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문제 정의
- 따라서 인삼 배지는 유산균 증식용 배지로서는 적합하다고 볼 수 없다. 그러나 본 연구에서 유산균을 이용히여 생성된 인삼의 발효 물질은 인삼과 유산균의 생리활성성분을 모두 이용할 수 있다는 가정을 전제로 하였으므로 인삼배지에서 증식할 수 있는 유산 균주선정을 연구의 우선목표로 한 것이다.
- 인정받고 있는 기능성 식품소재이다. 따라서 유산균을 이용한 인삼 발효물은 두 소재의 장점을 모두 이용할 수 있는 가능성이 있으므로 본 연구는 여러가지 유산균을 이용하여 인삼 발효물을 제조하고 생균수, pH 및 산도 등을 조사하여 인삼 발효물 제조에 적합한 최적의 유산균주를 선정하고 인삼의 발효공정을 확립하였다.
제안 방법
- 27종의 유산균은 각각 MRS 액체배지를 이용하여 37℃에서 정치 배양하여 활성화 하였다. 백삼과 홍삼을 각각 농도별로 증류수에 각각 1%와 5% 첨가하여 배지를 제조하고 멸균시킨 후 활성화된 각각의 유산균을 1% (1.
- 따라서 본 연구는 27종의 유산균을 이용하여 백삼과 홍삼 분말을 각각 농도별, 배양시간별로 배양하고 발효적성 및 발효 후 산도, pH 등 품질특성을 조사하여 유산균을 이용한 발효인 삼 제조에 가장 적합한 유산균주 및 최적 제조 공정을 확립하였고 차후 건강기능성 식품소재로서의 유산균 발효인 삼 제품화 가능성을 조사하였다.
- 정치 배양하여 활성화 하였다. 백삼과 홍삼을 각각 농도별로 증류수에 각각 1%와 5% 첨가하여 배지를 제조하고 멸균시킨 후 활성화된 각각의 유산균을 1% (1.0xl06CFU/ ml)씩 접종하여 24~48시간 동안 배양하였고 배양 후 발효여액을 원심 분리하여 시료로서 분석에 이용하였다.
- 생균수는 시료 1ml를 멸균 생리식염수 9 ml에 희석하고 잘 섞은 후 단계별로 희석한 다음 1ml을 취하여 Lactobacilluse- 및 E/itemcoccus속은 glucose함량을 1%로 높인 표준한천 배지에 접종하여 잘 혼합하고 Bifidobacterium속은 BL 한천배지에 접종하여 도말한 후 혐기성 상자 (BBL Gas Pak Anaerobic System)에 넣고 37℃에서 48시간 배양한 후 생성된 집락 수를 계측하고 그 평균 집락수에 희석배수를 곱하여 배양액 ml 당 생균 수를 산출하였다.
- 알려진 바와 같이 인삼은 본래 고유의 항균활성이 있어서 인삼을 영양성분으로써 이용할 수 있는 유산균주를 선정하기 위해 여러가지 종의 유산균주를 이용하여 인삼 및 홍삼을 발효하고 생균수를 측정하였다. 그 결과 Table 2와 같이 본연구에서 시도한 총 27종의 유산균주 중 8종 (lMc.
- 인삼을 첨가한 후 유산균의 발효 중 pH 변화를 비교하기 위하여 백삼 및 홍삼을 농도별로 첨가한 배지에 8종의 유산균을 접종하고 371에서 24시간 및 48시간동안 배양한 후 pH를 측정하였다. Table 3과 같이 발효 전 인삼을 첨가하지 않은 배지의 pH는 6.
- 이용하였다. 종균은 MRS 한천배지 (Difco, Marylabnd, USA)에 배양하여 40(3에서 보관하고 3주마다 계대하면서 사용하였다. 또한 균주는 멸균된 20% 이ycerol (Shinyo Chem.
대상 데이터
- 27 종의 유산균(1.0x106 CFU/ml)을 이용하여 각각 백삼 및 홍삼배지에서 배양한 결과 생균수가 약 1.0×108CFU/ml 이상인 균주를 인삼을 잘 이용할 수 있는 유산균주로서 선정하였다.
- 6년근 홍삼을 이용하였다. 백삼 또는 홍삼은 핀밀과 볼 밀을 이용하여 미분쇄하고 200 mesh 이하의 분말을 인삼 시료로 이용하였다.
- 본 실험에 사용한 백삼과 홍삼은 모두 충청남도, 금산제품으로 2003년에 수확한 4년근 백삼 및 2002년 수확하여 제조한 6년근 홍삼을 이용하였다. 백삼 또는 홍삼은 핀밀과 볼 밀을 이용하여 미분쇄하고 200 mesh 이하의 분말을 인삼 시료로 이용하였다.
