KR100740867B1 - Media for Culturing Lactic Acid Bacteria Used for Preparing High Concentrated ???? - Google Patents
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Abstract
본 발명은 GABA 생산용 배지 및 유산균을 이용한 GABA의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유산균을 이용하여 MSG(monosodium glutamate)로부터 GABA(γ-aminobutyric acid)를 제조하는 데 이용되는 배지에 있어서, 상기 배지는 주발효원으로서 대두, 현미, 메밀, 대두 추출물, 현미 추출물, 메밀 추출물, 탈지분유, 전지분유, 두유, 우유 및 쌀뜸물로 구성된 군으로부터 선택되는 천연성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 유산균에 의한 GABA 생산용 배지; 그리고 이를 이용한 GABA의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 배지는 고농도로 첨가된 MSG를 85% 이상 GABA로 전환시킴에 따라 높은 GABA 함량의 배양액을 얻을 수 있을 뿐 아니라, 최종적으로 적용되는 식품에 따라 용해성 및 비용해성 소재로 모두 사용할 수 있다. 또한, 배지의 주발효원으로 이용하는 성분들은 우수한 식품으로 이미 섭식하고 있는 것으로서, 본 발명의 방법에 의해 최종적으로 수득한 산물에는 이러한 주발효원의 다양한 영양성분을 함유하고 고유의 특성을 갖기 때문에, 영양학적으로 매우 우수한 GABA-함유 식품을 얻을 수 있다.The present invention relates to a method for producing GABA using GABA production medium and lactic acid bacteria, and more specifically, in a medium used to prepare GABA (γ-aminobutyric acid) from MSG (monosodium glutamate) using lactic acid bacteria, The medium is lactic acid bacteria, characterized in that the main fermentation source containing soybean, brown rice, buckwheat, soybean extract, brown rice extract, buckwheat extract, skim milk powder, whole milk powder, soy milk, milk and rice moxa Medium for producing GABA by; And it relates to a method for producing GABA using the same. In the medium of the present invention, as the high concentration of MSG added at 85% or more GABA is obtained, the culture medium of high GABA content can be obtained, and can be used as both a soluble and insoluble material depending on the food finally applied. In addition, the components used as the main fermentation source of the medium is already fed as a good food, and the product finally obtained by the method of the present invention contains various nutrients of the main fermentation source and has its own characteristics, Nutritionally good GABA-containing foods can be obtained.
GABA, MSG, 유산균, 대두, 현미, 메밀, 탈지분유, 전지분유, 두유, 우유, 쌀뜸물 GABA, MSG, lactic acid bacteria, soybean, brown rice, buckwheat, skimmed milk powder, whole milk powder, soy milk, milk, rice water
Description
본 발명은 신규한 GABA 생산용 배지 및 유산균을 이용한 GABA의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing GABA using a novel GABA production medium and lactic acid bacteria.
GABA(γ-Aminobutyric acid)는 비단백태 아미노산으로 동물의 경우 중추신경계의 주된 억제성 신경전달물질(Inhibitory Neurotransmitter)로서 잘 알려져 있다. GABA는 많은 생리학적 메카니즘에 관여하여 동물의 경우 뇌의 혈류를 활발하게 하고, 산소공급량을 증가시켜 뇌세포의 대사기능을 항진시키는 것으로 알려져 있으며, 프로락틴(prolactin)의 분비와 성장호르몬의 분비 조절에도 관여하며 혈압강하 및 통증완화에도 효과가 있는 것으로 알려져 있어 약리적으로 매우 관심이 높은 물질이다.GABA (γ-Aminobutyric acid) is a non-protein amino acid that is well known as the major inhibitory neurotransmitter of the central nervous system in animals. GABA is known to be involved in many physiological mechanisms to stimulate the blood flow of the brain in animals and to increase the oxygen supply to promote the metabolism of brain cells, and also to regulate the production of prolactin and secretion of growth hormone. It is known to be effective in lowering blood pressure and pain relief, and thus has a high pharmacological interest.
GABA가 고혈압 및 치매의 예방 등에 중요한 역할을 하는 것으로 알려지면서 의약품으로서 뿐만 아니라 최근에는 기능성 식품소재로서의 관심이 고조되고 있다. 이와 같은 관심에 따라 각종 소재에 자연적으로 GABA의 함량을 증가시키는 연구가 활발히 진행되고 있어, 녹차의 생잎을 N2 가스에 6-8시간 동안 방치하거나 쌀배아 및 현미를 일정한 온도의 물에 침지하는 방법을 통하여 GABA의 함량이 증가된 녹차 및 GABA-함유 쌀배아 및 발아현미를 생산하고 있다. As GABA is known to play an important role in the prevention of high blood pressure and dementia, interest in not only as a medicine but also as a functional food material has recently been increasing. According to such interest, researches to increase the content of GABA naturally in various materials have been actively conducted. The green leaves of green tea are left in N 2 gas for 6-8 hours or rice germ and brown rice are immersed in water at a constant temperature. The method produces green tea and GABA-containing rice germ and germinated brown rice with increased GABA content.
그러나, 이러한 방법에 의하여 제조된 제품에서의 GABA 함량은 제품의 무게기준으로 최고 0.5%(w/w)를 넘지 못하는 문제점과 제품의 형태가 모두 불용성 형태로, GABA를 이용한 제품 개발에 한계점을 나타낸다. 이러한 문제의 해결을 위하여, 최근 일본에서는 유산균을 이용하여 기질 중에 첨가된 MSG(모노소듐글루타메이트)를 탈탄산효소를 이용하여 GABA로 전환시킨 후 배양액 중 축적되어있는 GABA만을 회수 농축한 제품이 개발되었다. 이렇게 유산균을 이용하여 생산된 GABA는 발효 후 공정에 따라 고농도의 제품 생산이 가능하며, 완전 용해되는 제품의 생산이 가능한 장점이 있다. 이에 본 연구진들은 김치로부터 GABA의 생산이 가능한 유산균주를 성공적으로 스크리닝한 바 있고(참조: 특허출원 제2003-5828호), 쌀부산물을 이용한 GABA의 생산방법을 정립한 바 있다(참조: 특허출원 제2004-91294호).However, the GABA content in the product manufactured by this method does not exceed 0.5% (w / w) in terms of the weight of the product, and the form of the product is both insoluble, indicating a limitation in the development of the product using GABA. . In order to solve this problem, a product was recently developed in Japan, in which MSG (monosodium glutamate) added to a substrate using lactic acid bacteria was converted to GABA using decarboxylase, and only the GABA accumulated in the culture was recovered and concentrated. . The GABA produced using lactic acid bacteria is capable of producing a high concentration of the product according to the post-fermentation process, and has the advantage of producing a completely dissolved product. Therefore, the researchers have successfully screened lactic acid strains capable of producing GABA from kimchi (see Patent Application No. 2003-5828), and have established a method of producing GABA using rice by-products (see Patent application). 2004-91294).
