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문제 정의
- 7 x 101 CFU/mL 등으로써, 대 장균 군이 많고 젖산균의 농도가 높지 않기 때문에 혼합물의 자연 발효가 어려울 것으로 판단되었다. 따라서 과실 채소 혼합물의 정 상적인 발효와 일반 세균 및 유해균의 증식 억제를 위해 초기에 젖산균을 접종하여 젖산발효를 촉진시키고 기능성을 부여하기 위하여 박테리오신 생성 젖산균을 이용하기로 하였다.
- 따라서 본 연구에서는 다양한 유기산과 무기질을 함유하고 있을 뿐만 아니라, 충치 원인균을 비롯한 유해균에 대한 항균효과를 지닌 기능성 과실 채소 혼합발효액을 제조하기 위하여, 박테리오신 생성 균주인 Lc. lactis를 이용하여 과실과 채 소류 혼합물을 발효 시 킨 후, 발효액의 성분분석과 충치 원인균인 S.
제안 방법
- P. pentosaceus을 함유한 MRS agar 배지에 welK직경 6.5 mm)을 만든 후, pH를 중화한 과실 채소 혼합발효액을 membrane filter로 여 과하여 각 well에 50 虬씩 분주한 후, 냉 장온도 에서 24시간 동안 pre-diffusion 시킨 다음, 35℃에서 배양하여 생성된 inhibition zone size를 dial micrometer로 측정 흐卜 였다.
- 과실 채소 발효를 위한 종균인 Lc. lactis ATCC 11454의 박테리오신 생성 능을 조사하기 위하여, 과실 채소 혼합액에 단독접종하여 4℃, 10℃, 20℃, 25℃, 30℃에서 발효를 수행하였다. 각 온도에서 박테리오신의 항균 활성을 측정한 결과, 4℃와 10℃의 낮은 온도에서는 Lc.
- 따라서 본 연구에서는 다양한 유기산과 무기질을 함유하고 있을 뿐만 아니라, 충치 원인균을 비롯한 유해균에 대한 항균효과를 지닌 기능성 과실 채소 혼합발효액을 제조하기 위하여, 박테리오신 생성 균주인 Lc. lactis를 이용하여 과실과 채 소류 혼합물을 발효 시 킨 후, 발효액의 성분분석과 충치 원인균인 S. mutans0^ 대한 항균 활성을 측정하여 기능성이 온 음료로서의 가능성을 검토하였다.
- pH 및 총산, 당도 : 발효액의 pH는 pH meter (Suntex, model sp-5A)로 측정하였으며, 총산 함량은 발효액 10 n止을 1% phenolphthalein 용액을 지시약으로 하여 0.1 N-NaOH 용액으로 적정하고, NaOH 소비량을 젖산 함량으로 환산하여 총 산 함량%(w/v)으로 표시하였다, 대추액의 당도는 굴절 당도 계 (Hand Refractometer, No. 507-1, Japan)를 사용하여 측정하였다.
- 박테리오신 생성 젖산균을 이용하여 과실 채소 혼합발효액을 제조하고, 발효액의 이 화학적 특성과 항균 특성 을 조사하여 항균 이온 음료로서의 가능성을 고찰하였다. 박테리오신 생성 젖산균을 이용한 발효 시 발효종 균으로 Leu.
- ”wtans의 보존 및 계대배양은 각각 MRS 배지와 BHI 배지(Difco, USA)를 사용하여 35℃에서 배양하였다. 원료 중의 총균수와 대 장균수는 각각 plate count agar(Difco, USA) 와 MacConkey agar(Difco, USA)를 사용하여 37℃에서 24시간 배양하였으며, 효모는 potato dextrose agar(Difco, USA) 배지를 사용하여 35℃에서 48~72시간 배양한 후 형성된 집 락을 계수하였다.
