[논문]발효조건에 따른 돼지감자의 발효시스템

정성원; 우지희; 최원식

doi:10.21289/ksic.2017.20.5.411

[국내논문] 발효조건에 따른 돼지감자의 발효시스템
Characteristics of Sunroot (Helianthus tuberosus) Fermentation with boundary condition 원문보기

한국산업융합학회 논문집 = Journal of the Korean Society of Industry Convergence, v.20 no.5, 2017년, pp.411 - 417

정성원 (부산대학교, 바이오산업기계공학과) , 우지희 (부산대학교, 바이오산업기계공학과) , 최원식 (부산대학교, 바이오산업기계공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, Sunroot was used as material in the fermentation process. Sunroot are widely distributed in Korea, The main component is composed of inulin. Fermented vinegar stimulates digestion in the body, as well as to relieve stress is a cause of increasing the neurotransmitter-Serotonin of the body. Therefore, we conducted fermentation studies using sunroot. This research conducted seven days, and the pH and brix value analysis was done every 12 hours during fermentation process. The experimental results show that the fermentation product under blender treatment is better than cutting treatment and without cutting treatment. Initial brix 25% is the best treatment for fermentation because produce fermentation product with a good taste and aroma than other treatment.

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문제 정의

본 연구에서는 이눌린이 주성분인 돼지감자를 발효조건에 따라 발효한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.

가설 설정

1. 무가당 실험군은 당도(Brix)에 변화가 없었다. 발효진행 시 Brix에 변화가 없는 것으로 보아 발효가 진행되지 않고 색상도 노란색을 띄었으며, 부패가 진행되는 것을 확인할 수 있었다.

제안 방법

발효는 체내의 소화를 촉진시키며, 스트레스를 해소할 뿐 아니라 우리 몸의 신경전달 물질인 세레토닌 양을 증가시키는 원인이기도 하다. 따라서 본 연구에서는 inulin이 주성분인 돼지감자를 이용하여 당도를 변화시켜서 발효조를 이용하여 시간에 따른 특성을 관찰하고 현미경으로 유산균의 유무 등을 관찰하였다.
본 연구에서는 돼지감자를 실험군으로 사용하였으며, 발효 시 당도가 발효조건에 미치는 영향을 알기위하여 발효조건을 25 Brix, 15 Brix, 무가당(Without sugar) 총 3가지 조건으로 설정하여 제조하였으며. 돼지감자 2700g을 채취하여 발효실험의 재료로 사용하였다.
돼지감자 2700g을 채취하여 발효실험의 재료로 사용하였다. 각 해당 조건마다 데이터의 평균화를 위해 A, B, C로 나누어서 3개씩 발효하였으며, 당도를 달리하여 제조하였다. 비율은 다음 Table.
Brix와 pH의 중점적으로 측정하였으며, 측정시간은 실험 시작일로부터 매 12시간마다 측정하였으며, 본 실험에 Brix(당도)는 일본제품인 pocketrefrractometer-(ATAGO,Japan) 당도계를 이용하여 측정하였으며, 실험에서 pH 측정 시 pH meter (pH-250L,NeoMet, ISTEK) 제품을 사용하였다.
현미경 관찰에는 Fig.8의 역상현미경(Nikon, JP/MFA334DA)을 사용하여, 샘플 실험군의 발효 시작 72시간 후 미생물의 활동량 상태를 관찰하였다.

대상 데이터

주 실험재료는 경남밀양에서 생산되는 돼지감자를 사용하였으며, 물은 정제수, 당은 국내 생산되는 B사, 미네랄은 천일염을 사용하였으며, 발효균주로는 유인균을 사용하였고, 용기는 L사에서 판매하고 있는 숨 쉬는 유리용기 1.5L를 구입하여 발효에 사용하였다. 발효조는 M사의 실험용으로 시간과 온도조절이 가능한 장치를 사용하였다.
5L를 구입하여 발효에 사용하였다. 발효조는 M사의 실험용으로 시간과 온도조절이 가능한 장치를 사용하였다.
본 연구에서는 돼지감자를 실험군으로 사용하였으며, 발효 시 당도가 발효조건에 미치는 영향을 알기위하여 발효조건을 25 Brix, 15 Brix, 무가당(Without sugar) 총 3가지 조건으로 설정하여 제조하였으며. 돼지감자 2700g을 채취하여 발효실험의 재료로 사용하였다. 각 해당 조건마다 데이터의 평균화를 위해 A, B, C로 나누어서 3개씩 발효하였으며, 당도를 달리하여 제조하였다.

