KR20200059089A

KR20200059089A - 효모 침강제 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20200059089A
Application number: KR1020180143968A
Authority: KR
Inventors: 윤성조
Original assignee: 윤성조
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2020-05-28

Abstract

본 발명은 효모 침강제 및 이의 제조방법에 관한 것으로 미분, 팽화미, 유산(lactic acid)과 프로필렌글리콜을 포함하여 제조된 효모 침강제이다. 본 발명의 효모 침강제를 사용하면 효모의 액상 반응 시 이를 보다 효과적으로 응집 및 침강시켜 추후 원심분리 작업을 용이하게 하여 생산 단가를 낮출 수 있다.

Description

효모 침강제 및 이의 제조방법{The Flocculation Agent For Yeast and The Mothod of Producing It}

본 발명은 효모 침강제 및 이의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 미분, 팽화미, 유산(lactic acid)을 포함한 액체 배양액에 프로필렌 글리콜을 혼합하여 제조한 것을 특징으로 한 효모 침강제에 관한 것이다. 본 발명의 효모 침강제는 효모를 보다 효과적으로 응집 또는 침강시켜 추후 원심분리 작업을 용이하게 하여 생산 단가를 낮출 수 있는 장점이 기대된다.

효모(酵母, 누룩)는 균계에 속하는 미생물로 약 1,500 종이 알려져 있는데, 뜸팡이라는 이름으로도 부른다. 대부분 출아에 의해 생식하나 세포 분열을 하는 종도 있으며, 크기는 대략 3~4 마이크로미터로 하나의 세포로 이루어진 단세포 생물로서, 흔히 빵이나 맥주의 발효에 이용된다.

이러한 효모는 주로 액상에서 배양하는데, 상기 액상배양은 균사체(일반적으로 효모는 균체로 표현됨)를 수거한 후, 이를 액체배지에 일정한 농도로 접종한 후, 발효조 내에서 특정한 온도, 교반 속도 및 통기 조건을 조절하면서 수행된다.

상기한 효모를 이용한 사료 첨가제 및 이의 액상배양 방법에 관한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 대표적으로 선행문헌을 참고해보면 우선 출원번호 10-2007-58935을 들 수 있다. 상기문헌은 베타글루칸 및 효모 유기철을 함유하는 자돈 사료 첨가제 조성물에 관한 것으로 베타글루칸 및 효모 유기철을 필수적으로 함유하고, 유산, 글루카나아제, 프로피온산 나트륨, 락토오스, 결정성 셀룰로오스 및 마그네슘 스테아레이트로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상을 함유하는 사료 첨가제 조성물에 관한 것인데, 효모의 액상 반응 시 이를 효과적으로 분리하기 위한 기술에 대해서는 기재되어 있지 않다.

효모를 비롯한 부유물질을 효과적으로 응집시키기 위해서 응집제로서 키토산을 사용한 문헌을 참고할 수 있는데, 출원번호 10-2001-68938는 유산균 효모 액상비료 및 그 제조방법에 관한 것으로 탈지유, 이소말토 올리고당, 배즙, 한천, 산균 1∼1.5 중량부를 접종하여 5시간 이상 충분히 배양하고, 키토산을 투입하여 숙성시킨 유산균 효모 액상비료의 제조방법을 개시하고 있다.

키토산은 많은 아민기를 포함하고 있는 기능성 고분자로서, 생체 흡수성 봉합사, 인공피부, 응집제(수처리기술(日), Vol.38, No.11(1997), Bioindusty(1996)) 등의 분야에서 많이 사용되고 있으나, 순수한 물에는 용해되지 않고 희석된 무기산과 유기산에 용해되는 즉, 희석된 산 용매 내에서 키토산의 아미노기와 산 분자간의 용매화 작용에 의해 용해되는 특성을 지니고 있다.

상기한 이유로 인하여 키토산으로 응집제 제조 시 묽은 산과 물 성분에 의한 가수분해(Macromol. Chem. Phys, Vol.198, p471~484(1997))로 인하여 점진적인 분자량 저하가 발생하여 응집활성이 저하될 뿐만 아니라, 유통기간이 단축되는 문제점이 발생되기도 한다.

전술한 바와 같이 효모를 보다 효과적으로 제조하기 위해서 효모를 보다 효율적인 방법으로 침강 또는 응집시켜 분리하는 과정이 필요한데, 이를 위해 필요한 응집제의 개발에 대한 연구가 아직 미미한 실정이다.

출원번호 10-2007-58935 출원번호 10-2001-68938

본 발명은 효모 침강제 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 주된 과제로 삼는다.

보다 상세하게는 본 발명은 미분, 팽화미, 유산(lactic acid)을 포함한 액체 배양액에 프로필렌 글리콜을 혼합하여 제조한 효모 침강제를 제공함으로써, 효모의 침강 및 응집을 보다 효과적으로 달성하고자 한다.

