| 초록 |
3. 기술개발 결과요약 최종목표 인체 내 수지상 세포의 Dectin-2 receptor와 Toll like receptor에 대해 활성을 갖는 버섯 유래 다당체와 유산균을 활용한 면역 기능 강화 영⋅유아용 제품 개발 개발내용 및 결과 가. α-mannan 함유 다당체 및 유산균 시작품 생산 (1) 유가식 배양을 통한 Lactobacillus plantarum KKY-135 균체 생산 ◦ 배양시간 : 15시간 ◦ OD<sub>600nm</sub> : 41.1 ◦ 균체수 : 1.6 ☓ 10<sup>10</sup> cfu/mL (2) 유가식 배양을 통한 Tremella fuciformis TFCUV5 균사체 유래 α-mannan 함유 다당체 생산 ◦ 생산량 : 8.1 g/L ◦ 시작품 제작 : 6.0 kg 나. 유산균 사균체 생산 공정 기술 개발 (1) 최적 배양 조건 ◦ 배양시간 : 18시간 ◦ 배양조건 : 미세 혐기교반 조건 ◦ 최적 균체성장 온도 : 37℃ ◦ 최적 균체성장 탄소원 : Glucose 3% (w/v) ◦ 최적 균체성장 질소원 : Yeast extract 3% (w/v) ◦ 모든 무기염류를 첨가한 탄소원과 질소원이 최적화된 MRS 배지를 성장 최적화에 이용 ◦ 최적 성장 pH : 6.0 (2) 발효조를 이용한 유가식 배양 결과 최대 균체 생산량 ◦ 균체 수 : 1.5 ☓ 10<sup>10</sup> cfu/mL (배양 15시간, 균체수 분석성적서) 다. 버섯 균사체 유래 α-mannan 함유 다당체 생산 공정 기술 개발 (1) 버섯 균사체 유래 α-mannan 함유 다당체 특성 분석 ◦ 평균 분자량 : 1.80 × 10<sup>6</sup> (±0.721%) Da ◦ 총 당 함량 : 49.1 % (w/w) (2) 생산 공정 최적화 ◦ 최적 교반속도 : 300 rpm ◦ 최적 공기주입량 : 1.0 vvm ◦ Tremella fuciformis TFCUV5 균사체 1톤 배양을 통한 Tremella fuciformis TFCUV5 균사체 유래 α-mannan 함유 다당체의 생산량은 배양 96시간에 8.12 g/L로 확인 (입회보고서) 라. 사균체 제조공정 기술 개발 (1) Lab 및 Pilot Scale ◦ 최적 열처리 조건 : 80℃, 90분 ◦ 분무건조를 이용한 유산균의 사균화 최적조건 : 주입부 온도 140℃, 시료증발관 온도 110℃, 시료 주입속도 7mL/min일 때 74.7%의 수율로 100% 사균화 가능 (2) Spray dryer를 이용한 사균화 조건 확립 ◦ 최적 열처리 조건 : 100℃, 60분간 ◦ 최적 분무건조 조건 : 샘플 슬러지 함량 40 Brix, 샘플 온도 65 ~ 70℃, 입구 온도 180 ~ 200℃, Feeding speed 12Hz, 출구 온도 90 ~ 98℃로 확인 마. α-mannan 함유 다당체를 이용한 최적 유산균 코팅 기술 확보 (1) α-mannan 함유 다당체 최적 코팅농도 : 0.5 g/L (2) 코팅여부 확인 : 주사전자현미경 검토 완료 (3) 저온에서 3개월 생존율 : 약 66.7% (균체수 분석성적서) 바. α-mannan 함유 다당체 및 유산균을 이용한 이중 면역 효능 분석 (1) 효능 분석 : Phagocytosis 