본 연구는 곡류 및 두류를 이용하여 식용 가능한 젖산균 모배양용 식용배지를 개발하고자 실시하였다. 식용 배지의 제조를 위하여 곡류는 발아현미, 찰현미, 발아찰현미를 사용하였고, 두류는 대두콩(대두콩, 껍질을 제거한 대두콩, 발아 대두콩, 껍질을 제거한 발아 대두콩)과 검은 대두콩(검은 대두콩, 껍질을 제거한 검은 대두콩, 발아 검은 대두콩, 껍질을 제거한 발아 검은 대두콩)으로 나누어서 젖산균 증식배지를 제조하였다. 실험에 사용된 젖산균은 Lactobacillus(Lb.) farciminis, Lb. homohiochii, Lb. pentosus, Lb. plantarum, Leuconostoc(Leu.) paramesenteroides, Leu. citreum 및 Leu. lactis 총 7종이다. 곡류를 이용한 식용배지에서 배양한 경우, 7개 종균의 평균 균수는 7.6~8.0 log CFU/mL의 균수를 나타내었다. 대두콩으로 제조한 식용배지는 껍질을 제거한 발아 대두콩 배지에서 대부분의 균이 높은 증식량을 나타내었다. 특히 Lb. plantarum은 10.08 log CFU/mL로 가장 높은 균수를 보였다. 검은 대두콩의 경우는 껍질을 제거한 발아 검은 콩배지에서 증식량이 많았다. Lb. homohiochii는 껍질제거 발아 검은 콩배지에서 9.90 log CFU/mL로 가장 많은 증식량을 보였다. 모든 결과에서 곡류와 두류를 이용한 식용배지를 이용하여 배양할 때 젖산균 증균량이 우수함을 알 수 있었고, 특히 가장 증식량이 우수한 '껍질을 제거한 발아 검은 대두콩' 식용 배지를 향후 젖산균 모배양에 이용하는 것을 권장한다.
본 연구는 곡류 및 두류를 이용하여 식용 가능한 젖산균 모배양용 식용배지를 개발하고자 실시하였다. 식용 배지의 제조를 위하여 곡류는 발아현미, 찰현미, 발아찰현미를 사용하였고, 두류는 대두콩(대두콩, 껍질을 제거한 대두콩, 발아 대두콩, 껍질을 제거한 발아 대두콩)과 검은 대두콩(검은 대두콩, 껍질을 제거한 검은 대두콩, 발아 검은 대두콩, 껍질을 제거한 발아 검은 대두콩)으로 나누어서 젖산균 증식배지를 제조하였다. 실험에 사용된 젖산균은 Lactobacillus(Lb.) farciminis, Lb. homohiochii, Lb. pentosus, Lb. plantarum, Leuconostoc(Leu.) paramesenteroides, Leu. citreum 및 Leu. lactis 총 7종이다. 곡류를 이용한 식용배지에서 배양한 경우, 7개 종균의 평균 균수는 7.6~8.0 log CFU/mL의 균수를 나타내었다. 대두콩으로 제조한 식용배지는 껍질을 제거한 발아 대두콩 배지에서 대부분의 균이 높은 증식량을 나타내었다. 특히 Lb. plantarum은 10.08 log CFU/mL로 가장 높은 균수를 보였다. 검은 대두콩의 경우는 껍질을 제거한 발아 검은 콩배지에서 증식량이 많았다. Lb. homohiochii는 껍질제거 발아 검은 콩배지에서 9.90 log CFU/mL로 가장 많은 증식량을 보였다. 모든 결과에서 곡류와 두류를 이용한 식용배지를 이용하여 배양할 때 젖산균 증균량이 우수함을 알 수 있었고, 특히 가장 증식량이 우수한 '껍질을 제거한 발아 검은 대두콩' 식용 배지를 향후 젖산균 모배양에 이용하는 것을 권장한다.
This study was conducted to develop an edible culture media with various types of cereals and soybeans for the pre-cultivation of lactic acid bacteria (LAB). To manufacture the edible culture media, LAB enrichment media were prepared using cereals such as brown rice (including germinated brown rice,...
