된 양 만으로 함유하는 효모 추출액을 낸다. 상술한 효모 추출액에서 수득한 조미료는 다른 추출 성분에 대한 저하량 밸랜스 때문에 효모 냄새를 갖고 아주 맛이 없다.
상술한대로 80℃이하에서 열처리하면, 리보누클라아제는 충분히 불활성화될 수 없다. 이 경우에, RNA를 바람직한 맛성분, 즉 5'-누클레오티드의 형성을 억제하는 2'- 또는 3'-누클레오티드 또는 누클레오시드로 전환시킨다. 한편, 120℃ 이상의 열처리는 바람직하지 못한 탄냄새를 원인이 된다.
세포내 리보누클레아제를 불활성화 시킨 후, 세포 현탁액을 필요하다면 프로테아제로 처리한다. 한편 알칼리를 가한다. 그런 후 RNA 성분을 추출한다. 이 추출액을 5'-포스포디에스테라제로 처리한 후 임의적으로 데아미나제로 처리한다. 프로테아제를 1g/l 이하로 가하고 30~50℃에서 1~20시간동안 작용시킨다. 그 양이 1g/l를 초과할지라도 효과가 거의 상승되지 않는다. 한편, 더 소량의 효소를 가하면 연속 단계에서 RNA분해 생성물, 즉, 5'-누클레오티드의 양이 감소되므로 효과가 감소된다.
알칼리의 예에는 가성소다 및 가성칼륨이 포함된다. 이 알칼리 처리는 pH 8~12, 바람직하게는 9~10 및 40~50℃에서 1~3시간동안 수행할 수 있다. pH 값이 8이하 이면, RNA가 충분히 추출되지 않고 사용된 알칼리도 목적 효과를 거의 발휘하지 못한다. 한편, pH 값이 12를 초과하면, RNA의 바람직하지 못한 알칼리 분해가 일어날 수 있다. 최종 생성물의 맛에 소금 효과가 극소화 되도록 가능한한 소량의 알칼리를 가하는 것이 바람직하다.
5'-포스포디에스테라제를 가하여 추출시켜서 거기에 함유된 RNA를 5'-누클레오티드로 분해시킨다. 이 효소는 일반적으로 0.1~0.5g/l의 양으로 가하고 50~80℃에서 30분~3시간동안 작용시킨다. 5'-포스포디에스테라제를 가하기전에 추출액을 바람직하게는 50~80℃로, 더 바람직하게는 60~70℃로 가열한다. 효소를 50℃이하에서 가하면, 때때로, 5'-포스포디에스테라제 제조에 포함되는 소량의 포스파라제가 불순부산물을 형성시킬 수 있다. 5'-누클레오티드를 함유하는 수득 용액에 존재하는 5'-AMP를, 원한다면, 데아미나제 0.1~0.5g/l를 가하고 효소를 35~45℃에서 30~2시간동안 작용시켜 5'-IMP로 전환시킬 수 있다.
상술한 절차후, 혼합물을 90~100℃에서 30~60분 동안 가열하여 사용된 효소를 불활성화시킨다. 그런후, 예를들면, 원심분리로 고체물질을 제거하고 상충액을 농축시켜 페이스트를 수득하거나, 더 건조시켜 분말을 수득한다. 비록 농축 및 건조 방법으로 특히 한정하는 것은 아니지만, 적당한 온도에서, 감압하 농축 또는 건조 같은 것을 실시하는 것이 바람직하다.
제 1 도는 실시예 3에서 제조된 효모 추출액의 고성능 액체 크로마토그래피에 의한 결정 결과를 나타내는 도표이다.
본 발명을 더 상세히 설명하기 위해 하기 실시예를 제시하지만 여기에 국한되는 것은 아니다.
[실시예 1]
캔디다 유틸리스 CSB 6316을 플라스크에서 미리 배양하여 종배양액을 수득한 후, 2%의 농도로 30-l 발효기에 접종시킨다.
글루코스 3중량%, 단염기성 인산칼륨 0.3중량%, 황산암모늄 0.7중량%, 황산마그네슘 0.03중량%, 환상제이철 5ppm, 황산 아연 9ppm 및 염화망간 4ppm을 함유하는 배지에서 16시간동안 배치식으로 배양한다.
