생강은 다양한 생리활성이 보고되고 있으나 자극적인 향미로 인하여 건강식품 소재로의 사용에는 제약을 받아왔다. 본 연구에서는 낙농제품 및 김치 유래 유산균으로 발효생강을 제조하고 요쿠르트에 첨가하여 관능적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 건 생강의 첨가는 플레인 요쿠르트의 맛과 전체적 선호도를 저하시켰으며, GSt, GLa, GLm(발효 생강)의 첨가도 저하시키는 경향을 나타낸 반면에 GLp 첨가구는 저하되지 않았다. 또한 모든 발효생강은 제조공정 중 생강의 특징적 향기성분이 감소하여 이들을 첨가한 요쿠루트의 향미에는 유의적인 영향을 주지 않았으므로 GLp 첨가는 건생강을 대신한 건강식품 소재로서 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 한편 생강의 생리활성 성분의 하나인 6-gingerol은 모든 발효생강에서는 발효 전에 비하여 감소하고 6-shogaol은 증가하였으나, GLp 발효생강에서는 6-shogaol 이 거의 검출되지 않은 점이 특이하였다.
생강은 다양한 생리활성이 보고되고 있으나 자극적인 향미로 인하여 건강식품 소재로의 사용에는 제약을 받아왔다. 본 연구에서는 낙농제품 및 김치 유래 유산균으로 발효생강을 제조하고 요쿠르트에 첨가하여 관능적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 건 생강의 첨가는 플레인 요쿠르트의 맛과 전체적 선호도를 저하시켰으며, GSt, GLa, GLm(발효 생강)의 첨가도 저하시키는 경향을 나타낸 반면에 GLp 첨가구는 저하되지 않았다. 또한 모든 발효생강은 제조공정 중 생강의 특징적 향기성분이 감소하여 이들을 첨가한 요쿠루트의 향미에는 유의적인 영향을 주지 않았으므로 GLp 첨가는 건생강을 대신한 건강식품 소재로서 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 한편 생강의 생리활성 성분의 하나인 6-gingerol은 모든 발효생강에서는 발효 전에 비하여 감소하고 6-shogaol은 증가하였으나, GLp 발효생강에서는 6-shogaol 이 거의 검출되지 않은 점이 특이하였다.
Applying ginger to processed foods to improve health is limited due to its pungent odor. In this study, fermented gingers were prepared using lactic acid bacteria from dairy products or kimchi and their chemical and sensory properties were examined. Adding dried ginger or fermented gingers (GSt, GLa...
Applying ginger to processed foods to improve health is limited due to its pungent odor. In this study, fermented gingers were prepared using lactic acid bacteria from dairy products or kimchi and their chemical and sensory properties were examined. Adding dried ginger or fermented gingers (GSt, GLa, GLm) to plain yogurt made them less tasty and lowered the overall acceptability of yogurt except GLp. For all fermented gingers including GLp, the characteristic flavors of the ginger decreased by fermentation so adding fermented ginger into yogurt did not affect its flavor significantly. Thus GLp would be expected to be a food ingredient instead of dried ginger without lowering organoleptic qualities. The content of 6-gingerol, a bioactive component in ginger, decreased in all fermented gingers. However, 6-shogaol, which increased in GSt, GLa, and GLm, was not detected in GLp.
Applying ginger to processed foods to improve health is limited due to its pungent odor. In this study, fermented gingers were prepared using lactic acid bacteria from dairy products or kimchi and their chemical and sensory properties were examined. Adding dried ginger or fermented gingers (GSt, GLa, GLm) to plain yogurt made them less tasty and lowered the overall acceptability of yogurt except GLp. For all fermented gingers including GLp, the characteristic flavors of the ginger decreased by fermentation so adding fermented ginger into yogurt did not affect its flavor significantly. Thus GLp would be expected to be a food ingredient instead of dried ginger without lowering organoleptic qualities. The content of 6-gingerol, a bioactive component in ginger, decreased in all fermented gingers. However, 6-shogaol, which increased in GSt, GLa, and GLm, was not detected in GLp.
