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문제 정의
- 김치의 보존성을 높여 가식 기간을 연장시 키 기 위하여 김 치 내의미 생 물을 제어 함으로써 보존성을 증진코자 하는 연구가 주로 이루어지고 있지만 실효성은 미미한 실정이다. 이에 본 연구에서는 예전부터 구황식품으로 먹어 온 소나무를 이용하여 천연 기능성 식품에로의 이용 가능성을 알아보고자 소나무 추출물이 김치에서 분리한 유산균의 생육 억제 정도를 검토하고 김치에 첨가하여 김치의 보존성 증진에 미치는 영향을 조사하였다.
제안 방법
- 24시간 배 양한 시험 균주들을 ether 분획 물, ethyl acetate 분획물, 및 butanol 분획물을 40 mg/mL 첨가한 modified MRS 배지에 각각 접종하여 37℃에서 12시간 배양한 후 생균 수의 변화를 상기와 같은 방법으로 측정하였다.
- Homogenizer로 마쇄 한 김 치 여 액 50 mL를 일 정 한 크기 의 petri dish에 담아 색 차계 (CR 200 Minolta, Japan)로 3회 반복 측정하여 평균값을 구하였으며. 측정 값은 L, a, b값으로 표시하였다.
- MRS broth 100 mL에 소나무 에 탄올 추출액을 0%, 0.1%, 0.5%, 1%를 첨가하고 유산균을 접종한 후 37℃에서 24 hr 배양하면서 6시간 간격으로 시료를 채 취 하여 pH meter(ion analyzer 150, Coming, USA)를 이용 pH를 측정 하였고, 생균 수를 pour plate method(18)로 측정하였다. 이때, 첨가한 추출물의 soluble soild 함량(19)은 농축된 추출물 1 mL를 취 하여 105℃에서 건조한 후 증발 잔사의 무게를 측정하여 나타내었고, 그 결과 첨가한 추출물의 soluble soild 함량은 농축된 추출물 1 mIX] 40 mg 함유되어 있었다.
- 5배의 10% 소금물에 시간 동안 절인 후 3회 세척한 뒤 4℃에서 3시간 물빼기를 하였다. 김 치는 절임배추 무게 300 g을 기준으로 고춧가루 17.52 g, 젓갈 17.52 g, 마늘 7.2 g, 생강 1.56 g을 고루 혼합하고 소나무 에탄올 추출물을 절임 배추 무게의 각각 4 mg/mL, 120 mg/mL 수준으로 양념 에 혼합하여 제 조한 김 치 를 밀 폐 용기 에 넣 은 다음 10℃에 숙성 시키면서 숙성중의 변화를 비교하였다.
- 김치 제조에 소나무 추출물의 사용 가능성을 알아보기 위하여 절 임 배추에 대해 소나무 에탄올 추출물을 40 mg/mL, 120 mg/mL 첨가하여 10℃에서 숙성 중 각 처리구별 pH와 산도의 변화를 Fig. 6에서 나타내었다. Fig.
- 무균적으로 채 취 한 김 치 여 액을 0.1 % peptone으로 적정희 석 하여 총균수는 plate counL agar(Difco), 유산균수는 MRS agar(Difco)에 각각 접종한 후 37℃에서 24시간 배양하여 나타난 colony수를 계측하였다.
대상 데이터
- 시험 균주로서 는 김 치 에서 분리 한 정 상발효 유산균(homofermentative lactic acid bacteria, A-l, K- 7) 2 균주와* 이상 발효 유산균(hetercfermentative lactic acid bacteria, B 9, M-7) 2 균주를 mcxiified Man, Rogosa and Sharpe MRS Broth (MMB : peptone 10 g, meat extract 10 g, yeast 5 g, glucose 20 g, sodium chloride 5 g, D.W. 1 L)에 접 종하여 37℃에서 2회 계대배양하여 사용하였다.
이론/모형
- 소나무 에탄올 추출물의 항균성 검 색은 paper disk method법(17)에 따라 24시간 배양한 각 균주 0.1 mL를 미리 멸균하여 modified MRS 배 지 100 ml止에 접 종하여 고루 섞은 다음 petri dish에 부어 배지를 굳힌 후 멸균된 disk에 추출물을 흡수 시켜 배지 위에 올려놓고 4℃에서 24시간 동안 방치 시킨 후 37℃에서 24시간 배양하여 disk 주위의 투명존 생 성 유무로 확인하였다.
