[논문]Lactobacillus bulgaricus를 이용한 메밀싹 첨가 요구르트의 발효특성

강하니; 김철재

doi:10.7318/kjfc.2009.24.1.090

Lactobacillus bulgaricus를 이용한 메밀싹 첨가 요구르트의 발효특성
Lactobacillus bulgaricus Fermentation Characteristics of Yogurt with added Buckwheat Sprout 원문보기

韓國食生活文化學會誌 = Journal of the Korean Society of Food Culture, v.24 no.1, 2009년, pp.90 - 95

강하니 (숙명여자대학교 식품영양과학과) , 김철재 (숙명여자대학교 식품영양과학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The principal objective of this study was to investigate the influence of buckwheat sprouts on the acid production and growth of lactic acid bacteria in to which 5 and 10%(w/v) buckwheat sprouts was added, followed by fermentation with Lactobacillus bulgaricus. In yogurt to which 5 and 10% buckwheat sprouts was added, pH was lower and titratable acidity was higher than those of the control. It was also noted significant changes in the number of viable cell counts with differing amounts of added buckwheat sprouts until 12 hours. When the yogurt samples were stored for 12 days at $4^{\circ}C$, the pH and titratable acidity of the yogurt to which 5 and 10% buckwheat sprouts was added were maintained at lower and higher than control levels, respectively. The highest number of viable cell counts was found in the yogurt to which 5% buckwheat sprouts was added. Rutin content was reduced via lactic acid fermentation, but quercetin content increased significantly in the yogurt with added buckwheat sprouts. It may be that the glycosidic bonds connected to rutin were hydrolyzed during fermentation by lactic acid bacteria. The total phenol compound content of the yogurt samples also increased after fermentation. The antioxidative activity of yogurt to which 10% buckwheat sprouts was added was shown to have a 60.95% free radical scavenging effect, which was the highest among all yogurt samples evaluated.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 생리활성 및 기능성이 우수한 rutin이 다량 함유된 메밀싹을 이용하여 새로운 기능성 요구르트를 개발하고자 메밀싹 첨가에 따른 산 생성과 유산균의 생육에 미치는 영향을 조사하였다.

가설 설정

1)BS denotes buckwheat sprouts.
1)Values in different superscript in a column are significantly different (p≤0.05).
2)Values in different capital letter superscript in the same row are significantly different (p≤0.05).
3)Values in different small letter superscript in the same column are significantly different (p≤0.05).

제안 방법

1% peptone water 9 mL를 넣고 균질화 한 후 10진법으로 희석하였다. MRS agar(Difco Laboratories, Subsidiary of Becton, Dickinson and Company, Sparks, MD, USA) 배지에 시료를 분주하고 37℃에서 48시간 배양한 다음 형성된 colony 수를 계수하여 시료 당 colony forming unit(CFU)로 나타내었다.
메밀싹 첨가 요구르트의 Rutin과 quercetin 함량은 Ohara 등(1989)의 방법을 응용하여 50 mL의 volumetric flask에 시료 500 mg에 메탄올 50 mL를 넣고 50℃에서90분간 초음파 추출 후 0.45 µm membrane filter로 여과하여 HPLC로 분석하였다.
메밀싹을 농도별(0, 5, 10%, w/v) 첨가로 요구르트를 제조하여 배양과 저장기간 동안 pH, 적정 산도, 유산균수의 변화를 측정하였고 rutin, quercetin, 총 phenol 함량을 분석하였다. 배양기간 동안 메밀싹 첨가량이 증가할수록 pH는 감소하고 적정 산도는 높아졌으며 메밀싹 5%와 10% 첨가구 사이에 유의적 차이가 나타났다.
시료 용액 50 µL에 1.5×10-4 mM DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 용액 150 µL을 첨가하여 30분간 반응시킨 후 분광광도계를 이용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하고 래디컬 소거능(%)을 계산하였다.
탈지유를 멸균(110℃, 15 min)한 후 메밀싹을 0, 5, 10%(w/v)로 첨가하여 균질화하고 starter를 2%(v/v) 접종하여 37℃에서 배양하면서 시간 별로 pH, 적정 산도, 유산균수를 측정하였다.

