KR102229804B1 - 폴리리신을 포함하는 천연항균제 조성물 및 이를 식품에 이용하는 방법 - Google Patents
폴리리신을 포함하는 천연항균제 조성물 및 이를 식품에 이용하는 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 폴리리신, 효모추출물, 글리세린을 유효성분으로 포함하는 식품의 천연항균제 조성물 및 이를 식품에 이용하는 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 상기 조성물은 폴리리신과 글리세린이 최적비율로 구성되어 폴리리신 단독 항균력 대비 2배 이상의 항균 효능을 갖는 것이 특징이다. 동시에, 일정량의 효모추출물을 포함함에 따라 종래 문제가 되어왔던 폴리리신 고유의 쓴맛을 개선한 천연 항진균 조성물에 관한 것이다. 특히 본 조성물은 항진균 효능이 우수하며, 이를 이용하여 다양한 식품에 적용할 수 있다.
Description
본 발명은 입실론 폴리리신 (ε-polylysine)과 글리세린의 최적비율을 통해 폴리리신 단독효능 대비 2배 이상의 항균효능을 가지며, 효모추출물을 이용하여 폴리리신 고유의 쓴맛을 개선한 천연 항진균용 조성물에 관한 것이다. 제조된 조성물을 적용함으로써 식품의 저장성 향상효과를 기대할 수 있다.
천연첨가물 중 항균력이 우수하여 산업체에서 이용되는 폴리리신은 스트렙토마이세스 앨불러스 (Streptomyces albulus) 를 호기배양한 배양액을 정제하여 얻은 물질로서, 필수 아미노산인 엘-라이신 (L-lysine)이 직쇄상으로 10-30개 정도 결합된 균질한 선형고분자 형태의 폴리펩타이드 (polypeptide) 물질이다. 다수의 선행 연구에서 다양한 식중독 세균에 대해서 우수한 항균작용을 하는 것으로 알려졌으며, 소스, 육가공, 빵류 등에 다양하게 사용되고 있으며 국내 천연첨가물로 허가되었다. 폴리리신의 아미노 그룹은 수용액 중에서 양전하를 나타내어 양이온 계면활성제로 작용하고, 미생물 세포막에 흡착되어 증식을 억제한다고 알려져있다. 그러나, 이 등 (Chan Lee, et al., Journal of food Hygiene and Safety Vol 24, No.3 (2009): 273-276)의 논문에 따르면 천연첨가물 니신(nisin), 폴리리신 등은 항균효능은 우수하지만, 맛, 냄새 등 관능적 문제로 실제 산업화에 사용은 한계가 있다고 나타나 있으며, 실제로 사용 농도가 높아질수록 쓴맛과 떫은맛이 증가하는 단점이 있다. 공개특허 10-2016-0082767에서는 라이신염산염의 쓴맛을 제거하기 위하여 글루타민산나트륨을 첨가하여 조미료를 제조하는 방법이 나타나있으나, 이는 본 연구에서 사용되는 항균소재인 폴리리신과는 그 특성이 다르며, 조미료 제조의 목적이 아니라 관능에 영향을 미치지 않는 항진균 조성물을 제조하는 측면에서 본 연구와 차별성이 있다. 이외에도 폴리리신의 단점을 보완하기 위해 다수의 연구를 진행하고 있으나, 아직까지 상기 단점을 보완한 연구결과가 없다.
글리세린은 무색의 점조성의 액상으로 30% 이상으로 과량 첨가 시 식품 또는 화장품에 방부작용이 있다고 알려져 있다.
효모추출물은 식품첨가물공전 천연첨가물 중 하나로, 효모세포의 성분인 아미노산 (amino acids), 펩타이드(peptides), 카보닐화합물 (carbohydrates) 및 염류인 수용성성분들로 이루어져 있고, 식용 효모내에 원래 존재하는 효소 또는 식품용 효소류의 첨가에 의해 폴리펩타이드 결합이 가수분해되어 만들어진다. 최근 인간 삶의 수준이 향상됨에 따라 천연으로서 다양한 기능성을 갖는 식품 소재가 개발되고 있으며, 효모추출물은 아미노산 및 폴리펩타이드 뿐만 아니라 뉴클레오타이드, 비타민, 유기산 및 미네랄을 포함하는 고급 조미료로 사용되고 있다. 실제로 효모추출물은 음식의 양념으로서 인스턴트 면류, 육가공류 및 조미료에 널리 사용되고 있으나, 효모추출물을 항진균 조성물에 응용한 사례는 전무하였다.
