KR100797378B1

KR100797378B1 - 철분, 아연, 마그네슘, 크롬, 코발트 등의 미네랄 함유효모의 대량 제조 방법

Info

Publication number: KR100797378B1
Application number: KR1020060095347A
Authority: KR
Inventors: 문기혁; 윤정원
Original assignee: 문기혁
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-01-22

Abstract

본 발명은 철분, 아연, 마그네슘, 크롬 그리고 코발트 등을 함유하고 있는 효모를 간편하고 저렴하게 대량으로 제조하는 방법에 관한 것으로서, 기존의 유기태 미네랄 함유 효모를 발효 방법으로 제조하는 것에 비하여 시간과 비용이 절감되고, 폐수 발생이 없어 환경친화적이며, 폐수처리 비용이 발생하지 않기 때문에 생산원가를 크게 절감할 수 있다.

Ferrous, Zinc, Magnesium, Chromium, Cobalt. Yeast

Description

철분, 아연, 마그네슘, 크롬, 코발트 등의 미네랄 함유 효모의 대량 제조 방법{Method of large scale production of Mineral enrichment Yeast}

미네랄은 3대 영양소인 당 지방 단백질를 보조해주는 단순한 구성성분이 아니라 동물 체내에는 존재하지 않으면 생명유지가 불가능한 필수 원소들이다. 미네랄은 토양에 있는 광물질을 흡수하는 식물체, 또는 이들이 녹아있는 지하수 등을 통하여 주로 동물 체내에 공급되었으나, 현재는 환경오염 등과 같은 요인에 의하여 충분한 공급이 되지 않고 있다. 하지만 필수원소인 Fe, Zn, Cu, Mn, Co, I, Se, Mo, Cr, Mg 등의 다량원소(major element) 11종과 미량원소(trace element) 15종은 반드시 공급되어야 하므로, 이들의 부족한 공급을 위한 다양한 인위적인 공급방식이 개발되고 있다.

미네랄은 그 특성상 체내에서의 흡수가 용이하지 않다. 그러므로 공급하는 방식을 개발하면서 체내 흡수가 잘되도록 함께 개발한다. 미네랄의 체내 흡수 개선방법 중 가장 널리 사용되고 있는 방법은 ① 미네랄과 아미노산을 붙여서 함께 흡수하는 킬레이션(chelation)법과 ② 효모를 배양하면서 효모내에 미네랄이 흡수되도록하여 이를 효모와 함께 이용하는 방법이다. 하지만 미네랄과 아미노산을 킬레이션하는 방법은 그 제조법이 간단하여 널리 사용되고 있지만, 염산 등의 유해 화학물질을 이용하므로 유해한 물질이 발생할 수 있으며, 효모를 배양하는 방법은 천연 발효법이므로 사용하기에 적합하고, 여러가지 효모내 유용물질을 함께 이용할 수 있는 장점이 있지만, 그 배양법이 까다로우며, 폐수 등의 처리에 대한 비용 때문에 생산비용이 높아지는 단점이 있다.

효모는 그 자체로도 미네랄, 비타민, 미량원소, 단백질 등을 공급하는 영양원이기 때문에 미네랄이 함유된 효모는 아미노산이 단순히 킬레이션된 제품에 비하여 가장 적합한 형태의 미네랄 공급원이라고 할 수 있다.
미네랄효모는 국내에도 발효생산 기술을 많이 보유하고 있으나, 생산비용이 높아 수익성이 없어서 상업적으로 생산하는 곳은 없는 실정이며, 국내에서 소비되는 효모의 전량을 수입에 의존하고 있다.

