KR101045011B1 - 비타민나무를 이용한 발효 조성물을 제조하는 방법 - Google Patents
비타민나무를 이용한 발효 조성물을 제조하는 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 비타민나무 및 비타민나무의 부산물인 가지, 잎, 열매, 뿌리를 주원료로 하여 건조하는 제1단계; 상기 제1단계의 건조물을 분쇄하여 분말로 생성하고, 급속살균장치(Outoclave)를 이용하여 잡균을 멸균하는 제2단계; 상기 제3단계의 분말을 배양조 상에서 버섯균주와 증류수를 혼합하여 혼합물을 생성하는 제3단계; 상기 제3단계의 혼합물을 발효실 상에서 인큐베이터를 이용하여 발효하는 제4단계; 상기 제4단계의 발효분말을 재 건조하고, 급속살균장치(Outoclave)를 이용하여 버섯균주를 멸균하는 제5단계; 상기 제5단계의 발효분말을 발효조 상에서 유용미생물과 혼합하여 액상화된 발효산물을 생성하는 제6단계; 상기 제6단계의 발효산물을 규조토 여과기를 이용하여 불순물을 제거하고 가열하여 농축하는 제7단계; 및 상기 제7단계의 발효산물을 스프레이 드라이어(Spray dryer)를 이용하여 수분율 5~7%를 지니도록 건조하는 제8단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은, 비타민나무 및 비타민나무의 부산물인 가지, 잎, 열매, 뿌리 등을 발효 미생물을 이용하여 발효과정을 거쳐 발효 조성물을 취득하여 제형의 어려운 부분을 개선토록 함에 따라, 제형의 변화를 쉽게 바꿀 수 있어 식품원료를 비롯하여 음용원료, 의약원료, 기능성식품 원료 및 향장원료 등 다양한 원료로 변경이 가능하고, 불용성인 비타민, 무기질들이 인체에 용이하게 흡수될 수 있도록 저비용으로 고부가성 물질을 대량 가공으로 양산 가능한 효과가 있다.
이에 따라 본 발명은, 비타민나무 및 비타민나무의 부산물인 가지, 잎, 열매, 뿌리 등을 발효 미생물을 이용하여 발효과정을 거쳐 발효 조성물을 취득하여 제형의 어려운 부분을 개선토록 함에 따라, 제형의 변화를 쉽게 바꿀 수 있어 식품원료를 비롯하여 음용원료, 의약원료, 기능성식품 원료 및 향장원료 등 다양한 원료로 변경이 가능하고, 불용성인 비타민, 무기질들이 인체에 용이하게 흡수될 수 있도록 저비용으로 고부가성 물질을 대량 가공으로 양산 가능한 효과가 있다.
Description
본 발명은 비타민나무를 이용한 발효 조성물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 비타민나무 및 비타민나무의 부산물인 가지, 잎, 열매, 뿌리 등을 미생물을 이용하여 발효한 발효 조성물을 취득하여 식품원료를 비롯하여 음용원료, 의약원료, 기능성식품 원료 및 향장원료 등에 활용할 수 있는 비타민나무를 이용한 발효 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 비타민나무(Hippophae rhamnoides L)는 보리수과(Elaeagnaceae)에 속하는 낙엽활엽관목으로, 산자나무라고도 불린다. 비타민나무는 중앙아시아에 위치한 알타이산맥 몽골의 티벳고원에서 발원하여 구라파와 아세아주 온대지역에 광범위하게 분포하고, 중국분포지역은 동경 75도-121도 북위 27-48도 사이의 주로 청정고원과 내몽골 고비 고원에 집중(90%)되어 있으며 해발 450~5,000m의 범위내에서 생장하는 등 열악한 환경에서도 생장할 정도로 강한 식물로 다양한 지역에서 재배할 수 있다.
이러한 비타민나무는 여러 나라에서 영양학적 가치와 약학적 가치 및 치료학적 가치를 인정받아 각광받고 있다. 즉, 비타민 약리효과에 대한 보고서에 의하면 잎은 플라보노이드, 탄닌, 비타민 C단백질, 지방, 아미노산, 미네랄이 풍부하게 함유되어 있어 건강을 위한 건강식품의 원료나 동물사료 첨가제로 이용되고, 알콜 추출물에 대한 연구결과 항산화 활성, 면역조절효과, 항염증효과가 있는 것으로 보고되고, 열매는 완숙된 열매에 함유되어 있는 비타민A, C, E 및 K 그리고 카로티노이드가 풍부하여 항산화 효과 외에 궤양유발억제 효과, 광 보호 효과, 항 미생물 활성, 위궤양, 관상동맥질환 등 많은 질환에 효과가 있다고 보고되고 있다.
