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문제 정의
- 유산균 콩 발효물은 식품학적 기능뿐만 아니라 맛, 향 및 보존성 유지에 관여하는 물질을 생성할 뿐만 아니라 probiotic 효과도 기대 할 수 있을 것으로 사료된다. 따라서 본 연구에서는 probiotic 효과가 우수한 유산균을 이용하여 콩 발효물을 제조한 후 미생물학적 특성, 유리아미노산, 유기산 함량, 휘발성 향기 성분 등을 분석하여 기초자료로 사용하고자 하였다.
- 74 ppm)가 많이 검출되었다. 본 연구는 전통장류 유래기능성 우수 유산균주를 이용한 콩발효물의 기초적 품질특성에 관한 내용으로 미생물학적 및 이화학적 관련 특성을 분석하여 제시하였다. 유산균 이용 생물전환에 의한 다양한 기능성 물질이 생성 되었을 것으로 생각된다.
가설 설정
- 3)ND, not detected.
제안 방법
- 5, 108 CFU/mL)을 증자콩에 1% 접종(v/w) 하여 발효(RH70%, 37℃, 36 h) 시료를 제조하였다. Control의 경우, 균을 접종하지 않고 동일한 조건에서 발효(RH70%, 37℃, 36 h)하여 시료로 사용하였다. 본 실험에 사용 된 균주는 전통 장류 유래 유산균주로 통성혐기성의 특성을 가지며 exopolysaccharide 생성, 항균활성, 내산성, 내담즙성 활성을 나타내는 프로바이오틱 효과 우수 균주인 Lactococcus lactis I13, Lactobacillus plantarum JSA22, L.
- 환원당 함량은 dinitrosalicylic acid(DNS)법(15)으로 측정하였다. DNS 시약 3 mL과 희석한 시료 추출용액 1 mL를 가하고 37℃, 5분간 반응 후, 냉각시킨 다음 550 nm에서 흡광도를 측정하였으며, glucose를 이용한 표준곡선으로부터 환원당 함량을 산출하였다.
- 대두를 침지(20℃, 18 h)한 후, autoclave를 이용하여 증자(100℃, 2 h)하였으며, 증자된 콩을 방냉(40℃이하) 하였다. MRS broth(Difco, Sparks, MD, USA)로 전 배양된 유산균(OD(600 nm): 0.5, 108 CFU/mL)을 증자콩에 1% 접종(v/w) 하여 발효(RH70%, 37℃, 36 h) 시료를 제조하였다. Control의 경우, 균을 접종하지 않고 동일한 조건에서 발효(RH70%, 37℃, 36 h)하여 시료로 사용하였다.
- Protease의 활성은 Kim 등(13)의 방법을 변형하여 측정하였다. 시료 추출액 1 mL에 0.
- 상등액을 70% ethanol 25 mL로 2회 반복 추출하고 추출액을 합하여 감압 농축하였으며, 이를 0.02 N HCl 20 mL에 녹이고 10배 희석하여 0.45 μm membrane filter로 여과한 후 아미노산 자동분석기(Blochrom 30, Biochrom Ltd., Cambrdge, UK)를 이용하여 분석하였다.
- 아미노태 질소 함량은 Formol 적정법(14)으로 측정하였다. 시료 추출용액 5 mL, 중성 formalin용액 10 mL 및 증류수 10 mL을 혼합한 용액에 0.5% phenolphthalein용액 2-3방울 가한 후, 이에 0.1 N NaOH를 가하여 미홍색이 될 때까지의 적정량과 blank test의 적정량을 이용하여 산출하였다.
- 유기산 표준물질은 시료와 동일하게 처리한 후 검량선 작성의 시료로 사용하였다. 유기산 분석을 위한 기기는 HPLC(Agilent technologies, Palo alto, CA, USA), column은 cap cell pak C18-AQ(Phenomenex, Torrance, CA, USA), detector는 UV 210 nm, mobile phase는 0.1 M NH4H2PO4(pH2.5)를 isocratic 조건으로 사용하였으며, flow rate 는 1.0 mL/min의 조건으로 분석하였다.
