KR101761710B1

KR101761710B1 - Gaba를 함유한 발효소금 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101761710B1
Application number: KR1020150120974A
Authority: KR
Inventors: 이배진; 송호수; 김윤숙; 김민영; 권수정
Original assignee: (주)마린바이오프로세스
Priority date: 2015-08-27
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2017-07-26
Anticipated expiration: 2035-08-27
Also published as: KR20170025075A

Abstract

본 발명은 GABA가 함유된 발효소금 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소금의 성분중 인체에 유용한 GABA를 함유한 발효소금 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 GABA를 함유한 발효소금의 제조방법은 (a) 글루타메이트를 포함하는 배지에 유산균을 접종하고, 증식 배양시키는 단계; (b) 유산균이 배양된 배지에 소금을 첨가한 후, 재 배양시키는 단계; (c) 재 배양된 배지를 여과시키는 단계; 및 (d) 여과된 배양액을 건조시켜 소금을 회수하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 발효소금은 인체에 유용하며 다양한 생리활성을 갖는 GABA를 포함하고 있으므로, 고혈압과 같은 대표적인 성인병 예방에 유용하다.

Description

GABA를 함유한 발효소금 및 이의 제조방법 {Fermented Salt Containing GABA and Preparing Method Thereof}

본 발명은 GABA를 함유한 발효소금 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소금의 성분중 인체에 유용한 GABA를 함유한 발효소금 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

GABA(Gamma Amino Butyric Acid)는 자연계에 널리 분포하는 비단백질 아미노산의 일종으로 포유동물의 뇌나 척수에 존재하는 흥분 억제성 신경전달 물질(Inhibitory Neurotransmitter)이다. GABA는 인체의 다양한 생리적인 메커니즘의 조절에 관여하여 뇌의 혈류를 활발하게 하고, 산소 공급량을 증가시켜 뇌세포의 대사기능을 항진시키는 작용을 하는 것으로 알려져 있다. 또한 성장호르몬의 분비 조절에도 관여하며 혈압강하 및 통증완화, 신경안정 작용, 간, 신장기능 개선작용, 대장암 억제작용 등에도 효과가 있는 것으로 알려져 있어 약리적으로 매우 주목받는 물질이다.

최근에는 GABA가 학습능력을 유의적으로 증강시키고 장기 기억 촉진에 기여할 뿐만 아니라 혈압상승을 억제하며 식용과 포만감을 조절하는 요소로 작용한다는 보고와 더불어 전 세계적으로 주목을 받고 있으며, 경구적 처방약으로서는 5, 10mg의 환제가 시판되고 있으나 의약품의 합성 GABA 제제의 경우 식욕부진, 변비, 설사 등의 소화기계의 부작용이 있다.

이러한 GABA의 역할로 인해 의약품으로서 뿐만 아니라, 최근에는 기능성 식품소재로서의 GABA에 대한 관심이 고조되고 있다. GABA는 발아현미를 비롯한 발아곡류, 녹차, 배추 뿌리 등 곡물에서도 많이 검출되고 있으므로 경구적으로 섭취하는 것이 가능하다. 그러나 이들에 함유된 GABA의 양은 많지 않아 약리작용을 발휘하기 위한 필요량을 식품에서 섭취하는 것은 용이하지 않다. 따라서 이를 극복하기 위해 GABA가 다량 함유된 식품소재를 발굴하여 산업적으로 활용하려는 연구가 절실히 필요하다.

