[논문]갓김치로부터 분리한 Probiotic 유산균과 Prebiotic Fructooligosaccharide로 제조한 요구르트의 Synbiotic 가능성

임성미

doi:10.4014/kjmb.1204.04002

갓김치로부터 분리한 Probiotic 유산균과 Prebiotic Fructooligosaccharide로 제조한 요구르트의 Synbiotic 가능성
Synbiotic Potential of Yoghurt Manufactured with Probiotic Lactic Acid Bacteria Isolated from Mustard Leaf Kimchi and Prebiotic Fructooligosaccharide 원문보기

한국미생물·생명공학회지 = Korean journal of microbiology and biotechnology, v.40 no.3, 2012년, pp.226 - 236

초록
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갓김치로부터 분리한 probiotic L. acidophilus GK20 및 L. paracasei GK74를 단독 혹은 혼합 배양하여 제조한 요구르트를 저장하는 동안 이화학적 및 미생물학적 특성과 스타터의 위산이나 담즙산에 대한 저항성, Caco-2 cell에 대한 부착능, 항균, 항산화 및 효소적 활성에 대한 prebiotic FOS(fructooligosaccharide)의 영향을 살펴보았다. FOS를 첨가했을 때 요구르트 내의 스타터 균수, 총산도 및 점도는 유의하게 높아짐과 동시에 pH는 감소되었다(p<0.05). 또한 E. coli ATCC 11229와 S. enteritidis ATCC 13076은 probiotics 스타터가 생산한 항균물질에 의해 저해되었으며, FOS를 첨가한 synbiotic 요구르트의 항균활성은 더욱 증가되었다. 게다가 FOS (1.0%)를 첨가하여 혼합 스타터로 발효시킨 요구르트에서 가장 높은 단백질 분해능 ($1.06{\pm}0.06$ unit) 및 ${\beta}$-galactosidase 활성 ($20.14{\pm}0.31$ unit)을 나타내었다. 하지만 비록 L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74 모두 장관액에 대한 저항성, 장관상피세포에 대한 부착능 및 DPPH radical 소거능이나 환원력과 같은 항산화 활성을 나타내었지만, 이들 활성이 FOS에 의해 증가되진 않았다. 결과적으로 L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74 혼합 배양에 FOS를 첨가한 synbiotic 요구르트는 장내환경 개선과 건강기능 향상에 유용한 것으로 여겨지며, 생리활성은 $4^{\circ}C$에서 7일간 저장 하에서도 일정하게 유지되었음을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In the present work, the influence of prebiotic fructooligosaccharide (FOS) on adhesion to Caco-2 cells, viability, acid and bile tolerance, antibacterial, antioxidant, enzymatic, and metabolic activities of the probiotic starters Lactobacillus acidophilus GK20 and Lactobacillus paracasei GK74, has been explored. Experiments were conducted with fermented yoghurt over a period of 7 days at $4^{\circ}C$. When compared to control fermentations without prebiotic, the addition of FOS was seen to significantly (p<0.05) increase the viable cell counts of the probiotics, overall viscosity, and concurrently reduce the pH of the fermented yoghurts. Both Escherichia coli ATCC 11229 and Salmonella enteritidis ATCC 13076 were inhibited by the probiotics' antibacterial activities, while the synbiotic yoghurt containing mixed probiotics and FOS was noted to highly improve antagonistic action. When fermented with mixed starters, the addition of FOS (1.0%) resulted in the highest proteolytic ($1.06{\pm}0.06$ unit) and ${\beta}$-galactosidase activities ($20.14{\pm}0.31$ unit). However, FOS did not affect acid and bile tolerance, adhesion to Caco-2 cells or the antioxidant activity of the probiotics, although both L. acidophilus GK20 and L. paracasei GK74 had functionality as probiotic strains. Hence, a significant synbiotic effect was observed in fermented yoghurt after 7 days of storage at $4^{\circ}C$, and as a result, such synbiotic yoghurt can be said to possess synergistic actions which improve the gastrointestinal environment and promote of health.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

냉장(4°C) 온도에서 7일간 저장하는 동안 요구르트의 pH, 총산도, 점도 및 생균수 등의 이화학적 특성과 위산이나 담즙산에 대한 probiotic의 저항성, Caco-2 cell에 대한 부착능, Escherichia coli와 Salmonella enteritidis에 대한 항균활성, proteolytic 효소와 β-galactosidase 및 항산화 활성을 측정하여 synbiotic로서의 가능성을 확인해 보고자 한다.