이와 같이 비타민나무는 나무 전체를 버릴 곳이 없는 만큼, 경제적 이용가치가 높고, 자연 환경 회복의 녹화 및 경제적 소득을 올려주는 확실히 일석이조의 우수한 식물이고, 상업적 이용가치는 과실, 생 건과, 쥬스, 드링크, 과자, 잼, 젤리, 식초, 화장품, 비누, 샴푸, 종유, 플라본유, 술. 차잎의 제조, 차제품의 제조, 플라본 추출, 고품위 식료첨가물, 사료 나무, 줄기 신(장작), 건축용 고밀도 합판, 혼합 섬유판, 버섯 배양목 등으로 응용할 수 있어 지금도 여러 방향과 형태로 연구되고 있으며, 웰빙시대에 꼭 필요한 천연 영양소원이고, 친환경 바이오작물로 높이 평가하고 있다.
이와 관련된 선행기술로 한국 공개특허공보 제2009-0085876호의 "비타민나무 추출물 및 이의 분획물", 한국 공개특허공보 제2010-0037847호의 "비타민 나무 열매 추출물을 이용한 발효주 제조 방법", 한국 공개특허공보 제2010-0065977호의 "산자나무를 포함하는 기능성 배합사료", 한국 등록특허공보 제10-0794200호의 "탁주의 제조방법", 한국 공개특허공보 제2010-0006459호의 "비타민나무 된장의 제조방법 및 이에 따른 된장"등이 알려져 있다.
그러나 상기한 선행기술문헌은 비타민나무 및 잎, 줄기, 열매들의 분말 및 과립 추출물 등을 이용한 가공식품개발에 관심을 기울이고 있지만, 특히 열매에는 기름성분인 지방이 많이 함유되어 있는 관계로 인체에 흡수가 느리고, 인체내의 이용에 어려움이 있을 뿐만 아니라, 여러 가지 형태로 제형의 변화가 어려워 대량으로 가공하여 양산하기에 곤란하므로 이를 활용하는데 있어 그 한계성을 보이고 있다.
상기와 같은 종래의 문제점들을 근본적으로 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 비타민나무 및 비타민나무의 부산물인 가지, 잎, 열매, 뿌리 등을 미생물을 이용하여 발효과정을 거쳐 발효 조성물을 취득하여 제형의 어려운 부분을 개선토록 함에 따라, 제형의 변화를 쉽게 바꿀 수 있어 식품원료를 비롯하여 음용원료, 의약원료, 기능성식품 원료 및 향장원료 등 다양한 원료로 변경이 가능하고, 불용성인 비타민, 무기질들이 인체에 용이하게 흡수될 수 있도록 저비용으로 고부가성 물질을 대량 가공으로 양산 가능한 비타민나무를 이용한 발효 조성물을 제조하는 방법을 제공하려는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 비타민나무 및 비타민나무의 부산물인 가지, 잎, 열매, 뿌리를 주원료로 하여 건조하는 제1단계; 상기 제1단계의 건조물을 분쇄하여 분말로 생성하고, 급속살균장치(Outoclave)를 이용하여 잡균을 멸균하는 제2단계; 상기 제3단계의 분말을 배양조 상에서 버섯균주와 증류수를 혼합하여 혼합물을 생성하는 제3단계; 상기 제3단계의 혼합물을 발효실 상에서 인큐베이터를 이용하여 발효하는 제4단계; 상기 제4단계의 발효분말을 재 건조하고, 급속살균장치(Outoclave)를 이용하여 버섯균주를 멸균하는 제5단계; 상기 제5단계의 발효분말을 발효조 상에서 유용미생물과 혼합하여 액상화된 발효산물을 생성하는 제6단계; 상기 제6단계의 발효산물을 규조토 여과기를 이용하여 불순물을 제거하고 가열하여 농축하는 제7단계; 및 상기 제7단계의 발효산물을 스프레이 드라이어(Spray dryer)를 이용하여 수분율 5~7%를 지니도록 건조하는 제8단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 따르면 상기 제2단계는 분쇄기로 60~200메쉬의 분말로 생성하고, 급속살균장치(Outoclave)를 이용하여 80℃~ 132℃의 온도로 10~30분간 잡균을 멸균하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 따르면 상기 제3단계는 분말에 버섯균주인 Ganoderma lucidum, Coriolus versicolor, Phellinus linteus, Fomes fomentarius, Coriolus sinensis 와 증류수
