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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 새로운 기능성이 부여된 클로렐라 함유 요구르트를 제조하는 공정을 확립함에 있어 기본적인 자료를 확보하기 위하여 요구르트의 발효 과정에서 클로렐라가 젖산균의 생육에 미치는 영향을 조사하였으며, 클로렐라를 함유한 요구르트의 품질 특성, 관능성 및 저장성을 조사하였다.
제안 방법
- 클로렐라 첨가 요구르트의 제조. 멸균한 10% 탈지 분유 기질에 클로렐라 분말을 0, 0.2, 0.5, 1.0% 농도로 첨가하여 잘 균질화하고 starter를 0.02% 접종한 후 40℃항온기에서 정치배양 하면서 시간 별로 적정 산도, pH, 생균수를 측정하였다. '
- 요구르트의 저장성 조사. 발효가 완료된 각각의 시료를 4℃에서 보관하면서 3일 간격으로 생균수, 적정 산도, pH를 3회 반복 측정한 후 평균값으로 나타내었다.
- 점도 측정. 발효가 완료된 요구르트를 실온에서 Brookfield DV-II+ Viscometer(Brookfield Engineering Laboratories, Inc., Middleboro, MA, USA)의 4번 spindle을 사용하여 60rpm에서 5분에서 8분까지 1분 간격으로 점도를 측정하여 평균치를 data 로 사용하였다.
- 생균수 측정. 배양 중 젖산균의 총균수는 배양액 1 g에 멸균 식염수 9m/를 혼합 분쇄하여 10진법으로 적절하게 희석하였다. 각각의 희석액 1 ml를 plate에 접종하고 MRS agar(Difco Laboratories, Detroit, MI, USA) 배지를 부어 혼합하고 40℃에서 24시간 배양하여 형성된 colony를 계측하고 시료 g당 colony forming units(CFU/g)로 나타내었다.
- 발효가 완료된 요구르트에 설탕을 10% 넣고 잘 균질화시킨 후 41에서 24시간 보관한 후 청운대학교식품영 양학과 학생 10명을 검사원으로 하여. 색 (color), 향미 (flavor), 맛(taste), 신맛(sour taste) 및 전체적인 기호도(overall acceptability)에 대하여 최저 1점, 최고 5점의 5단계 평가법으로 평가하였다.
- 요구르트는 점도에 따라 기호성이 크게 달라지므로 클로렐라를 첨가하여 18시간 발효시켜 제조한 요구르트의 점도를 측정하였다. 그 결과 요구르트의 점도는 클로렐라 첨가량에 반비례하여 감소하였다(Fig.
- 클로렐라를 첨가한 요구르트의 저장성. 요구르트는 제조 후 저온에서 유통되므로 저장 기간 중 품질의 변화를 확인하기 위하여 15시간 발효시킨 후 4℃에서 냉장 보관하면서 pH, 적정산도 및 생균수를 조사하였다(Table 4), 15일까지 저장하였을 때 pH는 약간 저하되고 산도는 약간 증가하는 경향이었다. 이러한 변화는 저장 중 젖산균의 대사활동이 천천히 진행되고 있어 산의 생성량이 증가하였기 때문인 것으로 사료된다.
- 적정산도 및 pH. 발효 중 경시적인 산의 생성량을 조사하기 위하여 발효액 5 g에 멸균 증류수 45 m/를 가한 후 잘 용해하고 10 ml를 취하여 0.01 N NaOH로 적정하여 젖산으로 환산하였으며, 발효액의 pH는 pH-meter(Orion 420A, Orion Research Inc., Milford, MA, USA)를이용하여 직접 측정하였다.
- 클로렐라를 첨가한 요구르트의 산 생성 정도를 알아보기 위하여 클로렐라를 10% 탈지 분유에 0, 0.2, 0.5, 1.0%(w/w)의 농도로 첨가하여 40℃에서 18시간 배양하면서 3시간 간격으로 pH와 적정 산도의 변화를 측정하였다. 적정 산도는 발효 9시간까지 크게 증가하였으며 그 후에는 비교적 완만하게 상승하는 경향이었고, 클로렐라 첨가군의 적정산도가 대조군 보다 높은 값을 나타내었다(Fig.
