녹차가루 첨가 발효유의 이화학적 특성과 항산화활성 및 저장성평가 Quality characteristics, antioxidant activity and storage properties of fermented milk added with green tea powder원문보기
본 연구에서는 녹차가루의 첨가량을 0.5, 1, 2, 3%를 첨가한 발효유를 제조하고 이에 따른 품질특성, 항산화 활성 및 저장성을 평가하였다. 녹차가루를 첨가한 발효유에서 발효가 진행될수록 pH는 낮아졌으나 대조군에 비해 첨가군에서 높은 값을 나타내었고 적정산도 역시 발효가 진행될수록 증가하였으나 녹차가루의 첨가량이 증가할수록 적정 산도는 높아지는 경향을 나타내었다. 시간이 지날수록 유산균 수는 증가하였으나 대조군에 비해 적었으며 당도는 낮아졌다. 색도의 경우 녹차가루의 첨가량이 증가할수록 L 값과 a 값은 낮아졌고 b값은 증가하였다. DPPH radical 소거능과 FRAP에 대한 항산화활성은 녹차가루의 첨가량이 증가할수록 높아지는 경향을 보였다. 발효가 완료된 발효유를 $4^{\circ}C$에서 30일간 저장한 결과, pH와 적정산도, 유산균 수 모두 적정 발효유의 범위 내에 속하였으며 색도는 녹차의 갈변에 의한 적색도 값이 증가하였으나 큰 변화는 없었다. 이러한 결과로 보아 발효유 제조 시 녹차가루의 첨가는 발효유의 발효 및 품질특성에 부정적인 영향을 미치지 않고 건강기능성을 향상시켜 새로운 기능성 발효유로써의 개발 가능성을 확인하였다.
본 연구에서는 녹차가루의 첨가량을 0.5, 1, 2, 3%를 첨가한 발효유를 제조하고 이에 따른 품질특성, 항산화 활성 및 저장성을 평가하였다. 녹차가루를 첨가한 발효유에서 발효가 진행될수록 pH는 낮아졌으나 대조군에 비해 첨가군에서 높은 값을 나타내었고 적정산도 역시 발효가 진행될수록 증가하였으나 녹차가루의 첨가량이 증가할수록 적정 산도는 높아지는 경향을 나타내었다. 시간이 지날수록 유산균 수는 증가하였으나 대조군에 비해 적었으며 당도는 낮아졌다. 색도의 경우 녹차가루의 첨가량이 증가할수록 L 값과 a 값은 낮아졌고 b값은 증가하였다. DPPH radical 소거능과 FRAP에 대한 항산화활성은 녹차가루의 첨가량이 증가할수록 높아지는 경향을 보였다. 발효가 완료된 발효유를 $4^{\circ}C$에서 30일간 저장한 결과, pH와 적정산도, 유산균 수 모두 적정 발효유의 범위 내에 속하였으며 색도는 녹차의 갈변에 의한 적색도 값이 증가하였으나 큰 변화는 없었다. 이러한 결과로 보아 발효유 제조 시 녹차가루의 첨가는 발효유의 발효 및 품질특성에 부정적인 영향을 미치지 않고 건강기능성을 향상시켜 새로운 기능성 발효유로써의 개발 가능성을 확인하였다.
With the goal of developing a new functional fermentation milk using green tea powder (GP), milk was fermented with direct vat set (DVS) starter culture containing Streptococcus salivarius subsp. thermophilus, Lactobacillus paracasei and L. delbrueckii subsp. bulgaricus. We investigated fermentation...
With the goal of developing a new functional fermentation milk using green tea powder (GP), milk was fermented with direct vat set (DVS) starter culture containing Streptococcus salivarius subsp. thermophilus, Lactobacillus paracasei and L. delbrueckii subsp. bulgaricus. We investigated fermentation characteristics and antioxidative activities of fermented milk supplemented with different concentrations (0.5, 1, 2, 3%) of GP. All samples were evaluated for pH, total acidity, viable cell count, and sugar contents. The pH of all samples decreased during fermentation, and the final pH ranged from 4.35 to 4.51. The acidity increased during fermentation, after the fermentation was completed, the titratable acidity was 0.8 to 1.1%. And viable cell count of all samples increased during fermentation, and the final viable cell count was 8.57 to 8.89 log CFU/mL. The sugar content decreased as the fermentation proceeded and finally reached 12 to $13^{\circ}Brix$. And increasing GP, decreased brightness and increased yellowness. Increasing GP concentration added to milk, improved DPPH free radical scavenging activity and ferric ion reducing activity of fermentation milk. The fermentation milk kept their pH, total acidity and viable cell counts standard of fermentation milk during the storage period at $4^{\circ}C$. These findings confirmed the possibility of development of the novel functional fermentation milk through the investigation of the quality characteristics of the fermentation milk added with GP.
