[논문]젖산 발효 감자주스의 품질 특성 및 항산화 활성

김남조; 윤경영

doi:10.3746/jkfn.2013.42.4.542

젖산 발효 감자주스의 품질 특성 및 항산화 활성
Qualities and Antioxidant Activity of Lactic Acid Fermented-Potato Juice 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.42 no.4, 2013년, pp.542 - 549

초록
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본 연구는 일반감자와 내부에 적색 또는 보라색 안토시아닌 색소를 함유하는 유색감자에 probiotic 기능을 가진 젖산균을 이용하여 칼로리가 낮고 영양성과 기능성이 뛰어난 젖산발효 감자주스를 제조하여 이들 감자주스의 품질 특성 및 항산화 활성을 측정하였다. 감자주스의 유리당 함량은 발효에 의해 크게 감소하였으며, 특히 glucose의 감소율이 크게 나타났다. 감자주스의 유기산을 분석한 결과, malic acid, tataric acid, citric acid 등 다양한 유기산이 함유되어 있었으며, 발효에 의해 그 함량이 크게 증가함을 알 수 있었다. 유리 아미노산의 함량은 하령은 유의적으로 증가하였으며, 반면 수미는 유의적인 감소를 보였다. 또한 기능성 아미노산인 ${\gamma}$-aminobutyric acid(GABA)가 모든 감자주스에서 높은 함량 검출되었고 특히 자영에서 발효 전후 각각 232.9와 214.7 mg/100 mL로 가장 많은 함량을 나타내었으며, 발효 후 약간 감소하였으나 유의적인 차이는 보이지 않았다. 총 폴리페놀 함량은 유색감자 중 자영주스에서 가장 높았고 하령과 자영에서는 발효에 의해 그 함량이 증가하였으며, 수미와 홍영에서는 감소하였으나 유의적인 차이는 보이지 않았다. Hydroxyl radical 소거능은 모든 감자주스에서 약 90% 이상으로 높게 나타났으며, 발효 후에도 그 활성이 유지되었다. 아질산염 소거능은 자영에서 가장 높게 나타났으며, 발효에 의해 소거능이 크게 감소하였다. SOD 유사활성은 자영주스에서 가장 높게 나타났으며, 하령을 제외하고 발효 후 다소 증가하였으나 유의적인 차이는 없었다. Xanthine oxidase 저해활성은 모든 감자주스에서 약 45%로 유사한 저해활성을 보였으며, 발효에 의한 감소율은 적었다. 이상의 결과, 발효 후 감자주스의 유리아미노산 함량과 아질산염 소거능은 감소하였지만 대부분의 영양성과 기능성이 잘 유지되고 있음을 확인할 수 있었으며, 이로써 기능성 probiotic 효과와 항산화 활성을 갖춘 기능성 음료로써의 이용가능성이 매우 높음을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to investigate the chemical properties and functionality of probiotic potato juice fermented by Lactobacillus casei. Free sugar content (especially glucose) of potatoes decreased by fermentation, but organic acid contents increased by fermentation. Although the free amino acid content of Superior juice significantly decreased after fermentation, Haryeong significantly increased after fermentation. ${\gamma}$-Aminobutyric acid, a functional amino acid, was detected at high levels in all samples and slightly decreased with fermentation, but not significantly. The total polyphenol content of potato juice showed insignificant changes in all samples by fermentation. The hydroxyl radical scavenging activity of all samples was more than 90%, and most of the activity was maintained after fermentation. The nitrite scavenging ability of all samples greatly decreased with fermentation; however a SOD-like activity slightly increased with fermentation, except for Haryeong. There was a significant xanthine oxidase inhibitory effect in fresh potato juice (more than 45%) and a low loss by fermentation. From our results, most of the chemical properties and functionality of potato juice are maintained after fermentation, although free sugar content and nitrite scavenging activity decline. Thus probiotic potato juice fermented by lactic acid could be used as a functional beverage.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구자는 앞선 연구에서 감자주스는 영양성분의 첨가 없이도 젖산균이 잘 증식함으로써 probiotic 음료로의 활용 가능성이 높음을 확인하였다(13). 따라서 본 연구에서는 젖산 발효된 감자주스의 probiotic 음료로써의 식품학적 및 기능성을 확인하고자 젖산발효 전후의 감자주스의 이화학적 품질 및 항산화 활성을 비교하여 측정하였다.
본 연구는 비타민 C와 다양한 무기질을 함유한 감자에 probiotic 기능을 가진 젖산균을 이용하여 칼로리가 낮고 영양성과 기능성이 뛰어난 젖산발효 감자주스를 제조하고자 하였다. 본 연구자는 앞선 연구에서 감자주스는 영양성분의 첨가 없이도 젖산균이 잘 증식함으로써 probiotic 음료로의 활용 가능성이 높음을 확인하였다(13).
본 연구는 일반감자와 내부에 적색 또는 보라색 안토시아닌 색소를 함유하는 유색감자에 probiotic 기능을 가진 젖산균을 이용하여 칼로리가 낮고 영양성과 기능성이 뛰어난 젖산발효 감자주스를 제조하여 이들 감자주스의 품질 특성 및 항산화 활성을 측정하였다. 감자주스의 유리당 함량은 발효에 의해 크게 감소하였으며, 특히 glucose의 감소율이 크게 나타났다.

