KR970009620B1 - 유산균 변이주를 이용한 발효 알로에 베라겔의 제조방법 - Google Patents
유산균 변이주를 이용한 발효 알로에 베라겔의 제조방법 Download PDFInfo
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Description
본 발명은 유산균 변이주를 사용하여 발효 알로에 베라겔을 제조하는 방법에 관한 것이고, 보다 상세하게는 라토바실러스 또는 스트랩토코커스 속의 유산균을 이용하여 발효 알로에 베라겔을 제조하는 방법에 관한 것이다.
알로에 베라는 식물학상으로 백합과의 알로에 속에 속하는 다년생초이며 원생지는 아크리카나 오늘날에는 열대와 온대지방에 폭넓게 자생하고 약 4천년간 민간약과 한방약으로 애용되어 온 인류가 발견한 최고의 약초라고 일컬어진다. 알로에 속의 식물은 세계에 약 500여종이 넘으면 약용 알로에는 6, 7층에 불과하여 생즙을 그대로 쓰는 식용 알로에 사포나리아, 알로에 아보레센스, 알로에 베라가 대표적이다.
그중에서도 특히 알로에 베라(Aloe barbadensis Miller)는 많은 유효한 생리활성 물질을 함유하고 있어 건강식품으로 가장 많이 이용되며 그 약리작용을 크게 4가지로 구분하면 첫째, 모든 내장기능을 향진시키며 특히 위장 기능을 강화하는 작용; 둘째, 신체 세포액을 개선시키고 이상 세포를 파괴하며 치내 유독물질을 분해 배출시키는 작용; 셋째, 혈액순환 촉진으로 인한 모세혈관 확장과 혈관내 콜레스테롤 강화작용; 및 넷째, 신체의 정상세포로 하여금 같은 성질의 세포를 형성케하는 능력을 촉진시키는 작용 등으로 분류된다.
그러나, 알로에 베라겔을 섭취하는 데에는 알로에 특유의 취와 특이한 맛으로 인한 거부감 등이 문제시되어 알로에 베라겔의 풍미개량을 목적으로 종래에는 유기산을 첨가하고 과즙이나 인공적인 향을 검가하는 것이 일반적인 방법으로 되어 왔었다.
본 발명자들은 약효과 우수한 알로에 베라를 거부감 없이 누구나 손쉽게 운용할 수 있도록 하기 위해 광범위하게 연구한 결과, 알로에 베라겔에서 유산생성 및 풍미가 우수한 두 종류의 옥산균 변이주를 사용하여 알로에 베라겔을 발효시킴으로써 유기산이나 향의 첨가 없이도 유산균 발효에 의해 그의 맛과 기호성이 크게 향상된 발효 알로에 베라겔을 제공할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명의 목적은 가당 알로에 베라겔에 유산균을 발효시켜 발효 알로에 베라겔을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적을 락토바실러스 아시도필러스 TP104 및 스트렙토코커스 써모필러스 TP105로 이루어진 군중에서 선택된 1종 이상의 유산균을 이용하여 알로에 베라겔을 발효시키므로써 발효 알로에 베라겔을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 락토바이러스 아시도필러스 TP104 및 스트렙토코커스 써모필러스 TP105의 2 : 1 중량비 혼합 균주를 이용하여 알로에 베라겔을 발효시키므로써 발효 알로에 베라겔을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 방법에 따르면, 유산균에 의해 생성된 유산과 풍미에 의해 기호성을 크게 개선시켜 쉽게 음용할 수 있을 뿐 아니라 건강식품으로서의 기능면에서도 알로에 베라겔의 약효성분을 그대로 함유함은 물로 알로에 베라겔 고유의 위장기능 강화작용에 유산균에 의한 정장효과가 추가됨으로써 위장의 기능 강화 및 정장효과를 더욱 크게 얻을 수 있는 발효 알로에 베라겔을 제공할 수 있다.
