프로바이오틱스 기능성 강화, 고압균질기·원심분리기가 핵심인 이유
‘마이크로바이옴(Microbiome)’은 미생물(Microbe)과 생물군계(Biome)의 합성어로, 우리 몸속에 존재하는 미생물 생태계를 의미합니다. 이 분야가 주목받으면서 유산균 시장, 더 나아가 유익균=바이오틱스 시장 역시 빠르게 성장하고 있습니다.
하지만 유산균을 포함한 유익균이 실제 건강 효과를 발휘하려면, 하루 10⁸~10¹⁰ CFU(Colony Forming Units) 수준의 균이 장까지 도달해야 합니다. 문제는 배양부터 가공, 유통, 섭취에 이르는 전 과정에서 균의 생존율과 기능성이 급격히 떨어질 수 있다는 점입니다.
㈜씨엔지유니티가 제안하는 고압균질기(HPH, High Pressure Homogenizer)와 원심분리기(Centrifuge)의 공정 솔루션을 통해 제품 경쟁력을 늘려보시겠어요?
바이오틱스-유익균의 종류
유산균과 바이오틱스는 완전히 같은 개념은 아니지만, 유산균 가운데 건강상 이익이 과학적으로 입증된 일부는 프로바이오틱스로 인정되기 때문에 두 범주는 부분적으로 겹치고, 일상 생활에서는 혼용해 사용하고 있습니다.
프로바이오틱스 – 살아있는 유익균
프로바이오틱스는 적절한 양을 섭취했을 때 숙주에게 건강상의 이득을 주는 살아있는 미생물을 의미합니다. 대표적으로 Lactobacillus, Bifidobacterium 계열 유산균이 쓰이며, 특히 Lactobacillus acidophilus는 요구르트·치즈 등 유제품에 널리 활용되고, 생리·생화학·발효 특성이 잘 연구된 핵심 균주입니다.
이들 유산균은 장내 유익균 수를 늘리고, 소화 기능과 장 면역을 돕습니다. 단, 위산·담즙을 통과해 장까지 도달해야만 효과를 낼 수 있습니다. 이러한 프로바이오틱스의 기능을 향상시키기 위한 방법으로 고압 균질화(HPH) 기술이 주목받고 있는데, 이는 프로바이오틱스 균주의 생존율을 높이고 전반적인 기능을 개선하는 것으로 입증되었습니다.
프리바이오틱스 – 유산균의 먹이
프리바이오틱스는 프로바이오틱스의 먹이가 되는 물질로 주로 식이섬유에 해당하며, 프로바이오틱스가 장에 잘 정착할 수 있도록 돕는 역할을 합니다. 유익균이 장내에서 정착하고 증식할 수 있는 환경을 만들고, 장 운동성 개선과 노폐물 배출에도 도움을 줍니다.
신바이오틱스=프로바이오틱스+프리바이오틱스
신바이오틱스(Synbiotics)는 프로바이오틱스(살아있는 유익균)와 프리바이오틱스(유익균의 먹이)가 함께 포함된 것을 의미합니다. 상호 보완적이면서 시너지 효과를 내어 건강에 도움을 줄 수 있습니다.
포스트바이오틱스 – 사균체와 대사산물
포스트바이오틱스는 숙주의 건강에 유익한, 살아 있지 않은 미생물 또는 그 구성 성분을 포함하는 제제로 정의됩니다.. 즉, 열·압력 등으로 사멸된 유산균(사균체), 유산균이 발효 과정에서 만들어낸 유기산, 펩타이드, 단쇄지방산(SCFA), 세포벽·세포막 조각 등의 대사산물이 모두 포스트바이오틱스 범주에 들어갑니다.
포스트바이오틱스는 장 점막 보호, 면역 조절, 항염·항산화, 지질·콜레스테롤 대사 조절 등에서 프로바이오틱스와 유사한 효능을 보이면서, 살아있는 균이 아니기 때문에 안전성과 안정성이 높다는 장점이 있습니다.