가설 설정

2)ND: Not detected.

제안 방법

Starter의 균수가 약 1×106 CFU/mL가 되도록 0.1% 펩톤수로 희석하여 감자주스 20 mL에 0.5%(v/v) 접종한 후 37°C 항온배양기(IB-600M, Jeio Tech Co.)에서 72시간 동안 발효시켰으며, 72시간 발효액의 품질 특성 및 기능성을 발효전 감자주스의 특성과 비교 분석하였다.
감자의 껍질을 제거하여 세척, 절단한 후 녹즙기(Juice maker J 500, Samsung, Seoul, Korea)로 감자를 착즙하고, 착즙액의 불용성 물질을 제거하기 위하여 20분간 원심분리(8,000×g, 4°C)하였다.
감자주스 일정량을 0.45 μm membrane filter(Milipore, Billerica, MA, USA)로 여과하여 유리당, 유기산 및 유리아 미노산 분석을 위한 시료로 사용하였다.
그러나 이것을 식품첨가물로 섭취할 경우 위에서는 2급 및 3급 amine류와 반응하여 핵산이나 단백질 또는 세포내의 성분을 알칼리화 함으로써 암을 유발하는 nitrosoamine을 생성한다(29). 따라서 사람 위액의 pH가 극히 낮은 것을 고려하여 pH 1.2에서 발암 전단계의 억제를 확인하고자 감자 주스의 아질산염 소거능을 측정하였다. 유색감자가 수미에 비해 아질산염 소거능보다 높게 나타났고, 특히 자영의 아질산염 소거능이 발효 후 38.
또한 염기를 변형시키고 구성당인 deoxyribose를 분해하기도 하여 단백질의 기능을 손상시킬 수 있다(26). 따라서 항산화능의 중요한 척도로 감자주스의 hydroxyl radical 소거능을 측정하였다. 모든 감자주스에서 hydroxyl radical 소거능이 매우 높게 나타났으며, 발효 후에도 활성의 변화는 거의 나타나지 않았다.
원심분리한 감자주스에 1%(w/v)의 α-amylase를 첨가하여 37°C 항온배양기(IB-600M, Jeio Tech Co., Daejeon, Korea)에서 48시간 동안 전분을 분해시켰다.
45 μm membrane filter(Milipore, Billerica, MA, USA)로 여과하여 유리당, 유기산 및 유리아 미노산 분석을 위한 시료로 사용하였다. 유리당 및 유기산의 함량은 HPLC(Water 600, Waters Co., Miliford, MA, USA)로 분석하였으며, 유리아미노산의 함량은 amino acid analyzer( L-8800, Hitach, Tokyo, Japan)로 분석하였다.
식물에 널리 존재하는 phytochemical 중에 폴리페놀 화합물은 식품에 많이 분포되어 있으며, 천연항산화제로의 작용이 우수하다. 이에 따라 일반감자와 유색감자를 이용한 감자 주스의 항산화 활성과 관련이 깊은 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 측정하였으며, 그 결과는 Table 5와 같다. 감자 주스의 총 폴리페놀 함량은 자영에서 가장 높게 나타났고, 그 함량은 발효 전후 각각 664.
즉 감자주스 0.2 mL를 시험관에 취하고 여기에 0.2 mL Folin-Ciocalteu's phenol reagent를 첨가하여 잘 혼합한 후 3분간 실온에 방치한 다음, 10% Na2CO3 0.4 mL를 가하여 혼합하고 증류수 4 mL를 첨가하여 실온에서 1시간 방치한 후 720 nm에서 흡광도를 측정하였다.