- 45 μm filter로 여과하여 시험용액으로 사용하였다. 유기산 표준물질은 시료와 동일하게 처리한 후 검량선 작성의 시료로 사용하였다. 유기산 분석을 위한 기기는 HPLC(Agilent technologies, Palo alto, CA, USA), column은 cap cell pak C18-AQ(Phenomenex, Torrance, CA, USA), detector는 UV 210 nm, mobile phase는 0.
- 전통장류로부터 분리 된 효소 활성 및 probiotic효과가 우수한 유산균을 접종하여 제조된 콩 발효물의 품질특성을 분석하였다. 일반세균수는 유산균을 접종한 콩 발효물이 4.
- 총 균수와 유산균수 측정은 각 시료 1 g을 멸균 생리식염수를 이용하여 10진 희석법에 의해 10단계로 희석한 후, 희석액을 총 균수는 plate count agar(Difco, Sparks, MD,USA)에 도말하여 배양(37℃, 24 h) 한 후, 결과를 계수 하여 측정하였고, 유산균수는 MRS agar(Difco, Sparks, MD, USA)에 도말하여 gas pack(Oxoid, Hampshire, England)을 이용하여 혐기조건으로 배양(37℃, 48 h)한 후, 결과를 계수하여 colony forming unit(log CFU/mL)로 나타내었다.
- 표준물질 tyrosine(Sigma Co., St. Louis, MO, USA)을 단계적으로 희석하여 동일한 방법으로 분석된 standard curve를 이용하여, 1 unit은 1분 동안 tyrosine 1 μg을 유리시키는 양을 환산하여 나타내었다.
- 향기 성분 분석은 GC/MS(QP2010, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 이용하였고, 컬럼은 HP-innowax(60 m/ID 0.25 μm, Agilent, Santa Clara, CA, USA)를 사용하였다.
- 74mL/min로 하였다. 화합물 동정은 GC-MS로 얻은 mass spectrum을 Wiley275 data base로 검색하여 동정하였다. 정량분석을 위하여 각 화합물의 함량은 50 ppm 농도의 내부 표준물질 4-methyl-2-pentanol(Sigma Co.
대상 데이터
- Control의 경우, 균을 접종하지 않고 동일한 조건에서 발효(RH70%, 37℃, 36 h)하여 시료로 사용하였다. 본 실험에 사용 된 균주는 전통 장류 유래 유산균주로 통성혐기성의 특성을 가지며 exopolysaccharide 생성, 항균활성, 내산성, 내담즙성 활성을 나타내는 프로바이오틱 효과 우수 균주인 Lactococcus lactis I13, Lactobacillus plantarum JSA22, L. brevis JSB22를 이용하였다(12).
데이터처리
- 실험결과는 3회 반복으로 측정하였으며, 평균치간의 유의성 검증은 SPSS system(Statistical Pack-age for Social Sciences, SPSS Inc, Chicago, IL, USA) soft-ware package(version 12)를 이용, p<0.05수준으로 Duncan’s multiple range test에 의하여 검정하였다.
이론/모형
- α-Amylase활성 측정은 DUN(Dextrinogenic unit of nagase)법에 의하여 측정하였다(5).
- 아미노태 질소 함량은 Formol 적정법(14)으로 측정하였다. 시료 추출용액 5 mL, 중성 formalin용액 10 mL 및 증류수 10 mL을 혼합한 용액에 0.
- 유리 아미노산함량은 Lee 등(16)의 방법을 이용하여 측정하였다. 시료 3에 70% ethanol 30 mL를 가하여 균질화(1h)한 후, 원심분리(21,000 ×g, 15 min) 하였다.
- 환원당 함량은 dinitrosalicylic acid(DNS)법(15)으로 측정하였다. DNS 시약 3 mL과 희석한 시료 추출용액 1 mL를 가하고 37℃, 5분간 반응 후, 냉각시킨 다음 550 nm에서 흡광도를 측정하였으며, glucose를 이용한 표준곡선으로부터 환원당 함량을 산출하였다.
성능/효과
- 74 ppm)가 많이 검출되었다. I13과 JSA22 접종 구에서 공통적으로 7종의 향기성분이 검출되었으며 그 중에서도 propane(I13: 95.23 ppm, JSA22: 97.33 ppm)이 가장 많이 검출되었다. 여러 보고에 따르면 Bacillus 속으로 제조된 청국장과 natto의 특이한 향기성분으로 알려진 pyrazine류 화합물인 di-, tri-, tetramethylpyrazine 화합물이 주로 검출된다고 보고되었다(21.
