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문제 정의
- 본 연구에서는 청국장의 생리활성 증진을 위해 시판하는 청국장에서 수종의 Bacillus 속 미생물을 분리하였으며 이중 한 균주를 동정하여 그 신규성 여부를 확인하였고, 이 균주를 청국장 제조용 starter로 사용 가능성을 검토하기 위하여 청국장 발효 후 일어나는 각종 효소활성 변화 및 아미노산 변화를 시판 청국장과 Bacillus nato를 이용하여 만든 청국장을 대조군으로 하여 비교하였다.
제안 방법
- Starter용 균주는 멸균 증류수로 약 108 CFU/ml로현탁시켜 증자된 콩에 2% (v/w) 수준으로 접종 후 고르게 혼합한 다음 40℃, 상대습도 90%의 조건에서 72시간 발효시켰다. 발효한 청국장은 동결건조 후 분쇄하여 소화효소 활성, 아미노산 분석을 수행하였다. 시판청국장은 전라남도 나주시 영산포 시장에서 재래식 청국장을 구입하여 대조 시료로 사용하였다.
- Xylanase는 바실러스 속 균주에서도 생성 되며, 청국장에 존재하는 Bacillus는 protease, β-glucosidase, xylanase를 생산하며, 이들은 청국장내 영양물질을 아미노산, 당으로 분해하여 갈변물질을 생성한다. 본 실험에서는 청국장 시료에 포함된 소화 효소의 종류를 확인하기 위해, xylan 분해효소 활성을 측정하였다. 청국장 동결건조 시료의 xylanase 활성 시험 결과는 Table 1과 같다.
- 혈전용해능은 fibrin plate법(Simkhada et al., 2012a)을 약간 수정하여 측정하였다. 0.
대상 데이터
- 발효한 청국장은 동결건조 후 분쇄하여 소화효소 활성, 아미노산 분석을 수행하였다. 시판청국장은 전라남도 나주시 영산포 시장에서 재래식 청국장을 구입하여 대조 시료로 사용하였다.
- 원료 대두는 2012년 나주시장에서 구입한 국산 콩을 사용하였으며, 청국장 제조에 사용한 균은 전통 발효 균주인 Bacillus natto와 시판 청국장에서 분리한 균주인 Bacillus subtilis BC-P1을 사용하였다.
이론/모형
- Xylanase 활성은 beechwood xylan을 기질로 하여 효소 반응 후에 유리된 환원당을 3,5-dinitrosalicylic acid (DNS) 방법으로 다음과 같이 정량함으로써 측정하였다. 각 시료는 25 mg/ml의 농도로 멸균 증류수로 현탁 및 원심 분리하여 그 상층액을 효소 시료로 사용하였다.
- BC-P1 균주의 16S rRNA gene 염기서열분석을 위하여 27F(forward primer: 5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3′)와 1492R(reverse primer: 5′-GGTTACCTTGTTACGACTT-3′) 2개의 primer를 사용하여 중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR)을 수행하였다. 결정된 16S rRNA 유전자는 GenBank 데이터베이스와 비교 검색하였으며 계통수 작성은 neighbor-joining(Saitou and Nei, 1987) 방법을 이용하였으며 진화거리는 Jukes와 Cantor (Jukes, 1969)의 식을 이용하였다. 계통수의 신뢰도는 1,000회 반복을 통한 bootstrap 분석(Felsenstein, 1985)을 실시하여 확인하였다.
- 일반성분은 AOAC와 식품공전(Korean Food Standards Codex, 2013)의 방법에 따라 분석하였다. 수분 함량은 식품공전에 기재된 건조감량법, 회분은 회화법, 조단백질은 마이크로 켈달법, 조지방은 에틸 에테르를 추출용매로 이용하여 분석하였으며, 탄수화물은 전체에서 수분, 조단백질, 조지방, 회분, 식이섬유 함량을 제한 값으로 계산하여 표시하였다. 식이섬유(dietary fiber) 함량은 AOAC법에 준하여 효소중량법(enzymatic-gravimetric method)으로 측정하였다.
- 수분 함량은 식품공전에 기재된 건조감량법, 회분은 회화법, 조단백질은 마이크로 켈달법, 조지방은 에틸 에테르를 추출용매로 이용하여 분석하였으며, 탄수화물은 전체에서 수분, 조단백질, 조지방, 회분, 식이섬유 함량을 제한 값으로 계산하여 표시하였다. 식이섬유(dietary fiber) 함량은 AOAC법에 준하여 효소중량법(enzymatic-gravimetric method)으로 측정하였다. 건조시료 0.
- 일반성분은 AOAC와 식품공전(Korean Food Standards Codex, 2013)의 방법에 따라 분석하였다. 수분 함량은 식품공전에 기재된 건조감량법, 회분은 회화법, 조단백질은 마이크로 켈달법, 조지방은 에틸 에테르를 추출용매로 이용하여 분석하였으며, 탄수화물은 전체에서 수분, 조단백질, 조지방, 회분, 식이섬유 함량을 제한 값으로 계산하여 표시하였다.
- 환원당은 DNS법에 의해 측정하였다. 청국장 동결 건조물을 25 mg/ml의 농도로 멸균 증류수로 현탁 후 원심 분리한 상층액 1 ml를 test tube에 넣고 DNS reagent 1 ml를 혼합한 후 100℃에서 10분간 처리하였다.
성능/효과
- subtilis BC-P1를 첨가한 시료가 B. natto를 첨가한 청국장 시료와 비교시 혈전 분해능이 우수함을 확인하였다. 본 균주를 청국장 제조시 starter로 활용한다면 우수한 소화능 및 혈전 용해능을 가진 제품으로 개선할 수 있을 것으로 사료된다.
- 분리균주 BC-P1의 정확한 동정을 위하여 16S rRNA gene 염기서열을 분석한 결과 B. subtilis와 99% 상동성이 있었으며, 계통학적으로 B. subtilis와 유사한 균주로 확인되었다(Fig. 1).
- 9902%로 근소한 함량차이를 나타내었다. 식품공전의 청국장 규격기준 중 건조제품의 경우 수분 함량이 10.0% 이하로 규정되어 있고, 본 청국장 시료들은 모두 규격기준에 적합한 것으로 나타났다. Lee 등(2007)은 시판청국장 분말 제품의 일반성분을 분석한 결과, 수분 함량은 6.
- natto를 starter로 사용한 청국장 샘플에 비하여 현저하게 높음을 알 수 있었다. 이상의 결과로 청국장에 첨가되는 균주의 영향으로 최종발효 제품 속의 구수한 맛과 쓴맛 그리고 단맛을 내는 아미노산의 종류 및 함량이 변화됨을 알 수 있었으며, 이를 이용하여 청국장의 맛을 조정 할 수 있을 것으로 사료된다.
후속연구
- subtilis BC-P1를 starter 로 제조한 청국장은 단백분해능, xylanase, chitinase 활성을 가지고 있어, 장내 소화작용을 돕는데 유용할 것으로 생각되며, B. subtilis BC-P1 균주를 활용한 가축건강 증진 생균 제제 또는 생물 방제용 소재 개발도 가능할 것으로 생각된다.
- natto를 첨가한 청국장 시료와 비교시 혈전 분해능이 우수함을 확인하였다. 본 균주를 청국장 제조시 starter로 활용한다면 우수한 소화능 및 혈전 용해능을 가진 제품으로 개선할 수 있을 것으로 사료된다.
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