대상 데이터

Probiotic 기능을 가진 젖산발효 감자주스를 제조하기 위해 사용한 균주는 한국미생물 보존센터에서 Lactobacillus casei (L. casei ) ATCC 393을 분양받아 Lactobacilli MRS broth(Becton, Dickinson and Company, Sparks, MD, USA) 에 접종하여 37°C 항온배양기(IB-600M, Jeio Tech Co.)에서 24시간 배양한 뒤, 균주의 단일 콜로니를 취해 3회 계대배양하여 사용하였다.
본 실험은 국내에서 육종된 유색감자 3종(하령, 홍영, 자영)과 우리나라에서 널리 보급되고 있는 일반감자(수미)를 사용하였으며, 2009년 10월 중순에 강원도 평창군에서 재배된 것을 구입하여 실험재료로 사용하였다.

데이터처리

또한 감자주스의 발효 전후 실험군 간의 유의적 차이를 알아보기 위해 p<0.05 수준에서 t-test로 검증하였다.
모든 실험의 결과는 3반복으로 수행된 평균값과 표준편차로 나타내었으며, 각 실험결과에 대한 통계분석은 SPSS (Ver. 18, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 통계 프로그램을 이용하였다. 또한 감자주스의 발효 전후 실험군 간의 유의적 차이를 알아보기 위해 p<0.

이론/모형

SOD 유사활성 측정은 Bradford(18)의 방법에 따라 각 시료 0.2 mL에 pH 8.5로 보정한 tris-HCl buffer[50 mM tris (hydroxymethyl) aminomethane＋10 mM EDTA] 3 mL와 7.2 mM pyrogallol 0.2 mL를 가하고 25°C에서 10분간 방치 후 1 N HCl 0.1 mL로 반응을 정지시킨 다음 420 nm에서 흡광도를 측정하였다.
Xanthine oxidase 저해활성 측정은 Stirpe와 Della Corte (19)의 방법에 따라 측정하였다. 각 시료용액 0.
감자주스의 아질산염 소거능은 Kato 등(17)의 방법에 준하여 측정하였다. 1 mM의 NaNO₂ 용액 1 mL에 시료 0.
총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis법(14)으로 측정하였다. 즉 감자주스 0.
총 플라보노이드 함량은 Moreno 등(15)의 방법에 준하여 측정하였다. 감자주스 0.

