대두에 B. amyloliquefaciens 2 균주들과 P. farinosa SY80, 그리고 R. oryzae 총 4 균주를 접종한 메주를 만들었다(메주 1). 대조구로 B. subtilis KACC16450과 A. oryzae를 접종한 메주(메주 2)와 볏짚을 균원시료로 접종한 메주(메주 3)들을 제조하여 총 56일 발효시켰다. 발효 기간중 메주 1과 2의 pH와 적정산도는 메주 3보다 각각 높고 그리고 낮았다. 메주의 혈전용해능은 메주 1이 가장 높았다. 발효 기간중 모든 메주에서 B. cereus는 검출되지 않았으나 메주 2와 3에서 여러 모양과 색을 띈 잡균들이 검출되었다. 메주 2에서 histamine이 그리고 메주 3에서 tyramine이 저 농도로 검출되었으나 메주 1에서는 둘 다 검출되지 않았다. B. amyloliquefaciens EMD17이나 MJ1-4와 같은 항균력 균주들을 접종하여 메주를 제조하면 미생물학적으로 보다 안전한 장류제품들 생산이 가능할 것이다.
대두에 B. amyloliquefaciens 2 균주들과 P. farinosa SY80, 그리고 R. oryzae 총 4 균주를 접종한 메주를 만들었다(메주 1). 대조구로 B. subtilis KACC16450과 A. oryzae를 접종한 메주(메주 2)와 볏짚을 균원시료로 접종한 메주(메주 3)들을 제조하여 총 56일 발효시켰다. 발효 기간중 메주 1과 2의 pH와 적정산도는 메주 3보다 각각 높고 그리고 낮았다. 메주의 혈전용해능은 메주 1이 가장 높았다. 발효 기간중 모든 메주에서 B. cereus는 검출되지 않았으나 메주 2와 3에서 여러 모양과 색을 띈 잡균들이 검출되었다. 메주 2에서 histamine이 그리고 메주 3에서 tyramine이 저 농도로 검출되었으나 메주 1에서는 둘 다 검출되지 않았다. B. amyloliquefaciens EMD17이나 MJ1-4와 같은 항균력 균주들을 접종하여 메주를 제조하면 미생물학적으로 보다 안전한 장류제품들 생산이 가능할 것이다.
A test meju (meju 1) was prepared by inoculating two strains of Bacillus amyloliquefaciens (EMD17, MJ1-4), Pichia farinosa SY80, and Rhizopus oryzae into cooked soybeans. A control (meju 2) was prepared by inoculating Bacillus subtilis KACC16450 and Aspergillus oryzae. Another control (meju 3) was p...
A test meju (meju 1) was prepared by inoculating two strains of Bacillus amyloliquefaciens (EMD17, MJ1-4), Pichia farinosa SY80, and Rhizopus oryzae into cooked soybeans. A control (meju 2) was prepared by inoculating Bacillus subtilis KACC16450 and Aspergillus oryzae. Another control (meju 3) was prepared using rice straw as the source of microorganisms. Three different mejus were fermented for 56 days outdoors. Meju 1 and meju 2 showed higher pH values than meju 3, whereas meju 3 showed higher titratable acidity than meju 1 and meju 2. Meju 1 showed the highest fibrinolytic activity. Bacillus cereus was not detected in any mejus, but various microorganisms were detected in meju 2 and 3. Histamine was detected in meju 2 and tyramine in meju 3 at lower concentration, which were not detected in meju 1. It was concluded that microbially safe, fermented soybean products could be produced from meju fermented with starters such as B. amyloliquefaciens EMD17 and B. amyloliquefaciens MJ1-4.
A test meju (meju 1) was prepared by inoculating two strains of Bacillus amyloliquefaciens (EMD17, MJ1-4), Pichia farinosa SY80, and Rhizopus oryzae into cooked soybeans. A control (meju 2) was prepared by inoculating Bacillus subtilis KACC16450 and Aspergillus oryzae. Another control (meju 3) was prepared using rice straw as the source of microorganisms. Three different mejus were fermented for 56 days outdoors. Meju 1 and meju 2 showed higher pH values than meju 3, whereas meju 3 showed higher titratable acidity than meju 1 and meju 2. Meju 1 showed the highest fibrinolytic activity. Bacillus cereus was not detected in any mejus, but various microorganisms were detected in meju 2 and 3. Histamine was detected in meju 2 and tyramine in meju 3 at lower concentration, which were not detected in meju 1. It was concluded that microbially safe, fermented soybean products could be produced from meju fermented with starters such as B. amyloliquefaciens EMD17 and B. amyloliquefaciens MJ1-4.
amyloliquefaciens EMD17 그리고 간장에서 분리한 Pichia farinosa SY80과 Rhizopus oryzae 4종의 균주를 함께 접종한 메주를 제조하고 총 56일간 발효시켰다. 발효 기간중 메주의 품질 변화를 측정하여 복합종균 사용이 메주 품질 특히 미생물학적 안전성에 미치는 영향을 조사하였다. B.
