본 연구에서는 단백질이 풍부한 원료 콩에 청국장에서 분리한 Bacillus subtilis와 김치에서 분리한 Lactobacillus plantarum을 이용한 혼합 발효를 통해 대두 발효 제품의 개발을 목표로 한 연구결과는 다음과 같은 분석 결과를 얻었다. Bacillus subtilis 단독 배양 발효 두유, Lactobacillus plantarum 단독 배양 발효 두유, 또한 두 균을 혼합 배양한 발효 두유의 항산화 활성을 상호 비교하였다. 그 결과, Bacillus subtilis 단독 배양 발효 두유의 총 폴리페놀 함량, DPPH 라디칼 소거능, 환원력, 아질산염 소거능이 각각 3580.91 ${\mu}g/m{\ell}$, 67.14%, 6.54$mg/m{\ell}$, 83.63%로 가장 높았다. 혼합 발효 두유의 기능성을 증진시키기 위하여 토마토 추출물을 첨가하여 발효 두유를 제조하였고, 토마토 에탄올 추출물을 0, 0.25, 0.5, 그리고 1.0% 첨가한 토마토 요구르트의 항산화력은 토마토 첨가량 농도 의존적으로 항산화력이 유의적으로 증가하였다. 특히 DPPH 라디칼 소거능은 토마토 무첨가구는 28.39%인데 비해, 토마토 요구르트는 33.46~57.12%까지 증가하였다.
본 연구에서는 단백질이 풍부한 원료 콩에 청국장에서 분리한 Bacillus subtilis와 김치에서 분리한 Lactobacillus plantarum을 이용한 혼합 발효를 통해 대두 발효 제품의 개발을 목표로 한 연구결과는 다음과 같은 분석 결과를 얻었다. Bacillus subtilis 단독 배양 발효 두유, Lactobacillus plantarum 단독 배양 발효 두유, 또한 두 균을 혼합 배양한 발효 두유의 항산화 활성을 상호 비교하였다. 그 결과, Bacillus subtilis 단독 배양 발효 두유의 총 폴리페놀 함량, DPPH 라디칼 소거능, 환원력, 아질산염 소거능이 각각 3580.91 ${\mu}g/m{\ell}$, 67.14%, 6.54$mg/m{\ell}$, 83.63%로 가장 높았다. 혼합 발효 두유의 기능성을 증진시키기 위하여 토마토 추출물을 첨가하여 발효 두유를 제조하였고, 토마토 에탄올 추출물을 0, 0.25, 0.5, 그리고 1.0% 첨가한 토마토 요구르트의 항산화력은 토마토 첨가량 농도 의존적으로 항산화력이 유의적으로 증가하였다. 특히 DPPH 라디칼 소거능은 토마토 무첨가구는 28.39%인데 비해, 토마토 요구르트는 33.46~57.12%까지 증가하였다.
This study was performed to investigate the effect of types of microorganisms on the antioxidant activity of soybean yogurt by a single or mixed culture of Bacillus subtilis and Lactobacillus plantarum isolated from chunggukjang and kimchi. The fermented soybean milk by Bacillus subtilis exhibited t...
This study was performed to investigate the effect of types of microorganisms on the antioxidant activity of soybean yogurt by a single or mixed culture of Bacillus subtilis and Lactobacillus plantarum isolated from chunggukjang and kimchi. The fermented soybean milk by Bacillus subtilis exhibited the highest values of total polyphenol, DPPH radical scavenging activity, reducing power and nitrite scavenging activity compared to those of Lactobacillus plantarum or mixed culture of Bacillus subtilis/Lactobacillus plantarum. As the amount of tomato extract was added to the soybean milk, various antioxidant parameters, such as total polyphenol, DPPH radical scavenging activity, reducing power and nitrite scavenging activity, were linearly increased.
