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문제 정의
- , 2011)에서 항고혈압활성, 항비만활성, 항통풍활성 등이 우수한 효모와 곰팡이 및 세균등 선발하여 보고 하였다. 본 연구에서는 이들을 이용하여 전통발효식품용 누룩과 대표적인 전통발효식품인 막걸리와 청국장를 제조한 후 이들의 생리기능성을 조사하였다.
제안 방법
- 이 상층액을 speed vac. concentrator(EYELA Co., Japan)을 이용하여 완전히 건조시킨 뒤 sodium borate 완충용액 1ml를 가하여 용해시켜 유리되어 나온 hippuric acid의 양을 228 nm에서 흡광도를 측정하여 산출하였고 시료 무첨가를 대조구로 하여 저해율을 구하였다.
- 각종 전통 누룩에서 분리한 생리활성 우수 효모들을 이용하여 위와 같이 제조한 막걸리들의 생리 기능성을 측정하여 효모를 첨가하지 않고 동일한 조건으로 처리한 발효액과 비교 하였다(Table 2). 먼저 생리기능성중, 항비만활성을 의미하는 α-glucosidasee 저해활성은 효모 무첨가 대조구에 비하여 전통 AD 누룩에서 분리한 Saccharomyces cerevisiae Y111-5 를 이용하여 제조한 막걸리가 42.
- 다양한 장류와 메주로부터 분리한 세균들을 이용하여 위와 같이 청국장을 제조한 후 이들의 생리기능성을 측정하여 세균을 첨가하지 않고 동일한 조건으로 처리한 콩 발효물과 비교 하였다(Table 3). 대체로 된장과 청국장등이 혈전용해활성이 우수하다고 알려진것(Hyun et al.
- N221-2, Absidia corymbifera N245-3)을 이용하여 다음과 같이 전통발효식품용 누룩을 제조하였다. 먼저, 통밀을 파쇄하여 121℃에서 30분간 습식 멸균하여 냉각시키고 여기에 선발균주 10종의 액체 배양액을 접종하고 원반형(diameter 25 cm, thickness 5 cm)으로 성형하여 국실에서 약 18일간 배양하고 건조하였다. 제조된 건조 누룩을 갈아 분말로 만든 후 −20℃로 보관하며 시료로 사용하였다.
- 미백관련 tyrosinase 저해활성은 시료 500 µl에 5 mML-DOPA 0.2 ml, 0.1 M 인산 완충용액(pH 6.0) 0.8 ml를 혼합한 후 tyrosinase 11 U을 첨가하여 35℃에서 2분간 반응시킨 다음 475 nm에서 흡광도를 측정하여 시료액 무첨가 대조구의 값과 비교하여 활성을 계산하였다.
- 생리활성을 가진 고부가가치의 전통발효식품을 개발하고자 전통발효식품과 이들의 부원료로부터 분리한 곰팡이와 효모와 세균을 이용하여 각각 누룩과 막걸리와 청국장등을 제조한 후 이들의 생리기능성을 측정하였다. Aspergillus oryzae을 이용하여 제조한 N152-1 누룩이 가장 높은 57.
- 시료액 950 µl에 50 µl의 24 mM pyrogallol을 첨가하여 420 nm에서 초기 2분간의 흡광도 증가율을 측정하여 시료액 무첨가구와 비교하였다.
- , 2011)에서 전통발효식품에서 혈전용해활성등 생리기능성이 우수한 균주로 선발한 효모 15종(Saccharomyces cerevisiae Y54-3, Y64-3, Y88-4, Y90-5, Y98-5, Y99-7, Y115-5, Y98-5 Y172-8, Pichia burtonii Y86-5, Y197-9, Y257-7, Pichia anomala Y103-4, Y197-13, Clavispora lusitaniae Y236-4)과 서울 JS 입국, 찐쌀 등을 이용하여 다음과 같이 전통 막걸리를 제조하였다. 즉, 찐쌀과 물과 서울 JS 발효제(입국)를 혼합한 다음 15종의 효모 Potato dextrose 액체 배양액 각각 0.02%를 첨가하여 25℃에서 2일간 발효하여 밑술을 제조하고 여기에 증자미를 첨가하고 25℃에서 5일간 발효하여 막걸리를 제조하였다. 제조한 막걸리를 감압 농축하고 동결 건조하여 -20℃로 보관하며 시료로 사용하였다.
- 대두를 하룻밤 동안 침지한 후 물기를 제거하고 114℃에서 50분간 증자하였다. 증자한 후 식힌 대두 200 g에 전통발효식품에서 분리한 다양한 세균들을 TSB 와 MRS 배지에 접종하여 3일간 배양한 배양액 3ml를 접종하고 습도 70%, 온도 37℃의 배양기에 3일간 발효시켜 청국장을 제조하였다. 이를 동결건조한 후 분쇄하여 −20℃에 보관하며 시료로 사용 하였다.