제안 방법

E. coli ATCC 11229와 S. enteritidis ATCC 13076각각을 brain heart infusion (BHI) broth (Difc°Co.)에 접종한 후 37°C에서 24시간 배양한 후 얻어진 배양액을 원심분리(7,000×g, 4°C, 20분)하여 세포만을 회수한 다음 PBS로 2회 세척하고 현탁시켰다.
Probiotic 및 synbiotic 요구르트에 E. coli ATCC 11229와 S. enteritidis ATCC 13076의 균수를 2.0×105 CFU/mL로 조정하여 접종한 다음 37°C에서 12시간 배양시킨 후 4°C에 저장하는 동안 균수 변화를 조사하였다.
갓김치로부터 분리한 probiotic L. acidophilus GK20 및 L. paracasei GK74를 단독 혹은 혼합 배양하여 제조한 요구르트를 저장하는 동안 이화학적 및 미생물학적 특성과 스타터의 위산이나 담즙산에 대한 저항성, Caco-2 cell에 대한 부착능, 항균, 항산화 및 효소적 활성에 대한 prebiotic FOS(fructooligosaccharide)의 영향을 살펴보았다. FOS를 첨가했을 때 요구르트 내의 스타터 균수, 총산도 및 점도는 유의하게 높아짐과 동시에 pH는 감소되었다(p<0.
6 well plate 내에서 배양된 Caco-2 monolayer에 probiotic과 synbiotic 요구르트 2g을 접종한 후 5% CO2 하에서 37°C, 2시간 동안 배양하였다. 그런 다음 각 well 내에 있는 cell은 phosphate buffer solution (PBS, pH 7.2)으로 2회 세척한 후 overnight 동안 2% formalin으로 고정시키고 2% eosin Y로 염색하고 나서 1% acetic acid로 2회 세척하고 난 다음 570 nm에서 enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) reader (Spectrocount, Packard Instruments, Meriden, CT, USA)로 흡광도를 측정하였다. 이때 Caco-2 cell에 부착된 유산균은 요구르트를 처리하지 않은 대조구와 비교하여 부착율을 조사하였다.
그런 다음 잡균의 번식을 최소화하고 사용된 유산균의 증식도와 산 생성량이 높은 온도인 42°C에서 18시간 정치 배양하여 probiotic (FOS 무첨가구) 및 synbiotic (FOS 첨가구) 요구르트를 제조하였다.
발효된 요구르트를 4°C에서 7일간 저장하는 동안 유산균 수를 표준한천평판배양법으로 측정하기 위해 probiotic 및 synbiotic 요구르트 25 g을 0.85% NaCl 225 mL와 혼합 균질화하여 10배씩 단계적으로 희석한 후 MRS agar (Difc°Co.)를 사용하여 37°C에서 48시간 배양한 다음 형성된 집락을 colony forming unit (CFU/mL)로 환산하여 계수하였다.
발효직후와 7일간 저장한 요구르트 시료를 95% 메탄올에 1:1(v/v)로 혼합한 후 원심분리 (7,000×g, 20분, 4°C)하여 얻은 상등액을 여과한 시료 0.5 mL를 4.0×10-4 M DPPH 용액 1.0 mL와 혼합한 후 vortex mixer로 약 10초간 진탕한 다음 상온에서 30분간 반응시켜 517 nm에서 흡광도 (UV-1601, SHIMAZU, Koyto, Japan)를 측정하고 계산식 [1-(시료 첨가구의 흡광도/시료 무첨가구의 흡광도)×100]에 대입하여 DPPH radical 소거능을 산출하였다.
본 연구에서는 갓김치로부터 분리되어 DPPH (1,1-diphenyl2-picryl hydrazyl) 및 superoxide radical 소거능, 환원력 및 금속이온 킬레이팅 활성을 가지는 것으로 보고된[21] L. acidophilus GK20 및 Lactobacillus paracasei GK74를 단독 혹은 혼합하여 발효 스타터로 사용하고 FOS를 농도별로 첨가하여 요구르트를 제조하였다. 냉장(4°C) 온도에서 7일간 저장하는 동안 요구르트의 pH, 총산도, 점도 및 생균수 등의 이화학적 특성과 위산이나 담즙산에 대한 probiotic의 저항성, Caco-2 cell에 대한 부착능, Escherichia coli와 Salmonella enteritidis에 대한 항균활성, proteolytic 효소와 β-galactosidase 및 항산화 활성을 측정하여 synbiotic로서의 가능성을 확인해 보고자 한다.
제조한 요구르트를 냉장(4°C) 온도에서 7일간 저장하는 동안 pH, 총산도 및 점도의 변화를 조사하였다. 시료 10 g에 증류수 10 mL를 가하여 2분간 균질화(KMC-133V, Vision Scientific, Taejon, Korea)한 후 pH meter (pH 210, HANNA instruments, Sarmeola de Rubano, Italy)를 이용하여 pH를 측정하였다. 총산도는 시료 10 g를 증류수(250 mL)와 혼합한 후 여과지(Whatman, No.
시료를 0.85% NaCl 용액으로 십진 희석한 다음 E. coli ATCC 11229는 MacConkey agar (Difc°Co.), S. enteritidis ATCC 13076는 SS agar (Difc°Co.) 상에서 표준한천평판배양법으로 접종한 균수에 대한 요구르트 내에서의 잔존하는 균수를 구하여 사멸율을 측정하였다.