또한, 본 연구에서 항진균 조성물을 적용한 치즈류는 원유 또는 유가공품에 유산균, 응유효소, 유기산 등을 가하여 응고, 가열, 농축 등 공정을 거쳐 제조가공한 자연치즈와 이를 추가적으로 가공한 가공치즈가 있다.
자연치즈는 원유 또는 유가공품에 유산균, 응유효소, 유기산 등을 가하여 응고시킨 후 유청을 제거하여 제조하며, 가공치즈는 자연치즈를 원료로 하여 이에 유가공품, 혹은 식품첨가물을 가한 후 유화 또는 유화시키지 않고 가공한 것으로 자연치즈 유래 유고형분이 18% 이상인 것을 말한다.
또한, 치즈류는 단백질의 함량이 높고, 영양이 고농축 되어있어 세균과 효모, 곰팡이와 같은 미생물이 생육할 수 있는 고영양 배지라고 할 수 있다. 식품공전에는 치즈에 대해서 대장균, 대장균군, 살모넬라, 리스테리아 모노사이토제네스, 황색포도상구균, 클로스트리움 퍼프린젠스, 장출혈성대장균 관리규격이 있다. 치즈가 유통되는 과정에서 효모로 인한 팽창과 곰팡이로 인한 부패가 발생됨에 따라 소비자들의 안전을 위하여 치즈 보존 소재를 첨가할 필요성이 있다.
최근까지 치즈의 유통기한을 연장하는 여러 발명들이 있었다. 공개특허 제 10-2016-0096601호 '천연 항균 및 항진균 성분을 갖는 가공 치즈 및 제조 방법' 에서는 이미 항균 효능이 우수하다고 알려진 니신과 나타마이신을 이용한 특허가 있었다. 하지만, 나타마이신(natamycin)은 자연치즈 및 가공치즈 표면 외에는 사용할 수 없으며 니신은 가공치즈 외에는 사용하지 못한다는 단점이 있는 것으로 알려졌다.
따라서 본 연구는 글리세린을 포함하여 폴리리신의 항균력을 향상시키고, 효모추출물을 통하여 기존에 쓴맛이 문제가 되는 폴리리신의 관능을 개선한 천연 항진균 조성물에 관한 것이며, 이를 제조하여 다양한 식품에 적용하는 것을 목적으로 한다.
Chan Lee, et al., Journal of food Hygiene and Safety Vol 24, No.3 (2009): 273-276
본 발명에서는 종래 문제가 되어왔던 폴리리신의 쓴맛을 해결함과 동시에, 미생물 중 특히 진균류에 대한 우수한 항균효과를 가지는 천연 항진균용 조성물을 제조하고, 이를 통해 식품에 적용하여 저장성을 향상시키는 데 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하고자, 본 발명은 폴리리신은 조성물 총 중량에 대하여 1내지 10중량% 포함되며, 글리세린은 30내지 45중량% 효모추출물은 1내지 12중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 천연 항진균용 조성물을 제공한다.
항진균용 조성물은 곰팡이, 효모 외 식중독 균에 대해 항균효과를 나타낼 수 있으며, 아스퍼질러스 나이거 (Aspergillus niger ATCC 16404), 자이고사카로마이시스 룩시 (Zygossaccaromycese rouxii ATCC14680), 사카로마이시스 세레비시아 (Saccharomycese cerevisiae ATCC7754), 캔디다 알비칸스 (Candida albicans ATCC10231) 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 균주에 대한 항균 효과를 갖는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 식품에 적용하여 저장성을 향상시키는 예로 항진균용 조성물을 염수에 총 중량의 1내지 3중량% 1내지 10분 동안 처리하여 치즈 침지에 사용하는 방법을 제공한다. 이를 통해 치즈의 저장성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 천연 항진균용 조성물은 일정량의 효모추출물을 포함함에 따라 종래 문제가 되어왔던 폴리리신의 쓴맛을 해결함과 동시에 우수한 항진균 효능을 가지며, 다양한 식품에 저장성을 향상시킬 목적으로 적용할 수 있다.