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를 서로 혼합하여 pH 4.5~6.7을 지닌 혼합물을 생성하고, 질소원 3%와 탄소원 3%를 추가하여 수분율 7 ~ 60%를 지닌 혼합물을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 따르면 상기 제4단계는 혼합물을 인큐베이터의 온도 15~45℃와, 습도 40~80%를 유지하는 조건 하에서 2~20일간 발효하여 고체화된 발효분말을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 따르면 상기 제5단계는 발효분말을 수분율이 7%이하가 되도록 재 건조하고, 급속살균장치(Outoclave)를 이용하여 80℃~ 132℃의 온도로 10~30분간 버섯균주를 멸균하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 따르면 상기 제6단계는 발효분말을 발효조의 온도 18℃~50℃를 유지하는 조건 하에서 유용미생물인 아스퍼질러스, 바실러스(Bacillus), 락토바실러스(Lactobacillus)속 
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을 투입하여 혼합물을 생성하고, 무압에서 발효하여 액상화된 발효산물을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 따르면 상기 제7단계는 발효산물을 증발 농축(evaporation)방법으로 고형분의 함량 25~60 Brix를 지니도록 농축하는 것을 특징으로 한다.
한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 비타민나무 및 비타민나무의 부산물인 가지, 잎, 열매, 뿌리 등을 미생물을 이용하여 발효과정을 거쳐 발효 조성물을 취득하여 제형의 어려운 부분을 개선토록 함에 따라, 제형의 변화를 쉽게 바꿀 수 있어 식품원료를 비롯하여 음용원료, 의약원료, 기능성식품 원료 및 향장원료 등 다양한 원료로 변경이 가능하고, 불용성인 비타민, 무기질들이 인체에 용이하게 흡수될 수 있도록 저비용으로 고부가성 물질을 대량 가공으로 양산 가능한 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 비타민나무를 이용하여 발효 조성물을 제조하기 위한 전체적인 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명은 비타민나무 및 이의 부산물인 가지, 잎, 열매, 뿌리를 이용하여 발효 조성물을 제조하는 방법에 관련되며, 간략하게 설명하면 건조, 분쇄, 멸균, 버섯균주 투입, 고체발효, 건조, 멸균, 발효조에 투입, 유용미생물 투입, 액상발효, 여과, 농축, 건조단계를 거쳐 발효 조성물을 제조된다.
본 발명의 제1단계는 비타민나무 및 비타민나무의 부산물인 가지, 잎, 열매, 뿌리를 주원료로 하여 건조한다. 제1단계는 주원료를 건조하는 단계로, 비타민나무 및 비타민나무의 부산물인 가지, 잎, 열매, 뿌리를 주원료로 하여 건조하며, 품질 안정과 생산성 향상을 위한 자동화 장치를 도입한다.
이때, 제1단계에서는 비타민나무 및 부산물인 가지, 잎, 뿌리는 건조가 용이하지만, 비타민나무의 열매는 기름(지방)성분이 많이 함유되어 있는 관계로 노지에서 건조과정을 거치면 젤리형태의 진득한 상태가 되므로 열매는 급속 동결건조 과정을 거치는 것이 열매를 분쇄하는데 용이하며, 영양분의 소실이 최소화되는 것을 제공한다.
본 발명의 제2단계는 상기 제1단계의 건조물을 분쇄하여 분말로 생성하고, 급속살균장치(Outoclave)를 이용하여 잡균을 멸균한다. 제2단계는 건조단계를 거친 주원료를 파쇄와 분쇄한 다음 멸균하는 단계로, 특히 주원료를 파쇄 및 분쇄하여 분말로 생성함에 있어서 생산성 향상을 위해 전용의 자동화 설비를 도입하는 것이 좋다.
