본 연구에서는 인삼 추출물이 용수로 사용된 두유를 Lactobacillus 5가지 균주를 이용하여 발효 인삼두유를 제조하였으며, 발효 균주에 따른 두유의 미생물학적 및 이화학적 특성과 항산화 활성에 대해 알아보았다. 인삼두유에서의 젖산균 생장은 L. acidophilus KCTC 3168이 가장 우수한 것으로 나타났으며 젖산균의 산 생성에 따른 pH 변화는 L. kefir ATCC 35411에서 가장 낮게 측정되었다. 관능검사 결과는 신맛이 강하면서 쓴맛, 콩비린내 및 쉰내 등이 비교적 약하게 평가된 L. kefir ATCC 35411이 가장 높게 선호되었다. 두유제조에 사용된 인삼의 기능성 성분인 진세노사이드 함량과 항산화 활성에 대해 분석한 결과 총 진세노사이드는 L. casei ATCC 393에서 유의적으로 가장 높게 함유되어 있었으며, 발효홍삼에 주로 존재하며 발효가 진행됨에 따라 함량이 증가하는 것으로 알려진 Rg2, Rg3 및 Rh1 함량 또한 L. casei ATCC 393에서 가장 높게 정량되었다. 인삼두유의 superoxide anion 라디칼 소거활성과 hydroxyl 라디칼 소거활성을 측정한 결과 발효두유에서 발효하지 않은 인삼두유에 비해 각각 2~4배 및 4~5배 정도 항산화 활성이 증진되었음을 알 수 있었으며, 특히 L. kefir ATCC 35411에서 가장 높은 활성을 보이는 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 인삼두유는 젖산균 발효에 의해 관능적, 기능적 측면에서 우수한 두유를 제조할 수 있을 것으로 사료되며, 발효균주로서 L. kefir ATCC 35411이 가장 적합할 것으로 판단되었다.
본 연구에서는 인삼 추출물이 용수로 사용된 두유를 Lactobacillus 5가지 균주를 이용하여 발효 인삼두유를 제조하였으며, 발효 균주에 따른 두유의 미생물학적 및 이화학적 특성과 항산화 활성에 대해 알아보았다. 인삼두유에서의 젖산균 생장은 L. acidophilus KCTC 3168이 가장 우수한 것으로 나타났으며 젖산균의 산 생성에 따른 pH 변화는 L. kefir ATCC 35411에서 가장 낮게 측정되었다. 관능검사 결과는 신맛이 강하면서 쓴맛, 콩비린내 및 쉰내 등이 비교적 약하게 평가된 L. kefir ATCC 35411이 가장 높게 선호되었다. 두유제조에 사용된 인삼의 기능성 성분인 진세노사이드 함량과 항산화 활성에 대해 분석한 결과 총 진세노사이드는 L. casei ATCC 393에서 유의적으로 가장 높게 함유되어 있었으며, 발효홍삼에 주로 존재하며 발효가 진행됨에 따라 함량이 증가하는 것으로 알려진 Rg2, Rg3 및 Rh1 함량 또한 L. casei ATCC 393에서 가장 높게 정량되었다. 인삼두유의 superoxide anion 라디칼 소거활성과 hydroxyl 라디칼 소거활성을 측정한 결과 발효두유에서 발효하지 않은 인삼두유에 비해 각각 2~4배 및 4~5배 정도 항산화 활성이 증진되었음을 알 수 있었으며, 특히 L. kefir ATCC 35411에서 가장 높은 활성을 보이는 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 인삼두유는 젖산균 발효에 의해 관능적, 기능적 측면에서 우수한 두유를 제조할 수 있을 것으로 사료되며, 발효균주로서 L. kefir ATCC 35411이 가장 적합할 것으로 판단되었다.
The objective of this study is to select an effective microbial strain to enhance the sensory qualities and functionalities of fermented ginseng soymilk. For this purpose, soybean were ground with water extracts of ginseng and fermented with five Lactobacillus strains. All strains grew well in ginse...