한편, 국내에서 유산균을 이용하여 생산되는 GABA의 경우, 현재 구체적인 배양조건 및 배지를 제시한 바 없으며, 천연물에 존재하는 글루타민산을 이용하여 GABA를 생산하기 위하여 미강, 쌀배아, 쌀눈, 소맥배아 등을 이용하는 방법 등을 개발하고 있으나 이 경우에는 최종산물의 GABA 함량이 매우 낮아 소재로서의 가치가 떨어지게 된다.Meanwhile, in the case of GABA produced using lactic acid bacteria in Korea, specific culture conditions and media have not been presented at present, and rice bran, rice embryo, rice snow, wheat germ, etc. are produced to produce GABA using glutamic acid present in natural products. In this case, but the GABA content of the final product is very low, the value of the material is reduced.
유산균에 의하여 배지 중에 첨가된 글루타민산을 전환시킴으로써 GABA를 생산하는 연구가 시작된 일본의 경우, GABA의 생산과 관련된 많은 특허가 알려져 있으나, 배지 조성이 단순하거나(참조: JP2002-70462), 알코올발효 부산물 등의 특정 성분을 이용하는 방법을 사용하였다(참조: JP2002-360289). 유산균 및 효모의 배양을 이용한 GABA 생산을 위한 미강, 쌀배아, 밀배아 또는 이들의 추출물 등 다양한 배지 조성에 관하여 연구된 바는 있으나(참조: JP2001-352940) 글루타민산 및 각종 글루타민산염들의 첨가량이 식품소재 전체 중에 0.1-5%에 불과하여 발효 후 GABA의 함량이 낮은 문제점이 있다. In Japan, where a study of producing GABA by converting glutamic acid added to a medium by lactic acid bacteria has begun, many patents related to the production of GABA are known, but the medium composition is simple (JP2002-70462), alcohol fermentation by-products, etc. A method of using a specific component of was used (cf. JP2002-360289). Although there have been studies on the composition of various media such as rice bran, rice germ, wheat germ or extracts thereof for the production of GABA by the culture of lactic acid bacteria and yeast (cf. JP2001-352940), the addition amount of glutamic acid and various glutamate salts has been studied. Only 0.1-5% of the total has a problem that the content of GABA after fermentation is low.
미국 및 유럽에서는 아직 유산균을 이용하여 배지 중에 인위적으로 첨가한 글루타민산을 GABA로 전환시키는 생산방법과 관련된 특허가 알려져 있지 않으며, 단지 천연물에 존재하는 글루타민산을 글루타민산 디카르복실라아제 및 글루타미나아제로 처리하여 GABA를 얻는 공정에 특허출원만 있는 것으로 조사되었다(US 2002/106424). In the United States and Europe, there is no patent related to a production method for converting glutamic acid, which is artificially added to the medium into GABA, by using lactic acid bacteria, and only glutamic acid decarboxylase and glutaminase are treated with natural glutamic acid. It has been found that only the patent application is in the process of obtaining GABA (US 2002/106424).
종래기술로는 유산균의 배양을 이용하여 고농도의 GABA를 생산할 수 없으며, 비록 GABA의 생산이 가능하더라도 그 배지조성이 단순하여 최종제품의 적용 범위 및 상품성이 다양하지 않는 문제점이 있다. In the prior art, it is not possible to produce a high concentration of GABA using the culture of lactic acid bacteria, even if the production of GABA, the medium composition is simple, there is a problem that the range of application and commerciality of the final product does not vary.
본 발명자들은 기존에 개발된 GABA-함유 제품들이 GABA 함량이 작고 고체 상태의 불용성이라는 문제점을 해결하면서 유산균을 이용한 효율적인 GABA 생산 시스 템을 구축하기 위하여 다양한 배지 조성 실험을 실시하였고, 그 결과 식생활에 많이 이용되는 특정의 곡류 및 유가공품 제품이 GABA-생성 배지 성분으로서 매우 적합하다는 사실을 발견하고 GABA 생산 시스템을 구축함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors conducted a variety of medium composition experiments to build an efficient GABA production system using lactic acid bacteria while solving the problem that the conventionally developed GABA-containing products have a low GABA content and insoluble in a solid state, and as a result, The present invention was accomplished by finding that the particular grain and dairy products used are well suited as GABA-producing medium components and establishing a GABA production system.
따라서, 본 발명의 목적은 유산균에 의한 GABA 생산용 배지를 제공하는 데 있다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a medium for producing GABA by lactic acid bacteria.
본 발명의 다른 목적은 유산균에 의한 GABA의 제조방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention to provide a method for producing GABA by lactic acid bacteria.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, claims and drawings.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 유산균을 이용하여 MSG(monosodium glutamate)로부터 GABA(γ-aminobutyric acid)를 제조하는 데 이용되는 배지에 있어서, 상기 배지는 주발효원으로서 대두, 현미, 메밀, 대두 추출물, 현미 추출물, 메밀 추출물, 탈지분유, 전지분유, 두유, 우유 및 쌀뜸물로 구성된 군으로부터 선택되는 천연성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 유산균에 의한 GABA 생산용 배지를 제공한다.According to one aspect of the present invention, the present invention is a medium used to prepare gaba (γ-aminobutyric acid) from monosodium glutamate (MSG) using lactic acid bacteria, the medium is soybean, brown rice, buckwheat as the main fermentation source It provides a soybean extract, brown rice extract, buckwheat extract, skim milk powder, whole milk powder, soy milk, milk and rice moxibustion, GABA production medium by lactic acid bacteria, characterized in that it comprises a natural ingredient selected from the group.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 유산균에 의한 GABA(γ-aminobutyric acid)의 제조방법을 제공한다: According to another aspect of the present invention, the present invention provides a method for preparing GABA (γ-aminobutyric acid) by lactic acid bacteria, comprising the following steps:
(a) 대두, 현미, 메밀, 대두 추출물, 현미 추출물, 메밀 추출물, 탈지분유, 전지분유, 두유, 우유 및 쌀뜸물로 구성된 군으로부터 선택되는 천연성분을 주발효원으로서 포함하는 유산균에 의한 GABA 생산용 배지를 제조하는 단계; (a) GABA production by lactic acid bacteria comprising as a main fermentation source a natural ingredient selected from the group consisting of soybean, brown rice, buckwheat, soybean extract, brown rice extract, buckwheat extract, skim milk powder, whole milk powder, soy milk, milk and rice water Preparing a culture medium;
(b) 상기 배지에 MSG(monosodium glutamate)를 첨가하고 유산균을 상기 배지에 접종시키는 단계; 및 (b) adding MSG (monosodium glutamate) to the medium and inoculating the medium with lactic acid bacteria; And
(c) 상기 유산균을 배양하여 유산균이 보유하고 있는 글루타메이트 디카르복실라아제에 의해 MSG를 GABA로 전환시켜 GABA를 생산하는 단계.(c) culturing the lactic acid bacteria to convert the MSG to GABA by glutamate decarboxylase possessed by the lactic acid bacteria to produce GABA.