- -AD, Shimadzu, Japan)로 분리 정량하였다. 컬럼은 K压 100-10 NH2를 사용하였으며, 이동상은 acetonitrile-water(80:20, v/v)이었고, 속도는 2.0 mL/min으로 하여 RI detector(RID-6A, Shimadzu, Japan)로 검출하였다. HPLC 분석용 시료는 균체를 제거한 후 0.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 균주는 과실 채소 혼합발효 젖산균으로 Leuconostoc mesenteroides와 박테리오신 생성 균인 Lacto- coccus lactis ATCC 11454를 사용하였다. 박테리오신 역가 확인용 test 균주는 Pediococcus pentosaceus FBB-61-2와 충치 유발 균인 Streptococcus muftzns를 사용하였다. 젖산균과 S.
- 본 실험에 사용된 재료인 무, 감자, 생강, 사과 및 대추는 서울시내. 청과물 소매상에서 구입하였으며, 소금은 제재염 (해표)을, 담금액은 정수된 물을 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 균주는 과실 채소 혼합발효 젖산균으로 Leuconostoc mesenteroides와 박테리오신 생성 균인 Lacto- coccus lactis ATCC 11454를 사용하였다. 박테리오신 역가 확인용 test 균주는 Pediococcus pentosaceus FBB-61-2와 충치 유발 균인 Streptococcus muftzns를 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 재료는 생산량이 풍부하고 값이 저렴하면서 가공성이 높지 않은 농산물인 무, 감자, 생강, 사과 대추를 사용하였다. 원료 과실 채소 혼합액의 미생물 조성은 총 균 수 9.
- 본 실험에 사용된 재료인 무, 감자, 생강, 사과 및 대추는 서울시내. 청과물 소매상에서 구입하였으며, 소금은 제재염 (해표)을, 담금액은 정수된 물을 사용하였다.
이론/모형
- 발효액에 생성된 박테리오신의 확인은。°&00火必5 pentosaceus FBB-61-2를 indicator organism으로 사용한 agar well diffusion method로 측정하였다. 박테리오신의 활성은
- mL의 혼합액) 약 10 mL를 가하여 재를 적신 뒤 수욕 상에서 완전히 증발 건고 시켰다. 건조된 시료에 염산 용액(증류수 1 mL과 HC1 3 mL의 혼합액) 10 mL를 가하여 녹인 후 여과하고 증류수를 가하여 100 mL로 희석한 후 atomic absorption-flame emission spectrophotometer(AA- 680, Shimadzu)를 사용하여 정량 분석하였고, 인은 몰리브 덴 청(molybden blue) 비색법(9)으로 정량하였다.
성능/효과
- (2), 발효액의 산도는 적정 수준인 것으로 나타났다. 시판되고 있는 스포츠음료의 pH는 포카리 스웨 트가 pH 3.
- fusion assay로 측정한 결과, Fig. 3에서 보는 바와 같이 발효액에 의해 S. mufcms의 생육이 억제되었으며 저 장기 간 중에 도 활성이 유지되는 것으로 나타났다.
- 과실 채소 혼합발효액에서 검출된 당은 fructose, glucose, sucrose 등으로 3~5% 함유된 것으로 나타났으며, 저장 중에 glucose와 fructose의 농도가 초기 농도에 비해 증가하였다가 감소하는 경향을 띠는 것은 재료인 과일과 채소에서 당이 용출되기 때문인 것으로 보인다(Table 2). 시판되고 있는.
- 0 ppm, P 263 ppm, Cl 854 ppm 그리고 미량의 Fe, Zn, Cu, Mn 등이 함유되어 있었다. 과실 채소 혼합발효액의 무기 성분 중 Na과 C1 함량은 높게 나타났으며 P의 함량도 높은 것으로 나타났다. 그러나 K, Ca, Mg의 농도는 시판되고 있는 유럽산 스포츠음료의 농도와 크게 차이가 나지 않는 것으로 나타났다(Table 3).