- 항산화활성(전자공여능)은 시료 200 µl에 1,1-diphenyl-2picrylhydrazyl(DPPH) 용액(DPPH 12.5 mg을 EtOH 100 ml에 용해)800 µl를 가한 후 10분간 반응시키고 525 nm에서 흡광도를 측정하여 시료 무첨가 대조구와 활성을 비교하였다.
대상 데이터
- 전보(Jang et al., 2011)에서 전통발효식품에서 혈전용해활성등 생리기능성이 우수한 균주로 선발한 효모 15종(Saccharomyces cerevisiae Y54-3, Y64-3, Y88-4, Y90-5, Y98-5, Y99-7, Y115-5, Y98-5 Y172-8, Pichia burtonii Y86-5, Y197-9, Y257-7, Pichia anomala Y103-4, Y197-13, Clavispora lusitaniae Y236-4)과 서울 JS 입국, 찐쌀 등을 이용하여 다음과 같이 전통 막걸리를 제조하였다. 즉, 찐쌀과 물과 서울 JS 발효제(입국)를 혼합한 다음 15종의 효모 Potato dextrose 액체 배양액 각각 0.
- 전보(Jang et al., 2012a; Kang et al., 2011)에서 전통발효식품에서 항고혈압활성등의 우수균주로 분리, 선발하였던 곰팡이 10종(Aspergillus niger C16-19, Aspergillus oryzae N152-1, Absidia corymbifera N153-1, Aspergillus oryzae N159-1, Absidia corymbifera N160-1, Aspergillus flavus N220-1, Absidia corymbifera N162-2, Mycocladus corymbiferus N176-2, Mycocladus sp. N221-2, Absidia corymbifera N245-3)을 이용하여 다음과 같이 전통발효식품용 누룩을 제조하였다. 먼저, 통밀을 파쇄하여 121℃에서 30분간 습식 멸균하여 냉각시키고 여기에 선발균주 10종의 액체 배양액을 접종하고 원반형(diameter 25 cm, thickness 5 cm)으로 성형하여 국실에서 약 18일간 배양하고 건조하였다.
성능/효과
- 생리활성을 가진 고부가가치의 전통발효식품을 개발하고자 전통발효식품과 이들의 부원료로부터 분리한 곰팡이와 효모와 세균을 이용하여 각각 누룩과 막걸리와 청국장등을 제조한 후 이들의 생리기능성을 측정하였다. Aspergillus oryzae을 이용하여 제조한 N152-1 누룩이 가장 높은 57.2%의 항고혈압성 안지오텐신전환효소 저해활성을 보였고 전통누룩에서는 분리한 Saccharomyces cerevisiae Y111-5를 이용하여 제조한 막걸리가 42.0%의 항비만성 α-Glucosidase 저해활성을 나타내었다. 또한 Brevibacterium iodinum NCDO 613(T)로 제조한 No 463 청국장이 혈전용해활성과 α -Glucosidase 저해활성이 우수하였다.
- 0%의 항비만성 α-Glucosidase 저해활성을 나타내었다. 또한 Brevibacterium iodinum NCDO 613(T)로 제조한 No 463 청국장이 혈전용해활성과 α -Glucosidase 저해활성이 우수하였다. 위와같이 전통발효식품에서 분리한 진균류와 세균을 이용하여 제조한 Aspergillus oryzae N152-1 누룩과 Saccharomyces cerevisiae Y111-5 막걸리 및 Brevibacterium iodinum NCDO 613(T) No 463 청국장들은 생리기능성이 우수한 고부가가치의 전통발효 식품들로서 추가적인 이들의 안전성과 기호성 실험을 통하여 산업화가 가능할것으로 사료된다.
- 먼저 생리기능성중, 항비만활성을 의미하는 α-glucosidasee 저해활성은 효모 무첨가 대조구에 비하여 전통 AD 누룩에서 분리한 Saccharomyces cerevisiae Y111-5 를 이용하여 제조한 막걸리가 42.0%로 막걸리 생리기능성 중에서 제일 높았고 Pichia anomala Y197-13과 P. anomala Y103-4 로 제조한 막걸리가 각각 32.7%와 24.0% 를 보였다.
- 미백활성을 나타내는 tyrosinase 저해활성은 A. corymbifera N160-1 누룩이 27.3%을 보여 시판 누룩들(9.0%-14.2%)보다 높았고 여타의 생리기능성들은 10% 미만의 낮은 활성을 보였다.