본 발명은 폴리리신과 효모추출물을 포함하며, 폴리리신 1내지 10중량%, 효모추출물 1내지 10중량%, 글리세린이 30내지 45중량%, 정제수 20내지 40중량%를 혼합하여 제조하는 천연 항진균용 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 천연 항진균용 조성물은 글리세린을 통해 곰팡이, 효모 외 다양한 미생물에 대해서 폴리리신 단독효능 대비 2배 이상의 항균효능을 가지며, 종래에 문제가 되었던 폴리리신의 쓴맛을 효모추출물의 우마미 및 짠맛을 통해서 마스킹하여 해결하였다. 또한, 본 발명의 조성물은 식품에 적용하여 저장성을 향상시키는 데 그 목적이 있으며, 본 발명에서는 치즈 제조 시 침지처리에 사용하여 곰팡이를 억제함으로써 저장성 향상 효과를 기대하였다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 폴리리신과 글리세린, 효모추출물을 포함하는 항진균용 조성물은는 폴리리신 1내지 10중량%, 효모추출물 1내지 10중량%, 글리세린이 30내지 45중량%, 정제수 20내지 40중량%를 혼합하는 단계로 이루어 지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 조성물은 곰팡이와 효모에 대해 항균 효과를 갖는 것을 특징으로 하며, Aspergillus niger, Candida albicans, Saccharomycese cerevisiae, Exophiala sp. 로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 진균에 대해 항균력이 있는 것이 바람직하다. 특히 글리세린을 유효성분으로 포함하며 폴리리신 단독효능 대비 2배 이상의 항균효능을 가지며, 효모추출물을 통하여 종래에 문제가 되었던 폴리리신의 쓴맛을 해결하였다. 본 발명의 조성물은 식품에 적용하여 저장성을 향상시키는 데 그 목적이 있으며, 본 발명에서는 치즈 제조 시 침지처리에 사용하여 곰팡이를 억제함으로써 저장성 향상 효과를 기대하였다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시 예, 비교 예, 실험 예를 제시한다. 다만 하기 실시 예, 비교 예 및 실험 예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시되는 것일 뿐 본 발명이 하기 실시 예, 비교 예 및 실험 예로 한정되는 것은 아니다.
항진균용 조성물
폴리리신 5중량%, 효모추출물 10중량%, 글리세린 45중량%, 정제수 40중량% 를 비커에 상온에서 3분간 300rpm 으로 교반 및 여과(8㎛)하여 제조한다. 상기 조성물은 연한 노란 색상을 나타내며, 투명하게 나타나는 조성물로 제조할 수 있다.
실험 예 1. 항진균용 조성물의 항균력 평가
항진균용 조성물에 글리세린과 효모추출물의 포함유무가 항균력에 미치는 영향을 확인하기 위하여 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 비교 예와 실시 예를 제조하였다. 비교 예 1과 비교 예 2, 실시 예 1은 글리세린의 함량을 변경하며 글리세린의 함량이 항균력에 미치는 영향을 조사하였으며, 비교 예 3을 통해 글리세린 단독 항균효능을 확인하였다. 비교 예 4는 효모추출물을 제외하고 정제수를 추가하여 실시 예 1과 함께 효모추출물이 항균력에 미치는 영향을 파악하였다. 실험에 사용한 미생물은 곰팡이 1종과 효모 2종으로 Aspergillus niger ATCC16404와 Candida albicans ATCC 10231, Saccharomycese cerevisiae ATCC 7754를 사용하였다.
진균은 Potato dextrose broth (PDB, potato starch 4g, dextrose 20g, distilled water 1L) 배지로 30℃ 온도에서 24시간 동안 전 배양 후 104-5 CFU/ml (Colony Forming Unit/ml) 농도가 되도록 희석하여 종균을 준비하였다. 항균력 테스트에 사용한 액체배지는 PDB를 사용하여 배양하였다.
항균력 테스트는 실시 예에서 제조된 조성물을 4% 수용액으로 제조한 다음 최소생육저해농도 (MIC, Minimum inhibition Concentration)를 확인하였다. MIC 테스트는 broth micro-dilution 방법으로 진행하였으며,
CLSI method(formerly NCCLS method)에 따라 48시간 후 결과를 관찰하였으며 하기 표 2에 나타내었다.
