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문제 정의
- 본 연구에서는 현미의 phytate 함량을 감소시키기 위한 일환으로 phytate 분해활성이 있는 L. sakei Wikim001 균주를 현미에 처리한 후 이화학적 특성변화 및 phytate 함량 그리고 취반에 따른 관능적 특성 변화를 알아보았다. 현미의 pH는 L.
- Lecuconostoc mesenteroides KC51 균주가 현미 당화액에서 phytate를 분해(In MJ 등 2009)한다고 알려져 있지만 현미의 무기질 흡수를 저해하는 현미 내 phytate를 감소시키기 위한 연구는 거의 없는 실정이다. 본 연구에서는 현미의 phytate 함량을 감소시키기 위한 일환으로 phytate 분해활성이 있는 Lactobacillus sakei Wikim001 균주(Park SH 등 2013)를 현미에 처리한 후 이화학적 특성변화 및 phytate 함량 그리고 취반에 따른 관능적 특성 변화를 알아보았다.
가설 설정
- 3)Different letters on the bars (a-c) differ significantly (p<0.05).
- 3)Different letters within a same row (a-c) differ significantly (p<0.05).
- 4)NS : not significant.
제안 방법
- pH는 현미 10 g을 취하여 10배량의 증류수와 혼합하여 믹서(MR 5550 MCA, BRAUN, Paranaque, Poland)로 갈고 여과(Adventec no.1)한 후에 pH meter(ORION 3 STAR, Thermo, Beverly, MA, USA)를 사용하여 pH를 측정하였다.
- 증류수로 10배 희석한 시료 3 mL에 Wade 시약(증류수에 0.03% FeCl3·6H20와 0.3% sulfosalicylic acid 용해) 1 mL를 가한 후 vortex mixer(G560E, Scientific industries, INC., NY, USA)로 10초간 혼합하고 0.45 μm syringe filter로 여과하여 500 nm에서 여과액의 흡광도(SPECTRO STAR nano, BMG LABTECH, Ortenberg, Germany)를 측정하였다.
- 발효현미의 관능검사는 세계김치연구소 연구개발본부 연구원 중 10명의 panel을 선정하여 이들에게 실험목적을 설명하고 현미밥의 측정 세부항목에 대해 잘 인지하도록 참고지를 전달하는 방식으로 Park JD 등(2005)의 방법에 의해 평가하였다. 평가방법은 7점 척도(최고점 7점, 최저점 1점)로 강도(색깔, 윤기, 단맛, 거침성, 경도, 부착성, 씸힙성, 응집성, 탄력성)와 선호도(외관, 향, 맛, 조직감, 전반적인 기호도)를 조사하였다.
- 현미 10 g 당 1×106 CFU/mL의 L. sakei Wikim001의 균주를 처리하였다.
- 현미를 30°C 온도 조건하에 12시간(BRWK-12)과 24시간(BRWK-24)의 시료로 구분하여 제조하였다.
- 현미를 취반한 후 관능검사를 실시하였다. 관능검사 항목은 강도와 선호도로 나누어 측정하였으며, 그 결과는 Table 3과 같다.
- 현미의 관능평가 측정을 위한 취반 방법은 현미 200 g에 증류수 300 g(1.5배)을 가수하고 전기밥솥(CR-0352FR, Cuckoo, Yangsan, Gyeongsangnam-do, Korea)을 이용하여 취사하였다. 취사 후, 10분간 뜸을 들이고 15분간 식힌 다음 뚜껑이 있는 관능용기에 담아 시료를 준비하였다.
- 현미의 색도는 투명한 petri dish(50×12 mm)에 담아 색차계(CR-400, Konica Minolta Sensing INC., Osaka, Japan)로 시료의 명도(L, lightness), 적색도(a, redness), 황색도(b, yellowness)를 측정하였으며, 각 시료당 5회 반복 측정한 평균값으로 나타내었다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 현미는 2013년도 전라남도 강진에서 생산된 것으로 보람찬 품종을 사용하였으며, 라이스텍(Ricetec. Co., Ltd., Gyeonggi-do, Korea)으로 부터 제공받아 4℃의 냉장고에 보관하면서 실험에 사용하였다.
- 본 연구에서 사용한 L. sakei Wikim001 균주는 김치로부터 분리·동정된 유산균이며(Park SH 등 2013), 균주의 배양은 MRS 배지(Difco, Detroit, MI, USA)를 사용하였으며, 3회 이상 계대배양을 거친 후 대수기에 있는 배양액에 글리세롤을 25%(v/v) 되게 첨가하여 -70℃에서 보관(DF8520, Ilshinbiobase Co., Ltd, Yangju, Gyeonggi-do, Korea)하였다.