또한 본 발명에 따라 효모를 효과적으로 침강, 응집시키면 상등액만을 효과적으로 분리해 낼 수 있으므로, 원심분리 과정에서 보다 낮은 교반속도와 시간이 소요된다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은

미분, 팽화미, 유산(lactic acid)을 포함한 액체 배양액에 프로필렌 글리콜을 혼합하여 제조한 것을 특징으로 한 효모 침강제를 과제 해결을 위한 수단으로 제공한다.

한편 본 발명은 상기한 과제를 보다 효과적으로 해결하기 위하여 프로필렌 글리콜 그 농도가 액체 배양액 전체 중량대비 0.8% 내지 1.2% 중량%인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기한 과제를 더욱 효과적으로 해결하기 위하여 물 100L에 미분 50kg, 팽화미 5kg, 유산(lactic acid) 0.1kg을 혼합하여 5~30분간 교반 후 2~10분간 정치시켜 액체 배양액을 제조하는 단계와; 상기 제조된 액체 배양액에 프로필렌 글리콜을 전체 중량대비 0.8% 내지 1.2% 중량% 만큼 혼합하는 단계로; 이루어지는 것을 특징으로 한 효모 침강제의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 의하면 효모의 응집 및 침강을 촉진시켜 상등액을 효과적으로 분리할 수 있으므로 추후 원심분리 공정의 교반속도를 낮출 수 있고 교반시간을 단축시켜 효모의 생산원가를 낮출 수 있는 효과가 기대된다.

뿐만 아니라 종래의 키토산을 비롯한 황산화물 응집제를 사용하지 않고 미분, 팽화미, 유산(lactic acid), 프로필렌글리콜과 같은 소재를 사용하여 보다 경제적이고 친환경적인 생산이 가능한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 효모 침강제를 이용한 효모를 침전시키는 방법에 대한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 효모 침강제를 첨가한 액상 배양액(왼쪽)과 첨가하지 않은 액상 배양액의 10시간 후 균주의 침강 결과를 나타내는 도면이다.

이하 도면과 실시예를 바탕으로 본 발명을 보다 효과적으로 설명한다.

본 발명은 효모 침강제 또는 응집제에 관한 것이다.

응집이란 액상 반응 또는 오·폐수의 분리나 제거 시 사용되는 통상적인 침전처리 또는 입자를 크게 하여 침강시키는 조작을 말하며, 화학적 응집방식으로서 미세한 물질이나 콜로이드 상태 또는 용해성 물질의 침전 및 흡착이 채용되고 있다. 또 응집은 진흙 입자, 세균, 조류, 색소, 콜로이드, 유기물 등 탁도를 일으키는 불순물을 제거하고 악취도 제거하므로 오염된 지표수나 각종 폐수를 처리하기 위하여 많이 사용되고 있다.

이러한 응집공정에서는 여러 종류의 응집제가 사용되고 있고, 응집제는 유기계와 무기계로 대별되며, 무기계 응집제로서는 알루미늄염인 황산알루미늄, 산화알루미늄과 철염인 황산 제1철, 황산 제2철, 염화 제2철과 마그네슘염인 산화마그네슘, 탄산마그네슘이 사용되고 있고, 무기 고분자 응집제로서는 폴리염화알루미늄, 폴리황산알루미늄, 폴리염화제2철, 폴리황산제2철 등이 있으며, 유기계로는 전분, 아교, 셀룰로오즈, 젤라틴, 아라비아 고무 등 천연고분자와 아크릴계 등의 합성고분자 화합물등이 사용된다.

본 발명은 상기한 유, 무기 고분자 응집제를 대체하기 위하여 신규한 효모 응집제를 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 효모 응집제는 쌀가루와 미분, 팽화미, 유산(lactic acid), 프로필렌 글리콜을 주성분으로 한다. 상기 프로필렌 글리콜(propylene glycol)은 분자식 C₃H₈O₂, 분자량 79.16인 화합물로서, 2종의 이성질체가 있지만 일반적으로 1,2-prolplene glycol을 가리킨다. 비중은 1.036, 비점 188℃이며 액체이다. 맛과 냄새가 없으며, 각종 물질에 용해성이 우수하여 색소나 향료의 용제로 널리 사용하고 있다. 수분활성 저하작용이 강하기 때문에 생면이나 중국면의 품질 유지제나 츄잉껌의 연화제로도 이용되는데, 견과류 가공품 5%이하, 교자 및 만두피 1.2%이하, 아이스크림류 2.5%이하, 기타 식품 2% 이하만큼 첨가된다.

한편 본 발명은 효모 침강제의 첨가제로서, 황산, 황산암모늄, 황산나트륨, 황산수소칼륨 및 황산수소나트륨에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 효모 침강제를 이용한 효모를 침전시키는 방법에 대한 흐름도이다. 이에 대한 상세한 설명은 아래의 실시예 및 실험예를 참조하면 보다 쉽게 이해될 수 있다.

실시예: 효모 침강제의 제조

1. 종균배양

농촌진흥청에서 이전받은 사카로마이세스 세르비지애(Saccharomyces cerevisiae Y204_KACC93237P, 특허 등록 10-1714540) 효모를 부형제가 첨가된 YPD broth(표1)에 접종하여 30℃에서 150rpm으로 24시간 동안 진탕배양을 실시하면서 스펙트로포토미터(spectrophotometer, 660nm)로 균주의 최대 생육도를 측정하였고, 이를 2주 간격으로 YM agar에서 계대 배양하면서 4℃ 냉장 보관하였다.