시판우유에 탈지분유 3%(w/v)와 FOS를 농도별(0, 0.5혹은 1.0%)로 첨가하여 121°C에서 15분간 가압 멸균한 다음 단독 배양인 경우 L. acidophilus GK20 혹은 L. paracasei GK74의 배양액을 5%(v/v), 그리고 혼합 배양인 경우는 각각의 배양액 5%(v/v)를 혼합하여 접종하였다.
약 3개월간 숙성시킨 갓김치를 균질화하여 취한 시료용액을 1% CaCO3가 첨가된 Lactobacilli MRS agar (Difc°Co., Spark, MD, USA) 배지에 접종한 뒤 37°C에서 24-48시간 배양한 후 투명한 환을 생성하는 전형적인 유산균 중에서 전보[21]에 보고된 바와 같이 항산화 활성을 가진 L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74 균주의 배양액을 20% glycerol과 혼합하여 -80°C 하에서 보관하였고, 실험 직전에 MRS agar 사면배지에서 3회 계대 배양한 후 사용하였다.
여과액 (150 µL)에 3 mL OPA reagent (Merck, Darmstadt, Germany)를 첨가한 후 상온 (약 20°C)에서 2분간 반응시킨 다음 340 nm에서 흡광도를 측정하여 시료 용액으로부터 유리된 아미노산 및 펩타이드 양을 조사하였다.
요구르트 발효 스타터의 위산에 대한 저항성을 확인하기 위해 6 N HCl을 사용하여 pH 2.5로 조정하고 1,000 unit의 pepsin (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)를 첨가한 MRS broth에 발효 직후와 7일간 저장한 요구르트를 1%(w/ v) 접종한 후 37°C에서 2시간 동안 배양하였다.
요구르트의 proteolytic activity는 o-phthaldialdehyde (OPA) method [8]를 일부 변형하여 측정하였다. 요구르트(2.
위산 내에서 배양한 후 곧 바로 bovine bile (Sigma-Aldrich) 1%와 pancreatin (Sigma-Aldrich) 0.1%가 첨가된 MRS broth 내에서 37°C, 6시간 배양한 다음 배양액은 0.85% NaCl 용액으로 십진 희석하여 MRS agar 상에서 생성된 집락을 계수한 다음 위산 및 담즙산을 처리하지 않은 대조구에 대한 처리 후 잔존하는 균수를 측정하여 생존율을 조사하였다.
2)으로 2회 세척한 후 overnight 동안 2% formalin으로 고정시키고 2% eosin Y로 염색하고 나서 1% acetic acid로 2회 세척하고 난 다음 570 nm에서 enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) reader (Spectrocount, Packard Instruments, Meriden, CT, USA)로 흡광도를 측정하였다. 이때 Caco-2 cell에 부착된 유산균은 요구르트를 처리하지 않은 대조구와 비교하여 부착율을 조사하였다.
제조한 요구르트를 냉장(4°C) 온도에서 7일간 저장하는 동안 pH, 총산도 및 점도의 변화를 조사하였다.
시료 10 g에 증류수 10 mL를 가하여 2분간 균질화(KMC-133V, Vision Scientific, Taejon, Korea)한 후 pH meter (pH 210, HANNA instruments, Sarmeola de Rubano, Italy)를 이용하여 pH를 측정하였다. 총산도는 시료 10 g를 증류수(250 mL)와 혼합한 후 여과지(Whatman, No. 2)로 여과한 시료에 0.1% phenolphthalein 용액을 몇 방울 떨어뜨린 다음 0.1 N NaOH로 pH 8.3이 될 때까지 적정하여 다음 식에 따라 총산도를 측정하였다.
한편, 시료 (1 mL)를 1% potassium ferric cyanide (1 mL) 및 0.2 M sodium phosphate buffer (pH 7.0) (1 mL)와 혼합하여 50°C에서 20분간 반응시킨 후 10% trichloroacetic acid (1 mL)를 첨가해서 원심분리 (3,000×g, 5분, 4°C)하여 얻은 상등액 (1 mL)에 0.1% ferric chloride (0.1 mL)을 가한 후 700 nm에서 흡광도를 측정함으로써 환원력을 조사하였다.
항균활성의 원인이 과산화수소나 박테리오신 생성에 의한 것인지를 확인하기 위해 발효된 probiotic와 synbiotic 요구르트에 6 N NaOH를 사용하여 pH 7.0으로 조정한 것과 여기에 10 mM potassium phosphate (pH 7.0)에 용해시킨 catalase (1 mg/mL, SigmaAldrich)를 처리하여 37°C에서 1시간 반응시킨 요구르트에 E. coli와 S. enteritidis 접종하여 37°C에서 12시간 배양시켜 균수 변화를 조사하였다.
420 nm)를 측정하여 유리된 o-nitrophenol을 정량하였다. 효소의 활성도는 1g의 시료에서 1분간 ONPG로부터 1M의 o-nitrophenol을 유리하는 것을 1 unit로 하였고 표준곡선을 이용하여 활성을 측정하였다.