This study was conducted to develop an edible culture media with various types of cereals and soybeans for the pre-cultivation of lactic acid bacteria (LAB). To manufacture the edible culture media, LAB enrichment media were prepared using cereals such as brown rice (including germinated brown rice, glutinous brown rice, and germinated glutinous brown rice), yellow soybeans (including yellow soybeans, hulled yellow soybeans, germinated yellow soybeans, hulled and germinated yellow soybeans), and black soybeans (black soybeans, hulled black soybeans, germinated black soybeans, hulled and germinated black soybeans). Seven species of LAB were used in the experiment: Lactobacillus (Lb.) farciminis, Lb. homohiochii, Lb. pentosus, Lb. plantarum, Leuconostoc (Leu.) paramesenteroides, Leu. citreum, and Leu. lactis. For edible culture media from cereals, the average viable cell count of the seven starter cultures was 7.6~8.0 log CFU/mL, while that of the MRS culture medium, a synthetic medium, was 9.2 log CFU/mL; thus proliferation was lower by about 1~2 log CFU/mL in starter cultures from cereals compared to the synthetic medium. In the case of the edible culture media from soybeans, most bacteria showed higher proliferation in the hulled and germinated soybean media. In particular, Lb. plantarum showed the highest cell count at 10.08 log CFU/mL. In the case of edible culture media from black soybeans, the proliferation rate was higher in the hulled and germinated black soybean medium. Lb. homohiochii showed the highest proliferation in the hulled and germinated black soybean medium at 9.90 log CFU/mL. All results show that edible culture media using cereals and soybeans are generally good for LAB. Especially, hulled and germinated black soybeans are optimal for the pre-cultivation of LAB medium.
This study was conducted to develop an edible culture media with various types of cereals and soybeans for the pre-cultivation of lactic acid bacteria (LAB). To manufacture the edible culture media, LAB enrichment media were prepared using cereals such as brown rice (including germinated brown rice, glutinous brown rice, and germinated glutinous brown rice), yellow soybeans (including yellow soybeans, hulled yellow soybeans, germinated yellow soybeans, hulled and germinated yellow soybeans), and black soybeans (black soybeans, hulled black soybeans, germinated black soybeans, hulled and germinated black soybeans). Seven species of LAB were used in the experiment: Lactobacillus (Lb.) farciminis, Lb. homohiochii, Lb. pentosus, Lb. plantarum, Leuconostoc (Leu.) paramesenteroides, Leu. citreum, and Leu. lactis. For edible culture media from cereals, the average viable cell count of the seven starter cultures was 7.6~8.0 log CFU/mL, while that of the MRS culture medium, a synthetic medium, was 9.2 log CFU/mL; thus proliferation was lower by about 1~2 log CFU/mL in starter cultures from cereals compared to the synthetic medium. In the case of the edible culture media from soybeans, most bacteria showed higher proliferation in the hulled and germinated soybean media. In particular, Lb. plantarum showed the highest cell count at 10.08 log CFU/mL. In the case of edible culture media from black soybeans, the proliferation rate was higher in the hulled and germinated black soybean medium. Lb. homohiochii showed the highest proliferation in the hulled and germinated black soybean medium at 9.90 log CFU/mL. All results show that edible culture media using cereals and soybeans are generally good for LAB. Especially, hulled and germinated black soybeans are optimal for the pre-cultivation of LAB medium.
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문제 정의
또한 본 천연물 이용 식용배지는 기존에 김치 제조시 기호도 향상을 위해 곡물풀과 콩물을 첨가하는 것을 감안할 때, 풍미개선 대체제로서의 역할도 겸할 수 있을 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서 개발된 식용 젖산균 발효용 배지는 발효 종균의 활성 증진 기능뿐만 아니라 합성배지 사용 시 제기되던 여러 가지 비용적, 시간적 문제점을 해결할 수 있으며 부가적으로 풍미개선제로서의 역할 또한 기대하는 바이다.
본 연구는 곡류 및 두류를 이용하여 식용 가능한 젖산균 모배양용 식용배지를 개발하고자 실시하였다. 식용 배지의 제조를 위하여 곡류는 발아현미, 찰현미, 발아찰현미를 사용하였고, 두류는 대두콩(대두콩, 껍질을 제거한 대두콩, 발아대두콩, 껍질을 제거한 발아 대두콩)과 검은 대두콩(검은 대두콩, 껍질을 제거한 검은 대두콩, 발아 검은 대두콩, 껍질을제거한 발아 검은 대두콩)으로 나누어서 젖산균 증식배지를 제조하였다.
그러나 일률적인 품질관리를 위해서는 종균사용에 의한 품질 균일화가 반드시 필요하다(24,25). 이에 본 연구는 종균 전배양액을 직접 김치에 사용할 목적으로 곡류 및 두류를 이용한 젖산균 전배양용 식용배지를 제조하였다.