- 위 결과들을 종합했을때 A. oryzae N152-1 누룩이 GRAS 균으로 제조되었고 항고혈압성 ACE 저해활성이 가장 높았으며 혈전용해활성과 tyrosinase 저해활성이 비교적 우수하였으므로 우수 누룩으로 최종 선발하였고 이 누룩은 주류나 장류 발효 산업에 매우 중요하게 응용 될 것으로 사료되어 현재 이들의 당화와 알콜발효실험을 실시하고 있다.
- 이상의 결과들을 종합했을때 80종의 청국장 시제품에서는 혈전용해활성 우수 청국장 10종과 항비만성 우수 청국장 3종이 기능성 청국장으로 산업화가 가능할것이고 특히 Brevibacterium iodinum NCDO 613(T) 463 으로 제조한 청국장이 혈전용해활성이 가장 우수하였고 동시에 항비만활성도 69.3%로 비교적 높았으므로 이들의 안전성 검증을 통하여 고부가가치의 생리기능성 청국장으로 산업화가 가능할것으로 생각된다.
- , 2005)과 같이 80종의 청국장 시료중 16종 이상이 20~28 mm(투명환)의 비교적 높은 혈전용해활성을 보였다. 특히 Brevibacterium iodinum NCDO 613(T) 463 청국장이 가장 높은 혈전용해 활성(28 mm 투명환)을 보였고 Bacillus methylotrophicus CBMB 205(T) 157 청국장도 비교적 높은 혈전용해활성(26 mm 투명환)을 나타내었다.
- 전통주류와 장류용으로 위와 같이 제조한 누룩들의 몇 가지 생리기능성을 조사하여 시판누룩들과 비교한 결과는 Table 1과 같다. 항고혈압성 안지오텐신전환효소(ACE) 저해활성은 Mycocladus corymbiferus N176-2 누룩(활성없음) 외에 29.8~57.2%를 보여 다른 생리기능성들보다 비교적 우수하였고 특히 SC 누룩에서 분리한 Aspergillus oryzae N152-1 누룩이 57.2%을 보여 JN, WR, IG 등의 시판 누룩들보다도 약 2.0~3.5배 높았다. A.
- 항비만성을 나타내는 α-glucosidase은 Bacillus tequilensis NRRL B- 41771(T) 368 청국장과 B. tequilensis NRRL B- 41771(T) 256 청국장들이 세균 무첨가 대조구에 비하여 각각 90.5% 와 83.1%를 보여 아주 우수하였고 Bacillus methylotrophicus CBMB 205(T) 369 청국장도 81.7%를 보여 비교적 우수하였다. 그러나 항고혈압성 ACE 저해활성과 항통풍성 XOD 저해활성등 여타의 생리기능성은 대조구에 비하여 낮았다.
후속연구
- 5배 높았다. A. oryzae는 전통 주류와 장류 발효식품의 중요한 starter로 이미 오래전부터 사용되어온 GRAS 균이므로 본 A. oryzae N152-1 누룩은 전통주류와 장류발효산업에 중요한 당화용 생리기능성 우수 발효제로 이용될수 있을것으로 사료된다.
- , 1996). 따라서 풍미가 우수하며 건강 증진 생리활성소재를 함유한 고부가가치의 전통발효식품 제조를 위해서는 단백질분해효소 등의 효소활성이 우수하면서 동시에 다양한 생리활성물질들을 생산하는 GRAS 발효 미생물들을 이용해야할 필요성이 있다.
- 또한 Brevibacterium iodinum NCDO 613(T)로 제조한 No 463 청국장이 혈전용해활성과 α -Glucosidase 저해활성이 우수하였다. 위와같이 전통발효식품에서 분리한 진균류와 세균을 이용하여 제조한 Aspergillus oryzae N152-1 누룩과 Saccharomyces cerevisiae Y111-5 막걸리 및 Brevibacterium iodinum NCDO 613(T) No 463 청국장들은 생리기능성이 우수한 고부가가치의 전통발효 식품들로서 추가적인 이들의 안전성과 기호성 실험을 통하여 산업화가 가능할것으로 사료된다.
- 이 결과들은 지금까지 된장과 청국장들의 전통장류에는 Bacillus subtilis가 우점균이고 이들이 혈전용해활성과 면역성등에 관여하는 것으로 보고(Hyun et al., 2005)된 것과 다른 결과이며 따라서 이들의 기호성과 안전성등이 입증되면 새로운 기능성 장류 개발과 산업화를 위한 귀중한 종균으로 사용이 가능할 것으로 추정된다.
- N221-2 누룩들도 각각 10 mm의 투명환을 보였다. 이들 중 A. flavus N220-1 누룩은 A. flavus 일반적으로 아플라톡신 생산균주로 알려져 있어 산업적으로 응용하기 위해서는 먼저 독성물질 생성여부 등의 안전성을 조사해야할 것으로 사료된다.
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