철분(Fe, Ferrous)은 원자량 56으로 여러 성질을 가진 전이원소(transition metal)이다. 동물 체내에 수 많은 생물학적 반응에 관여하여 태아 생명유지, 착색, 성장, 건강유지, 병원체감염에 대한 저항, 타화합물의 대사작용 참여 등 다양한 역할을 하는 필수 미량원소이다. 특히 헤모글로빈의 구성성분으로 부족시 빈혈을 유발하는데, 여성들의 경우 임신이나 생리시 다량의 철분이 체외로 빠져 나가므로 일정량이 철분을 체내에 유지하도록 하는 것이 필요하다. 그러나 철분의 특성상 생체내 흡수에 여러가지 문제가 있어서, 어떠한 형태의 철분을 흡수하느냐가 매우 중 요하다. 철분제에 대한 고수요로 많은 철분제제가 의약품으로 제조 시판되어 왔으며, 그 형태는 크게 말의 비장에서 추출한 헴철과 무기철을 그대로 사용한 철분제로 나뉘어 졌다. 그러나 99년～2000년 이후 광우병파동으로 말의 비장 대신 소의 비장을 맣이 사용하고 있는 헴철분제의 사용이 전격적으로 금지되면서, 현재는 무기철을 원료로한 철분제가 사용되어 지고 있다. 이러한 무기철은 철비린내와 복용시의 소화장애 유발 등의 단점이 있는 등 흡수율이 낮은 편이며, 관능적인 면에서도 많은 문제가 제기되고 있어 철분보충제의 흡수율을 향상시키기 위한 더 많은 연구와 개발이 필요한 실정이다.

아연(Zn, Zinc)은 모든 체세포들 안에 있으며, 200개가 넘는 효소들의 구성 성분이다. 또한 갑상선 호르몬과 인슐린, 성장 호르몬, 성호르몬을 포함한 많은 인체 호르몬들의 적절한 활동에도 필요하다. 아연의 효력을 상징적으로 나타내는 별명이 있는데, 미각미네랄, 학습미네랄, 성장미네랄, 당뇨미네랄, 스트레스미네랄 등이다. 아연은 부족시 그 결핍증이 심각하므로 항상 체내에 부족하지 않도록 보충되어야 하는데, 스트레스 등에 의해 소변이나 땀 등으로 쉽게 배출되어 부족한 아연의 보충도 쉽지 않다. 아연의 섭취원으로는 굴, 갑각류와 생선, 붉은 살 육류, 간, 달걀, 해조류, 알곡과 견과류, 씨앗류에도 많이 함유되어 있으나, 이러한 식물성 식품은 피틴(섬유화합물)산과 결합해서 흡수가 되지 않기 때문에 이용도가 떨어진다.

마그네슘 (Mg, Magnesium)은 인체 내에 20-28g존재한다. 약60%가 뼈에 있으며 26%는 근육에, 나머지가 연조직과 체액에 있다. 칼륨과 함께 세포내액의 중요한 구성성분이로, 칼슘의 대사를 돕고 뼈와 치아를 튼튼히 하며, 당질대사, 지질대사, 단백질대사와 핵산의 합성분해에 관계되는 효소의 활동에 불가결한 미네랄이다. 항스트레스 미네랄로서 신경계통의 흥분을 진정시키는 천연의 신경안정제이다. 마그네슘이 결핍되면 신장질환, 이뇨제복용, 갑상선 기능항진증, 당뇨병, 부갑상선장애, 수술 후의 스트레스 등과 동맥경화, 협심증, 부정맥, 심장발작, 근육경련 등 심각한 증상이 나타난다. 1일권장량은 300mg 으로 많이 함유된 식품은 견과류, 콩, 녹색 채소, 해조류, 코코아, 초콜렛 등이다.

