KR20200059773A - 가바 성분이 강화된 뽕잎 발효물의 제조방법 및 이로부터 제조된 뽕잎 발효물을 함유하는 식품 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가바 성분이 강화된 뽕잎 발효물의 제조방법, 이로부터 제조된 뽕잎 발효물을 제공한다.
본 발명의 김치 유래 락토바실러스 플란타룸 GW0709(Lactobacillus plantarum subsp. plantarum GW0709, 수탁번호: KFCC11796P) 균주를 이용한 뽕잎 발효물의 제조방법은 가바 함량을 현저히 증가시키므로, 이로부터 제조된 뽕잎 발효물 및 이를 포함하는 식품 조성물은 건강 식품 분야에서 가바 함량 강화용으로 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명의 김치 유래 락토바실러스 플란타룸 GW0709(Lactobacillus plantarum subsp. plantarum GW0709, 수탁번호: KFCC11796P) 균주를 이용한 뽕잎 발효물의 제조방법은 가바 함량을 현저히 증가시키므로, 이로부터 제조된 뽕잎 발효물 및 이를 포함하는 식품 조성물은 건강 식품 분야에서 가바 함량 강화용으로 유용하게 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 김치 유래 신규한 유산균을 이용한 가바 성분이 강화된 뽕잎의 발효방법, 이로부터 제조된 뽕잎 발효물 및 이를 포함하는 식품 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 김치에서 분리한 락토바실러스 플란타룸 GW0709 균주를 이용하여 뽕잎을 발효시켜 가바 성분이 강화된 뽕잎 발효물의 제조방법, 이로부터 제조된 뽕잎 발효물 및 이를 포함하는 식품 조성물에 관한 것이다.
뽕잎에 대하여 우리나라의 전통의학서인 『동의보감(東醫寶鑑)』 에는 "뽕잎은 따뜻하고 독이 없으며, 각기(脚氣)와 수종을 없애주고 대장(大腸), 소장(小腸)을 이롭게 하며, 풍통을 없앤다."라고 기록되어 있고, 『본초강목(本草綱目)』 에는 "뽕잎은 소갈증, 풍, 멍들고 풍으로 아픈 곳, 뱀과 벌레에 물린데, 밤에 땀이 나는 증세, 청맹(靑盲), 머리가 자라지 않는 증세, 정강이가 오그라져 펴지지 않는 증세, 탈항(脫肛), 종기(腫氣)나 등창, 못에 찔린 상처, 데인 상처, 손발이 저리고 감각이 없는 증세에 효험이 있다."고 기록되어 있다. 뽕잎이 상기한 바와 같은 여러 가지 기능성을 가지고 있다는 것이 밝혀지면서 최근 이러한 뽕잎의 기능성 효과를 이용하고자 하는 다양한 노력이 시도되고 있다.
감마아미노부틸산(gamma-aminobutyric acid, GABA, 이후 가바라 칭함.)은 자연계에 널리 분포하는 비단백질성 아미노산의 일종으로, 사람에 있어서는 신경계 및 혈액에서 발견되고, 뇌와 척추에 많이 존재하는 흥분 억제성 신경전달물질로 알려져 있다. 1950년대 상기 가바가 포유동물의 뇌신경조직에 많이 분포되어 있다는 것이 발견되면서 뇌의 신경기능에 영향을 미칠 것으로 추정되었다. 그 후에 가바가 생체내에서 글루탐산으로부터 생합성되어 생성되고, 뇌의 혈류를 활발하게 하여 뇌의 산소 공급량을 증진시킴으로서 뇌세포의 대사기능을 촉진시키는 것으로 밝혀졌다. 현재까지 가바가 뇌 혈류개선, 뇌 대사증진 작용, 중풍 및 치매의 예방, 기억력 증진 등에 효과가 있는 것으로 연구되었고, 고혈압 예방, 이뇨작용, 간 기능개선 및 비만 개선 등의 효과가 연구되면서 다양한 기능성을 바탕으로 의약품 및 건강 기능성 식품의 소재로 응용되고 있다.
이러한 가바의 다양한 기능성으로 인하여 의약품 또는 기능성 식품의 소재로서 가바에 대한 관심이 고조되고 있으나 일반적으로 식물체가 함유하고 있는 가바의 양이 많지 않기 때문에 순수한 가바를 회수하는 것이 매우 어려워 그 사용이 제한되고 있는 실정이다. 식물 중에서도 발아현미의 배, 녹차 또는 뽕잎의 섭취를 통하여 섭취될 수 있는 가바의 함량은 약리작용을 발휘하기에 현저히 낮아 자연적인 섭취로 가바의 생리작용을 기대하기는 어려운 실정이다. 또한, 지난 수년 동안 연구되어온 가바의 화학적 합성법에 의해 제조된 합성 가바의 경우 식욕부진, 변비 또는 설사 등의 부작용이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 연구들의 일예로 식물 내 가바 함유량을 높이기 위해서 보리맥아의 제조시 발아된 보리의 혐기적 처리법 또는 현미 발아시 글루탐산(glutamic acid) 첨가를 통하여 식물체 내 가바 함량을 증가시키기 위한 방법이 제안되었으나, 방법이 효율적이지 않고 수율이 낮은 문제점이 있었다.
