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문제 정의
- salivarius subsp. salivarius CNU27과 기존의 상업용 유산균을 사용하여 두유와 우유를 혼합하여 제조한 요구르트의 발효 성상을 실험한 결과이다.
제안 방법
- 두유는 국내산 백태 품종의 대두를 사용하였으며 두유의 제조는 Lee와 Lee(1997)의 방법에 의해 제조하였다. 건조대두 100 g을 대두와 물의 중량비를 1:10으로 하여 20℃의 물에 21시간 침지시킨 후 물을 제거한 다음 증류수 300 n를 첨가하였고 5분 동안 Blender (Osterizer 16 speed blender, Oster Co. U.S.A)로 습식 분쇄한후 다시 증류수 500 mL를 첨가하여 98에서 5분간 가열한 다음 냉각하여 3겹 cheese cloth를 깔고 여과한 후 121 ℃에서 15분간 autoclave하고 냉각하여 4℃의 냉장고에 보관하면서 실험에 사용하였다.
- 또한 동일한 시료에 대하여 숙련된 20대 남녀 대학생 20명의 검사원으로서 Oveiall acceptability, Taste, Odor, Mouth Feel 및 Color를 채점시험법에 따라 실시하였다
- 요구르트 5 g 채취하여 12% TCA 용액을 1 mL 첨가하고 원심분리기(Mega 17R 한일과학, 한국)를 사용하여 5,000 g에서 5 min 동안 원심분리 하였다. 분리된 상등액을 채취하여 0.2 m membrane filter(Sartorius)를 사용하여 필터 링 한 후 HPLC system (600E Multisolvent Delivery System) 을 사용하여 탄수화물 농도를 분석하였다. 샘플은 20 L를 주입하였고, Detects는Refractive Index Detector(Waters Associates, USA)를 사용하였다.
- 요구르트 5 g 채취하여 12% TCA 용액을 1 mL 첨가하고 원심분리기 (Mega 17R centrifUge, 한일과학, 한국)를 사용하여 5,000 g에서 5 min 동안 원심분리 하였다. 분리된 상등액을 채취하여0.2 m membrane filter(Sartorius AG, Germany)를 사용하여 필터 링 한 후 HPLC system(600E Multisolvent Delivery System, Waters Associates, USA)을 사용하여 분석하였다. 샘플은 7725i injector(Rheodyne, USA)를 사용하여 20 L를 주입 하였고, UV-Detectoi는 Dual X Absorbance Detector(2487; Waters Associates, USA)를 사용하여 210 iim에서 측정하였으며, columne SUPELCOGEL C-610H(38 cmx7.
- Mistry(1996)의 방법을 변형하여 분석하였다. 요구르트 5 g 채취하여 12% TCA 용액을 1 mL 첨가하고 원심분리기 (Mega 17R centrifUge, 한일과학, 한국)를 사용하여 5,000 g에서 5 min 동안 원심분리 하였다. 분리된 상등액을 채취하여0.
- 요구르트 증 유기산 함량은 Saidi와 Warthesen(1989), Dubey 와 Mistry(1996)의 방법을 변형하여 분석하였다. 요구르트 5 g 채취하여 12% TCA 용액을 1 mL 첨가하고 원심분리기 (Mega 17R centrifUge, 한일과학, 한국)를 사용하여 5,000 g에서 5 min 동안 원심분리 하였다.
- 우유와 두유를 혼합하여 요구르트를 제조하고자 스타터에 따른 발효물의 성상을 시험하였다. 4종류의 서로 다른 스타터를 접종한 모든 처리구에서 배양 15시간 후 pH는 lactic culture 2(B.
- 분해율을 측정하였다. 유산균수 채취한 요구르트 시료를 멸균수에 십진희석하여 BCP plate count agar (Eiken Chemical Co., Japan)에 접종한 후 37℃에서 72시간 배양한 후 균수를 계측하였다. 요구르트의 적정산도는 Stan- dard method Richardson(1985)법에 따라 측정하였으며, pH는 pH meter (420A; Orion Research Inc.
- 준비된 탈지유 및 두유를 각각 1:3, 1:2, 1:1, 2:1, 3:1의 비율로 혼합하여 37 ℃ 로 조정한 후, 상기 종배양액을 스타터로서 2%씩 접종하고, 37 ℃ 의 항온기에서 15시간 발효하면서 3 시간 간격으로 시료를 채취하여 산도, pH 및 유산균수를 측정하였으며, 발효유의 산도가 1.0%에 도달한 시료를 채취하였다.
대상 데이터
- salivarius subsp. thermophilus(ST36y), 상업 용 혼합균주 lactic culture 2(Nocks Co., Japan; B. longum, L. acidophilus, S. thermophilus)로서 10%(w/v) 환원 탈지유에2% 씩 2회 계대 배양한 것을 종배양액으로 사용하였다.