대상 데이터
- 요구르트의 관능검사. 발효가 완료된 요구르트에 설탕을 10% 넣고 잘 균질화시킨 후 41에서 24시간 보관한 후 청운대학교식품영 양학과 학생 10명을 검사원으로 하여. 색 (color), 향미 (flavor), 맛(taste), 신맛(sour taste) 및 전체적인 기호도(overall acceptability)에 대하여 최저 1점, 최고 5점의 5단계 평가법으로 평가하였다.
- 재료. 발효유의 기질로는 서울우유협동조합의 탈지 분유를 사용하였고, 클로렐라는 대상(주)(Seoul, Korea)의 제품이었다. 젖산 균주는 Lactobacillus acidophilus, Streptococcus thermophilus, Bifidobacterium longum 혼합 균주 제품인 Rhone-Poulenc사 (Madison, WI, US A)의 ABT-B Yagurt Culture를 별도의 배양 없이 직접 starter로 사용하였다.
- 발효유의 기질로는 서울우유협동조합의 탈지 분유를 사용하였고, 클로렐라는 대상(주)(Seoul, Korea)의 제품이었다. 젖산 균주는 Lactobacillus acidophilus, Streptococcus thermophilus, Bifidobacterium longum 혼합 균주 제품인 Rhone-Poulenc사 (Madison, WI, US A)의 ABT-B Yagurt Culture를 별도의 배양 없이 직접 starter로 사용하였다.
데이터처리
- 각각의 희석액 1 ml를 plate에 접종하고 MRS agar(Difco Laboratories, Detroit, MI, USA) 배지를 부어 혼합하고 40℃에서 24시간 배양하여 형성된 colony를 계측하고 시료 g당 colony forming units(CFU/g)로 나타내었다. 측정은 3회 반복실험을 실시하여 결과는 평균값으로 나타내었다.
성능/효과
- 이러한 경향은 클로렐라 첨가량에 비례하였으며 클로렐라를 1% 첨가한 경우 15일에는 액상 요구르트의 규격 기준 이하로 생균수가 감소하였다. 관능평가의 결과와 동일하게 적절한 클로렐라의 첨가량은 0.2% 정도가 적당한 것으로 판단된다.
- 요구르트는 점도에 따라 기호성이 크게 달라지므로 클로렐라를 첨가하여 18시간 발효시켜 제조한 요구르트의 점도를 측정하였다. 그 결과 요구르트의 점도는 클로렐라 첨가량에 반비례하여 감소하였다(Fig. 2). 요구르트 혼합액의 총 고형분 함량, 단백질 가수분해 정도, 사용 균주의 slime생산 능력과 산 생성력 등이 요구르트의 점도에 영향을 주는 요인으로 보고20)되어 있으며, 배양 인삼, 6) 삼백초;) 알로에, 18) 구기자2D 등을 첨가한 경우 요구르트의 점도는 산 생성량에 비례하여 증가하는 것으로 보고되어있다.
- 같다. 모든 항목에서 클로렐라를 첨가한 요구르트 시료들이 대조군에 비하여 낮은 점수를 얻었으며 클로렐라의 첨가량이 증가할수록 선호도는 낮아졌다. 클로렐라를 첨가한 경우 적정 산도의 변화와 동일하게 관능적으로도 신맛이 강하게 감지되었다.
- 클로렐라 첨가에 따른 발효 중 생균수의 변화. 발효 시간에 따른 요구르트의 생균수 변화를 측정한 결과(Table 2), 접종 후 3시간 만에 모든 실험군에서 생균수가 급격히 증가하여 그 이후에는 미미하게 증가하였다. 생균수는 클로렐라의 첨가량에 비례하지는 않았으나 클로렐라를 첨가한 실험군에서의 생균 수는 대조군보다 증가하였다.
- 1일 때 가장 좋은 품질을 나타내므로15) 클로렐라를 첨가하는 경우 요구르트의 발효 시간을 3시간 이상 단축시킬 수 있는 장점이 있을 것으로 사료된다. 배양액의 pH는 적정 산도의 변화와 유사하게 발효 6시간 동안은 pH가 크게 감소되다가 그 후에는 완만하게 감소하는 경향이었고, pH의 변화 정도는 클로렐라의 첨가량^ 비례하였다(Table 1). 그러나 클로렐라의 첨가량이 1%인 경우는 0.