The objective of this study is to select an effective microbial strain to enhance the sensory qualities and functionalities of fermented ginseng soymilk. For this purpose, soybean were ground with water extracts of ginseng and fermented with five Lactobacillus strains. All strains grew well in ginseng soymilk, and viable cell counts reached greater than 8 log CFU/mL after 18 h of fermentation. The contents of total ginsenosides were higher in soymilk fermented with L. casei ATCC 393 than those in the other strains. The sensory qualities of the fermented soymilk were observed to increase with the intensity of sourness and showed the best sensory acceptability of soymilk fermented with L. kefir ATCC 35411. Moreover, the antioxidant activities, superoxide and hydroxyl radical scavenging activities were significantly enhanced by 2~4 and 4~5 times, respectively, compared to the non-fermented soymilk. In particular, the antioxidant activities of the fermented soymilk by L. kefir ATCC 35411 were the highest among the samples. This result suggests that soymilk fermented by L. kefir ATCC 35411 allowed obtaining a soymilk with enhanced sensory quality and antioxidant activity was able to contribute to the health benefit.
The objective of this study is to select an effective microbial strain to enhance the sensory qualities and functionalities of fermented ginseng soymilk. For this purpose, soybean were ground with water extracts of ginseng and fermented with five Lactobacillus strains. All strains grew well in ginseng soymilk, and viable cell counts reached greater than 8 log CFU/mL after 18 h of fermentation. The contents of total ginsenosides were higher in soymilk fermented with L. casei ATCC 393 than those in the other strains. The sensory qualities of the fermented soymilk were observed to increase with the intensity of sourness and showed the best sensory acceptability of soymilk fermented with L. kefir ATCC 35411. Moreover, the antioxidant activities, superoxide and hydroxyl radical scavenging activities were significantly enhanced by 2~4 and 4~5 times, respectively, compared to the non-fermented soymilk. In particular, the antioxidant activities of the fermented soymilk by L. kefir ATCC 35411 were the highest among the samples. This result suggests that soymilk fermented by L. kefir ATCC 35411 allowed obtaining a soymilk with enhanced sensory quality and antioxidant activity was able to contribute to the health benefit.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 신경계, 심혈관계, 내분비계, 면역계 등 다양한 조직에 작용하는 여러 가지 생리활성 물질들이 함유되어 있는 것으로 알려져 있는(22) 인삼 추출물을 용수로 사용하여 제조한 두유를 GRAS(generally regarded as safe) 미생물로 알려진 젖산균을 이용하여 발효 인삼두유를 제조하였으며, 발효균주를 달리하여 제조한 두유의 미생물학적 및 이화학적 특성과 항산화 효과를 비교 분석하고 관능검사를 통해 기호도를 비교 검토함으로써 기능성 음료로써의 활용 가능성을 제공하고자 하였다.
본 연구에서는 인삼 추출물이 용수로 사용된 두유를 Lactobacillus 5가지 균주를 이용하여 발효 인삼두유를 제조하였으며, 발효 균주에 따른 두유의 미생물학적 및 이화학적 특성과 항산화 활성에 대해 알아보았다. 인삼두유에서의 젖산균 생장은 L.
Superoxide radical 소거활성 측정은 Robak과 Gryglewski(24)의 방법을 변형하여 xanthine-xanthine oxidase cytochrome c 환원법으로 측정하였다. 즉 시료 0.
관능검사는 식품을 전공하는 대학생 10명을 대상으로 쓴맛, 신맛, 쉰내, 콩 비린내 및 종합적인 기호도에 대해 9점 척도법으로 ‘1은매우 약하다 또는 매우 싫어한다’ 그리고 ‘9는 매우 강하다 또는 매우 좋아한다’로 평가하였다.