대상 데이터

본 연구에서 사용한 균주는 Lactobacillus bulgaricus(KCTC 3188)를 사용하였다. 균주는 Lactobacilli MRS broth(Difco Laboratories, Subsidiary of Becton, Dickinson and Company, Sparks, MD, USA)에 접종(2%, v/v)하고 37℃에서 18시간 가량 2회 계대 배양하여 사용하였다.
본 연구에서 사용한 균주는 Lactobacillus bulgaricus(KCTC 3188)를 사용하였다. 균주는 Lactobacilli MRS broth(Difco Laboratories, Subsidiary of Becton, Dickinson and Company, Sparks, MD, USA)에 접종(2%, v/v)하고 37℃에서 18시간 가량 2회 계대 배양하여 사용하였다.
본 연구에서 사용한 메밀종실은 내몽고산 단메밀(Common buckwheat)이었으며, 메밀싹은 (주)참한싹에서 재배(온도; 23±2℃, 암실)한 발아 7일차의 것으로 동결건조하여 분말로 만든 후 polyethylene 포장하여 4℃에 보관하면서 시료로 사용하였다.
45 µm membrane filter로 여과하여 HPLC로 분석하였다. 표준물질로 rutin과 quercetin(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA)을 사용하였고 분석조건은 [Table 1]과 같다.
표준물질로는 gallic acid(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA)를 5~500 µg/mL의 농도로 조제하여 표준검량선 작성에 사용하였다.

데이터처리

메밀싹 첨가 요구르트의 rutin과 quercetin, 그리고 총 phenol 함량에 대한 각 실험구의 발효 전과 후의 비교는 paired t-test로 분석하였고, 모든 각 실험구 간의 유의성 검증을 위하여 ANOVA로 분석하였으며 사후검증으로 Duncan’s multiple range test에 의해 검증하였다.
본 실험 결과 얻어진 자료에 대한 통계처리는 SAS package를 사용하였다. 메밀싹 첨가 요구르트의 rutin과 quercetin, 그리고 총 phenol 함량에 대한 각 실험구의 발효 전과 후의 비교는 paired t-test로 분석하였고, 모든 각 실험구 간의 유의성 검증을 위하여 ANOVA로 분석하였으며 사후검증으로 Duncan’s multiple range test에 의해 검증하였다.

이론/모형

메밀싹 첨가 요구르트의 총 phenol 함량은 Swain 등(1959)을 응용한 Folin-Denis법으로 일정하게 희석한 시료를 0.45 µm membrane filter로 여과하고 125 µL에 증류수 0.5 mL와 Folin-Ciocalteu 시약 125 µL를 첨가하여 혼합한 다음 6분간 반응시켰다.
메밀싹 첨가 요구르트의 항산화 활성은 DPPH법(Shin 등 2008)을 응용하여 시료 0.3 g에 methanol 10 mL를 넣은 후 5분간 교반하고 상등액을 얻었다. Methanol을 첨가하여 50 mg/mL 농도로 제조하여 시료 용액으로 사용하였다.