- 현미의 제조는 L. sakei Wikim001 균주를 일반현미에 접종시켜 배양하였으며, 제조방법의 순서는 Fig. 1과 같다. 현미 10 g 당 1×106 CFU/mL의 L.
데이터처리
- 각 항목에 따른 실험 결과는 독립적으로 3회 이상 반복 실시하여 실험결과를 평균±표준편차로 나타내었다.
- 실험군 간의 유의성을 검정하기 위하여 SPSS version 18.0(Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 ANOVA test를 실시하여 유의성이 있는 경우, p<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test를 실시하였다.
이론/모형
- 45 μm syringe filter로 여과하여 500 nm에서 여과액의 흡광도(SPECTRO STAR nano, BMG LABTECH, Ortenberg, Germany)를 측정하였다. Phytate 함량은 Na-phytate 표준곡선을 이용하여 계산하였다.
- 관능검사 항목은 강도와 선호도로 나누어 측정하였으며, 그 결과는 Table 3과 같다. 강도와 선호도 조사 항목과 평가방법은 Shin MK 등(1993), Yau NYN과 Huang JJ(1996)의 방법을 활용하여 측정하였다. 강도조사에서 색(color)에 대한 평가는 시료간에 유의적(p<0.
- 취사 후, 10분간 뜸을 들이고 15분간 식힌 다음 뚜껑이 있는 관능용기에 담아 시료를 준비하였다. 발효현미의 관능검사는 세계김치연구소 연구개발본부 연구원 중 10명의 panel을 선정하여 이들에게 실험목적을 설명하고 현미밥의 측정 세부항목에 대해 잘 인지하도록 참고지를 전달하는 방식으로 Park JD 등(2005)의 방법에 의해 평가하였다. 평가방법은 7점 척도(최고점 7점, 최저점 1점)로 강도(색깔, 윤기, 단맛, 거침성, 경도, 부착성, 씸힙성, 응집성, 탄력성)와 선호도(외관, 향, 맛, 조직감, 전반적인 기호도)를 조사하였다.
- 현미의 phytate 함량 측정방법은 In MJ 등(2009)의 방법에 의해 평가하였다. 시료 5 g을 채취하여 증류수 30 mL를 첨가하고 그라인더(MR 5550 MCA, BRAUN, Paranaque, Poland)로 1분 동안 마쇄한 후 증류수를 가해 최종적으로 10배 희석하였다.
성능/효과
- paracasei subsp. paracasei를 대두와 밀에 접종한 후 phytate 감소율을 확인한 결과 각각 17% 및 77%의 감소율을 나타냈으나, 쌀겨의 경우에는 5% 수준의 감소율을 나타내었다. 즉, 유산균을 이용하여 발효곡물 제조 시, 곡물의 종류에 따라 phytate 함량과 유산균의 phytate 분해율이 다른 점을 고려하여 곡물에 유산균을 적용해야 할 것이다.
- 강도조사에서 색(color)에 대한 평가는 시료간에 유의적(p<0.05)인 차이를 보였으며, BRWK-12 및 BRWK-24 시료가 대조군 보다 높은 점수를 나타내었다.
- 관능검사에서는 L. sakei Wikim001 균주를 24시간 처리한 시료에서 현미의 조직감(texture) 이 유의적으로 높게 나타났으며, 전반적 선호도(overall acceptability)는 일반현미에 비해 증가하는 경향을 보였으나 유의적인 차이는 보이지 않았다. 외관(appearance), 맛(taste) 항목에서도 L.
- 05) 감소하였다. 대조군(BR)은 7.13으로 가장 높은 값을 나타내었고, 현미에 L. sakei Wikim001을 12시간 처리한 시료(BRWK-12)에서는 6.14, 24시간 처리한 시료(BRWK-24)에서는 5.30으로 낮게 측정되었으며, 처리군 모두 대조군 보다 낮은 값을 보였다(Table 1). 이는 유산균이 가지고 있는 효소를 이용하여 현미의 유기물을 분해시켜 최종 생성물인 젖산을 생성한 결과라고 사료된다.
- 이는 현미에 유산균주를 접종하고 배양하는 시간이 증가할수록 명도(L Value)가 증가하여 기호도에 영향을 미친 것으로 판단되었다(Table 2). 또한 윤기(glossiness), 부착성(adhesiveness), 응집성(cohesiveness) 항목에서도 대조군(BR)보다 BRWK-24군이 상대적으로 높게 나타났다. 선호도 조사에서는 외관(appearance), 맛(taste), 전반적 선호도(overall acceptability) 항목에서 L.