이때, 상기 제2단계는 분쇄기로 60~200메쉬의 분말로 생성하고, 급속살균장치를 이용하여 80℃~ 132℃의 온도로 10~30분간 잡균을 멸균한다. 이는 건조된 주원료, 즉 비타민 나무 및 부산물(가지, 잎, 열매, 뿌리)을 1차적으로 파쇄기를 이용하여 파쇄한 다음 2차적으로 분쇄기를 이용하여 60~200메쉬의 분말을 생성한다. 이어서, 분말에 함유되어 있는 미생물들의 멸균을 위해 원활한 생물공정을 위해 급속살균장치(Outoclave)를 이용하여 80℃~ 132℃의 온도로 10~30분간하는 멸균하여 잡균을 제거한다.
본 발명의 제3단계는 상기 제3단계의 분말상기 제3단계의 분말을 배양조 상에서 버섯균주와 증류수를 혼합하여 혼합물을 생성한다. 제3단계는 분말된 주원료에 버섯균주와 혼합하여 혼합물을 생성하는 단계로, 품질 안정과 생산성 향상을 위해 해당 공정을 자동화한다.
이때, 상기 제3단계는 분말에 버섯균주인 Ganoderma lucidum(영지버섯), Coriolus versicolor(구름버섯), Phellinus linteus(상황버섯), Fomes fomentarius(말굽버섯), Coriolus sinensis(동충하초) 와 증류수
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를 서로 혼합하여 pH 4.5~6.7을 지닌 혼합물을 생성하고, 질소원 3%와 탄소원 3%를 추가하여 수분율 7 ~ 60%를 지닌 혼합물을 생성한다. 급속 멸균된 비타민나무 및 그 부산물인 잎, 가지, 뿌리, 열매의 분말을 고체화하기 위해 유용성이 입증된 버섯균주와 증류수, 질소원, 탄소원을 사용한다.
이는, 이들을 고체화된 발효분말을 생성하기 위해 분말에 1차적으로 배양조 상에 대량으로 배양된 버섯균주와 증류수
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를 서로 혼합하여 pH 4.5~6.7을 지닌 혼합물을 생성한 다음, 질소원 3%와 탄소원 3%를 추가하여 미생물이 활동하기 좋은 수분율 7 ~ 60%를 지니도록 고루 잘 섞어주어 혼합물을 생성한다.
한편, 미생물로 사용되는 버섯균주 중 담자균류과 자낭균류가 생성하는 2차대사산물에는 다른 균류에는 볼 수 없는 특징을 가지고 있다. 즉, 버섯균주인 Ganoderma lucidum, Coriolus versicolor, Phellinus linteus, Fomes fomentarius, Coriolus sinensis은 많은 대사산물을 가지고 있다. 이는 1차대사산물은 생물의 생존에 필수적인 물질로서 생리적 의의는 밝혀져 있으나 2차 대사산물의 의의는 아직 불명확하다. 외적에 대한 방어물질로서 항생물질로 연구가 되고 있으며, 생리활성에 대한 산물로 항 종양성 다당류, 항바이러스 물질, 항균성 물질, 효소저해제, 핵산관련물질, 아미노산 과련물질, 유기산, 식물 호르몬류, 그 외의 생리활성 물질로 펩타이드나 단백질계의 생리활성 물질들로 곤충, 선충, 점균 등에 작용하는 물질, 식물 생육저해물질, 비타민 B1 파쇄물질, 약리활성 물질 등 아직도 밝혀지지 않는 많은 부분들이라고 볼 수 있다.
본 발명의 제4단계는 상기 제3단계의 혼합물을 발효실 상에서 인큐베이터를 이용하여 발효한다. 제4단계는 혼합물을 발효실 상에서 발효하는 단계로, 품질 안정을 위해 해당 공정을 자동화한다. 여기서, 말하는 고체발효를 위한 발효실은 무균시스템으로 되어 있고, 온습도가 자동으로 조정되어 미생물이 비타민나무의 잎, 가지, 열매, 뿌리분말과 발효에 필요한 질소원 3%와 탄소원 3%의 조성물이 미생물의 증식과 발효가 동시에 이루어지는 인큐베이터를 말한다.