배양을 하기 조건에서 수행한다 : 발효기의 액체 용량 : 15l 온도 : 30℃, 통기율 : 15l/분, 회전 속도 : 500rpm 및 pH 값 : 4.0(암모니아로 자동 조절됨). 상기 변이체의 모균주를 상술한 것과 동일한 조건하에서 배양한다. 표 2는 이렇게 수득된 세포의 조사 결과를 나타낸다.
[표 2]
Figure kpo00002
[실시예 2]
붕산-저항성 변이체 캔디다 유틸리스 CSB 6316 및 그의 모균주를 실시예 1과 동일한 조건하 30-l 발효기내에서 각각 배치식으로 배양한다. 대수 성장기에서, 각 배양을 연속 배양으로 배치식으로 배양한다. 대수 성장기에서, 각 배양을 연속 배양으로 전환시킨다. 실시예 1과 동일한 배지를 하기 조건하에서 배양액에 계속해서 가한다 : pH 값 : 4.0 온도 : 30℃, 발효기의 액체 용량 : 15l, 회전속도 : 500rpm 및 통기율 : 15l/분.
상기 변이체의 모균주를 상기와 동일 조건하에서 연속 방법으로 배양한다. 표 3은 결과를 나타낸다.
[표 3]
Figure kpo00003
실시예 1 및 2의 결과는 붕산-저항성 균주 CSB 6316에서 RNA함량의 탁월한 증가가 관찰됨을 나타낸다.
[실시예 3]
캔디다 유틸리스 CS 7529의 예비 증식액 1l를 30-l 쟈르발효기내에 글루코스 5중량%, 인산 암모늄 0.2중량%, 황산 암모늄 0.2중량%, 황산 마그네슘 0.1중량%, 염화칼륨 0.17중량%, 황산제이철 5ppm, 황산아연 9ppm 및 염화망간 4ppm을 함유하는 수용액의 pH값을 4.5로 조정한 15l의 배지에 접종시킨다. 그런 후 균주를 30℃에서 24시간 배양하여 효모 세포를 수득한다.
배양이 완결된후, 세포를 샤르플레스(Sharples)-형 원심분리로 수집하여 습윤 효모 세포를 수득한 후, 다시 물에 현탁시키고 원심분리한다. 이 과정을 2회 반복한다. 건조 기준으로 약 300g의 세포가 수득된다. 물을 이 세포에 가하여 총 부피가 1500ml가 되게 한다. 수득된 혼합물을 수욕에서 가열한다. 액체 온도가 80℃를 초과하면, 80~100℃에서 30분동안 계속 가열한다. 혼합물을 액체 온도가 40℃로 되도록 흐르는 물로 즉시 냉각시킨다. 소량의 물에 용해시킨 1.5g의 프로틴(Protin)PC-10(프로테아제 제제 mfd. Daiwa Kasei K.K. 제품)을 가하고 생성된 혼합물을 30~50℃에서 10시간동안 교반하 반응시킨다.
혼합물을 액체온도 80℃이상으로 30분동안 가열한후 65℃로 냉각시킨다. 소량의 물에 용해시킨 0.2g의 리보누클레아제 P(Ribonuclease P, 5'-포스포디에스테라제 제제 mfd. Amano Pharmaceutical Co., Ltd. 제품)를 가하고 생성된 혼합물을 이 온도에서 3시간동안 천천히 교반한다. 혼합물을 45℃로 냉각한후 0.2g의 데아미자임(Deamizyme, 데아미나제 제제 mfd. Amano Pharmaceutical Co., Ltd. 제품)을 상술한 것과 동일한 방법으로 가한다. 생성된 혼합물을 이 온도에서 2시간 동안 교반 유지한다. 불용성 물질을 원심분리로 제거하여 추출액을 수득한다. 이 추출액을 90~95℃에서 30분동안 가열한후 냉각시키고 분무건조로 분말화시킨다. 5'-IMP 12중량%, 5'-GMP 8.3중량%, 5'-CMP M6중량 및 5'-UMP 11.8중량%를 함유하는 분말상 효모 추출액 약 75g을 수득한다. 각각 5'-누클레오티드를 하기 조건하에서 고성능 액체크로마토그래피로 결정한다.