크롬 (Cr, Chromium)은 자칫 유해한 광물질로 오인되기 쉬우나 역시 생체에 없어서는 안될 필수 미량원소이다.주로 소장에서 흡수되며, CrCl3, Cr2O3 와 같은 무기태 크롬의 흡수율은 0.5-1 % 정도로 매우 낮다. 흡수된 크롬은 혈액 중의 β-globulin 및 transferrin 에 결합하여 조직으로 운송된다. 흡수된 크롬의 조직 내 분포는 화학적인 형태와 섭취량에 의해 영향을 받는데 , 체내 모든 조직 - 피부 , 지방 , 뇌 , 근육 , 비장 , 신장 , 고환 등에 비교적 낮은 농도로 널리 분포되어 있다 . 혈액에는 1-30ppb 의 크롬이 분포되어 있다 . 질병에 이환되거나 혈당치가 상승할 경우 혈액 중 크롬의 농도는 저하된다. 흡수된 크롬은 주로 신장을 거쳐 소변을 거쳐 배설되고 , 나머지는 털 ,땀 , 대변 ,그리고 담즙으로 배설된다. 크롬의 생리적 기능은 ① Glucose Tolerance Factor(GTF)의 구성성분이 되어 Insulin 과 근육이나 지방에 존재하는 Insulin Receptor(흡수소 )간의 상호작용을 증진시킨다. Insulin 의 주 기능은 혈중 포도당 수준을 조절하는 것이다. Insulin 이 조직 상의 Receptor(흡수소 )와 결합되면 조직 세포가 포도당을 흡수하여 이용하도록 함 으로 혈당치를 낮춘다. ② 지방과 단백질 대사에 관여하여 체 성분 중 지방분해를 촉진하여 지방은 낮추고 단백질은 증가시키며, 각종 스트레스에 대한 저항력과 면역력을 증가시킨다. 주요 결핍증으로 혈중 내당성 (Glucose Tolerance) 손상으로 혈당이 오줌을 통하여 유출되어 성장이 지연되고, 지방과 단백질 대사과정에 장애가 유발되며, 각종 스트레스에 대한 저항력과 면역기능이 저하된다.

코발트 (Co, Cobalt)는 적혈구 생산에 필수인자인 비타민B12의 구성성분이다. 결핍 시 비타민 B12의 결핍증상과 유사하며, 식욕상실, 체중의 급격한 감소, 쇠약, 빈혈 등을 유발한다. 특히 코발트의 경우 반추동물의 사육에 있어서 지방산의 대사에 직접적인 역할을 하므로 사료에 첨가하는 것 등이 특히 효율적이지만, 코발트의 생체이용효율도 그 공급원의 형태에 따라 크게 영향을 받는다

위에서 언급한 철, 아연, 마그네슘, 크롬, 코발트 등의 생체에 반드시 필요하고, 결핍시 여러가지 병을 유발하는 필수 미네랄원소이다. 하지만 이 원소들은 현대 사회에서 식품 등에 존재하는 자연적인 상태로는 생체에 공급이 어려우며, 인위적으로 공급하는 경우가 많다. 인위적인 공급도 어떠한 형태로 공급되느냐에 따라서 생체내에서 흡수율이 차이가 많다.

이와 같이 흡수율이 낮은 철, 아연, 마그네슘, 크롬, 코발트 등의 필수미네랄을 흡수가 용이한 형태인 유기태 미네랄 함유 효모로 생산하는데, 종래에는 전통적인 발효방식으로 생산하였다. 효모를 배양하는 장치와 배양된 효모를 회수하는 장치, 건조장치, 분리정제장치, 폐수처리장치를 이용한 생산방식인데, 숙련된 기술과 많은 비용을 요구한다. 대량생산을 하지 못하면 생산원가가 높아지는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완한 셀레늄함유 효모의 대량 제조 방법(KR 1020030088774 A; 2003.11.20)이 있으나 이 발명은 셀레늄함유 효모의 생산에만 국한되어 있다.