With the goal of developing a new functional fermentation milk using green tea powder (GP), milk was fermented with direct vat set (DVS) starter culture containing Streptococcus salivarius subsp. thermophilus, Lactobacillus paracasei and L. delbrueckii subsp. bulgaricus. We investigated fermentation characteristics and antioxidative activities of fermented milk supplemented with different concentrations (0.5, 1, 2, 3%) of GP. All samples were evaluated for pH, total acidity, viable cell count, and sugar contents. The pH of all samples decreased during fermentation, and the final pH ranged from 4.35 to 4.51. The acidity increased during fermentation, after the fermentation was completed, the titratable acidity was 0.8 to 1.1%. And viable cell count of all samples increased during fermentation, and the final viable cell count was 8.57 to 8.89 log CFU/mL. The sugar content decreased as the fermentation proceeded and finally reached 12 to $13^{\circ}Brix$. And increasing GP, decreased brightness and increased yellowness. Increasing GP concentration added to milk, improved DPPH free radical scavenging activity and ferric ion reducing activity of fermentation milk. The fermentation milk kept their pH, total acidity and viable cell counts standard of fermentation milk during the storage period at $4^{\circ}C$. These findings confirmed the possibility of development of the novel functional fermentation milk through the investigation of the quality characteristics of the fermentation milk added with GP.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 녹차 중 품질이 가장 우수하고 생리활성도가 높은 녹차가루(17)를 첨가하여 제조한 발효유의 발효특성, 이화학적특성 및 항산화 활성을 조사하였다.
제안 방법
1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH) radical 소거능은 free radical인 DPPH 시약이 시료 내의 항산화 물질과 반응하여 보라색에서 노란색으로 탈색되는 원리를 이용하는 것으로 DPPH radical 소거능은 Blois의 방법(29)을 일부 수정하여 측정하였다. 시료 0.
Ferric ion reducing antioxidant power(FRAP) 활성은 Fe(Ⅲ)-2,4,6-tripyridyls-triazine(TPTZ)가 항산화물질에 의해 Fe(Ⅱ)-TPTZ로 환원되는 원리를 이용하여 분광법으로 측정하는 방법으로(30) Shahrokh의 방법(31)을 일부 수정하여 측정하였다. 시료 0.
녹차가루의 첨가량을 달리한 발효유의 기능성을 평가하기 위하여 DPPH radical 소거능, FRAP 활성을 측정하였으며, 그 결과들은 Fig. 4에 나타내었다.
발효가 완료된 발효유는 오랜 기간 저온에서 유통, 보관되므로 저장 기간 중의 품질변화를 확인하기 위하여 발효가 완료된 후 4℃에서 보관하면서 30일간 5일 간격으로 pH, 적정산도, 유산균 수 및 색도를 조사하였다. 먼저 pH와 산도의 결과는 Fig.
발효유는 발효가 완료된 후 일정기간동안 저온 유통되어 소비되므로 저장기간 중의 품질변화를 확인하기 위하여 발효 완료된 발효유를 4℃에서 보관하면서 5일 간격으로 30일 동안 pH, 적정산도, 유산균 수를 측정하여 비교하였다.
본 연구에서는 녹차가루의 첨가량을 0.5, 1, 2, 3%를 첨가한 발효유를 제조하고 이에 따른 품질특성, 항산화 활성 및 저장성을 평가하였다. 녹차가루를 첨가한 발효유에서 발효가 진행될수록 pH는 낮아졌으나 대조군에 비해 첨가 군에서 높은 값을 나타내었고 적정산도 역시 발효가 진행될수록 증가하였으나 녹차가루의 첨가량이 증가할수록 적정산도는 높아지는 경향을 나타내었다.