성능/효과

과 같다. 15 Brix, 25 Brix 일 경우 비교적 안정적으로 결과가 진행되었으며, 무가당군의 pH와 Brix의 그래프의 변화가 없었으며, 무가당 실험군 위에 곰팡이막이 형성되어 노란색으로 부패되었다. 무가당군의 발효 결과 사진은 다음 Fig.
Fig 15,16,17은 발효액을 현미경 관찰했을 때 사진이다. 현미경 관찰에서 미생물을 관찰했을 때 15Brix와 25Brix의 미생물은 같은 분류가 번식하는 것을 확인할 수 있었고, 25Brix의 경우 미생물의 활동이 가장 활발하고, 무가당군은 25Brix와 비교했을 때와 마찬가지로 활동이 활발함을 볼 수 있었는데, 관찰하는 과정에서 두 실험군의 미생물은 다른 것을 육안으로 확인할 수 있었다. 따라서 무가당 실험군의 경우 실험군이 부패하여 발생하는 미생물이라고 추정되며, 인체에 유익한 균은 아니라고 사료된다.
무가당 실험군은 당도(Brix)에 변화가 없었다. 발효진행 시 Brix에 변화가 없는 것으로 보아 발효가 진행되지 않고 색상도 노란색을 띄었으며, 부패가 진행되는 것을 확인할 수 있었다. 반면 15Brix는 25Brix와 겉모양은 흡사하였으나, 맛과 당도에 있어서 좋은 결과를 얻지 못했다.
반면 15Brix는 25Brix와 겉모양은 흡사하였으나, 맛과 당도에 있어서 좋은 결과를 얻지 못했다. 그러나 25Brix는 다른 비교군과 달리 발효가 pH와 Brix가 안정적으로 진행되었으며, Brix를 25Brix로 발효 시켰을 경우가 발효에 가장 최적한 환경임을 알 수 있었으며, pH, Brix를 통하여 입증할 수 있었다. 25Brix가 맛과 색깔이 뛰어났다.
25Brix가 맛과 색깔이 뛰어났다. 이 결과를 분석하면 발효 시 당도에 차이에 따라 큰 영향을 주며, 25 Brix일 때 돼지감자 발효 시 매우 효과적임을 본 실험을 통하여 입증할 수 있었다.
2. pH곡선은 3가지 실험군 모두 48시간 까지 하강하다가 48시간 이후로 변화가 없었다.
3. MATLAB 프로그램을 이용하여 pH 시스템을 분석한 결과 pH는 계속 낮아질 것으로 사료된다.
4. 현미경 관찰에서 미생물을 관찰했을 때 15Brix와 25Brix샘플의 미생물이 같은 종이 번식하는 것을 확인할 수 있었고, 25 Brix의 경우 미생물의 활동이 가장 활발함을 볼 수 있었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	이눌린의 효능은?	들판이나 야산에 자생하며, 당뇨에 좋다고 알려지면서 자연산을 채취하거나 재배해 판매하는 농가가 늘어나고 있으며, 연구에 의하면 돼지감자의 주성분은 이눌린(inulin)이며, 돼지감자 건물(dry weight)의 약 75%를 차지한다. 이는 인간의 위액과 소화효소에 의해서 분해되지 않고 장내 미생물에 의하여 발효되어 장내환경 개선 및 배변기능촉진에 효과가 있다고 알려져 있다. 돼지감자가 최근에 들어 당뇨에 효능이 있다고 하여 대중들에게 선호 받고 있는데, 아직 돼지감자를 이용한 발효 연구에는 미약한 실정이다.
	돼지감자란 무엇인가?	돼지감자는 국화과의 다년생 식물로서, 정확하게 알 수는 없지만 유럽에서 중국을 거쳐 17세기 이후 우리나라에 전래된 것으로 추정되고 있다. 들판이나 야산에 자생하며, 당뇨에 좋다고 알려지면서 자연산을 채취하거나 재배해 판매하는 농가가 늘어나고 있으며, 연구에 의하면 돼지감자의 주성분은 이눌린(inulin)이며, 돼지감자 건물(dry weight)의 약 75%를 차지한다.
	돼지감자의 자생지는?	돼지감자는 국화과의 다년생 식물로서, 정확하게 알 수는 없지만 유럽에서 중국을 거쳐 17세기 이후 우리나라에 전래된 것으로 추정되고 있다. 들판이나 야산에 자생하며, 당뇨에 좋다고 알려지면서 자연산을 채취하거나 재배해 판매하는 농가가 늘어나고 있으며, 연구에 의하면 돼지감자의 주성분은 이눌린(inulin)이며, 돼지감자 건물(dry weight)의 약 75%를 차지한다. 이는 인간의 위액과 소화효소에 의해서 분해되지 않고 장내 미생물에 의하여 발효되어 장내환경 개선 및 배변기능촉진에 효과가 있다고 알려져 있다.

참고문헌 (3)

Kim, H. J, Kim, D. Y., Yon, J. M. "ORIGINAL ARTICLE : Effects of Jerusalem Artichoke (Helianthus tuberosus L.) Extracts on Blood Glucose and Lipid Metabolism in STZ-induced Diabetic Rats", Korean Journal of Clinical Laboratory Science (Korean J Clin Lab Sci)), pp. 203-208, 2015.
Hong, Y., Choi, U. H.,"Screening and Identification of Wild Strains for the Production of High Concentration of Alcohol from Jerusalem artichoke Tubers"Korean Journal of Microbiology and Biotechnology, pp.707-712, 1994.
Kim, J. W., Kim, J. K., Song, I. S., Kwon, E. S.,"Comparison of Antioxidant and Physiological Properties of Jerusalem Artichoke Leaves with Different Extraction Processes, pp.68-75, 2013.

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