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문제 정의
하지만 생강의 자극적인 향과 맛으로 인해 생강을 직접 섭취하거나 가공식품의 소재로 사용하기에는 제한적이거나 불편함이 있는 것이 사실이다. 따라서 본 연구는 진세노사이드의 체내 흡수율을 증가시키기 위하여 제조된 발효홍삼의 경우와는 달리 생강의 유산균 발효과정을 통하여 자극적 향미가 완화된 발효생강을 제조함에 의해 생강의 가공 적성을 높이고 이에 따른 품질 특성을 조사하여 새로운 건강 식품 소재로서의 적합성을 검토하고자 한다.
생강은 다양한 생리활성이 보고되고 있으나 자극적인 향미로 인하여 건강식품 소재로의 사용에는 제약을 받아왔다. 본 연구에서는 낙농제품 및 김치 유래 유산균으로 발효생강을 제조하고 요쿠르트에 첨가하여 관능적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 건생강의 첨가는 플레인 요쿠르트의 맛과 전체적 선호도를 저하시켰으며, GSt, GLa, GLm(발효 생강)의 첨가도 저하시키는 경향을 나타낸 반면에 GLp 첨가구는 저하되지 않았다.
제안 방법
건생강은 DG 0.1g과 발효생강은 GLp 0.73 g(생강양은 0.1 g)을각각10 mL의 D.W에 녹인 후 Dynamic Thermal Stripper (Dynatherm Analytical Instruments Inc., Oxford, PA, USA) 장치를 사용하여 NPT(nitrogen purge and trap) 방법으로 Tenax-TA (Alltech Inc., Nicholasville, KY, USA)로 채워진 APK sorbent tube(KnR Co., Uijeongbu, Korea)로 40℃에서 5분간 통과시켜 포집하였고, 포집 후 APK sorbent tube를 Thermal Desorption Unit (Donam Instruments Co., Seongnam, Korea)에 위치시킨 후 포집되었던 휘발성분을 300℃에서 탈착시켜 20 mL/min 속도의 헬륨 가스와 함께 GC/MS에 직접 주입하여 분석하고 NIST library를 사용하여 확인하였다(22). 이 때 GC/MS의 분석조건은 Table 1과 같았다.
관능평가용 요구르트는 12% 탈지분유를 살균(90 o C, 30 min) 및 냉각 후 ABT-C(Rhone-Poulenc Inc., Madison, WI, USA) 균주를 접종(3%)하여 37°C에서 24시간 발효시켜 제조하였으며(17), 발효가 끝난 요구르트는 냉장고에서(4°C) 보관하며 관능 평가에 사용하였다.
또한 Lactobacillus plantarum(KCTC 3108)와 Leuconostoc mesenteroides(KCTC 3100)를 MRS 배지(Difco Co.)에서 배양하여 초기 균수가 4-5×105 에 도달하면 D.W 79.5%(w/w)에 말토덱스트린 9%(w/ w)와 이스트 1.5%, 마쇄된 생강 10%(w/w)이 혼합된 멸균배지 (GM-2)에 2%(v/v) 접종한 후 배양(37°C, 24 h)하고 동결건조하여 각각 GLp(Ginger fermented with Lactobacillus plantarum)와 GLm(Ginger fermented with Leuconostoc mesenteroides)를 제조하였다.
13이였으며 모든 발효배양액에는 1-2×107의 유산균이 확인되었다. 발효가 완료된 각 균주의 발효배양액을 동결건조하여 발효생강을 얻었으며 건생강(dried ginger, DG) 및 발효생강 추출물은 각각의 동결건조된 발효생강을 80% EtOH로 추출하여 제조하였다. 관능평가용 요구르트는 12% 탈지분유를 살균(90 o C, 30 min) 및 냉각 후 ABT-C(Rhone-Poulenc Inc.
발효가 완료된 요구르트에 건생강 및 각각의 발효 생강을 0.5% (w/w) 첨가하여 균질화 시킨 후 관능평가원 20명을 예비실험을 통해 훈련시킨 후 검사원으로 하여 생강이 첨가된 요쿠르트의 색(color), 맛(taste), 향미(flavor) 및 전체적인 기호도(overall acceptability)에 대하여 최저 1점, 최고 5점의 5단계 평가법으로 선호도를 평가하였다(19,20). 이 때 평가 요령은 각각의 평가항목에 대하여 “1: 대단히 나쁘다, 2: 나쁘다, 3: 보통이다, 4: 좋다, 5: 대단히 좋다”로 표시하도록 하였다.
