Streptococcus thermophilus와 Lactobacillus casei를 이용한 미강 첨가 발효유의 품질특성에 관한 연구 Quality Characteristics of Yogurt prepared with Rice Bran Streptococcus thermophilus and Lactobacillus casei원문보기
본 실험은 쌀겨를 발효식품에 이용하고자 상업용 균주인 Streptococcus thermophilus(ST-body1), Lactobacillus casei(LC-10)을 이용하여 발효유를 제조하고, 발효시간 경과에 따라 적정산도, 유산균수, 유기산 측정, 유리아미노산 측정, 관능검사를 측정하였다. ST-body1은 대조구와 처리구 모두 발효 3시간째에 급격하게 산도가 증가하였다. 하지만 LC-10은 산도의 증가폭이 크지 않아 24시간 발효를 하여도 산도가 0.5%를 넘지 못하였다. 균주의 생균수는 대조군과 실험군 모두 배양 24시간 동안 뚜렷한 경향 없이 $10^6{\sim}10^9CFU/mL$ 사이로 존재하였다. 유기산 및 유리아미노산 측정 결과, ST-body1 생장 및 생육에는 glutamic acid가 LC-10 생장 및 생육에는 aspartic acid가 밀접한 관계를 보였으며, LC-10은 발효 시 methionine이 20~30시간 경에 감소하다가 증가하는 것으로 보아 methionine을 발효 시 이용하고, 재생산하는 것으로 추측된다. 관능검사 결과, 선호도는 ST-body1이 미강의 존재 유무에 관계없이 우수하였다.
본 실험은 쌀겨를 발효식품에 이용하고자 상업용 균주인 Streptococcus thermophilus(ST-body1), Lactobacillus casei(LC-10)을 이용하여 발효유를 제조하고, 발효시간 경과에 따라 적정산도, 유산균수, 유기산 측정, 유리아미노산 측정, 관능검사를 측정하였다. ST-body1은 대조구와 처리구 모두 발효 3시간째에 급격하게 산도가 증가하였다. 하지만 LC-10은 산도의 증가폭이 크지 않아 24시간 발효를 하여도 산도가 0.5%를 넘지 못하였다. 균주의 생균수는 대조군과 실험군 모두 배양 24시간 동안 뚜렷한 경향 없이 $10^6{\sim}10^9CFU/mL$ 사이로 존재하였다. 유기산 및 유리아미노산 측정 결과, ST-body1 생장 및 생육에는 glutamic acid가 LC-10 생장 및 생육에는 aspartic acid가 밀접한 관계를 보였으며, LC-10은 발효 시 methionine이 20~30시간 경에 감소하다가 증가하는 것으로 보아 methionine을 발효 시 이용하고, 재생산하는 것으로 추측된다. 관능검사 결과, 선호도는 ST-body1이 미강의 존재 유무에 관계없이 우수하였다.
The present study was carried out to evaluate the preparation of the fermented milks with rice bran and to prove that the bacteria used are necessary for providing amino acids in this process. The rice bran on fermented milk with Streptococcus thermophilus (ST-body1) and Lactobacillus casei (LC-10)....
The present study was carried out to evaluate the preparation of the fermented milks with rice bran and to prove that the bacteria used are necessary for providing amino acids in this process. The rice bran on fermented milk with Streptococcus thermophilus (ST-body1) and Lactobacillus casei (LC-10). The fermentation limit was set until acidimetry score reaches 1. There are reports of titratable acidity, pH, viable cell count and amounts of organic acids affecting amino acid production about physical and chemical analysis measured using HPLC. Finally, sensory test was surveyed. In this study, the rate of acidification was higher in the fermented milk with rice bran than in the common fermented milk. In case of the number of cells was $1.0{\times}10^8CFU/mL$ in group. The lactic acid and citric acid content in yogurts prepared with rice bran using Streptococcus thermophilus (ST-body1) and Lactobacillus casei (LC-10) was higher than that in the control yogurt. Amino acids derived by rice bran were effected in fermentation for each bacteria's necessary amino acid production, and it made bacteria growth larger. From the physical test of the fermented milk with rice bran, flavor, texture, sweetness, overall taste of the fermented milk of Streptococcus thermophilus (ST-body1) were found to be much better than those of the other groups. The results obtained for the fermented milk prepared with rice bran using Streptococcus thermophilus (ST-body1) are significant.