대상 데이터

0.1 M PPB (pH 7.0)에 o-nitrophenly-β-D-galactopyranoside (ONPG, Sigma-Aldrich)를 5 mM 농도로 맞춰 기질을 제조하였다.
실험 균주를 MRS broth (Difc°Co.)에 접종하여 37°C에서24시간 배양한 후 얻어진 배양액을 발효 스타터로 준비하였다.
요구르트의 발효 스타터의 장관 상피세포에 대한 부착능을 확인하기 위해 Korean Cell Line Bank (KCLB)로부터 분양받은 Caco-2 cell은 10%(v/v) fetal bovine serum (FSB, Gibco, Rockville, MD, USA), 2 mM glutamine, 1 mM sodium pyruvate, 100 units penicillin 및 50 µg streptomycin이 첨가된 Dulbecco’s modified Eagle medium (DMEM, Gibco)를 사용하여 37°C, 5% CO2 하에서 배양하였다.

데이터처리

발효 균주의 종류와 FOS 농도에 따른 요구르트의 이화학적 특성, 장관액에 대한 저항성, 항균활성 및 효소활성 등을 각각 3회 실시하여 얻어진 측정값은 평균±표준편차로 나타내었고 SPSS (version 12.0) 프로그램으로 통계처리 하였다.
유의적인 차이(p<0.05)는 일원배치 분산분석법 (one-way ANOVA)의 Turkey 다중범위검정 (Turkey’s multiple range test)으로 결정하였다.

이론/모형

한편, 제조된 요구르트의 β-galactosidase 효소 활성은 [32] 등의 방법에 따라 측정하였다.