- 에 탄올로 추출한 소나무 농축물을 methanol과 HQ를 5:1 (v/v)로 녹인 후 ether, ethyl acetate, butanol을 사용하여 Lee와 Yim(16)의 방법으로 용매분획을 실시하였다.
성능/효과
- 2~5에서 나타내었다. 소나무 에탄올 추출물4mg/mL 첨가시 젖산균 AT, B-9, M2, K-7에 대한 항균효과는 배양 6시간째 모두 성장 저해 효과를 나타냈으며, A-1은 12시간 이후부터는 성장이 서서히 일어났으나 대조구에 비 해 성 장 저 해 효과가 높게 나타났匸" B-9는 4 mg/mL 첨 가구의 경우 대조구 이 후부터 성 장이 대조구와 거의 비슷하게 일어났으나 대조구와는 다른 균 성장 양상을 나타냈다. M-7 과 K-7은 첨가구 모두 전 배양기간 동안 거의 성장이 일어나지 않았다.
- 각각의 ether, ethyl acetate, butanol 분획물을 MMB에 40 mg/mL 농도로 첨가하고 4균주의 젖산균을 37℃에서 12시간 배양한 후 생균수 측정을 한 결과 Table 1에서 보는 바와 같이 ether, ethyl acetate 분획 물은 젖산균 4균주에 대해 뚜렷한 생육 억제 현상을 나타내었다. 균주에 따라, 분획물의 종류에 따라 항균력은 다소 다르게 나타났으나 대부분 2~3 log cycle 이 상 성 장을 억 제하였다.
- 94 log CFU/mL를 나타내어 유사하게 나타났다. 김치의 숙성이 진행됨에 따라 총균수는 점차 증가하여 대조구의 경우 숙성 15일 째 까지 증가하다가 15일이 후부터 점차 감소하였고, 40 mg/mL 첨 가구와 120 mg/mL 첨 가구는 대 조구에 비해 균 성 장이 0.5 및 1 log cycle 정도 균 증식이 억제되는 경향을 나타내었다 김치 숙성 중 유산균수의 변화는 Fig. 8에서 보는 바와 같이 총균수와 유사한 경향을 나타내었으며 , 숙성 10일경 에 대조구는 8.50 log CFU/mL 40 mg/mL 첨 가구는 5.85 log CFU/mL 120 mg/ mL 첨 가구는 5.40 log CFU/mL로서 대 조구에 비해 각각 2.65 및 3.1 log cycle 정도 억제되었다. 또한 김 치 숙성 말기 인 25일경에도 대조구에 비해 각각 첨가구가 유산균 성장이 다소 억제되는 것으로 나타나 소나무 에탄올 주줄액 첨가로 인한 김치의 숙성이 지연될 수 있을 것으로 판단되었다.
- 1 log cycle 정도 억제되었다. 또한 김 치 숙성 말기 인 25일경에도 대조구에 비해 각각 첨가구가 유산균 성장이 다소 억제되는 것으로 나타나 소나무 에탄올 주줄액 첨가로 인한 김치의 숙성이 지연될 수 있을 것으로 판단되었다. 그러나 김치의 관능검 사 결과 기호성 이 많이 떨어져 소나무 에탄올 추출물을 단독으로 첨 가하기엔 무리가 있는 것으로 판단되 었으며 이에 대한 연구는 좀 더 선행되어야 할 것으로 판단되었다(결과엔 나타내지 않음).
- 이때 첨가된 유기용매 ether, ethyl acetate 및 butanol 자체에 의한 생육 저해 영향를 알아보기 위하여 실험 배지에 유기용매 ether, ethyl acetate 및 butanol을 첨가하여 배양한 결과 ether, ethyl ace-tate 및 butanol에 의한 균 증식 억제현상은 나타나지 않았다. 소나무 추출물의 젖산균에 대한 항균력은 여러가지 물질의 복합적 인 작용에 기 인된다고 추정되나 특히 ethyl acetate 층에 함유되어 있는 물질이 김 치 분리 젖산균에 대해 항균력이 강한 것으로 판단되었다. 그러나 천연물에서 항균성은 유효물질의 특성에 따라 용매 의 추출 정도가 다르며 실험에 사용한 소나무 추출물의 추출 성분이 어느 획분에 완전히 분리되는 것이 아니라 그양은 다르지만 수개 획분에 걸쳐서 나타나기 때문에 정확히 어떠한 성분이 젖산균에 대하여 강한 항균작용을 나타내는지는 알 수 없었다.