- 이는 클로렐라가 발효 중 젖산균의 생육을 활성화시키는 것으로 클로렐라에 함유된 단백질, 무기질, 비타민, 클로렐라 생육인자(CGF) 등이 생육을 촉진시킨 것으로 생각된다. 본 연구의 발효 과정에서 생균수가 클로렐라 첨가량에 비례하지 않는 것은 starter로 단일 균주를 사용하지 않고 Lactobacillus acidophilus, Streptococcus thermophilus, Bifidobacterium longum 혼합 균주를 사용하기 때문인 것으로 사료되며 클로렐라를 0.5% 첨가한 경우 생균수가 최대가 되었다. 본 연구에서도 클로렐라가 효모의 증식을 촉진한다는 보고17)와 같이 클로렐라에 의한 유산균 증식 촉진효과를 확인할 수 있었다.
- 발효 시간에 따른 요구르트의 생균수 변화를 측정한 결과(Table 2), 접종 후 3시간 만에 모든 실험군에서 생균수가 급격히 증가하여 그 이후에는 미미하게 증가하였다. 생균수는 클로렐라의 첨가량에 비례하지는 않았으나 클로렐라를 첨가한 실험군에서의 생균 수는 대조군보다 증가하였다. 이는 클로렐라가 발효 중 젖산균의 생육을 활성화시키는 것으로 클로렐라에 함유된 단백질, 무기질, 비타민, 클로렐라 생육인자(CGF) 등이 생육을 촉진시킨 것으로 생각된다.
- 1). 이러한 증가는 클로렐라 첨가량에 비례하였으며, 18시간 발효 후 적정 산도는 1.18(대조군), 1.37(0.2% 첨가), 1.45(0.5% 첨가), 1.49(1.0% 첨가)의 순으로 증가하였다. 즉, 클로렐라의 첨가로 산의 생성량이 16~26% 정도 증가되는것으로 확인되었다.
- 이러한 점은 클로렐라 특유의 향과 맛에 익숙하지 않은 점과 과도한 산생성으로 인해 기호도가 낮아진 것으로 사료된다. 이상의 관능평가 결과를 종합적으로 고려하면 클로렐라의 첨가량은 0.2% 정도가 가장 적합한 것으로 생각되며, 검사원들의 연령이 대부분 20대 초반인 점을 고려하면 클로렐라 첨가 요구르트는 중, 장년층에게서는 좀더 우수한 기호도를 보일 수 있을 것으로 사료된다.
- 0%(w/w)의 농도로 첨가하여 40℃에서 18시간 배양하면서 3시간 간격으로 pH와 적정 산도의 변화를 측정하였다. 적정 산도는 발효 9시간까지 크게 증가하였으며 그 후에는 비교적 완만하게 상승하는 경향이었고, 클로렐라 첨가군의 적정산도가 대조군 보다 높은 값을 나타내었다(Fig. 1). 이러한 증가는 클로렐라 첨가량에 비례하였으며, 18시간 발효 후 적정 산도는 1.
- 0% 첨가)의 순으로 증가하였다. 즉, 클로렐라의 첨가로 산의 생성량이 16~26% 정도 증가되는것으로 확인되었다. 또한 호상 요구르트는 적정 산도가 1.
후속연구
- 한편, 쑥 추출물을 첨가한 경우 쑥 추출물이 요구르트 내에서 단백질과 결합하여 단백질 수화율 그리고 보수력 등의 겔 강도에 영향을 주어 요구르트의 점도가 감소하는 것으로 보고끄) 되어 있으나, 이는 쑥 추출물이 요구르트의 pH에 미치는 영향이 미미한 경우이므로 본 연구 결과와 비교하기는 곤란하다. 따라서 클로렐라가 요구르트의 점도를 낮추는 이유에 대하여는 향후 지속적인 연구가 필요하나 클로렐라의 첨가로 우유 단백질의 가수분해가 촉진되었기 때문일 것으로 사료된다. 클로렐라의 첨가로 점도가 낮아지므로 현실적으로 클로렐라를 이용한 요구르트는 농후 발효유 중 드링크 요구르트의 형태로 제품화하는 것이 적합할 것으로 판단된다.
- 따라서 클로렐라가 요구르트의 점도를 낮추는 이유에 대하여는 향후 지속적인 연구가 필요하나 클로렐라의 첨가로 우유 단백질의 가수분해가 촉진되었기 때문일 것으로 사료된다. 클로렐라의 첨가로 점도가 낮아지므로 현실적으로 클로렐라를 이용한 요구르트는 농후 발효유 중 드링크 요구르트의 형태로 제품화하는 것이 적합할 것으로 판단된다.
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