성능/효과

FOS를 첨가하지 않고 L. acidophilus GK20 단독으로 발효시킨 요구르트에 의한 proteolytic 활성을 340 nm에서 흡광도를 측정한 결과 0.74 ± 0.02으로 나타났는데 이는 L. paracasei GK74 단독일 때보다 유의하게 높은 수준이었으나 (p<0.05), FOS 첨가량이 증가함에 따라 proteolytic 활성의 유의한 증가는 나타나지 않았다.
FOS를 첨가했을 때 요구르트 내의 스타터 균수, 총산도 및 점도는 유의하게 높아짐과 동시에 pH는 감소되었다(p<0.05).
L. acidophilus GK20 단독으로 발효된 요구르트 제조 직후 E. coli ATCC 11229와 S. enteritidis ATCC 13076에 대한 항균활성은 각각 36.96 ± 2.31과 29.31 ± 0.88%로 나타났고, L. paracasei GK74 단독인 경우 L. acidophilus GK20 단독에 비해 항균활성이 유의하게 높게 나타났으며 (p<0.05), 이들을 혼합했을 때는 L. paracasei GK74 단독일 때보다 더 높은 항균활성을 보여 E. coli ATCC 11229는 53.54 ± 0.94% 및 S. enteritidis ATCC 13076은 44.74 ± 0.73% 저해하였다.
L. acidophilus GK20 단독으로 발효시킨 요구르트 스타터의 위산 (pepsin 첨가, pH 2.0) 하에서의 생존율은 35.56 ± 3.03%였으며 FOS를 일정한 농도로 첨가하여도 생존율은 크게 증가하지 않았다.
L. acidophilus GK20 단독으로 제조한 요구르트의 생균수는 6.80 ± 0.14 CFU/g이며 L. paracasei GK74 단독인 경우는 7.14 ± 0.35 CFU/g이었고, 생균수는 FOS 첨가량에 따라 다소 증가하는 경향을 보였다.
L. acidophilus GK20 단독으로 제조한 요구르트의 점도 (1055.05 ± 0.98 cps) 보다는 L. paracasei GK74로 제조한 경우가 유의하게 더 높았으며 (1062.21 ± 1.24 cps), FOS를 첨가함에 따라 점도가 증가하는 경향을 나타내었다.
L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74 각각 단독으로 제조한 요구르트의 총산도는 0.71-0.73% 정도의 수준으로 나타났으나, 혼합한 경우는 단독인 경우보다 유의하게 더 높은 산도 (0.90 ± 0.05%)를 보여주었고 (p<0.05), FOS 1.0%하에서 혼합 배양한 실험구의 총산도는 약 1.09 ± 0.03%로 가장 높았다.
L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74와의 혼합인 경우 위산 하에서의 균 생존율은 단독일 때보다 유의하게 높은 51.82 ± 5.12%를 나타내었으나 (p<0.05), 이때에도 FOS 첨가량에 따라 생존율은 큰 영향을 받지 않았으며, 7일간 저장 후 모든 실험구의 위산에 대한 생존율은 발효직후와 차이가 거의 없었다.
L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74의 단독 및 혼합 형태 모두 제조직후부터 4°C에서 7일간 저장하는 동안 생균수는 일정하게 유지되었다.
L. paracasei GK74 단독으로 발효시켰을 때는 L. acidophilus GK20 단독일 때보다 유의하게 높은 10.45 ± 0.28 unit를 보였으며, FOS 0.5% 이상 첨가했을 때에는 이보다 더 높은 활성을 나타내었다.
L. paracasei GK74 단독인 경우 생존율은 100.12 ± 5.71%으로 L. acidophilus GK20과 유의적인 차이가 없었고, FOS를 첨가했을 때 생존율은 무첨가구와 큰 차이가 없었다.
L. paracasei GK74의 생존율도 L. acidophilus GK20과 거의 비슷한 수준으로 35.60 ± 2.96%였으며, 이 또한 FOS에 그다지 영향을 받지 않았다.
bulgaricus ATCC 11842는 MRS broth 상에서 성장속도와 생균수가 더 높았으나, β-galactosidase 활성은 skim milk 내에서 더 높게 나타나 효소활성과 균성장 속도와의 상관관계는 비교적 낮았다고 하였으며, β-galactosidase 활성은 5.491 ± 0.116 unit로 본 연구의 L. paracasei GK74 보다는 낮았고, L. acidophilus GK20 보다는 높은 값을 나타내었다.
게다가 L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74 및 FOS의 혼합에 의해 단백질 분해능이 증가되었고, βgalactosidase의 활성이 증가되어 유당불내증의 증상 완화에도 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.