The present study was carried out to evaluate the preparation of the fermented milks with rice bran and to prove that the bacteria used are necessary for providing amino acids in this process. The rice bran on fermented milk with Streptococcus thermophilus (ST-body1) and Lactobacillus casei (LC-10). The fermentation limit was set until acidimetry score reaches 1. There are reports of titratable acidity, pH, viable cell count and amounts of organic acids affecting amino acid production about physical and chemical analysis measured using HPLC. Finally, sensory test was surveyed. In this study, the rate of acidification was higher in the fermented milk with rice bran than in the common fermented milk. In case of the number of cells was $1.0{\times}10^8CFU/mL$ in group. The lactic acid and citric acid content in yogurts prepared with rice bran using Streptococcus thermophilus (ST-body1) and Lactobacillus casei (LC-10) was higher than that in the control yogurt. Amino acids derived by rice bran were effected in fermentation for each bacteria's necessary amino acid production, and it made bacteria growth larger. From the physical test of the fermented milk with rice bran, flavor, texture, sweetness, overall taste of the fermented milk of Streptococcus thermophilus (ST-body1) were found to be much better than those of the other groups. The results obtained for the fermented milk prepared with rice bran using Streptococcus thermophilus (ST-body1) are significant.
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문제 정의
이에 본 연구에서는 Lactobacillus casei(LC-10, Culture system, USA)와 Streptococcus thermophilus(ST-body1, Culture system, USA) 균주를 이용하여 커드상의 미강 첨가 발효유를 만들어 미강수 용액 농도를 선정하고, 미강 첨가에 의한 젖산균의 산 생성과 산도의 변화, 유기산 및 유리아미노산과 더불어 관능적 특성 등 발효유의 품질에 미치는 영향을 관찰하고자 한다.
제안 방법
0%(w/w) 농도의 미강 수용액을 첨가하였다. Water bath에서 살균(95℃, 20 min) 후 40℃로 냉각시키고, 살균된 우유에 각 유산균 S. thermophilus(ST-body1)과 L. casei (LC-10)는 37℃에서 3회 계대배양한 후에 사용하였다. 수용액은 제조 후 멸균(120℃, 20 min) 처리한 후 사용하였다.
원유를 60℃로 가온한 후, 1%(w/w) 농도의 미강 수용액을 첨가하였다. Water bath에서 살균(95℃, 20 min)한 후 40℃로 냉각시키고, 살균된 우유에 각 유산균 S. thermophilus(ST-body1), L. casei(LC-10) 0.07%(w/w)를 접종한 후 40℃에서 적정산도 0.65~0.70이 될 때까지 발효 후 냉각하였다. 그 후 5℃ 이하의 냉장고에서 4일간 보관한 뒤 관능검사에 사용되었다.
1N NaOH로 적정하여 그 소모량으로 계산하였으며, 10시간 단위로 50시간까지 측정하였다. pH 및 적정산도의 측정은 오차를 줄이기 위해 3번씩 측정하여 그 평균값을 나타내었다.
내부 표준 용액 40 µL와 아미노산 표준 용액 40 µL에 물 920 µL를 첨가한 용액을 10 µL 취하여 0.2 M borate buffer 70 µL를 첨가한 후 수초간 잘 혼합하고, 여기에 AQC 용액 20 µL를 첨가한 후 실온에서 1분간 방치하고, 가열(55℃, 10 min)한 후 분석하였으며, HPLC 조건은 Table 3에 나타낸 바와 같다.