팩킹 : TSK-GEL ODS-80TM.
컬럼 : 5cm×4.6mm(직경).
용출액 : 메탄올 7.0중량%를 함유하는 0.05M KH2PO4,
용출속도 : 0.5ml/분,
주압시료 : 20/l, 및
검출 : UV254
상기 조건은 또한 하기 실시예에서 사용된다. 이 추출액의 1% 수용액은 효모 냄새를 갖지 않지만 효모에서 유래된 아미노산 및 펩티드-유사 맛이 건조 가다랭이 및 쉬테이크(shiitake) 버섯의 맛과 유사한 좋은 맛과 아우러진 독특하고, 복합적이고 좋은 맛을 낸다.
[실시예 4]
실시예 3의 제조방법에 따라서, 건조 기준으로 약 300g의 세포를 수득한다. 이 세포에 물을 가하여 총 부피가 1500ml로 되게하고 생성된 혼합물을 실시예 3과 동일한 방법으로 가열한 후 액체 온도를 50℃로 냉각한다. 계속해서 6N 가성소다를 교반적가하여 pH 값을 10으로 만든다. 3시간 더 교반한 후, 혼합물을 원심분리하여 세포를 제거한다. 수득된 상층액의 pH 값을 6N 염산을 가하여 즉시 6으로 조정한다. 상층액을 65℃로 가열한다. 실시예 3과 동일한 방법으로 5'-포스포디에스테라제 및 데아미나제로 처리한 후 분무 건조로 분말화 시킨다. 이리하여 5'-IMO 10.2중량%, 5'-GMP 7.1중량%, 5'-CMP 5.1중량 % 및 5'-UMP 10.0중량%를 함유하는 분말상 효모 추출액 약 70g을 수득한다. 그의 1% 수용액은 다소 짠맛을 갖지만 실시예 3에서의 맛과 거의 동일한 것을 낸다.
[실시예 5]
캔디다 유틸리스 CSB 6316을 실시예 3과 동일한 배지내 30℃, 통기하에서 24시간동안 배양하여 효모 세포를 수득한다. 배양이 완결된후, 세포를 실시예 3과 동일한 방법으로 처리하여 습윤 세포를 수득한다. 이 세포를 물에 다시 현탁하고 원심분리한다. 이 과정을 2회 반복한다. 이리하여 약 360g의 세포를 수득한다. 세포를 실시예 3의 방법과 유사하게 프로틴 PC-10, 리보누클레아제 P 및 데아미자임 순으로 처리한다. 반응 혼합물을 원심분리하여 불용성 물질을 제거한다. 이렇게 수득된 추출액을 90~95℃에서 30분동안 가열한후, 냉각시키고 분무 건조로 분말화한다. 이라하여 5'-IMP 15.0중량% 및 5'0GMP 12.1중량%을 함유하는 분말상 효모 추출액, 약 98g을 수득한다. 각각의 5'-누클레오티드는 실시예 3과 동일한 방법으로 결정한다.
그의 1% 수용액은 효모에서 유래된 아미노산 및 펩티드-유사 맛이 건조 가다랭이 및 쉬테이크 버섯의 맛과 유사한 좋은 맛과 어우러진 맛을 갖는다. 이 맛은 실시예 3 및 4의 맛보다 더 좋다.
[실시예 6]
데아미자임을 가하지 않는다는 점을 제외하고는 실시예 3과 동일한 과정을 다른다. 이리하여 5'-GMP 12.5중량%를 함유하는 효모 추출액을 수득한다. 이 생성물은 건조 가다랭이-유사맛은 갖지 않지만 쉬테이크 버섯과 유사한 맛은 더 강하다.
[비교예 1]
캔디다 유틸리스 CS 7529 세포를 추출전 80~100℃의 열처리를 생략한다는 점을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 처리한다. 이리하여 건조 기준으로 약 300g의 세포로부터 약 65g의 분말상 효모 추출액을 수득한다.
수득된 추출액은 5'-IMP, 5'-GMP, 5'-CMP 및 5'-UMP를 각각 0.5중량%미만의 양으로 함유한다. 그의 1%수용액은 아미노산-유사맛을 갖지만 별로 맛이 없다.