각종 미네랄 함유 효모를 발효 방법으로 생산하자면 원가절감을 위한 대용량의 발효 장비가 필요하고, 고가의 발효배지 원료, 일반 효모생산과 비교하여 낮은 발효 생산력, 폐수처리 비용 그리고 건조비용 등으로 생산원가가 높아진다. 이러한 상황이므로 현재 국내에는 미네랄 함유 효모를 생산하는 곳은 거의 생산허가만 있고, 실제로는 생산은 하지 않는 실정이다. 그러므로 외국의 미네랄 함유 효모 제품이 국내에서의 생산원가 보다 저렴한 가격에 수입되고 국내에서 유통되고 있는 실정이다. 그래서 본 발명은 기존의 유기태 미네랄을 생산하는 전통적인 발효 방법과 대비하여 적은 규모에서 빠른 시간에, 고효율로 생산하여 원가절감과 환경오염을 유발하는 폐수 발생이 없는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 각각의 철분, 아연, 마그네슘, 크롬, 그리고 코발트함유 효모를 발효로 생산하는 방법보다 짧은 시간에 간편하고 저렴하게 생산하여 생산성이 높고, 경제성이 있으며, 제품 생산 시 발생하는 폐수가 발생하지 않도록 하는 방법을 제공하여 사용성 우수한 제품을 쉽게 생산할 수 있도록 하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명은 각각의 철, 아연, 마그네슘, 크롬, 코발트 함유 효모를 생산하는데 있어서 다량의 진공 건조하여 불활성화된 효모(Instant dry yeast)를 사용하였다. 진공건조 불활성화 효모는 사카로마이세스 세레비지애로서 건조효모가루 1그램당 살아있는 효모 생존율이 10⁹ CFU(colony forming unit)이상이었으며, 조단백질이 40 - 45%, 수분함량이 4 - 5% 인 시중에서 상업적으로 판매되는 제품이다. 철분은 황산철(FeSO4), 아연은 황산아연(ZnSO4), 마그네슘은 황산마그네슘(MgSO4), 크롬은 염화크롬(CrCl3), 그리고 코발트는 황산코발트(CoSO4)를 사용하였다. 다음의 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명한다. 이 실시예는 본 발명의 예시를 나타내는 것으로서 본 발명의 기술적 범위를 제한하는 것은 아니다.

본 발명이 유기태 미네랄함유 효모를 제조하는데 가장 중요한 것은 건조효모를 사용한다는 것이다. 동결 건조되어 진공 포장된 불활성화 효모를 사용하였는데, 이유는 효모가 살아있으면서도 그 생명활동이 정지되어 있기 때문이다. 셀레늄함유 효모와 마찬가지로 각종 유기태 미네랄 함유 효모를 생산하는 기본적인 원리는 효모가 활발히 증식하는 세포상태에서 원하는 종류의 미네랄을 배양중인 효모에게 공급하고, 효모 세포표면에 미네랄이 흡착되고, 세포막을 통한 능동수송으로 세포내로 흡수되도록 하는 것이다. 바로 이것이 본 발명에 가장 중심이 되는 이론이다. 미네랄함유 효모를 생산하는 것에 관한 종래의 발명 대부분이 이러한 원리 때문에 효모를 배양하면서 세포 활성이 가장 활발한 대수기에 무기태 형태의 미네랄염을 영양분인 당과 함께 멸균 후 첨가하는 유가식 배양 방법을 이용하는 것이다.
불활성화된 건조효모는 수분이 거의 없기 때문에 생명활동이 정지되어 있는데, 이 건조효모에 수분을 공급하면 효모가 생명활동을 왕성히 시작하며 이때 효모의 생존율은 1×10⁹cfu/g 이상이 된다. 그러므로 효모 세포내로 물이 공급되면서 물속에 있는 미네랄도 함께 효모 세포 속으로 공급이 되어 유기태 미네랄함유 효모가 생성되는 것이다.

종래의 셀레늄함유 효모 생산방법에서는 셀레늄의 독성 때문에 효모의 활성저해가 우려되어 가능한 적은 농도의 셀레늄을 첨가하였다. 하지만 본 발명은 효모가 각 미네랄을 100% 흡수하는 조건을 탐색하여 가능한 고농도 유기태미네랄 함유 효모를 생산하도록 연구하였다.