식물을 원재료로 한 가바의 생산에는 한계가 있으므로, 최근 들어 미생물을 이용한 가바의 대량생산에 관한 연구가 수행되고 있다. 상기의 미생물을 이용한 연구와 관련하여, 안전성의 측면에서 유산균을 이용한 연구가 주로 진행되고 있다(Nomura et al., Microbiology 145 : 1375-1480 (1999) 및 Park et al.,J. Food Sci. Nutri. 9 : 324-329 (2004)). 특히, 상기 유산균에 대한 연구는 유제품, 쌀 및 콩 등의 발효식품 및 김치에 대하여 주로 진행되어 왔다. 지금까지 가바의 효능 연구 및 가바가 포함된 식품에 대한 연구에 비하여 가바의 생산에 관한 연구는 아직 미비한 실정이다. 따라서, 식물 내 가바가 존재하는 것으로 알려진 뽕잎을 유산균에 의해 발효시켜 가바를 고함량으로 생산할 수 있는 방법에 대한 개발이 요구된다.
Korean J. Medicinal Crop Sci. 19(4) : 276-286 (2011)
본 발명의 발명자들은 뽕잎을 발효하여 고함량의 가바를 생산하는 방법에 대하여 연구하던 중, 뽕잎 추출액에 김치에서 분리한 락토바실러스 플란타룸 GW0709(Lactobacillus plantarum subsp. plantarum GW0709, 수탁번호: KFCC11796P) 균주를 이용하여 무 추출액이 포함된 식물성 유산균 배지에서 발효함으로써 뽕잎 발효물에서의 가바 함량이 현저히 증가할 수 있다는 것을 발견하였다. 또한, 상기 뽕잎 발효물을 포함하는 식품 조성물에서도 가바 함량이 증가할 수 있다는 것을 확인하였다.
따라서, 본 발명은 김치 유래 신규한 유산균을 이용한 가바 성분이 강화된 뽕잎 발효물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일측면에 따라, (a) 건조된 뽕잎을 분쇄하여 뽕잎 분쇄물을 얻는 단계; (b) 얻어진 뽕잎 분쇄물을 추출하여 뽕잎 추출물을 얻는 단계; 및 (c) 얻어진 뽕잎 추출물에 락토바실러스 플란타룸 GW0709(수탁번호: KFCC11796P) 균주를 접종하고 배양하여 발효물을 얻는 단계를 포함하는 가바 성분이 강화된 뽕잎 발효물의 제조방법이 제공된다.
일 구현예에서, 단계(a)에서 건조된 뽕잎이 수분함량 5 내지 20 %로 포함될 수 있고, 단계(c)에서 뽕잎 추출물이 뽕잎 고형분을 1 내지 15 중량 %로 포함될 수 있다. 또한, 단계(c)에서 락토바실러스 플란타룸 GW0709(수탁번호: KFCC11796P) 균주가 무 추출액이 5 내지 40 중량 %로 포함된 식물성 유산균 배지에서 배양될 수 있고, 상기 균주의 배양액이 1 내지 30 %(v/v)로 포함될 수 있다. 또한, 뽕잎 발효물은 모노소디움 글루타메이트가 0.05 내지 5 %(w/v)로 포함되고, 32 내지 38 ℃의 배양 온도에서 4일 동안 호기 배양한 후 4일 동안 혐기 배양하여 제조될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따라, 상기 발효방법에 의하여 발효된 가바 성분이 강화된 뽕잎 발효물이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 상기 뽕잎 발효물을 포함하는 가바 성분이 강화된 식품 조성물 및 식품 첨가제가 제공된다.
본 발명에 의해, 락토바실러스 플란타룸 GW0709(수탁번호: KFCC11796P) 균주를 이용하여 특정 발효 조건에서 발효되는 본 발명의 뽕잎 발효물의 제조방법은 발효 전과 비교하여 가바 함량을 6배 이상 증가시킬 수 있다는 것이 밝혀졌다. 또한, 고함량의 가바를 포함하는 뽕잎 발효물을 이용하여 제조된 식품 조성물을 섭취시 가바의 1일 필요량(500 mg 이상)을 충분히 충족하는 것으로 확인되었다.