게다가 L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74 혼합 배양시의 DPPH radical 소거능과 환원력이 각각 49.28 ± 4.11%와 0.68 ± 0.01%로 L. acidophilus GK20 단독일 때 보다는 유의하게 높았는데(p<0.05), 이는 혼합 배양에 의해 생균수가 증가되므로 항산력이 높아진 것으로 사료된다.
게다가 균주를 혼합한 경우의 생균수는 7.37 ± 0.11 CFU/g으로 나타나 단독일 때보다 균수는 증가되었고, 특히 FOS 함량이 0.5% 이상일 때 무첨가구에 비해 유의하게 높은 균수를 나타내었다.
paracasei GK74 모두 장관액에 대한 저항성, 장관상피세포에 대한 부착능 및 DPPH radical 소거능이나 환원력과 같은 항산화 활성을 나타내었지만, 이들 활성이 FOS에 의해 증가되진 않았다. 결과적으로 L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74 혼합 배양에 FOS를 첨가한 synbiotic 요구르트는 장내환경 개선과 건강기능 향상에 유용한 것으로 여겨지며, 생리활성은 4°C에서 7일간 저장 하에서도 일정하게 유지되었음을 확인하였다.
그러나 L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74를 시판우유에 접종 후 42°C에서 18시간 배양하여 제조한 요구르트의 pH를 중성으로 조정한 다음 catalase를 처리한 시료로부터는 E. coli와 S. enteritidis의 저해 효과가 전혀 나타나지 않음을 미뤄볼 때 요구르트 발효 동안에는 스타터들이 박테리오신을 생성하지 않은 것으로 나타났다.
그러나 L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74의 혼합에서는 단독일 때보다 담즙산에 대한 생존율이 유의하게 높아 115.59 ± 3.50%로 나타났으나, 이때에도 FOS는 생존율에 큰 영향을 주지 않았다.
따라서 단독 배양보다 혼합 배양한 경우와 FOS를 첨가하여 발효하는 동안 생균수가 증가됨으로써 효소활성이 높아지고 4°C에 저장하는 동안에도 스타터의 생균수는 거의 일정하게 유지되므로 효소활성도 크게 변화하지 않았다.
5%를 첨가했을 때에는 뚜렷한 억제효과가 나타났는데 이는 세균이 성장하는 동안 생산하는 산에 의해 유산균의 증식이 억제된 것으로 추정된다. 또한 COS 0.3%를 첨가한 요구르트는 발효 24시간째 pH는 약 4.0이고 산도는 약 1.00을 나타내어 본 실험의 FOS 0.5% 첨가구와 pH는 비슷한 수준이었으나, 산도는 이보다 높게 나타났으며 COS 첨가에 의해 점도도 뚜렷하게 증가되어 본 결과와 유사한 경향을 나타내었다. S.
paracasei GK74 및 FOS의 혼합에 의해 단백질 분해능이 증가되었고, βgalactosidase의 활성이 증가되어 유당불내증의 증상 완화에도 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다. 또한 E. coli ATCC 11229와 S. enteritidis ATCC 13076에 대한 항균효과도 나타내었고, DPPH radical 소거능 및 환원력에 의한 항산화 활성이 확인되었으므로 probiotic와 prebiotic을 혼합한 synbiotic 형태의 요구르트는 장내 환경 개선과 건강 기능 향상에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.
05). 또한 E. coli ATCC 11229와 S. enteritidis ATCC 13076은 probiotics 스타터가 생산한 항균물질에 의해 저해되었으며, FOS를 첨가한 synbiotic 요구르트의 항균활성은 더욱 증가되었다. 게다가 FOS (1.
05), 이는 혼합 배양에 의해 생균수가 증가되므로 항산력이 높아진 것으로 사료된다. 또한 FOS의 첨가에 의해 다소 증가된 값을 나타내었으나, 유의할 만한 차이는 없었고 모든 실험구마다 저장하는 동안에도 제조 직후와 비슷한 수준의 활성을 유지하였다.
또한 L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74 혼합 스타터로 발효 시 β-galactosidase 활성은 단독일 때보다 유의하게 높은 활성을 보였고, FOS 무첨가구보다 1.0%을 첨가했을 때 유의하게 높은 활성을 나타내었고(p<0.05), proteolytic 효소와 마찬가지로 βgalactosidase의 활성도 4°C에서 7일간 저장하는 동안 비슷한 수준을 유지하였다.
