황금과 황백 추출물이 젖산균 증식 및 김치 숙성에 미치는 영향 Effects of Scutellaria baicalensis and Phellodendron amurense Extracts on Growth of Lactic Acid Bacteria and Kimchi Fermentation원문보기
본 실험에서는 우선, 10가지 한약재로 50%-에탄올 추출물을 제조하고 paper disc법을 이용하여 Lac. plantarum 및 Leu. mesenteroides에 대한 항균효과를 검색한 결과 황금추출물은 Leu. mesenteroides에 황백 추출물은 두 균주 모두에 대하여 항균효과를 보였다. 이어서, 각기 다른 농도의 황금 또는 황백 추출물이 첨가된 MRS broth에서 Lac. plantarum과 Leu mesenteroides를 24시간 배양하며 일정 시간에 증식 정도를 측정하였다. 황백 추출물은 두 균주에 대하여 0.05%∼0.2%의 농도에서 우수한 생육 억제효과가 있는 반면 황금 추출물은 Lac. plantarum의 생육 억제에는 큰 효과가 없으나 Leu. mesenteroides에 대해서는 0.1% 농도에서 황백 추출물 0.05%와 유사한 효과를 보였다. 황금과 황백 추출물의 첨가는 실제 김치 숙성에도 영향을 미쳐 0.02%∼0.04%의 황백 추출물 첨가는pH의 저하, 산도, 유산균 및 총균수의 증가를 효과적으로 억제하여 숙성 지연효과가 큰 것으로 나타났다. 황금 추출물의 첨가는 0.04% 농도에서 숙성지연 효과를 보였다. 한편, 황금과 황백 추출물의 1:1 혼합 첨가도 0.03%∼0.04%의 농도에서 숙성 지연효과를 보였다. 그러나, 같은 농도에서 숙성 지연효과를 비교하면 황백 >황금과 황백의 혼합물>황금의 순으로 나타났다. 0.04%의 황백 추출물 첨가 김치는 숙성 후기인 21일에는 대조구 및 0.02%의 황금 추출물 첨가 김치와, 숙성 28일에는 대조구와 비교하여 신맛이 적은 것으로 나타났다.
본 실험에서는 우선, 10가지 한약재로 50%-에탄올 추출물을 제조하고 paper disc법을 이용하여 Lac. plantarum 및 Leu. mesenteroides에 대한 항균효과를 검색한 결과 황금추출물은 Leu. mesenteroides에 황백 추출물은 두 균주 모두에 대하여 항균효과를 보였다. 이어서, 각기 다른 농도의 황금 또는 황백 추출물이 첨가된 MRS broth에서 Lac. plantarum과 Leu mesenteroides를 24시간 배양하며 일정 시간에 증식 정도를 측정하였다. 황백 추출물은 두 균주에 대하여 0.05%∼0.2%의 농도에서 우수한 생육 억제효과가 있는 반면 황금 추출물은 Lac. plantarum의 생육 억제에는 큰 효과가 없으나 Leu. mesenteroides에 대해서는 0.1% 농도에서 황백 추출물 0.05%와 유사한 효과를 보였다. 황금과 황백 추출물의 첨가는 실제 김치 숙성에도 영향을 미쳐 0.02%∼0.04%의 황백 추출물 첨가는pH의 저하, 산도, 유산균 및 총균수의 증가를 효과적으로 억제하여 숙성 지연효과가 큰 것으로 나타났다. 황금 추출물의 첨가는 0.04% 농도에서 숙성지연 효과를 보였다. 한편, 황금과 황백 추출물의 1:1 혼합 첨가도 0.03%∼0.04%의 농도에서 숙성 지연효과를 보였다. 그러나, 같은 농도에서 숙성 지연효과를 비교하면 황백 >황금과 황백의 혼합물>황금의 순으로 나타났다. 0.04%의 황백 추출물 첨가 김치는 숙성 후기인 21일에는 대조구 및 0.02%의 황금 추출물 첨가 김치와, 숙성 28일에는 대조구와 비교하여 신맛이 적은 것으로 나타났다.