- 0 plus(영인과학, 한국)를 사용하여 정량분석하였다. 시험에 사용된 탄수화물은 Sigma-Aldrich 사의 표준품을 구입하여 분석에 사용하였다.
- 방법을 변형하여 수행하였다. 요구르트 5 g 채취하여 12% TCA 용액을 1 mL 첨가하고 원심분리기(Mega 17R 한일과학, 한국)를 사용하여 5,000 g에서 5 min 동안 원심분리 하였다. 분리된 상등액을 채취하여 0.
- 요구르트 제조에 사용된 스타터는 단일균주 2종류와 혼합 균주 2종류를 사용하였다. 단일균주는 Lactobacillus acidophilus KCTC3150와 Lactobacillus salivarius subsp.
- 원유는 충남대학교 부속동물사육장에서 사육하고 있는 홀스타인종으로부터 신선한 원유를 크림분리기(Disc BowlCentrifuge, Armfield Technical Education Co. LTD. UK)를이용하여 40℃에서 유지방을 분리한 후 탈지유를 92℃에서 10분간 살균한 다음 4℃ 냉장 보관하면서 1주일 이내에 실험에 사용하였다. Milko Scan(Foss Electric, Denmark)을 사용하여 분석한 고형분 함량은 수분 89.
데이터처리
- 0 mL/min의 유속으로 10분간 흘러주었다. 분석프로그램은 Autochro-WIN 2.0 plus(영인과학, 한국)를 사용하여 정량분석하였다. 시험에 사용된 탄수화물은 Sigma-Aldrich 사의 표준품을 구입하여 분석에 사용하였다.
이론/모형
- Cho 등(2003)의 방법에 따라 요구르트의 발효에 대하여적정산도, pH, 유산균수, 점도 관능검사, 유기산 생성 량 및 탄수화물의 분해율을 측정하였다. 유산균수 채취한 요구르트 시료를 멸균수에 십진희석하여 BCP plate count agar (Eiken Chemical Co.
- 44% 이었다. 두유는 국내산 백태 품종의 대두를 사용하였으며 두유의 제조는 Lee와 Lee(1997)의 방법에 의해 제조하였다. 건조대두 100 g을 대두와 물의 중량비를 1:10으로 하여 20℃의 물에 21시간 침지시킨 후 물을 제거한 다음 증류수 300 n를 첨가하였고 5분 동안 Blender (Osterizer 16 speed blender, Oster Co.
- , Japan)에 접종한 후 37℃에서 72시간 배양한 후 균수를 계측하였다. 요구르트의 적정산도는 Stan- dard method Richardson(1985)법에 따라 측정하였으며, pH는 pH meter (420A; Orion Research Inc., USA)를 사용하여 측정하였다. 요구르트의 점도는 산도가 1.
성능/효과
- salivarius CNU27 유산균이 a-galactosidase 효소 생산에 의한 stachylose 를 분해한 것으로 생각된다. Lactose는 lactic culture 1과 lactic culture 2가 우유와 두유의 혼합비율에 관계없이 가장 많이 분해되었음을 알 수 있었다. 이는 단독균주인 Lactobacillus acidophilus KCTC3150과 Lactobacillus salivarius subsp.
- UK)를이용하여 40℃에서 유지방을 분리한 후 탈지유를 92℃에서 10분간 살균한 다음 4℃ 냉장 보관하면서 1주일 이내에 실험에 사용하였다. Milko Scan(Foss Electric, Denmark)을 사용하여 분석한 고형분 함량은 수분 89.88%, 단백질 4.11%, 지방 0.03%, 유당 5.44% 이었다. 두유는 국내산 백태 품종의 대두를 사용하였으며 두유의 제조는 Lee와 Lee(1997)의 방법에 의해 제조하였다.
- Starter 균주 4종류 이용하여 우유와 두유의 혼합비에 따라 ym를 제조하여 배양한 후 적정산도가 1.어02%로 되었을 때 4℃로 냉각 저장하고, 12시간 냉장 후 발효유의 관능검사를 실시한 결과는 우유와 두유의 혼합비와 스타터의 종류에 따라 기호도가 상당히 차이가 있음을 알 수 있다(Table 7). 우유와 두유의 비율이 3:1인 경우 Lactobacillus salivarius subsp.
- 4종류의 서로 다른 스타터를 접종한 모든 처리구에서 배양 15시간 후 pH는 lactic culture 2(B. longum, L. acidophilus, S. thermophilus를 제외한 나머지 처리구에서 4.16-3.75 사이로 나타나 발효 촉진 효과가 있었고, 산 생성은 우유와 두유의 홉합비가 2:1이고lactic culture 1 [Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus(LB 12), Streptococcus salivarius ssp. thermophilus(ST36)] 을 스타터로사용한 요구르트에서 가장 높게 나타났다. 생균수는 1:3 비율에서 15시간째 Lactobacillus salivarius subsp.