This study was performed to investigate the effect of types of microorganisms on the antioxidant activity of soybean yogurt by a single or mixed culture of Bacillus subtilis and Lactobacillus plantarum isolated from chunggukjang and kimchi. The fermented soybean milk by Bacillus subtilis exhibited the highest values of total polyphenol, DPPH radical scavenging activity, reducing power and nitrite scavenging activity compared to those of Lactobacillus plantarum or mixed culture of Bacillus subtilis/Lactobacillus plantarum. As the amount of tomato extract was added to the soybean milk, various antioxidant parameters, such as total polyphenol, DPPH radical scavenging activity, reducing power and nitrite scavenging activity, were linearly increased.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 영양학적으로 손색이 없는 단백질 자원의 대두를 주원료로 청국장 발효 균주인 고초균과 김치에서 유래한 유산균을 이용하여 혼합 발효를 통한 기능성 대두발효 식품을 개발하고자 하였다. 이에 따라 제조된 요구르트의 기능성을 비교하기 위하여 항산화를 측정을 실시하였다.
4 ㎖를 가하여 잘 혼합한 후, 실온에서 15분간 방치시킨 후 분광광도계를 사용하여 520 nm에서 흡광도를 측정하여 잔존하는 아질산량을 산출하였다. 대조구는 Griess 시약 대신 증류수 0.4 ㎖를 첨가한 후, 동일한 방법으로 측정하여 시료용액의 첨가구와 시료 무첨가구 사이의 흡광도 차이를 백분율(%)로 나타내었다.
이에 따라 제조된 요구르트의 기능성을 비교하기 위하여 항산화를 측정을 실시하였다. 또한 혼합 발효 두유의 기능성을 더욱 증진시키기 위해 토마토 추출물을 첨가하여 그 효능을 알아보았다.
발효 대두유의 제조는 선별한 건조대두 60 g을 물에 12시간 이상 침지시킨 후 물을 제거한 다음 대두와 물의 중량 비률 1:10으로 하여 두유로 제조한다, 예비실험을 통해 토마토 추출물을 1% 이상 첨가할 경우, 살균 처리시 발효기질이 응고되어 요구르트 제조에 적합하지 않았다, 따라서 제조한 두유가 토마토 추출물을 0.25%, 0.5%, 1%(w/v)로 첨가한 다음 유산균의 생육을 위해 1% glucose를 첨가하여 105℃에서 15분간 autoclave하고 냉각하여 실험에 사용하였다. 멸균된 두유에서 고초균과 유산균의 스타터를 1:1로 혼합하여 2%(v/v)가 되게 접종하고, 37℃에서 24시간 배양하였다.
발효 대두유의 제조는 선별한 건조대두 60 g을 물에 12시간이상 침지시킨 후 물을 제거한 다음, 대두와 물의 중량 비률 1:10으로 하여 두유로 제조하였다, 제조한 두유에 1%(w/v) 포도당을 첨가하여 121℃에서 15분간 autoclave하고 냉각하여 실험에 사용 하였다. 시판 청국장으로부터 강력한 protease를 생성하는 균을 선발하고, Bacillus subtilis임을 확인하여 Bacillus subtilis YMB-12로 명명하고, 본 실험에 이용하였다(Yang 등 2013).
발효 두유의 항산화 효과에 관한 실험을 위하여 시료를 제조하였다. 24시간 발효된 두유를 원심분리(15,000 rpm, 10 min)하여 상등액을 취하고, 항산화 실험에 시료로 사용하였다.
그리고 이 균은 Lactobacillus plantarum YML-4로 명명하였다(Yang 등 2013). 선별 동정된 Lactobacillus plantarum을 MRS broth로 사용하여 고초균과 같은 방법으로 실시하였다. 멸균된 두유에서약 108 cfu/㎖로 배양된 스타터를 2%(v/v)가 되게 접종하고, 37℃에서 24시간 배양하였다.
총 폴리페놀 함량은 Folin & Denis(1912)법을 응용하여 실험하였다. 시료는 증류수로 10배 희석한 희석액 400 ㎕에 2배로 희석한 Folin 시약 400 ㎕를 첨가하고 잘 혼합한 후 3분간 방치하여 400 ㎕의 10% Na2CO3를 서서히 가하였다. 이 혼합액을 1시간 동안 방치한 후 UV/visible spectrophotometer를 사용하여 700 nm에서 흡광도를 측정하였다.