녹차가루를 첨가한 발효유의 제조는 Table 1과 같이 배합하여 사용하였다. 시유(Seoul Milk Co., Seoul, Korea)를 기질로 하여 탈지분유분말(Seoul Milk Co.), 올리고당(CJ Cheiljedang Co., Seoul, Korea)과 0, 0.5, 1, 2 및 3% 농도의 녹차가루를 첨가하여 균질화하고 95℃에서 15분간 살균하였다. 살균 후 40℃로 방냉한 다음 3%(w/w) bulk starter를 접종하여 40℃에서 12시간 발효한 후 4℃에서 1일간 보관하며 안정화 시킨 후 각종 분석 실험에 이용하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용한 녹차는 (주)대한다원쉼터(Boseong, Korea)에서 2016년에 채엽, 가공된 녹차를 구입하여 분쇄기(MCH-602, Dongyang Magic, Seoul, Korea)로 분말화 한 후 60 mesh에 통과시켜 시료로 사용하였다.
데이터처리
모든 실험 결과는 3회 반복 실시하여 실험 결과를 평균±표준편차로 나타내었고 실험군 간의 유의성을 검정하기 위하여 SAS 통계처리(Statstical Analysis System, SAS Insititute Inc., Cary, NC, USA)를 이용한 분산분석(ANOVA)과 Duncan의 다중범위검증(Duncan's multiple range test, p<0.05)으로 유의성을 검증하였다(32).
이론/모형
총 페놀성 화합물 함량 측정은 Folin-Denis법(28)에 따라 비색 정량하였다. 즉, 13,000 rpm에서 15분간 원심분리 한 상등액 2 mL에 1 N Folin-ciocalteu's reagent 2 mL를 가하여 3분 동안 실온에 방치한 후 10% NaCO3 2 mL를 첨가하여 1시간 동안 암실에서 반응시킨 다음, 분광광도계(UV-1601, Shimazdu Co.
성능/효과
4에 나타내었다. DPPH radical 소거능 분석 결과, 발효 전보다 발효 후에 모든 실험군에서 DPPH radical 소거능 값이 유의적으로 증가한 것을 확인하였고,이러한 결과는 유산균의 젖산 발효에 의해 생성된 대사물질과 젖산 등에 의한 작용으로 보여지며 아로니아(2)를 첨가한 발효유의 결과와 일치하였다. 또한 발효 후 DPPH radical 소거능 분석 결과, 대조군이 13.
색도의 경우 녹차가루의 첨가량이 증가할수록 L 값과 a 값은 낮아졌고 b값은 증가하였다. DPPH radical 소거능과 FRAP에 대한 항산화활성은 녹차가루의 첨가량이 증가할수록 높아지는 경향을 보였다. 발효가 완료된 발효유를 4℃에서 30일간 저장한 결과, pH와 적정산도, 유산균 수 모두 적정 발효유의 범위 내에 속하였으며 색도는 녹차의 갈변에 의한 적색도 값이 증가하였으나 큰 변화는 없었다.
13%로 가장 높게 나타났으며 녹차가루의 첨가량이 증가할수록 값이 높은 값으로 나타났다. FRAP 활성 분석 결과에서도 녹차가루 첨가군에서 대조군(0.04 μM TE)보다 높은 0.334-1.490 μM TE의 FRAP 활성을 나타내었으며 녹차가루의 첨가량이 증가할수록 값이 증가하는 것을 확인하였다. Kim(42)은 녹차 속 폴리페놀 화합물인 catechins에 의해 높은 항산화 활성을 나타낸다고 보고하였고, Lee 등(44)의 연구에서는 단순회귀분석을 통해 EC, ECG 및 EGCG 함량과 항산화 활성과 상관관계가 있으며, 녹차의 항산화 활성은 카테킨류에 의해 상당 부분 결정된다고 보고하였다.
3에 나타내었다. 녹차가루를 첨가하지 않은 대조군에서 0.014%로 가장 낮았으며, 녹차가루의 첨가량이 증가할수록 총 페놀성 화합물 함량이 증가하여 0.5% 첨가군에서 0.048%, 1% 첨가군에서 0.078%, 2% 첨가군에서 0.146%가 나타났고 3% 첨가군에서 약 0.233%로 가장 많은 페놀 함량이 나타났다. Cho등(43)은 녹차 속 catechins 와 flavonoid 및 그 외 다양한 페놀성 화합물이 함유되어있으며 녹차 첨가량이 증가 할수록 막걸리의 총 페놀성 화합물 함량이 증가되었다고 보고하였고 본 연구에서도 비슷한 경향을 나타내었다.