- 과실 채소 혼합발효액의 무기 성분 중 Na과 C1 함량은 높게 나타났으며 P의 함량도 높은 것으로 나타났다. 그러나 K, Ca, Mg의 농도는 시판되고 있는 유럽산 스포츠음료의 농도와 크게 차이가 나지 않는 것으로 나타났다(Table 3). 스포츠음료의 전해질 농도 특히 Na 이온의 최적농도는 명확하지 않으나 시판되고 있는 대부분의 스포츠음료는 약 10~25 mM/L의 sodium을 함유하고 있으며 설사나 탈수 시 사용되는 전해질 용액(commercial oral rehydration fluids)의 Na 이온 농도는 스포츠음료보다 많은 양의 sodium을 함유하고 있다(11).
- 따라서 과실 채소 혼합발효액을 이온 음료로의 개발 가능성을 검토하기 위하여 이온 음료의 주요 성분인 무기 성분을 측정한 결과, Na이 713 ppm으로 가장 많았고, K 124 ppm, Ca 9.4 ppm, Mg 8.0 ppm, P 263 ppm, Cl 854 ppm 그리고 미량의 Fe, Zn, Cu, Mn 등이 함유되어 있었다. 과실 채소 혼합발효액의 무기 성분 중 Na과 C1 함량은 높게 나타났으며 P의 함량도 높은 것으로 나타났다.
- lactis가 생성한 박테리오신(nisin)을 처리한 결과 plague와 gingivitis 형성이 억제되는 것으로 나타났다(13). 따라서 박테리오신 생성 균주를 이용하여 발효시킨 과실채 소음 료는 천연항 균 물질을 함유하고 있으므로 식중독균이나 기타 다른 유해균에 대한 저 해 효과도 보유하여 식중독균에 대한 safe guard로 작용할 수 있을 뿐만 아니라 시판되고 있는 다른 음료에 비해 합성 보존료를 사용하지 않고 저 장성을 향상시킬 수 있다는 장점을 지니게 될 것이다. 특히 noncarbonated mineral water의 용기 내벽에도 부착된 미생물이 존재하고 있음이 보고되어 음용수의 위생에 관심이 제기되고 있으며(14), 이온 음료가 대중화되고 있는 상황에서 우리 고유의 이온 음료로서 박테리오신을 함유한 과실 채소 혼합 발효액을 이용할 수 있을 것으로 판단된다.
- 박테리오신 생성 균주를 이용하여 발효시킨 과실 채소 혼합발효액의 색상은 외관상 동치미 국물과 같이 밝은 색상을 띤 것으로서, 저장 중에도 갈변화가 나타나지 않았다. 발효액의 저장 중 색도 변화는 Table 4에서 보는 바와 같이, 명도 (밝기)를 나타내는 L 값은 87.
- 발효액의 당 함량과 무기염류를 분석한 결과, 발효액에는 시판되고 있는 이온 음료에 비해 Na과 P의 함량은 높은 편이나, K, Ca, Mg 등의 농도 차이는 크지 않은 것으로 나타났으며, 당 함량도 약간 낮은 것으로 나타났다. 발효액은 충치 원인균인 Streptococcus mutans0^ 대한 안정 된 항균효과를 지니고 있으며, 발효액의 색상은 저장 중에도 안정된 것으로 나타났다. 따라서 과실 채소 혼합발효액의 무기 질 발란스와 기 호도를 고려한 당 농도 조절 등의 보완이 이루어진다면 우리 고유의 이온 음료로 개발 가능성이 있다고 판단된다.
- lactis를 추가 접종하여 么)°(3에서 1일간 2차 발효를 하였을 때 박테리오신을 함유한 발효액을 얻을 수 있었다(Table 1). 발효액의 pH는 발효 직후에 pH 4.3, 산도 0.28%이었으며 , 4°C에서 20일 저장 후에는 pH 4.07, 산도 0.36%로 나타났다. 그러나 대부분의 스포츠음료의 pH가 2.