2로 조정하였다. 여기에 증류수를 가하여 부피를 10 ㎖로 정용한 후 37℃에서 1시간 동안 반응시킨 다음, 반응액을 1 ㎖씩 취하여 2% acetic acid 5 ㎖, Griess 시약(A:B＝1:1, A: 1% sulfanilic acid in 30% acetic acid, B: 1% naphthylamine in 30% acetic acid)을 0.4 ㎖를 가하여 잘 혼합한 후, 실온에서 15분간 방치시킨 후 분광광도계를 사용하여 520 nm에서 흡광도를 측정하여 잔존하는 아질산량을 산출하였다. 대조구는 Griess 시약 대신 증류수 0.
따라서 본 연구에서는 영양학적으로 손색이 없는 단백질 자원의 대두를 주원료로 청국장 발효 균주인 고초균과 김치에서 유래한 유산균을 이용하여 혼합 발효를 통한 기능성 대두발효 식품을 개발하고자 하였다. 이에 따라 제조된 요구르트의 기능성을 비교하기 위하여 항산화를 측정을 실시하였다. 또한 혼합 발효 두유의 기능성을 더욱 증진시키기 위해 토마토 추출물을 첨가하여 그 효능을 알아보았다.
시료의 환원력은 두유 요구르트 1 ㎖에 해당하는 환원력을 BHT의 용량(㎎)으로 표시하였다. 표준곡선은 BHT의 최종 농도가 0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 ㎎/㎖이 되도록 하여 위와 같은 방법으로 700 nm에서 흡광도를 측정하여 작성하였다.
이때 총 폴리페놀 함량은 gallic acid를 정량하여 작성한 표준곡선으로부터 함량을 구하였다. 표준곡선은 gallic acid의 최종농도가 0, 10, 20, 30, 40, 50 ㎍/㎖가 되도록 하여 위와 같은 방법으로 700 nm에서 흡광도를 측정하여 작성하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용한 콩은 2011년도에 부산 시내 대형마트에서 구입한 수입산 백태로 4℃에서 냉장 보관하면서 사용하였고, 고초균 분리용 청국장 시료, 유산균 분리용 김치 시료인 배추김치와 토마토는 2012년도에 부산 시내 대형마트에서 국내산으로 구입하여 냉장 보관하고 사용하였다.
시판 청국장으로부터 강력한 protease를 생성하는 균을 선발하고, Bacillus subtilis임을 확인하여 Bacillus subtilis YMB-12로 명명하고, 본 실험에 이용하였다(Yang 등 2013). 선별 동정된 Bacillus subtilis를 Nutrient broth로 사용하여 37℃에서 2회 계대배양한 것을 스타터로 사용하였다. 그리고 시판 김치로부터 강한 산생성균을 분리하고, Lactobacillus plantarum으로 동정하였다.
발효 대두유의 제조는 선별한 건조대두 60 g을 물에 12시간이상 침지시킨 후 물을 제거한 다음, 대두와 물의 중량 비률 1:10으로 하여 두유로 제조하였다, 제조한 두유에 1%(w/v) 포도당을 첨가하여 121℃에서 15분간 autoclave하고 냉각하여 실험에 사용 하였다. 시판 청국장으로부터 강력한 protease를 생성하는 균을 선발하고, Bacillus subtilis임을 확인하여 Bacillus subtilis YMB-12로 명명하고, 본 실험에 이용하였다(Yang 등 2013). 선별 동정된 Bacillus subtilis를 Nutrient broth로 사용하여 37℃에서 2회 계대배양한 것을 스타터로 사용하였다.
데이터처리
각 측정치의 평균과 표준편차를 구하고, 그룹간 비교를 위하여 one-way analysis of variance(ANOVA)와 Duncan's multiple-range test를 실시하였으며, 통계적 유의수준은 p<0.05로 설정하였다.