- 명도를 나타내는 L값은 유산균 접종 시간이 길어짐에 따라 43.51(BR), 43.88(BRWK12), 44.39(BRWK-24)으로 유의적인(p<0.05) 증가를 나타내었다.
- 즉, 유산균을 이용하여 발효곡물 제조 시, 곡물의 종류에 따라 phytate 함량과 유산균의 phytate 분해율이 다른 점을 고려하여 곡물에 유산균을 적용해야 할 것이다. 본 연구에서는 L. sakei Wikim001 균주의 처리가 현미의 phytate 함량을 대조군 대비 59% 수준으로 감소시키는 것으로 측정되어 현미의 phytate 분해에 효과적이라고 판단되었다.
- 더불어 Pin KT와 Kim KC (2013)의 연구에서는 생물학적인 개념으로 현미에 효소(pectinase)를 처리하여 고유의 영양성분을 보존하면서 미감과 식감을 개선하는 기술들도 보고되었다. 본 연구의 결과를 종합해 보면 phytate 분해능을 지닌 유산균을 현미에 처리함으로써, 현미의 식감과 기호성을 증대시킬 수 있었다. 이는 유산균을 이용하여 phytic acid 함량이 감소된 기능성 현미의 제조가 가능할 것으로 사료되었다.
- 선호도 조사에서는 외관(appearance), 맛(taste), 전반적 선호도(overall acceptability) 항목에서 L. sakei Wikim001 균주를 24시간 처리한 현미가 BR보다 높게 평가되었으나 유의적이지 않았으며, 조직감(texture)에 있어서는 L. sakei Wikim001 균주의 처리시간이 길어질수록 유의적인(p< 0.05) 차이가 있음을 확인할 수 있었다.
- sakei Wikim001 균주를 처리한 현미가 높게 평가되었으나 유의적인 차이는 보이지 않았다. 이 같은 결과를 종합했을 때 L. sakei Wikim001 균주 처리 현미의 경우 현미의 phytate 함량을 감소시키고, 조직감의 개선 효과를 나타내었다. 이는 phytate 함량이 낮으며 유산균이 함유된 발효현미를 제조하기 위한 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 사료되었다.
- 본 연구의 결과를 종합해 보면 phytate 분해능을 지닌 유산균을 현미에 처리함으로써, 현미의 식감과 기호성을 증대시킬 수 있었다. 이는 유산균을 이용하여 phytic acid 함량이 감소된 기능성 현미의 제조가 가능할 것으로 사료되었다.
- sakei Wikim001 균주를 처리함에 따라 감소하였다. 일반현미에 비해 L. sakei Wikim001 균주 처리 현미는 명도가 약간 높아져 밝아지는 경향을 나타내었으며, 적색도와 황색도도 L. sakei Wikim001의 처리시간이 길어짐에 따라 유의적으로 값이 높아졌다.
- 일반현미에 유산균을 접종하고 12시간과 24시간 처리 후에 phytate의 감소 경향을 대조군(BR)과 비교한 결과, 대조군 대비 BRWK-12는 71.11%, BRWK-24는 59.76% 수준으로 phytate 함량이 유의적(p<0.05)으로 감소하였다.
- 현미에 L. sakei Wikim001 균주를 접종하고 12시간과 24시간 처리 후에 phytate의 감소 경향을 일반현미와 비교한 결과, 현미의 phytate 함량은 각각 71.11%, 59.76% 수준으로 유의적으로 감소하였다.
- 현미의 pH는 L. sakei Wikim001 균주를 처리한 시간이 길수록 유의적으로(p<0.05) 감소하였다.
후속연구
- In MJ 등(2009)의 연구에서도 현미당화액에 Leuconostoc mesenteroides KC51 접종 시 배양 시간이 길어질수록 산의 생성으로 인해 pH가 감소된다는 결과와 유사하였다. 또한 시간에 따른 현미의 pH 변화는 균의 증식을 판단하는 간접적 지표(Indicator)로 활용 할 수 있을 것으로 사료되었다.
- sakei Wikim001 균주 처리 현미의 경우 현미의 phytate 함량을 감소시키고, 조직감의 개선 효과를 나타내었다. 이는 phytate 함량이 낮으며 유산균이 함유된 발효현미를 제조하기 위한 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 사료되었다.
- paracasei를 대두와 밀에 접종한 후 phytate 감소율을 확인한 결과 각각 17% 및 77%의 감소율을 나타냈으나, 쌀겨의 경우에는 5% 수준의 감소율을 나타내었다. 즉, 유산균을 이용하여 발효곡물 제조 시, 곡물의 종류에 따라 phytate 함량과 유산균의 phytate 분해율이 다른 점을 고려하여 곡물에 유산균을 적용해야 할 것이다. 본 연구에서는 L.
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