활성, NO 분비량, Pro-inflammatory cytokiens 분비량, NK 활성, LP-BM5 유전자복제억제능 등 (2) 모든 실험에서 대조군에 비해 사균, 다당체, 사균+다당체 혼합물을 처리한 군에서 면역증가 효과 확인 (3) 단일 물에 비해 사균과 다당체 혼합물 처리군 처리군에서 시너지 효과를 확인 사. α-mannan 함유 유산균 제품화 기술 개발 (1) 표준작업절차서 (SOP) 정립 (2) 품목제조보고 5건 ◦ 시작품 3종 : 청담은 유산균 LP, 청담은 열처리유산균 LP, 청담은 흰목이 다당체 ◦ 시제품 2종 : 청담은 흰목이 다당체 복합 유산균 LP, 청담은 흰목이 다당체 복합 열처리유산균 LP (3) 시제품 2종 자가품질검사 : 적합 (4) 신기술 인증 : 신청 완료 (2020년 3회차) 기술개발배경 ◦ 질환에 대한 위험성으로 면역력을 강화시킬 수 있는 식품 및 건강기능식품에 대한 관심도 증가 ◦ 면역력에 취약한 영⋅유아 및 아동 계층의 면역력 강화를 위해 유산균 제품의 섭취를 선호함 ◦ 면역체계가 정상적으로 조절되지 못하고 불균형을 이루게 되면 체내 사이토카인의 불균형, T/B 세포의 증식 불균형, 항상화 영양소의 고갈 등의 원인으로 면역 조절에 장애가 발생하여 염증성 물질 분비가 증가하여 세포와 조직 손상이 나타나 병원체 유입에 대처하지 못해 염증이 심각하게 나타남 ◦ 일반적으로 담자균 (버섯) 의 자실체나 균사체에 함유되어 있는 β-1,3-Glucan은 그 생육·재배 조건에 따라 포함되는 β-1,3-Glucan의 함량이나 분자량 등이 크게 차이가 있어 추출 결과로서 얻어지는 β-1,3-Glucan의 경우 고분자체와 저분자체가 혼재하는 등 품질이 일정하지 않아 실용화하기 어려운 단점을 지님 ◦ 다양한 버섯 유래의 소재들이 많은 산업 분야에 응용되고 있으며 대표적으로는 상황버섯, 아가리쿠스, 동충하초, 영지 버섯, 표고 버섯 등이 응용되고 있음. 그러나, 이들 버섯 유래의 물질들은 대부분 자실체 추출물로서 소량 응용되고 있는 것이 현실이었으며 최근 치마버섯의 균사체로부터 얻어진 다당체로부터 화장품으로 응용 되기 시작하였음. 또한, 범용적인 소재로서 효모 유래의 베타 글루칸은 널리 알려진 물질이나 화장품의 응용에는 물질 자체의 난용성과 일부 다국적 회사에서 개발된 수용성 유도체를 직접 제품에 적용하기에는 가격적인 문제점을 가지고 있음 핵심기술개발의 의의 ◦ 기존 프로바이오틱스 제품과는 차별화된 기능성 다당류와 유산균과의 시너지 효과로 이중으로 면역효과의 강화를 기대하는 새로운 컨셉의 제품 개발 ◦ 유산균의 생존율을 증진시키는 캡슐 소재로 면역력 증진 소재를 활용함으로서 단순하게 유산균의 생존율만 높이는 부분에 국한되지 않고, 유산균의 면역력 증진 효과를 극대화 할 수 있는 제품 및 기술의 개발 ◦ 전 세계적으로 이슈가 되고 있는 질환 및 건강에 대한 관심을 반영한 면역 강화 제품 개발 적용분야 ◦ 생균 뿐만 아니라 사균 분말에 대한 적용성 및 제품 개발로 레토르트 설비의 고온살균 및 조리 기술과의 복합 적용이 가능하며, 관능적으로도 뛰어난 제품 개발 가능 ◦ 식품 첨가물로서 어느 식품에도 후첨 형태로 첨가하여 취식할 수 있어 다양한 용도로 활용 및 적용 가능 (출처 : 요약 5p) |