성능/효과

casei가 이형젖산발효를 하고 있음을 알 수 있었다. 4종의 감자 중 하령이 가장 많은 lactic acid를 생산했고, 그 값은 발효 후 126.4 mg/100 mL로 발효 전과 비교했을 때 약 7배 증가하였다. Acetic acid는 일반감자인 수미에서 가장 높게 나타났고, 그 값은 201.
4 mg/100 mL로 발효 전과 비교했을 때 약 7배 증가하였다. Acetic acid는 일반감자인 수미에서 가장 높게 나타났고, 그 값은 201.1 mg/100 mL로 발효 전보다 약 8배 증가하였다. 이와 같이 감자주스에는 여러 종류의 유기산이 함유되어 있었으며, 발효에 의한 유기산 함량의 변화는 시료에 따라 차이가 나타났으나, 감자주스의 맛과 품질을 결정하는데 주요 요인으로 작용할 것으로 생각된다.
총 폴리페놀 함량은 유색감자 중 자영주스에서 가장 높았고 하령과 자영에서는 발효에 의해 그 함량이 증가하였으며, 수미와 홍영에서는 감소하였으나 유의적인 차이는 보이지 않았다. Hydroxyl radical 소거능은 모든 감자주스에서 약 90% 이상으로 높게나타났으며, 발효 후에도 그 활성이 유지되었다. 아질산염소거능은 자영에서 가장 높게 나타났으며, 발효에 의해 소거 능이 크게 감소하였다.
아질산염소거능은 자영에서 가장 높게 나타났으며, 발효에 의해 소거 능이 크게 감소하였다. SOD 유사활성은 자영주스에서 가장 높게 나타났으며, 하령을 제외하고 발효 후 다소 증가하였으나 유의적인 차이는 없었다. Xanthine oxidase 저해활성은 모든 감자주스에서 약 45%로 유사한 저해활성을 보였으며, 발효에 의한 감소율은 적었다.
Xanthine oxidase 저해활성능을 측정한 결과, 발효 전 감자주스의 xanthin oxidase 저해활성은 43.3∼50.0%이었으며, 발효 후 42.6～45.6으로 발효에 의해 약간 감소하는 경향을 보였으나 유의적인 차이는 없었다.
SOD 유사활성은 자영주스에서 가장 높게 나타났으며, 하령을 제외하고 발효 후 다소 증가하였으나 유의적인 차이는 없었다. Xanthine oxidase 저해활성은 모든 감자주스에서 약 45%로 유사한 저해활성을 보였으며, 발효에 의한 감소율은 적었다. 이상의 결과, 발효 후 감자주스의 유리아미노산 함량과 아질산염 소거능은 감소하였지만 대부분의 영양성과 기능성이 잘 유지되고 있음을 확인할 수 있었으며, 이로써 기능성 probiotic 효과와 항산화 활성을 갖춘 기능성 음료로써의 이용가능성이 매우 높음을 확인할 수 있었다.
이에 따라 일반감자와 유색감자를 이용한 감자 주스의 항산화 활성과 관련이 깊은 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 측정하였으며, 그 결과는 Table 5와 같다. 감자 주스의 총 폴리페놀 함량은 자영에서 가장 높게 나타났고, 그 함량은 발효 전후 각각 664.2 mg/100 mL와 674.9 mg/100 mL로 발효에 의해 다소 증가하였으나 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 또한 하령의 경우 발효 전 414.
모든 감자주스에서 hydroxyl radical 소거능이 매우 높게 나타났으며, 발효 후에도 활성의 변화는 거의 나타나지 않았다. 감자주스 중 수미가 가장 높은 활성을 보였으며, 발효 후 수미와 하령은 hydroxyl radical 소거능은 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 반면 홍영과 자영의 경우 발효 후 그 활성이 유의적으로 증가하였는데, 이는 발효 후 폴리페놀 함량의 증가에 기인한 것으로 판단된다.
감자주스의 유기산을 분석한 결과는 Table 2와 같다. 감자주스에는 발효와 관계없이 malic acid, tartaric acid, citric acid 등 다양한 유기산이 존재함을 알 수 있었다. 특히 홍영은 유기산 중 tartaric acid의 함량이 가장 높았고, 그 외의 감자 주스는 succinic acid의 함량이 가장 많았다.