이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 노력한 결과, 글루타메이트를 GABA(gamma aminobutyric acid)로 전환시키는 대사회로를 갖는 미생물을 소금 및 글루타메이트가 함유된 배지에서 배양시킬 경우, 인체에 유용한 GABA를 포함하는 발효소금을 제조할 수 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 인체에 유용한 GABA를 포함하는 발효소금 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 글루타메이트를 포함하는 배지에 유산균을 접종하고, 증식 배양시키는 단계; (b) 유산균이 배양된 배지에 소금을 첨가한 후, 재 배양시키는 단계; (c) 재 배양된 배지를 여과시키는 단계; 및 (d) 여과된 배양액을 건조시켜 소금을 회수하는 단계를 포함하는 것을 GABA를 함유한 발효소금의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 배지는 글루타메이트를 1~10중량% 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 배지는 소이톤(Soytone) 2%, 글루코스(Glucose) 3%, 이스트 추출물(Yeast extract) 0.5%, 인산칼륨(KH₂PO₄) 0.1%, L-시스테인(Cystein) 0.1%, 아스코빅산(Ascorbic acid) 0.1%, 탄산칼슘(CaCO₃) 0.1%, MSG 5% 및 물(Water) 89.1%인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 배지는 탈지대두 2%, 글루코스(Glucose) 3%, 이스트 추출물(Yeast extract) 0.5%, 인산칼륨(KH₂PO₄) 0.1%, L-시스테인(Cystein) 0.1%, 아스코빅산(Ascorbic acid) 0.1%, 탄산칼슘(CaCO₃) 0.1%, MSG 5% 및 물(Water) 89.1%인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 유산균은 락토바실러스 속, 스트렙토코커스 속, 비피도박테리움 속, 류코노스톡 속, 페디오코카스 속 및 락토코커스 속으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 락토바실러스 속은 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis)인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis)는 나트륨을 섭취하고, 글루타메이트를 GABA로 전환시키는 대사능을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 소금은 유산균이 배양된 배지 100중량부에 대하여 1~30중량부 첨가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 유산균의 증식 배양은 25~40℃에서 2~4일 수행하고, 소금이 첨가된 배지에서의 재 배양은 25~40℃에서 3~4시간 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 상기 제조방법으로 제조된 GABA를 함유한 발효소금을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 발효소금은 GABA의 함량이 25% 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 발효소금은 인체에 유용하며 다양한 생리활성을 갖는 GABA를 포함하고 있으므로, 고혈압과 같은 대표적인 성인병 예방에 유용하다.

도 1은 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis)의 배양시간에 따른 생육도 그래프이다(●: Lactobacillus brevis BJ-1; ○: L. brevis BJ-6; ▼: L. brevis BJ-7; ▽: L. Brevis BJ-12; ■: L. brevis BJ-18; □: L. brevis BJ-19; ◆: L. brevis BJ-20).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유산균(L. brevis BJ-20)의 발효시간에 따른 GABA 함량을 나타낸 그래프이다.

본 발명에서는 글루타메이트를 GABA(gamma aminobutyric acid)로 전환시키는 대사회로를 갖는 미생물을 글루타메이트가 함유된 배지에서 배양시킨 후, 소금이 추가된 배지에서 재배양 시킬 경우, 인체에 유용한 GABA를 포함하는 발효소금을 제조할 수 있다는 것을 확인하고자 하였다.

본 발명에서는, 글루타메이트를 포함하는 배지에서 유산균을 증식 배양시켜 글루타메이트를 GABA로 전환시킨 다음, 배양액에 소금을 첨가하고 재 배양시켜 배양액을 여과하여 균체를 걸러내고 남은 배양액을 건조시켜 발효 소금을 제조하였다.

즉, 본 발명의 일 실시예에서는 MSG (Mono Sodium Glutamate)를 포함하는 배지에서 락토바실러스 브레비스 BJ-20(KCTC11377BP)를 배양시킨 다음, 배양액에 소금을 첨가하고 재 배양시킨 후, 배지를 건조시켜 발효소금을 제조하였다. 발효 소금의 성분을 분석한 결과, 발효 소금은 GABA를 포함한다는 것을 확인할 수 있었다.

따라서, 본 발명은 일 관점에서, (a) 글루타메이트를 포함하는 배지에 유산균을 접종하고, 증식 배양시키는 단계; (b) 유산균이 배양된 배지에 소금을 첨가한 후, 재 배양시키는 단계; (c) 재 배양된 배지를 여과시키는 단계; 및 (d) 여과된 배양액을 건조시켜 소금을 회수하는 단계를 포함하는 것을 GABA가 함유된 발효소금의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 배지는 소이톤(Soytone), 탈지대두, 이스트 추출물(Yeast extract), 글루코스(glucose), 글루타메이트(glutamate) 등을 포함할 수 있으며, 상기 이스트 추출물(Yeast extract)은 0.5~5 중량%, 상기 글루코스(glucose)는 1~5중량%, 상기 글루타메이트(glutamate)는 1~10중량% 포함하는 것이 바람직하다.