In this study, among 10 medicinal plants extracted with 50%-ethanol, antimicrobial activities measured by paper disc method were showed in Scutellaria baicalensis (Sb) on Leu mesenteroides and in Phellodendron amurene (Pa) on Lac. plantarum and Leu. mesenteroides. While 0.05∼0.2% of Pa extracts show...
In this study, among 10 medicinal plants extracted with 50%-ethanol, antimicrobial activities measured by paper disc method were showed in Scutellaria baicalensis (Sb) on Leu mesenteroides and in Phellodendron amurene (Pa) on Lac. plantarum and Leu. mesenteroides. While 0.05∼0.2% of Pa extracts showed also relatively strong growth inhibition of both strains of lactic acid bacteria cultured in MRS broth for 24 hours at 3$0^{\circ}C$, Sb extract at concentration of 0.1% showed similar inhibitory effect on Leu mesenteroides to that of 0.05% of Pa extract. Addition of 0.02∼0.04% of Pa extracts to kimchi lowered effectively extents of pH decrease and acidity increase, and numbers of lactic acid bacteria and total bacteria compared to those of control during fermentation at 4$^{\circ}C$. This extending effect on fermentation period was obtained by adding 0.04% in case of Sb. Mixed extracts of Pa and Sb (Pa-Sb) by ratio 1 : 1 delayed also fermentation of kimchi at 0.03∼0.04%. In sensory evaluation kimchi containing 0.04% of Pa extract were less sour than kimchi containing 0.02% of Sb extract and/or control at late stage of fermentation.
In this study, among 10 medicinal plants extracted with 50%-ethanol, antimicrobial activities measured by paper disc method were showed in Scutellaria baicalensis (Sb) on Leu mesenteroides and in Phellodendron amurene (Pa) on Lac. plantarum and Leu. mesenteroides. While 0.05∼0.2% of Pa extracts showed also relatively strong growth inhibition of both strains of lactic acid bacteria cultured in MRS broth for 24 hours at 3$0^{\circ}C$, Sb extract at concentration of 0.1% showed similar inhibitory effect on Leu mesenteroides to that of 0.05% of Pa extract. Addition of 0.02∼0.04% of Pa extracts to kimchi lowered effectively extents of pH decrease and acidity increase, and numbers of lactic acid bacteria and total bacteria compared to those of control during fermentation at 4$^{\circ}C$. This extending effect on fermentation period was obtained by adding 0.04% in case of Sb. Mixed extracts of Pa and Sb (Pa-Sb) by ratio 1 : 1 delayed also fermentation of kimchi at 0.03∼0.04%. In sensory evaluation kimchi containing 0.04% of Pa extract were less sour than kimchi containing 0.02% of Sb extract and/or control at late stage of fermentation.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 Leu. mesenteroides와 Lac.
plantarum의 생육억 제 효과가 있는 한약재를 탐색하고, 선택된 한약재 추출물의 첨가 가 김치의 보존성 향상에 미치는 효과를 알아보았다. 또한, 한약재 추출물의 항균효과는 혼합첨 가에 의해 상승하는 것으로 보고되어 (16) 추출물의 혼합첨가가 김치숙성 및 관능 적 특성에 미치는 효과도 검토하였다.
제안 방법
pla- ntarume\- Leu. mesenteroides를 24시간 배양하며 일정 시간에 증식 정도를 측정하였다. 황백 추출물은 두 균주에 대하여 0.
mesenteroides와 Lac. plantarum의 생육억 제 효과가 있는 한약재를 탐색하고, 선택된 한약재 추출물의 첨가 가 김치의 보존성 향상에 미치는 효과를 알아보았다. 또한, 한약재 추출물의 항균효과는 혼합첨 가에 의해 상승하는 것으로 보고되어 (16) 추출물의 혼합첨가가 김치숙성 및 관능 적 특성에 미치는 효과도 검토하였다.
김치 여과액 1 mL를 생리식염수 9 mL와 혼합한 후 10진 법으로 적절하게 희석하였다. 각각의 희석 액 lm止를 평판에 넣 고 유산균수는 MRS agar를, 총균수는 plate count agar를 부어 혼합하고 30℃ 항온기(Sejong, Korea)에서 48시간 배 양한 후 형 성 된 colony를 계 측하여 측정하였다. 결과는 김 치 여 과액 1 mL당 콜로니 형 성 단위 (colony forming unit, CFU) 의 상용로그 값으로 나타내었으며, 각 시료에 대하여 3회 반복 측정하여 평균값을 사용하였다.