이때, 상기 제4단계는 혼합물을 인큐베이터의 온도 15~45℃와, 습도 40~80%를 유지하는 조건 하에서 2~20일간 발효하여 고체화된 발효분말을 생성한다. 이는 혼합물을 밀폐된 발효실에서 온도 15~45℃, 습도 40~80%가 자동으로 관리되는 인큐베이터에서 투입하여 2~20일간 발효과정을 거쳐 수분율이 거의 없는 상태에서 버섯균주인 Ganoderma lucidum, Coriolus versicolor, Phellinus linteus, Fomes fomentarius, Coriolus sinensis 이 원활한 발효작업을 할 수 있도록 하여 고체화된 발효분말을 생성한다.
본 발명의 제5단계는 상기 제4단계의 발효분말을 재 건조하고, 급속살균장치(Outoclave)를 이용하여 버섯균주를 멸균한다. 5단계는 고체화된 발효분말을 재 건조 및 멸균하는 단계로, 특히 발효분말을 재 건조함에 있어 품질 안정과 생산성 향상을 위해 전용의 자동화 설비를 도입하는 것이 좋다.
이때, 상기 제5단계는 발효분말을 수분율이 7%이하가 되도록 재 건조하고, 급속살균장치(Outoclave)를 이용하여 80℃~ 132℃의 온도로 10~30분간 버섯균주를 멸균한다. 이는 발효과정을 거친 발효분말을 수분율이 7%이하가 되도록 건조한 다음, 급속살균장치(Outoclave)로 80℃~ 132℃의 온도로 10~30분간 발효시 투입된 버섯균주인 Ganoderma lucidum, Coriolus versicolor, Phellinus linteus, Fomes fomentarius, Coriolus sinensis를 멸균한다.
한편, 통상 급속 멸균이라 하면 온도 121도℃에서 10분~30분간, 132℃에서 10분~30분이 사용되고 있으나, 본 발명에서는 무살균, 또는 호기성으로 설계된 생물반응기(bioreactor)를 사용하므로 이보다 처리온도가 80℃~132℃의 온도에서 시간이 긴 10~30분 동안 처리하는 것을 효과적이다.
본 발명의 제6단계는 상기 제5단계의 발효분말을 발효조 상에서 유용미생물과 혼합하여 액상화된 발효산물을 생성한다. 제6단계는 고체화된 발효분말을 발효조 상에서 유용미생물과 혼합하여 액상화된 발효산물을 생성하는 단계로, 품질 안정을 위해 해당 공정을 자동화한다.
여기서, 말하는 액상화 발효를 위한 발효조는 특정물질이나 세포를 생산하기 위해, 비완전 무균 시스템과 완전 무균 시스템으로 나뉘며, 발효조의 종류로는 연속교반식 생물 반응기, 공기 부양식 생물반응기, 혐기성 생물반응기로 나뉘며, 본 발명에서 사용되는 발효조는 비완전 무균 시스템으로 공기 부양식 생물반응기를 사용한다. 액상화(액체)발효단계는 생물공정 응용분야에 대표적으로 상용되는 작업인 물질재료분야인 생분해 가능한 식품 부가물, 미네랄추출물과 유사한 작업이 진행된다.
이때, 상기 제6단계는 발효분말을 발효조의 온도 18℃~50℃를 유지하는 조건 하에서 유용미생물인 아스퍼질러스, 바실러스(Bacillus), 락토바실러스(Lactobacillus)속 
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을 투입하여 혼합물을 생성하고, 무압에서 발효하여 액상화된 발효산물을 생성한다. 이는 멸균과정을 거친 발효분말을 온도 18℃~50℃, pH4.5~6.7로 자동으로 유지하는 발효조에서 투입한 다음, 액상화발효에 사용되는 유용미생물인 아스퍼질러스, 바실러스 (Bacillus), 유산균은 고온성의 락토바실러스(Lactobacillus)속을 
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을 투입하여 무압에서 액상화된 발효산물을 생성한다.
즉, 1차로 발효실에서 고체 발효과정을 마친 분말을 더욱 안전하게 식용 및 원료로 사용하기 위해 된장이나 메주와 김치의 발효에 많이 고착되어 이용되는 유용미생물 중 토양미생물인 아스퍼질러스, 바실러스 (Bacillus), 유산균은 고온성의 락토바실러스(Lactobacillus)들을 이용하여 액상 발효하는 것이다. 이때, 미생물의 생물반응의 적합한 온도범위는 18℃ 내지 50℃도정도이며, 발효조의 표준은 살균된 연속교반식 생물반응기를 말한다. 생물반응기의 부피기준은 76%는 무 교반, 무 살균, 또는 호기성으로 설계된 것들이 사용되고 있으며, 무균유지가 가능한 생물반응기는 10%에 불가하다. 무균성 생물반응기는 항생제등의 고부가가치 산물에만 이용되고 있다.