따라서, 본 발명의 김치 유래 신규한 유산균을 이용한 가바 성분이 강화된 뽕잎의 발효방법은 건강 식품 분야에서 간편하게 고함량의 가바를 섭취할 수 있는 방법으로서 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 4개의 유산균에서의 가바 생성능을 확인한 TLC 사진이다.
도 2는 유산균(GW-0709)의 16S rRNA 유전자 염기서열이다.
도 3은 유산균(GW-0709)의 계통수이다.
도 4는 뽕잎 발효물의 제조공정을 개략적으로 나타난 순서도이다.
도 5는 뽕잎 비발효물의 가바함량을 분석한 크로마토그래프이다.
도 6은 뽕잎 발효물의 가바함량을 분석한 크로마토그래프이다.
도 7은 맥주 효모 가수분해물의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 8은 혼합단백 가수분해물의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 9는 영양보충식품의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 유산균(GW-0709)의 16S rRNA 유전자 염기서열이다.
도 3은 유산균(GW-0709)의 계통수이다.
도 4는 뽕잎 발효물의 제조공정을 개략적으로 나타난 순서도이다.
도 5는 뽕잎 비발효물의 가바함량을 분석한 크로마토그래프이다.
도 6은 뽕잎 발효물의 가바함량을 분석한 크로마토그래프이다.
도 7은 맥주 효모 가수분해물의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 8은 혼합단백 가수분해물의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 9는 영양보충식품의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
본 발명은 (a) 건조된 뽕잎을 분쇄하여 뽕잎 분쇄물을 얻는 단계; (b) 얻어진 뽕잎 분쇄물을 추출하여 뽕잎 추출물을 얻는 단계; 및 (c) 얻어진 뽕잎 추출물에 락토바실러스 플란타룸 GW0709(수탁번호: KFCC11796P) 균주를 접종하고 배양하여 발효물을 얻는 단계를 포함하는 가바 성분이 강화된 뽕잎 발효물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 제조방법은 건조된 뽕잎을 분쇄하여 뽕잎 분쇄물을 얻는 단계[즉, 단계(a)]를 포함한다. 단계(a)에서, 신선한 뽕잎을 선별하여 채취한 후 별도의 수세공정을 거쳐 세정한 것을 물기 제거기 등의 통상의 방법을 사용하여 표피에 묻어 있는 물기를 제거한다. 물기를 제거한 뽕잎을 건조시켜 수분함량 5 ~ 20 %, 바람직하게는 7 ~ 10 %로 조절하고, 건조된 뽕잎을 2 ~ 7 mm로 조분쇄하여 뽕잎 분쇄물을 얻을 수 있다.
본 발명의 제조방법은 얻어진 뽕잎 분쇄물을 추출하여 뽕잎 추출물을 얻는 단계[즉, 단계(b)]를 포함한다. 단계(b)에서, 10 ~ 30배의 정수를 첨가한 뽕잎 분쇄물을 추출용기에 투입하고 60 ~ 100 ℃에서 추출한 후 정밀 여과기에서 갑압여과하여 정제시킨 후 농축하여 뽕잎 추출물을 제조할 수 있다.
본 발명의 제조방법은 얻어진 뽕잎 추출물에 락토바실러스 플란타룸 GW0709(수탁번호: KFCC11796P) 균주를 접종하고 배양하여 발효물을 얻는 단계[즉, 단계(c)]를 포함한다. 단계(c)에서, 뽕잎 추출물은 김치로부터 분리한 신규한 락토바실러스 플란타룸 GW0709 균주를 이용하여 발효물을 얻을 수 있다. 상기 락토바실러스 플란타룸 GW0709 균주는 한국미생물보존센터에 2018.10.19일자로 기탁된 수탁번호 KFCC11796P로서 기탁된 균주이고, 김치로부터 분리한 유산균 중에서 가장 많은 함량의 가바를 생산하는 균주로 선정되어 한국종균협회에서 생화학적 특성을 분석한 결과, 락토바실러스 플란타룸으로 99.9% 추정되었다. 락토바실러스 플란타룸 GW0709 균주는 무 추출액을 포함하는 식물성 배지에서 32 내지 38 ℃의 배양 온도에서 배양하고 24시간 후에 유청 대두단백 및 덱스트린을 첨가하여 혼합한 혼합물을 분무건조하여 락토바실러스 플란타룸 GW0709(수탁번호: KFCC11796P) 균주 분말을 제조한다.