<실시예 1 : 철분 함유 효모 생산>
먼저, 건조효모 500g을 20 - 37℃, 바람직하게는 37℃로 미리 준비된 물 900 - 1,000ml에 넣고 교반하면서 혼합하였다. 그리고 균일하게 혼합된 효모 반죽을 약 200에서 400rpm으로 계속 교반하였다. 황산철을 10 - 20%(w/v), 바람직하게는 20%의 농도로 물에 녹인 용액을 준비한 다음, 교반중인 효모반죽에 20 - 50ml, 바람직하게는 50ml를 첨가하였다. 교반을 지속적으로 하면서 활성이 활발해진 효모가 CO2 가스를 발생하고 효모반죽에는 foam이 발생하게 되는데, 이를 방지하는 목적으로 식용이 가능한 소포제를 60 - 80℃의 물에 30 - 50%의 농도로 녹여준 다음, 교반하면서 반응중인 효모반죽에 첨가하였다. 교반은 3 - 24시간동안 하였으며, 반응이 끝난 효모 샘플을 채취하여 다음과 같은 방법으로 철분 함량을 측정하였다. 채취한 효모 샘플을 원심분리하여 균체만 따로 회수한 후 깨끗한 물로 3회 세척한 다음 건조하였다. 건조된 효모는 산 가수분해 한 후 유도플라즈마-원자발광분광기(ICP-AES)로 철분 함량이 3,000 - 6,000 ppm이상임을 확인하였다.
이 후, 효모가 철분에 저해를 받지 않는 철분의 농도를 탐색하였다. 효모와 철분을 반응시키고, 세척한 다음, 효모에 철분함량이 최초 첨가한 철분의 80%를 유지하는 철분농도를 구하였다. 이렇게 구한 철분의 농도는 효모에 저해력을 주지 않는다.
단위 효모에 철분이 80% 흡수되는 최대의 철분농도와 반응시킨 후, 20%의 잔류 철분을 흡수할 효모를 추가로 첨가하여, 생산된 철분 효모 내에 무기태 철분이 존재하지 않도록 하였다.

<실시예 2 : 아연 함유 효모 생산>

먼저, 건조효모 500g을 20 - 37℃, 바람직하게는 37℃로 미리 준비된 물 900 - 1,000ml에 넣고 교반하면서 혼합하였다. 그리고 균일하게 혼합된 효모 반죽을 약 200에서 400rpm으로 계속 교반하였다. 황산아연을 10 - 20%(w/v), 바람직하게는 20%의 농도로 물에 녹인 용액을 준비한 다음, 교반중인 효모반죽에 50 - 100ml, 바람직하게는 50ml를 첨가하였다. 교반을 지속적으로 하면서 활성이 활발해진 효모가 CO2 가스를 발생하고 효모반죽에는 foam이 발생하게 되는데, 이를 방지하는 목적으로 식용이 가능한 소포제를 60 - 80℃의 물에 30 - 50%의 농도로 녹여준 다음, 교반하면서 반응중인 효모반죽에 첨가하였다. 교반은 3 - 24시간동안 하였으며, 반응이 끝난 효모 샘플을 채취하여 다음과 같은 방법으로 아연 함량을 측정하였다. 채취한 효모 샘플을 원심분리하여 균체만 따로 회수한 후 깨끗한 물로 3회 세척한 다음 건조하였다. 건조된 효모는 산 가수분해 한 후 유도플라즈마-원자발광분광기(ICP-AES)로 아연 함량이 4,000 - 7,000 ppm이상임을 확인하였다.
이 후, 효모가 아연에 저해를 받지 않는 아연의 농도를 탐색하였다. 효모와 아연을 반응시키고, 세척한 다음, 효모에 아연함량이 최초 첨가한 마그네슘량의 88%를 유지하는 아연농도를 구하였다. 이렇게 구한 아연농도는 효모에 저해력을 주지 않는다.
단위 효모에 아연이 88% 흡수되는 최대의 아연농도와 반응시킨 후, 12%의 잔류 아연을 흡수할 효모를 추가로 첨가하여, 생산된 아연 효모 내에 무기태 아연이 존재하지 않도록 하였다.

