커피 생산량은 2018년 기준 9천7백톤이 생산되었으며, 커피음료와 인스턴트 커피 생산 후 대부분이 부산물로 발생하고 있다. 국내에서도 매해 커피음료의 소비가 증가함에 따라 커피부산물이 증가하고 있으며 이를 활용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 김치에서 분리한 유용 미생물의 활성유지 분말 제형 제조를 위해 커피 부산물 추출물의 적용 가능성을 조사하였다. Leuconostoc mesenteroides WiKim32 대상으로 커피 부산물 추출물의 ...
커피 생산량은 2018년 기준 9천7백톤이 생산되었으며, 커피음료와 인스턴트 커피 생산 후 대부분이 부산물로 발생하고 있다. 국내에서도 매해 커피음료의 소비가 증가함에 따라 커피부산물이 증가하고 있으며 이를 활용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 김치에서 분리한 유용 미생물의 활성유지 분말 제형 제조를 위해 커피 부산물 추출물의 적용 가능성을 조사하였다. Leuconostoc mesenteroides WiKim32 대상으로 커피 부산물 추출물의 동결건조 및 보관과정에서 유산균 보호 가능성을 평가하였다. 그 결과 동결과 해동을 반복하는 가속실험에서 다른 유산균 대비 가장 높은 78.1%의 활성을 유지하였다. 커피 부산물 추출물 첨가 농도에 따른 생존율을 살펴 본 결과 농도가 5%까지 높아 짐에 따라 생존율도 높아지는 경향을 나타냈으며, 그 이상의 농도에서는 생존율이 감소하였다. 이는 커피 부산물 추출물에 존재하는 항산화물질의 영향에 기인하는 것으로 사료되며, 이를 확인하고자 추출물에 존재하는 항산화물질을 농도별도 처리하여 그 영향을 살펴보았다. 그 결과 추출물에 존재하는 caffeine, chlorogenic acid와 caffeic acid의 소량 첨가 시 대조군 대비 높은 생존율을 보였으나, 일정 수준 이상의 농도(5%)에서는 생존율이 급격히 감소함을 확인하였다. 또한 추출물에 존재하는 당 함량이 생존율에 미치는 영향을 검증하기 위해 0.25-10% 커피 부산물 추출물 상당량의 arabinose, mannose와 galactose를 단일로 처리하여 결과를 관찰하였다. 유산균의 생존율은 농도의존적으로 증가하는 경향을 보였으며, 특히 mannose 처리 시 낮은 농도에서도 비교적 높은 생존율이 확인되었다(41.1-48.5%). 커피 부산물 추출물과 실제 널리 사용되고 있는 기존의 동결보호소재와의 장기 저장 시 보호능을 비교하였다. 동결건조 후 장기 저장(56일) 시 커피 부산물 추출물을 첨가한 실험군에서 48.7%의 생존율을 나타내었고, 이는 상업적으로 사용되는 maltodextrin (48.6%), trehalose (48.1%), skim milk (47.5%)와 glycerol (29.6%)의 생존율 보다 높거나 유사한 수준이었다. 본 연구에서 확인된 동결 보호 및 저장 안정성 증진 효과를 근거로 판단해보면, 커피 부산물 추출물은 현재 사용되고 있는 고가의 동결보호제를 대체할 수 있을 것으로 기대된다.