배추를 약 4X4 cm로 절단하여 배추 무게의 1.5배에 해당하는 소금물(10%, w/w)로 봄철 상온에서 3시간 절인 후 수 세하고 1시간 탈수하였다. 양념은 절인 배추 100 g에 대하여 파 2.
본 실험에서는 항균 및 살균 등의 효과를 위해 한방에서 사용되거나 황금, 황백, 목단피, 지모, 자초, 오배자 등과 같이 일부 식품부패성 및 병원성 미생물에 대한 항균효과가 있는 것으로 보고된 약재(11, 12, 18, 19)를 중심으로 김치 발효균에 대한 항균효과를 검 색하였다. 선택된 한약재로 50% 에탄올 주줄물을 제 조하고 paper disc법 으로 Lac.
5배에 해당하는 소금물(10%, w/w)로 봄철 상온에서 3시간 절인 후 수 세하고 1시간 탈수하였다. 양념은 절인 배추 100 g에 대하여 파 2.0 g, 마늘 1.4 g, 생강 0.6 g, 멸치액젓 2.2 g, 설탕 1 g을 첨가하였다. 황금과 황백 추출물은 양념과 함께 첨가하였으 며 첨가농도는 Table 2와 같이 하였다.
일정 량의 김치를 blender(Waring Co., USA)로 마쇄한 후 거 즈로 여 과하여 얻은 여 과액 에 대하여 pH, 총산도, 유산균 수 및 총균수를 측정하였다.
청운대학교 식품영양학과 학부생 10명을 대상으로 사전 훈련을 실시한 후 색(color), 신맛(sour taste), 아삭함(crisp- ness), 냄 새 (smell) 및 종합적 기호도(overall quality) 항목에 대하여 5단계 평점법으로 검사하였다(1점, 매우 나쁘다; 2점, 나쁘다; 3점, 보통이다; 4점, 좋다; 5점, 매우 좋다). 결과는 평균士 SD로 나타내었으며 ANOVA와 Tukey 검증법 에 의해 유의성을 검증하였다.
4). 황금과 황백의 혼합 첨가는 pH의 경우에서와 마찬가지로 같은 농도에서 황금 추 출물 단독 첨 가보다는 효과가 크지 만 황백 추출물의 첨 가와 비교하여서는 적었다.
대상 데이터
김치의 주재료인 배추, 고춧가루, 파, 마늘, 생강 등은 충남 홍성 시장에서 구입하였으며, 소금은 천일염을 사용하였다. 실험에 사용한 한약재는Table 1과 같으며, 건조상태의 것을 경동시 장에서 구입 하여 사용하였다.
김치의 주재료인 배추, 고춧가루, 파, 마늘, 생강 등은 충남 홍성 시장에서 구입하였으며, 소금은 천일염을 사용하였다. 실험에 사용한 한약재는Table 1과 같으며, 건조상태의 것을 경동시 장에서 구입 하여 사용하였다. 추출용매 및 시 약은 시 중의 일급 또는 특급시약을 구입하여 사용하였다.
실험에 사용한 한약재는Table 1과 같으며, 건조상태의 것을 경동시 장에서 구입 하여 사용하였다. 추출용매 및 시 약은 시 중의 일급 또는 특급시약을 구입하여 사용하였다.
항균활성 측정 에 사용한 균주는 Lactobacillus plantarum KCCM 11322와 Leuconostoc mesenteroid.es KCCM 11324 이며, 모든 배지는 Difco(USA) 제품을 사용하였다.
데이터처리
각각의 희석 액 lm止를 평판에 넣 고 유산균수는 MRS agar를, 총균수는 plate count agar를 부어 혼합하고 30℃ 항온기(Sejong, Korea)에서 48시간 배 양한 후 형 성 된 colony를 계 측하여 측정하였다. 결과는 김 치 여 과액 1 mL당 콜로니 형 성 단위 (colony forming unit, CFU) 의 상용로그 값으로 나타내었으며, 각 시료에 대하여 3회 반복 측정하여 평균값을 사용하였다.