<실시예 3 : 마그네슘 함유 효모 생산>

먼저, 건조효모 500g을 20 - 37℃, 바람직하게는 37℃로 미리 준비된 물 900 - 1,000ml에 넣고 교반하면서 혼합하였다. 그리고 균일하게 혼합된 효모 반죽을 약 200에서 400rpm으로 계속 교반하였다. 황산마그네슘을 20 - 40%(w/v), 바람직하게는 30%의 농도로 물에 녹인 용액을 준비한 다음, 교반중인 효모반죽에 20 - 50ml, 바람직하게는 50ml를 첨가하였다. 교반을 지속적으로 하면서 활성이 활발해진 효모가 CO2 가스를 발생하고 효모반죽에는 foam이 발생하게 되는데, 이를 방지하는 목적으로 식용이 가능한 소포제를 60 - 80℃의 물에 30 - 50%의 농도로 녹여준 다음, 교반하면서 반응중인 효모반죽에 첨가하였다. 교반은 3 - 24시간동안 하였으며, 반응이 끝난 효모 샘플을 채취하여 다음과 같은 방법으로 마그네슘 함량을 측정하였다. 채취한 효모 샘플을 원심분리하여 균체만 따로 회수한 후 깨끗한 물로 3회 세척한 다음 건조하였다. 건조된 효모는 산 가수분해 한 후 유도플라즈마-원자발광분광기(ICP-AES)로 마그네슘 함량이 4,000 - 6,000 ppm이상임을 확인하였다.
이 후, 효모가 마그네슘에 저해를 받지 않는 마그네슘의 농도를 탐색하였다. 효모와 마그네슘을 반응시키고, 세척한 다음, 효모에 마그네슘량이 최초 첨가한 마그네슘량의 84%를 유지하는 마그네슘농도를 구하였다. 이렇게 구한 마그네슘 농도는 효모에 저해력을 주지 않는다.
단위 효모에 마그네슘이 84% 흡수되는 최대의 마그네슘농도와 반응시킨 후, 16%의 잔류 마그네슘을 흡수할 효모를 추가로 첨가하여, 생산된 마그네슘 효모 내에 무기태 마그네슘이 존재하지 않도록 하였다.

<실시예 4 : 크롬 함유 효모 생산>

먼저, 건조효모 500g을 20 - 37℃, 바람직하게는 37℃로 미리 준비된 물 900 - 1,000ml에 넣고 교반하면서 혼합하였다. 그리고 균일하게 혼합된 효모 반죽을 약 200에서 400rpm으로 계속 교반하였다. 염화크롬을 8 - 16%(w/v), 바람직하게는 16%의 농도로 물에 녹인 용액을 준비한 다음, 교반중인 효모반죽에 20 - 50ml, 바람직하게는 50ml를 첨가하였다. 교반을 지속적으로 하면서 활성이 활발해진 효모가 CO2 가스를 발생하고 효모반죽에는 foam이 발생하게 되는데, 이를 방지하는 목적으로 식용이 가능한 소포제를 60 - 80℃의 물에 30 - 50%의 농도로 녹여준 다음, 교반하면서 반응중인 효모반죽에 첨가하였다. 교반은 3 - 24시간동안 하였으며, 반응이 끝난 효모 샘플을 채취하여 다음과 같은 방법으로 크롬 함량을 측정하였다. 채취한 효모 샘플을 원심분리하여 균체만 따로 회수한 후 깨끗한 물로 3회 세척한 다음 건조하였다. 건조된 효모는 산 가수분해 한 후 유도플라즈마-원자발광분광기(ICP-AES)로 크롬 함량이 1,500 - 3,000 ppm이상임을 확인하였다.
이 후, 효모가 크롬에 저해를 받지 않는 크롬의 농도를 탐색하였다. 효모와 크롬을 반응시키고, 세척한 다음, 효모에 크롬함량이 최초 첨가한 크롬량의 73%를 유지하는 크롬농도를 구하였다. 이렇게 구한 크롬의 농도는 효모에 저해력을 주지 않는다.
단위 효모에 크롬이 73% 흡수되는 최대의 크롬농도와 반응시킨 후, 27%의 잔류 크롬을 흡수할 효모를 추가로 첨가하여, 생산된 크롬 효모 내에 무기태 크롬이 존재하지 않도록 하였다.