- 특히 Lactobacillus saliva- rius subsp. salivarius CNU27 인 경우는 두유의 양이 증가함에 따라 배양 6, 9시간째에는 생균수가 다른 유산균에 비해 상대적으로 높은 것을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 Bae2002)이 보고한 .
- 특히, Lactobacillus salivarius subsp. salivarius CNU27은 Lactobacillus acidophilus KCTC 3150, lactic culture 1, lactic culture 2보다 stachyose 분해도가높음을 알 수 있는데 우유와 두유의 혼합비율에 관계없이 분해되지 않은 stachyose 양이 가장 적은 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 Lactobacillus salivarius subsp.
- 당 분해율은 혼합비 1:3에서 Lactobacillus salivarius subsp. salivariusCNU27를 스타터로 사용한 요구르트에서 대조구와 비교해 stachyose가 53.92%로 가장 많이 분해되었다. 점도는 두유 혼합비가 가장 높은 1:3 처리구에서 1, 300-1, 660 cP로 가장 높게 나타났다.
- 점도는 두유 혼합비가 가장 높은 1:3 처리구에서 1, 300-1, 660 cP로 가장 높게 나타났다. 관능검사 결과는 2:1 혼합비에서 Lactobacillus acidophilus KCTC315O를 스타터로 사용한 요구르트가 4.17±0.69, 3:1 혼합비에서 Lactobacillus salivarius subsp.salivarius CNU27를 스타터로 사용한 요구르트가 4.0(H0.58으로 기호도가 가장 좋은 것으로 나타났다.
- salivarius CNU27 보다 lactose 분해효소를 더 많이 생산하는 혼합균주의 영향으로 생각된다. 따라서 lactose가 분해되어 glucose와 galactose로 분해물이 생산되며 lactic cul-ture 1과 lactic culture 2 가 가장 높은 분해율을 나타났다.
- 일반적으로 두유를 이용한 요구르트는 두유의 콩 비린내 성분으로 인한 기호도가 낮으나 발효에 의하여 생성된 유기산에 따른 콩 비린내의 저감 효과를 볼 수 있다(Ko, 1989). 따라서 본 시험에서도 두유의 함량이 높아질수록 콩 비린내가 많이 발생하므로 이에 대한 요구르트의 기호도가 저하되었으며, 우유와 두유의 비율을 2:1 또는 3:1로 혼합할 경우 두유 혼합 요구르트의 기호도를 높일 수 있다고 판단되었다.
- salivarius CNU27의 경우는 두유의 양이 증가함에 따라 대체적으로 pH가 감소하는 폭이 크다는 것을 알 수 있다. 또한 15시간 배양 후 측정 한 pH는 혼합비에 관계없이 4종류의 스타터 중에서 상업용 혼합균주 lactic culture 2를, 사용한 요구르트 제품에서 pH가 가장 높게 나타났다.
- 6배나 적게 생산되었다. 반면에 다른 유산균주를 사용한 경우는 두유보다 우유의 혼합비율이 높을수록 Tartaric acid의 생산량이 높은 경향을 나타내어 유기산의 생성은 유산균주에 따라 다르게 나타남을 알 수 있었다. 특히 lactic culture 1 [Lactobacillus delbrueckii ssp.
- Table 3에 나타난 바와 같다. 스타터 접종 후 15시간 배양 하면서 3시간 간격으로 생균수를 측정한 결과 0시간에서 1.00~ 1.45xl07 cfWmL이었던 것이 배양 15시간 후에는 108~109 cfWmL 까지 증가하였다. 특히 Lactobacillus saliva- rius subsp.
- 2에 나타난 바와 같다. 요구르트 제조 후 15시간 배양하면서 3시간 간격으로 산도를 측정한 결과, 배양시간이 경과함에 따라 혼합비율에 관계없이 lactic culture 1 [Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus(LB12), Streptococcus salivarius ssp. mQp7s(ST36)]이 산도의 증가 속도가 빠르고 15시간 배양 후 산도가 가장 높은 2.1% 전후로 나타났다. 이와 같은 결과에 대하여 Yu 등(1985)은 구균과 간균의 공생 작용에 의한 성장촉진 효과에 기인하는 것으로 보고한 바 있다.
- 요구르트의 점도는 고형분의 함량이 가장 큰 영향을 미치는 요인으로서 우유와 대두유는 고형분 함량이 비슷하여 고형분에 따른 점도의 변화에는 차이가 없으나, 단백질의 종류 및 칼슘염의 함량에 따라 점도의 차이가 측정되었다. Lee(1997)는 분리 대두 단백은 수용액의 점도를 높이는 효과가 있으며, Kim 등(1990)은 우유 중 칼슘염은 두유의 점도를 저하시키는 요인 중의 하나로 보고하였다.