본 발명자들은 기존에 개발된 GABA-함유 제품들이 GABA 함량이 작고 고체 상태의 불용성이라는 문제점을 해결하면서 유산균(Lactic acid bacteria)을 이용한 효율적인 GABA 생산 시스템을 구축하기 위하여 다양한 배지 조성 실험을 실시하였고, 그 결과 식생활에 많이 이용되는 몇 몇 천연물이 GABA-생성 배지 성분으로서 매우 적합하다는 사실을 발견하였다.The present inventors conducted a variety of medium composition experiments to build an efficient GABA production system using lactic acid bacteria while solving the problem that the conventionally developed GABA-containing products have a low GABA content and insoluble in a solid state, Results We have found that some natural products that are widely used in diet are very suitable as GABA-producing medium components.
본 발명의 GABA 생산용 배지는 크게 주발효원 및 부발효원으로 구분된다. 상기 용어 “주발효원”은 배지 성분 중 유산균에 의한 GABA 생성율에 결정적인 영향을 미치면서도 최종 배양물의 풍미를 좌우하는 영양분 공급원을 의미한다. 그 이외의 다른 배지 성분은 부발효원으로 분류된다.GABA production medium of the present invention is largely divided into primary and secondary fermentation sources. The term "main fermentation source" refers to a nutrient source that influences the flavor of the final culture while having a decisive influence on the rate of GABA production by lactic acid bacteria in the media components. Other media components are classified as subfermentation sources.
본 발명의 배지에서 주발효원으로 이용되는 대두, 현미, 메밀, 대두 추출물, 현미 추출물, 메밀 추출물, 탈지분유, 전지분유, 두유, 우유 또는 쌀뜸물은 식생활에서 자주 이용되는 천연물이다. 고체 배양에 본 발명의 배지가 이용되는 경우에 는, 대두, 현미 및 메밀을 그대로 이용하게 되지만, 액체 배양의 경우에는 대두, 현미 및 메밀의 추출물을 이용하게 된다. 추출물을 얻은 과정은 당업계에 공지된 다양한 추출용매를 이용하여 실시할 수 있다. 이용 가능한 추출용매는 (a) 물, (b) 탄소수 1-4의 무수 또는 함수 저급 알코올 (메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등), (c) 상기 저급 알코올과 물과의 혼합용매, (d) 아세톤, (e) 에틸 아세테이트, (f) 클로로포름, (g) 부틸아세테이트 및 (h) 1,3-부틸렌글리콜를 포함하나, 최종 산물의 안전성 및 유산균 배양을 고려하면, 물이 가장 바람직하며, 물을 이용하는 경우에도 본 발명에 적합한 추출물을 충분히 수득할 수 있다.Soybean, brown rice, buckwheat, soybean extract, brown rice extract, buckwheat extract, skim milk powder, whole milk powder, soy milk, milk or rice water used in the medium of the present invention is a natural product frequently used in diet. When the medium of the present invention is used for solid culture, soybean, brown rice and buckwheat are used as it is, but in the case of liquid culture, extracts of soybean, brown rice and buckwheat are used. Obtaining the extract can be carried out using a variety of extraction solvents known in the art. Available extraction solvents include (a) water, (b) anhydrous or hydrous lower alcohols having 1 to 4 carbon atoms (methanol, ethanol, propanol, butanol, etc.), (c) a mixed solvent of the lower alcohols with water, (d) Acetone, (e) ethyl acetate, (f) chloroform, (g) butyl acetate and (h) 1,3-butylene glycol, but water is most preferred, given the safety of the final product and the culture of lactic acid bacteria. Even in the case of using the extract suitable for the present invention can be obtained sufficiently.
대두, 현미 및 메밀의 추출물은 최종 발효 제품을 수용성 제품으로 제조할 때, 이용되는 배지 성분으로서, 각 원료의 수용성 영양성분을 포함하게 되는 데, 대부분의 수용성 영양분은 물로써 용이하게 추출되며 이때 사용하는 물의 양은 각 원료의 2-20배가 적당하며, 바람직하게는 5-15배이다. 물의 양이 너무 적을 경우 추출효율이 떨어지는 단점이 있고 반대로 물의 양이 너무 많은 경우는 추출 후 유효성분의 농도가 낮아 발효원으로 사용될 경우 GABA 전환율이 낮은 문제점이 발생할 수 있다. 영양성분의 추출온도는 40-70℃가 적당한데 온도가 낮을 경우 수용성 영양 성분의 추출시간이 오래 걸리고 온도가 70℃ 이상일 경우 추출원료의 전분질이 호화되어 유용성분의 분리에 어려움이 따른다. 추출시간은 3-24시간이 적당하며 바람직하게는 30-100 rpm의 속도로 교반하면서 6-18시간이 적당하다. 추출시간이 부족한 경우 영양성분의 농도가 부족하며 추출시간이 너무 길 경우에는 공정상에 많은 부담이 올 수 있다. 추출이 끝난 후 원심분리를 이용하여 상등액을 얻은 후 GABA 생산을 위한 배지의 성분으로 첨가한다. 각종 곡물 추출물을 배지로 이용할 경우 고형분 함량에 따라 물을 혼합하여 첨가하거나 필요에 따라 농축하여 사용하기도 하는데 고형분 함량 0.5-10%의 추출물, 바람직하게는 1-6% 고형분 함량의 추출물이 사용된다.Extracts of soybean, brown rice and buckwheat are the medium components used when the final fermented product is prepared as a water-soluble product, which includes water-soluble nutrients from each raw material, and most of the water-soluble nutrients are easily extracted with water. The amount of water to be added is preferably 2-20 times that of each raw material, and preferably 5-15 times. If the amount of water is too small, there is a disadvantage that the extraction efficiency is low, on the contrary, if the amount of water is too high, the concentration of the active ingredient after extraction is low, when used as a fermentation source may cause a low GABA conversion rate. The extraction temperature of nutrients is 40-70 ℃, but if the temperature is low, the extraction time of water-soluble nutrients takes a long time, and if the temperature is 70 ℃ or more, the starch of extract material is gelatinized, which makes it difficult to separate useful ingredients. The extraction time is suitable for 3 to 24 hours, preferably 6-18 hours with stirring at a speed of 30-100 rpm. Insufficient extraction time Insufficient concentration of nutrients and too long extraction time can be a burden on the process. After extraction, the supernatant is obtained by centrifugation and added as a component of the medium for GABA production. When various grain extracts are used as a medium, water may be mixed and added according to the solid content, or may be concentrated and used as necessary. An extract having a solid content of 0.5-10%, preferably an extract of 1-6% solids, is used.
한편, 주발효원 중 하나인 현미 또는 현미 추출물은 발아 현미 또는 발아 현미 추출물을 포함하는 의미를 갖는다. Meanwhile, brown rice or brown rice extract, which is one of the main fermentation sources, has a meaning including germinated brown rice or germinated brown rice extract.