발효유의 배합비는 Table 1과 같고, 대조구는 원유를 60℃로 가온하고, 처리구는 원유를 가온한 후 각 0.3, 0.5, 1.0 및 2.0%(w/w) 농도의 미강 수용액을 첨가하였다. Water bath에서 살균(95℃, 20 min) 후 40℃로 냉각시키고, 살균된 우유에 각 유산균 S.
본 실험은 쌀겨를 발효식품에 이용하고자 상업용 균주인 Streptococcus thermophilus(ST-body1), Lactobacillus casei(LC-10)을 이용하여 발효유를 제조하고, 발효시간 경과에 따라 적정산도, 유산균수, 유기산 측정, 유리아미노산 측정, 관능검사를 측정하였다. ST-body1은 대조구와 처리구 모두 발효 3시간째에 급격하게 산도가 증가하였다.
Ltd, Japan)에 표준평판법으로 배양(37℃, 72 hr)하여 나타난 colony 수를 CFU/mL로 나타내었고, 10시간 단위로 50시간까지 유산균수를 측정하였다. 생균수는 적정 비율로 희석하여 3 반복 실험하였다.
시료 1 mL를 취하여 멸균 생리식염수에 십진희석법으로 희석한 후, BCP plate count agar(Eiken Chmical Co. Ltd, Japan)에 표준평판법으로 배양(37℃, 72 hr)하여 나타난 colony 수를 CFU/mL로 나타내었고, 10시간 단위로 50시간까지 유산균수를 측정하였다. 생균수는 적정 비율로 희석하여 3 반복 실험하였다.
유기산 분석은 Bevilacqua와 Califano(1989)의 방법을 일부 수정하여 다음과 같이 측정하였다. 발효유 5 mL를 채취하여 0.
미강 첨가 발효유 제조를 위해 사용된 유산균은 총 2종으로 Streptococcus thermophilus(ST-body1, Culture system, USA)와 Lactobacillus casei(LC-10, Culture system, USA)를 사용하였고, 미강의 경우 직접 원유에 첨가하였을 시 미강 내의 포자 생성으로 인해 발효유에서 오염현상이 발생하므로 15% 이하의 미강 수용액을 제조하여 배합하였다.
유기산 분석은 Bevilacqua와 Califano(1989)의 방법을 일부 수정하여 다음과 같이 측정하였다. 발효유 5 mL를 채취하여 0.0085N H2SO4(Matsunoen Chem. Ltd., Japan) 25 mL를 첨가한 후, 실온에서 2시간 방치 후 원심분리(4,000 rpm, 5 min)하여 상층액을 회수하였다. 회수된 상층액은 다시 0.
분석조건은 Table 2에 나타낸 바와 같고, 분석에 사용된 표준시료는 formic acid, latic acid, acetic acid, citric acid로 분석시료의 전처리 방법과 동일하게 제조하여 실험에 사용하였다.
데이터처리
적정산도가 0.70%인 발효유를 5℃ 이하의 냉장고에서 4일간 냉장보관 후 30명의 검사원으로 향미(flavor), 당도(sweetness), 쓴맛(bittermess), 조직감(texture), 전체적인 맛(overall taste)의 기호도에 대한 순위법에 따라 관능검사를 실시하였으며, 결과는 SAS program을 이용하여 Duncan's multiple range test로 유의적인 차이를 검정하였다.
이론/모형
유리아미노산의 전처리는 Liu(1994)의 AQC-precolumn derivatization 방법으로 다음과 같이 실시하였다. 시료 5g에 증류수 5 mL를 첨가한 후 혼합액에 1 g의 sulphosalicylic acid를 첨가하고, 4℃에서 1시간 방치한 후 원심분리(1,940 rpm, 15 min)한 후 그 상징액을 0.