본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 사용되는 알로에 베라겔은 알로에 생엽을 채취하여 공지의 방법으로 세척 및 제피한 후 마쇄하여 검질상의 겔을 얻고, 비타민과 점증제 등을 첨가한다. 이어 다른 영양원의 공급없이 설탕, 고당, 포도당 등을 적절 비율로 첨가하여 10°Brix 정도로 조절하고 탄산나트륨(Na2CO3)이나 중탄산나트륨(NaHCO3)으로 pH를 6.5로 조정시킨 후 살균 및 냉각하여 제조한다.
알로에 베라겔 발효에 이용할 산 생성능이 우수하고 풍미무질 생성이 왕성한 균주를 얻기 위해 본 발명자들은 소채(蔬菜)와 물김치에서 분리한 유산균주중 락토바이러스속(Lactobacillus sp.) 4종, 스트랩토코커스속(Streptococcus sp.) 2종규, 류코노스탁속(Leuconostoc sp.) 1종등 총 7종의 유산균을 동정하였다.
동정된 7종의 야생형 유산균주를 각각 10% 환원탈지유에서 배양하여 그의 생균수가 107-108/mℓ인 스타터를 만든 다음 이를 알로에 베라겔 총중량의 0.6-1%가량 접종하여 배양하고, 각 균주의 균체 생장능, 유산 생성능 및 풍미물질 생성능을 검사하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
상기 표1에서 관능점수는 각각의 균주를 사용하여 가당 알로에 베라겔 또는 알로에 베라겔을 발효시킨 후 15명의 관능검사 요원으로 하여금 다음의 5점 척도에 따라 기호도를 평가하도록 하였다.
5 : 매우좋다.
4 : 좋다.
3 : 보통이다.
2 : 나쁘다.
1 : 매우 나쁘다.
상기 기호도의 평가 결과에 따라 소채류와 물김치에서 분리해 낸 야생 유산균 주 7종중 알로에 베라겔의 발효에 있어 산생성력이 비교적 우수하고 풍미가 좋은 락토바실러스 아시도필러스 W1031과 스트렙토코커스 써모필러스 W1032를 선정하였다. 그러나 상기 표1과 같은 발효 패턴에 있어서, 이들의 발효시간이 오래 걸린다는 점과 풍미물질 생성에 있어 만족스러운 결과를 보이지 못한 점 등으로 결제성이 떨어지는 문제점이 있었다.
그래서 본 발명자들은 1차 선정한 2종의 야생균주에 물리, 화학적 변이처리를 병행하여 락토바실러스 아시도필러스의 경우 산생성이 더욱 우수하여 발효기간을 단축시킬 수 있고 스트렙토코커스 써모필러스의 경우 산생성과 함게 풍미물질의 생성이 왕성하여 기호성을 증진시킬 수 있는 변이균주를 게속 선택 분리하였다.
이하 변이주를 얻기 위한 본 발명의 실험 및 결과를 나타내었다.
선정된 2종의 야생균주 MRS 액체 배지에서 배양하여 생균수가 10 /mℓ이상인 배양액을 얻고 이를 0.1M 멸균인산 완충용액(pH7.2)에 희석하여 균수가 10 -10 /mℓ)의 균회석액을 만든다
실험예 1
미리 준비한 여러개의 MRS 한천배지로 고정시킨 페트리접시에 멸균 피펫으로 각각 0.2mℓ씩 락토바실러스 아시도필러스 W1031 및 스트렙토코서스 써모필러스 W1032의 희석액을 떨어뜨린 후 도말하여 적색광(5W)의 암실하에서 페트리접시의 뚜겅을 개봉한 상태로 파장 253.7nm의 자외선 살균(15W)을 50cm의 거리로 하기 표 2에 나타낸 시간대별로 조사한 후 36℃에서 72시간 배양하여 자외선 등을 조사하지 않은 대조군과 집락(Colony) 수를 비교하여 생존율을 구하였다.
일반적으로 자외선 조사시 변이균주는 생존율 0.1∼1%의 조건하에서 분리하는 것을 반안하여 락토바실러스 아시도필러스 W1031는 5∼10분, 스트렙토코커스 써모필러스 W1032는 3∼5분 조사시 생존한 집락을 취하였다.