대두 추출물과 두유는 다른 의미를 가진다. 대두 추출물은 상술한 추출방법에 따라 대두로부터 생성된 추출물을 의미한다. 한편, 두유는 통상적으로 두부를 제조할 때의 방법대로 대두를 이용하여 제조된 것을 의미한다. 예를 들어, 대두를 충분히 물에 불린 후 동일한 중량의 물을 첨가하여 곱게 분쇄하고 분쇄물의 2배 가량의 물을 첨가하여 15분 이상 끓인 후 고형분을 제거하여 두유가 제조된다. 이때 첨가되는 물의 양에 따라 두유의 고형분 함량은 변하는데 1-15%의 고형분 함량의 두유가 본 발명에서 주발효원으로 적합하다.Soy extract and soy milk have different meanings. Soybean extract means an extract generated from soybean according to the above-described extraction method. On the other hand, soy milk means that it is prepared using soybean in the same manner as when preparing tofu. For example, soybean milk is prepared by soaking soybeans in water sufficiently and then crushing finely by adding water of the same weight, boiling water for about 15 minutes by adding about twice as much water as the pulverized product. At this time, the solid content of the soy milk changes depending on the amount of water added, so that the soy milk having a solid content of 1-15% is suitable as the main fermentation source in the present invention.
또 다른 주발효원으로서의 쌀뜸물을 사용할 경우에는 특별한 전처리 없이 GABA 생산배지의 주발효원으로서 사용이 가능하나, 고형분 함량이 1% 이하인 경우 농축하여 사용하는 것이 바람직하다. 농축 후 배지원료로 사용할 수 있는 쌀뜸물의 고형분 함량은 0.1-10% 이며, 바람직하게는 1-5%이다.In the case of using the rice steam as another main fermentation source, it can be used as the main fermentation source of GABA production medium without special pretreatment, but it is preferable to use it when the solid content is 1% or less. After concentrating, the solids content of the rice steam which can be used as a raw material is 0.1-10%, preferably 1-5%.
본 발명의 배지에서 주발효원인 대두, 현미, 메밀, 대두 추출물, 현미 추출물, 메밀 추출물, 탈지분유, 전지분유, 두유, 우유 또는 쌀뜸물의 함량은 1-15 중량%가 바람직하다.In the medium of the present invention, the soybean, brown rice, buckwheat, soybean extract, brown rice extract, buckwheat extract, skim milk powder, whole milk powder, soy milk, milk, or rice moxibustion are preferably 1-15% by weight.
본 발명의 배지는 바람직하게는, 글루코오스, 수크로오스, 말토오스, 프럭토오스, 락토오스, 자일로오스, 갈락토오스, 아라비노오스 또는 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 탄소원을 추가적으로 포함하며, 보다 바람직하게는, 상기 탄소원은 수크로스, 프럭토스, 글루코스, 갈락토스, 아라비노스 및 락토스이고, 보다 더 바람직하게는 수크로스, 프럭토스 및 글루코스이며, 가장 바람직하게는 수크로스이다. 이러한 탄소원의 함량은 1-10 중량%가 바람직하며, 보다 바람직하게는 2-6 중량%이다. The medium of the present invention preferably further comprises a carbon source selected from the group consisting of glucose, sucrose, maltose, fructose, lactose, xylose, galactose, arabinose or combinations thereof, more preferably, The carbon source is sucrose, fructose, glucose, galactose, arabinose and lactose, even more preferably sucrose, fructose and glucose, most preferably sucrose. The content of such a carbon source is preferably 1-10% by weight, more preferably 2-6% by weight.
본 발명의 배지는 바람직하게는, 효모 추출물, 소이톤(soytone), 펩톤, 비프추출물(beef extract), 트립톤, 카시톤 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 질소원을 추가적으로 포함하며, 보다 바람직하게는 상기 질소원은 효모 추출물, 펩톤, 트립톤 및 소이이고, 보다 더 바람직하게는 효모 추출물 및 소이톤이고, 가장 바람직하게는 효모 추출물이다. 질소원의 사용량은 바람직하게는, 1-5 중량%이고, 보다 바람직하게는 1-3 중량%이다.The medium of the present invention preferably further comprises a nitrogen source from the group consisting of yeast extract, soytone, peptone, bee extract, tryptone, cacitone and combinations thereof, more preferably Nitrogen sources are yeast extract, peptone, tryptone and soy, even more preferably yeast extract and soyton, most preferably yeast extract. The usage-amount of a nitrogen source becomes like this. Preferably it is 1-5 weight%, More preferably, it is 1-3 weight%.
본 발명의 GABA 생산용 배지의 바람직한 구현예에서, 상기 배지는 마그네슘 설페이트, 소듐아세테이트, 망가네이즈 설페이트, 페릭 설페이트, 칼슘 클로라이드, 폴리솔베이트 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 미량성분을 추가적으로 포함하며, 보다 바람직하게는 상기 미량성분은 마그네슘 설페이트, 소듐아세테이트 또는 폴리솔베이트이며, 가장 바람직하게는 폴리솔베이트이다. 미량성분의 사용량은 바람직하게는, 0.01-1 중량%이다.In a preferred embodiment of the GABA production medium of the present invention, the medium further comprises a trace component selected from the group consisting of magnesium sulfate, sodium acetate, manganese sulfate, ferric sulfate, calcium chloride, polysorbate and combinations thereof. More preferably, the minor component is magnesium sulfate, sodium acetate or polysorbate, and most preferably polysorbate. The usage-amount of a trace component becomes like this. Preferably it is 0.01-1 weight%.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 GABA 생산용 배지는 상기 주발효원 이외에, (ⅰ) 글루코오스, 수크로오스, 말토오스, 프럭토오스, 락토오스, 자일로오스, 갈락토오스, 아라비노오스 또는 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 탄소원; (ⅱ) 효모 추출물, 소이톤(soytone), 펩톤, 비프추출물(beef extract), 트립톤, 카시톤 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 질소원; 그리고 (ⅲ) 마그네슘 설페이트, 소듐아세테이트, 망가네이즈 설페이트, 페릭 설페이트, 칼슘 클로라이드, 폴리솔베이트 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 미량성분을 추가적으로 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the GABA production medium of the present invention, in addition to the main fermentation source, (i) glucose, sucrose, maltose, fructose, lactose, xylose, galactose, arabinose or combinations thereof A carbon source selected from the group consisting of; (Ii) a nitrogen source from the group consisting of yeast extract, soytone, peptone, bee extract, tryptone, carcitone and combinations thereof; And (iii) trace ingredients selected from the group consisting of magnesium sulfate, sodium acetate, manganese sulfate, ferric sulfate, calcium chloride, polysorbate and combinations thereof.
본 발명의 GABA 제조방법에서, MSG(monosodium glutamate) 기질이 GABA로 전환되는 데에는 글루타메이트 디카르복실라아제(glutamate decarboxylase)가 관여하며, 이 효소는 유산균에서 발현된다. 본 발명에 이용되는 유산균은 글루타메이트 디카르복실라아제를 발현하는 한 제한은 없으며, 바람직하게는 락토바실러스 속 균주이고, 가장 바람직하게는 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei) 및 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis)이다.In the GABA production method of the present invention, glutamate decarboxylase is involved in the conversion of the monosodium glutamate (MSG) substrate to GABA, and this enzyme is expressed in lactic acid bacteria. The lactic acid bacterium used in the present invention is not limited as long as it expresses glutamate decarboxylase, and is preferably a strain of the genus Lactobacillus, most preferably Lactobacillus sakei and Lactobacillus brevis . to be.