- 총 39종(ester류 2종, ketose 5종, alcohol 7종, hydrocarbons 14종, heterocyclic compounds 3종, acid 4종, other 5종)이 검출되었다. I13을 접종한 콩 발효물에서 23종의 향기성분이 검출되었고 JSA22를 접종한 콩 발효물 에서 34종의 향기성분이 JSB22를 접종한 콩 발효물 에서는 19종의 향기성분이 검출되었다. 세 가지 균주에서 공통적으로 검출된 향기 성분은 formic acid, ethyl ester, acetic acid ethyl ester, 2-butanol, 2,3-butanediol, cyclohexane, methyl-, heptane, benzene, benzene, chloro-, trans-9- fluoro- 2,2,3,3- tetramethoxy- 7,7-dimethyl –1-oxaspiro [3,5] non- 5- ene, hexadecane, naphthalene, pyrrolidine, 1-(1- isobutyl3-methyl-1- butenyl)-, disulfide, dioctyl, diethyldisulfide 총 14종 이였으며 그 중에서도 benzene(81.
- Protease 활성 측정 결과 control이 333.13±17.68 unit/mL으로 가장 높았으며, 유산균 접종 콩 발효물은 JSB22 접종콩 발효물이 166.67±2.37 unit/mL으로 높았다.
- Protease 활성 측정 결과, control이 333.13±17.68 unit/mL으로 가장 높았으며, 유산균을 접종한 콩 발효물은 JSB22를 접종한 콩 발효물이 166.67±2.37 unit/mL으로 높았다.
- 또한 유산균수를 측정한 결과, 균을 접종하지 않은 control이 1.40×108 CFU/mL로 측정되었으며, 유산균을 접종한 콩 발효물은 2.85×109-4.35×109 CFU/mL로 높게 나타났다.
- subtilis 균주의 생육이 다소 억제되기 때문이라고 보고하였다. 본 연구서도 control이 유산균을 접종한 콩 발효물보다 효소활성이 높게 나타난 것은 유산균을 접종한 콩 발효물은 유산균이 우점종이 되었으나 control은 유산균 외의 Bacillus 속 등의 미생물이 자연 접종되어 효소활성이 높게 나타난 것이라고 사료된다.
- 향기분석 측정 결과 총 39종(ester류 2종, ketose 5종, alcohol 7종, hydrocarbons 14종, heterocyclic compounds 3종, acid 4종, other 5종)이 검출되었다. 세 가지 균주에서 공통적으로 benzene(81.43-98.54 ppm)과 acetic acid, ethyl ester(44.79-56.74 ppm)가 많이 검출되었다. 본 연구는 전통장류 유래기능성 우수 유산균주를 이용한 콩발효물의 기초적 품질특성에 관한 내용으로 미생물학적 및 이화학적 관련 특성을 분석하여 제시하였다.
- 세 가지 균주에서 공통적으로 검출된 향기 성분은 formic acid, ethyl ester, acetic acid ethyl ester, 2-butanol, 2,3-butanediol, cyclohexane, methyl-, heptane, benzene, benzene, chloro-, trans-9- fluoro- 2,2,3,3- tetramethoxy- 7,7-dimethyl –1-oxaspiro [3,5] non- 5- ene, hexadecane, naphthalene, pyrrolidine, 1-(1- isobutyl3-methyl-1- butenyl)-, disulfide, dioctyl, diethyldisulfide 총 14종 이였으며 그 중에서도 benzene(81.43-98.54 ppm) 과 acetic acid, ethyl ester(44.79-56.74 ppm)가 많이 검출되었다.
- 86 mg%으로 높게 나타났다. 아미노산함량을 측정한 결과 glutamic acid, aspartic acid, arginine, leusine 순으로 많이 함유하고 있었다. 유기산 함량을 분석한 결과 lactic acid, oxalic acid가 많이 측정되었다.
- 아미노태 질소 함량 또한 JSB22가 94.52±3.86 mg%으로 높게 나타났다.
- 아미노태 질소 함량 또한 control(142.65±3.87 mg%)이 가장 높았고 유산균을 접종한 콩 발효물 JSB22가 94.52±3.86 mg%으로 다른 유산균을 접종한 콩 발효물 보다 높게 나타났다.