<실시예 5 : 코발트 함유 효모 생산>

먼저, 건조효모 500g을 20 - 37℃, 바람직하게는 37℃로 미리 준비된 물 900 - 1,000ml에 넣고 교반하면서 혼합하였다. 그리고 균일하게 혼합된 효모 반죽을 약 200에서 400rpm으로 계속 교반하였다. 황산코발트를 5 - 15%(w/v), 바람직하게는 15%의 농도로 물에 녹인 용액을 준비한 다음, 교반중인 효모반죽에 20 - 50ml, 바람직하게는 50ml를 첨가하였다. 교반을 지속적으로 하면서 활성이 활발해진 효모가 CO2 가스를 발생하고 효모반죽에는 foam이 발생하게 되는데, 이를 방지하는 목적으로 식용이 가능한 소포제를 60 - 80℃의 물에 30 - 50%의 농도로 녹여준 다음, 교반하면서 반응중인 효모반죽에 첨가하였다. 교반은 3 - 24시간동안 하였으며, 반응이 끝난 효모 샘플을 채취하여 다음과 같은 방법으로 코발트 함량을 측정하였다. 채취한 효모 샘플을 원심분리하여 균체만 따로 회수한 후 깨끗한 물로 3회 세척한 다음 건조하였다. 건조된 효모는 산 가수분해 한 후 유도플라즈마-원자발광분광기(ICP-AES)로 코발트 함량이 1,000 - 3,000 ppm이상임을 확인하였다.
이 후, 효모가 코발트에 저해를 받지 않는 코발트의 농도를 탐색하였다. 효모와 코발트를 반응시키고, 세척한 다음, 효모에 코발트함량이 최초 첨가한 코발트량의 75%를 유지하는 코발트농도를 구하였다. 이렇게 구한 코발트 농도는 효모에 저해력을 주지 않는다.
단위 효모에 코발트가 75% 흡수되는 최대의 코발트농도와 반응시킨 후, 25%의 잔류 코발트를 흡수할 효모를 추가로 첨가하여, 생산된 코발트 효모 내에 무기태 코발트가 존재하지 않도록 하였다.

<실시예 6 : 생산된 미네랄함유 효모 건조>

생산된 각각의 효모는 동결건조(freeze drying), 분무건조, 열풍건조 등을 사용하였다. 동결건조는 완성된 각각의 미네랄 함유 효모를 3,000rpm에서 10분간 원심분리하여 균체 회수 후 회수된 균체를 다시 충분한 량의 물로 3회 반복하여 세 척한 다음 실시하였다. 동결건조 후 완전히 수분이 제거된 균체는 분말 화하여 밀봉한 후 저온상태에서 보관하였다. 분무건조는 원심분리하여 3회 세척한 균체를 다시 물에 현탁(고형분 함량 30% 이상) 한 후 분무건조기(Niro, Mobile minor type)를 이용하여 투입온도 140 - 180℃, 배출온도 60 - 85℃, 투입속도 10 - 30 rpm 이상의 조건으로 시간당 수분 증발량이 약 1.5 - 2.8 kg이 되도록 건조하였다. 열풍건조는 용기 안에 효모균체를 넣고 40 - 60℃로 건조하면서 감압펌프를 이용하여 공기를 제거하면서 진공상태를 유지하며 균체를 건조하였다. 건조된 균체는 분말화하여 보관하였다.

<실시예 7 : 미네랄함유 효모 생산 중 폐수 발생 억제 과정>

실시예 1과 같은 조건으로 미네랄 함유 효모를 생산한 다음 폐수가 발생하는 세척과정이 있는데, 이 과정을 다음과 같은 방법으로 제거할 수 있었다. 실시예 1과 같은 조건으로 생산한 철분함유 효모 내의 철분 함량은 이론적으로 100%의 철분을 받아들인 것이다. 그러나 균체의 회수과정과 세척 등에 발생하는 폐수를 없애고, 더더욱 잔류 무기물 형태의 철분염을 제거하기 위하여 다음과 같은 공정을 추가하였다.