[비교예 2]
캔디다 유틸리스 CS 7529 세포를 액체온도를 50℃로 조정하여 5'-포스포디에스테라제를 가하는 것이 나리라 실온에서 효소를 가한다는 점을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 처리한다. 생성된 혼합물을 65℃로 가열하고 이 온도에서 효소 반응을 수행한다. 이리하여 건조 기준으로 약 300g의 세포로부터 약 75g의 분말상 효모 추출액을 수득한다. 이 추출액은 5'-IMP 2.5중량%, 5'-GMP 1.7중량%, 5'-CMP 1.3중량% 및 5'-UMP 2.5중량%를 함유한다. 그의 1% 수용액의 맛은 실시예 3의 경우보다 좋지 않다.
[산업 적용성]
본 발명의 제조방법에 따라서, RNA가 풍부한 효모 세포에 함유된 RNA를 세포를 예비 가열시킴으로써 2'- 또는 3'-누클레오티드가 아닌 5'-누클레오티드로 배타적으로 전환시킬 수 있다. 이 제조방법에서, 통상적인 제조방법과는 달리 다량의 알칼리류, 통상적인 염 또는 계면활성제류를 사용할 필요는 없다. 그러므로 이렇게 수득된 전체 추출액을 우수한 맛의 조미료와 같은 것으로 적용할 수 있다.
RNA를 10%이상, 바람직하게는 15% 이상으로 함유하는 변이 효모 균주로부터 수득된 효모 추출액은 특히 좋은 맛을 갖는다.
규칙 13-2항에 따라 기탁된 미생물에 관한 참고문 :
1. 캔디다 유틸리스 CS 7529
a. 상기 미생물의 기탁기관 및 주소 :
기관명 : 일본국 통상산업성 공업기술원 미생물공업기술 연구소
주소 : 일본국 이바라끼껭 305 스꾸바시 히가시 1쪼메 1-3
b. 기탁일 : 1988년 1월 18일
이 균주는 일본에서 기탁된 FERM No. 3340에서 전환되었다.
c. 기탁번호 : FERM BP-1656
2. 캔디다 유틸리스 CSB 6316
a. 상기 미생물의 기탁기관 및 주소 :
기관명 : 이론국 통상산업성공업기술원 미생물공업기술 연구소
주소 : 일본국 이바라끼껭 305 쓰꾸바시 히가시 1죠메 1-3
b. 기탁일 : 1988년 1월 18일
c. 기탁번호 : FERM BP-1657

Claims (8)

  1. RNA가 풍부한 생효모 세포인, 캔디다 유틸리스 CS 7529 또는 캔디다 유틸리스 CSB 6316를 함유하는 수용액을 80~120℃로 가열하고, RNA 성분을 추출한후, 추출액을 5'-포스포디에스테라제로 처리함을 특징으로 하는 5'-GMP가 풍부한 천연효모 추출액의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 효모 추출액이 5'-GMP를 7중량% 이상으로 함유하는 효모 추출액의 제조 방법.
  3. RNA가 풍부한 생효모 세포인, 캔디다 유틸리스 CS 7529 또는 캔디다 유틸리스 CSB 6316를 함유하는 수용액을 80~120℃로 가열하고, RNA 및 추출가능한 성분을 추출하고, 추출액을 5'-포스포디에스테라제롤 처리한 후 데아미나제로 처리시킴을 특징으로 하는 5'-IMP 및 GMP가 풍부한 천연 효모 추출액의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 효모 추출액이 5'-IMP 및 5'-GMP를 각각 7중량% 이상으로 함유하는 효모 추출액의 제조 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 추출액을 pH 값 8~12 및 온도 40~50℃에서 수행하는 효모 추출액의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 효모 세포가 RNA를 10중량% 이상으로 함유하는 것을 특징으로 하는 효모 추출액의 제조 방법.
  7. 붕산-저항성이고 다량의 RNA를 함유하는 캔디다 유틸리스 CSB 6316(FERM BP-1657).
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 효모 세포가 RNA를 10중량% 이상으로 함유하는 것을 특징으로 하는 효모 추출액의 제조 방법.
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