생강의 발효는 Fig. 1과 같이 행하였는데 Streptococcus thermophilus(KCTC 3779)와 Lactobacillus acidphilus(KCTC 3171)를 MRS 배지(Difco Co., Detroit, MI, USA)에서 배양하여 초기 균수가 4-5×105 에 도달하면 D.W 75%(w/w)에 전지분유 15%(w/w)와마쇄된 생강 10%(w/w)이 혼합된 멸균배지(GM-1)에 2%(v/v) 접종한 후 배양(25°C, 24 h)하고 동결건조하여 각각 GSt(Ginger fermented with Streptococcus thermophilus)와 GLa(Ginger fermented with Lactobacillus acidophilus)를 제조하였다.
본 실험에서 사용한 생강은 경기도 안성시 석정동의 농협에서 구매한 국내산 생강을 수세한 후 껍질을 제거하여 사용하였다. 6-gingerol, 6-shogaol 표준품은 Wako사(Wako pure chemicals, Osaka, Japan) 제품을 사용하였으며, HPLC 분석 용매는 J. T.Baker사(Phillipsburg, NJ, USA)에서 구입하여 사용하였다.
본 실험에서 사용한 생강은 경기도 안성시 석정동의 농협에서 구매한 국내산 생강을 수세한 후 껍질을 제거하여 사용하였다. 6-gingerol, 6-shogaol 표준품은 Wako사(Wako pure chemicals, Osaka, Japan) 제품을 사용하였으며, HPLC 분석 용매는 J.
데이터처리
이 때 실험결과는 SAS package (release 8.01)를 이용하여 mean±SEM로 표시하였고, 평균값의 통 계적 유의성은 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test(21)에 의해 검정하였다.
생강의 지표성분이라 할 수 있는 6-gingerol과 6-shogaol의 함량의 분석은 Jo의 방법(23)을 참고하여 발효생강 2g을 MeOH 5mL에 넣어 초음파 추출(1 h)을 한 후에 원심분리(3,000 rpm, 20min) 하고 여과한 상등액 10 µL를 HPLC에 주입하여 Table 2와 같은 조건에서 각각의 표준곡선을 작성하여 정량분석 하였다.
성능/효과
33)이 다른 발효생강 첨가구에 비하여 우수하였다. GLp첨가구의 전체적인 기호도와 맛은 무첨가구(기호도: 3.51, 맛: 3.42)와 다르지 않았으나 건생강인 DG 첨가구(기호도: 1.52, 맛: 1.83)에 비하여 우수한 것으로 나타났다. 따라서 생강의 건강기능적인 특성을 활용하기 위하여 요구르트에 첨가할 때 DG 보다는 GLp를 첨가하는 것이 바람직할 것으로 예측되었다.
본 연구에서는 낙농제품 및 김치 유래 유산균으로 발효생강을 제조하고 요쿠르트에 첨가하여 관능적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 건생강의 첨가는 플레인 요쿠르트의 맛과 전체적 선호도를 저하시켰으며, GSt, GLa, GLm(발효 생강)의 첨가도 저하시키는 경향을 나타낸 반면에 GLp 첨가구는 저하되지 않았다. 또한 모든 발효 생강은 제조공정 중 생강의 특징적 향기성분이 감소하여 이들을첨가한 요쿠루트의 향미에는 유의적인 영향을 주지 않았으므로 GLp 첨가는 건생강을 대신한 건강식품 소재로서 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
이는 Connell(6), Hong(9), Lee와 Ahn(26)이 등이 shogaol과 zingerone이 신선한 생강 중에는 존재하지 않으며 생강의 제조, 가공, 저장 중에 탈수와 레트로-알돌 반응에 의하여 생긴다고 한 것과 일치하는 경향을 보였다. 김치유산균 발효 생강인 GLp와 GLm및 생강배지(GM-2)를 추출(2 g/5 mL)하여 분석한 결과는 Fig. 4와 같았는데 건생강을 추출(0.27 g/5 mL)하여 562.6 ppm의 6-gingerol이 검출 되었으며 6-shogaol은 검출되지 않았다. 생강배지인 GM-2에서는6-gingerol이 32.