성능/효과

저장기간 동안 pH, 적정 산도, 유산균수의 변화는 대조구와 메밀싹 첨가구 사이에 유의적 차이를 보이며 비교적 일정하게 유지되었다. Rutin과 quercetin, 총 phenol 함량을 발효 전과 후로 나누어 비교한 결과 발효과정을 거치면서 rutin은 감소하였지만 quercetin은 증가하였고 총 phenol 함량도 증가하였으며 각 실험구에서 유의적 차이가 분석되었다. 메밀싹 첨가 요구르트의 항산화 활성 결과는 메밀싹 5% 첨가구와 대조구 사이의 차이가 없었으며 메밀싹 10% 첨가구의 항산화 활성은 60.
메밀싹을 농도별(0, 5, 10%, w/v)로 10%(w/v) 탈지유에 첨가하고 starter를 접종하여 37℃에서 24시간 배양하면서 pH와 적정 산도의 변화를 측정한 결과는 [Table 2]와 같다. pH는 메밀싹 첨가량이 증가할수록 감소하였고 메밀싹 5%와 10% 첨가구 사이에 유의적 차이가 나타났다. 적정 산도도 배양시간이 경과함에 따라 높아졌으며 메밀싹 첨가량이 증가할수록 높은 값을 나타내었다.
대조 구의 발효 전 총 phenol 함량은 15.68 mg/100 g에서 발효 후 20.75 mg/100 g으로 유의적 차이(p≤0.01)가 나타났고 메밀싹 5% 첨가구는 119.91 mg/100 g에서 178.41 mg/100 g으로, 메밀싹 10% 첨가구는 147.64 mg/100 g에서 318.39 mg/100 g으로 유의적 차이(각각, p≤0.001, p≤0.001)가 분석되었다.
저장기간 동안 pH와 적정 산도의 변화는 비교적 일정하게 유지되었다. 대조구의 pH는 6.27~6.55로 완만하게 증가하였고 저장 0일과 3일에는 메밀싹 5% 첨가구가 메밀싹 10% 첨가구보다 높은 pH를 나타내다가 저장 6일과 9일에는 메밀싹 5% 첨가구의 pH가 각각 4.05와 4.03, 메밀싹 10% 첨가구의 pH가 각각 4.04, 4.02로 차이를 나타내지 않았고 저장 12일에는 오히려 메밀싹 10% 첨가구가 메밀싹 5% 첨가구보다 높은 pH를 나타내었다. 대조구의 적정 산도는 서서히 증가하였지만 메밀싹 첨가구에서는 거의 변화가 없었다.
메밀싹 10%첨가구의 rutin은 133.80 mg/100 g에서 79.58 mg/100 g으로, quercetin은 5.70 mg/100 g에서 11.87 mg/100 g으로 유의적 차이(각각, p≤0.05, p≤0.01)가 분석되었다.
메밀싹 5% 첨가구의 rutin은 발효 전 73.63 mg/100 g에서 발효 후 40.28 mg/100 g으로, quercetin은 발효 전 3.40 mg/100 g에서 발효 후 6.72 mg/100 g으로 유의적 차이(각각, p≤0.05, p≤0.01)가 분석되었다.
메밀싹 첨가 요구르트의 항산화 활성을 측정한 결과는 [Table 8]에 나타내었다. 메밀싹 5% 첨가구의 항산화 활성은 23.81%로 대조구 25.71%와 유의적 차이가 없었으며 메밀싹 10% 첨가구의 항산화 활성은 60.95%이었다. 이와 같은 결과는 유산균 배양 세포 추출액의 항산화 활성과 메밀싹에 함유된 페놀화합물에 의하여 나타난 항산화 활성으로 풀이된다.
Rutin과 quercetin, 총 phenol 함량을 발효 전과 후로 나누어 비교한 결과 발효과정을 거치면서 rutin은 감소하였지만 quercetin은 증가하였고 총 phenol 함량도 증가하였으며 각 실험구에서 유의적 차이가 분석되었다. 메밀싹 첨가 요구르트의 항산화 활성 결과는 메밀싹 5% 첨가구와 대조구 사이의 차이가 없었으며 메밀싹 10% 첨가구의 항산화 활성은 60.95%이었다.
배양 12시간동안 메밀싹 첨가구가 대조구보다 유산균수가 많았고 메밀싹 5% 첨가구(4.2×107~5.0×108 CFU/mL)보다 메밀싹 10% 첨가구(5.0× 107~5.7×108 CFU/mL)의 유산균수가 유의적으로 많았다.
메밀싹을 농도별(0, 5, 10%, w/v) 첨가로 요구르트를 제조하여 배양과 저장기간 동안 pH, 적정 산도, 유산균수의 변화를 측정하였고 rutin, quercetin, 총 phenol 함량을 분석하였다. 배양기간 동안 메밀싹 첨가량이 증가할수록 pH는 감소하고 적정 산도는 높아졌으며 메밀싹 5%와 10% 첨가구 사이에 유의적 차이가 나타났다. 유산균수는 배양 12시간동안 메밀싹 첨가구가 대조구보다 유산균수가 많았으나 그 이후에는 대조구에서 많은 유산균수를 나타내었다.
메밀싹 첨가 요구르트의 rutin과 quercetin 함량은 발효 전과 후로 나누어 비교하였고 그 결과는 [Table 6]에 나타내었다. 시료로 사용한 메밀싹의 rutin 함량은 1,417.09 mg/100 g이고 quercetin 함량은 55.18 mg/100 g이었으며 발효 전과 후를 비교하였을 때 rutin은 감소하였지만 quercetin은 증가하였다. 메밀싹 5% 첨가구의 rutin은 발효 전 73.
저장 기간 동안 대조구의 유산균수는 1.0×107과 2.0×107 CFU/mL으로 비교적 일정하였으며 대조구보다 메밀싹 첨가구의 유산균수가 더 많은 수로 유지되었다.
0×10⁷ CFU/mL으로 비교적 일정하였으며 대조구보다 메밀싹 첨가구의 유산균수가 더 많은 수로 유지되었다. 저장 중 유산균수는 메밀싹 10% 첨가구보다 메밀싹 5% 첨가구에서 유의적으로 가장 많은 수를 나타내었다.
대조 구를 제외하고 배양 12시간에서 요구르트의 바람직한 pH, 적정 산도, 유산균수 범위를 나타내었다. 저장기간 동안 pH, 적정 산도, 유산균수의 변화는 대조구와 메밀싹 첨가구 사이에 유의적 차이를 보이며 비교적 일정하게 유지되었다. Rutin과 quercetin, 총 phenol 함량을 발효 전과 후로 나누어 비교한 결과 발효과정을 거치면서 rutin은 감소하였지만 quercetin은 증가하였고 총 phenol 함량도 증가하였으며 각 실험구에서 유의적 차이가 분석되었다.
pH는 메밀싹 첨가량이 증가할수록 감소하였고 메밀싹 5%와 10% 첨가구 사이에 유의적 차이가 나타났다. 적정 산도도 배양시간이 경과함에 따라 높아졌으며 메밀싹 첨가량이 증가할수록 높은 값을 나타내었다. 대조구(pH 6.