한편, 본 발명에 사용하고자 하는 토양미생물, 유산균, 진균은 특히 2차 대사산물에 있어서 화학구조의 다양성과 종의 풍부함으로 인하여 산업적으로 가장 중요한 미생물로 인식되어 있다. 물질대사산물은 1차 대사산물, 2차대사산물로 나뉘며, 1차대사산물이란 동, 식물, 미생물에 보편적으로 들어 있는 가공 아미노산, 당질, 지질, 핵산 등 생체유지에 기본적인 역할을 하는 물질을 말하며, 2차대사산물은 주로 식물, 미생물에서 나타나는 알칼로이드, 테르펜, 플라보노이드, 항생물질등의 다양한 화합물로 이들은 약용, 향료, 향장원료, 기능성 식품의 원료 등에 유용한 물질로 부각되고 있다. 앞으로도 토양미생물, 유산균, 진균은 새로운 균주의 분리, 유전자 기능 등을 통하여 생물소재 산업의 중요한 위치를 차지하고 있다.
본 발명의 제7단계는 상기 제6단계의 발효산물을 규조토 여과기를 이용하여 불순물을 제거하고 가열하여 농축한다. 제7단계는 액상화된 발효산물을 여과 및 농축하는 단계로, 특히 발효산물을 여과 및 농축함에 있어서 생산성 향상을 위해 전용의 자동화 설비를 도입하는 것이 좋다.
이때, 상기 제7단계는 발효산물을 증발 농축(evaporation)방법으로 고형분의 함량 25~60 Brix를 지니도록 농축한다. 이는 발효산물을 1차적으로 규조토 여과기를 이용하여 불순물을 여과한 다음, 2차적으로 증발 농축(evaporation)방법을 이용하여 고형분의 함량 25~60 Brix를 지니도록 농축한다.
즉, 발효가 완료된 액상 발효산물은 많은 부유물질과 불투명한 액체상태의 물질로 되어 있기 때문에 규조토 여과기를 이용하여 불순물을 거의 여과시켜 고형분이 투명한 수용성 물질의 상태를 유지한다. 이어서, 액상 발효산물을 농축하는데, 농축(Concentration)이라 함은 용액으로부터 용매를 제거하여 용액의 농도를 높여주는 조작으로 증발 농축(evaporation)방법으로 용액을 비점(끓는점)까지 가열하여, 기화에 의하여 용액으로부터 수분을 제거하는 방법으로 고형분의 함량이 25~60 Brix로 농축한다.
본 발명의 제8단계는 상기 제7단계의 발효산물을 스프레이 드라이어(Spray dryer)를 이용하여 수분율 5~7%를 지니도록 건조한다. 제8단계는 농축된 발효산물을 건조하는 단계로, 발효산물을 건조함에 있어서 생산성 향상을 위해 전용의 자동화 설비를 도입하는 것이 좋다. 이는 농축 발효산물을 저장, 포장, 수송 등의 경비를 절감하고 액체부피를 줄여 가용성 성분의 농도를 높여 응용범위를 높이고, 넓혀 용도를 다양화시키고 저장성을 향상시키기 위해 수분율이 5%~7%가 되도록 스프레이 건조 분말로 제조한다.
