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문제 정의
- 또한, 최근에는 된장의 분말화, 저염 장류의 제조와 안정성, 영양가와 기능성의 강화 등으로 연구가 활발히 진행되고 있으나(202D, 인삼 농축액을 혼합하여 숙성중의 변화와 생리 기능성을 검토한 결과는 거의 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 새로운 기능성을 가지는 전통 발효 된장의 산업적 생산에 응용하고자 된장 제조시 인삼 농축액을 일정 비율로 첨가하여 된장 숙성 중의 미생물의 변화, 각종 효소 활성, tyrosinase 저해 활성, ACE 저해활성 및 항돌연변이 활성 등 각종 기능성을 조사하였다.
제안 방법
- 각각 제조한 된장의 배합은 Table 1과 같이 5개의 시험 구로 하여 각각의 메주에 소금 300 g을 첨가하여염 농도가 15 ±1% 되도록 조절하였고 수분 함량은 55 ± 1% 되도록 조절하여 항온 배양기(20 ± 1℃)에서 60일간 숙성시켰다.
- 된장 시료 20 g에 증류수를 100 ㎖ 첨가하여 균질화한 후, 80C 항온 수조에서 3시간 열수 추출한 다음 원심 분리하여 상등액을 건고 시킨 후, 중류수를 첨가하여 시료로 사용하였다
- 된장 시료 20 g에 증류수를 20 ㎖ 첨가하여 95C 항온 수조에서 20분간 방치한 후, 증류수를 20 ㎖ 첨가한 후, 10, 000 X g에서 20분간 원심 분리하여 상징액을 시료로 사용하였다.
- 시료의 돌연변이 및 항돌연변이 활성 측정은 Ames test 를 개량한 preincubation nMiod(2&30)에 따라 히스티딘 영양 요구주로서 point mutant 인 Salmonella typhunurium TA100(hisG46, rfa, /XuvrB) 과 frame shift mutant 인 S. typhimurium TA98(hisD3O52, rfa, #)을 사용하여 시료에 의한 His+ 복귀 돌연변이 정도를 조사하여 행하였다. 변이원으로서는 S.
- 시료의 돌연변이원성 조사를 위하여는 변이원을 첨가하지 않고 시료만을 첨가하여 상기의 항돌연변이 활성 실험과 같은 방법으로 행하였다. 돌연변이 활성은 시료에 의한 His* 복귀 돌연변이율로서 무처리시 유도된 His* 복귀 돌연변이 콜로니 수에 대한 시료 처리 시 유도된 His+ 복귀 돌연변이 콜로니 수의 %로 나타내었다.
- 전통 발효 식품인 된장에 새로운 기능성을 부여하기 위한 기초실험으로서 된장을 제조하여 일정기간 발효시킨 후, 인삼 농축액을 일정 비율로 첨가하여 된장 발효 중의 미생물, 효소 활성 변화와 주요 성분의 변화를 조사하였다. pH는 발효기간 내내 감소하였으며, 총산은 발효기간이 길어짐에 따라 증가하였다.
- 배지에서 배양하였다. 총 균수의 측정은 영양한천 배지(Nutrient agar plate)를 이용하여 301에서 2 - 3 일, 효모수의 측정은 YH) agar plate(yeast extract 0.5%, peptone 1.0%, dextrose 1.0%, agar 1.5%)를 이용하여 3 01 에서 2 - 3일, 곰팡이의 측정은 PDA(potate dextrose agar) plate를 이용하여 30℃에서 4 - 6일 배양한 후에 생육하는 colony수를 계수 하였다.
- 25 ㎍ 되게 사용하였다. 항돌연변이 활성은 minimal glucose agar상에서 생육하는 His+ 복귀 돌연변이 콜로니를 계수한 다음 다음식으로 환산하여 His* 복귀 돌연변이 저해율(irhibition tatio)로서 나타내었다.
대상 데이터
- 사용하였다. 그리고 인삼 농축액(Ginseng extract, 30brix)은 한국 담배 인삼공사에서 구입하여 사용하였다.
- typhimurium TA98(hisD3O52, rfa, #)을 사용하여 시료에 의한 His+ 복귀 돌연변이 정도를 조사하여 행하였다. 변이원으로서는 S. typhimurium TA100인 경우에는 MNNG(N-methyl-N'-nitro-N-nitrcsoguanidine) NPD (4-nitro- Olteiylenediamine) 를 plate 당 각각 5 ㎍, 15㎍ 되게 사용하였으며, S. typhimurium TA98인 경우에는 NPD, NQ0(4Fitequindine-l-oxide)를 각각 2.5 ㎍, 0.25 ㎍ 되게 사용하였다. 항돌연변이 활성은 minimal glucose agar상에서 생육하는 His+ 복귀 돌연변이 콜로니를 계수한 다음 다음식으로 환산하여 His* 복귀 돌연변이 저해율(irhibition tatio)로서 나타내었다.