- 인삼을 발효하기 위해 사용된 유산균주는 Table 1과 같이 (주) 메디오젠의 Lactobacillus, Streptococcus, Enterococcus, Leuconostoc, Lactococcus 및 Bifidobacterium 속의 유산균 27종을 이용하였다. 종균은 MRS 한천배지 (Difco, Marylabnd, USA)에 배양하여 40(3에서 보관하고 3주마다 계대하면서 사용하였다.
이론/모형
- 시료의 pH는 pH meter를 이용하여 측정하였고, 적정산도는 식품공전 방법28)에 준하여 측정하였다. 즉, 균질화된 시료 9 g에 동량의 증류수를 가하여 1% Phenophthalein alcohol 0.
성능/효과
- 측정하였다. Table 3과 같이 발효 전 인삼을 첨가하지 않은 배지의 pH는 6.78이었고, 백삼을 각각 1% 및 5% 첨가한 경우 pH는 각각 6.73 또는 6.30로서 백심의 첨가농도가 증가할수록 다소 낮아졌으나 발효 전 pH는 백삼 첨가에 따른 유의적인 차이가 없었다. 반면, 홍삼의 첨가는 농도 의존적으로 발효 전 배지의 pH를 5.
- 생균수를 측정하였다. 그 결과 Table 2와 같이 본연구에서 시도한 총 27종의 유산균주 중 8종 (lMc.plantamm MG208 Lacjcasei MG311, Lac.rhamnosus MG315, Lac. acidophilus MG501, Lac acidophilus MG501C, Lacreuteri MG505, Lac. fermentum MG590, Bifhngum MG723) 이 24시간 또는 48시간 배양 후 유산균의 성장이 유의적으로 증가하여 인삼을 이용하여 성장할 수 있는 유산균주로서 확인되었다. 이들 8종의 유산균은 최초 접종 시 1.
- 10정도로 낮추는 것으로 나타났다. 그러나 발효 24시간 후 인삼 첨가에 따른 pH변화는 유의적인 차이가 없었으며 대조군과 첨가군 모두 pH 3.45~4.83으로 급격히 감소했는데, 특히, 홍삼첨가 농도가 높을수록 pH는 3.42~4.30으로 낮았다. 한편, 발효 후 pH는 유산균 종류에 따라 다소 차이가 있었으나 유의성은 나타나지 않았다.
- plantarum MG208이 5% 홍삼배지에서 배양했을 때 가장 생육이 촉진되는 균주였다. 발효 전 배지 pH를 6.8로 동일하게 보정하였을 때 최종 인삼발효물의 pH는 유의하게 낮아졌고(pH 3.45-4.83), 특히, 홍삼농도가 높을수룩 pH는 더 낮았다(pH 3.42-4.30). 이와 유사하게 백삼 및 홍삼 발효제조물의 적정산도는 약 10배정도 증가했고, 적정산도 증가율이 가장 높은 균종은 Lac.
- 증가하였다. 백삼 1%보다 백삼 5%의 배지에서 24시간 배양 시 유산균 증식율은 평균 7배가량, 48시간 배양했을 때 백삼농도가 진할수록 유산균 증식율이 평균 5배정도 증가하는 것으로 나타났다. 특히, 백삼농도가 증가할수록 유산균의 증식율이 16배 정도로 더 높게 나타난 균주는 Lac.
- 비교하면 Table 4와 같다. 우선 발효 전 적정산도는 인삼을 첨가하지 않은 대조군의 경우 0.01%였으며 백삼 또는 홍삼을 첨가한 경우 각각 0.02 ~0.08%로 인삼 종류에 상관없이 인삼의 첨가 농도에 비례하여 적정산도를 다소 증가시키는 것으로 나타났다.
- fermentum MG590, Bifhngum MG723) 이 24시간 또는 48시간 배양 후 유산균의 성장이 유의적으로 증가하여 인삼을 이용하여 성장할 수 있는 유산균주로서 확인되었다. 이들 8종의 유산균은 최초 접종 시 1.0xlO6 CFU/ml에서 인삼배지에서 배양한 후 최소 0.01 xlO8 CFU/ml에서 최대 13.9xlO8 CFU/ml 로 생균수가 증가하였으므로 인삼 배지에서 유산균의 증식율은 최저 100배에서 최대 1, 400배젱도까지 촉진되는 것을 알 수 있었다. 일반적으로 유산균을 증식시키는 용도로 활용되는 MRS배지를 사용하여 24시간 배양한 결과 생균수는 30.