일 구현예에서, 단계(c)에서 뽕잎 추출물을 발효시키기 위해서 플란타룸 GW0709(수탁번호: KFCC11796P) 균주 분말 1 ~ 10 %(w/v)을 접종하여 24시간 동안 배양한 배양액을 이용할 수 있다. 뽕잎 고형분의 함량이 1 ~ 15 중량 %, 바람직하게는 5 ~ 10 중량 %인 뽕잎 추출물의 희석액에 모노소디움 글루타메이트(monosodium glutamate, MSG) 0.05 ~ 5 %(w/v), 바람직하게는 0.5 ~ 2.5 %(w/v), 가장 바람직하게는 1 %(w/v)를 첨가하고 무 추출액이 5 ~ 40 중량 %, 바람직하게는 10 ~ 30 중량 %, 가장 바람직하게는 20 중량 %로 포함된 식물 유산균 배지를 1 ~ 30 %(v/v), 바람직하게는 5 ~ 20 %(v/v), 가장 바람직하게는 10 %(v/v)로 첨가하여 혼합한 뽕잎 혼합액을 멸균한 후 멸균된 뽕잎 혼합액에 락토바실러스 플란타룸 GW0709 균주의 배양액을 1 ~ 30 %(v/v), 바람직하게는 5 ~ 20 %(v/v), 가장 바람직하게는 10 %(v/v)로 접종하고 32 ~ 38 ℃, 바람직하게는 34 ~ 36 ℃, 가장 바람직하게는 35 ℃의 배양 온도에서 4일 동안 호기 배양한 후 3일 동안 혐기 배양할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 발효방법에 의하여 발효된 가바 성분이 강화된 뽕잎 발효물을 제공한다. 상기 뽕잎 발효물의 가바 함량을 HPLC 분석을 이용하여 분석한 결과, 뽕잎 비발효물에 비하여 가바 함량이 약 6배 이상 증가한 것을 확인하여 락토바실러스 플란타룸 GW0709(수탁번호: KFCC11796P) 균주를 이용한 발효방법이 뽕잎의 가바 성분을 강화시킨다는 것을 확인하였다.
또한, 본 발명은 상기 뽕잎 발효물을 포함하는 가바 성분이 강화된 식품 조성물을 및 식품 첨가제를 제공한다. 상기 뽕잎 발효물은 가바 성분이 강화된 특성이 있으므로, 이를 혼합하여 다양한 건강 제품으로 이용될 수 있다. 구체적으로, 상기 뽕잎 발효물에 혼합단백 가수분해물, 효모 가수분해물 및 비타민-무기질 복합물을 첨가하고 분무건조하여 영양보충제품을 제조할 수 있으며, 이로부터 제조된 영양보충제품은 가바 함량이 식품으로 섭취할 수 있는 1일 필요량(500 mg 이상)을 충분히 충족하는 것을 확인하였다. 또한, 상기 뽕잎 발효물을 포함하는 식품 첨가제는 가바 함량을 증진시키는 기능성 식품 또는 음료의 제조에 첨가제로서 용이하게 활용할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
<실시예>
1. 유산균의 분리 및 동정
(1) 분리
시중에서 수집한 배추김치, 무김치를 각각 파쇄하여 멸균수로 희석한 후, 희석액을 MRS 고체배지(MRS agar medium : Difco, USA)에 접종하고, 37 ℃에서 48시간 동안 배양하여 콜로니를 형성한 균주(GW-0507, GW-0608, GW-0709 및 GW-40014)를 분리하였다.
(2) 가바 생성능 유산균 선별
분리한 균주로부터 가바생성능이 있는 균주를 선별하기 위하여, MRS배지에 모노소디움 글루타메이트(monosodium glutamate, MSG) 1 %를 첨가하고 각 균주를 접종하여 24시간 동안 배양 후 TLC를 실시하여 균주의 GABA 생산성 유무를 측정하였다. 도 1에 나타난 바와 같이, TLC를 이용한 선별 실험에서 가장 많은 함량의 가바를 생산하는 균주(GW-0709)를 본 발명에 따른 균주로서 최종 선정하였다.
(3) 분리된 가바생성 균주의 동정
가바 생성능이 가장 높은 균주로 선정된 유산균(GW-0709)을 한국종균협회에 동정을 의뢰하였다. 상기 유산균의 생화학적 특성을 API 50-CHL 키트를 이용하여 분석하였다. 표 1에서 나타난 바와 같이, L-아라비노스, 리보스, 갈락토스, D-글루코스, D-프럭토스, D-만노스, 만니톨, 소르비톨 등을 분해하였으나, D-자일로스, 아도니톨, L-소르보스, 람노스 등은 분해하지 못한 결과로부터 유산균(GW-0709)은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)으로 99.9 %로 추정되었다.
