본 연구는 홍국균(Monasucs)을 이용한 기능성 식품 개발에 있어 각 발효 기질에 따라 차이를 보이는 균주의 특성을 연구하고 이를 바탕으로 쌀, 콩 등의 발효 기질 별 적합한 균주를 탐색하여 발효조건을 최적화 하고 홍국균을 라이조푸스(Rhizopus oligosporus) 템페 발효 균주와 혼합 발효하여 기능성 식품을 생산하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구를 위해 citrinin을 거의 생산하지 않으면서 monacolin K는 과량 생산하는 균주의 분리 및 선발을 위한 ...
본 연구는 홍국균(Monasucs)을 이용한 기능성 식품 개발에 있어 각 발효 기질에 따라 차이를 보이는 균주의 특성을 연구하고 이를 바탕으로 쌀, 콩 등의 발효 기질 별 적합한 균주를 탐색하여 발효조건을 최적화 하고 홍국균을 라이조푸스(Rhizopus oligosporus) 템페 발효 균주와 혼합 발효하여 기능성 식품을 생산하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구를 위해 citrinin을 거의 생산하지 않으면서 monacolin K는 과량 생산하는 균주의 분리 및 선발을 위한 홍국 발효 식품의 수집이 이루어 졌으며, 제품 내 monacolin K 함량 및 citrinin 함량을 HPLC를 이용하여 정량 하였고 그 결과 국산 제품은 총 monacolin K 함량이 최고 1030.01±1.15mg/kg으로 검출되었으며 citrinin은 최고 112.27±16.9㎍/kg 으로 나타났다. 중국 제품의 경우 총 monacolin K는 최고 7291.70±2.11mg/kg, citrinin은 320.25±31.2㎍/kg 으로 검출 되었다. 균주의 분리는 제품에서 직접 이루어졌으며 C배지 또는 PDA배지에 3-5일간 배양 후 계대 배양을 반복하여 순수분리 하였다. 각 제품에서 분리된 17가지 균주와 공시 균주 5가지, 그리고 돌연변이 1 균주를 쌀, 콩, YES 그리고 MK배지에서 배양하였다. MK 액체 배지에서의 monacolin K는 최저 15.79 mg/L에서 최고 20.05 mg/L로 생산되었고 citrinin은 ~255 ㎍/L 까지 생산되었다. 또한 YES 배지에서는 monacolin K와 citrinin의 함량이 각각 1.27~2.69 mg/L 와, ~507.4 ㎍/L 로 나타났고 쌀을 기질로 하였을 때는, ~775.61mg/kg 과, ~9.7mg/kg으로 검출되었으며 콩을 기질로 하였을 때는 각각 ~1002.36mg/kg 과, ~1.93 mg/kg으로 검출되었다. 이렇듯 기질에 따라 균주 별로 monacolin K와 citrinin 함량이 다르게 생산되었기 때문에 어느 기질을 발효의 주 기질로 사용하느냐에 따라 적합한 균주의 선정이 매우 중요하다고 여겨진다. 위 결과들을 바탕으로 선정된 균주를 이용하여 대두에서의 Monascus와 Rhizopus의 혼합 발효를 위해 두 균주 간의 발효 조건의 차이를 극복하기 위한 실험을 하였으며 그 결과 두 균주의 성장 온도의 차이와, 성장 속도의 차이로 인해 동시에 접종을 하여 혼합 발효하는 것은 불가능 하다는 결론을 얻었고, 접종 시기에 시간 차이를 두고 시도하였다. 우선 발효 시간이 오래 걸리는 Monascus를 5mL PDB에 3일간 30℃에서 200 rpm으로 미리 배양한 것을 전액 증자된 대두 200g 에 접종하고 20일간 30℃에서 발효시킨 뒤에 증자된 대두 30%(w/w)를 첨가하고 0.4% glucose 가 함유된 Rhizopus oligosporus의 포자액(10^(7) CFU/mL)을 3mL 접종하여 36℃로 옮겨 배양하였다. 그 결과 Rhizopus의 균사가 잘 형성 되었으며 Monascus의 대사산물에 의해 성장이 저해 될 것이라는 예상과는 달리 우선 배양 시킨 Monascus로 인한 기질의 영양분의 소진으로 인해 Rhizopus가 잘 자라지 못한다는 결론을 얻었다. 따라서 혼합 발효를 하기 위해서는 후에 Rhizopus를 위한 기질의 첨가가 필수적이며 더 나아가 다른 곡물이나 기타 성분의 첨가도 풍미나 질감 등의 향상에 도움을 줄 것이라고 여겨진다.