후속연구

01)가 분석되었다. 즉 발효과정을 거치면서 rutin은 감소하고 quercetin은 증가하였는데 이것은 rutin에서 quercetin이 분리되는 과정에 유산균이 작용하여 구조에 변화를 가져오기 때문인 것으로 앞으로 연구가 더 필요할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	발효유란 무엇을 말하는가?	발효유(Fermented milk)는 일반적으로 우유, 산양유, 마유 등과 같은 포유동물유의 젖을 원료로 하여 유산균이나 효모 또는 이 두가지 미생물을 스타터로 하여 발효시킨 제품을 말하며, 여기에 향료, 과즙 등을 첨가하여 음용하기에 적합하게 만든 것을 의미한다(Lee 등 1999). 발효유의 역사로 볼 때 가장 중요한 유산균은 1857년 프랑스의 유명한 미생물학자 파스퇴르(Louis Pasteur 1807~1893)에 의해서 최초 발견된 미생물로서 발견 당시에는 포도주를 신맛(Sour)이 나게 만드는 백해무익한 균으로 알려졌다.
	지금까지 보고된 유산균은 몇 종류인가?	발효유의 역사로 볼 때 가장 중요한 유산균은 1857년 프랑스의 유명한 미생물학자 파스퇴르(Louis Pasteur 1807~1893)에 의해서 최초 발견된 미생물로서 발견 당시에는 포도주를 신맛(Sour)이 나게 만드는 백해무익한 균으로 알려졌다. 그 후 여러 연구를 통해 인체에 유익한 균으로 밝혀졌으며(Shahani & Chandan 1979) 지금까지 300~400여 종류가 보고되었고 그 중 20여 종류가 주로 발효유 제조 및 발효산업에 이용되고 있다. 유산균은 β-galactosidase 생성에 의해 유당을 분해하고, 장내 유해균 억제(Yang 등 1999), 장내 정상 균총의 유지(Lee 등 2003), 혈중 콜레스테롤 저하(Lee 1997).
	유산균은 누구에 의해 최초로 발견된 미생물인가?	발효유(Fermented milk)는 일반적으로 우유, 산양유, 마유 등과 같은 포유동물유의 젖을 원료로 하여 유산균이나 효모 또는 이 두가지 미생물을 스타터로 하여 발효시킨 제품을 말하며, 여기에 향료, 과즙 등을 첨가하여 음용하기에 적합하게 만든 것을 의미한다(Lee 등 1999). 발효유의 역사로 볼 때 가장 중요한 유산균은 1857년 프랑스의 유명한 미생물학자 파스퇴르(Louis Pasteur 1807~1893)에 의해서 최초 발견된 미생물로서 발견 당시에는 포도주를 신맛(Sour)이 나게 만드는 백해무익한 균으로 알려졌다. 그 후 여러 연구를 통해 인체에 유익한 균으로 밝혀졌으며(Shahani & Chandan 1979) 지금까지 300~400여 종류가 보고되었고 그 중 20여 종류가 주로 발효유 제조 및 발효산업에 이용되고 있다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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