실험예 2
상기에서 얻어진 변이제-처리 균주를 탄소원으로 설탕과 과당만을 사용하도록 한 최소배지(설탕 2.5%, 과당 2.5%, 인산제일칼륨 0.1%, 인산제이칼륨 0.05%, 황산철 0.005%, 황산 마그네슘 0.0125%, 황산암모늄 0.2%, 판토텐산 칼슘 0.0125%, 염화나트륨 0.006%, 비오틴 20㎍/ℓ)에서 24시간 배양한 후 원심분리(5000g×15분)하여 균체를 수집하고 이를 0.lM의 인산완충용액(pH7.2)으로 2회 세척한 후 동일완충용액에 10 -10 /mℓ의 최종농도로 현탁하여 균주 현탁액을 만들었다.
여기에 DNA의 인산이나 염기부분을 손상하여 변이를 일으키는 유기제로서 알려진 EMS(에틸메탄설페이트), MMS(메틸메탄설페이트), MNNG(N-메틸-N'-니트로-N-니트로소구아니딘)을 각각 약 300μg/mℓ의 최종농도로 첨가형 30℃에서 60분 경고후 생균수를 측정하였다.
표 3에 각 화학적 변이제를 상기 조건으로 처리하였을 때 락토바실러스 아시도필러스 W1031와 스트렙토코커스 써모필러스 W1032의 생존율을 나타내었다.
각 변이제 처리에 상기 생존율로 얻어진 변이균주중 산생성력이 우수한 균주를 선별하기 위해 pH 지시약으로 변색 범위가 5.8(황)-7.2(적)인 아리자린(Alizarin, Merck cat, No 1016)을 0.005% 첨가한 최소 한천배지(설탕 2.5%, 광당 2.5%, 한천 2%, 인산제일칼륨 0.1%, 인산제이칼륨 0.05%, 황산철 0.02%, 황산마그네슘 0.025%, 판토텐산칼슘 0.015%, 염화나트륨 0.06%, 비오틴 20μg/ℓ)에서 배양하여 색상의변화를 관찰하였으며 그 결과 MNNG 처리한 변이균주의 산생성력이 가장 우수하여 집락주위의 색상이 진한 황색으로 변색되었고 집락의 크기와 황색띠와의 상대비가 가장 큰 것으로 나타났다.
MNNG로 처리하였던 분리 변이균주를 다시 아리지란이 첨가된 10% 당농도(설탕 5%, 과당 5%)의 최소한천 배지에 도말하여 변색정도로 선택분리하였으며 10회이상 동일조건으로 계대 배양하여 분리하여 변이의 안정성을 확보하였다. 이렇게 얻어진 변이균주는 친이주 야생균주와 비교하였을 때 탄소원으로 설탕과 과당의 이용능력이 뛰어났으며 산생성력도 우수하였다. 이들 변이주들을 당농도 5%(설탕 2.5%+과당 2.5%) 또는 10%(설탕 5%+과당5%)이며 아리자린이 첨가된 최소배지에서 얻어진 변이균주와 친주의 당이용능 및 산생성능 등의 특성을 비교하고 결과를 표 4에 나타내었다.
실시예 3
상기 실험예 1과 2를 거쳐 얻어진 변이균주중 산생성력이 우수한 균주를 선별하기 위해 pH지시약으로서 그의 변색 범위가 4.4(적)-6.2(황)으로서 산성쪽에 더 가까운 메틸레드(Methyl red, Merck cat. No 6076)을 최소한 천배지에 0.07% 첨가한 후 이 배지에서 생성된 집락중 주위 색상이 적색으로 많이 변색되고 집락크기와 적색띠와의 상대비가 큰 집락만을 선택적으로 선별하였다.
선별된 균주로 다시 위의 조작을 여러회 반복하였으며 최종 선별된 변이균주는 초기의 변이균주와 비교하였을 때 아리자린(Alizarin)이 첨가된 MRS 한천배지내에서 집락을 형성함과 동시에 주위를 황색으로 변색시켰으며 메틸레드(Methyl red)가 첨가된 MRS 한천배지내에서 72시간 배양하여 완전한 집락을 형성하였을 때 집락주위의 색상이초기 변이균주에 비해 훨씬 진한 적색에 가까웠다.