상기 글루타메이트(glutamate)의 함량이 1중량% 미만인 경우, GABA로의 전환율이 낮은 문제점이 있고, 10중량%를 초과할 경우 글루타메이트가 GABA로 100% 전환되지 않고 잔존하는 문제가 있다. 본 발명에 있어서, 상기 글루타메이트(glutamate)는 글루타메이트 단독으로 사용하거나, MSG (Mono Sodium Glutamate) 등의 글루타메이트염, 굴, 굴 추출액, 다시마 추출액 등과 같은 글루타메이트가 함유된 천연물을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 유산균은 락토바실러스 속, 스트렙토코커스 속, 비피도박테리움 속, 류코노스톡 속, 페디오코카스 속, 락토코커스 속 등을 이용할 수 있으며, 상기 락토바실러스 속은 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis)를 예시할 수 있다.

상기 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis)는 나트륨을 섭취하고, 글루타메이트를 GABA로 전환시키는 대사능을 가지는 것이라면 특별한 제한없이 사용이 가능하며, 락토바실러스 브레비스 BJ-20(KCTC11377BP)를 예시할 수 있다.

상기 유산균을 증식 배양시키기 위하여, 상기 유산균은 전체 배지 100중량부에 대하여 0.1~6중량부 접종한 다음, 25~40℃에서 2~4일동안 배양시키는 것이 바람직하다. 상기 배양은 호기 조건 및 혐기 조건 모두 가능하지만, 호기 조건이 보다 바람직하다.

상기 유산균의 접종량, 배양온도 및 배양시간이 상기 범위를 벗어날 경우, 유산균의 생육이 활발하지 않으며, 글루타메이트에서 GABA로의 전환율 또한 낮아져, GABA 생성이 미미할 우려가 있다.

상기 소금이 1중량부 미만인 경우 제조되는 발효소금의 수율이 낮은 문제가 있고, 30중량부를 초과할 경우, 소금의 포화도에 의하여 용해가 이루어지지 않거나, 유산균의 발효가 제대로 이루어지지 않을 우려가 있다.

상기 소금이 첨가된 배지에서의 재 배양은 25~40℃에서 3~4시간 수행하는 것이 바람직하다.

상기 배양온도 및 배양시간이 상기 범위를 벗어날 경우, 유산균의 생육이 활발하지 않으며, 나트륨 저감 효율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.

상기 재 배양된 배지를 여과시키는 단계는 미생물을 제거할 수 있다면 특별히 제한되지 않는다. 즉, 배지를 원심분리 시킨 후 정밀여과하거나, 필터 프레스, 멤브레인 필터 등을 이용할 수 있다.

끝으로, 여과된 배양액을 건조시켜 발효소금을 회수한다. 상기 건조는 열풍건조 및 진공건조하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 이외의 생산수율 및 건조비용을 줄일 수 있는 건조방법을 사용할 수 있다.

본 발명은 다른 관점에서, 상기 제조방법으로 제조된 GABA를 함유한 발효소금에 관한 것이다.

상기 발효소금은 GABA의 함량이 1~5%인 것을 특징으로 한다.

[실시예]

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예 1: 발효균주 및 균주의 배양조건 탐색

균주는 전통 발효식품에서 분리하여 부경대학교 식품공학과 식품미생물학연구실에서 보관중인 7종의 Lactobacillus brevis (BJ-1, BJ-6, BJ-7, BJ-12, BJ -18, BJ-19 및 BJ-20)을 사용하였다.

Lactobacillus MRS Broth(MRS; Difico , USA) 배지에 각각의 균주를 24시간 전 배양 후, 배양액 10%를 새로운 배지에 접종하고 30℃에서 진탕 배양하면서 배양시간에 따른 특성 변화를 조사하고, 그 결과를 도 1에 나타내었다.

도 1에 나타난 바와 같이, 실험에 사용된 7종의 유산균 모두 비교적 성장이 잘되는 것으로 나타났으며, 유산균들 간의 생육도에는 약간의 차이는 있지만 모두 배양 48시간에 최대 생육곡선을 나타내었다.