- 35×109 CFU/mL로 높게 나타났다. 유산균 종류에 따른 균수 차이는 나타나지 않았으며, 콩에 유산균이 우점 하여 발효가 잘 되었음을 확인할 수 있었다. Yang 등(6)은 두유에 유산균과 고초균을 혼합 접종하였을 때, 총균수의 변화는 유산균만 접종한 군은 1.
- 유산균수를 측정 결과 유산균을 접종한 콩 발효물은 2.85×109-4.35×109 CFU/mL으로 높게 나타났다.
- subtilis MC 31에 의해 발효된 청국장의 경우 아미노산 함량이 leucine, phenylalanine, lysine, valine, tyrosine 순으로 낮아졌다고 보고하여 두 연구 보고는 본 연구와는 상이한 결과를 나타냈다. 이러한 결과를 통해 발효 균주에 따라 콩 발효 중 생성되는 아미노산이 다름을 알 수 있으며, 유산균을 이용한 발효와 Bacillus 속균주를 이용한 콩 발효에서 아미노산 함량의 차이가 있음을 확인하였다.
- 일반세균수는 control이 1.12×108 CFU/mL으로 가장 낮았으며, 유산균을 접종한 콩 발효물은 4.10×109-7.75×109 CFU/mL으로 높게 나타났다.
- 일반세균수는 유산균을 접종한 콩 발효물이 4.10×109-7.75×109 CFU/mL으로 나타났다.
- 과 같다. 총 39종(ester류 2종, ketose 5종, alcohol 7종, hydrocarbons 14종, heterocyclic compounds 3종, acid 4종, other 5종)이 검출되었다. I13을 접종한 콩 발효물에서 23종의 향기성분이 검출되었고 JSA22를 접종한 콩 발효물 에서 34종의 향기성분이 JSB22를 접종한 콩 발효물 에서는 19종의 향기성분이 검출되었다.
- 유산균을 접종한 콩 발효물의 아미노산함량을 측정한 결과는 Table 1과 같다. 측정 결과 총 아미노산 함량은 15.88-17.62% 범위였다. 유산균 콩 발효물의 경우, glutamic acid(2.
- 유기산 함량을 분석한 결과 lactic acid, oxalic acid가 많이 측정되었다. 향기분석 측정 결과 총 39종(ester류 2종, ketose 5종, alcohol 7종, hydrocarbons 14종, heterocyclic compounds 3종, acid 4종, other 5종)이 검출되었다. 세 가지 균주에서 공통적으로 benzene(81.
- 환원당 함량을 측정한 결과 유산균 접종 콩 발효물 중 JSB22가 1.23±0.035%로 가장 높았다.
- 환원당 함량을 측정한 결과, 효소활성과 관련하여 control(2.12±0.05%)이 가장 높았고, 유산균 접종 콩 발효물은 JSB22가 1.23±0.035%로 가장 높았다.
후속연구
- 유산균 이용 생물전환에 의한 다양한 기능성 물질이 생성 되었을 것으로 생각된다. 본 연구 결과가 기능성 콩 발효소재 개발의 좋은 기초자료가 될 것으로 생각되며, 장류 품질개선 기능성 스타터 개발에 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.
- 23). 본 연구의 유산균을 이용한 콩 발효물에서는 pyrazine류의 화합물이 검출되지 않았으며, 유산균주 별 콩 발효물의 향기성분이 분석 된 바 없기 때문에 균주에 따른 향기특성 기초자료로 유용할 것으로 사료된다.
- 발효소재 다양성을 위한 국내 토종 유산균을 이용한 콩발효 기반연구는 아직 부족한 실정이다. 유산균 콩 발효물은 식품학적 기능뿐만 아니라 맛, 향 및 보존성 유지에 관여하는 물질을 생성할 뿐만 아니라 probiotic 효과도 기대 할 수 있을 것으로 사료된다. 따라서 본 연구에서는 probiotic 효과가 우수한 유산균을 이용하여 콩 발효물을 제조한 후 미생물학적 특성, 유리아미노산, 유기산 함량, 휘발성 향기 성분 등을 분석하여 기초자료로 사용하고자 하였다.
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