제안 방법
각각의 균을 MRS 액체배지(Merck,Darmstadt, Germany)에 2회 계대 배양하여 충분히 활성화시킨 후 각각의 균을 멸균한 0.85% NaCl(sodium chloride)에 희석하여, 제조한 곡류 및 두류 배지에 약 103 CFU/mL가 되도록 접종하였으며 30oC에서 24시간 배양하였다.
두류는 대두콩(국내산 2010년산, 오곡종합농산, 경북)과 검은 대두콩(국내산 2010년산, 오곡종합농산)으로 나누어 사용하였다. 두류의 발아는 거즈를 가로 40 cm, 세로 30 cm의 사각형 모양으로 절단하여 용기에 얹은 후 그 위에 콩을 단층으로 놓고 증류수를 충분히 적시도록 넣어 20oC에서 24시간 동안 발아하여 싹이 0.5 cm 전후의 것을 골라 사용하였다.
배양을 마친 배양액은 0.85% NaCl로 10배씩 순차적으로 희석하여 MRS 고체평판배지에 도말하여 30oC에서 24시간 배양하여 총균수를 측정하였다.
본 연구는 곡류 및 두류를 이용하여 식용 가능한 젖산균 모배양용 식용배지를 개발하고자 실시하였다. 식용 배지의 제조를 위하여 곡류는 발아현미, 찰현미, 발아찰현미를 사용하였고, 두류는 대두콩(대두콩, 껍질을 제거한 대두콩, 발아대두콩, 껍질을 제거한 발아 대두콩)과 검은 대두콩(검은 대두콩, 껍질을 제거한 검은 대두콩, 발아 검은 대두콩, 껍질을제거한 발아 검은 대두콩)으로 나누어서 젖산균 증식배지를 제조하였다. 실험에 사용된 젖산균은 Lactobacillus(Lb.
식용배지의 제조 전 재료의 크기를 일정하게 하기 위하여 현미, 발아현미, 찰현미 및 발아 찰현미는 분쇄기(PX-MFC90D, Polymix, Lucerne, Switzerland)를 이용하여 4,000～5,000 rpm의 속도에서 0.2～0.4 mm 크기로 분쇄하였다. 대두콩과 검은 대두콩을 껌질의 존재여부와 발아여부에 따라 분류하여 제조한 후에 쌀과 마찬가지로 0.
젖산균의 증식을 위한 식용 가능한 배지를 개발하기 위하여 곡류 및 두류를 사용하여 배지를 제조하였다. 곡류는 현미, 발아현미(국산 2010년산, 충남 부적농업협동조합), 찰현미(국산 2009년산, 거창수승대농협), 발아찰현미(국산 2010년산, 부적농업협동조합)를 사용하였다.
대상 데이터
citreum(KR2) 및 Leu. lactis(KFRI 3528) 등 총 7종을 한국식품연구원 균주보관소에서 분양 받아 사용하였다. 각각의 균을 MRS 액체배지(Merck,Darmstadt, Germany)에 2회 계대 배양하여 충분히 활성화시킨 후 각각의 균을 멸균한 0.
젖산균의 증식을 위한 식용 가능한 배지를 개발하기 위하여 곡류 및 두류를 사용하여 배지를 제조하였다. 곡류는 현미, 발아현미(국산 2010년산, 충남 부적농업협동조합), 찰현미(국산 2009년산, 거창수승대농협), 발아찰현미(국산 2010년산, 부적농업협동조합)를 사용하였다. 두류는 대두콩(국내산 2010년산, 오곡종합농산, 경북)과 검은 대두콩(국내산 2010년산, 오곡종합농산)으로 나누어 사용하였다.
곡류는 현미, 발아현미(국산 2010년산, 충남 부적농업협동조합), 찰현미(국산 2009년산, 거창수승대농협), 발아찰현미(국산 2010년산, 부적농업협동조합)를 사용하였다. 두류는 대두콩(국내산 2010년산, 오곡종합농산, 경북)과 검은 대두콩(국내산 2010년산, 오곡종합농산)으로 나누어 사용하였다. 두류의 발아는 거즈를 가로 40 cm, 세로 30 cm의 사각형 모양으로 절단하여 용기에 얹은 후 그 위에 콩을 단층으로 놓고 증류수를 충분히 적시도록 넣어 20oC에서 24시간 동안 발아하여 싹이 0.