건생강과 발효생강의 일반성분을 측정한 결과는 Table 3과 같았으며 시료간의 성분 함량 차이는 시료의 제조에 사용한 배지의 조성 차이에 의한 것으로 예측되었다. 낙농제품 유래 유산균으로 발효한 생강의 경우는 건생강에 비해 조지방 함량은 약 18%, 조단백 함량은 약 16% 높았으며 김치유래 유산균 발효생강인 GLp, GLm의 당 함량은 각각 81.6, 83.0%로 건생강에 비해 20% 정도 많이 함유되어 있었는데 이는 배지 중 말토덱스트린에 기인한 것으로 판단된다.
발효생강에서 6-shogaol이 분해되는 것으로 예측된 GLp의 분석 결과도 건생강의 결과와 전체적 패턴은 유사하였으나 상대적인 양은 감소한 것으로 나타났는데 1,8-cineole은 약 65%, α-curcumene과 zingiberene은 73%, β-sesquiphellandrene은 88%가 감소하였다. 다른 발효생강에서도 생강 향기성분의 감소는 유사하게 나타났는데 이는 발효생강의 제조과정 중 멸균공정에 의한 영향과 유산균 발효에 의한 것으로 예측되며 다른 이취 성분들의 생성이나 관능검사의 향미 선호도에도 영향을 주지 않는 것으로 나타났다.
9 ppm의 6-gingerol이 검출되었으며 6-shogaol은 검출되지 않았다. 동일량(180 mg)의 생강을 포함한 배지(GM-1)를 추출(2 g/5mL)한 결과 6-gingerol이 67.9 ppm이 함유되어 멸균 공정에 의해서 6-gingerol이 81.5% 정도가 변환된 것으로 보여진다. GSt와 GLa의 경우는 각각 57.
83)에 비하여 우수한 것으로 나타났다. 따라서 생강의 건강기능적인 특성을 활용하기 위하여 요구르트에 첨가할 때 DG 보다는 GLp를 첨가하는 것이 바람직할 것으로 예측되었다. 반면에 향미에 대한 선호도는 시료들 간에 차이가 없었으며 색은 DG 첨가구가 무첨가구나 모든 발효생강 첨가구들 보다 좋은 것으로 나타났다.
따라서 생강의 건강기능적인 특성을 활용하기 위하여 요구르트에 첨가할 때 DG 보다는 GLp를 첨가하는 것이 바람직할 것으로 예측되었다. 반면에 향미에 대한 선호도는 시료들 간에 차이가 없었으며 색은 DG 첨가구가 무첨가구나 모든 발효생강 첨가구들 보다 좋은 것으로 나타났다.
발효생강에서 6-shogaol이 분해되는 것으로 예측된 GLp의 분석 결과도 건생강의 결과와 전체적 패턴은 유사하였으나 상대적인 양은 감소한 것으로 나타났는데 1,8-cineole은 약 65%, α-curcumene과 zingiberene은 73%, β-sesquiphellandrene은 88%가 감소하였다.
5%씩 첨가한 후 색, 맛, 향미 및 전체적인 기호도 등을 무첨가구와 비교 한 결과는 Table 4와 같다. 발효생강을 요구르트에 0.5% 첨가했을 경우 GLp첨가구의 전체적인 기호도(3.44)와 맛(3.33)이 다른 발효생강 첨가구에 비하여 우수하였다. GLp첨가구의 전체적인 기호도와 맛은 무첨가구(기호도: 3.
발효종료 시점의 GLp발효배양액의 pH는 3.67±0.17, 산도는 0.53±0.14, GLm 발효배양액은 pH와 산도가 각각 3.94±0.14, 0.45±0.13이였으며 모든 발효배양액에는 1-2×107의 유산균이 확인되었다.
1 ppm으로 GM-1와 유의적 차이가 없어 건생강과의 함량 차이는 배지 제조 중 멸균공정에 의한 감소로 판단된다. 이와 관련하여 6-shogaol의 함량을 보면 건생강을 제외한 나머지 GM-1, GSt, GLa의 경우 각각 127.1, 131.4, 117.9ppm의 6-shogaol이 검출되어 감소한 gingerol이 shogaol로 전환됨을 알 수 있었다. 이는 Connell(6), Hong(9), Lee와 Ahn(26)이 등이 shogaol과 zingerone이 신선한 생강 중에는 존재하지 않으며 생강의 제조, 가공, 저장 중에 탈수와 레트로-알돌 반응에 의하여 생긴다고 한 것과 일치하는 경향을 보였다.