또한, BJ-20 균주를 제외하고는 48시간 이후의 배양 조건에서는 유산균들이 급속히 사멸하였다. 이는 배지의 영양성분의 고갈에 의한 것으로 BJ-20 균주는 다른 유산균에 비해 상대적으로 안정적으로 균수가 유지 되는 것으로 나타나 균의 생존력이 뛰어난 것으로 나타났다.

실시예 2: 유산균( L. brevis BJ-20)의 글루타메이트의 GABA로의 전환능 확인

실시예 1에서 생존력이 우수한 것으로 확인된 유산균인 L. brevis BJ-20(KCTC11377BP)가 글루타메이트를 GABA로 전환시킬 수 있는지를 확인하기 위하여 MSG를 포함하는 배지에서 각각 배양하였다.

2-1: MSG를 포함한 배지에서 배양

Lactobacillus MRS Broth(MRS; Difico , USA) 배지에서 18시간 사전 배양시킨 유산균(Lactobacillus brevis BJ-20, KCTC11377BP)을 MSG를 포함한 배지(Yeast extract 4%, Glucose 4%, MSG 6%, Water 86%)에 접종하고, 37℃에서, 72시간동안 호기 조건으로 배양하면서, 배양액내의 MSG 함량 및 GABA의 함량을 측정하고, 표 1에 나타내었다. 참고로, MSG 함량 및 GABA 함량은 배양액 brix를 고려하여 분말 100g당 함량으로 환산된 값을 기재하였다.

배양시간(hr)	배양액 brix	MSG 함량(%)	GABA 함량(%)
0	14.9	39.809	0.557
24	12.8	12.803	18.249
48	12.9	1.533	25.628
72	12.8	0	27.303

표 1에 나타난 바와 같이, 배양 72시간째 글루타메이트에서 GABA로의 전환이 최대로 이루어졌고, 배양액 내 GABA의 함량이 27.303%임을 확인하였다.

2-2: 소이톤(Soytone) 및 MSG를 포함한 배지에서 배양

Lactobacillus MRS Broth(MRS; Difico , USA) 배지에서 18시간 사전 배양시킨 유산균(Lactobacillus brevis BJ-20, KCTC11377BP)을 Soy tone 및 MSG를 포함한 배지(Soytone 2%, Glucose 3%, Yeast extract 0.5%, KH₂PO₄ 0.1%, L-Cystein 0.1%, Ascorbic acid 0.1%, CaCO₃ 0.1%, MSG 5%, Water 89.1%)에 접종하고, 37℃ 에서, 72시간동안 호기 배양하면서, 배양액내의 MSG 함량 및 GABA의 함량을 측정하고, 표 2에 나타내었다.

배양시간(hr)	배양액 brix	MSG 함량(%)	GABA 함량(%)
0	13.1	35.93	0
24	11.5	23.21	10.96
48	11.1	6.43	19.75
72	9.5	4.15	25.02

표 2에 나타난 바와 같이, 배양 72시간째 글루타메이트에서 GABA로의 전환이 최대로 이루어졌고, 배양액 내 GABA의 함량이 25.02%임을 확인하였다.

2-3: 탈지대두 및 MSG 를 포함한 배지에서 배양

Lactobacillus MRS Broth(MRS; Difico , USA) 배지에서 18시간 사전 배양시킨 유산균(Lactobacillus brevis BJ-20, KCTC11377BP)을 Soy tone 및 MSG를 포함한 배지(탈지대두 2%, Glucose 3%, Yeast extract 0.5%, KH₂PO₄ 0.1%, L-Cystein 0.1%, Ascorbic acid 0.1%, CaCO₃ 0.1%, MSG 5%, Water 89.1%)에 접종하고, 37℃ 에서, 72시간동안 호기 배양하면서, 배양액내의 MSG 함량 및 GABA의 함량을 측정하고, 표 3에 나타내었다.

배양시간(hr)	배양액 brix	MSG 함량(%)	GABA 함량(%)
0	10.2	46.73	0.5
24	9.5	15.01	10.06
48	8.9	2.16	30.41
72	8.7	0.94	30.47

표 3에 나타난 바와 같이, 배양 72시간째 글루타메이트에서 GABA로의 전환이 최대로 이루어졌고, 배양액 내 GABA의 함량이 30.47%임을 확인하였다.