파라바이오틱스
생균체를 불활성화하여 성장 상태가 정지된 프로바이오틱스의 사균체입니다. 포스트바이오틱스와 다르게 대사산물을 포함하지 않는 순수 사균체만을 지칭합니다. 때문에 균체 성분에 집중해 특정 기능에 초점을 맞출 때 효율적입니다.
바이오틱스의 효과를 높이는 공정
프로바이오틱스(균), 프리바이오틱스(먹이), 포스트바이오틱스(사균·대사산물)는 결국 어떤 균을 어떤 공정으로, 어떤 형태로 전달할 것인가라는 기술 문제로 나아갑니다. 이 과정에서 고압균질기와 원심분리기는 균을 어떻게 다루고, 어떤 상태로 꺼내올 것인가를 결정하는 핵심 장비가 됩니다.
바이오틱스 공정에서 고압균질기 적용 효과
[출처 2021 May 28 Effects of Sub-Lethal High Pressure Homogenization Treatment on the Adhesion Mechanisms and Stress Response Genes in Lactobacillus acidophilus 08 Giacomo Braschi]
고압균질을 적용해 프로바이오틱스를 강화
균질화 과정에서의 전단 응력(shear stress은 우유 지방구를 미세화하고, 카제인 미셀(casein micelle)을 더 작은 입자로 분해하며, 이러한 변화는 프로바이오틱 박테리아가 성장하고 생존하기 좋은 환경을 조성합니다.
고압균질기로 포스트바이오틱스 생산
포스트바이오틱스 제작을 위해 유산균을 비활성화시키는 과정에서도 고압균질기를 사용할 수 있습니다.
포스트 바이오틱스 제조 공정
포스트 바이오틱스의 제조 공정 중에서 세포를 비활성화하는 방법은 다양합니다. 세포 파쇄와 추출을 위해 고압균질기와 원심분리기가 사용됩니다.
[출처: 포스트바이오틱스(Postbiotics): 신규 기능성 미생물 소재의 개발. 이영경, 한국식품연구원 전통식품연구단]
포스트 바이오틱스의 제조 공정 중에서 세포를 비활성화하는 방법은 다양합니다. 세포 파쇄와 추출을 위해 고압균질기와 원심분리기가 사용됩니다.
그 과정에서 씨엔지유니티가 공정을 추천드립니다.
고압균질기
프로바이오틱스: 비치사 조건으로 처리해 장내 부착력·내산성 등 기능 강화
포스트바이오틱스: 사균화 조건으로 처리해 대사산물·세포성분 방출
BERTOLI 고압분산기
l 최대 2000 bar의 고압 처리 미세 입자화 및 균질화를 극대화합니다.
l 2 Stage 분산부 설치 다양한 실험 디자인에 맞춰 조정 가능합니다.
l 다양한 분산부, Cone Passage head, Margherita Passage Head 등 차별화된 균질 성능을 제공합니다.
l 빠르고 쉬운 조립 및 해체 시료 접촉 부분을 최소화하여 효율성을 극대화합니다.
l Pilot scale부터 생산 scale까지 손쉬운 capacity 증가 설계 가능
원심분리
균체 회수 혹은 사균체·대사산물 분리·정제
Macfuge 원심분리기
높은 원심 가속력으로 액체 정제 및 초미세 입자 제거 효율을 극대화합니다.
2상/3상 분리 기능으로 서로 다른 밀도의 액체를 분별하며 고형물을 동시에 제거합니다.
자동 세정 시스템(CIP) 적용으로 공정 조건에 맞춘 세정이 가능하며 유지보수 효율을 높입니다.
소형 장치부터 대규모 생산라인까지 적용 가능한 확장형 설계로 모든 재질 제작이 가능합니다.
사용자 친화적 구조로 분리·조립이 간편하며 세척과 관리가 용이합니다.
이처럼 유산균 및 유익균 제조 공정에 필요한 장비 솔루션이 필요하시다면 (주)씨엔지유니티에 연락주세요.
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