또한, 본 발명의 유산균의 16S rRNA 유전자의 염기서열을 조사한 결과는 도 2에 나타난 바와 같이 약 1,477 bp의 염기서열(서열번호 1)을 조사하였으며, 분자계통학적 염기서열 검색을 이용하여 미생물 동정을 확인하였다. 이로부터 락토바실러스 플란타룸 서브스피시스 플란타룸(Lactobacillus plantarum subsp. plantarum)과 99 %의 상동성(Gene Bank Data homology)을 확인하여, 상기 유산균을 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum subsp. plantarum)으로 동정하고(도 3 참조), 이를 락토바실러스 플란타룸 GW0709(Lactobacillus plantarum subsp. plantarum GW0709) 균주로 명명하였다. 상기 본 발명에 따른 유산균 균주를 한국미생물보존센터에 2018.10.19일자 수탁번호 KFCC11796P로서 기탁하였다.
2. 뽕잎 발효
(1) 뽕잎 추출물의 제조
조분쇄하여 수분함량 약 8 %로 건조된 뽕잎 1 ㎏에 20배의 정수 20 ㎏을 가하여 80 ℃에서 6시간 동안 추출하였다. 이 추출액을 감압여과한 후 농축하여 뽕잎 추출물을 제조하였다.
(2) 유산균의 배양
무말랭이 중량 대비 20배수의 물을 가하여 100 ℃에서 1시간 동안 가열한 후 여과하여 얻은 무 추출액을 포함하는 식물성 유산균 배지(하기 표 2 참조)를 제조하여 121 ℃에서 15분간 멸균한 후, 가바 생성 균주로 선별된 락토바실러스 플란타룸 GW0709(수탁번호: KFCC11796P)를 접종하여, 35 ℃에서 24시간 동안 배양한 후, 유청 대두단백과 덱스트린을 각각 15 %(w/w)로 첨가하여 용해한 후, 분무건조하여 유산균 분말을 제조하였다.
| 성분 | 함량(g) |
| 소이펩톤F(SoypeptoneF) | 15.00 |
| 효모 추출물(YeastExtrat) | 10.00 |
| L-시스테인 HCl(L-cysteine HCl) | 1.00 |
| 포도당(무수) | 15.00 |
| 염화칼슘(CaCl2) | 0.02 |
| 황산마그네숨(MgSO4) | 0.04 |
| 제1인산칼륨(KH2PO4) | 0.75 |
| 제2인산칼륨(K2HPO4) | 0.75 |
| 탄산나트륨(NaHCO3) | 1.50 |
| 염화나트륨(NaCl) | 1.00 |
| 황산철(FeSO4) | 0.02 |
| 황산망간(MnSO4) | 0.02 |
| 시트르산 나트륨(Sodium Citrate) | 4.90 |
| 무 추출액(5 Bx) | 200.00 |
| 정제수 | 750.00 |
| 합계 | 1000.00 |
상기 제조된 분말을 멸균한 무 추출액이 포함된 식물성 유산균 배지에 유산균 분말 5 %(w/v)를 접종하여 24시간 동안 발효용 유산균을 배양하였다.
(3) 뽕잎 발효조건
뽕잎 발효물 제조에 있어서 최적의 조건을 확립하기 위하여 하기 표 3의 뽕잎 추출물의 농도 및 배지의 조성에 따른 3가지 뽕잎 발효물을 제조하였다.
뽕잎 발효물 A는 뽕잎 고형분이 5 %(w/w)로 포함되도록 희석하고, 포도당 1.6 %(w/v), 효모 가수분해물 0.8 %(w/v), 모노소디움 글루타메이트(MSG) 1 %(w/v), 시스테인염산 0.08 %(w/v)를 첨가하여 121 ℃에서 15분간 살균하였다. 여기에 유산균 배양액 10 %(v/v)를 접종하였다.
뽕잎 발효물 B는 뽕잎 고형분이 5 %(w/w)로 포함되도록 희석하고, 식물성 유산균배지GW(무즙배지) 10 %(v/v), 모노소디움 글루타메이트(MSG) 1 %(w/v)를 첨가하여 121 ℃에서 15분간 살균하였다. 여기에 유산균 배양액 10 %(v/v)를 접종하였다.
뽕잎 발효물 C는 뽕잎 고형분이 10 %(w/w)로 포함되도록 희석하고, 포도당 1.6 %(w/v), 효모 가수분해물 0.8 %(w/v), 모노소디움 글루타메이트(MSG) 1 %(w/v), 시스테인염산 0.08 %(w/v)를 첨가하여 121 ℃에서 15분간 살균하였다. 여기에 유산균 배양액 10 %(v/v)를 접종하였다.
| 구 분 | 뽕잎 발효물 A | 뽕잎 발효물 B | 뽕잎 발효물 C |
| 뽕잎 고형분 %(w/w) | 5 | 5 | 10 |
| 식물성 유산균배지 %(v/v) | - | 10 | - |
| 포도당 %(w/v) | 1.6 | - | 1.6 |
| 효모 가수분해물 %(w/v) | 0.8 | - | 0.8 |
| 모노소디움 글루타메이트 %(w/v) | 1 | 1 | 1 |
| 시스테인염산 %(w/v) | 0.08 | - | 0.08 |
| 유산균 배양액 %(v/v) | 10 | 10 | 10 |
뽕잎 발효물 A, B 및 C를 35 ℃에서 4일 동안 호기배양한 후 8일 동안 혐기배양하면서 가바함량 및 pH의 변화를 관찰하였다.
