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발효 미생물에 따른 포도가공 부산물의 항산화 활성 및 항균활성
Antioxidant and Antibacterial Activities of Grape Pomace Fermented by Various Microorganisms 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.41 no.8, 2012년, pp.1049 - 1056  

김경희 (충남대학교 식품영양학과) ,  윤영식 (충남대학교 식품영양학과) ,  천세영 (충남대학교 식품영양학과) ,  육홍선 (충남대학교 식품영양학과)

초록
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본 연구에서는 여러 영양성분 및 생리활성 물질 함량이 높은 포도박의 이용가치를 증진시키기 위한 연구의 일환으로 Bacillus subtilis(BS), Lactobacillus plantarum(LP), L. casei(LC), Candida utilis(CU), Saccharomyces cerevisiae strain CHY1011(Y1), S. cerevisiae strain ZP 541(Y2), 혼합 발효(M) 등의 여러 유용 미생물을 이용하여 포도박을 발효시킨 후 미생물별 포도박 발효물에 대한 항산화 활성 변화 및 항균활성을 탐색하였다. 포도박 발효물의 추출수율은 BS(10.74%) 발효물이 가장 높았고, M(9.71%), Y2(9.60%), CU(9.55%), LC(8.68%), Y1(7.49%%), LP(7.36%) 순이었다. 총 phenol 함량 측정 결과 대조군은 발효한 포도박에 비해 유의적(p<0.05)으로 높은 값을 보였으며, 발효 균주 중에서는 LP로 발효한 발효물이 가장 큰 값을 나타내었다. 포도박 발효물의 DPPH radical 소거능을 측정한 결과, 대조군의 $IC_{50}$값이 0.16 mg/mL로 나와 가장 높은 항산화 활성을 보였다. 포도박 발효물의 경우 LP 발효물이 0.28 mg/mL로 가장 높은 항산화 활성은 나타내었다. ABTS radical 소거능은 대조군의 $IC_{50}$값이 0.22 mg/mL로 가장 높게 나왔고, 포도박 발효물의 경우 LP 발효물이 0.53 mg/mL로 가장 높은 활성을 나타내었다. FRAP value(5 mg/mL)는 LP로 발효한 시료가 2.44 mM로 가장 높게 나왔으나 대조군의 $12.27{\pm}0.16mM$과는 유의차를 보이지 않았다. 항균활성은 대조군에서 항균활성을 나타내지 않은데 반해 LC로 발효시킨 포도박 발효액이 5 mg/disc의 농도에서 항균활성에 사용된 모든 균주에 대해 10.5~11 mm의 항균활성을 나타내어 LC배양이 항균활성을 나타내는 물질을 생산해내는 것으로 사료되었다. 따라서 여러 유용미생물을 이용한 포도박 발효의 경우 유산균을 이용한 발효 시 기능성 물질 생산 증진에 우수한 효과를 나타내리라 사료되며, 특히 L. casei를 이용한 포도박 발효는 항균활성과 같은 기능성 증가를, L. plantarum을 이용한 발효는 항산화 활성에 긍정적인 효과를 나타내었다.

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The antioxidant activities and antibacterial activities of grape pomace fermented using a variety of useful microorganisms were analyzed. There were several experimental groups: the control, with non-fermented grape pomace; the BS group, fermented by Bacillus subtilis; the LP group, fermented by Lac...

주제어

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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 여러 영양성분 및 생리활성 물질 함량이 높은 포도박의 이용가치를 증진시키기 위한 연구의 일환으로 여러 유용 미생물을 이용하여 포도박을 발효시킨 후 여러 미생물별 포도박 발효에 따른 항산화 활성 변화를 조사하여 향후 화장품 및 의약품 등의 산업원료 소재 및 사료 첨가재로서의 이용 가능성을 탐색하고자 하였다.
  • 본 연구에서는 여러 영양성분 및 생리활성 물질 함량이 높은 포도박의 이용가치를 증진시키기 위한 연구의 일환으로 Bacillus subtilis(BS), Lactobacillus plantarum(LP), L. casei(LC), Candida utilis(CU), Saccharomyces cerevisiae strain CHY1011(Y1), S. cerevisiae strain ZP 541(Y2), 혼합 발효(M) 등의 여러 유용 미생물을 이용하여 포도박을 발효시킨 후 미생물별 포도박 발효물에 대한 항산화 활성 변화및 항균활성을 탐색하였다. 포도박 발효물의 추출수율은 BS(10.