실시예 3: GABA를 함유 발효소금 제조

실시예 2-1과 같이 유산균(Lactobacillus brevis BJ-20, KCTC11377BP)을 MSG를 포함한 배지(Yeast extract 4%, Glucose 4%, MSG 6%, Water 86%)에 접종하고, 37℃, 48시간동안 혐기 조건으로 배양 발효 후, 배양액 중량 대비 30중량%의 소금을 배양액에 투입하였다. 이후 3시간동안 재 배양을 수행한 다음, 배양액을 1㎛ 미세망에 여과하여 60℃에서 건조시켜 발효소금을 획득하였다.

실험예 1: 발효소금의 관능평가

실시예 3에서 제조된 발효소금을 대상으로 소금의 짠맛, 냄새 및 풍미에 대하여 관능평가를 20~40대 성인 30명을 대상으로 실시하고, 그 결과를 표 4에 나타내었다.

	짠맛		냄새(발효냄새)		풍미
천일염	매우짜다	14명(47%)	심하다	0	고소하다	0
	짜다	16명(53%)	약간 난다	0	그저 그렇다	23명(76%)
	짜지않다	0	나지 않는다	30명(100%)	쓴맛이 난다	7명(24%)
발효소금	매우짜다	12명(40%)	심하다	0	고소하다	15명(50%)
	짜다	18명(60%)	약간 난다	6명(20%)	그저 그렇다	14명(47%)
	짜지않다	0	나지 않는다	24명(80%)	쓴맛이 난다	1명(3%)

표 4에 나타난 바와 같이, 발효소금은 천일염과 유사한 짠맛을 갖고, 냄새가 약간 나지만 심한 정도는 아니며, 기존의 소금 대체제 첨가에 따른 쓴맛이 배제되고 각종 아미노산 등 발효 부산물이 자연스럽게 첨가되어 고소한 맛을 가져 풍미가 우수한 것으로 확인되었다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

(a) 글루타메이트를 포함하는 배지에 유산균을 접종하고, 증식 배양시키는 단계;
(b) 유산균이 배양된 배지에 소금을 첨가한 후, 재 배양시키는 단계;
(c) 재 배양된 배지를 여과시키는 단계; 및
(d) 여과된 배양액을 건조시켜 소금을 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 GABA가 함유된 발효소금의 제조방법에 있어서,
상기 소금은 유산균이 배양된 배지 100중량부에 대하여 20~30중량부를 첨가하며, 상기 유산균은 나트륨을 섭취하고, 글루타메이트를 GABA로 전환시키는 대사능을 가지는 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) BJ-20(KCTC 11377BP)인 것을 특징으로 하는 GABA가 함유된 발효소금의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 배지는 글루타메이트를 1~10중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 GABA가 함유된 발효소금의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 배지는 소이톤(Soytone) 2%, 글루코스(Glucose) 3%, 이스트 추출물(Yeast extract) 0.5%, 인산칼륨(KH₂PO₄) 0.1%, L-시스테인(Cystein) 0.1%, 아스코빅산(Ascorbic acid) 0.1%, 탄산칼슘(CaCO₃) 0.1%, MSG 5% 및 물(Water) 89.1%인 것을 특징으로 하는 GABA가 함유된 발효소금의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 배지는 탈지대두 2%, 글루코스(Glucose) 3%, 이스트 추출물(Yeast extract) 0.5%, 인산칼륨(KH₂PO₄) 0.1%, L-시스테인(Cystein) 0.1%, 아스코빅산(Ascorbic acid) 0.1%, 탄산칼슘(CaCO₃) 0.1%, MSG 5% 및 물(Water) 89.1%인 것을 특징으로 하는 GABA가 함유된 발효소금의 제조방법.
삭제
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 유산균의 증식 배양은 25~40℃에서 2~4일 수행하고, 소금이 첨가된 배지에서의 재 배양은 25~40℃에서 3~4시간 수행하는 것을 특징으로 하는 GABA가 함유된 발효소금의 제조방법.
제1항 내지 제4항 및 제9항중 어느 한 항의 제조방법으로 제조되고, GABA의 함량이 1~5%인 것을 특징으로 하는 GABA가 함유된 발효소금.
삭제