표 4에 나타난 바와 같이, 가바함량은 발효초기에서 7 ~ 8일까지 증가하는 경향을 나타내고, 발효 8일 이후부터 감소하는 경향을 나타내었으며, 특히, 뽕잎 발효물 B의 조성에서 가바함량이 가장 높은 것으로 확인되었다. 또한, 표 5에 나타난 바와 같이, 뽕잎 발효물 B에서 pH는 발효 7일까지 감소하는 경향을 나타내고, 가바함량이 최대로 증가하는 발효 8일부터 pH가 높아지는 경향을 나타내었다.
상기 실험의 결과로부터, 고함량의 가바 생산을 위한 뽕잎 발효물 제조를 위하여 뽕잎 추출물은 고형분이 5 %(w/w)로 포함되도록 하고, 식물성 유산균배지GW(무즙배지) 10 %(v/v), 모노소디움 글루타메이트(MSG) 1 %(w/v)를 첨가한 후 유산균 배양액 10 %(v/v)를 접종하여 4일간 호기배양 후 4일간 혐기배양하는 발효조건이 가장 바람직한 것으로 확인되었다.
(4) 뽕잎 발효물의 제조
뽕잎 추출물의 발효를 위하여 락토바실러스 플란타룸 GW0709(Lactobacillus plantarum subsp. plantarum GW0709, 수탁번호: KFCC11796P) 균주의 배양액을 이용하였다.
뽕잎 추출물은 고형분이 5 %(w/w)로 포함되도록 희석하고, 식물성 유산균배지GW(무즙 배지) 10 %(v/v), 모노소디움 글루타메이트(MSG) 1 %(w/v)를 첨가하여 121 ℃에서 15분간 살균하였다. 여기에 유산균 배양액 10 중량 %(v/v)를 접종하고 4일간 호기발효한 후 4일간 혐기발효하여 뽕잎 발효액을 제조하였다. 제조된 뽕잎 발효액 및 유산균 배양액만 제외된 뽕잎 비발효액을 각각 농축한 후 분무건조하여 뽕잎 발효물 및 뽕잎 비발효물(대조군)을 수득하였다(도 4 참조).
(5) 가바의 분석 방법
뽕잎 발효액의 가바(GABA)의 분석은 HPLC를 이용하여 하기 조건으로 수행하였다. 가바의 분리를 위하여 Agilent Poroshell HPH-C18(2.1 × 100 ㎜, 4 ㎛) 컬럼을 사용하였고, 가드(guard) 컬럼으로서 Agilent Poroshell HPH-C18(2.1 × 5 ㎜, 4 ㎛) 컬럼을 사용하였으며, 40 ℃로 컬럼 온도를 유지하여 분석하였다. 이동상 A 용매는 10 mM 제2인산나트륨(Na2HPO4) 용액 및 10 mM 테트라붕산나트륨(Na2B4O7·10H2O) 용액을 1 : 1(v/v)로 혼합한 후, 인산(H3PO4)을 이용하여 pH 8.2로 조절된 용액을 제조하였다. 이동상 B 용매는 아세토니트릴(acetonitrile), 메탄올 및 물을 45 : 45 : 10(v : v : v)의 비율로 혼합하여 제조하였다. 이동상은 0분 2 %:B, 5분 2 %:B, 9분 57 %:B, 11분 80 %:B, 13분 80 %:B, 13.1분 2 %:B, 15분 20 %:B, 20분 2 %:B로 변화를 주었으며, 유속은 분당 0.5 ㎖로 흐르도록 하였다. 분석 시료는 10배수로 희석한 후, 0.45 ㎛ 주사기 필터(syringe filter)를 이용하여 여과하였다. 그 다음, 오토 샘플러(auto sampler)를 이용하여 OPA(o-phthaldialdehyde) 유도체화한 후 이 중에서 5 ㎕을 주입하여 UV 검출기 338 ㎚로 결과를 측정하였다(도 5 및 도 6 참조).