본 발명의 방법의 단계 (b)에서 MSG의 첨가량은 바람직하게는 GABA 생산용 배지를 기준으로 하여 1-15 중량%이다. 한편, GABA 생산용 배지 중 총 고형분 함량을 기준으로 하면, MSG의 첨가량은 최소 5 중량%이며, 배지 조성에 따라 300 중량%까지도 첨가가 가능하며, 바람직하게는 20-200 중량%이다. 만일, MSG의 양이 너무 많을 경우 GABA로 전환되지 않는 MSG가 최종제품에 잔류하여 제품의 풍미에 영향을 줄 수 있고, MSG의 양이 너무 적은 경우는 최종제품의 GABA 함량이 낮아지 게 되는 문제점이 있다.The amount of MSG added in step (b) of the process of the invention is preferably 1-15% by weight, based on the GABA production medium. On the other hand, based on the total solids content of the GABA production medium, the amount of MSG added is at least 5% by weight, depending on the composition of the medium can be added up to 300% by weight, preferably 20-200% by weight. If the amount of MSG is too high, MSG that is not converted to GABA may remain in the final product and affect the flavor of the product. If the amount of MSG is too small, the GABA content of the final product may be lowered. There is this.
모든 성분(배지성분 및 MSG)이 혼합된 GABA 생산용 배지는 이어 살균 처리하는 것이 바람직하다. 이때의 온도는 영양소 파괴를 최소화하기 위하여 60-121℃의 온도에서 15-30분간 진행하는 것이 바람직하며, 온도가 너무 낮거나 시간이 짧으면 살균효과가 감소하고, 온도가 너무 높거나 살균 시간이 길면 영양소의 파괴가 심해진다.GABA production medium mixed with all the components (medium and MSG) is then preferably sterilized. At this time, it is preferable to proceed for 15-30 minutes at a temperature of 60-121 ℃ to minimize nutrient destruction, if the temperature is too low or short time, the sterilization effect is reduced, if the temperature is too high or the sterilization time is long The destruction of nutrients worsens.
살균이 종료된 GABA 생산용 배지에 유산균을 접종하게 되는데 이때 접종량은 접종 후의 초기 균수가 105-108 cfu/g 또는 105-108 cfu/㎖이 되게 하는 것이 바람직한데, 그 이하의 균수에서는 GABA의 생산을 위한 배양시간이 길어지며 그 이상의 균을 접종하기 위해서는 종균의 생산에 부담이 된다. Lactobacillus is inoculated into the GABA production medium after the sterilization is completed. The inoculation amount is preferably 10 5 -10 8 cfu / g or 10 5 -10 8 cfu / ml after the inoculation. In incubation time for the production of GABA is longer, and inoculating more bacteria is burdened on the production of spawn.
접종이 끝난 GABA 생산용 배지는 골고루 혼합되어 20-37℃에서 발효를 진행시키는데 그 이하의 온도에서는 발효가 쉽게 일어나지 않으며, 그 이상의 온도에서는 열에 약한 유산균이 사멸하여 GABA를 생산할 수 없다. 유산균을 배양하는 시간은 48-90시간이 바람직하고, 보다 바람직하게는 48-80시간이고, 가장 바람직하게는 48-72시간이다. 상기 배양시간 내에, 첨가해 준 MSG의 90% 이상이 GABA로 전환되어 고함량의 GABA가 함유된 배양액을 얻을 수 있다. 하기 실시예에 기재된 바와 같이, 본 발명의 배지를 이용하여 GABA를 생산하는 경우에는 놀랍게도 100%의 GABA 전환율도 나타낸다. 배양이 끝난 후 사용 목적에 따라 건조 공정(예컨대, 동결건조, 분무건조, 감압건조 및 열풍건조)을 실시할 수 있다.The inoculated GABA production medium is mixed evenly and proceeds to fermentation at 20-37 ° C. The fermentation does not easily occur at a temperature below that, and at a higher temperature, lactic acid bacteria that are weak to heat are killed to produce GABA. The time for incubating the lactic acid bacteria is preferably 48-90 hours, more preferably 48-80 hours, and most preferably 48-72 hours. Within the incubation time, more than 90% of the added MSG is converted to GABA to obtain a culture solution containing a high content of GABA. As described in the Examples below, the production of GABA using the media of the invention also surprisingly shows a 100% GABA conversion. After the incubation, drying steps (eg, lyophilization, spray drying, reduced pressure drying and hot air drying) may be performed depending on the purpose of use.
본 발명자들에 의해 개발된 배지는 배지에 고농도로 첨가된 MSG를 85% 이상 GABA로 전환시킴에 따라 높은 GABA 함량의 배양액을 얻을 수 있을 뿐 아니라, 최종적으로 적용되는 식품에 따라 용해성 및 비용해성 소재로 모두 사용할 수 있다. 이는 기존에 발명된 GABA 함유 제품들이 GABA 함량이 낮고 고체상태의 불용성 제품이 대부분인 관계로 그 사용에 제한을 받아온 것에 비하여 많은 장점을 갖고 있다. 또한, 배지의 주발효원으로 이용하는 성분들은 우수한 식품으로 이미 섭식하고 있는 것으로서, 본 발명의 방법에 의해 최종적으로 수득한 산물에는 이러한 주발효원의 다양한 영양성분을 함유하고 고유의 특성을 갖기 때문에, 영양학적으로 매우 우수한 GABA-함유 식품을 얻을 수 있다.The medium developed by the present inventors can not only obtain a high GABA content culture medium by converting MSG added at a high concentration to the medium to more than 85% GABA, but also soluble and insoluble materials depending on the food to be finally applied. You can use both. This has many advantages compared to the conventionally invented GABA-containing products are limited in their use because of the low GABA content and most of the solid insoluble products. In addition, the components used as the main fermentation source of the medium is already fed as a good food, and the product finally obtained by the method of the present invention contains various nutrients of the main fermentation source and has its own characteristics, Nutritionally good GABA-containing foods can be obtained.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention in more detail, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples in accordance with the gist of the present invention. .
아래의 실시예에서 사용되는 %는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 중량/중량%, 고체/액체는 중량/부피%, 그리고 액체/액체는 부피/부피%를 각각 나타낸다.The percentages used in the examples below refer to weight / weight percent solids / solids, weight / volume percent solids / liquids, and volume / volume percent liquids / liquids, unless otherwise noted.