- 본 실험의 재료인 재래식 메주는 성 바오로 수녀원 (경북 경산, 1999년도)에서 제조한 것을 구입하여 사용하였으며, 식염은 순도 97%인 정제염을 사용하였다. 그리고 인삼 농축액(Ginseng extract, 30brix)은 한국 담배 인삼공사에서 구입하여 사용하였다.
데이터처리
- 돌연변이 활성은 시료에 의한 His* 복귀 돌연변이율로서 무처리시 유도된 His* 복귀 돌연변이 콜로니 수에 대한 시료 처리 시 유도된 His+ 복귀 돌연변이 콜로니 수의 %로 나타내었다. 돌연변이 및 항돌연변이 활성 조사는 3구 3회 반복으로 실험하여 평균값으로 나타내었다.
이론/모형
- ACE 저해 활성의 측정은 Cushman과 아eung의 방법 (27)에 따라 228 nm에서 흡광도를 측정하여 다음의 식에 의해 계산하였다.
- Amylase의 활성은 DNS법(23), PEease의 활성은 Hull(25)의 방법을 사용하여 280 ㎖에서 횹광도를 측정하여 tyrosine양(㎍/㎖)으로 환산하였다. Tyrosinase 활성 저해능 측정(26)은 475 nm에서 단위 시간당 변화된 초기 흡광도의 변화값(S心)과 효소액 대신에 중류수를 0.
- 이화학적 성분의 분석은 pH는 pH meter로, 산도와 아미노산 도의 측정은 중화법에 준하였고, NaCl 농도는 Mdir 법(22), 환원당 측정은 DNS(DinitrosaUcyclic acid) 법(23)으로 550 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 총당의 정량은 phenol-RSQ법(24)으로 470 nm에서 흡광도를 측정하였다.
성능/효과
- anelase 활성과 protease 활성은 발효 30일 일 때 최대 활성을 나타내었으며, Tyrosinase의 저해 활성은 발효가 진행됨에 따라 증가하였다. ACE 저해 활성은 발효가 진행됨에 따라 증가하는 경향을 나타내었으며 인삼 농축액을 첨가하여 된장을 발효시킨 경우에 활성이 대조구에 비하여 약 10% 정도 높게 나타났다. 항돌연변이 활성은 발효 기간이 길어질수록 증가하는 경향을 나타내었으며, S.
- 나타내었다. NaCI의 함량 변화는 발효 30일 까지는 증가하는 경향을 나타내었으며 그 이후의 기간에서는 대체로 감소하는 경향을 나타내었다. 이러한 현상은 된장 발효 기간이 경과함에 따라 NaCl의 농도가 평형화되어 가는 과정으로 생각된다.
- pH는 발효기간 내내 감소하였으며, 총산은 발효기간이 길어짐에 따라 증가하였다. NaCl 함량은 발효 30일 까지는 15.67 ~ 16.90%로 증가하는 경향을 나타내었으며, 아미노산도는 표고버섯의 농도가 높을수록 증가하였다. 환원당 함량은 발효 45일까지는 중가하였으며, 총당은 발효 30일 일 때 16.
- 조사하여 Table 9에 나타내었다. S. typhimurium TA100에 대하여 변이원 MNNG와 NPD에 대한 된장의 물 추출물의 항돌연변이 활성은 인삼 농축액을 10% 첨가하여 60일 발효시 각각 80.90%와 62.46%로 대조구 보다 약 20%와 10% 정도 높게 나타났다. S.
- 46%로 대조구 보다 약 20%와 10% 정도 높게 나타났다. S. typhimurium TA98에 대하여 변이원 4-NQO와 NPD에 대한 된장의 물 추출물의 항돌연변이 활성은 S. typhimurium TA100 과 마찬가지로 인삼 농축액의 농도가 높을수록 그리고 발효 기간이 60일일 때 각각 51.96%와 58.88%로 가장 높은 항돌연변이 활성을 나타내었다. 된장의 물 추출물은 돌연변이원의 종류와 사용 균주에 따라 다른 항돌연변이 활성을 나타내었다.
