고농도의 유산균과 효모를 함유한 캐피어 분말 제조방법

고농도의 유산균과 효모를 함유한 캐피어 분말 제조방법{Producing method of kefir powder}

본 발명은 캐피어(kefir) 배양액을 우유에 접종하여 발효시킨 후 캐피어 분말을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 최적 발효 온도와 배양 시간을 선택하였고, 우유에 분유를 첨가시켜 발효함으로서 유산균의 생균수를 최대화하고 장시간 보존시 생존율을 극대화하는 방법을 제공한다. 캐피어는 변비 환자나 위장 장애가 있는 환자가 복용하는 건강보조식품으로서 유산균의 생균수와 유산균이 생산하는 다당인 케퍼란 (kefiran)의 함량이 매우 중요하다.

캐피어는 우유에 유산균과 효모 복합체가 자라면서 발효된 제품으로 티벳지방에서 유래되었다. 균체 복합체가 덩어리(grain)를 형성하기 때문에 일명 티벳버섯으로 잘 알려져 있다. 이러한 캐피어(kefir)는 인체에 유익한 유산균을 포함하고 있어 정장작용을 도와 변비를 억제하고 위장장애를 개선하는 데 크게 도움이 된다. 또한, 면역기능을 강화하고 항암 작용을 하는 것으로도 널리 알려져 있다 (Phytotherapy research, 8:78-82, 1994; Kor. J. Ann. Sci. 41 (1) 39-44, 1999).

일반적으로 캐피어는 가정에서 캐피어 그레인과 우유를 이용하여 개별적으로 배양, 복용하는 사례가 많았다. 그러나, 이러한 경우 다른 균체의 오염으로 인한 위생상의 문제나 온도 및 시간 등 발효 조건의 변화에 따른 제품의 상태가 변하는 문제점이 있다. 일반적으로 유산균 제품의 경우 유산균의 생균수를 높게 유지하는 방법이 매우 중요하다. 발효된 액상 요구르트 제품의 경우 낮은 pH 영역 (4-4.5)으로서, 시간이 경과함에 따라 생균수가 급격히 줄어들기 때문에 제한된 시간에 복용해야 하는 단점이 있다.

이러한 점을 개선하기 위하여 일정한 조건에서 캐피어를 제조한 후 동결건조하여 캐피어 분말을 제조하는 방법도 공개되었다(대한민국특허 공개번호 1987-0003704). 그러나 대부분의 경우 유산균은 상온에서 보관 시 수개월 내에 생균수가 반 이하로 줄어드는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 유산균과 효모 복합체를 사용하여 우유를 발효시킨 캐피어 (kefir)분말을 제조함에 있어 유산균과 효모 생균수를 장기간 고농도로 유지할 수 있는 방법을 제공하려는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 유산균과 효모를 우유에서 배양 할 때 전지분유를 첨가하고 온도와 시간을 일정하게 유지시켜 발효하고 이를 동결건조하여 캐피어 (kefir) 분말을 생산하는 제조방법을 제공한다.

본 발명은 전지분유를 5∼10% 첨가한 우유에 캐피어 그레인(kefir grain) 1.5∼3.5%를 가하여 20∼30℃ 온도 조건으로 15∼24시간 배양하여 캐피어 발효액을 얻는 공정;

캐피어 그레인을 제거하는 공정;

캐피어 발효액을 건조하는 공정;이 순차적으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 고농도의 유산균과 효모를 함유한 캐피어 분말 제조방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 캐피어 그레인이 루코노스톡 속 균주 및 클루베라마이세스 속 효모로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 건조공정이 동결건조 방법으로 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 캐피어 동결건조 분말 1g당 다당이 50∼130mg인 것을 특징으로 하는, 고농도의 유산균과 효모를 함유한 캐피어 분말 제조방법.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

먼저 우유에 전지분유를 5∼10% 되도록 첨가한 발효배지에서 루코노스톡 (Leuconostoc)속 균주 2종과 클루베라마이세스(Kluyveromyces)속 효모로 이루어진 캐피어 그레인을 1.5∼3.5% 되도록 첨가하여 20∼30℃에서 15∼24시간 정치 배양하여 캐피어 요구르트를 제조한다. 캐피어 요구르트에서 캐피어 그레인을 채로 거른후, 액상의 캐피어를 -40℃로 얼린 다음 서서히 진공 건조하여, 발효성분의 변화가 더 이상 없는 캐피어 분말을 제조하였다.