두유 발효는 Lactobacillus acidophilus KCTC 3168 (LA3168), Lactobacillus brevis ATCC 8287(LB8287), Lactobacillus bulgaricus IFO 3533(LB3533), Lactobacillus casei ATCC 393(LC393) 및 Lactobacillus kefir ATCC 35411(LK35411) 등 5종의 젖산균을 전배양 후 두유에 1% 접종하여 30°C 또는 37°C에서 24시간 동안 정치배양 하였다.
두유는 콩(Glycine max. L.)을 5°C에서 24시간 불려 껍질을 제거하고 물기를 제거한 후 콩 무게 5배의 인삼 추출물 (ratio 1:5 w/v)을 가하여 마쇄 후 부직포로 여과하였으며 여액은 80°C에서 30분간 살균하여 두유 원액으로 하였다.
, Waltham, MA, USA)를 이용하여 측정하였다. 모든 시료는 6시간 간격으로 채취하여 분석하였다.
생균수는 시료를 멸균수로 단계희석 후 MRS agar 배지에 도말하여 37°C에서 24시간 배양한 후 생균수를 측정하여 log CFU/mL로 나타내었으며, pH는 pH meter(model 420+, Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, USA)를 이용하여 측정하였다.
이때 HPLC 분석조건은 Lau 등의 방법(23)을변형하여 multiwavelength detector(MD-2010 Plus)를 장착한 HPLC system(JASCO Inc., Easton, MD, USA)을 이용하여 μBondapak C18 column(3.9×300 mm, Waters Corp., Milford, MA, USA)을 사용하여 분리하였다.
젖산균 종류가 인삼 추출물을 용수로 하여 제조한 두유의 생장률과 발효능에 미치는 영향을 알아보기 위하여 일반적인 유제품 제조에 사용되는 Lactobacillus 5가지 균주를 이용하여 각 균주의 최적온도에서 24시간 발효하면서 생균수 및 pH 변화를 관찰하였다. Fig.
대상 데이터
실험에 사용된 인삼(Panax ginseng C.A. Meyer)은 금산소재 인삼 조합(Gumsan, Korea)에서 구입한 6년근 인삼을 사용하였다. 인삼 물 추출물은 인삼 무게 5배의 물(ratio 1:5 w/v)을 가하여 95°C에서 72시간 추출 후 부직포로 여과하여 인삼 추출물로 하였으며, 두유 제조를 위한 용수로 사용 하였다.
인삼 물 추출물은 인삼 무게 5배의 물(ratio 1:5 w/v)을 가하여 95°C에서 72시간 추출 후 부직포로 여과하여 인삼 추출물로 하였으며, 두유 제조를 위한 용수로 사용 하였다.
데이터처리
모든 분석결과는 SPSS program(version 17.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하여 통계처리 하였으며 분산분석(ANOVA)을 이용하여 5% 수준에서 Duncan의 다중범위검정을 실시하여 유의적 차이를 검정하였다.
젖산균 종류가 인삼 추출물을 용수로 하여 제조한 두유의 생장률과 발효능에 미치는 영향을 알아보기 위하여 일반적인 유제품 제조에 사용되는 Lactobacillus 5가지 균주를 이용하여 각 균주의 최적온도에서 24시간 발효하면서 생균수 및 pH 변화를 관찰하였다. Fig. 1에 나타낸 바와 같이 생균수는 발효 전 6.51~7.38 log CFU/mL에서 발효 12시간 후 7.67~8.35 log CFU/mL로 증가하였으며, 특히 LA3168은발효 전 생균수가 6.51 log CFU/mL로 다른 균주에 비해 상대적으로 가장 적었으나 발효 24시간 8.53 log CFU/mL 수준까지 도달하여 인삼두유에서 가장 생육이 우수한 것으로 나타났다. 또한 인삼두유 발효 중 대부분의 실험구가 발효 12시간을 전후로 해서 커드가 형성되었으며 이 같은 현상은 젖산균에 의한 산의 생성 때문인 것으로 판단되었다.