청운대학교 식품영양학과 학부생 10명을 대상으로 사전 훈련을 실시한 후 색(color), 신맛(sour taste), 아삭함(crisp- ness), 냄 새 (smell) 및 종합적 기호도(overall quality) 항목에 대하여 5단계 평점법으로 검사하였다(1점, 매우 나쁘다; 2점, 나쁘다; 3점, 보통이다; 4점, 좋다; 5점, 매우 좋다). 결과는 평균士 SD로 나타내었으며 ANOVA와 Tukey 검증법 에 의해 유의성을 검증하였다.
이론/모형
한약재 추출물의 항균효과는 paper disc법으로 검 색하였 다(16). 즉, Lactobacillus MRS broth에서 24시간 배 양한 유 산균 배양액 1 mL를 MRS 고체 배지 위에 덮고 멸균한 지름 10 mm paper disc를 올려놓은 다음 멸균한 추출물(20~40 Ug/disc)을 흡수시키고 30℃에서 24시간 배양하였다.
성능/효과
plantarum에 대하여는 효과가 없었으나 40 ng/ disc의 농도에서 는 Leu. mese世eroides에 대하여 항균활성을 보였다. 황백 추출물은 20 pg과 40 典에서 두 균주 모두에 대하여 항균활성을 보였으며 Leu.
1에서 보는 것과 같이 Lac. plantarum의 증식억제에 대한 황금 추출물의 효과는 대조군과 비교하여 약간의 차이를 보이지 만 황백 추출물의 증식 억 제 효과와 비교할 때 그 정도가 적 어 0.2%의 농도에서 0.05%의 황백 추출물과 비슷한 효과를 보였다. 반면, 황백 추출물은 농도 의존적으로 우수한 증식 억제효과를 보였다.
01 %로 혼합 첨가한 김치는 대조구와 비교하여 유사한 값을 보여 pH 감소 억 제 효과가 없는 것으로 나타났다. 나머지 처리 구는 대 조구와 비교하여 pH 감소정도가 적 었으며 특히, 황백 추출물을 0.04% 첨가한 김 치 는 가장 높은 pH값을 보였다. 저장 21일 에 측정한 대조구의 pH가 4.
05%의 황백 추출물과 비슷한 효과를 보였다. 반면, 황백 추출물은 농도 의존적으로 우수한 증식 억제효과를 보였다.
황금을 분쇄하여 첨가한 김치에서 유산균수가 감소하고 pH 및 산도의 변화도 적었으며(8), 에탄올 추출물 형태로 단독처리하였을 경우 김치에서 분리한 젖산균에 대해 뚜렷한 항균활성을 보였다(22). 본 실험 에서도 황금 추출 물은 Leu mesenteroides대해 항균활성을 보이 며 0.04% 의 농도에서 김치의 숙성 억제 효과가 다소 있었다. 첨가농 도의 증가에 의해 보다 뚜렷한 숙성억제 효과를 기대할 수 있으나 한약재 특유의 쓴맛과 냄새 등의 관능적인 문제가 발생하는 어려움이 있다.
숙성기간 중 산도증가의 억제에 있어서도 황백 추출물은 첨가된 모든 농도에서 효과를 보였으며 황금 추출물은 0.04 % 농도에서 억제 효과가 있었다(Fig. 4). 황금과 황백의 혼합 첨가는 pH의 경우에서와 마찬가지로 같은 농도에서 황금 추 출물 단독 첨 가보다는 효과가 크지 만 황백 추출물의 첨 가와 비교하여서는 적었다.
21 로 숙성지연의 효과를 보였다. 즉, 황금의 경우 0.04%의 농도에서 숙성 연장 의 효과를 보이고 있으며 황백은 모든 농도에서 효과가 있는 것으로 나타났다. 황금과 황백을 혼합처리하였을 경우, 같은 농도의 황금 추출물 처리 구보다 pH 감소가 적 으나 황백 과 비교하여서는 숙성지연 효과가 적었다.