실시예 1: 곡물을 이용한 배지에서의 GABA 고함유 발효액의 생산Example 1: Production of GABA High Fermentation Broth in Medium Using Grains
농협에서 구입한 대두, 현미 및 메밀을 깨끗이 세척한 후 수크로오스 50 g, 효모추출물 20 g 및 폴리솔베이트 3 g를 넣은 배지에 각각 5, 10 및 15 중량%를 첨가한 후 MSG를 농도를 달리하여 첨가하였다. 총 배양액을 1 L로 맞춘 후 80℃에서 15분간 살균하여 배지 중 총 고형분 함량과 MSG의 함량 비율을 달리하는 배지를 제조하였다. 살균이 끝난 배지의 온도를 30℃까지 식힌 후 MRS 브로스(deMan Rogosa Sharpe broth)에서 전 배양한 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei B2-16, 종균협회)를 최종 균 농도가 108 cfu/g 되도록 접종한 후 30℃에서 72시간 배양하였다. 발효가 끝난 배양액의 GABA 함량을 역상 HPLC를 사용하여 변형된 Ibolya 등의 방법(Ibolya Molnar-Perl and Aniko Vasanits, Journal of chromatography A, 835:73-91(1999))을 사용하여 측정하였다.After washing soybean, brown rice and buckwheat purchased from Nonghyup, 5, 10 and 15% by weight were added to a medium containing 50 g of sucrose, 20 g of yeast extract and 3 g of polysorbate, respectively. Added. The total culture solution was adjusted to 1 L and sterilized at 80 ° C. for 15 minutes to prepare a medium having a different ratio of the total solid content and the MSG content in the medium. After the temperature of the sterilized medium is cooled to 30 ° C, the inoculated Lactobacillus sakei B2-16 (Sterile Association) pre-cultured in MRS broth (deMan Rogosa Sharpe broth) is inoculated to have a final bacterial concentration of 10 8 cfu / g. After incubation at 30 ° C. for 72 hours. The GABA content of the fermented broth was measured using Ibolya et al. (Ibolya Molnar-Perl and Aniko Vasanits, Journal of chromatography A , 835: 73-91 (1999)) modified using reversed phase HPLC.
상기 표 1에서 MSG 비율은 총 고형분 함량에 대한 MSG의 함량비를 나타내고, 나머지 성분의 함량비는 전체 배양액을 기준으로 한 함량비이다.MSG ratio in Table 1 represents the content ratio of MSG to the total solid content, the content ratio of the remaining components is the content ratio based on the total culture.
표 1 에서 보듯이, 부원료로 탄소원 및 질소원을 첨가하고 미량원소가 혼합된 배지에 주 발효원으로 각종 곡물을 이용할 경우 배지 고형분 대비 5 중량 내지 120 중량부 이상 첨가한 MSG가 85% 이상 높은 전환율(MSG 분자량 187.13 및 GABA 분자량 103.12를 고려하여 전환율 계산함)을 보여 높은 함량의 GABA를 포함한 배양액을 완성할 수 있었다.As shown in Table 1, when a variety of grains are added as a main fermentation source to a medium containing a carbon source and a nitrogen source as a minor ingredient, and a microelement is mixed, the conversion rate of the MSG added by 5 to 120 parts by weight or more relative to the medium solids is 85% or higher. MSG molecular weight 187.13 and GABA molecular weight 103.12 considering the conversion rate) was shown to complete a culture containing a high content of GABA.
현미 또는 메밀을 주 발효원으로 사용한 경우보다 대두를 사용한 경우 GABA 함량이 약간 높은 것으로 나타났으나 큰 차이를 보이지는 않았고, 주 발효원의 첨가가 15% 이상인 경우 약간의 기질 저해 현상을 나타내는 것으로 보였으나 GABA 생산에 많은 차이를 나타내지는 않아 본 발명의 배지가 유산균을 이용한 GABA 생산에 매우 효과적인 것을 알 수 있었다.Soybean was slightly higher in GABA than brown rice or buckwheat as the main fermentation source, but there was no significant difference. When the addition of the main fermentation source was more than 15%, it showed slight substrate inhibition. I did not show much difference in the production of GABA, it was found that the medium of the present invention is very effective for the production of GABA using lactic acid bacteria.
실시예 2: 각종 곡물 추출물 이용한 GABA 생산용 배지의 제조 Example 2: Preparation of GABA Production Medium Using Various Grain Extracts
농협 직영 매장에서 구입한 대두, 발아현미 및 메밀 1 kg을 각각 3 L의 냉수에 세척한 후 10 L의 물에 침지하여 30 rpm으로 교반하면서 60℃에서 12시간 추출하였다. 추출이 끝난 각종 추출액을 원심분리하여 불용성 성분을 제거하였다. 불용성 성분을 제거한 대두, 현미 및 메밀 추출물의 고형분 함량은 3-5% 사이를 나타내었다. 각 곡물의 추출물을 농축하거나 희석하여 고형분 함량을 각각 2%, 4% 및 6%로 맞춘 후 농도별로 1 L씩 삼각플라스크에 담은 후 수크로오스 4%, 효모추출물 2% 및 폴리솔베이트 0.1%를 첨가하고 MSG 농도를 달리하여 첨가한 후 121℃에서 15분간 살균하였다. 살균이 끝난 배지에 MRS 배지에서 12시간 배양한 락토바실러스 사케이 배양액을 50 ㎖ 접종하여 초기 균 농도를 107 cfu/㎖가 되도록 조절한 후 72시간 동안 30℃에서 배양하였다. 배양이 끝난 발효액의 GABA 함량을 표 2에 나타내었다. Soybean, germinated brown rice, and 1 kg of buckwheat, which were purchased at the Nonghyup directly operated store, were washed in 3 L of cold water, and then immersed in 10 L of water and stirred at 30 rpm for 12 hours. After extraction, various extracts were centrifuged to remove insoluble components. The solids content of soybean, brown rice and buckwheat extracts from which the insoluble components were removed was between 3-5%. Concentrate or dilute the extract of each grain to adjust the solids content to 2%, 4% and 6%, respectively, add 1 L of Erlenmeyer flask for each concentration and add 4% sucrose, 2% yeast extract and 0.1% polysorbate. MSG was added at different concentrations and sterilized at 121 ° C. for 15 minutes. After inoculating 50 ml of Lactobacillus sakei culture incubated in MRS medium for 12 hours in the sterilized medium was adjusted to an initial bacterial concentration of 10 7 cfu / ㎖ and incubated at 30 ℃ for 72 hours. Table 2 shows the GABA contents of the cultured fermentation broth.
표 2에서 보듯이, 각종 곡물 추출물을 이용하여 제조한 배지에서 전체의 5% 까지 첨가된 MSG는 모두 GABA로 전환되었다. 곡물추출물의 농도가 낮은 경우 GABA로의 전환율이 약간 낮아지는 경향을 보였으나 최종제품에 많은 영향을 주는 수준은 아니었으며, 특히 발아현미 추출물을 이용한 경우 최종 발효액의 GABA 함량이 증가하는 것을 알 수 있었는데 이는 발아현미 자체의 글루타민산과 디카복실라아제 효소의 작용에 의한 것으로 판단된다.As shown in Table 2, MSG added up to 5% of the total in the medium prepared using various grain extracts were converted to GABA. Low concentrations of grain extract tended to decrease the conversion to GABA slightly, but it did not have much effect on the final product. Especially, the germinated brown rice extract increased the GABA content in the final fermentation broth. It is believed that it is due to the action of glutamic acid and dicarboxylase enzyme of germinated brown rice itself.