| 구분 | 폴리리신 | 효모추출물 | 글리세린 | 정제수 |
| 비교 예 1 | 5 | 10 | 0 | 85 |
| 비교 예 2 | 5 | 10 | 20 | 65 |
| 비교 예 3 | 0 | 0 | 100 | 0 |
| 비교 예 4 | 5 | 0 | 45 | 50 |
| 실시 예 1 | 5 | 10 | 45 | 40 |
| 구분 | Aspergillus niger ATCC 16404 |
Candida albicans ATCC 10231 |
Saccharomycese cerevisiae ATCC 7754 |
| 비교 예 1 | 5,000 ppm | 800 ppm | 1,000 ppm |
| 비교 예 2 | 4,000 ppm | 500 ppm | 800 ppm |
| 비교 예 3 | >20,000 ppm | >20,000 ppm | >20,000 ppm |
| 비교 예 4 | 2,000 ppm | 400 ppm | 500 ppm |
| 실시 예 1 | 2,000 ppm | 400 ppm | 500 ppm |
글리세린 함량에 따른 항균력을 확인하기 위하여 표 1에 나타낸 바와 같이 비교 예 1, 비교 예 2, 실시 예 1을 제조하여 항균력을 평가하였으며, 추가적으로 비교 예 3을 통해 글리세린 단독 항균 효능을 확인하였다. 또한, 효모추출물이 항균력에 미치는 영향을 확인하기 위하여 효모추출물의 포함유무를 다르게 제조한 비교 예 4와 실시 예 1을 통해 두 조성물 간의 항균력을 비교하였다.
표 2의 결과 글리세린이 첨가된 비교 예 2와 실시 예 1은 글리세린이 포함되지 않은 비교 예 1 대비 항균력이 상승되며, 글리세린의 첨가가 항균력에 긍정적인 영향을 미치는 것을 확인하였다. 특히 글리세린이 45%로 고함량이 첨가된 실시 예 1에서 항균활성이 Aspergillus niger에 대해서 2,000ppm으로 가장 높은 항진균 활성을 나타내고 있으므로 글리세린의 함량이 증가할수록 항균력이 상승하는 것을 확인하였다. 또한, 항진균용 조성물에서 효모추출물이 항균력에 미치는 영향을 파악하기 위하여 실험한 비교 예 4와 실시 예 1의 결과를 비교하였을 때, 항균력 차이가 없었다. 따라서, 소량의 효모추출물 첨가는 항균 효능에 전혀 영향을 미치지 않는 것으로 파악되었다.
실험 예 2. 항진균용 조성물의 관능평가
항진균용 조성물에서 폴리리신에 의한 쓴맛을 확인하고 효모추출물의 우마미로 인한 짠맛이 폴리리신의 쓴맛 개선에 미치는 영향을 확인하기 위해서 패널 10명을 대상으로 관능조사를 하였다. 관능조사는 정제수에 효모추출물이 포함되지 않은 비교 예 4와 효모추출물이 포함된 실시 예 1의 조성물을 각각 1% 수용액으로 제조하여 관능을 평가하였다. 관능검사는 쓴맛과 짠맛에 대한 평가를 5점 척도로 표 3에 나타내어 효모추출물을 포함하였을 때 쓴맛에 대한 차이를 확인하였다.
| 구분 | 쓴맛 | 짠맛 |
| 비교 예 4 | 4 | 0 |
| 실시 예 1 | 1 | 4 |
표 3에서 실시 예 1은 비교 예 4와 비교하여 짠맛을 동반하지만 쓴맛을 중화시키는 것을 확인하였으며, 이는 효모추출물의 우마미가 짠맛으로 표현되면서 폴리리신의 쓴맛을 중화시키는 것을 의미하였다.
또한, 효모추출물이 폴리리신의 쓴맛을 중화하였지만, 표 2에서 나타낸 바와 같이 항균력에는 영향을 미치지 않았다.
실험 예 3. 치즈 적용 실험
폴리리신과 글리세린, 효모추출물이 포함된 항진균 조성물을 식품에 적용하여 저장성 향상효과를 확인하기 위해서 치즈에 적용하여 보존효과를 관찰하였다. 하기, 표 4의 조성물로 이루어진 자연치즈를 제조한 후, 표 5로 구성된 염수에 치즈를 침지한 후 보관하면서 치즈 저장성을 확인하였다.
| 구분 | 함량 (중량%) |
| 저지방 우유 | 1,500 ml |
| 식초 | 45 ml |
| 렌넷 | 0.8 ml |
| 끓여서 식힌 생수 | 5 ml |
치즈는 표 4의 재료와 함량에 따라 저지방 우유에 식초를 첨가하고, 가열하여 31℃가 되면 렌넷과 끓여서 식힌 물을 넣고 30초간 혼합한다. 그 후 5분간 정치시켜 커드를 생성시키고, 5분 후와 7분 후 각 커드를 작게 자른다. 3분간 유청과 분리되게 저으며 자른 다음 거름망에 거르고, 끓인물을 80℃ 상태에서 커드에 붓고 스트레칭 과정을 반복 진행한다. 마지막으로 물에 20중량% 정도의 정제염을 넣고 치즈를 1분간 침지하여 제조한다.