감자주스의 비필수 유리아미노산의 조성을 살펴보면 (Table 4) 수미와 홍영은 감칠맛을 부여하는 glutamic acid의 함량이, 하령은 aspartic acid의 함량이 가장 높게 나타났으며, 자영은 tyrosine의 함량이 가장 높게 나타났다. 또한 감자의 품종에 따라 비필수 유리아미노산의 조성은 시료간의 차이가 크게 나타났다.
감자주스의 유리당 함량은 발효에 의해 크게 감소하였으며, 특히 glucose의 감소율이 크게 나타났다. 감자주스의 유기산을 분석한 결과, malic acid, tataric acid, citric acid 등 다양한 유기산이 함유되어 있었으며, 발효에 의해 그 함량이 크게 증가함을 알 수 있었다. 유리아미노산의 함량은 하령은 유의적으로 증가하였으며, 반면 수미는 유의적인 감소를 보였다.
본 연구는 일반감자와 내부에 적색 또는 보라색 안토시아닌 색소를 함유하는 유색감자에 probiotic 기능을 가진 젖산균을 이용하여 칼로리가 낮고 영양성과 기능성이 뛰어난 젖산발효 감자주스를 제조하여 이들 감자주스의 품질 특성 및 항산화 활성을 측정하였다. 감자주스의 유리당 함량은 발효에 의해 크게 감소하였으며, 특히 glucose의 감소율이 크게 나타났다. 감자주스의 유기산을 분석한 결과, malic acid, tataric acid, citric acid 등 다양한 유기산이 함유되어 있었으며, 발효에 의해 그 함량이 크게 증가함을 알 수 있었다.
감자주스의 총 플라보노이드 함량은 총 폴리페놀과 같은 경향으로 수미보다 유색감자가 더 높게 나타났다. 유색감자중 괴경이 노란색을 띄고 있는 하령이 발효 후 104.
1, 2와 같다. 감자주스의 필수 유리아미 노산 조성(Table 3)을 살펴보면 모든 감자주스에서 valine의 함량이 가장 높게 나타났으며, phenylalanine의 함량도 높게 나타났다. 반면 모든 감자주스에서 tryptophan은 검출되지 않았다.
감자주스의 비필수 유리아미노산의 조성을 살펴보면 (Table 4) 수미와 홍영은 감칠맛을 부여하는 glutamic acid의 함량이, 하령은 aspartic acid의 함량이 가장 높게 나타났으며, 자영은 tyrosine의 함량이 가장 높게 나타났다. 또한 감자의 품종에 따라 비필수 유리아미노산의 조성은 시료간의 차이가 크게 나타났다. 총 비필수 유리아미노산의 함량은 필수아미노산과 마찬가지로 수미에서 가장 높게 나타났으며, 자영에서 가장 낮은 값을 나타내었다.
또한 기능성 아미노산인γ-aminobutyric acid(GABA)가 모든 감자주스에서 높은 함량 검출되었고 특히 자영에서 발효 전후 각각 232.9와 214.7 mg/100 mL로 가장 많은 함량을 나타내었으며, 발효 후 약간 감소하였으나 유의적인 차이는 보이지 않았다.
Cooney 등(31)은 페놀성 물질이 니트로화 반응을 강력하게 억제한다고 하였는데, 자영주스의 높은 아질산염 소거능은 폴리페놀 함량에 기인한 것으로 판단된다. 또한 모든 감자주스의 아질산염 소거능은 발효 후 유의적으로 감소하였다. 이는 아질산염 소거능은 라디칼 소거능에 비해 폴리페놀 함량 뿐만 아니라 ascorbic acid 함량에 의해서 크게 영향을 받는 것으로 보고되어(32), 발효 중 감자주스의 ascorbic acid의 함량의 감소가 클 것으로 추측된다.
7 mg/100 mL로 가장 많은 함량을 나타내었다. 또한 모든 주스에서 발효에 의해 다소 감소하였으나 유의적인 차이는 나타내지 않아 발효 후에도 그 함량이 잘 유지됨을 알 수 있었다. 이는 Pyo(21)가 보고한 홍국균으로 발효시킨 콩의 GABA 함량보다 약 3배 이상 높은 함량이었다.
총 비필수 유리아미노산의 함량은 필수아미노산과 마찬가지로 수미에서 가장 높게 나타났으며, 자영에서 가장 낮은 값을 나타내었다. 또한 하령과 홍영은 발효 후 그 함량이 증가되었으며 수미와 자영은 감소하였는데, 수미가 발효 전 255.2 mg/100 mL에서 발효 후 238.4 mg/100 mL로 감소하여 감소율이 가장 크게 나타났으나 유의적인 차이는 나타나지 않았다.