- 46%로 높은 활성을 나타내었다. S. typhimurium TA98에 대하여 변이원 4NQO와 NPD에 대한 항돌연변이 활성은 S. typhimurium TA100과 마찬가지로 발효 기간이 길어질수록 증가하는 경향을 나타내었으며, 4NQO와 NPD에 대한 항돌연변이 활성은 인삼 농축액을 10% 첨가시 각각 51.96%와 58.88%로 높은 활성을 나타내었다.
- 총균수는 모든 시험구에서 발효 45일 때 최대 균수를 나타내었으며, 효모수는 발효 30일까지는 증가한 후 다시 감소하였으며, 곰팡이의 경우에는 발효 초기에 많은 균수를 나타내었으나 발효가 진행됨에 따라 점차 감소하는 경향을 나타내었다. anelase 활성과 protease 활성은 발효 30일 일 때 최대 활성을 나타내었으며, Tyrosinase의 저해 활성은 발효가 진행됨에 따라 증가하였다. ACE 저해 활성은 발효가 진행됨에 따라 증가하는 경향을 나타내었으며 인삼 농축액을 첨가하여 된장을 발효시킨 경우에 활성이 대조구에 비하여 약 10% 정도 높게 나타났다.
- 조사하였다. pH는 발효기간 내내 감소하였으며, 총산은 발효기간이 길어짐에 따라 증가하였다. NaCl 함량은 발효 30일 까지는 15.
- 아미노산도의 변화는 대조구 보다 인삼 농축액을 첨가한 실험구에서 대조구보다 높은 아미노 산도를 나타내었다. 그리고 인삼 농축액의 첨가량이 증가하거나 발효 기간이 길어질수록 증가하는 경향을 나타내었다.
- 실험과 같은 방법으로 행하였다. 돌연변이 활성은 시료에 의한 His* 복귀 돌연변이율로서 무처리시 유도된 His* 복귀 돌연변이 콜로니 수에 대한 시료 처리 시 유도된 His+ 복귀 돌연변이 콜로니 수의 %로 나타내었다. 돌연변이 및 항돌연변이 활성 조사는 3구 3회 반복으로 실험하여 평균값으로 나타내었다.
- 된장 제조시 인삼 농축액을 첨가하여 tyesinase의 저해 활성능을 측정한 결과 Table 7과 같이 발효가 진행됨에 따라 tyrosinase의 저해 활성은 증가하는 경향을 나타내었으며, 특히 인삼 농축액을 10%첨가하여 된장을 발효시킨 경우에 대조구와 다른 실험구보다 높은 활성을 나타내었다. Tyrosinase는 tyrosine으로부터 quinone이 생성된 후에 아미노산 또는 단백질과의 중합 반응에 의해 melanin이 합성(33, 34)되어 사람의 피부에 색소가 비정상적으로 생성되어 나타나는 원인 물질로서 생성돤 색소를 파괴 또는 분해하여 제거하기란 매우 어렵고 현재 tyrosinase 저해제로 여러 가지가 사용되고 있으나(35-38), 안전성과 경제성 등의 문제점을 안고 있기 때문에 인삼 농축액을 첨가하여 된장 제조시 tyrosinase 활성이 증가하기 때문에 자연스럽게 식품을 통하여는 섭취하면 Mosinase의 활성을 저해할 수 있으리라 사료된다
- 이는 pH의 저하로 인한 생육의 환경의 변화와 인삼 농축액이 미생물의 생육을 저해하였기 때문이라고 생각된다. 된장의 효모 생균수는 발효 30일까지는 증가한 후 다시 감소하였으며, 재래식 된장의 경우 발효 초기에 pH가 6.10 전후로서 효모의 생육이 가능했음에도 불구하고 숙성 15일부터 출현하여 발효 30일까지 증가한 후 감소하였다. 곰팡이의 경우에는 발효 초기에 많은 균수를 나타내었으나 발효가 진행됨에 따라 점차 감소하는 경향을 나타내었다.
- 변화를 측정한 결과는 Table 2와 같다. 발효 과정 중의 pH 변화와 총산의 변화는 미생물의 발효 대사산물과 밀접한 관련이 존재하는데 pH의 변화는 된장 제조 직후의 pH가 6.19에서 발효기간이 길어짐에 따라 60 일 발효 후 5.77 ~ 5.80로 감소하였으며, 감소하는 비율은 거의 유사한 수준이었다. 총산의 변화는 pH의 변화와 반대로 언삼 농축액을 첨가한 경우 60일 발효시 대조 구보다 총산 함량이 비슷하거나 조금 낮게 나타났다.