5, 1, 2, 3%를 첨가한 발효유를 제조하고 이에 따른 품질특성, 항산화 활성 및 저장성을 평가하였다. 녹차가루를 첨가한 발효유에서 발효가 진행될수록 pH는 낮아졌으나 대조군에 비해 첨가 군에서 높은 값을 나타내었고 적정산도 역시 발효가 진행될수록 증가하였으나 녹차가루의 첨가량이 증가할수록 적정산도는 높아지는 경향을 나타내었다. 시간이 지날수록 유산균 수는 증가하였으나 대조군에 비해 적었으며 당도는 낮아졌다.
녹차가루를 첨가한 발효유의 발효시간에 따른 산도는 발효 전 대조군이 0.14로 가장 낮았으며 0.5% 첨가군은 0.19, 1%는 0.2, 2%는 0.22, 3%는 0.27로 녹차가루의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 이는 녹차 속에 함유되어있는 citric acid, malic acid등과 같은 유기산의 영향으로 생각되며(35) 오가피분말(10), 산수유 추출물(12)을 첨가한 발표유의 품질특성 연구에서도 이와 같은 경향을 나타내었다.
녹차가루의 첨가량을 달리한 발효유의 발효 전과 발효 후의 L, a, b 값은 Table 2와 같다. 녹차가루를 첨가한 실험군의 명도는 발효 전보다 발효 후에 유의적으로 낮아졌으며, 발효 후에 대조군과 녹차가루 0.5, 1, 2, 3% 첨가군의 명도는 각각 71.91, 66.25, 64.04, 62.23, 60.58로 녹차가루의 농도가 증가할수록 낮아지는 경향을 보였다. 또한 적색도 역시 대조군이 -2.
DPPH radical 소거능 분석 결과, 발효 전보다 발효 후에 모든 실험군에서 DPPH radical 소거능 값이 유의적으로 증가한 것을 확인하였고,이러한 결과는 유산균의 젖산 발효에 의해 생성된 대사물질과 젖산 등에 의한 작용으로 보여지며 아로니아(2)를 첨가한 발효유의 결과와 일치하였다. 또한 발효 후 DPPH radical 소거능 분석 결과, 대조군이 13.5%로 가장 낮은 값을 나타내었고, 0.5% 첨가군은 63.53%, 1% 첨가군은 68.34%, 2% 첨가군은 77.13% 3% 첨가군의 radical 소거능은 80.13%로 가장 높게 나타났으며 녹차가루의 첨가량이 증가할수록 값이 높은 값으로 나타났다. FRAP 활성 분석 결과에서도 녹차가루 첨가군에서 대조군(0.
DPPH radical 소거능과 FRAP에 대한 항산화활성은 녹차가루의 첨가량이 증가할수록 높아지는 경향을 보였다. 발효가 완료된 발효유를 4℃에서 30일간 저장한 결과, pH와 적정산도, 유산균 수 모두 적정 발효유의 범위 내에 속하였으며 색도는 녹차의 갈변에 의한 적색도 값이 증가하였으나 큰 변화는 없었다. 이러한 결과로 보아 발효유 제조 시 녹차가루의 첨가는 발효유의 발효 및 품질특성에 부정적인 영향을 미치지 않고 건강기능성을 향상시켜 새로운 기능성 발효유로써의 개발 가능성을 확인하였다.
녹차가루를 첨가한 발효유의 발효 중 유산균 수와 당도의 변화는 Fig 2와 같다. 발효가 진행됨에 따라 모든 실험군에서 유산균 수가 서서히 증가하였으며 0.5% 첨가군의 경우 대조군과 유의적인 차이가 없었으나 1% 이상의 녹차가루를 첨가할 경우 첨가량이 증가할수록 유산균 수는 감소하는 경향을 나타내었다. Bang과 Park(38)의 연구에 의하면 녹차 물추출물을 첨가한 요구르트에서 녹차 물추출물에 의해 유산균의 생육이 저해된다고 보고하였고, Park 등(39)은 녹차를 첨가한 김치가 무첨가구에 비해 적숙기가 길어졌다고 보고하였는데 이는 녹차에 의해 김치유산균의 생육이 저해된다는 것을 의미하는 것으로 본 연구와 일치하는 결과이며, 녹차가루에 함유된 카테킨류가 유산균의 생육을 저해시켰다고 판단된다(34).