5). 즉, 황백 추출물 첨가 김치는 같은 농도에서 의 황금 또는 혼합 첨 가 김 치 와 비교하여 유산균수가 적 으며 황백 추출물의 첨가 농도에 비 례하여 유산균 증식이 억제되었다. 이러한 효과가 김 치 의 pH 저 하 및 산도의 증가를 억 제 하여 숙성기간을 연장시키는데 기여한 것으로 보인다.
이러한 효과가 김 치 의 pH 저 하 및 산도의 증가를 억 제 하여 숙성기간을 연장시키는데 기여한 것으로 보인다. 황금 추출물은 0.04%의 농도에서 0.02%의 황백 추출물과 유사한 증식억제효과를 보이지만 나머지 농도에서는 효과가 없었다. 황금과 황백 추출물의 혼합 첨 가는 0.
05%와 유사한 효과를 보였다. 황금과 황 백 추출물의 첨가는 실제 김 치 숙성 에도 영향을 미 쳐 0.02% ~0.04%의 황백 추출물 첨 가는 pH의 저 하, 산도, 유산균 및 총균수의 증가를 효과적으로 억 제하여 숙성 지 연효과가 큰 것으로 나타났다. 황금 추출물의 첨 가는 0.
02%의 황백 추출물과 유사한 증식억제효과를 보이지만 나머지 농도에서는 효과가 없었다. 황금과 황백 추출물의 혼합 첨 가는 0.03% ~0.04%의 농 도에서 황금 추출물과 비교하여 증식 억 제 효과가 큰 것으로 나타났다.
05%의 효과와 유사하였다. 황백 추출물의 첨가에 의해서 는 0.05%~0.2%의 농도 모두에서 뚜렷하게 증식이 억제되었다. 이러한 결과는 paper disc법을 통해 나타난 결과와 유사한 경향을 보이고 있다.
후속연구
결론적으로 황금과 황백은 김치 숙성을 지연시킬 수 있는 천연식물이 며 특히, 황백은 낮은 농도에서도 큰 효과를 보이고 있어 향후 황백의 이용가능성 모색이 요구된다. 황금 황 백은 식품부패 미 생물 및 김치 발효 유산균에 대한 항균효과 외에도 식품에 첨가하여 기능성을 부여할 수 있는 유용한 효 과들이 보고되었다.
이에 최근에는 한약재, 향신료 등 천연식물로부터 김치 발효에 관여하는 미생물의 증식을 억제할 수 있는 물질을 찾 고자 하는 연구가 활발하다(8-10). 특히, 한약재는 식품 부패 미 생물 및 병원성 미 생물 등에 항균효과를 보이는 것이 많아 (11, 12) 김치 발효관련 균에 대한 생육억제제의 탐색을 위해 서도 좋은 소재가 될 것으로 기대된다. 또한, 한약재 등 약용 식물의 이용은 건강 증진에 도움이 되는 기능성 성분을 동시에 첨가할 수 있는 가능성도 부여 한다.
참고문헌 (26)
Park KY. 1995. The nutritional evaluation, and antimutagenic and anticancer effects of kimchi. J Korean Soc Food Nutr 24: 169-182.
Jeon YS, Kye IS, Cheigh HS. 1999. Changes of vitamin C and fermentation characteristics of kimchi on different cabbage variety and fermentation temperature. J Korean Soc Food Sci Nutr 28: 773-779.
Park KY, Ha JO, Rhee SH. 1996. A study on the contents of dietary fibers and crude fiber in kimchi ingredients and kimchi. J Korean Soc Food Nutr 25: 69-75.
Lee YO, Park KY, Cheigh HS. 1996. Antioxidative effect of kimchi with various fermentation period on the lipid oxidation of cooked ground meat. J Korean Soc Food Nutr 25: 261-266.
Byun MW, Cha JH, Kwon HO. 1989. The combined effect of heat treatment and irradiation on the inactivation of major lactic acid bacteria associated with kimchi fermentation. Korean J Food Sci Technol 21: 185-191.
Kang KO, Ku KH, Lee HJ, Kim WJ. 1991. Effect of enzyme and inorganic salts addition and heat treatment on kimchi fermentation. Korean J Food Sci Technol 23: 183-187.