상기 실험예 1-3을 거쳐 얻어진 최종 변이균주를 각각 락토바실러스 아시도필러스 TP104, 스트렙토코커스 써모필러스 TP105라 명명하였으며 실제 이변이균주로써 설탕, 과당, 포도당을 첨가형 10°Brix로 조절한 알로에 베라겔을 발효시켰을 때 락토바실러스 아시도필러스 TP104의 경우 산생성력이 월등하였으며 스트렙토코커스 써모필러스 TP105의 경우 산생성과 풍미물질 생성이 더 우수하였다.
본 발명의 변이주 락토바실러스 아시도필러스 TP104와 스트렙토코커스 써모필러스 TP105는 1994년 5월 13일자로 사단법인 한국종균협회에 기탁되어 각각 KFCC-10819 및 KFCC-10820의 수탁번호를 부여받았다.
본 발명의 두 변이주는 산생성능이 우수하고 풍미가 우수한 발효산물을 생성하기 때문에 후술하는 각종 실험예에서 입증되듯이 알로에 베라겔 발효생균 음료의 제조에 유용하게 사용될 수 있다. 상기 균주들은 개별적으로 사용될 수도 있고, 또한 함께 사용할 수도 있다. 함께 사용하는 경우 얻어지는 발효 음료의 기호성이 우수하기 때문에 두 균주를 병용하여 발효음료를 제조하는 것이 바람직하다.
위에서 얻은 L. acidophilus TP104와 S. thermophilus TP105의 균학적 특성(형태학적 및 생리학적 특성)을 그의 친주들과 비교하여 결과를 표 5 및 표 6에 각각 나타내었다.
Bergey's manual의 L.acidophilus 동정 항목에 의거하여 변이주인 락토바실리스 아시도필러스 TP104를 야생균주와 비교하였을 때 다른 성질은 유사하나, 과당, 설탕, 포도당에서 산생성이 현저하게 높다는 점과 pH 4.5에서 생장하는 것이 상이한 점으로 관찰되었다.
Bergey's manual의 S. thermophilus 동정항목에 의거하여 S. thermophilus TP105를 야생균주와 비교하여 다른 성질은 유사하나, 과당, 성탈, 포도당에서 산생성력이 우수한 점과 글루코스배지에서 최종 pH가 3.95-4.3정도까지 낮다는 점, 그리고 pH 4.5에서 야생주보다 생장이 우수하고 그 풍미가 우수하다는 점이 관찰되었다.
실험예 4
각 야생균주 및 변이주를 당이 첨가된 최소 한천배지에서 배양하고, 배양 1일, 2일, 3일, 4일 또는 5일 후에 산생성력을 비교하여 산도(%)를 계산하고 결과를 표 7에 나타내었다.
상기 표 7의 결과와 같이 발효기간 중 산생성의 변호는 2일 경과후부터 변이균주와 야생균주가 큰폭의 차이를 보이고 있으며 변이주 L. acidophilus TP104의 경우 발효기간 2일 경과후부터 야생균주에 비해 산생성능에 있어서 약 30-65%의 증가를 보였다.
실시예 5
각 친주와 변이균주를 후술하는 실시예 2에서와 같이 제조한 가당 알로에 베라겔에서 5일간 발효시키고, 그들의 발효성적을 생균수, 산도, 발효액의 pH, 잔당의 양 및 당소비율의 측면에서 평가하고 결과를 표 8에 나타내었다.
실험예 6
변이주 L. acidophilus TP104와 S. thermophilus TP105를 단독 또는 1 : 1, 2: 1 또는 1 : 2의 비율로 혼합한 균주를 실시예 1의가당 알로에 바라겔에 이들의 총중량의 약 1%로 되게 접종하여 발효를 행하고, 각 균주군 모두 발효액의 산도가 0.15-0.2%에 도달하면 발효를 중지하고 훈련된 10명의 관능검사 요원에 의해 그 맛과 향, 전체적인 기호성을 테스트하고 결과를 표 9에 나타내었다.
기호성의평가는 +++ : 아주좋음, ++ : 좋음. 그리고 + : 보통의 기준에 따라 행하였다. 표 9에서 A는 L. acidophilus TP104를, 그리고 B는 S. thermopnilus TP105를 나타내었다.