(6) 뽕잎 발효액의 가바 함량 분석
뽕잎 추출물에 MSG를 첨가한 조건에서 락토바실러스 플란타룸 GW0709(수탁번호: KFCC11796P) 배양액으로 발효시킨 뽕잎 발효물의 가바함량(5.78 %)이 뽕잎 비발효물(대조군)의 가바 함량(0.89 %)에 비해 약 6배 이상 증가한 것을 확인하였다(표 6 참조).
| 시료 | 가바 함량 (중량 %) |
| 뽕잎비발효물(대조군) | 0.89 |
| 뽕잎발효물 | 5.78 |
3. 영양보충식품의 제조
뽕잎 발효물에 효모 가수분해물과 혼합단백 가수분해물, 비타민-무기질 혼합물을 혼합 및 분무건조하여 영양보충식품을 제조하였다.
(1) 효모 가수분해물의 제조
맥주 발효 후 여과하여 얻어진 맥주 효모 슬러지를 정수로 1차 세척하고, 데칸터(decanter)로 여과한 세척된 맥주 효모에 정수를 첨가하여 고형분이 10 %(w/w)로 포함되도록 조정한 후, 컴플렉스 FF 104 효소(Complex enzyme FF 104) 0.3 %(w/v)를 첨가하여 55 ℃에서 15시간 동안 가수분해하였다. 그 다음, 90 ℃에서 30분 동안 열처리하여 효소의 반응을 정지하고, 100 메쉬로 여과하여 효모 가수분해물을 수득하였다(도 7 참조).
(2) 혼합단백 가수분해물
완두단백, 대두분리단백 및 유청분리단백을 혼합한 혼합물 1 kg에 증류수 9L를 첨가하고 혼합하여 혼합액을 얻고, 여기에 프로타맥스(Protamex) 0.3 %(w/v) 및 플라보자임(Flavourzyme) 0.3 %(w/v)를 첨가하여 15시간 동안 가수분해하였다. 그 다음, 90 ℃에서 30분 동안 열처리하여 효소의 반응을 정지하고, 100 메쉬로 여과하여 혼합단백 가수분해물을 수득하였다(도 8 참조).
(3) 영양보충제품의 제조
뽕잎 발효물에 혼합단백 가수분해물, 효모 가수분해물 및 비타민-무기질 복합물을 첨가하여 분무건조하여 영양보충제품을 제조하였다.
뽕잎 발효물 1,000 g에 혼합단백 가수분해물 500 g, 효모 가수분해물 1,000 g 및 비타민·무기질 복합물 2 g을 첨가하여 혼합하고, 이를 여과한 후 90 ℃에서 30분 동안 살균한 다음, 이를 분무건조하여 제조하였다(도 9 참조).
(4) 영양보충제품의 성분 분석 결과
뽕잎 발효물이 포함된 영양보충제품에 대한 성분별 분석 결과를 하기 표 7에 나타내었다. 영양보충제품의 분석 결과 가바는 676 ㎎/100 g을 함유하고, 조단백질 함량은 58.6 g/100 g으로 확인되었다. 이로부터 상기 영양보충제품 100 g을 섭취하여 가바의 1일 필요량(500 mg ~ 3000 mg, BioWave 9(14): 1-18 (2007))을 충족하는 것으로 나타났다.
| 항목 | 결과(g/100 g) |
| 가바 | 0.676 |
| 수분 | 4.0 |
| 회분 | 8.8 |
| 탄수화물 | 16.5 |
| 지방 | 12.1 |
| 조단백질 | 58.6 |
| 열량 | 409.3(kcal/100g) |
| 나트륨 | 0.565 |
또한, 상기 영양보충제품의 성분을 표 8에 나타내었다. 이로부터 상기 영양보충제품 1회 제공량 40 g을 섭취하는 경우 아미노산, 비타민, 무기질의 성인남성(19세 ~ 29세) 1일 권장섭취량(보건복지부·한국영양학회 2015 한국인 영양소 섭취기준)에 대한 비율이 30 % 이상인 것으로 나타났다.
※ 보건복지부·한국영양학회 2015 한국인 영양소 섭취기준
<110> GEONWOO FP Co., Ltd.