실시예 3: 두유, 우유 및 쌀뜸물을 이용한 GABA의 생산 Example 3: Production of GABA Using Soymilk, Milk, and Rice Moxa
농협에서 구입한 대두 100 g을 1 L의 물에 24시간 침지한 후 메쉬에 걸러 물을 제거하였다. 이렇게 불린 콩 200 g에 200 ㎖의 물을 첨가한 후 믹서로 곱게 간 후 다시 500 ㎖의 물을 첨가하여 15분간 끓인 후 원심분리로 고형분을 제거하여 두유를 완성하였다.100 g of soybeans purchased from the Agricultural Cooperatives were immersed in 1 L of water for 24 hours, and then filtered through a mesh to remove water. 200 grams of soybeans were added to 200 g of the soybeans, finely ground with a mixer, and then, 500 ml of water was added and boiled for 15 minutes, followed by centrifugation to remove solids.
무세미 공장으로부터 받은 쌀뜸물을 10배 농축하여 고형분 함량이 4%인 쌀뜸물을 제조하였으며 우유는 일반소매점에서 판매하는 것을 구입하였다. 이들을 각각 플라스크에 100 ㎖씩 옮겨 담은 후 수크로오스 및 소이톤을 각각 탄소원 및 질소원으로 하여 각각 농도를 달리하여 첨가한 후, 폴리솔베이트를 미량원소로 하여 0.1% 첨가한 후 7%의 MSG를 첨가하여 80℃에서 25분간 살균하였다. 살균이 끝난 각종 배지에 MRS 배지에서 16시간 배양한 락토바실러스 사케이 배양액을 접종하여 초기 균 농도를 108 cfu/㎖가 되도록 조절한 후 72시간 동안 30℃에서 배양하였다. 배양이 끝난 발효액의 GABA 함량을 표 3에 나타내었다.Rice moisturizer with a solid content of 4% was prepared by concentrating 10 times the rice moisturizer received from the non-semi factory, and milk was purchased from a general retail store. Transfer 100 ml of these to the flask, and add sucrose and soyton as carbon and nitrogen sources, respectively, varying their concentrations, add 0.1% polysorbate as a trace element, and add 7% MSG. Sterilization for 25 minutes at 80 ℃. Inoculated with various Lactobacillus Sakei culture incubated in MRS medium for 16 hours in a variety of sterilized medium was adjusted to an initial bacterial concentration of 10 8 cfu / ㎖ and then incubated at 30 ℃ for 72 hours. Table 3 shows the GABA contents of the cultured fermentation broth.
표 3에 나타난 바와 같이 쌀뜸물, 우유 및 두유를 주성분으로 사용한 본 발명 배지에 다양한 농도의 탄소원과 질소원을 사용한 결과, 본 발명의 범위의 농도에서 탄소원과 질소원이 첨가된 배지의 경우 배지 중 첨가된 7%의 MSG가 100% 가까이 GABA로 전환됨으로써 고농도의 GABA 전환율을 나타내는 것을 알 수 있었다.As shown in Table 3, as a result of using a carbon source and a nitrogen source of various concentrations in the medium of the present invention using rice moxa, milk and soy milk as main ingredients, the medium in which the carbon source and the nitrogen source were added in the concentration range of the present invention was added in the medium. 7% of MSG was converted to GABA close to 100%, indicating a high concentration of GABA conversion.
실시예 4: 탈지분유 및 전지분유를 이용한 유산균 배양 효과Example 4: lactic acid bacteria culture effect using skim milk powder and whole milk powder
삼각플라스크에 시중 마켓에서 구입한 탈지분유 및 전지분유를 농도를 달리하여 측량한 후 수크로오스 8 g, 효모 추출물 4g 및 0.1 g의 폴리솔베이트를 부원료로 넣고 1-15%의 MSG를 첨가하였다. 물을 첨가하여 배양액을 200 ㎖로 맞춘 후 80℃에서 15분간 살균하였다. 살균이 끝난 배지의 온도를 30℃까지 식힌 후 18시간 동안 MRS 브로스에서 배양한 락토바실러스 사케이를 최종 균 농도가 108 cfu/g 되도록 접종한 후 30℃ 인큐베이터에서 72시간 배양하였다. 발효가 끝난 배양액의 GABA함량을 측정하여 표4에 나타내었다. In the Erlenmeyer flasks, skim milk powder and whole milk powder purchased at commercial markets were measured at different concentrations, and 8 g of sucrose, 4 g of yeast extract, and 0.1 g of polysorbate were added as an auxiliary material, and 1-15% of MSG was added thereto. The culture was adjusted to 200 ml by adding water, and then sterilized at 80 ° C. for 15 minutes. After the sterilized medium was cooled to 30 ° C., the inoculated Lactobacillus sakei cultured in MRS broth for 18 hours was inoculated to have a final bacterial concentration of 10 8 cfu / g, followed by incubation in a 30 ° C. incubator for 72 hours. The GABA content of the fermented broth was measured and shown in Table 4.
표 4에 나타난 바와 같이 탈지분유와 전지분유를 주원료로 한 배지의 경우에도 배지 고형분 함량 기준으로 2-12% 사이의 농도로 첨가된 MSG를 GABA로 전환시켜 높은 농도의 GABA 함유 배양액을 제조할 수 있음을 알 수 있었다.As shown in Table 4, even in a medium containing skim milk powder and whole milk powder, a high concentration of GABA-containing culture medium can be prepared by converting MSG added at a concentration between 2-12% based on the medium solids content to GABA. I could see that.
실시예 5: 구성성분이 제외된 배지에서의 GABA 생산Example 5: GABA Production in Medium Excluding Components
주원료로 4%의 대두추출물을 사용하고, 탄소원으로 3%의 수크로오스 및 질소원으로 1%의 효모추출물을 선정한 후 0.05%의 소듐아세테이트를 미량성분으로 첨가한 배지와 각 성분이 완전히 첨가되지 않은 각종 배지를 제조한 후 10%의 MSG를 첨가한 후 살균공정을 거치고 락토바실러스 사케이를 접종한 후 50시간 동안 30℃에서 배양한 결과를 표 5에 나타내었다.Using 4% soybean extract as the main raw material, 1% yeast extract as 3% sucrose and nitrogen as carbon source, and adding 0.05% sodium acetate as a trace component, and various media without each component added completely After preparing 10% of the MSG was added after the sterilization process and inoculated with Lactobacillus sakei after incubation at 30 ℃ for 50 hours is shown in Table 5.
표 5에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 있어서 주원료, 부원료 및 미량원소는 각각이 유산균의 생육에 특정한 역할을 하여 모든 배지 성분이 첨가되지 않은 경우에는 최종 발효물의 GABA 함량이 낮은 것을 알 수 있었다. 특히 주원료가 첨가되지 않은 경우, GABA의 생산은 거의 이루어지지 않았으며 부원료인 탄소원 및 질소원의 첨가되지 않은 경우에도 첨가된 MSG의 전환율은 매우 낮은 값을 나타내었다. 미량원소의 경우 다른 성분과 비교하여 GABA 생산에 미치는 영향은 가장 적었으나 이 또한 첨가되지 않은 경우와 비교할 경우 GABA의 전환율이 낮아지는 것을 알 수 있었다. As can be seen in Table 5, in the present invention, the main raw material, the sub-raw material and the trace element each played a specific role in the growth of lactic acid bacteria, and when all the media components were not added, it was found that the GABA content of the final fermentation was low. In particular, when the main raw material was not added, the production of GABA was hardly achieved, and the conversion rate of the added MSG was very low even when the carbon and nitrogen sources were not added. In the case of trace elements, the effect on GABA production was minimal compared to other components, but it was also found that the conversion rate of GABA was lowered when compared to the case without addition.