상기 결과에서 알 수 있는 바와 같이 L. acidophilus TP104(KFCC-10189)와 S. thermophilus TP105(KFCC-10820)를 2 : 1의 중량비로 혼합하여 알로에 베라겔을 발효시키는 경우 기호성이 가장 우수한 발효알로에 베라겔이 얻어졌다.
본 발명의 방법에 따라 유산균 변이주를 사용하여 발효 알로에 베라겔을 제조하는 방법에 있어 각 공정별로 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 사용될 가당 알로에 베라겔은 다음과 같이 제조할 수 있다. 5년이상 자란 알로에 베라엽을 채취하여 엽의 표면을 깨끗하게 세척한 다음 제피기를 이용하여 표피를 제거하고 마쇄한 후 산화 방지의 목적으로 비타민 C를 0.02-0.05% 첨가하고 중점제인 카라기난을 0.5%∼0.8% 첨가한 점질상의 알로에 베라겔을 얻는다.
다음으로 복용시 적정 당도와 유산균이 이용할 탄소원의 제공을 목적으로 설탕과 과당, 포도당을 첨가하여 10°Brix 정도로 당도를 조절하고 탄산나트륨(NaCO)이나 중탄산타트륨(NaHCO)으로 pH 6.5에 조정시킨 후 70∼80℃에서 20∼30분간 살균하고 40℃ 냉각하여 발효를 위한 가당 알로에 베라겔을 만든다.
발효에 사용될 변이 균주인 L. acidophilus TP104(KFCC-10189)와 S. thermophilus TP105 (KFCC-10820)를 유산균 생육가능 배지인 10% 환원 탈지유 혹은 맥아즙배지에 0.1%이상 접종하여 35∼40℃에서 15∼20시간 배양한 후 균수가 10 -10 /mℓ될 때 이를 스타터로 사용한다.
여기서 스타터는 발효시킬 알로에 베라겔에 직접 혼입되어 맛에 영향을 미치므로 스타터 제조시 유산균 생육가능 배지는 따로 단백질, 아미노산 등 질소원의 첨가가 필요없는 10% 환원 탈지유나 맥아즙을 가압 살균하여(120℃ 15분) 사용하는 것이 좋으며 알로에 베라겔침출액에 대한 스타터의 접종량은 1중량%이상 첨가시 발효기간이 단축되는 효과를 거두나 알로에 베라겔 발효음료의 맛에 영향을 미칠수 있고 0.6중량%이하 첨가시 발효기간이 오래 걸려 경제성이 떨어지므로 0.6-1중량%가 적당하다.
여기서 스타터로 사용되는 균주는 두 균주를 단독으로 또는 병용하여 사용할 수 있다. 병용하는 경우 그 비율은 L. acidophilus TP104 스타터 대 S. thermophilus TP105 스타터가 2 : 1 중량비이다. 이는 각 균주를 단독으로 사용하는 경우보다 균주수가 높게 나타나며 발효 초기에 많은 균수의 L. acidophilus에 의해 산생성이 빨라 발효기간을 단축시킴과 동시에 또한 S. thermophilus의 경우 높은 경우 높은 산도에서 배양할수록 그의 풍미가 우수한 경향이 있어 초기에 L. acidophilus에 의해 생성된 산에 의해 두 균주의 배양조건이 적절한 조화를 이루기 때문이다.
스타터를 접종한 후 알로에 베라겔을 35-40℃의 배양온도로 2-3일간 발효하여 산도가 0.15-0.2%에 도달하면 발효를 중지하고 5℃이하로 급냉하여 발효 알로에 베라겔을 제조한다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명이 이들 예에만 국한되는 것이 아니다.
실시예 1
알로에 생엽을 채취하여 공지의 방법으로 세척, 제피한 후 마쇄하고 비타민 C 0.02%, 카라기난 0.5% 첨가한 접질상의 알로에 베라겔을 얻었다. 여기서 설탕 10%를 첨가하여 10°Brix 정도로 조절하고 탄산나트륨(NaCO)으로 pH를 6.5에 조정하여 80℃에서 20분간 열처리한 후 30℃로 냉각하였다.