본 실험에서 얻은 결과는 SPSS 통계프로그램을 이용하여 처리하였다. 각 측정치의 평균과 표준편차를 구하고, 그룹간 비교를 위하여 one-way analysis of variance(ANOVA)와 Duncan's multiple-range test를 실시하였으며, 통계적 유의수준은 p<0.
이론/모형
아질산염 소거능은 Kato 등(1987)의 방법에 따라 일정 농도의 추출물 시료 1 ㎖에 1 mM NaNO2 용액 1 ㎖를 가하고, 이 용액에 0.1 N HCl을 가하여 pH 1.2로 조정하였다. 여기에 증류수를 가하여 부피를 10 ㎖로 정용한 후 37℃에서 1시간 동안 반응시킨 다음, 반응액을 1 ㎖씩 취하여 2% acetic acid 5 ㎖, Griess 시약(A:B＝1:1, A: 1% sulfanilic acid in 30% acetic acid, B: 1% naphthylamine in 30% acetic acid)을 0.
총 폴리페놀 함량은 Folin & Denis(1912)법을 응용하여 실험하였다.
성능/효과
3과 같다. BHT equivalent 값으로 나타내었을 때 Bacillus subtilis 발효 두유의 환원력은 6.54 ㎎/㎖로 가장 높게 나타났고, 혼합 배양 발효 두유(3.47㎎/㎖), Lactobacillus plantarum 발효 두유(2.14 ㎎/㎖) 순으로 나타났다.
2와 같다. Bacillus subtilis 발효 두유의 DPPH 소거 효과는 67.14%로 혼합 배양 발효 두유(43.10%), Lactobacillus plantarum 발효 두유(36.35%)에 비해 유의적으로 높았다. 이와 같은 결과는 페놀계 합성 항산화제로 널리 사용되고 있는 butylated hydroxyl toluene(BHT)와 비교해 보았을 때 두유 요구르트가 훨씬 높은 활성을 나타내었다.
4와 같다. Bacillus subtilis 발효 두유의 아질산염 소거 효과는 83.63%로 혼합 배양 발효 두유(68.83%), Lactobacillus plantarum 발효 두유(62.32%)에 비해 유의적으로 높았다. 이와 같은 결과는 페놀계 합성 항산화제로 널리 사용되고 있는 butylated hydroxyl toluene(BHT)와 비교해 보았을 때 Bacillus subtilis 발효 두유의 아질산염 소거 효과가 훨씬 높은 활성을 나타내었다.
1과 같다. Bacillus subtilis 발효 두유의 총 폴리페놀 함량은 3,580.91 ㎍/㎖로 가장 높게 나타났고, 혼합 배양 발효 두유(2,976.82 ㎍/㎖), Lactobacillus plantarum 발효 두유 (2779.09 ㎍/㎖) 순으로 나타났다. 또한 Chung 등(2010)은 복합 유산균 분말을 이용하여 제조한 요구르트에 함유 총 폴리페놀 함량은 385.
995로 고도의 상관관계를 보여주었다. NSA와 DPPH RSA, reducing power에 의한 항산화 활성과 총 페놀의 상관관계는 모두가 0.900 이상으로 높은 상관관계를 보였다. 또한 Holasova 등(2002)은 phenol 함량이 높을수록 항산화력이 증가한다고 보고하였으며, Gheldof 등(2002)은 이들 함량과 항산화력 간에 상관관계를 가진다고 보고하였다.
선별 동정된 Bacillus subtilis를 Nutrient broth로 사용하여 37℃에서 2회 계대배양한 것을 스타터로 사용하였다. 그리고 시판 김치로부터 강한 산생성균을 분리하고, Lactobacillus plantarum으로 동정하였다. 그리고 이 균은 Lactobacillus plantarum YML-4로 명명하였다(Yang 등 2013).
이상의 실험결과로부터 Bacillus subtilis 단독 배양 발효 두유가 Lactobacillus plantarum 단독 배양 발효 두유, 이 두 균을 혼합 배양한 발효 두유에 비하여 항산화 활성이 가장 높은 것으로 나타났다. 이는 총 폴리페놀 함량 증가 및 두유 요구르트 발효 중 Bacillus subtilis의 효소에 의한 펩타이드 함량 증가도 항산화 활성의 증가에 기여한 것으로 사료된다.