효모 종균 배양에 사용된 YPD broth의 조성

배지	조성물	함량(%)
YPD broth(pH 6.0)	Glucose	2
	Peptone	2
	Yeast extract	1

2. 효모 침강제의 제조

물 100리터에 미분 50kg, 팽화미 5kg 및 유산(lactic acid) 0.1% 첨가하고 10분간 교반 후 5분간 정치시켰다. 정치 후 α-amylase, β-amylase 및 상기 배양된 종균을 첨가하고 20℃에서 2일간 배양하여 액체 배양액을 제조하였다. 그런 다음 제조된 액체 배양액에 프로필레 글리콜을 혼합하여 효모 침강제를 제조하였다.

실험예: 효모 침강효과 확인

상기 혼합된 프로필렌 글리콜의 농도를 액체 배양액의 중량대비 0.2~2%만큼 조절하면서 시간대별로 침전 속도 및 균수 함량을 측정하였다. 시간이 경과한 후 동량의 상등액을 취하여 상등액 내의 균수 함량을 측정하고, 상등액을 제거한 침전체의 균수 함량을 분석하였다. 균수 분석은 식품공전의 일반 미생물 계수법에 준해서 실험하였다.

균수 측정 결과, 프로필렌 글리콜의 첨가 수준이 늘어날수록 상등액의 균수는 감소하고 침전물의 균수는 증가함을 확인하였다(표2). 또한 도 2를 통해 본 발명의 효모 침강제를 첨가한 액상 배양액(왼쪽)과 첨가하지 않은 액상 배양액의 10시간 후 균주의 침강 결과를 나타내었다. 도 2의 좌측 액상은 본 발명의 효모 침강제를 혼합한 액상배양액인데, 10시간 후 상당 부분 침전되어 상등액이 비교적 투명한 반면 오른쪽은 왼쪽 배양액에 비하여 균주가 많이 액상중에 분산되어 있어 심하게 탁함을 알 수 있었다.

프로필렌 글리콜의 첨가량이 증가할수록 침전 속도 및 침전된 균수 함량이 증가하였으나, 프로필렌 글리콜의 첨가 수준이 1.4중량%를 초과하면 침전물의 점성이 증가하여 후 공정인 건조가 비효율적임을 확인하였다. 따라서 프로필렌 글리콜 첨가 수준이 0.8%~1.2% 구간일 때 침전된 균체의 회수율이 가장 효율적임을 확인하여 최적 농도를 산정하였다.

프로필렌 글리콜 첨가에 의한 균수 함량

프로필렌 글리콜 농도(%)	생균수(CFU/mL)
프로필렌 글리콜 농도(%)	상등액	침전물
0	1.0*10⁵	3.0*10⁸
0.2	1.0*10⁵	3.0*10⁸
0.4	9.0*10⁴	3.0*10⁸
0.6	8.0*10⁴	4.0*10⁸
0.8	5.0*10⁴	2.0*10⁹
1.0	4.5*10⁴	5.0*10⁹
1.2	4.0*10⁴	7.0*10⁹
1.4	3.9*10⁴	7.0*10⁹
1.6	3.9*10⁴	7.2*10⁹
1.8	3.0*10⁴	7.5*10⁹
2.0	3.0*10⁴	7.7*10⁹

본 발명과 관련하여 특허청구범위는 원칙적으로 발명의 상세한 설명과 비교하여 그 기술내용을 동일하게 기재하는 경우 즉, 발명의 상세한 설명에 기재된 사항을 청구항에 동일하게 기재한 경우로 해석되어야 하며, 특히 특별한 사정 없이 축소해석되어서는 아니됨은 명백하다.

또한 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 구성요소, 화합물, 단계, 숫자, 온도, 함량 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소, 화합물, 단계, 숫자, 온도, 함량 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명은 효모의 액상반응, 오폐수의 응집처리 등과 관련된 수처리 분야의 응집, 침전공정에서 유용하게 사용될 수 있다.

Claims

미분, 팽화미, 유산(lactic acid)을 포함한 액체 배양액에 프로필렌 글리콜을 혼합하여 제조한 것을 특징으로 한 효모 침강제
제1항에 있어서,
프로필렌 글리콜 그 농도가 액체 배양액 전체 중량대비 0.8% 내지 1.2% 중량%인 것을 특징으로 한 효모 침강제
물 100L에 미분 50kg, 팽화미 5kg, 유산(lactic acid) 0.1kg을 혼합하여 5~30분간 교반 후 2~10분간 정치시켜 액체 배양액을 제조하는 단계와;
상기 제조된 액체 배양액에 프로필렌 글리콜을 전체 중량대비 0.8% 내지 1.2% 중량% 만큼 혼합하는 단계로; 이루어지는 것을 특징으로 한 효모 침강제의 제조방법