본 발명의 비타민나무 및 부산물을 이용하여 제조된 발효조성물의 용도에 있어서, 2차에 걸친 고체발효와 액체발효의 생물반응 단계를 포함하는 발효를 거듭함에 따라 비타민나무에 함유된 유효 물질의 분자의 사슬을 적은 단위로 끊어서 향장원료로 사용할 시 피부모공으로 흡수가 용이하게 만들고, 음용 원료로 사용할 시 장내에 흡수가 용이하여 유효 성분이 인체에 더욱 효과적인 흡수를 제공 가능하고, 이외에도, 식품원료, 의약원료 및 기능성식품 원료 등에도 병용할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 발효조성물을 제조하는 방법은 비타민나무 및 그 부산물의 대량 발효가공을 위하여 비타민나무 및 그 부산물의 잡균을 멸균한 다음, 항균성이 강하므로 1차적인 발효과정인 분말상태에서 진균(버섯균주)을 투입하여 고체발효과정을 거치고, 액체발효를 발효조(생물반응기)를 이용하여 유산균, 유용미생물 중 토양미생물인 바실러스 속, 아스퍼질러스 속, 유산균인 락토바실러스(Lactobacillus)을 투입하여 발효공정을 마친 발효산물은 2차에 걸쳐 발효가 되는 과정에 가지, 잎, 열매, 뿌리의 세포막이 파괴되고 미생물들이 잘게 부수어 함유되어 있는 유효성분이 수용성으로 용해되고, 용해된 발효산물은 체내에서 쉽게 흡수될 수 있는 조성물의 제조를 할 수 있다. 또한 미생물에 발효에 따른 비타민과 미생물간의 2차대사산물을 아울러 제공 가능하다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
Claims (7)
- 비타민나무 및 비타민나무의 부산물인 가지, 잎, 열매, 뿌리를 주원료로 하여 건조하는 제1단계;
상기 제1단계의 건조물을 분쇄하여 분말로 생성하고, 급속살균장치(Outoclave)를 이용하여 잡균을 멸균하는 제2단계;
상기 제3단계의 분말을 배양조 상에서 버섯균주와 증류수를 혼합하여 혼합물을 생성하는 제3단계;
상기 제3단계의 혼합물을 발효실 상에서 인큐베이터를 이용하여 발효하는 제4단계;
상기 제4단계의 발효분말을 재 건조하고, 급속살균장치(Outoclave)를 이용하여 버섯균주를 멸균하는 제5단계;
상기 제5단계의 발효분말을 발효조 상에서 유용미생물과 혼합하여 액상화된 발효산물을 생성하는 제6단계;
상기 제6단계의 발효산물을 규조토 여과기를 이용하여 불순물을 제거하고 가열하여 농축하는 제7단계; 및
상기 제7단계의 발효산물을 스프레이 드라이어(Spray dryer)를 이용하여 수분율 5~7%를 지니도록 건조하는 제8단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로하는 비타민나무를 이용한 발효 조성물을 제조하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2단계는 분쇄기로 60~200메쉬의 분말로 생성하고, 급속살균장치를 이용하여 80℃~ 132℃의 온도로 10~30분간 잡균을 멸균하는 것을 특징으로 하는 비타민나무를 이용한 발효 조성물을 제조하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제3단계는 분말에 버섯균주인 Ganoderma lucidum, Coriolus versicolor, Phellinus linteus, Fomes fomentarius, Coriolus sinensis 와 증류수~
를 서로 혼합하여 pH 4.5~6.7을 지닌 혼합물을 생성하고, 질소원 3%와 탄소원 3%를 추가하여 수분율 7 ~ 60%를 지닌 혼합물을 생성하는 것을 특징으로 하는 비타민나무를 이용한 발효 조성물을 제조하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제4단계는 혼합물을 인큐베이터의 온도 15~45℃와, 습도 40~80%를 유지하는 조건 하에서 2~20일간 발효하여 고체화된 발효분말로 생성하는 것을 특징으로 하는 비타민나무를 이용한 발효 조성물을 제조하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제5단계는 발효분말을 수분율이 7%이하가 되도록 재 건조하고, 급속살균장치를 이용하여 80℃~ 132℃의 온도로 10~30분간 버섯균주를 멸균하는 것을 특징으로 하는 비타민나무를 이용한 발효 조성물을 제조하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제6단계는 발효분말을 발효조의 온도 18℃~50℃를 유지하는 조건 하에서 유용미생물인 아스퍼질러스, 바실러스(Bacillus), 락토바실러스(Lactobacillus)속~
을 투입하여 혼합물을 생성하고, 무압에서 발효하여 액상화된 발효산물을 생성하는 것을 특징으로 하는 비타민나무를 이용한 발효 조성물을 제조하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제7단계는 발효산물을 증발 농축(evaporation)방법으로 고형분의 함량 25~60 Brix를 지니도록 농축하는 것을 특징으로 비타민나무를 이용한 발효 조성물을 제조하는 방법.
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