- 13을 나타냈는데 이는 첨가한 소나무 추출물의 색상에 기 인하여 다소 다르게 나타났으며 3% 첨가구가 다소 진하게 보였으나 거부감을 주는 적 색은 아니었다. 숙성 10일째 대조구의 L값은 가장 밝은 색을 띄었으며 a값은 발효의 증가에 따라 차츰 감소하는 경향을 보였는데 이는 pH와 산도를 비교해볼 때 숙성이 진행되면서 조직의 연화로 배추의 색상이 변한 것으로 여 겨진다. 반면에 1% 첨가구는 숙성이 진행되면서 a값이 증가하는 경향을 나타내다가 숙성 15일이후부터 감소하는 경향을 나타냈는데 관능적 으로 눈으로 보기 에 김 치 의 색 깔은 소나무 추출물 첨가에 따라 붉은 경향이 나타났으며 이는 Park 등(23)에 의한 연구 보고에 의하면 a값에 영향을 주는 고춧가루의 carotenoid 색소가 숙성과 함께 용출되 기 때문이 라고 한 결과와 유사한 경향을 나타내었다.
- 02로 초기 pH가 약간 낮게 나타났다. 숙성 10일째 대조구의 pH는 4.67로 숙성이 진행됨에 따라 뚜렷 하게 감소하였 으나 40 mg/mL 첨 가구는 숙성 초기 pH에 비해 4.87로 다소 낮아지는 경향을 보였으며 120 mg/mL 첨가구는 뚜렷한 차이를 관찰할 수 없었다.
- 숙성중 산도의 변화는 Fig. 6에서 보는 바와 같이 숙성 10일째 각 처 리구별 숙성 초기의 산도 변화는 숙성 기 간이 경과함에 따라 대조구는 산도 변화가 높아지는 반면 40 mg/mL 첨가구의 산도는 증가 속도가 매우 완만하였으며, 120 mg/mL 첨가구는 거의 변화가 나타나지 않아서 소나무 첨가에 의해 김치 숙성중 산생성이 억제되는 것으로 보아 김치의 숙성은 다소 지연 될 것으로 판단되었다. 이는 Lee 등(20-22)이 오미자추출물 그리고 소목, 자초 추출물과 게 껍 질 추출물이 김치관련 유산균의 성장 저해 효과와 김 치 숙성이 지연된다는 내용과 유사하였다.
- 특히 ethyl acetate 분획 물이 ether 분획물에 비해 뚜렷한 억 제 현상을 나타내었다. 이때 첨가된 유기용매 ether, ethyl acetate 및 butanol 자체에 의한 생육 저해 영향를 알아보기 위하여 실험 배지에 유기용매 ether, ethyl acetate 및 butanol을 첨가하여 배양한 결과 ether, ethyl ace-tate 및 butanol에 의한 균 증식 억제현상은 나타나지 않았다. 소나무 추출물의 젖산균에 대한 항균력은 여러가지 물질의 복합적 인 작용에 기 인된다고 추정되나 특히 ethyl acetate 층에 함유되어 있는 물질이 김 치 분리 젖산균에 대해 항균력이 강한 것으로 판단되었다.
후속연구
- 또한 김 치 숙성 말기 인 25일경에도 대조구에 비해 각각 첨가구가 유산균 성장이 다소 억제되는 것으로 나타나 소나무 에탄올 주줄액 첨가로 인한 김치의 숙성이 지연될 수 있을 것으로 판단되었다. 그러나 김치의 관능검 사 결과 기호성 이 많이 떨어져 소나무 에탄올 추출물을 단독으로 첨 가하기엔 무리가 있는 것으로 판단되 었으며 이에 대한 연구는 좀 더 선행되어야 할 것으로 판단되었다(결과엔 나타내지 않음).
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