acidophilus L10과 Lactobacillus casei L26으로 발효시킨 요구르트를 제조하는 동안 유산균수를 조사한 결과, prebiotic inulin은 probiotic 유산균의 성장에 유의한 영향을 미쳐 대조구에 비해 약 1 log cycle 이상의 균수가 증가되었고, 첨가된 inulin은 대조구에 비해 유산 및 아세트산과 같은 주요 대사산물의 생산량을 유의적으로 증가시켰고, 고농도의 유기산 하에서도 세포의 손상없이 저장하는 동안 일정한 활성을 유지하였다고 보고한 바 있어 본 결과와 유사한 경향을 나타내었다. 또한 L. casei L26에 의한 요구르트의 초기점도는 L. acidophilus L10보다 더 높았으며 inulin의 첨가에 의해 요구르트의 점도는 대조구 보다 유의하게 증가되었다. 이와 강[19]의 보고에 의하면, 요구르트의 제조시 chitooligosaccharide (COS) 0.
또한 L. paracasei GK74 단독일 때 DPPH radical 소거능과 환원력은 L. acidophilus GK20 단독일 때보다 유의하게 높은 활성을 나타내어 각각 42.51 ± 2.57%와 0.59 ± 0.02%이었으나, FOS 첨가가 이들 활성에 큰 영향을 미치지 않았다.
paracasei GK74를 이용하여 요구르트를 제조했을 때 단독보다는 혼합 배양하고 FOS를 첨가했을 때 생균수와 총산도는 더 높았고 pH는 유의하게 더 낮게 나타났다. 또한 혼합 배양시 위산과 담즙산에 대한 저항성도 비교적 높았으며 장관 상피세포에 부착하여 장관 내에서 증식할 수 있을 것으로 보여 probiotic 균주로서의 기본 조건을 충족시켰다. 게다가 L.
또한 혼합 배양하여 제조한 요구르트는 L. acidophilus GK20 단독일 때 보다 점도 (1062.13 ± 2.15 cps)가 유의하게 높았으며, FOS 0%와 0.5% 첨가구의 점도는 별 차이가 없었으나, 1.0% 첨가 시에는 유의하게 증가되었고 (p<0.05), 저장하는 동안에도 비슷한 수준을 유지하였다.
요구르트 발효 스타터 L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74의 단독 혹은 혼합 배양에 의한 항산화 활성에 미치는 FOS의 영향을 살펴본 결과, Table 3과 같이 FOS가 첨가되지 않고 L. acidophilus GK20 단독으로 발효시킨 경우 DPPH radical 소거능과 환원력은 각각 27.15 ± 3.61%와 0.38 ± 0.03%이었으나, FOS를 0.5과 1.0% 첨가하여도 무첨가구와는 유의적인 차이가 없었다(p>0.05).
위산액에 처리한 직후 곧바로 bovine bile 1%와 pancreatine 0.1% 하에서 6시간 배양한 후 균수 변화를 관찰하였을 때, FOS를 첨가하지 않고 L. acidophilus GK20 단독으로 발효시킨 경우 담즙산 하에서의 생존율은 96.31 ± 4.77%이었으며 FOS를 첨가하여도 생존율에는 큰 변화가 없었다.
이상의 결과를 보면, 갓김치에서 분리된 L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74를 이용하여 요구르트를 제조했을 때 단독보다는 혼합 배양하고 FOS를 첨가했을 때 생균수와 총산도는 더 높았고 pH는 유의하게 더 낮게 나타났다. 또한 혼합 배양시 위산과 담즙산에 대한 저항성도 비교적 높았으며 장관 상피세포에 부착하여 장관 내에서 증식할 수 있을 것으로 보여 probiotic 균주로서의 기본 조건을 충족시켰다.
05), 저장하는 동안에도 비슷한 수준을 유지하였다. 이와 같은 결과에서 미뤄볼 때, 단독 배양보다 혼합 배양인 경우 스타터의 접종량이 많아 발효된 요구르트 내의 생균수가 증가된 것으로 여겨지며 이들의 생균수는 발효되는 동안 FOS에 의해 촉진되었고, 생균수가 증가될수록 생성된 유기산의 양이 증가되어 pH는 낮아진 반면 산도와 점도는 증가한 것으로 확인되었다.
장관 내에서 유익한 작용을 위해 probiotics의 균수는 최소 6 log cycle 이상이어야 하고[2], 우리나라 식품공전상 요구르트의 총 유산균수는 10⁷-10⁸CFU/mL으로 규정되어 있는데 본 실험의 probiotic 및 synbiotic 요구르트는 제조 규격에 적합한 것으로 나타났다. 그리고 시판하는 요구르트의 pH는 3.
특히 혼합 발효 스타터로 제조된 요구르트는 FOS 무첨가구에 비해 첨가량이 증가할수록 항균활성이 유의하게 높아졌는데 (p<0.05), FOS 1.0% 첨가 시 E. coli를 62.17 ± 1.30%, S. enteritidis를 49.80 ± 0.84% 저해할 수 있었으며, 항균활성은 7일 후에도 일정한 활성을 유지하였다.