보존료가 처리되지 않은 치즈에 항진균 조성물의 직접적인 적용평가를 위하여 상기 실험 예 3의 배합으로 제조된 치즈를 20g씩 동량으로 소분하였다. 그 다음, 표 5에 나타낸 바와 같이 20% 염수에 항진균 조성물을 1-2중량% 첨가한 용액과 첨가하지 않은 단순 염수를 비교대상으로 제조하여 1분간 침지 후 1시간 건조하였다. 그 후 치즈에서 분리된 검은색 곰팡이 엑소피알라 종 (Exophiala sp.)을 101-2 CFU/ml로 표면에 접종한 후 밀봉하고, 26℃의 항온기에 보관하면서, 곰팡이 발생시점을 관찰하였다.
실시 예 2와 3은 글리세린이 포함되지 않은 항진균 조성물인 비교 예1을 염수에 1-2중량% 적용하였으며, 실시 예 4와 5는 글리세린이 45중량% 포함된 항진균 조성물인 실시 예 1을 염수에 1-2중량% 적용하였다.
| 구분 | 비교 예 1 | 실시 예 1 | 정제염 | 정제수 |
| 비교 예 5 | 0 | 0 | 20 | 80 |
| 실시 예 2 | 1 | 0 | 20 | 79 |
| 실시 예 3 | 2 | 0 | 20 | 78 |
| 실시 예 4 | 0 | 1 | 20 | 79 |
| 실시 예 5 | 0 | 2 | 20 | 78 |
| 시료 | 곰팡이 발생 시점 |
| 비교 예 5 | 3일 |
| 실시 예 2 | 4일 |
| 실시 예 3 | 5일 |
| 실시 예 4 | 8일 |
| 실시 예 5 | 9일 |
상기 표 5와 6에서 자연치즈에 비교 예 1과 실시 예 1을 적용한 결과, 폴리리신이 포함되지 않은 염수에만 치즈를 침지한 비교 예 5 대비 폴리리신이 포함된 비교 예1과 실시 예1을 첨가한 염수에 치즈를 침지한 실시 예 2-5에서 곰팡이 발생 시점이 지연되었으며 치즈의 보존성이 증가함을 확인하였다. 또한, 글리세린이 포함되지 않은 비교 예 1을 첨가한 염수에 침지한 치즈인 실시 예 2와 3 대비 글리세린이 포함된 실시 예1을 첨가한 염수에 침지한 치즈인 실시 예 4와 5에서 곰팡이 발생 시점이 지연된 결과를 통해 글리세린의 첨가가 치즈 보존성에 매우 긍정적인 영향을 미치는 것을 확인하였다.
따라서, 폴리리신과 글리세린을 모두 포함하는 실시 예1의 항균 효능이 가장 우수하였으며, 치즈의 보존성을 무처리대비 약 2배 이상 향상시켰다.
Claims (4)
- 식품의 저장성 향상에 효과를 갖는 항진균용 조성물로서,
상기 조성물은 진균류인 Aspergillus niger ATCC 16404 및 Candida albicans ATCC 10231에 대해 항균 효과를 갖고,
상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량에 대하여 폴리리신 5 내지 10중량%, 효모추출물 1 내지 10중량%, 글리세린 30 내지 45중량% 및 정제수 20 내지 40중량%를 포함하는 천연 항진균용 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기조성물은 폴리리신의 쓴맛이 감소된 천연 항진균용 조성물.
- 삭제
- 저장성 향상 효과를 갖는 식품으로서,
상기 식품의 총 중량에 대하여 제1항의 천연 항진균용 조성물 0.5~3 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 식품.
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Free format text: TRIAL NUMBER: 2019101003801; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20191119 Effective date: 20210127 |
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| GRNO | Decision to grant (after opposition) | ||
| GRNT | Written decision to grant |