최종 발효종료 시점의 GSt 발효배양액의 pH는 4.06±0.15, 산도는 0.52±0.12, GLa 발효배양액의 pH와 산도는 각각 3.54±0.20, 0.54±0.10이였다.
후속연구
건생강의 첨가는 플레인 요쿠르트의 맛과 전체적 선호도를 저하시켰으며, GSt, GLa, GLm(발효 생강)의 첨가도 저하시키는 경향을 나타낸 반면에 GLp 첨가구는 저하되지 않았다. 또한 모든 발효 생강은 제조공정 중 생강의 특징적 향기성분이 감소하여 이들을첨가한 요쿠루트의 향미에는 유의적인 영향을 주지 않았으므로 GLp 첨가는 건생강을 대신한 건강식품 소재로서 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 한편 생강의 생리활성 성분의 하나인 6-gingerol은 모든 발효생강에서는 발효 전에 비하여 감소하고 6-shogaol은 증가하였으나, GLp 발효생강에서는 6-shogaol 이 거의 검출되지 않은 점이 특이하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
생강이란?
생강(Zingiber offcinale Roscoe)은 생강과에 속하는 아열대, 또는 열대 원산의 다년생 초본 식물의 하나이며, 그 근경은 특유의 맛과 향기를 지니고 있어 생생강(fresh ginger), 건생강(dried ginger), 올레오레진, 정유 등의 형태로 유통되며 식용, 약용, 또는 화장품용으로 널리 사용되고 있다(1,2). 생강의 80-90%는 수분이고, 전분이 전체 고형분의 40-60%를 차지하고 있으며(3,4), 생강의 주요성분으로는 탄화수소류, 케톤류, 알콜류를 비롯하여 zingiberene, γ-cardinen 등의 휘발성 향기성분, 그리고 zingiberol, zingiberene 등의 정유성분이 보고되고 있는데 특히 정유성분 중 생강의 매운맛을 내게 하는 주 성분인 6-gingerol 및 6-shogaol은 항산화, 항염증의 특성을 가지고 있어 건강식품소재로서 많은 주목을 받고 있다(5,6).
연구에서 낙농제품 및 김치 유래 유산균으로 발효생강을 제조하고 요쿠르트에 첨가하여 관능적 특성에 미치는 영향을 조사해 본 결과는?
본 연구에서는 낙농제품 및 김치 유래 유산균으로 발효생강을 제조하고 요쿠르트에 첨가하여 관능적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 건생강의 첨가는 플레인 요쿠르트의 맛과 전체적 선호도를 저하시켰으며, GSt, GLa, GLm(발효 생강)의 첨가도 저하시키는 경향을 나타낸 반면에 GLp 첨가구는 저하되지 않았다. 또한 모든 발효 생강은 제조공정 중 생강의 특징적 향기성분이 감소하여 이들을첨가한 요쿠루트의 향미에는 유의적인 영향을 주지 않았으므로 GLp 첨가는 건생강을 대신한 건강식품 소재로서 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 한편 생강의 생리활성 성분의 하나인 6-gingerol은 모든 발효생강에서는 발효 전에 비하여 감소하고 6-shogaol은 증가하였으나, GLp 발효생강에서는 6-shogaol 이 거의 검출되지 않은 점이 특이하였다.
생강은 어떻게 이용되나?
생강(Zingiber offcinale Roscoe)은 생강과에 속하는 아열대, 또는 열대 원산의 다년생 초본 식물의 하나이며, 그 근경은 특유의 맛과 향기를 지니고 있어 생생강(fresh ginger), 건생강(dried ginger), 올레오레진, 정유 등의 형태로 유통되며 식용, 약용, 또는 화장품용으로 널리 사용되고 있다(1,2). 생강의 80-90%는 수분이고, 전분이 전체 고형분의 40-60%를 차지하고 있으며(3,4), 생강의 주요성분으로는 탄화수소류, 케톤류, 알콜류를 비롯하여 zingiberene, γ-cardinen 등의 휘발성 향기성분, 그리고 zingiberol, zingiberene 등의 정유성분이 보고되고 있는데 특히 정유성분 중 생강의 매운맛을 내게 하는 주 성분인 6-gingerol 및 6-shogaol은 항산화, 항염증의 특성을 가지고 있어 건강식품소재로서 많은 주목을 받고 있다(5,6).
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