미강 첨가 발효유의 pH 측정은 25℃에서 시료 30 g을 비커에 담아 pH meter(Thermo, USA)를 사용하여 측정하였다. 적정산도는 APHA(1995)의 방법에 따라 시료 9 mL에 동량의 증류수를 첨가한 뒤 0.1% phenolphtalein 용액 2~3방울 첨가하고, 0.1N NaOH로 적정하여 그 소모량으로 계산하였으며, 10시간 단위로 50시간까지 측정하였다. pH 및 적정산도의 측정은 오차를 줄이기 위해 3번씩 측정하여 그 평균값을 나타내었다.
성능/효과
그 중에서도 glutamic acid가 가장 유사성이 깊은 것으로 나타났다. Glutamic acid는 0시간에서 10시간까지 그 양이 증가하다가 ST-body1의 대수기 및 산 생성이 활성화되는 시점부터 그 양이 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 이로 미루어 볼 때 glutamic acid가 ST-body1의 생장 및 생육에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.
thermophilus(ST-body1) 균주의 경우, 일정 수준 이후에는 산도가 크게 올라가지 않음을 추측할 수 있다. S. thermophilus(ST-body1)에서의 적정산도는 미강의 첨가 농도에 따라 적정 산도의 변화도 가장 크게 나타났다. pH는 Table 4에 나타난 바와 같으며, 시간이 경과할수록 감소하는 경향을 보였다.
S. thermophilus(ST-body1)을 접종한 발효유에서는 Fig.3과 같이, 시간이 증가함에 따라 대조구와 처리구에 관계없이 생균수가 1.2×108 CFU/mL로 비슷한 경향의 생장곡선을 나타내었으며, 미강의 함유에 따른 차이점을 발견할 수 없었다.
Streptococcus thermophilus(ST-body1) 균주의 발효유 제조 시 적정산도 수치의 결과는 Fig. 1에 나타난 바와 같이, 20시간까지는 적정산도가 빠르게 올라가고, 그 이후로는 초반부에 비해 느리게 산도가 올라가는 것을 확인할 수 있었다. 산도 0.
유기산 및 유리아미노산 측정 결과, ST-body1 생장 및 생육에는 glutamic acid가 LC-10 생장 및 생육에는 aspartic acid가 밀접한 관계를 보였으며, LC-10은 발효 시 methionine이 20~30시간 경에 감소하다가 증가하는 것으로 보아 methionine을 발효 시 이용하고, 재생산하는 것으로 추측된다. 관능검사 결과, 선호도는 ST-body1이 미강의 존재 유무에 관계없이 우수하였다.
발효유의 전반적인 선호도는 접종 균주에 따라 큰 차이를 보였으며, 전반적으로 선호도가 우수한 ST-body1과는 달리 LC-10을 접종 균주로 사용한 발효유의 경우, 미강 첨가 시 매우 낮은 선호도를 보였다. 균주에 따라 발효유 선호도의 큰 차이가 있음을 확인할 수 있었다.
5%에서 가장 산도가 빠르게 올라가는 것으로 추측된다. 대조구의 경우, 산도가 꾸준히 올라가는 것을 확인할 수 있었고, S. thermophilus(ST-body1)에 비해서는 대조구와 처리구의 차이가 확연히 나타났다.
7까지는 1%와 2%에서는 10시간 이전에 도달하였고, 나머지의 경우에는 20시간 이전에 도달하는 것을 확인할 수 있다. 대조구의 경우, 생균수의 사멸기로 보이는 40시간대부터 적정산도도 크게 증가되지 않는 것을 확인할 수 있었다. 대조구의 모든 처리구에서 산도 0.
대조구의 경우, 생균수의 사멸기로 보이는 40시간대부터 적정산도도 크게 증가되지 않는 것을 확인할 수 있었다. 대조구의 모든 처리구에서 산도 0.8 이후 산도의 증가가 급격히 주는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 S.