성능/효과
대두콩으로 제조한 식용배지에서의 젖산균 증식은 곡류식용배지에 비하여 균체수가 월등히 높게 나타났다(Table2). 7개 균주의 평균 배양균수는 일반대두콩 8.42 log CFU/mL, 껍질제거 대두콩 8.50 log CFU/mL, 발아 대두콩 8.35log CFU/mL, 껍질제거 발아 대두콩 9.44 log CFU/mL 수준으로 증가하여, 일반 대두콩보다는 껍질을 제거한 발아대두콩을 사용하여 제조한 배지에서 균체 증식량이 증가하였으며 약 1 log CFU/mL 높음을 확인할 수 있었다. 이 결과는MRS 합성배지에서 배양한 균의 수인 9.
citreum, Leu. lactis 등의 네 개 종균의 생균수는 8.8～9.6 log CFU/mL로 MRS에서 배양한 결과인 8.8～9.7 log CFU/mL와 거의 비슷한 증식을 나타내었다. Lb.
paracasei ssp. paracasei 9.1～9.3 log CFU/mL, Bifidobacterium lactis 6.3～8.4 log CFU/mL로 나타난 결과와 비교하였을 때, 본 연구에서 제조한 배지에서 증식한 균체수가 보다 많음을 알 수 있었다. 특히 껍질제거 발아 대두콩과 껍질제거 발아 검은 대두콩 배지의 젖산균 수가 대조군인 MRS 배지에서의 젖산균 수와 비슷하거나 보다 높게 측정되어, 껍질제거 발아콩 배지에서 배양할 경우 증식량이 보다 많음을 확인할 수 있었다.
각각의 곡류 배지를 이용하여 30oC에서 24시간 배양한 결과(Table 1), 7개의 젖산균의 평균 배양 균수는 현미 배지를 사용한 경우 7.6 log CFU/mL, 발아현미 배지 7.96 log CFU/mL, 찰현미 배지 7.69 log CFU/mL, 발아찰현미 배지 7.88log CFU/mL로 균수가 증가하였다. 이는 MRS 액체배지에서 배양한 균수 9.
검은 대두콩으로 제조한 배지에서는 대두콩 배지와 유사하게 곡류 식용배지보다 더 높은 평균균체 증식량을 보였다(Table 3). Lb.
곡류와 두류의 실험 결과, 곡류보다는 두류에서 젖산균 증식량이 더 큰 것으로 나타났으나, 곡류에서도 평균 7～8 log CFU/mL 이상으로 증식하는 것으로 나타나 곡류와 두류 모두 김치 종균 전배양용 식용배지로의 사용가능성이 충분한 것으로 사료된다. 이는 선행연구인 식물성 성분인 대두펩톤(soy peptone) 등을 배지로 하여 균을 증식시킨 연구에서(22) Lb.
대두콩으로 제조한 식용배지에서의 젖산균 증식은 곡류식용배지에 비하여 균체수가 월등히 높게 나타났다(Table2). 7개 균주의 평균 배양균수는 일반대두콩 8.
90 log CFU/mL로 가장 많은 증식량을 보였다. 모든 결과에서 곡류와 두류를 이용한 식용배지를 이용하여 배양할 때 젖산균 증균량이 우수함을 알 수 있었고, 특히 가장 증식량이 우수한 ‘껍질을 제거한 발아 검은 대두콩’ 식용 배지를 향후 젖산균 모배양에 이용하는 것을 권장한다.
특히 껍질제거 발아 대두콩과 껍질제거 발아 검은 대두콩 배지의 젖산균 수가 대조군인 MRS 배지에서의 젖산균 수와 비슷하거나 보다 높게 측정되어, 껍질제거 발아콩 배지에서 배양할 경우 증식량이 보다 많음을 확인할 수 있었다. 이 결과로 콩의 껍질에는 미생물이 분해하기 힘든 물질이 포함되어 있음을 유추할 수 있으며, 발아과정을 통해 변화된 콩의 다양한 영양성분 및 기능성 물질이 균의 생장에 영향을 주었을 것으로 판단된다. 따라서 향후 껍질의 제거와 발아공정을 통하여 보다 효과적인 증균배지를 제조할 수 있을 것으로 사료된다(28-30).
4 log CFU/mL로 나타난 결과와 비교하였을 때, 본 연구에서 제조한 배지에서 증식한 균체수가 보다 많음을 알 수 있었다. 특히 껍질제거 발아 대두콩과 껍질제거 발아 검은 대두콩 배지의 젖산균 수가 대조군인 MRS 배지에서의 젖산균 수와 비슷하거나 보다 높게 측정되어, 껍질제거 발아콩 배지에서 배양할 경우 증식량이 보다 많음을 확인할 수 있었다. 이 결과로 콩의 껍질에는 미생물이 분해하기 힘든 물질이 포함되어 있음을 유추할 수 있으며, 발아과정을 통해 변화된 콩의 다양한 영양성분 및 기능성 물질이 균의 생장에 영향을 주었을 것으로 판단된다.