- 된장의 protease의 활성은 단백질 분해 특유의 구수한 맛 성분을 유리하고 이들의 숙성도를 나타내는 유리 아미노산 함량에 많은 영향을 준다. 발효 중 iMOtease 활성의 경시적 변화를 조사한 결과(Table 6), 발효가 진행됨에 따라 초기에 4.87 unit/㎖언 것이 숙성 30일 일 때 인삼 농축액을 첨가한 경우 7-58 - 7.80unit/㎖ 까지 점차 그 활성이 증가하였으며 인삼 농축액의 농도가 높을수록 활성이 높게 나타났고 발효가 진행되면서 점차 활성이 감소하였다.
- 이러한 현상은 된장 발효 기간이 경과함에 따라 NaCl의 농도가 평형화되어 가는 과정으로 생각된다. 아미노산도의 변화는 대조구 보다 인삼 농축액을 첨가한 실험구에서 대조구보다 높은 아미노 산도를 나타내었다. 그리고 인삼 농축액의 첨가량이 증가하거나 발효 기간이 길어질수록 증가하는 경향을 나타내었다.
- 총균수의 경우 전 시험구에서 발효 45일까지는 증가하다가 그 이후에는 감소하는 경향을 나타내었다. 인삼 농축액을 첨가한 경우 대조구보다 총균수가 낮게 나타났으며, 또한 농도가 높을수록 총균수가 적게 나타났다. 이는 pH의 저하로 인한 생육의 환경의 변화와 인삼 농축액이 미생물의 생육을 저해하였기 때문이라고 생각된다.
- 전통 발효 식품인 된장 발효시 인삼 농축액을 첨가하여 안지오텐신전환효소(Angiotensin converting enzyme) 활성 저해 효과를 조사한 결과, Table 8과 같이 발효가 진행됨에 따라 ACE 저해 활성은 증가하는 경향을 나타내었으며, 또한 인삼 농축액의 농도가 높을수록 저해 활성은 증가하는 경향을 나타내었다. 이러한 결과는 인삼 농축액에 ACE 저해 활성 물질이 존재하든지 아니면 된장 발효 중에 대두 단백질을 가수분해하여 ACE 저해 활성을 나타내는 peptide 생성에 된장 발효 중에 첨가된 인삼 농축액이 직접 또는 간접적으로 관여하였을 것으로 추정할 수 있다고 사료된다.
- 이%로 증가하는 경향을 나타내었으며 그 이후에는 감소하였다. 총균수는 모든 시험구에서 발효 45일 때 최대 균수를 나타내었으며, 효모수는 발효 30일까지는 증가한 후 다시 감소하였으며, 곰팡이의 경우에는 발효 초기에 많은 균수를 나타내었으나 발효가 진행됨에 따라 점차 감소하는 경향을 나타내었다. anelase 활성과 protease 활성은 발효 30일 일 때 최대 활성을 나타내었으며, Tyrosinase의 저해 활성은 발효가 진행됨에 따라 증가하였다.
- 이는 발효 중반기에 환원당이 증가하였다가 그 후 감소되었다는 L*(19)의 보고와 유사하였다. 총당의 함량온 인삼 농축액을 10% 첨가하여 발효 30일일 때 최대를 나타내었으며, 그 이후에는 감소하는 경향을 나타내었다. 발효 과정 중 총당이 감소된 것은 당질의 일부가 알콜 발효 및 유기산 발효의 기질로 이용된 것으로 생각된다.
- ACE 저해 활성은 발효가 진행됨에 따라 증가하는 경향을 나타내었으며 인삼 농축액을 첨가하여 된장을 발효시킨 경우에 활성이 대조구에 비하여 약 10% 정도 높게 나타났다. 항돌연변이 활성은 발효 기간이 길어질수록 증가하는 경향을 나타내었으며, S. typhimurium TA100에 대하여 변이원 MNNG와 NPD 에 대한 항돌연변이 활성은 인삼 농축액을 10% 첨가 시 각각 80.90%와 62.46%로 높은 활성을 나타내었다. S.
- 90%로 증가하는 경향을 나타내었으며, 아미노산도는 표고버섯의 농도가 높을수록 증가하였다. 환원당 함량은 발효 45일까지는 중가하였으며, 총당은 발효 30일 일 때 16.92 ~ 20.이%로 증가하는 경향을 나타내었으며 그 이후에는 감소하였다. 총균수는 모든 시험구에서 발효 45일 때 최대 균수를 나타내었으며, 효모수는 발효 30일까지는 증가한 후 다시 감소하였으며, 곰팡이의 경우에는 발효 초기에 많은 균수를 나타내었으나 발효가 진행됨에 따라 점차 감소하는 경향을 나타내었다.
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