An DJ, Lew KC, Lee KP. 1999. Effects of adipic acid and storage temperature on extending the shelf life of kimchi. Food Sci Biotechnol 8: 78-82.
Moon KD, Byun JA, Kim SJ, Han D. 1995. Screening of natural preservatives to inhibit kimchi fermentation. Korean J Food Sci Technol 27: 257-263.
Lee SH, Choi UJ, Im YS. 1997. Effect of Scizandra chinensis (Omija) extract on the fermentation of kimchi. Kor J Appl Microbiol Biotechnol 25: 229-234.
Kim OM, Kim MK, Lee KR, Kim SD. 1998. Selective antimicrobial effects of spices extracts against Lactobacillus plantarum and Leuconostoc mesenteroides isolated from kimchi. Kor J Appl Microbiol Biotechnol 26: 373-378.
Lee BW, Shin DH. 1991. Antimicrobial effect of some plant extracts and their fractionates for food spoilage microorganisms. Korean J Food Sci Technol 23: 205-211.
Ahn DJ, Kwak YS, Kim MJ, Lee JC, Shin CS, Jeong KT. 2000. Screening of herbal plant extracts showing antimicrobial activity against some food spoilage and pathogenic microorganisms. Korean J Medicinal Crop Sci 8: 109-115.
Korea Food & Drug Administration. 2002. Food Codex. Moonyong publisher, Seoul. p 24-30.
Lee CW, Ko CY, Ha DM. 1992. Microfloral changes of the lactic acid bacteria during kimchi fermentation and identification of isolates. Kor J Appl Microbiol 20: 102-109.
Lim JL, Park HK, Han HE. 1989. Reevaluation of isolation and identification of gram-positive bacteria in kimchi. Korean J Microbiol 12: 404-414.
Zaika LL. 1988. Spice and herbs; Their antimicrobial activity and its determination. J Food Safety 9: 97-100.
Kim YD, Kim YJ, Oh SW, Kang YJ, Lee YC. 1999. Antimicrobial activities of solvent extracts from Citrus sudachi juice and peel. Korean J Food Sci Technol 31: 1613-1618.
Park UY, Chang DS, Cho HR. 1992. Screening of antimicrobial activity for medicinal herb extracts. J Korean Soc Food Nutr 21: 91-93.
Park UY, Chang DS, Cho HR. 1992. Antimicrobial effect of Lithospermi radiradix (Lithospermum erythrorhizon) extract. J Korean Soc Food Nutr 21: 97-100.
Mheen TI, Kwon TW. 1984. Effect of temperature and salt concentration on kimchi fermentation. Korean J Food Sci Technol 16: 443-450.
Lee SH, Jo OK. 1998. Effect of Lithospermum erythrorhizon, Glycyrrhiza uralensis and dipping of chitosan of kimchi. Korean J Food Technol 30: 1367-1372.
Lee SH, Park KN, Lim YS. 1999. Effects of Scutellaria bicalensis G., Lithospermum erythrorhizon extracts and ozon-treated crab shell on fermentation of baechu kimchi. J Korean Soc Food Sci Nutr 28: 359-364.
Kim MR, Mo EK, Kim JH, Lee KJ, Sung CK. 1999. Effect of hot water extract of natural plants on the prolongation of optimal fermentation time of kakdugi. J Korean Soc Food Sci Nutr 28: 365-370.
Park HS, Cho YW, Park KK, Kim OJ, Ko WK, Ro HS. 1996. Antihyperlipidemic activity of Scutellaria baicalensis Georg., Coptidis japonica Makino and Rhei koreanum Nakai on experimental hyperlipidemia in rats. J Korean Pharm Sci 26: 215-219.
Kim YE, Lee YC. 1997. Antioxidative effect of ethanol fraction for several Korean medicinal plant hot water extracts. J Korean Soc Food Nutr 10: 141-144.
Park EJ, Lee GY. 1999. Effects of Phellodendron amurense on DNA replication inhibition in methyl methanesulfonatetreated chinese hamster ovary cells. J Toxicol Public Health 15: 461-467.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.