3에 나타내었다. LK35411에서 80.1%로 유의적으로 가장 활성이 높았으며 발효에 의해 hydroxyl 라디칼소거능이 발효 전 인삼두유에 비해 4~5배 정도 증진되는것으로 나타났다. Marazza 등(33)의 보고에 의하면 L.
kefir ATCC 35411에서 가장 낮게 측정되었다. 관능검사결과는 신맛이 강하면서 쓴맛, 콩비린내 및 쉰내 등이 비교적 약하게 평가된 L. kefir ATCC 35411이 가장 높게 선호되었다. 두유제조에 사용된 인삼의 기능성 성분인 진세노사이드 함량과 항산화 활성에 대해 분석한 결과 총 진세노사이드는 L.
나 ･OH에 비해 반응성은 약하나 공격성이 있어 생체 내에서 제거할 수 있는 효소시스템보다 과잉생성되면 다른 활성산소로 전환되기 때문에 중요하다. 다양한 젖산균주로 발효된 인삼두유의 superoxide anion 라디칼 소거활성 측정 결과는 Fig. 3에 나타낸 바와 같이 모든 발효 실험군에서 발효하지 않은 인삼두유(control)에 비해 유의적으로 활성이 증진되었음을 알 수 있었으며, 특히 LK35411 실험구에서 84.6%로 가장 높은 활성을 보였다.
kefir ATCC 35411이 가장 높게 선호되었다. 두유제조에 사용된 인삼의 기능성 성분인 진세노사이드 함량과 항산화 활성에 대해 분석한 결과 총 진세노사이드는 L. casei ATCC 393에서 유의적으로 가장 높게 함유되어 있었으며, 발효홍삼에 주로 존재하며 발효가 진행됨에 따라 함량이 증가하는 것으로 알려진 Rg2, Rg3 및 Rh1 함량 또한 L. casei ATCC 393에서 가장 높게 정량되었다. 인삼두유의 superoxide anion 라디칼 소거활성과 hydroxyl 라디칼 소거활성을 측정한 결과 발효두유에서 발효하지 않은 인삼두유에 비해 각각 2~4배 및 4~5배 정도 항산화 활성이 증진되었음을 알 수 있었으며, 특히 L.
발효 인삼두유의 진세노사이드 함량 분석은 protopanaxadiol계에 속하는 Rb1, Rb2, Rb3, Rc, Rd, Rg3와 protopanaxatriol계에 속하는 Re, Rg1, Rg2, Rh1, Rf 등11종을 분석하였다. 진세노사이드 정량을 위해 두유시료100 mL를 10,000 rpm에서 15분 동안 원심분리 하고 하층에 메탄올 50 mL를 가하여 교반 추출 후 다시 원심분리하여 앞의 상층액과 합하여 감압건조 후 동결건조 하였다.
본 연구결과 기존 보고와 발효균주 및 항산화능 측정방법은 다르나 Lactobacillus 발효에 의해 제조된 인삼두유의 항산화 증진효과를 확인할 수 있었다. 이러한 효과가 두유중의 isoflavon류의 생물전환에 의한 것인지 아니면 두유 제조시 용수로 사용된 인삼 추출물의 생물전환에 의한 것인지에 대한 연구가 더 필요하나 발효 인삼두유 제조 시 젖산균 중 L.
본 연구결과 생리활성이 가장 우수하다고 알려진 진세노사이드 최종 대사체인 compound K는 정량하지 못했으나 홍삼특유의 성분으로 생리활성이 우수한 rare 진세노사이드인 Rg3를 정량함으로써 인삼두유를 발효시킴에 의해 생리활성이 우수한 특정 진세노사이드 함량을 증진시킬 수 있을 것으로 사료되었다.