12% 소거하였다. 총 폴리페놀 함량, 환원력 및 Nitrite 소거능도 토마토 추출물의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가하였다. 유자 추출물을 첨가하여 제조한 요구르트의 항산화능을 보고한 Lee 등(2008)은 유자 추출물 1% 첨가 요구르트에서 92%의 DPPH radical 소거능을 나타낸다고 보고하였다.
DPPH radical 소거능은 토마토 추출물의 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다. 토마토 무첨가 두유 요구르트의 DPPH radical 소거능은 28.39%인데 비해 0.25% 토마토를 첨가 두유 요구르트는 33.46%, 0.5% 토마토 요구르트는 49.38% 그리고 1% 토마토 요구르트는 DPPH radical을 57.12% 소거하였다. 총 폴리페놀 함량, 환원력 및 Nitrite 소거능도 토마토 추출물의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가하였다.
후속연구
38 ㎎/㎖로 나타났다. 이러한 결과는 항산화제로서 개발 가능성이 있으며, 이와 밀접하게 관련되어 있는 질환의 발병을 예방 또는 치료할 수 있는 생리 활성 물질로서 작용할 가능성이 높다고 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
대두의 이명은?
대두는 동양에서 간장, 된장, 고추장, 청국장 등의 발효식품의 형태로 널리 이용되어 왔으며, 대두에는 isoflavone, lecithin, 섬유소 등과 같은 물질이 풍부하고, 식물성 고단백 식품으로 영양학적으로 아주 우수한 소재이다. 또한 대두는 곡식이지만 육류에가까운 성분을 가지고 있기 때문에, 밭에서 나는 육류라고 부르고 있다. Saponin, phytic acid, isoflavones, hemaglutinins 등의 다양한 생리활성물질을 포함하고 있어 암을 비롯한 성인병 예방 및 치료에 대한 가능성이 보고되고 있다(Yoo & Yeo 2008).
대두란?
대두는 동양에서 간장, 된장, 고추장, 청국장 등의 발효식품의 형태로 널리 이용되어 왔으며, 대두에는 isoflavone, lecithin, 섬유소 등과 같은 물질이 풍부하고, 식물성 고단백 식품으로 영양학적으로 아주 우수한 소재이다. 또한 대두는 곡식이지만 육류에가까운 성분을 가지고 있기 때문에, 밭에서 나는 육류라고 부르고 있다.
대두가 함유하고 있는 생리활성물질은?
또한 대두는 곡식이지만 육류에가까운 성분을 가지고 있기 때문에, 밭에서 나는 육류라고 부르고 있다. Saponin, phytic acid, isoflavones, hemaglutinins 등의 다양한 생리활성물질을 포함하고 있어 암을 비롯한 성인병 예방 및 치료에 대한 가능성이 보고되고 있다(Yoo & Yeo 2008).