본 연구는 홍국균(Monasucs)을 이용한 기능성 식품 개발에 있어 각 발효 기질에 따라 차이를 보이는 균주의 특성을 연구하고 이를 바탕으로 쌀, 콩 등의 발효 기질 별 적합한 균주를 탐색하여 발효조건을 최적화 하고 홍국균을 라이조푸스(Rhizopus oligosporus) 템페 발효 균주와 혼합 발효하여 기능성 식품을 생산하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구를 위해 citrinin을 거의 생산하지 않으면서 monacolin K는 과량 생산하는 균주의 분리 및 선발을 위한 홍국 발효 식품의 수집이 이루어 졌으며, 제품 내 monacolin K 함량 및 citrinin 함량을 HPLC를 이용하여 정량 하였고 그 결과 국산 제품은 총 monacolin K 함량이 최고 1030.01±1.15mg/kg으로 검출되었으며 citrinin은 최고 112.27±16.9㎍/kg 으로 나타났다. 중국 제품의 경우 총 monacolin K는 최고 7291.70±2.11mg/kg, citrinin은 320.25±31.2㎍/kg 으로 검출 되었다. 균주의 분리는 제품에서 직접 이루어졌으며 C배지 또는 PDA배지에 3-5일간 배양 후 계대 배양을 반복하여 순수분리 하였다. 각 제품에서 분리된 17가지 균주와 공시 균주 5가지, 그리고 돌연변이 1 균주를 쌀, 콩, YES 그리고 MK배지에서 배양하였다. MK 액체 배지에서의 monacolin K는 최저 15.79 mg/L에서 최고 20.05 mg/L로 생산되었고 citrinin은 ~255 ㎍/L 까지 생산되었다. 또한 YES 배지에서는 monacolin K와 citrinin의 함량이 각각 1.27~2.69 mg/L 와, ~507.4 ㎍/L 로 나타났고 쌀을 기질로 하였을 때는, ~775.61mg/kg 과, ~9.7mg/kg으로 검출되었으며 콩을 기질로 하였을 때는 각각 ~1002.36mg/kg 과, ~1.93 mg/kg으로 검출되었다. 이렇듯 기질에 따라 균주 별로 monacolin K와 citrinin 함량이 다르게 생산되었기 때문에 어느 기질을 발효의 주 기질로 사용하느냐에 따라 적합한 균주의 선정이 매우 중요하다고 여겨진다. 위 결과들을 바탕으로 선정된 균주를 이용하여 대두에서의 Monascus와 Rhizopus의 혼합 발효를 위해 두 균주 간의 발효 조건의 차이를 극복하기 위한 실험을 하였으며 그 결과 두 균주의 성장 온도의 차이와, 성장 속도의 차이로 인해 동시에 접종을 하여 혼합 발효하는 것은 불가능 하다는 결론을 얻었고, 접종 시기에 시간 차이를 두고 시도하였다. 우선 발효 시간이 오래 걸리는 Monascus를 5mL PDB에 3일간 30℃에서 200 rpm으로 미리 배양한 것을 전액 증자된 대두 200g 에 접종하고 20일간 30℃에서 발효시킨 뒤에 증자된 대두 30%(w/w)를 첨가하고 0.4% glucose 가 함유된 Rhizopus oligosporus의 포자액(10^(7) CFU/mL)을 3mL 접종하여 36℃로 옮겨 배양하였다. 그 결과 Rhizopus의 균사가 잘 형성 되었으며 Monascus의 대사산물에 의해 성장이 저해 될 것이라는 예상과는 달리 우선 배양 시킨 Monascus로 인한 기질의 영양분의 소진으로 인해 Rhizopus가 잘 자라지 못한다는 결론을 얻었다. 따라서 혼합 발효를 하기 위해서는 후에 Rhizopus를 위한 기질의 첨가가 필수적이며 더 나아가 다른 곡물이나 기타 성분의 첨가도 풍미나 질감 등의 향상에 도움을 줄 것이라고 여겨진다.
Recently, Monascus is drawing many attentions from academia and industry because of its ability to produce bioactive compounds such as monacolin K and γ-butyric acid (GABA), etc. It also produces nephrotoxic and hepatptoxic citrinin, which concerns its application for commercial food production. To ...
Recently, Monascus is drawing many attentions from academia and industry because of its ability to produce bioactive compounds such as monacolin K and γ-butyric acid (GABA), etc. It also produces nephrotoxic and hepatptoxic citrinin, which concerns its application for commercial food production. To screen for the strains suitable for industrial production of functional foods, we isolated 17 Monacus sp. from various Monascus fermentation products and compared their productivity of monacolin K and citrinin on various media. Isolated starins produced different levels of monacolin K and citrinin on different media: 15.79~20.05 mg/L of monacolin K and ~255 ㎍/L of citrinin in submerged culture of monacolin K producing media, 1.27~2.69 mg/L and ~507.4 ㎍/L in YES medium, ~0.78 g/kg and ~9.7mg/kg in Monascus red rice products prepared with isolated strains, and ~1125.28 mg/kg and ~4.2 mg/kg on soy bean based media. In addition, the producibility of monacolin K and citrinin by each strain was dependent on media, suggesting that a strain for a certain application should be screened using the similar culture conditions of an application. To develop high functional soybean food, the strain F was used and it was cocultured with Rhizopus oligosporus and make tempeh. And monacolin K contents of the tempeh was 212 mg/kg. The contents of monacolin K is not enough to KFDA standard, but more addition of substrates like carbon or nitrogen sources, productivity of monacolin K could be increase. And adding other grains could make better flavor and textures.
Recently, Monascus is drawing many attentions from academia and industry because of its ability to produce bioactive compounds such as monacolin K and γ-butyric acid (GABA), etc. It also produces nephrotoxic and hepatptoxic citrinin, which concerns its application for commercial food production. To screen for the strains suitable for industrial production of functional foods, we isolated 17 Monacus sp. from various Monascus fermentation products and compared their productivity of monacolin K and citrinin on various media. Isolated starins produced different levels of monacolin K and citrinin on different media: 15.79~20.05 mg/L of monacolin K and ~255 ㎍/L of citrinin in submerged culture of monacolin K producing media, 1.27~2.69 mg/L and ~507.4 ㎍/L in YES medium, ~0.78 g/kg and ~9.7mg/kg in Monascus red rice products prepared with isolated strains, and ~1125.28 mg/kg and ~4.2 mg/kg on soy bean based media. In addition, the producibility of monacolin K and citrinin by each strain was dependent on media, suggesting that a strain for a certain application should be screened using the similar culture conditions of an application. To develop high functional soybean food, the strain F was used and it was cocultured with Rhizopus oligosporus and make tempeh. And monacolin K contents of the tempeh was 212 mg/kg. The contents of monacolin K is not enough to KFDA standard, but more addition of substrates like carbon or nitrogen sources, productivity of monacolin K could be increase. And adding other grains could make better flavor and textures.
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