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  • 3)Different letters within a total sample differ significantly (p<0.05).
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
포도박 발효물의 총 폴리페놀 화합물 함량을 측정한 방법은 무엇인가? 총 폴리페놀 화합물 함량은 Folin-Ciocalteu's의 방법(15)에 따라 측정하였다. 시료를 증류수에 녹여 추출한 뒤 시료 0.2 mL에 Folin-Ciocalteu's phenol reagent(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA)와 증류수를 1:2로 섞은 혼합액 0.2 mL를 첨가하고 암실에서 3분 방치 후 10% Na2CO3 3 mL를 가하여 1시간 다시 암실에 방치 후 765 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 표준곡선은 gallic acid를 이용한 표준 검량식에 적용하여 1 g에 대한 mg gallic acid equivalents(GAE)로 나타내었다.
포도박의 기능성 성분은 무엇인가? 한국의 경우 2010년 생산량은 약 30만 6천톤으로 그중 9천톤이 가공되고 있으며 이에 따라 수천톤의 포도박이 발생하고 있는 실정이다(4). 가공과정 중에 나오는 포도박은 phenolic acids, phenolic alcohol, flavan-3-ols, flavonoids 등의 폴리페놀류, anthocyanins, resveratrol 등의 생리활성물질을 높은 수준으로 함유하고 있는 것으로 보고되고 있으며(5-7), 포도박이 포도와 포도즙보다 플라보노이드, 식이섬유, 비타민 A 및 E의 함량이 더 높다는 보고도 있다(8). 한편 effective microorganisms(EM)은 일본의 류큐대학(가고시마 연합대학교)의 히가데루오 교수가 발명한 것으로 항산화물질을 생성하는 일련의 유용미생물군(광합성세균, 유산균, 효모 등)이며, 현재는 농업, 축산업, 의료, 환경 등의 분야에서 활발히 이용되고 있다(9,10).
EM제제의 유산균의 역할은 무엇인가? 한편 effective microorganisms(EM)은 일본의 류큐대학(가고시마 연합대학교)의 히가데루오 교수가 발명한 것으로 항산화물질을 생성하는 일련의 유용미생물군(광합성세균, 유산균, 효모 등)이며, 현재는 농업, 축산업, 의료, 환경 등의 분야에서 활발히 이용되고 있다(9,10). EM제제의 유산균은 유산을 생성하여 발효초기에 pH를 급격히 강하시킴으로써 부패균의 생장을 억제하고 불용성 무기성분(인산 등)을 가용화하며, 효모균은 생리활성물질을 합성하여(비타민, 호르몬 등) 다른 EM균의 성장을 촉진하며, 사상균은 고분자물질을 저분자화시켜 이용 가능케 하며, 방선균은 항균물질을 생성하여 토양병원균의 증식억제 효과를 나타내고, 광합성세균은 부패발효 시 발생하는 이산화탄소 및 황화수소를 흡수 이용하며 유기물을 고정태로 이용하여 오염 및 악취의 방지효과를 나타낸다고 한다(11). 미생물에 의한 발효는 냄새의 개선과 바람직한 대사산물 생성을 증진시키며 (12), Mathew 등(13) 및 Kamm 등(14)의 연구에서도 효모 생성물 및 효모발효가 돼지 사료 산업에 있어 성장률, 영양소 소화률 및 건강 조건을 향상시켰다고 보고하였다.
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참고문헌 (32)

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