Kim(42)은 녹차 속 폴리페놀 화합물인 catechins에 의해 높은 항산화 활성을 나타낸다고 보고하였고, Lee 등(44)의 연구에서는 단순회귀분석을 통해 EC, ECG 및 EGCG 함량과 항산화 활성과 상관관계가 있으며, 녹차의 항산화 활성은 카테킨류에 의해 상당 부분 결정된다고 보고하였다. 본 연구에서도 앞선 연구들과 비슷한 결과를 나타내었으며 catechins 외에도 녹차 속에 함유되어 있는 다량의 flavonol와 vitamin(43)등의 다양한 항산화 활성 물질들을 함유하고 있어 높은 항산화력을 나타내므로 녹차가루 첨가가 발효유의 항산화 활성을 증가시킨 것으로 판단된다.
반면 황색도는 발효 완료 직후보다 증가하였으나 유의적인 차이는 없었다. 이상의 결과를 종합해 보면 녹차가루 첨가가 발효유의 저장 기간 중 pH, 산도, 생균수 및 색도의 변화에 영향을 미치지 않는 것으로 판단된다.
후속연구
발효가 완료된 발효유를 4℃에서 30일간 저장한 결과, pH와 적정산도, 유산균 수 모두 적정 발효유의 범위 내에 속하였으며 색도는 녹차의 갈변에 의한 적색도 값이 증가하였으나 큰 변화는 없었다. 이러한 결과로 보아 발효유 제조 시 녹차가루의 첨가는 발효유의 발효 및 품질특성에 부정적인 영향을 미치지 않고 건강기능성을 향상시켜 새로운 기능성 발효유로써의 개발 가능성을 확인하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
발효유란?
발효유는 원유 혹은 탈지유에 유산균이나 효모를 접종하고 발효시켜 만든 유제품으로 우유 성분 이외에 생성된 발효산물인 lactic acid, peptone, oligossaccharide 등이 함유되어 우유보다 영양학적으로 우수하다(3,4). 또한 유산균의 장내 증식에 의한 정장작용(5)과 bacteriocin의 생산에 의한 장내 유해 세균의 생육억제(6), 콜레스테롤 저하(7) 등 건강증진 효과가 있는 식품이다.
발효유의 건강증진 효과는?
발효유는 원유 혹은 탈지유에 유산균이나 효모를 접종하고 발효시켜 만든 유제품으로 우유 성분 이외에 생성된 발효산물인 lactic acid, peptone, oligossaccharide 등이 함유되어 우유보다 영양학적으로 우수하다(3,4). 또한 유산균의 장내 증식에 의한 정장작용(5)과 bacteriocin의 생산에 의한 장내 유해 세균의 생육억제(6), 콜레스테롤 저하(7) 등 건강증진 효과가 있는 식품이다. 이처럼 발효유는 건강증진기능성을 갖는 기호성 식품으로써 메밀(8), 마늘(9), 오가피(10), 유자(11), 산수유(12), 함초(13), 통보릿가루(14) 등의 기능성 식품들을 첨가하여 기존 발효유보다 기능성을 강화시키고 항산화활성을 높이는 새로운 형태의 발효유 개발을 위한 연구가 진행되고 있다.
catechins의 인체에 작용하는 효능은?
녹차를 우려내어 음용할 경우,catechins, caffeine, amino acid, phenolic acid, water soluble vitamin 외에 나머지 성분들은 버려지나 분말화된 가루녹차를 직접 섭취할 경우, 수용성 성분뿐만 아니라 불용성 성분인 식이섬유와 지용성 성분인 tocopherol, β-carotene 등의 유용성분까지 섭취할 수 있다(18). 또한 녹차의 주요 성분인catechins는 항산화 효능(19,20), 콜레스테롤저하(21), 항암작용(22), 항균작용(23), 고혈압 및 동맥경화 억제작용(24,25) 등에 효과가 있다는 연구결과도 있다.
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