4에서 보이는 바와 같이 미강 함량별 생균수의 차이가 미강이 많을수록 높은 생균수를 보였다. 또한 대조구에 비해 미강을 첨가한 처리 구에서 대수기에 더 빠르게 도달한 것을 확인할 수 있었다.
15와 같다. 발효유의 쓴맛은 LC-10 균주를 첨가하였을 경우가 가장 우수하였고, 쓴맛과 조직감을 제외한 향미, 단맛, 전체적인 맛 모두 미강을 첨가하지 않은 대조구가 우수했으며, 상용균주 2종 중 ST-body1의 균주를 첨가하였을 경우가 가장 우수하였다.
발효유의 전반적인 선호도는 접종 균주에 따라 큰 차이를 보였으며, 전반적으로 선호도가 우수한 ST-body1과는 달리 LC-10을 접종 균주로 사용한 발효유의 경우, 미강 첨가 시 매우 낮은 선호도를 보였다. 균주에 따라 발효유 선호도의 큰 차이가 있음을 확인할 수 있었다.
균주의 생균수는 대조군과 실험군 모두 배양 24시간 동안 뚜렷한 경향 없이 106~109 CFU/mL 사이로 존재하였다. 유기산 및 유리아미노산 측정 결과, ST-body1 생장 및 생육에는 glutamic acid가 LC-10 생장 및 생육에는 aspartic acid가 밀접한 관계를 보였으며, LC-10은 발효 시 methionine이 20~30시간 경에 감소하다가 증가하는 것으로 보아 methionine을 발효 시 이용하고, 재생산하는 것으로 추측된다. 관능검사 결과, 선호도는 ST-body1이 미강의 존재 유무에 관계없이 우수하였다.
10~14에 나타내었다. 유리아미노산 측정결과, LC-10의 생장곡선과 유사하게 methionine과 lysine의 함량이 나타남을 확인할 수 있었다. 또한, aspartic acid는 균수가 증가함에 따라 같이 증가하는 경향을 나타내었다.
또한, aspartic acid는 균수가 증가함에 따라 같이 증가하는 경향을 나타내었다. 이로 미루어 볼 때 aspartic acid가 LC-10의 생장에 밀접한 관계가 있음을 확인할 수 있었다
Glutamic acid는 0시간에서 10시간까지 그 양이 증가하다가 ST-body1의 대수기 및 산 생성이 활성화되는 시점부터 그 양이 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 이로 미루어 볼 때 glutamic acid가 ST-body1의 생장 및 생육에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
발효유는 어떤 식품인가?
발효유는 원유 또는 탈지유를 유산균으로 발효시켜 만든 유제품으로 우유 성분 이외에 발효과정 중 생성된 lactic acid, peptone, peptide, oligosaccharide가 함유되어 있고, 유산균의 장내 증식에 의한 정장작용 등 건강 증진 효과가 있는 식품이다(Gilliland, 1989). 발효유의 건강 증진 효과는 혈중 cholesterol 감소 작용, 미네랄과 비타민 흡수 촉진 작용, 유당의 소화 흡수 촉진 및 대장암 발생 억제 작용에 대해 보고되고 있다(Hood and Zottola, 2006).
미강에는 어떤 특수성분이 함유되어 있는가?
4%로 구성되어 있다(윤 등, 2004). 이외에도 tocotrienols, oryzanols, beta-sitosterol, hemicellulose, beta-glucan 등의 특수성분이 함유되어 있다(Park et al., 2004).
미강의 구성 성분은 무엇인가?
미강(rice bran)이란 현미에서 정백미로 도정하는 과정에서 생기는 과피, 종피, 호분층 등의 분쇄혼합물을 말하며, 미강의 구성성분은 단백질 12~16%, 식이섬유 20~25%, 지질 16~22%이고(한국식품개발원, 2003), 미강의 유지를 구성하는 지방산이 올레산 43.8%, 리놀레산 34.
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