따라서 항산화능의 중요한 척도로 감자주스의 hydroxyl radical 소거능을 측정하였다. 모든 감자주스에서 hydroxyl radical 소거능이 매우 높게 나타났으며, 발효 후에도 활성의 변화는 거의 나타나지 않았다. 감자주스 중 수미가 가장 높은 활성을 보였으며, 발효 후 수미와 하령은 hydroxyl radical 소거능은 유의적인 차이를 나타내지 않았다.
2와 같았다. 모든 감자주스에서 그 함량이 매우 높게 측정되었으며, 특히 자영의 경우 발효 전과 후 각각 232.9 mg/100 mL와 214.7 mg/100 mL로 가장 많은 함량을 나타내었다. 또한 모든 주스에서 발효에 의해 다소 감소하였으나 유의적인 차이는 나타내지 않아 발효 후에도 그 함량이 잘 유지됨을 알 수 있었다.
이와 같은 유리아미노산의 함량 증가는 젖산발효 중 다른 감자에 비해 하령의 pH 감소가 크게 나타나(13) 감자에 함유된 단백질의 일부가 분해된 결과로 생각된다. 발효 전후 수미의 총 필수 유리아미노산 함량이 각각 182.9 mg/100 mL 및 151.5 mg/100 mL로 감자주스 중 가장 높은 값을 나타내었다.
본 연구는 비타민 C와 다양한 무기질을 함유한 감자에 probiotic 기능을 가진 젖산균을 이용하여 칼로리가 낮고 영양성과 기능성이 뛰어난 젖산발효 감자주스를 제조하고자 하였다. 본 연구자는 앞선 연구에서 감자주스는 영양성분의 첨가 없이도 젖산균이 잘 증식함으로써 probiotic 음료로의 활용 가능성이 높음을 확인하였다(13). 따라서 본 연구에서는 젖산 발효된 감자주스의 probiotic 음료로써의 식품학적 및 기능성을 확인하고자 젖산발효 전후의 감자주스의 이화학적 품질 및 항산화 활성을 비교하여 측정하였다.
Hydroxyl radical 소거능은 모든 감자주스에서 약 90% 이상으로 높게나타났으며, 발효 후에도 그 활성이 유지되었다. 아질산염소거능은 자영에서 가장 높게 나타났으며, 발효에 의해 소거 능이 크게 감소하였다. SOD 유사활성은 자영주스에서 가장 높게 나타났으며, 하령을 제외하고 발효 후 다소 증가하였으나 유의적인 차이는 없었다.
감자주스의 유기산을 분석한 결과, malic acid, tataric acid, citric acid 등 다양한 유기산이 함유되어 있었으며, 발효에 의해 그 함량이 크게 증가함을 알 수 있었다. 유리아미노산의 함량은 하령은 유의적으로 증가하였으며, 반면 수미는 유의적인 감소를 보였다. 또한 기능성 아미노산인γ-aminobutyric acid(GABA)가 모든 감자주스에서 높은 함량 검출되었고 특히 자영에서 발효 전후 각각 232.
2에서 발암 전단계의 억제를 확인하고자 감자 주스의 아질산염 소거능을 측정하였다. 유색감자가 수미에 비해 아질산염 소거능보다 높게 나타났고, 특히 자영의 아질산염 소거능이 발효 후 38.7%로 가장 높게 나타났다. 이는 Choi 등(30)이 보고한 젖산 발효된 양파의 아질산염 소거능 (24.
감자주스의 총 플라보노이드 함량은 총 폴리페놀과 같은 경향으로 수미보다 유색감자가 더 높게 나타났다. 유색감자중 괴경이 노란색을 띄고 있는 하령이 발효 후 104.4 mg/100mL로 가장 높은 함량을 나타내었는데, 이는 총 폴리페놀 함량의 약 25%에 달하였다. 또한 하령과 자영의 경우 발효후 플라보이드 함량이 유의적으로 증가하였는데, 이는 발효 과정에서 식물조직의 세포벽 성분과 결합되어 있던 배당체 형태의 플라보노이드가 가수분해되어 활성형의 aglycone 형태로 전환되었기 때문인 것으로 판단된다(25).
이상과 같이 감자주스에는 다양한 유리아미노산이 함유되어 있었으며, 감자주스의 종류에 따라 유리아미노산의 조성과 함량의 차이가 나타났다. 또한 발효에 따른 감자주스의 유리아미노산 함량은 시료마다 각기 다른 양상으로 변화하였다.
Xanthine oxidase 저해활성은 모든 감자주스에서 약 45%로 유사한 저해활성을 보였으며, 발효에 의한 감소율은 적었다. 이상의 결과, 발효 후 감자주스의 유리아미노산 함량과 아질산염 소거능은 감소하였지만 대부분의 영양성과 기능성이 잘 유지되고 있음을 확인할 수 있었으며, 이로써 기능성 probiotic 효과와 항산화 활성을 갖춘 기능성 음료로써의 이용가능성이 매우 높음을 확인할 수 있었다.