별도로 여기에 10% 환원탈지유에서 각각 18시간 배양하여 균수가 10 -10 /mℓ인 L. cidophilus TP104스타터와 S. thermophilus TP105 스타터를 2 : 1 비율로 혼합하여 0.6∼1% 접종하고 이를 38℃에서 24시간 발효를 시켜 산도 0.15-0.2% 도달시 발효를 종료하고 5℃이하의 온도에서 보관하였다.
실시예 2
알로에 생엽을 채취하여 공지의 방법으로 세척, 제피한 후 마쇄하고 비타민 C 0.03%, 카라기난 0.7% 첨가한 점질상의 알로에 베라겔을 얻었다. 여기에 설탕 6%, 액상과당 5% 첨가하여 10°Brix 정도로 조절한후 이후의 과정은 실시예 1에서와 동일하게 실시하였다.
실시예 3
알로에 생엽을 채취하여 공지의 방법으로 세척, 제피한 후 마쇄하고 비타민 C 0.05%, 카라기난 0.8% 첨가한 점질상의 알로에 베라겔을 얻었다. 여기에 설탕 7%, 액상고당 2.5%, 포도당 1.1% 첨가하여 10°Brix 정도로 조절한 후 이후의 과정을 실시예 1에서와 동일하게 실시하였다.
실시예 4
알로에 생엽을 채취하여 공지의 방법으로 세척, 제피한 후 마쇄하고 비타민 C 0.05%, 카라기난 0.8% 첨가한 점질상의 알로에 베라겔을 얻었다. 여기에 설탕 6%, 액상과당 5% 첨가하여 10°Brix 정도로 조절하고 중탄산나트륨(NaHCO)으로 pH6.5로 조정한 후 이후의 과정을 실시예 1에서와 동일하게 실시하였다.
실시예 5
알로에 생엽을 채취하여 공지의 방법으로세척, 제피한 후 마쇄하고 비타민 C 0.03%, 카라기난 0.5% 첨가한 점질상의 알로에 베라겔을 얻었다. 여기에 설탕 6%, 액상과당 2.5%, 포도당 1.1% 첨가하여 10°Brix 정도로 조절하고 중탄산나트륨(NaHCO)으로 pH 6.5로 저정한 후 이후의 과정을 실시예 1에서와 동일하게 실시하였다.
실시예 6
알로에 생엽을 채취하여 공지의 방법으로 세척, 제피한 후 마쇄하고 비타민 C 0.02%, 카라기난 0.8% 첨가한 점질상의 알로에 베라겔을 얻었다. 여기에 설탕 6%, 액상고당 5% 첨가하여 10°Brix 정도로 조절하고 중탄산나트륨(NaHCO)으로 pH 6.5로 조정한 후 이후의 과정은 실시예 1에서와 동일하게 실시하였다.
Claims (4)
- 락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus) TP104(KFCC-10819) 및 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus) TP105(KFCC-10820)로 이루어진 군중에서 선택된 1종 이상의 유산균을 이용하여 가당 알로에 베라겔을 발효시킴을 특징으로 하는 발효 알로에 베라겔의 제조방법
- 제1항에 있어서, 락토바실러스 아시도필러스 TP104(KFCC-10819) 및 스트렙토코커스 써모필러스 TP105(KFCC-10820)의 2 : 1 중량비 혼합 균주를 이용하여 가당 알로에 베라겔을 발효시킴을 특징으로 하는 발효 알로에 베라겔의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 유산균은 가당 알로에 베라겔에 0.6∼1중량%의 양으로 접종함을 특징으로하는 발효 알로에 베라겔의 제조방법.
- 제1항 또는 2항에 있어서, 유산균을 이용한 발효는 유산이 0.15∼0.2%의 양으로 생성될 때까지 2∼3일간 실시함을 특징으로 하는 발효 알로에 베라겔의 제조방법.
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| US10426804B2 (en) * | 2013-07-05 | 2019-10-01 | Kabushiki Kaisha Yakult Honsha | Pentosidine production inhibitor |
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1994
- 1994-07-25 KR KR1019940017950A patent/KR970009620B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Publication date |
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| KR960003597A (ko) | 1996-02-23 |
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