Ko(7)와 Wang 등(8) 의하면 일반적으로 두유를 이용한 발효제품은 두유 특유의 콩 비린내로 인하여 기호도가 낮으나 발효에 의하여 생성된 유기산에 의해 콩 비린내가 masking되는 효과를 볼 수 있음을 보고하였다. 본 연구에서도 신맛이 강하게 느껴지는 실험구에서 콩 비린내가 가장 약하게 느껴지는 것으로 나타났으며 발효 인삼두유는 LK35411 균주를 이용하여 발효하는 것이 관능적 측면에서는 가장 우수할 것으로 사료되었다.
kefir ATCC 35411에서 가장 높은 활성을 보이는 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 인삼두유는 젖산균 발효에 의해 관능적, 기능적 측면에서 우수한 두유를 제조할 수 있을 것으로 사료되며, 발효균주로서 L. kefir ATCC 35411이 가장 적합할 것으로 판단되었다.
또한 인삼두유 발효 중 대부분의 실험구가 발효 12시간을 전후로 해서 커드가 형성되었으며 이 같은 현상은 젖산균에 의한 산의 생성 때문인 것으로 판단되었다. 인삼두유 발효 중 pH 변화는 발효초기 pH가 5.99~6.20에서 발효 12시간 후 4.40~5.21로 젖산균의 생육 증가와 함께 pH 또한 급격히 감소됨을 알 수 있었으며 LA3168과 LK35411의 경우 발효 24시간까지 pH가 감소되어 최종 pH 는 각각 4.27 및 3.73을 나타내었다. 발효제품은 적절한 pH 를 가져야 풍미가 향상되는 것으로 알려져 있으며, 특히 Lactobacillus는 장내에서 산도를 증가시키고 pH를 감소시켜 유해세균을 비롯한 다른 장내균들의 증식을 억제한 것으로 알려져 있다(26).
본 연구에서는 인삼 추출물이 용수로 사용된 두유를 Lactobacillus 5가지 균주를 이용하여 발효 인삼두유를 제조하였으며, 발효 균주에 따른 두유의 미생물학적 및 이화학적 특성과 항산화 활성에 대해 알아보았다. 인삼두유에서의 젖산균 생장은 L. acidophilus KCTC 3168이 가장 우수한 것으로 나타났으며 젖산균의 산 생성에 따른 pH 변화는 L. kefir ATCC 35411에서 가장 낮게 측정되었다. 관능검사결과는 신맛이 강하면서 쓴맛, 콩비린내 및 쉰내 등이 비교적 약하게 평가된 L.
casei ATCC 393에서 가장 높게 정량되었다. 인삼두유의 superoxide anion 라디칼 소거활성과 hydroxyl 라디칼 소거활성을 측정한 결과 발효두유에서 발효하지 않은 인삼두유에 비해 각각 2~4배 및 4~5배 정도 항산화 활성이 증진되었음을 알 수 있었으며, 특히 L. kefir ATCC 35411에서 가장 높은 활성을 보이는 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 인삼두유는 젖산균 발효에 의해 관능적, 기능적 측면에서 우수한 두유를 제조할 수 있을 것으로 사료되며, 발효균주로서 L.
콩 비린내와 쓴맛은 신맛이 가장 강하게 평가된 LK35411에서 강도가 가장 낮은 것으로 평가되었으며 쉰내는 LB8287에서 가장 약했고 LB3533 균주 발효물에서 가장 강하게 평가되었다. 전반적 기호도는 신맛이 강하면서 쓴맛, 콩비린내, 쉰내 등이 비교적 약하게 평가된 LK35411이 가장 높게 선호되었다. Ko(7)와 Wang 등(8) 의하면 일반적으로 두유를 이용한 발효제품은 두유 특유의 콩 비린내로 인하여 기호도가 낮으나 발효에 의하여 생성된 유기산에 의해 콩 비린내가 masking되는 효과를 볼 수 있음을 보고하였다.