건조효모와 철분이 반응하는 4 - 12시간 후에는 초기에 매우 점도가 높았던 것에 비하여 낮은 점도의 물성이 된다. 이는 37℃에서 반응하는 효모가 세포의 활성화, 약간의 증식 그리고 대사활동이 진행되는 과정에서 소량의 에탄올을 생산하 기 때문이다. 이때 반응중인 효모탱크에 최초 건조효모 투입량의 10 - 70%를 단계적으로 추가로 첨가함으로서 잔류 무기태 철분을 제거할 수 있었다. 즉, 새로 첨가된 효모가 활성화되면서 반응탱크 내에 조금씩 잔류중인 무기태 철분을 받아들이는 것이다. 최종적으로 12 - 18시간의 경과 후 반응물에 건조효모를 더 첨가함으로써 수분 함량이 30 - 40% 이하인 매우 점도가 높으며 유동물성이 없어진 효모반죽을 얻게 되었다. 이렇게 생산된 철분함유 효모 반죽은 진공건조와 열풍건조 후에 분말화 한 후, 철분 함량을 측정하였는데, 그 결과 5,000 ppm 이상의 결과를 얻을 수 있었으며 생산과정에서 폐수가 전혀 발생하지 않았다. 위와 같은 방법으로 실시예 2 부터 5까지의 방법에도 동일하게 적용하여 아연함량이 7,000 ppm, 마그네슘함량 5,000 ppm, 크롬함량 3,000 ppm, 그리고 코발트 함량이 3,000 ppm인 각각의 유기태 미네랄 함유 효모를 얻을 수 있었다.

위와 같은 방법을 사용하여 미네랄함유 효모를 생산하는 본 발명은 미네랄함유 효모를 발효를 통하여 생산하는 방법과 비교하면 여러가지 이점이 있다. 단지 건조효모를 이용하여 혼합 반응하는 것이기 때문에 고가의 발효설비를 갖추지 않아도 되며, 효모를 배양하기 위한 다양한 배지를 준비하지 않아도 되며, 최소 4일이 걸리는 발효기간도 1일로 단축된다. 또한 발효폐액, 효모균체 세척액 등과 같은 폐수의 발생이 없고, 낮은 수분함량은 건조효율을 매우 높게 한다. 이러한 이점은 결국 미네랄함유 효모의 생산원가를 낮추어서 소비자가 사용하기에 부담이 없게 된다.

Claims

철분함유 효모를 제조함에 있어서 살아있으나 생리활성이 정지되어있는 사카로마이세스 속 균으로 된 진공건조효모, 물 그리고 철분염을 500 : 1,000 : 1 - 200의 비율로 혼합하여 20 - 37℃에서 3 - 24시간 동안 교반하여 생산하는 것을 특징으로 하는 제조방법
아연함유 효모를 제조함에 있어서 살아있으나 생리활성이 정지되어있는 사카로마이세스 속 균으로 된 진공건조효모, 물 그리고 아연염을 500 : 1,000 : 1 - 500의 비율로 혼합하여 20 - 37℃에서 3 - 24시간 동안 교반하여 생산하는 것을 특징으로 하는 제조방법
마그네슘함유 효모를 제조함에 있어서 살아있으나 생리활성이 정지되어있는 사카로마이세스 속 균으로 된 진공건조효모, 물 그리고 마그네슘염을 500 : 1,000 : 1 - 500의 비율로 혼합하여 20 - 37℃에서 3 - 24시간 동안 교반하여 생산하는 것을 특징으로 하는 제조방법
크롬함유 효모를 제조함에 있어서 살아있으나 생리활성이 정지되어있는 사카로마이세스 속 균으로 된 진공건조효모, 물 그리고 크롬염을 500 : 1,000 : 1 - 300의 비율로 혼합하여 20 - 37℃에서 3 - 24시간 동안 교반하여 생산하는 것을 특징으로 하는 제조방법
코발트함유 효모를 제조함에 있어서 살아있으나 생리활성이 정지되어있는 사카로마이세스 속 균으로 된 진공건조효모, 물 그리고 코발트염을 500 : 1,000 : 1 - 300의 비율로 혼합하여 20 - 37℃에서 3 - 24시간 동안 교반하여 생산하는 것을 특징으로 하는 제조방법
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