<120> Method of preparing fermented product of mulberry leaves with
enhanced GABA component and food composition comprising the
fermented product thereby
<130> P180914
<160> 1
<170> KoPatentIn 3.0
<210> 1
<211> 1477
<212> RNA
<213> Lactobacillus plantarum
<400> 1
caggacgaac gctggcggcg tgcctaatac atgcaagtcg aacgaactct ggtattgatt 60
ggtgcttgca tcatgattta catttgagtg agtggcgaac tggtgagtaa cacgtgggaa 120
acctgcccag aagcggggga taacacctgg aaacagatgc taataccgca taacaacttg 180
gaccgcatgg tccgagcttg aaagatggct tcggctatca cttttggatg gtcccgcggc 240
gtattagcta gatggtgggg taacggctca ccatggcaat gatacgtagc cgacctgaga 300
gggtaatcgg ccacattggg actgagacac ggcccaaact cctacgggag gcagcagtag 360
ggaatcttcc acaatggacg aaagtctgat ggagcaacgc cgcgtgagtg aagaagggtt 420
tcggctcgta aaactctgtt gttaaagaag aacatatctg agagtaactg ttcaggtatt 480
gacggtattt aaccagaaag ccacggctaa ctacgtgcca gcagccgcgg taatacgtag 540
gtggcaagcg ttgtccggat ttattgggcg taaagcgagc gcaggcggtt ttttaagtct 600
gatgtgaaag ccttcggctc aaccgaagaa gtgcatcgga aactgggaaa cttgagtgca 660
gaagaggaca gtggaactcc atgtgtagcg gtgaaatgcg tagatatatg gaagaacacc 720
agtggcgaag gcggctgtct ggtctgtaac tgacgctgag gctcgaaagt atgggtagca 780
aacaggatta gataccctgg tagtccatac cgtaaacgat gaatgctaag tgttggaggg 840
tttccgccct tcagtgctgc agctaacgca ttaagcattc cgcctgggga gtacggccgc 900
aaggctgaaa ctcaaaggaa ttgacggggg cccgcacaag cggtggagca tgtggtttaa 960
ttcgaagcta cgcgaagaac cttaccaggt cttgacatac tatgcaaatc taagagatta 1020
gacgttccct tcggggacat ggatacaggt ggtgcatggt tgtcgtcagc tcgtgtcgtg 1080
agatgttggg ttaagtcccg caacgagcgc aacccttatt atcagttgcc agcattaagt 1140
tgggcactct ggtgagactg ccggtgacaa accggaggaa ggtggggatg acgtcaaatc 1200
atcatgcccc ttatgacctg ggctacacac gtgctacaat ggatggtaca acgagttgcg 1260
aactcgcgag agtaagctaa tctcttaaag ccattctcag ttcggattgt aggctgcaac 1320
tcgcctacat gaagtcggaa tcgctagtaa tcgcggatca gcatgccgcg gtgaatacgt 1380
tcccgggcct tgtacacacc gcccgtcaca ccatgagagt ttgtaacacc caaagtcggt 1440
ggggtaacct tttaggaacc agccgcctaa gggtgga 1477
Claims (10)
- (a) 건조된 뽕잎을 분쇄하여 뽕잎 분쇄물을 얻는 단계;
(b) 얻어진 뽕잎 분쇄물을 추출하여 뽕잎 추출물을 얻는 단계; 및
(c) 얻어진 뽕잎 추출물에 락토바실러스 플란타룸 GW0709(수탁번호: KFCC11796P) 균주를 접종하고 배양하여 발효물을 얻는 단계
를 포함하는 가바 성분이 강화된 뽕잎 발효물의 제조방법. - 제1항에 있어서, 단계(a)에서 건조된 뽕잎이 수분함량 5 내지 20 %로 포함되는 것을 특징으로 하는 뽕잎 발효물의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 단계(c)에서 뽕잎 추출물이 뽕잎 고형분을 1 내지 15 중량 %로 포함되는 것을 특징으로 하는 뽕잎 발효물의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 단계(c)에서 락토바실러스 플란타룸 GW0709 균주가 무 추출액이 5 내지 40 중량 %로 포함된 식물성 유산균 배지에서 배양되는 것을 특징으로 하는 뽕잎 발효물의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 단계(c)에서 락토바실러스 플란타룸 GW0709 균주의 배양액이 1 내지 30 %(v/v)로 포함되는 것을 특징으로 하는 뽕잎 발효물의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 단계(c)에서 모노소디움 글루타메이트가 0.05 내지 5 %(w/v)로 포함되는 것을 특징으로 하는 뽕잎 발효물의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 단계(c)에서 32 내지 38 ℃의 배양 온도에서 4일 동안 호기 배양한 후 4일 동안 혐기 배양하는 것을 특징으로 하는 뽕잎 발효물의 제조방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항의 발효방법에 의하여 발효된 가바 성분이 강화된 뽕잎 발효물.
- 제8항의 뽕잎 발효물을 포함하는 것을 특징으로 하는 가바 성분이 강화된 식품 조성물.
- 제8항의 뽕잎 발효물을 포함하는 것을 특징으로 하는 가바 성분이 강화된 식품 첨가제.
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| KR101067979B1 (ko) | 2011-03-17 | 2011-09-26 | 양평군 | 발효뽕잎 상지음료 및 그 제조방법 |
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| CN114933989B (zh) * | 2022-05-18 | 2024-10-29 | 四川生力源生物工程有限公司 | 一种植物乳杆菌及其发酵培养基与一种富含γ-氨基丁酸的桑叶茶及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20181121 |
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| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20181206 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20181121 Comment text: Patent Application |
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| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20200429 Patent event code: PE09021S01D |
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Patent event date: 20200731 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20200429 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |