[논문]발효조건에 따른 막걸리의 Biogenic Amines(BAs)의 생성과 생리활성

강승미; 김선정; 고건희; 남상해

doi:10.11002/kjfp.2016.23.3.402

발효조건에 따른 막걸리의 Biogenic Amines(BAs)의 생성과 생리활성
Formation of biogenic amines and bioactivities of Makgeolli under different fermentation conditions 원문보기

한국식품저장유통학회지 = Korean journal of food preservation, v.23 no.3, 2016년, pp.402 - 412

강승미 (경남과학기술대학교 식품과학과) , 김선정 (경남과학기술대학교 식품과학과) , 고건희 (경남과학기술대학교 식품과학과) , 남상해 (경남과학기술대학교 식품과학과)

초록
AI-Helper

건강음료로서 품질이 우수한 막걸리 제조를 위하여 발효 온도와 시간을 달리하여 제조한 막걸리의 품질특성과 biogenic amines(BAs)의 생성 및 생리활성을 비교 검토한 결과는 다음과 같다. 발효 중 pH는 3.96~4.36이었으며, 총산은 발효온도와 기간에 비례하여 증가하였다. 알코올 함유량은 발효 5일째에 9.0~9.8% 최대치를 보였으며, 총 페놀화합물의 함량도 $25^{\circ}C$, 발효 5일째에 $3.01{\pm}0.07mg/g$으로 가장 높았다. 유기산의 함량은 주로 lactic acid이었으며, 온도의 상승 및 발효기간에 비례하여 증가하였다. Biogenic amines(BAs)은 주로 tryptamine과 putrecine이었으며, tyramine은 발효 7일째에 20, 25 및 $30^{\circ}C$에서 각각 6.91과 11.70 및 15.63 mg/mL이 생성되었다. DPPH와 FRAP assay에 의한 막걸리 추출물의 항산화효과는 $25^{\circ}C$>$20^{\circ}C$>$30^{\circ}C$의 순이었으며, ABTS assay에 의한 항산화효과는 발효온도에 관계없이 DPPH와 FRAP assay 보다 비교적 높은 활성을 나타내었다. ${\alpha}$-Amylase 저해활성은 1 mg/mL 처리하였을 때 $30^{\circ}C$에서는 3, 5 및 7일차에 각각 $67.99{\pm}0.11$, $73.64{\pm}0.43$ 및 $75.51{\pm}0.26%$로 발효온도와 기간에 비례하여 활성이 증가하는 경향이었다. 지방전구세포의 lipid droplet 형성 억제 활성은 $25^{\circ}C$에서 5일간 발효하였을 때, 활성이 가장 좋았다. 위와 같이 막걸리의 발효조건별 시험 결과로 볼 때, 막걸리의 최적 발효조건은 $25^{\circ}C$에서 5일간 발효하였을 때 가장 품질이 우수한 막걸리를 제조할 수 있을 것으로 판단되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Generation of biogenic amines (BAs) and physiological activities of Makgeolli, Korean rice wine, were investigated during fermentation under different temperatures (20, 25, and $30^{\circ}C$) and time (3, 5, and 7 days). The pH was 3.96~4.36 during fermentation and the acidity increased proportionally with temperature and time. Alcohol and total phenolic contents peaked on day 5 at 25 by 9.0~9.8% and $3.01{\pm}0.07mg/g$, respectively. The organic acid mostly produced was lactic acid, which increased gradually with temperature and time. Formation of biogenic amines comprised of tryptamine and putrescine was observed during fermentation: 6.91, 11.70, and 15.63 mg/mL of tyramine on day 7 at 20, 25, and $30^{\circ}C$, respectively. Antioxidant activities from DPPH and FRAP assay were high in the order of $25^{\circ}C$>$20^{\circ}C$>$30^{\circ}C$ while that from ABTS assay was high regardless of temperature. Processed at 1 mg/mL and $30^{\circ}C$, the inhibitory effect on ${\alpha}$-amylase was $67.99{\pm}0.11$, $73.64{\pm}0.43$, and $75.51{\pm}0.26%$ on days 3, 5, and 7, respectively, which increased proportionally with temperature and time. Inhibitory activity on lipid accumulation in 3T3-L1 adipocytes was the highest in Makgeolli fermented on day 5 at $25^{\circ}C$. This study shows that fermentation at $25^{\circ}C$ for 5 days yields Makgeolli of the best quality with high bioactivities but no biogenic amines.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

보통 막걸리의 품질은 총산, 알코올 농도, 유기산, 풍미성분, 잔존 당 성분 등에 의하여 결정되며, 이것은 발효 및 저장 조건에 따라 크게 달라진다(11). 따라서 본 연구에서는 발효 온도와 시간을 다르게 막걸리를 제조하여 각각의 품질특성과 BAs의 생성 및 항산화 및 항비만 등의 생리활성을 비교 검토하였으며, 향후 위생적이고 품질이 우수한 막걸리 제조의 기초 자료가 되었으면 한다.

제안 방법

쌀을 10회 세척하여 2시간 침지시킨 후, 채반에 받쳐서 2시간 두었으며, 쌀 500 g에 대하여 누룩 100 g, 효모 4 g, 시판생수 2 L로 하여 20, 25, 30℃에서 각각 3, 5, 7일간 발효시켰다. 발효가 완료된 막걸리는 즉시 -20℃에 보관하였으며, 이것을 발효조건에 따른 biogenic amines(BAs) 및 유기산 분석 등을 위한 시료로 사용하였다.
막걸리의 제조는 다음과 같이 행하였다. 쌀을 10회 세척하여 2시간 침지시킨 후, 채반에 받쳐서 2시간 두었으며, 쌀 500 g에 대하여 누룩 100 g, 효모 4 g, 시판생수 2 L로 하여 20, 25, 30℃에서 각각 3, 5, 7일간 발효시켰다. 발효가 완료된 막걸리는 즉시 -20℃에 보관하였으며, 이것을 발효조건에 따른 biogenic amines(BAs) 및 유기산 분석 등을 위한 시료로 사용하였다.

대상 데이터

막걸리 제조를 위해 쌀은 경남 산청군에서 2014년 생산된 것을, 누룩은 국내 시판중인 산성누룩(산성마을 Co., Busan, Korea)과 효모(Lesaffre, Saint-Nazaire, France)를 각각 구입하였다. 누룩 제조사에서 제시한 당화력은 300~400 SP이었으며, 사용 전 낮에는 통풍이 잘되는 곳에서 햇볕을 쪼이고 밤에는 야외에 두는 법제과정을 2일간 수행하였다.

데이터처리

분석결과는 측정치의 평균과 표준편차로 나타내었고, 통계 분석은 3×3 요인 실험 설계에 따라 SAS 통계 패키지(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)의 General Linear Model(GLM) procedure를 이용하였고, 각 처리구간의 유의성 검증은 분산분석을 실시 후, Duncan’s multiple range test(Duncan, 1955)로, 5% 수준(p<0.05)에서 실시하였다.

이론/모형

막걸리의 지방세포에 대한 독성 여부를 알아보기 위하여 MTT[3-(4,5-methyl thiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide] assay를 수행하였다(23). 96-well plate에 3T3-L1 preadipocyte를 2×10³ cells/well로 분주하였으며 총 용적을 100 μL로 하여 10% FBS가 포함된 DMEM을 넣어주었다.
시료 중의 총 페놀 함량은 Folin-Denis법(14)으로 측정하였다. 막걸리를 균일하게 섞은 후 filter paper로 여과한 것을 완전 농축하여 1 mg/mL가 되도록 9% 에탄올에 녹여 시료로 사용하였다.

성능/효과

93%로 발효기간에 따라 낮아지는 경향이었다. 따라서 DPPH와 FRAP assay에 의한 막걸리 추출물의 항산화효과는 발효온도에 따라 25℃>20℃>30℃의 순이었으며, ABTS assay에 의한 항산화효과는 온도에 관계없이 비교적 높은 활성을 나타내었다.
1, B). 따라서 모든 막걸리 추출물에서 3T3-L1 지방전구세포의 분화유도과정을 억제시켰으며, 특히 25℃ 발효 5일째에 가장 억제율이 높다는 것을 알 수 있었다. 이는 시판 막걸리의 동결건조물의 처리가 미분화 상태 전구지방세포의 지방세포로 분화에 미치는 영향을 평가한 결과, 모든 막걸리에서 지방세포 분화 저해활성을 나타내었다는 보고와도 일치한다(42).
이는 막걸리의 대중화와 세계화에 힘입어 소비가 증가되고 있는 현재 막걸리의 품질을 한층 끌어올리는 의미있는 연구가 될 것이다. 이와 같이 막걸리의 성분변화를 볼 때, 맛에 관여하는 pH와 총산, 알코올 및 유기산의 함량 변화와 항산화효과의 지표로 볼 수 있는 총 페놀화합물의 함량, 그리고 식품의 품질이나 열악한 제조과정의 지표로 이용되기도 하는 BAs의 생성량 등을 종합해 보면, 막걸리의 최적 발효조건은 25℃에서 5일간 발효하였을 때가 가장 품질이 우수한 막걸리를 제조할 수 있을 것으로 판단되었다.

후속연구

26%로 비교적 높은 활성을 나타내었으며, 발효온도와 기간에 비례하여 활성이 증가하는 경향이었다(Table 5). 이는 혈당강하제 의약품으로 사용되고 있는 acarbose와 비교했을 때 상당히 높은 수준으로 항당뇨 기능성 식음료로의 개발에 좋은 기초 자료가 될 것으로 기대된다. 막걸리의 항당뇨 활성에 대한 연구는 아직 미흡한 실정으로, 막걸리를 빚은 후 술을 걸러내는 과정에서 생성된 주박의 제1형 당뇨 쥐의 혈당강하 효과를 본 연구(41)만을 찾을 수 있었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	막걸리의 특징은 무엇인가?	또한 막걸리의 다이어트 효능이 알려지면서 여성들에게도 선호되고 있으며, 국내 뿐 아니라 외국에서도 한류의 영향으로 한국 전통 음식과 더불어 관심이 높아지고 있다(2,3). 막걸리는 일반 술과는 달리 Vitamin B군을 비롯하여 lysine, leucine, glutamic acid 및 proline 등의 아미노산과 glutathione 등 다양한 영양원이 풍부하게 함유되어 있으며, 갈증해소 및 신진대사를 원활히 하는 효과가 있는 유기산의 함유량도 높은 것으로 알려져 있다(4). 또한 암세포의 성장을 억제하는 것으로 알려진 farnesol의 함유량이 맥주나 포도주의 10~25 배가량 높다는 연구결과가 발표되었다(5).
	막걸리란?	막걸리는 우리나라에서 역사가 가장 오래된 술인 탁주의 일종으로 찹쌀, 멥쌀 등의 전분질을 원료로 하고, 누룩을 첨가하여 병행 복발효시킨 술덧을 혼탁하게 제성한 우리 고유의 전통주이다(1). 최근 웰빙시대를 지나 힐링시대로 넘어오면서 주류시장 또한 소비동향이 변화하였다.
	주류시장의 소비동향은 어떻게 변했는가?	최근 웰빙시대를 지나 힐링시대로 넘어오면서 주류시장 또한 소비동향이 변화하였다. 단순히 취하기 위해서가 아니라 다양한 음주문화를 즐기기 위해 술을 찾는 사람이 많아져 알코올 함량이 낮은 술의 소비량이 증가하였고, 건강과 더불어 술과 정서를 느끼는 문화가 확산되고 있다. 또한 막걸리의 다이어트 효능이 알려지면서 여성들에게도 선호되고 있으며, 국내 뿐 아니라 외국에서도 한류의 영향으로 한국 전통 음식과 더불어 관심이 높아지고 있다(2,3).

참고문헌 (43)

An BH (1995) Study on problem of quality improvement of Korean traditional liquor. Bull Technol, 8, 130-137
Kang KE, Kim HK, Song KH, Lee HM (2012) Consumption pattern and strategies to increase popularity of Makoli according to age groups in men and women. Korean J Food Nutr, 25, 419-429

원문보기 상세보기
Shin MO, Kim MH, Bae SJ (2010) The effect of Makgeolli on blood flow, serum lipid improvement and inhibition of ACE in vitro. J Life Sci, 20, 710-716

원문보기 상세보기
Lee GH (1994) Characteristic and new technology of Korean Takju. Korean J Appl Microbial Bioeng, 7, 36-46
Ha JH, Shim YS, Cho YS, Seo DW, Jang HW, Jang HJ (2014) Analysis of E,E-farnesol and Squalene in Makgeolli using stir bar sorptive extration coupled wite gas chromatography-mass spectrometry. Korean J Anal Sci, 27, 60-65
Kim MH, Kim WH, Bae SJ (2001) The effect of Makkoli on serum lipid concentration in male rats. J Nat Sci Silla Univ, 9, 73-84
Wang SJ, Lee HJ, Cho JY, Park KH, Moon JH (2012) Isolation and identificatiom of antioxidants from Makgeolli. Korean J Food Sci Technol, 44, 14-20

원문보기 상세보기
Silla-Santos MH (1996) Biogenic amines; their importance in foods. Int J Food Microbiol, 29, 213-231

상세보기
Kim SM, Han AR (2012) Storage properties and biogenic amines production of Makgeollis brewed with different proportions of rice and wheat flour. Korean J Food Sci Technol, 44, 583-591

원문보기 상세보기
Landete JM, Ferrer S, Polo L, Pardo I (2005) Biogenic amine in wines from three spanish region. J Agr Food Chem, 53, 1119-1124

상세보기
Lee DP (2006) Policy Issues for the Globalization of Korean Traditional Liquer. Food Ind Nutr, 11, 1-9
Song JC, Park HJ, Shin WC (1997) Change of takiu qualities by addition of cyclodextrin during the brewing and aging. Korean J Food Sci Technol, 29, 895-900
NTSTSI (2005) Manufacturing guideline of Takju and Yakju. National Tax Service Technical Service Institute. Seoul, Korea, p 195-198
Folin O and Denis W (1912) On phosphotungstic phosphomolybdic compounds as color reagents. Journal of Biological Chemistry, 12, 239-249
Sung JM, Lim JH, Park KJ, Jeong JW (2008) Effects of semi-dried red pepper with a different seed ratio on the quality of kimchi. Korean J Food Preserv, 15, 427-436
Antolini F, Franciosini S, Floridi AL, Floridi A (1999) An ion pair HPLC method for the determination of histamine, tyramine, tryptamine, ${\beta}$ -phenylethylamine and their amino acid precursors in cheese for industrial purposes. Italian Journal of Food Science, 11, 335-346
Heo JC, Lee DY, Son MS, Yun CY, Hwang JS, Kang SW, Kim TH, Lee SH (2008) Effects of Mole Crickets (Gryllotalpa orientalis) extracts on anti-oxidant and anti-inflammatory activities. J Life Sci, 18, 509-514

원문보기 상세보기
Re R, Pellegrini N, Proteggente A, Pannala A, Yang M, Rice-Evans C (1999) Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Radic Biol Med, 26, 1231-1237

상세보기
Benzie IF, Strain JJ (1996) The ferric reducing ability of plasma (FRAP) as a measure of "antioxidant power": The FRAP assay. Anal Biochem, 239, 70-76

상세보기
Lee BB, Park SR, Han CS, Han DY, Park E, Park HS, Lee SC (2008) Antioxidant activity and inhibition activity against ${\alpha}$ -amylase and ${\alpha}$ -glucosidase of Viola mandshurica extracts. J Korean Soc Food Sci Nutr, 37, 405-409

원문보기 상세보기
Oh SJ, Hong SS, Kim YH, Koh SC (2008) Screening of biological activities in fern plants native to Jeju island. Korean J Plant Res, 21, 12-18
Gao H, Kawabata J (2005) ${\alpha}$ -Glucosidase inhibition of 6-hydroxyflavones. Part 3: Synthesis and evaluation of 2,3,4-trihydroxybenzoyl-containingflavonoid analogs and 6-aminoflavones as ${\alpha}$ -glucosidase inbibitors. Bioorg Med Chem, 13, 1661-1671

상세보기
Sargent JM, Taylor CG (1989) Appraisal of the MTT assay as a rapid test of chemosensitivity in acute myeloid leukaemia. Br J Cancer, 60, 206-210

상세보기
Green H, Kehinde O (1975) An established preadipose cell line and its differentiation in culture. II. Factors affecting the adipose conversion. Cell, 5, 19-27

상세보기
Jo DH, Chung HJ, Cho HY, Lim ST (2011) Health function and utilization products of germinated brown rice. Food Sci Ind, 44, 76-86
So MH, Lee YS, Noh WS (1999) Improvement in the quality of Takju by a modified Nuruk. Korean J Food Nutr, 12, 427-432
Jin TY, Chung HJ, Eun JB (2000) The effect of fermentation temperature on the quality of jinyangju, a Korean traditional rice wine. Korean J Food Sci Technol, 38, 414-418
Jin TY, Kim ES, Eun JB, Wang SJ, Wang MH (2007) Changes in physicochemical and sensory characteristics of rice wine, Yakju, prepared with different amount of red yeast rice. Korean J Food Sci Technol, 39, 309-314
Cai Y, Luo Q, Sun M, Corke H (2004) Antioxidant activity and phenolic compounds of 112 traditional Chinese medicinal plants associated with anticancer. Life Sci, 74, 2157-2184

상세보기
Bubak HN, Guzel-Seydim ZB (2010) Antioxidant activity and phenolic content of wine vinegars produced by two different techniques. J Sci Food Agr, 90, 2021-2026
Choi SH, Kim OK, Lee MW (1992) A study on the gas chromatographic analysis of alcohols and organic acids during Takju fermentation. Korean J Food Sci Technol, 24, 272-278
Huh CK, Lee JW, Kim YD (2013) Comparison of organic acids, fusel oil contents and antioxidant activities of Yakju with the additions of various rice cultivars. Korean J Food Preserv, 20, 365-371

원문보기 상세보기
Jeong ST, Kwak HJ, Kim SM (2013) Quality characteristic and biogenic amine production of Makgeolli brewed with commercial Nuruks. Korean J Food Sci Technol, 45, 727-734

원문보기 상세보기
Forsythe WI, Redmond A (1974) Two controlled trial of tyramine in children with migraine. Dev Med Child Neurol, 16, 794-799
Ogawa H, Tsuji H, Seto A, Hara S, Totani Y (1996) Synergistic effect of spermine on antioxidation of polyunsaturated oil. J Japan Oil Chem Soc, 45, 1327-1332

상세보기
Molyneux P (2004) The use of the stable free radical diphenylpicrylhydrazyl (DPPH) for estimating antioxidant activity. Songklanakarin J Sci Technol, 26, 211-219
Blois MS (1954) Antioxidant determination by the of a stable free radical. Nature, 26, 1199-1204
Jeong CH, Choi GN, Kwak JH, Kim JH, Choi SG, Shim KH, Heo HJ (2010) In vitro antioxidant activities of cocoa phenolics. Korean J Food Preserv, 17, 100-106
Yu L, Haley S, Perret J, Harris M, Wilson J, Qian M (2002) Free radical scavenging properties of wheat extracts. J Agric Food Chem, 50, 1619-1624

상세보기
Kwak JH, Choi GN, Park JH, Kim JH, Jeong HR, Jeong CH, Heo HJ (2010) Antioxidant and neuronal cell protective effect of purple sweet potato extract. J Agric Life Sci, 44, 57-66
Kim SM, Cho WK (2006) Effects of Takju (Korean turbid rice wine) less on the serum glucose levels in Streptozotocin- induced diabetic rats. Korean J Food Culture, 21, 638-643
Lee SJ, Kim JH, Jung YW, Park SY, Shin WC, Park CS, Hong SY, Kim GW (2011) Composition of organic acids and physiological functionality of commercial Makgeolli. Korean J Food Sci Technol, 43, 206-212

원문보기 상세보기
Lee SJ, Kim GW (2010) Hypolipidemic effect of hexane fraction from Rhizopus oryzae KSD-815 through peroxisome proliferator-activated receptor- ${\alpha}$ . J Korean Soc Appl Biol Chem, 53, 761-765

원문보기 상세보기

저자의 다른 논문 :

LOADING...

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증