하지만 L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74를 혼합한 후 FOS를 0.5 및 1.0% 첨가하여 제조된 요구르트의 pH는 3.80 ± 0.11 및 3.67 ± 0.08로 각각 나타나 다른 실험구에 비해 유의적으로 낮은 pH를 보였으며 (p<0.05), 저장하는 동안 대부분 실험구들의 pH는 제조 직후와의 것과 유의적인 차이가 없었다.
하지만 L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74의 혼합에 의한 proteolytic 활성은 FOS를 첨가하지 않았을 때에는 0.89 ± 0.05이었지만, FOS를 1.0% 첨가하였을 때에는 1.06 ± 0.06으로 유의하게 증가되었고 (p<0.05), 저장 7일 후의 활성은 모든 실험구에서 발효직후와 큰 변화없이 유지되었다.
하지만 L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74의 혼합에서는 L. acidophilus GK20 단독일 때보다 유의하게 높은 부착능 (64.95 ± 7.31%)을 보였고, FOS에 의해 부착능이 증가하진 않았으며 7일간 저장 후에도 큰 변화는 없었다.
한편, Caco-2 cell에 대한 부착능을 확인한 결과, FOS를 첨가하지 않은 상태에서 Caco-2 cell에 대한 L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74 각각의 부착능은 41.62 ± 4.81%와 52.23 ± 3.73%로 균주간에 유의적인 차이는 없었다 (p>0.05).
한편, FOS를 첨가하지 않고 L. acidophilus GK20으로 제조한 직후의 요구르트 pH는 4.11 ± 0.10로 나타났는데 이는 FOS를 0.5 및 1.0% 첨가한 요구르트의 pH와는 유의적인 차이가 없었으며, 또한 L. paracasei GK74로 제조한 요구르트와도 비슷한 수준으로 나타났다.
한편, L. acidophilus GK20 단독으로 발효시킨 요구르트의 제조직후 β-galactosidase 활성은 3.82 ± 0.47 unit으로 나타났으나, FOS의 첨가는 이들 활성에 유의할 만한 영향을 주진 않았다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	식품 발효 중 유산균의 역할은 무엇인가?	유산균은 유산이나 초산과 같은 유기산이나 알코올, 균체 외 다당류 및 여러 효소들을 생산함으로써 발효되는 동안 부패 미생물의 증식을 억제하고 발효식품의 조직감 향상과 바람직한 풍미를 부여한다[20]. 게다가 체내 정상 장내 균총의 유지와 단백질과 비타민을 합성하여 공급하고, 암세포의 증식을 억제하며, 혈중 콜레스테롤 수치를 감소시킬 뿐만 아니라 면역기능을 강화하는 등 숙주의 건강을 이롭게 하는 probiotics 균주로 주목받고 있으며 건강기능식품이나 의약품 개발에 이용되고 있다[1].
	Synbiotics는 어떤 식품으로 제조되고 있는가?	Crittendien 등[10]에 따르면 Bifidobacterium lactis는 prebiotic 저항성 전분에 의해 증식속도가 증가하였고, 위장과 소장을 안전하게 통과하여 생존 가능하며, 대장 내에서도 butyric acid 생성량을 증가시켜 요구르트 제조용으로 적합하다고 보고한 바 있다. Synbiotics는 발효유, 치즈, 건강 음료, 소스, 쿠키, 빵, 이유식, 아이스크림 및 건강기능식품등 다양한 형태로 제조되고 있으며, synbiotics 시장은 계속해서 성장하는 추세이다[23].
	유산균은 체내에서 어떤 역할을 하는가?	유산균은 유산이나 초산과 같은 유기산이나 알코올, 균체 외 다당류 및 여러 효소들을 생산함으로써 발효되는 동안 부패 미생물의 증식을 억제하고 발효식품의 조직감 향상과 바람직한 풍미를 부여한다[20]. 게다가 체내 정상 장내 균총의 유지와 단백질과 비타민을 합성하여 공급하고, 암세포의 증식을 억제하며, 혈중 콜레스테롤 수치를 감소시킬 뿐만 아니라 면역기능을 강화하는 등 숙주의 건강을 이롭게 하는 probiotics 균주로 주목받고 있으며 건강기능식품이나 의약품 개발에 이용되고 있다[1]. Lactobacillus acidophilus와 Bifidobacterium bifidum 등의 probiotics는 박테리오신, 과산화수소 및 유기산 등의 항균성 물질을 생산하고 영양분 탈취와 상피세포 부착에 대한 경쟁적 길항작용 및 장관 내 산화환원전위 변화 등에 의해 유해세균에 대한 항균작용을 나타내는 것으로 알려져 있다[17].

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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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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