실시예 6: 발효조를 이용한 배양Example 6: Culture Using Fermenter
GABA 생산을 위하여 고형분 함량 6%의 두유를 200 L 제조한 후 글루코오스 40 kg 및 효모추출물 20 kg을 넣은 후 마그네슘설페이트를 400 g 첨가하고 24 kg의 MSG를 첨가하여 용해시킨 후 80℃에서 20분간 살균하였다. 살균이 끝난 배지에 MRS 배지에서 18시간 배양한 락토바실러스 사케이 배양액을 접종하여 초기 균 농도를 107 cfu/㎖가 되도록 조절한 후 72시간 동안 30℃에서 50 rpm으로 교반하면서 배양하였다. 배양이 끝난 발효액을 원심분리하여 고형분을 제거함으로써 5.5%의 GABA를 함유하고 있는 배양액을 제조하였다.For the production of GABA, 200L of 6% soymilk with 6% solids was added, 40 kg of glucose and 20 kg of yeast extract were added, 400 g of magnesium sulfate was added and 24 kg of MSG was added to dissolve, followed by sterilization for 20 minutes at 80 ° C. It was. The inoculated medium was inoculated with Lactobacillus sakei culture incubated in MRS medium for 18 hours to adjust the initial bacterial concentration to 10 7 cfu / ml, followed by incubation at 30 ° C. at 50 rpm for 72 hours. The culture solution containing 5.5% of GABA was prepared by centrifuging the fermentation broth after culturing to remove solids.
실시예 7: 발아현미를 이용한 GABA 고함량 분말의 제조Example 7 Preparation of GABA High Content Powder Using Germinated Brown Rice
농협 직영 매장에서 구입한 발아현미 10 kg을 냉수에 세척한 후 100 L의 물에 침지하여 30 rpm으로 교반하면서 60℃에서 12시간 동안 추출하였다. 추출이 끝난 추출액을 원심분리하여 불용성 성분을 제거하였다. 불용성 성분을 제거한 고형분 함량 3.5%의 발아현미 추출액 50 L에 6 kg의 MSG를 첨가한 후 수크로오스 4%, 효모추출물 2% 및 폴리솔베이트 0.1%를 첨가하고 121℃에서 15분간 살균하였다. 살균이 끝난 배지에 MRS 배지에서 12시간 배양한 락토바실러스 사케이 배양액을 2.5 L 접종하여 초기 균 농도를 108 cfu/㎖가 되도록 조절한 후 72시간 동안 25℃에서 배양하였다. 배양이 끝난 발효액의 고형분을 막 필터를 이용하여 제거한 후 10%의 말토덱스트린을 첨가한 후 분무건조하여 GABA 함량 15%의 발아현미 발효 추출물을 제조하였다.10 kg of germinated brown rice purchased from the Nonghyup retail store was washed in cold water and then immersed in 100 L of water and extracted at 60 ° C. for 12 hours while stirring at 30 rpm. The extracted extract was centrifuged to remove insoluble components. 6 kg of MSG was added to 50 L of the germinated brown rice extract having 3.5% of the solid content from which the insoluble component was removed, followed by 4% sucrose, 2% yeast extract, and 0.1% polysorbate, and sterilization at 121 ° C. for 15 minutes. Inoculated with 2.5 L of Lactobacillus Sakei culture incubated in MRS medium for 12 hours in the sterilized medium was adjusted to an initial bacterial concentration of 10 8 cfu / ㎖ and then incubated at 25 ℃ for 72 hours. The solid content of the cultured fermentation broth was removed using a membrane filter, and then 10% maltodextrin was added, followed by spray drying to prepare a germinated brown rice fermented extract having a GABA content of 15%.
실시예 8: 탈지분유를 이용한 GABA 고함량 분말의 제조Example 8 Preparation of GABA High Content Powder Using Skim Milk Powder
탈지분유 10%, 수크로오스 3%, 효모 추출액 2% 및 0.1%의 소듐아세테이트로 구성된 배지에 12%의 MSG를 첨가하였다. 물을 첨가하여 배양액을 200 ㎖로 맞춘 후 80℃에서 15분간 살균하였다. 살균이 끝난 배지의 온도를 35℃까지 식힌 후 18시간 동안 MRS 브로스에서 배양한 락토바실러스 사케이를 최종 균 농도가 108 cfu/g 되도록 접종한 후 30℃ 인큐베이터에서 72시간 배양하여 유제품에 사용이 편리한 5%의 GABA를 함유한 배양액을 제조하였다.12% MSG was added to a medium consisting of 10% skim milk powder, 3% sucrose, 2% yeast extract and 0.1% sodium acetate. The culture was adjusted to 200 ml by adding water, and then sterilized at 80 ° C. for 15 minutes. After cooling the temperature of the sterilized medium to 35 ℃, inoculate Lactobacillus sakei grown in MRS broth for 18 hours so that the final bacterial concentration is 10 8 cfu / g, and incubate for 72 hours in a 30 ℃ incubator for convenient use in dairy products. Cultures containing 5% GABA were prepared.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명은 유산균에 의한 GABA 생산용 배지를 제공한다. 또한, 본 발명은 유산균에 의한 GABA의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 배지는 고농도로 첨가된 MSG를 85% 이상 GABA로 전환시킴에 따라 높은 GABA 함량의 배양액을 얻을 수 있을 뿐 아니라, 최종적으로 적용되는 식품에 따라 용해성 및 비용해성 소재로 모두 사용할 수 있다. 이는 기존에 발명된 GABA 함유 제품들이 GABA 함량이 낮고 고체상태의 불용성 제품이 대부분인 관계로 그 사용에 제한을 받아온 것에 비하여 많은 장점을 갖고 있다. 또한, 배지의 주발효원으로 이용하는 성분들은 우수한 식품으로 이미 섭식하고 있는 것으로서, 본 발명의 방법에 의해 최종적으로 수득한 산물에는 이러한 주발효원의 다양한 영양성분을 함유하고 고유의 특성을 갖기 때문에, 영양학적으로 매우 우수한 GABA-함유 식품을 얻을 수 있다.As described in detail above, the present invention provides a medium for producing GABA by lactic acid bacteria. The present invention also provides a method for producing GABA by lactic acid bacteria. In the medium of the present invention, as the high concentration of MSG added at 85% or more GABA is obtained, the culture medium of high GABA content can be obtained, and can be used as both a soluble and insoluble material depending on the food finally applied. This has a number of advantages compared to the conventionally invented GABA-containing products have a limited GABA content because of the low GABA content and most of the solid insoluble products. In addition, the components used as the main fermentation source of the medium is already fed as a good food, and the product finally obtained by the method of the present invention contains various nutrients of the main fermentation source and has its own characteristics, Nutritionally good GABA-containing foods can be obtained.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.Having described the specific part of the present invention in detail, it is apparent to those skilled in the art that the specific technology is merely a preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited thereto. Thus, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and equivalents thereof.
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