젖산균 5종류를 이용하여 제조한 발효 인삼두유 중의 진세노사이드 함량 변화를 분석한 결과는 Table 1에 나타내었다. 총 진세노사이드 함량은 LC393 실험구에서 3.62 mg/g 으로 유의적으로 가장 높게 함유되어 있었고, 발효홍삼에 주로 존재하며 발효가 진행됨에 따라 함량이 증가하는 것으로 알려진(27) Rg2, Rg3 및 Rh1 분석결과, Rg2와 Rh1은 대조구 및 LA3168에서 검출한계 이하로 존재하였으며 Rg2, Rh1 및 Rg3의 합은 LC393 실험구에서 가장 높게 정량되었다.
2에 나타내었다. 콩 비린내와 쓴맛은 신맛이 가장 강하게 평가된 LK35411에서 강도가 가장 낮은 것으로 평가되었으며 쉰내는 LB8287에서 가장 약했고 LB3533 균주 발효물에서 가장 강하게 평가되었다. 전반적 기호도는 신맛이 강하면서 쓴맛, 콩비린내, 쉰내 등이 비교적 약하게 평가된 LK35411이 가장 높게 선호되었다.
후속연구
본 연구결과 기존 보고와 발효균주 및 항산화능 측정방법은 다르나 Lactobacillus 발효에 의해 제조된 인삼두유의 항산화 증진효과를 확인할 수 있었다. 이러한 효과가 두유중의 isoflavon류의 생물전환에 의한 것인지 아니면 두유 제조시 용수로 사용된 인삼 추출물의 생물전환에 의한 것인지에 대한 연구가 더 필요하나 발효 인삼두유 제조 시 젖산균 중 L. kefir ATCC 35411을 이용한다면 항산화능이 뛰어난 인삼두유를 제조할 수 있을 것으로 사료되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
두유는 무엇인가?
두유(soy milk)는 대두로부터 수용성 물질인 고형분과 단백질을 추출한 것으로 필수아미노산과 필수지방산이 풍부하며 유당을 포함하고 있지 않아 유당불내증 대체식품으로서 중요한 역할을 하고 있다. 또한 콜레스테롤도 거의 없으며, 체내의 콜레스테롤 함량을 낮추는 생리활성물질이 다량 함유되어 있어 기능성 영양 음료로서 인식이 더욱 확대되고 있다(9).
대두는 어떤 생리활성 물질을 함유하고 있는가?
L)는 양질의 단백질이 40% 이상 함유되어 있어 아시아 지역에서는 가장 중요한 단백질 급원으로서의 역할을 하며 이외에도 철, 불포화지방산, niacin 등을 함유하고 있는 영양학적으로 우수한 식품이다. 또한 대두에는 isoflavone, phytic acid, phytosterol, saponin, 식이섬유 등 다양한 생리활성 물질을 함유하고 있어 항암, 항균, 항산화 등의 효과를 갖는 것으로 알려져 있다 (1,2). 그러나 대두에는 소화율을 떨어뜨리는 트립신 저해제나 콩비린내로 인해 두유의 이용성을 제한받기도 하지만 (3-5), 트립신 저해제는 간단한 열처리를 통해 불활성화 시킬 수 있으며, 콩 비린내는 비린내 유발인자를 제거하거나 다른 물질 첨가에 의해 masking이 가능하다(6-8).
두유의 콜레스테롤 함량은 어떠한가?
두유(soy milk)는 대두로부터 수용성 물질인 고형분과 단백질을 추출한 것으로 필수아미노산과 필수지방산이 풍부하며 유당을 포함하고 있지 않아 유당불내증 대체식품으로서 중요한 역할을 하고 있다. 또한 콜레스테롤도 거의 없으며, 체내의 콜레스테롤 함량을 낮추는 생리활성물질이 다량 함유되어 있어 기능성 영양 음료로서 인식이 더욱 확대되고 있다(9). 최근 식생활의 서구화와 비만인구 및 고령인구의 증가로 여러 가지 질환에 대한 위험성이 커지면서 식생활을 통해 질병발생을 예방하고 건강한 삶을 유지하려는 소비자가 늘고 있다.
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