이상의 결과에 따라 총 유리아미노산의 함량 변화를 측정한 결과(Fig. 1), 하령을 제외하고 모든 감자주스는 발효 후 그 함량이 감소되었으며, 특히 수미의 경우 유의적인 감소를 나타내었다. 반면 하령의 경우 총 유리아미노산의 함량이 발효 전 352.
이상의 결과에서 젖산발효 감자주스는 아질산염 소거능을제외한 모든 항산화 활성이 잘 유지되는 것을 알 수 있었다. Nazzaro 등(12)은 당근 주스를 젖산 발효한 결과 항산화 활성이 증가하였다고 보고하여 본 연구 결과와 다소 차이가 있었다.
하지만 반려지 주스(10) 및 noni 주스(5)를 젖산 발효한 결과, 발효 전후 항산화 활성에 유의적인 차이가 없다고 보고하여 본 연구 결과와 유사하였다. 이와 같이 젖산 발효에 따른 항산화 활성은 젖산균 및 과채류의 종류, 발효 조건에 따라 그 변화가 다른 것으로 나타남을 알 수 있었다. 따라서 젖산발효 감자주스의 꾸준한 섭취는 probiotic 효과와 더불어 체내의 산화적 장해를 방어할 수 있을 것으로 생각된다.
감자주스의 발효 전후의 유리당 함량을 분석한 결과는 Table 1과 같다. 일반감자인 수미주스의 유리당은 glucose 와 maltose로 구성되어 있는데 반해 유색감자주스는 glucose와 sucrose로 구성되어 있었으며, fructose는 모든 감자 주스에서 검출되지 않았다. 72시간 발효 후 모든 감자주스의 유리당 함량은 발효 전과 비교했을 때 감소하는 경향을 나타내었고, 이는 Hwang (11)이 보고한 매실의 젖산발효 후 유리당 함량이 감소하는 것과 일치하였다.
7% 범위로 나타났다. 자영의 SOD 유사활성능이 다른 감자주스보다 높게나타났으며, 발효 후에는 42.0%의 유사활성을 나타내었다. 또한 하령을 제외한 수미, 홍영 및 자영의 경우 발효에 의해 그 활성이 다소 증가하였으나 유의적인 차이는 없었다.
또한 감자의 품종에 따라 비필수 유리아미노산의 조성은 시료간의 차이가 크게 나타났다. 총 비필수 유리아미노산의 함량은 필수아미노산과 마찬가지로 수미에서 가장 높게 나타났으며, 자영에서 가장 낮은 값을 나타내었다. 또한 하령과 홍영은 발효 후 그 함량이 증가되었으며 수미와 자영은 감소하였는데, 수미가 발효 전 255.
7 mg/100 mL로 가장 많은 함량을 나타내었으며, 발효 후 약간 감소하였으나 유의적인 차이는 보이지 않았다. 총 폴리페놀 함량은 유색감자 중 자영주스에서 가장 높았고 하령과 자영에서는 발효에 의해 그 함량이 증가하였으며, 수미와 홍영에서는 감소하였으나 유의적인 차이는 보이지 않았다. Hydroxyl radical 소거능은 모든 감자주스에서 약 90% 이상으로 높게나타났으며, 발효 후에도 그 활성이 유지되었다.
반면 모든 감자주스에서 tryptophan은 검출되지 않았다. 총 필수 유리아미노산의 함량은 하령을 제외하고 모두 감소하였으며, 자영의 경우 발효 전 168.6 mg/100 mL 에서 발효 후 124.0 mg/100 mL로 감소율이 가장 컸다. 하령의 경우 발효 전 141.
72시간 발효된 감자주스의 유기산 함량은 발효되지 않은 감자주스에 비해 높은 함량을 보였으며, 이는 약용식물을 첨가하여 제조한 감주의 젖산발효 시 유기산의 함량이 증가되었다는 Cho 등 (20)의 보고와 일치하였다. 특히 lactic acid와 acetic acid의 함량 증가가 현저하였는데, 이는 L. casei가 이형젖산발효를 하고 있음을 알 수 있었다. 4종의 감자 중 하령이 가장 많은 lactic acid를 생산했고, 그 값은 발효 후 126.
72시간 발효 후 모든 감자주스의 유리당 함량은 발효 전과 비교했을 때 감소하는 경향을 나타내었고, 이는 Hwang (11)이 보고한 매실의 젖산발효 후 유리당 함량이 감소하는 것과 일치하였다. 특히 하령과 자영은 총 유리당의 감소가 크게 나타났는데, 그중 glucose의 감소가 하령은 93%, 자영은 58%로 나타나 L. casei가 발효과정에서 일차적으로 glucose를 이용함을 알 수 있었다. 반면 sucrose의 경우 감소률이 매우 낮거나 그 함량이 일부 증가하였는데, 이는 감자에 존재하는 다당류가 발효과정 중 분해되어 생성된 것으로 판단된다.