참고문헌 (29)
Blois MS. 1958. Antioxidant determination by the use of a stable free radical. Nature 4617:1198
Chung HJ, Chu YR, Park HN, Jeon IS, Kang YS. 2010. Influence of the addition of MACA (Lepidium meyenii) hot water extract on thequality and antioxidant activity of yogurt. Korean J Food Culture 25:334-341
Folin O, Denis W. 1912. On phosphotungastic-phospho-molybdic compounds as color reagents. J Biol Chem 12:239-249
Gheldof N, Engeseth NJ. 2002. Antioxidants capacity of honeys from various flora sources based on the determination of oxygen radical absorbance capacity and inhibition of vitro lipoprotein oxidation in human serum samples. J Agric Food Chem 50:3050-3055
Hood SK, Zottola EA. 1988. Effect of low pH on the ability of Lactobacillus acidophilus to survive and adhere to human intestinal cells. J Food Sci 55:506-511
Holasova M, Fiedlerova V, Smrcinova H, Orsak M, Lachman J, Vavreinova S. 2002. Buckwheat the source of antioxidant activity in functional foods. Food Res International 35:207-211
Jeong WP, Young JL, Sun Y. 2007. Total flavonoids and phenolics in fermented soy products and their effects on antioxidant activities determined by different assays. Korean J Food Culture 22:353-358
Jung HJ. 2008. Development and physiological effects of soy yogurt fermented Lactobacillus isolated from plants. Master's Thesis, Yonsei Uni. Seoul. Korea
Jung GT, Ju IO. 1997. Studies on the preparation of yogurt from milk added purple sweet potato powder. Korean J Food Nutr 10:458-461
Kato H, Lee IE, Chuyen NV, Kim SB, Hayase F. 1987. Inhibition of nitrosamine formation by nondialyzable melanoidines. Agric Biol Chem 51:1333-1338
Kang YH, Park YK, Lee GD. 1996.The nitrite scavenging and electron donating ability of phenolic compounds. Korean J Food Sci Technol 28:232-239
Lee JS, Cho MS, Hong JS. 2008. Quality characteristics of Sulgidduk containing added tomato powder. Korean J Food Cookery Sci 24:375-381
Lee KD, Chang HK, Kim HK. 1997. Antioxidative and nitrite scavenging activities of edible mushroom. Korean J Food Sci Technol 29:432-436
Lee SJ, Chung MJ, Shin JH, Syng NJ. 2000. Effect of natural plant components on the nitrite-scavenging. J Food Hyg Safety 15:88-94
Lee YJ, Kim SI, Han YS. 2008. Antioxidant activity and quality characteristics of yogurt added Yuza extract. Korean J Food Nutr 21:135-142
Lim SJ, Kho YT, Yoo JC. 1984. Manufacture of yogurt from soy protein concentrate. Food Sci Biotechnol 16:143-148
Meir S, Kanner J, Akiri B, Hadas SP. 1995. Determination and involvement of aqueous reducing compounds in oxidative defense systems of various senescing leaves. J Agric Food Chem 43:1813-1815
Oh CK. 1997. Antimutagenic and mutagenic activity of kimchi and depletion of nitrite by lactic acid bacteria. Ph. D. Dissertation, Cheju Uni. Korea
Oyaizu M. 1986. Studies on products of browning reactions:antioxidative activities of products of browning reaction prepared from glucosamine. Japanese J Nutr 44:307-315
Park GH, Lee SH, Kim HY, Jeong HS, Kim EY, Yun YW, Nam SY, Lee BJ. 2011. Comparison in antioxidant effects of four citrus fruits. J Food Hyg Safety 26:355-360
Robinson IM, Whipp SC, Bucklin JA, Allison MT. 1984. Characterization of predominant bacteria from the colons of normal and dysenteric pigs. Appl Environ Microbiol 33:79-85
Sa YJ, Kim JS, Kim MO, Jeong HJ, Yu CY, Park DS, Kim MJ. 2010. Comparative study of electron donating ability, reducing power, antimicrobial activity and inhibition of $\alpha$ -glucosidase by sorghum bicolor extracts. Korean J Food Sci Technol 42:598-604
Savaiano DA, Abou A, Anouar AL, Smith DZ, Levitt MD. 1984. Lactose malabsorption from yogurt, pasteurized yogurt, sweet acidophilus milk, and cultured milk in lactose-deficient individuals. Am J Clin Nutr 40:1219-1225
Shiddhuraju P, Mohan PS, Becker K. 2002. Studies on the antioxidant activity of Indian laburnum (Cassia fistula L.):a preliminary assessment of crude extracts from stem bark, leaves, flowers and fruitpulp. Food Chem 79:61-67
So MH. 1985. Identification and tolerance test to digestive fluids of lactobacilli isolated from Korean liquid yogurt. Korean J Food Sci Technol 17:192-196
Yang M, Kwak JS, Jang S, Jia W, Park I. 2013. Fermentation characteristics of soybean yogurt by mixed culture of Bacillus subtilis and Lactobacillus plantarum. Korean J Food Nutrition. Submitted for publication
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