커피 생산량은 2018년 기준 9천7백톤이 생산되었으며, 커피음료와 인스턴트 커피 생산 후 대부분이 부산물로 발생하고 있다. 국내에서도 매해 커피음료의 소비가 증가함에 따라 커피부산물이 증가하고 있으며 이를 활용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 김치에서 분리한 유용 미생물의 활성유지 분말 제형 제조를 위해 커피 부산물 추출물의 적용 가능성을 조사하였다. Leuconostoc mesenteroides WiKim32 대상으로 커피 부산물 추출물의 동결건조 및 보관과정에서 유산균 보호 가능성을 평가하였다. 그 결과 동결과 해동을 반복하는 가속실험에서 다른 유산균 대비 가장 높은 78.1%의 활성을 유지하였다. 커피 부산물 추출물 첨가 농도에 따른 생존율을 살펴 본 결과 농도가 5%까지 높아 짐에 따라 생존율도 높아지는 경향을 나타냈으며, 그 이상의 농도에서는 생존율이 감소하였다. 이는 커피 부산물 추출물에 존재하는 항산화물질의 영향에 기인하는 것으로 사료되며, 이를 확인하고자 추출물에 존재하는 항산화물질을 농도별도 처리하여 그 영향을 살펴보았다. 그 결과 추출물에 존재하는 caffeine, chlorogenic acid와 caffeic acid의 소량 첨가 시 대조군 대비 높은 생존율을 보였으나, 일정 수준 이상의 농도(5%)에서는 생존율이 급격히 감소함을 확인하였다. 또한 추출물에 존재하는 당 함량이 생존율에 미치는 영향을 검증하기 위해 0.25-10% 커피 부산물 추출물 상당량의 arabinose, mannose와 galactose를 단일로 처리하여 결과를 관찰하였다. 유산균의 생존율은 농도의존적으로 증가하는 경향을 보였으며, 특히 mannose 처리 시 낮은 농도에서도 비교적 높은 생존율이 확인되었다(41.1-48.5%). 커피 부산물 추출물과 실제 널리 사용되고 있는 기존의 동결보호소재와의 장기 저장 시 보호능을 비교하였다. 동결건조 후 장기 저장(56일) 시 커피 부산물 추출물을 첨가한 실험군에서 48.7%의 생존율을 나타내었고, 이는 상업적으로 사용되는 maltodextrin (48.6%), trehalose (48.1%), skim milk (47.5%)와 glycerol (29.6%)의 생존율 보다 높거나 유사한 수준이었다. 본 연구에서 확인된 동결 보호 및 저장 안정성 증진 효과를 근거로 판단해보면, 커피 부산물 추출물은 현재 사용되고 있는 고가의 동결보호제를 대체할 수 있을 것으로 기대된다.
The present work describes the feasibility of coffee residue extracts (CRE) as cryoprotective agents in the storage stability of freeze-dried lactic acid bacteria. CRE were extracted from the coffee residue, produced after coffee extraction for coffee powder and instant coffee preparation, by autocl...
The present work describes the feasibility of coffee residue extracts (CRE) as cryoprotective agents in the storage stability of freeze-dried lactic acid bacteria. CRE were extracted from the coffee residue, produced after coffee extraction for coffee powder and instant coffee preparation, by autoclave equipment. Leuconostoc mesenteroides WiKim32 was selected to evaluate the ability of CRE to protect bacteria during freeze-dried storage. The storage stability of freeze-dried Leu. mesenteroides WiKim32 with CRE was comparable to those with commercial cryoprotective agents. CRE contributed to storage stability immediately after freeze-drying process (61.2%) and subsequent storage (48.7%). The protective effect derived from CRE is related to carbohydrates including arabinose, galactose and mannose and phenolic compounds such as chlorogenic acid (CGA) and caffeic acid (CA). Phenolic compounds could protect LAB cells more effectively than carbohydrates. The highest cell viability was observed with mannose, followed by CA and CGA, with cell viabilities of 48.5%, 39.5% and 33.2%, respectively. CRE are feasible materials, which can reduce the storage and distribution costs compared to commercial agents, i.e., maltodextrin and skim milk, currently available.
The present work describes the feasibility of coffee residue extracts (CRE) as cryoprotective agents in the storage stability of freeze-dried lactic acid bacteria. CRE were extracted from the coffee residue, produced after coffee extraction for coffee powder and instant coffee preparation, by autoclave equipment. Leuconostoc mesenteroides WiKim32 was selected to evaluate the ability of CRE to protect bacteria during freeze-dried storage. The storage stability of freeze-dried Leu. mesenteroides WiKim32 with CRE was comparable to those with commercial cryoprotective agents. CRE contributed to storage stability immediately after freeze-drying process (61.2%) and subsequent storage (48.7%). The protective effect derived from CRE is related to carbohydrates including arabinose, galactose and mannose and phenolic compounds such as chlorogenic acid (CGA) and caffeic acid (CA). Phenolic compounds could protect LAB cells more effectively than carbohydrates. The highest cell viability was observed with mannose, followed by CA and CGA, with cell viabilities of 48.5%, 39.5% and 33.2%, respectively. CRE are feasible materials, which can reduce the storage and distribution costs compared to commercial agents, i.e., maltodextrin and skim milk, currently available.
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