- salivarius CNU27 보다높은 기호도를 나타내고 있다. 우유와 두유의 혼합 요구르트 제조 시 우유와 두유의 혼합비가 2:1로 하고 Lactobacillus acidophilus KCTC3150을 스타터로 시용하여 제조한 요구르트에서 관능평가 결과가 우수한 것으로 판단된다. 일반적으로 두유를 이용한 요구르트는 두유의 콩 비린내 성분으로 인한 기호도가 낮으나 발효에 의하여 생성된 유기산에 따른 콩 비린내의 저감 효과를 볼 수 있다(Ko, 1989).
- Table 6에 나타난 바와 같이 두유의 혼합비가 증가됨에 따라 점도도 증가됨을 알 수 있다. 우유와 두유의 혼합비가 3:1인 경우 가장 높은 점도를 나타낸 유산균은 lactic culture 2로 1, 080 cP이었으나 2:1인 경우는 1, 180 cP, 1:1인 경우는 1, 500 cP, 1:2인 경우는 1, 580 cP, 1:3인 경우는 1, 660 cP로 두유의양이 증가함에 따라 점도도 증가함을 알 수 있었다. 다른 유산균에서도 마찬가지로 같은 경향을 나타내었다.
- 1에 나타난 바와 같다. 우유와 두유의 혼합비율은 3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3로 하고 유산균 스타터는 4가지 종류를 사용하여 15시간 동안 배양하면서 3시간 간격으로 pH를 측정한 결과, 배양시간이 경과함에 따라 우유와 두유의 혼합비율에 관계없이 lactic culture ^[Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus (LB 12), Streptococcus salivarius ssp. thermophilus(ST36)] 상업용 혼합균주를 사용한 요구르트에서 15시간 배양 후 가장 낮은 3.80 정도로 나타났다. 0시간에서 측정한 pH의 값은 두유의 양이 증가함에 따라 pH가 증가하였는데 이와 같은 결과는 정상적인 우유의 pH가 약 6.
- , 1999)에 있기 때문으로생각되었다. 우유와 두유의 혼합비율의 양의 차이에 따른 pH 를 비교하여 보면 우유량이 증가함에 따라 pH의 감소 폭이 두유량이 증가함에 따른 pH의 감소 폭보다 적은 것으로 나타났다.
- 이상과 같은 유기산의 생성결과는 Son 등 (1999)이 Biftdobacterium 이 2종 포함된 4종의 혼합 유산균으로 발효두유 제조시 생성된 유기산은 lactic acid가 가장 많았으며 그 외 소량의 citric acid와 acetic acid가 생성되었다고 보고한 결과와 비교하였을 때 lactic acid의 생성은 유사하지만 acetic acid의 생성량은 크게 차이가 있는 것으로 나타났다. 이와 같은 경우는 Bifidobacterium 이 두유보다는 우유에서 더욱 많은 유기산을 생성하는 것으로서 본 시험에서도 lactic acid의 경우 우유의 농도가 높을수록 많은 양을 생산하는 것을 볼 수 있었다.
- 균주를 사용하여 두유 발효유를 제조하였을 때 발효 6시간 이후에 산 생성량이 급격히 증가하였다는 보고와 유사하게 나타났다. 한편 Jeon과 Hwang (2002)가 발효 24시간이 되어서야 1.08%에 도달하였다고 보고한 것에 비하여 본 시험에서는 9에서 12시간 내에 1.0%를 생산하였는데 이와 같은 결과는 본 시험구의 스타터는 Bifidobacterium 이외에도 L. acidophilus, S. thermophilus 균을 사용하여 산 생성 이 더욱 증가한 것으로 생각된다. 다른 starter 균주의 요구르트는 점진적으로 계속 산도와 pH가 증가하여 배양 후 약 12시간째에 pH는 4.
후속연구
- , 2001), 혈청 콜레스테롤의 저하(Rasic et al, 1992) 등 다양한 특성을 가진 건강식품으로 알려져 있다. 한편 두유를 이용한 유산균 발효유는 기존의 우유 요구르트에 비하여 가격이 저렴할 뿐만 아니라 영 양도 우수하여 양질의 콩 요구르트 제품이 캐발뵌다면콩의 부가가치 향상은 물론 국민영양 개선의 측면에서도 효과가 클 것으로 기대된다. 그러나 콩의 가공공정 중 발생되는 대두 특유의 비 린내 (beany flavor)는 기호성을 저하시키고음용후의 소화 장애를 유발하기 때문에 지금까지 대두 요구르트의 상품화가 어려웠다.
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