가설 설정
이런 균주들을 선발하여 청국장이나 된장 제조용 종균으로 가능성을 조사한 연구결과가 보고되었다[2, 3]. 종균들이 발효과정을 통해서 우점 종으로 유지된다면 발효 중 유해균 증식은 크게 감소될 것이다. 본 연구에서는 항진균력과 항균력이 우수한 B.
제안 방법
1% peptone 수로 단계적으로 10배씩 희석한 희석 액을 얻은 후 생균수(CFU/g)를 측정하였다. 100 μl씩을 LB 한천배지(bacilli), YM 한천배지(곰팡이, 효모) 그리고 Mannitol Egg York Polymyxin (MYP, Neogen, Bacillus cereus) 한천 배지에 각각 도말하고 16시간 동안 37℃, 30℃, 37℃에서 각각 배양한 후 얻은 균락수에 희석배율을 곱하여 생균수를 구하였다. 시료당 3회 반복하고 평균치를 구하여 나타내었다.
또 다른 대조구로는 증자대두 표면을 잘게 자른 볏짚으로 둘러싸는 방식으로(볏짚을 균원 시료로 사용한) 제조한 메주(메주 3)가 있다. 3종류의 메주들은 3일간 자연건조한 뒤 온도 25℃, 습도 80% 배양기에서 7일간 두어 일차 발효를 시킨 후 실외(12, 1월)에서 약 두 달간 공중에 매달아 두는 방식으로 2차 발효를 수행하였다.
oryzae 그리고 Aspergillus oryzae는 Yeast Mold (YM, Neogen, MI, USA) 배지에 접종하여 30℃에서 배양하였다. Bacillus와 효모 균수는 배양액을 0.1% 펩톤수를 이용하여 10배씩 단계 희석한 희석액 100 μl씩을 각각 LB 한천배지와 YM 한천배지(chloramphenicol 150 μg 첨가)에 도말하여 37℃와 30℃에서 각각 배양하여 구하였다. 곰팡이들은 YM 한천배지에 접종하여 30℃에서 배지 전면이 충분히 균사로 덮힐 때까지 배양한 후 멸균 젓가락을 사용하여 균사를 회수하여 멸균수에 현탁하였다.
amyloliqufaciens MJ1-4와 B. amyloliquefaciens EMD17 그리고 간장에서 분리한 Pichia farinosa SY80과 Rhizopus oryzae 4종의 균주를 함께 접종한 메주를 제조하고 총 56일간 발효시켰다. 발효 기간중 메주의 품질 변화를 측정하여 복합종균 사용이 메주 품질 특히 미생물학적 안전성에 미치는 영향을 조사하였다.
amyloliquefaciens EMD17과 B. amyloliquefaciens MJ1-4 균주를 대두 중량비로 각각 0.5% (v/w) 첨가하였다. P.
farinosa SY80은 1% (v/w) 접종하였고 R. oryzae의 경우 0.5% (v/w)를 먼저 증자대두에 접종하고 메주를 성형한 후 메주 표면에 0.5% (v/w)를 추가로 접종하였다. 메주 1개당 (1.
메주의 혈전용해 역가는 fibrin plate법을 변형하여 측정하였다[5]. 혈전용해제인 plasmin (P1867; Sigma, MO, USA, 1 mU)을 사용하여 fibrin plate상에서 plasmin에 의해 형성된 분해환 면적을 100% 혈전용해 활성으로 표시하였다.
균주들을 접종 후 대두를 파쇄하여 골고루 혼합한 후, 15 × 10 × 20 cm 크기로 성형하였다. 이런 방식으로 Bacillus 2종과 효모와 곰팡이 각 1종 도합 4종을 접종한 메주(메주 1) 2개를 제조하였다. 대조구로는 B.
대상 데이터
subtilis KACC16450 (natto 균주)와 A. oryzae KCCM 60166을 각각 4 × 109 CFU, 4 × 108 spore 접종한 메주(메주 2) 2개를 제조하였다. 또 다른 대조구로는 증자대두 표면을 잘게 자른 볏짚으로 둘러싸는 방식으로(볏짚을 균원 시료로 사용한) 제조한 메주(메주 3)가 있다.
함양농협에서 구입한 국산콩(2012년산) 9 kg을 세척하고 15시간 증류수에 담가 불린 후 물을 따라낸 다음 121℃에서 50분간 증자한 후 냉각하였다. 콩 1.
이론/모형
2 filter paper (Waters, MA, USA)로 여과한 여액을 효소측정용 시료로 하였다. α-, β-amylase와 산성, 중성, 염기성 protease 활성 측정은 Cho 등이 기술한 방법에 준해 측정하였다[2]. Amylase 활성 측정용 기질로는 가용성 전분(S9765, Sigma)을 사용하였고 protease 활성 측정용 기질로는 casein (C3400, Sigma)을 사용하였다.
메주시료의 아미노태 질소함량은 formol 적정 법으로 측정하였다[10]. 시료 5 g에 증류수 100 ml를 가한 후, 37℃ 수조에서 1시간 교반하였다.
성능/효과
cereus 오염 여부를 조사하였으나 모든 메주들에서 발효기간 중 검출되지 않았다. 메주 1과 2는 종균을 접종하였기에 검출되지 않을 것으로 예상되었다. 반면 메주 3은 볏짚을 균원 시료로 사용하여서 B.
2). 메주 1의 bacilli 균수는 초기 3 × 106 CFU/g에서 7일 후 8 × 108 CFU/g으로 266배 증가하고 효모는 1 × 105 CFU/g에서 2 × 108 CFU/g으로 약 2,000배 증가하였다. 곰팡이는 1 × 104 spores/g에서 56일에는 1 × 105 spores/g 로 10배 증가하였다.
1). 메주 1의 pH는 초기 7일간의 1 차발효 중 최초 6.81에서 6.45로 감소하였고 적정산도는 0.46에서 1.07로 증가하였다. 실외에서 행한 2차 발효 중 pH는 점진적으로 증가하여 56일에는 7.
메주들의 혈전용해능은 발효 21일까지 증가하다가 이후 서서히 감소하였다(Table 1). 메주 1의 혈전용해능이 21일에 343.8 ± 12.1%로 가장 높았고 메주 2는 330.7 ± 18.1%, 메주 3은 269.3 ± 10.8%로 가장 낮았다. 발효 56일에 메주 1, 2, 3의 혈전용해능은 각각 285.
곰팡이는 1 × 104 spores/g에서 56일에는 1 × 105 spores/g 로 10배 증가하였다. 메주 2의 bacilli 균수는 접종 초기 4 × 106 CFU/g에서 7일 후 1 × 109 CFU/g으로 250배 증가한 후 점진적으로 감소하여 56일에는 8 × 106 CFU/g을 나타내었다. A.
메주 생균수 측정 결과 bacilli들과 효모 생균수는 발효 7일까지 급격히 증가하고 이후로는 일정하게 유지되거나 점진적으로 감소하였다(Fig. 2).
메주 시료들의 아미노태 질소 함량은 발효가 진행되는 동안 증가하였다(Fig. 3).
메주들의 혈전용해능은 발효 21일까지 증가하다가 이후 서서히 감소하였다(Table 1). 메주 1의 혈전용해능이 21일에 343.
8%로 가장 낮았다. 발효 56일에 메주 1, 2, 3의 혈전용해능은 각각 285.6 ± 17.3%, 265.8 ± 16.3%, 221.5 ± 15.0%를 나타내었다. 종균을 접종한 메주 1과 2의 혈전용해능이 볏짚을 접종한 메주 3 보다 유의적으로 높았고 특히 메주 1의 혈전용해능이 나토균주를 접종한 메주 2 보다 더 높았다.
메주 1에서는 접종한 bacilli 균락만 관찰되었지만 메주 2와 3에서는 접종 균주들과는 균락형태가 다른 노란색, 붉은 색을 지닌 여러 오염균들이 고체 배지에서 관찰되었다(결과 미제시). 복합종균을 접종할 경우 유해균만 아니라 오염균 증식도 줄일 수 있어 미생물학적으로 안전한 장류 제품들 제조에 적합한 메주를 얻을 수 있음을 확인하였다. 이는 B.
5). 산성, 중성 및 염기성 protease 활성들은 모든 메주에서 처음 7일간 급격히 증가하고 그 이후에는 완만한 감소와 증가를 반복하며 56일째에는 메주들간 차이가 줄어드는 경향을 보였다. 56일에 산성과 중성 protease 활성은 메주 3이 높게 나왔고 염기성 protease 활성은 메주 1이 높게 나왔다.
Tyramine은 메주 3에서 56일 시료에서만 낮은 농도로 검출되었다. 이 결과 역시도 복합종균을 접종한 메주의 안전성이 우수한 것을 보여준다.
전국에서 수집한 123점의 전 통식 메주들의 pH와 산도를 측정한 결과를 보면 시료들간 차이가 커서 발효가 일어나는 환경이 메주 품질에 중요한 요소임을 알 수 있다[15]. 이들 보고들과 본 연구 결과들을 고려할 때 메주의 pH와 TA는 어떤 균들이 주로 자라는 지에 따라 달라짐을 알 수 있다.
전통방식으로 제조한 메주 3종에 존재하는 미생물들을 조사한 보고에 의하면 유산균은 메주 3종에 최소 106 CFU/g 이상 검출되었고 그 숫자로 볼 때 호기성균이나 효모·곰팡이와 함께 메주의 중요 미생물군 위치를 차지한다[6]. 종균을 접종한 메주 1과 2의 경우 잡균들의 오염과 증식이 억제된 결과 메주 3과 비교할 때 pH는 높고 산도는 낮아진 것으로 생각된다. 전국에서 수집한 123점의 전 통식 메주들의 pH와 산도를 측정한 결과를 보면 시료들간 차이가 커서 발효가 일어나는 환경이 메주 품질에 중요한 요소임을 알 수 있다[15].
0%를 나타내었다. 종균을 접종한 메주 1과 2의 혈전용해능이 볏짚을 접종한 메주 3 보다 유의적으로 높았고 특히 메주 1의 혈전용해능이 나토균주를 접종한 메주 2 보다 더 높았다. 메주 1에는 항진균력만 아니라 혈전용해능도 우수한 B.
amyloliquefaciens MJ1-4를 종균으로 접종한 때문이라 생각된다[11]. 혈전용해능은 전통장류의 대표적인 기능성중 하나이고 이를 높이는 가장 효과적인 방법은 MJ1-4와 같은 균주를 종균으로 접종하는 것임을 알 수 있다.
후속연구
메주 3에는 여러 균들이 혼재하며 이들 중 amylase 역가가 우수한 균들이 메주에서 많이 증식하여 효소역가를 높인 것으로 보인다. 따라서 amylase 활성이 중요한 발효식품들의 경우 종균 선발시 amylase 역가를 우선적으로 고려할 필요가 있다. 균주들 마다 효소 역가들이 다르고 복합종균에 요구되는 특성들을 고려해서 종균조합을 신중히 구성할 필요성이 있다.
참고문헌 (15)
Chang YI. 2008. Globalization of Korean jang products: focused on the USA market. Food Sci. Indus. 41: 28−46.
Cho MJ, Lee JY, Kim JH. 2014. Microbial and physiochemical properties of cheonggukjang fermented using Bacillus strains with antibacterial or antifungal activities. Food Sci. Biotechnol. 23: 1525−1532.
Cho MJ, Lee JY, Lee KW, Cho KM, Lee CK, Kim GM, et al. 2014. Properties of doenjang (soybean paste) fermented with multiple starters. J. Agric. Life Sci. 48: 291−300.
Heo K, Cho KM, Lee CK, Kim GM, Shin JH, Kim JS, et al. 2013. Characterization of a fibrinolytic enzyme secreted by Bacillus amyloliquefaciens CB1 and its gene cloning. J. Microbiol. Biotechnol. 23: 974−983.
Jeong JK, Zheng Y, Choi HS, Han GJ, Park KY. 2010. Catabolic enzyme activities and physiological functionalities of lactic acid bacteria isolated from Korean traditional meju. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 39: 1854−1859.
Kim YS, Yun SH, Jeong DY, Hahn KS, Uhm T-B. 2010. Isolation of Bacillus licheniformis producing antimicrobial agents against Bacillus cereus and its properties. Korean J. Microbiol. 46: 270−277.
Kim YS, Jeong JH, Cho SH, Jeong DY, Uhm TB. 2012. Antimicrobial and biogenic amine-degrading activity of Bacillus licheniformis SCK B11 isolated from traditionally fermented red pepper paste. Korean J. Microbiol. 48: 163−170.
Kindoli S, Lee HA, Kim JH. 2012. Properties of Bac W42, a bacteriocin produced by Bacillus subtilis W42 isolated from cheonggukjang. J. Microbiol. Biotechnol. 22: 1092−1100.
Ko BK, Kim KM, Hong YS, Lee CH. 2010. Metabolomic assessment of fermentative capability of soybean starter treated with high pressure. J. Agric. Food Chem. 58: 8738−8747.
Lee JY, Shim JM, Yao Z, Liu X, Lee KW, Kim HJ, et al. 2016. Antimicrobial activity of Bacillus amyloliquefaciens EMD17 isolated from Cheonggukjang and its potential as a starter for fermented soyfoods. Food Sci. Biotechnol. 25: 525−532.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.