- mesenteroides에 의한 젖산발효 후에 pH를 조정하고 박테리오신 생성 균을 접종하였을 때 적정량의 산과 항균물질이 생성되었다. 발효액의 당 함량과 무기염류를 분석한 결과, 발효액에는 시판되고 있는 이온 음료에 비해 Na과 P의 함량은 높은 편이나, K, Ca, Mg 등의 농도 차이는 크지 않은 것으로 나타났으며, 당 함량도 약간 낮은 것으로 나타났다. 발효액은 충치 원인균인 Streptococcus mutans0^ 대한 안정 된 항균효과를 지니고 있으며, 발효액의 색상은 저장 중에도 안정된 것으로 나타났다.
- 본 실험에 사용한 재료는 생산량이 풍부하고 값이 저렴하면서 가공성이 높지 않은 농산물인 무, 감자, 생강, 사과 대추를 사용하였다. 원료 과실 채소 혼합액의 미생물 조성은 총 균 수 9.8xlO3 CFU/mL, 젖산균 L7xl02 CFU/mL, 대장균군 4.4 X103 CFU/mL, 효모 7.7 x 101 CFU/mL 등으로써, 대 장균 군이 많고 젖산균의 농도가 높지 않기 때문에 혼합물의 자연 발효가 어려울 것으로 판단되었다. 따라서 과실 채소 혼합물의 정 상적인 발효와 일반 세균 및 유해균의 증식 억제를 위해 초기에 젖산균을 접종하여 젖산발효를 촉진시키고 기능성을 부여하기 위하여 박테리오신 생성 젖산균을 이용하기로 하였다.
후속연구
- 또한 무를 주재료로 발효 시 킨 동치 미는 다양한 무기질과 유기산을 함유하고 있어 동치 미를 이용한 이온 음료 제조 가능성을 고찰한 연구도 있었으나(4, 5), 이를 응용한 새로운 형태의 음료 개발에■관한 연구보고는 거의 없다. 따라서 값이 저렴한 농산물을 이용하여 발효음료를 생산하고자, 박테리오신을 생성하는 젖산균으로 젖산발효를 수행한다면, 젖산 생성과 동시에 생산되는 박테리오신은 유해균에 대한 항균활성, 특히 충치균에 대한 항균효과가 있어 충치 예방 효과를 지닌 기능성 발효음료가 될 수 있을 것으로 본다.
- 발효액은 충치 원인균인 Streptococcus mutans0^ 대한 안정 된 항균효과를 지니고 있으며, 발효액의 색상은 저장 중에도 안정된 것으로 나타났다. 따라서 과실 채소 혼합발효액의 무기 질 발란스와 기 호도를 고려한 당 농도 조절 등의 보완이 이루어진다면 우리 고유의 이온 음료로 개발 가능성이 있다고 판단된다.
- 따라서 박테리오신 생성 균주를 이용하여 제조한 과실채 소 혼합발효액을 갈증 해소용 음료로 개발하기 위해서는 발효액의 Na, Cl, P 등의 농도를 낮추기 위한 방안을 모색하고 기타의 무기질 이온 balance와 기호도를 조절한다면 생리적 기능성을 지닌 이온 음료로 개발할 수 있을 것으로 판단된다.
- 따라서 박테리오신 생성 균주를 이용하여 발효시킨 과실채 소음 료는 천연항 균 물질을 함유하고 있으므로 식중독균이나 기타 다른 유해균에 대한 저 해 효과도 보유하여 식중독균에 대한 safe guard로 작용할 수 있을 뿐만 아니라 시판되고 있는 다른 음료에 비해 합성 보존료를 사용하지 않고 저 장성을 향상시킬 수 있다는 장점을 지니게 될 것이다. 특히 noncarbonated mineral water의 용기 내벽에도 부착된 미생물이 존재하고 있음이 보고되어 음용수의 위생에 관심이 제기되고 있으며(14), 이온 음료가 대중화되고 있는 상황에서 우리 고유의 이온 음료로서 박테리오신을 함유한 과실 채소 혼합 발효액을 이용할 수 있을 것으로 판단된다.
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