이와 같은 결과는 두류에 곡류보다 많은 질소원이 함유되어 있기 때문인 것으로 사료된다. 한국산 잡곡의 일반성분인 수분, 조단백질, 조지방 및 조회분 함량을 분석한 결과, 두류의 조단백질 함량은 20.60～34.47%의 범위로 가장 높은 함량을 나타내었다. 조지방 함량 또한 대두콩 17.
후속연구
이 결과로 콩의 껍질에는 미생물이 분해하기 힘든 물질이 포함되어 있음을 유추할 수 있으며, 발아과정을 통해 변화된 콩의 다양한 영양성분 및 기능성 물질이 균의 생장에 영향을 주었을 것으로 판단된다. 따라서 향후 껍질의 제거와 발아공정을 통하여 보다 효과적인 증균배지를 제조할 수 있을 것으로 사료된다(28-30).
현재 시판되는 젖산균용 합성배지 MRS와 비교하였을 때 본 연구에서 개발한 식용 천연물을 이용한 배지를 사용시 젖산균 증식률이 비슷하거나 더 높음을 확인하였으므로 향후 이들 천연물배지 조성물을 단독 또는 혼합 사용하여 기존 합성배지보다 더 우수한 균체 증식을 효과를 이끌어 낼 수 있을 것이다. 또한 본 천연물 이용 식용배지는 기존에 김치 제조시 기호도 향상을 위해 곡물풀과 콩물을 첨가하는 것을 감안할 때, 풍미개선 대체제로서의 역할도 겸할 수 있을 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서 개발된 식용 젖산균 발효용 배지는 발효 종균의 활성 증진 기능뿐만 아니라 합성배지 사용 시 제기되던 여러 가지 비용적, 시간적 문제점을 해결할 수 있으며 부가적으로 풍미개선제로서의 역할 또한 기대하는 바이다.
현재 시판되는 젖산균용 합성배지 MRS와 비교하였을 때 본 연구에서 개발한 식용 천연물을 이용한 배지를 사용시 젖산균 증식률이 비슷하거나 더 높음을 확인하였으므로 향후 이들 천연물배지 조성물을 단독 또는 혼합 사용하여 기존 합성배지보다 더 우수한 균체 증식을 효과를 이끌어 낼 수 있을 것이다. 또한 본 천연물 이용 식용배지는 기존에 김치 제조시 기호도 향상을 위해 곡물풀과 콩물을 첨가하는 것을 감안할 때, 풍미개선 대체제로서의 역할도 겸할 수 있을 것으로 예상된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
젖산균은 어디에서 서식하는가?
젖산균은 당류를 분해하여 젖산을 다량 생성하는 세균이며 식품 발효에 주로 이용되는 균 중 하나이다(1-3). 젖산균은 인체 및 포유류의 장내에서 서식하며, 유해균의 증식을 억제하는 정균작용 때문에 정장제로도 이용되고 있다(4-6). 또한 낮은 pH 및 혐기적인 조건에서도 잘 생육하며 여러 가지 생리물질을 생성하는 등의 특징을 가지고 있어 유제품, 김치류, 양조식품 등의 식품제조에 활용하고 있다(7-9).
미생물만을 위한 배지를 사용하여 식품발효에 전배양물로 사용할 경우, 균체만을 본 발효에 사용해야 하는 이유는?
이러한 미생물만을 위한 배지를 사용하여 식품발효에 전배양물로 사용할 경우는 식품의 적합성 때문에 배지를 분리하여 제거한 뒤, 균체만을 본 발효에 사용하여야 한다. 그 이유는 연구용으로 사용하는 배지의 구성성분 중에는 섭취 시 인체에 위해한 성분을 포함하거나 독성에 대한 테스트가 이루어지지 않은 것들이 있어 위험성이 존재할 뿐 아니라 일반인들이 가지는 화학시약에 대한 부정적 인식 때문에, 위와 같은 처리과정 없이 배양액을 식품발효에 사용하는 것은 어려운 실정이다(18-20). 특히 젖산균 배양에 주로 사용되는 MRS 배지는 구성성분 중 tri-ammonium citrate(3.
젖산균이란 어떤균인가?
젖산균은 당류를 분해하여 젖산을 다량 생성하는 세균이며 식품 발효에 주로 이용되는 균 중 하나이다(1-3). 젖산균은 인체 및 포유류의 장내에서 서식하며, 유해균의 증식을 억제하는 정균작용 때문에 정장제로도 이용되고 있다(4-6).
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