후속연구

혈장 내에 uric acid가 증가하게 되면 낮은 용해성으로 인하여 골절에 축적되어 통증을 일으키는 통풍을 유발할 뿐만 아니라 신장에 침착되어 신장질환을 일으키기도 한다(34). 따라서 감자주스의 꾸준한 섭취는 통풍을 비롯한 xanthine oxidase에 의해 유도되는 질병의 예방에 도움을 줄 것으로 기대된다.
또한 발효에 따른 감자주스의 유리아미노산 함량은 시료마다 각기 다른 양상으로 변화하였다. 또한 젖산발효 감자주스의 꾸준한 섭취는 높은 GABA 의 함량에 의한 고혈압을 예방할 수 있는 방법이 될 수 있으며, 나아가 감자주스의 항고혈압활성에 대한 지속적인 연구가 필요할 것이라고 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	Probiotics란?	Probiotics란 항생물질에 대비되어 사용되는 말로서 ‘숙주의 장내 균총의 능력을 개선시킴으로써 숙주의 건강에 유익한 효과를 주는 살아있는 미생물(젖산균과 다른 박테리아, 또는 건조된 상태 또는 발효제품 내의 효모)’이라 정의하고 있다(6). 현재 Latobacillus, Bifidobacterium, Lactococcus와 같은 젖산균이 probiotic에 많이 이용되고 있으며, 이 균들은 식품 내에서 젖산발효를 일으켜 식품의 부패를 방지하고 bacteriocin과 같은 항균물질을 분비하여 식중독균을 억제하며 사람의 장내 pH를 낮추어 장내 부패세균의 증식을 억제하는 등의 효과를 가지고 있다(7).
	감자에 함유된 성분은?	감자(Solanum tuberosum L.)는 세계 4대 작물 중의 하나로 연간 3억 5천만 톤이 생산되고 있으며, 비교적 양질의 단백질과 함께 칼슘, 마그네슘 등의 무기질과 비타민 C 등을 많이 함유하고 있어 훌륭한 식량자원으로 이용된다(1). 현재 재배되고 있는 감자 괴경의 육색은 대부분 백색이나 연황색 계통이 주종을 이루지만(2), 내부에 적색 또는 보라색 안토시아닌 색소를 함유하는 유색감자의 재배 또한 활발히 이루어지고 있다.
	많이 이용되고 있는 probiotic 미생물은 무엇인가?	Probiotics란 항생물질에 대비되어 사용되는 말로서 ‘숙주의 장내 균총의 능력을 개선시킴으로써 숙주의 건강에 유익한 효과를 주는 살아있는 미생물(젖산균과 다른 박테리아, 또는 건조된 상태 또는 발효제품 내의 효모)’이라 정의하고 있다(6). 현재 Latobacillus, Bifidobacterium, Lactococcus와 같은 젖산균이 probiotic에 많이 이용되고 있으며, 이 균들은 식품 내에서 젖산발효를 일으켜 식품의 부패를 방지하고 bacteriocin과 같은 항균물질을 분비하여 식중독균을 억제하며 사람의 장내 pH를 낮추어 장내 부패세균의 증식을 억제하는 등의 효과를 가지고 있다(7). 또한 probiotic 미생물은 정장작용과 유당불내증의 격감, 혈중 콜레스테롤 수준의 감소, 항암작용, 면역활성 증강작용 및 식품의 영양학적 가치의 증진효과를 가지고 있다(8).

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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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