건조시킨 캐피어 분말의 성분분석은 한국과학기술분석센터에서 수행하였다. 캐피어 분말 내의 다당의 분석을 위하여 다음과 같이 하였다. 캐피어 분말을 증류수에 현탁하고 고속원심분리기에서 8,000 rpm으로 20분간 원심분리한 후 상등액을 취한다. 에탄올 3부피를 첨가하여 침전물을 얻어 동결건조 후 정량하였다. 이 경우 침전물 중 다당의 양은 로우리(Lowry) 방법에 의하여 단백질을 정량하고 이 값을 보정함으로서 구하였다. 유산균 생균수를 측정하기 위하여 적절한 농도로 희석하여 MRS 고체배지에 도말하여 2일간 30℃에서 배양 후 생성되는 콜로니(colony)의 수를 재었다.

이하, 실시예에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.

하기 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 실시예의 기재범위에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 발효온도에 따른 생균수 및 다당체 생성

우유에 전지분유를 10% 되도록 첨가한 발효배지에서, 루코노스톡 속 균주 2종과 클루베라마이세스 속 효모로 이루어진 캐피어 그레인을 2% 되도록 첨가하여 15∼35℃로 18시간 정치 배양하여 캐피어 요구르트(발효액)를 제조하였다.

캐피어 요구르트(발효액)에서 캐피어 그레인을 채로 거른 후, 액상의 캐피어를 -40℃로 얼린 다음 서서히 진공 건조하여, 발효성분의 변화가 더 이상 없는 캐피어 분말을 제조하였다.

표 1에 최종 캐피어 1그램 당 생균수와 다당의 농도를 나타내었다. 배양온도 20∼30℃에서 유산균 생균수가 2.0x10 ¹⁰ ∼3.0x10 ¹¹ , 효모 생균수가 2.0x10 ⁴ ∼5.0x10 ⁵ , 다당 생성이 50∼95mg/g-분말로 높았으며, 장기간 보존시에도 생균이 안정하게 유지되었다.

실시예 2. 배양시간에 따른 생균수와 다당체 생성

실시예 1과 동일한 방법으로 배양온도를 25℃로 하여 제조하되 배양시간을 6시간에서 30시간으로 달리하여 캐피어 분말을 제조하였다.

표 2에 배양시간에 따른 최종 캐피어 분말 1그램 당 생균수와 다당체 생성을살펴보았다. 배양시간 15∼24시간에서 유산균 생균수가 4.0x10 ¹⁰ -3.2x10 ¹¹ , 효모 생균수가 4.0x10 ⁵ -5.0x10 ⁵ , 다당 생성이 52∼94 mg/ g-분말로 높았으며, 장기간 보존시에도 생균이 안정하게 유지되었다.

실시예 3. 전지분유 첨가량에 따른 유산균 수와 다당체 생성

실시예 1과 동일한 방법으로 배양온도를 25℃로 하고 배양시간을 18시간으로 하여 전지분유 첨가량을 달리하여 캐피어 분말을 제조하였다.

표 3에 전지분유 첨가량에 따른 최종 캐피어 분말 1 그램 당 생균수와 다당체 생성을 살펴보았다. 유산균의 생균수는 전지분유 첨가량과 관계없이2.5x10 ¹¹ ∼5.4x10 ¹¹ 으로 높게 나타났다. 한편, 생균수의 안정성은 전지분유를 5 내지 10% 첨가하였을 때 3개월 후에도 초기 생균수의 80%이상을 보였다. 다당 생성은 전지분유 10%를 첨가하였을 때 122 mg/ g-분말로 가장 높았다.

본 발명은 인체에 유익한 유산균의 생균수를 최대화하는 방법으로 고품질의 캐피어를 제조할 수 있었다.

본 발명에서는 유산균과 효모의 복합체인 캐피어 그레인을 이용하여 우유와 전지분유를 포함한 배지에서 발효를 수행하여 급속 동결건조 방식에 의해 영양분과 생균수를 그대로 유지하면서 캐피어 분말을 제조할 수 있는 방법을 달성하였다. 배양 온도와 시간을 조절함으로써 생균수를 높게 유지할 수 있었으며, 면역증강능이있는 다당의 생산을 최대화할 수 있었다. 또한, 전지분유를 첨가함으로써 생균을 3개월 이상 80% 이상 유지할 수 있게 함으로써, 정장작용이 뛰어난 유산균과 효모가함유된 식품을 공급할 수 있다.