- 이와 같이 여러가지 유산균주를 이용하여 인삼 발효 물을 제조한 결과 생균수와 유산균 발효제품에 적용할 수 있는 pH 및 적정산도 유도면에서 발효인삼 제조에 가장 적합한 유산 균주는 Lac.plantarum MG208이며 인삼첨가농도는 1-5%, 배양 시간은 48시간이 적합한 것으로 생각된다. 인삼의 유산균 발효 물의 생리활성 효능은 앞으로 추가연구를 통하여 검증되어야 하며 그 유용성에 대한 고찰 및 검토가 필요하다.
- 30). 이와 유사하게 백삼 및 홍삼 발효제조물의 적정산도는 약 10배정도 증가했고, 적정산도 증가율이 가장 높은 균종은 Lac.plantarum MG208, Lac.acidophilus MG501, 및 Bif.longum MG723이었으며, 발효 후 적정산도는 백삼보다 홍삼을 첨가한 경우 좀 더 높았다.
- plantarum, Lacjacidophilus, 및 Bifhngum 으로 나타났다. 인삼 종류별로 비교해 보면 유산균 발효 후 적정산도의 증가는 유산균종에 상관없이 백삼보다 홍삼을 첨가한 경우 0.12~0.86%으로 좀 더 높아지는 것으로 나타났다(Eible 4).
- 일반적으로 유산균 발효 중 pH가 급격히 감소하는 것은 유산균 발효과정에서 생성되는 젖산 및 여러가지 유기산의 생성에서 기인하는 것으로 알려져 있는데, 본 연구에서 인삼첨가 후 pH는 3.42~4.83로서 국내시판 요구르트제품의 일반적인 pH인 4.5~5.0보다는 다소 낮지만 미국에서 유통되고 있는 요구르트의 pH인 3.80-4.35, 캐나다 요구르트의 pH 3.27~4.53과 비슷한 수준이었다. 이와 백16)은 배양인삼을 첨가하고 우유를 이용한 발효유 제조 시 pH가 3.
- 9xlO8 CFU/ml 로 생균수가 증가하였으므로 인삼 배지에서 유산균의 증식율은 최저 100배에서 최대 1, 400배젱도까지 촉진되는 것을 알 수 있었다. 일반적으로 유산균을 증식시키는 용도로 활용되는 MRS배지를 사용하여 24시간 배양한 결과 생균수는 30.0xlO8 CFU/mlS 확인되어 인삼배지를 이용한 경우와 비교할 때 현저한 차이가 있었다. 따라서 인삼 배지는 유산균 증식용 배지로서는 적합하다고 볼 수 없다.
- 79%까지 산도가 증가하는 것으로 나타났다. 특히 백삼을 첨가하고 유산균을 발효시켰을 때 적정산도의 증가율이 가장 높은 균종은 Lac.plantarum, Lacjacidophilus, 및 Bifhngum 으로 나타났다. 인삼 종류별로 비교해 보면 유산균 발효 후 적정산도의 증가는 유산균종에 상관없이 백삼보다 홍삼을 첨가한 경우 0.
- 발효가 진행됨에 따라 pH 변화와 유사.하게 적정산도는 대조군과 인삼첨가군 모두 급격히 증가하였는데 배양 24 시간 후 백삼의 농도가 높을수록 0.07~0.79%까지 산도가 증가하는 것으로 나타났다. 특히 백삼을 첨가하고 유산균을 발효시켰을 때 적정산도의 증가율이 가장 높은 균종은 Lac.
- plantarum MG208이었다(Eble 2). 한편 홍삼배지에서도 홍삼농도가 증가할수록 유산균의 증식이 촉진되는 경향으로 나타났고, 특히 Lac.plantarum MG208 은 홍삼농도가 5%일 때 약 87배나 균의 증식이 촉진된 것으로 나타났다(Eble 2). 이와 같이 인삼 첨가가 유산균 증식에 미치는 영향을 균주별로 비교한 연구는 본 연구가 최초이므로 비교가 어려운 실정이지만, 이와 백 16)은 배양인삼을 요구르트 제조 시 첨가하여 Lacbulgancus와 을 1:1로 혼합 후 배양했을 때 증식이 촉진되었으며, 김과 한(5)이 보고한 바와 같이 Bifidobacterium을 이용한 인삼요구르트제조 시에도 인삼첨가가 유산균 생균수를 증가시켰다는 선행 연구결과와 유사한 것이었다.
후속연구
- plantarum MG208이며 인삼첨가농도는 1-5%, 배양 시간은 48시간이 적합한 것으로 생각된다. 인삼의 유산균 발효 물의 생리활성 효능은 앞으로 추가연구를 통하여 검증되어야 하며 그 유용성에 대한 고찰 및 검토가 필요하다.
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