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곡물 소재 팽화식품에서 장내 유익균의 증진 효과 분석 및 공초점 현미경을 이용한 부착능 평가
Analysis of Enhancement Effect and Attachment Ability of Beneficial Intestinal Microflora in Puffed Grain Foods Using Confocal Laser Scanning Microscopy 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.46 no.9, 2017년, pp.1071 - 1080  

정명교 (충북대학교 식품생명.축산과학부) ,  오도건 (충북대학교 식품생명.축산과학부) ,  권오성 ((주)지디앤와이) ,  정준영 ((주)지디앤와이) ,  이임식 (식품의약품안전처) ,  김광엽 (충북대학교 식품생명.축산과학부)

초록
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본 연구에서는 공초점 주사현미경(CLSM)을 활용하여 장내 유익균과 국산 통곡물(whole grain) 소재들과의 부착을 통해 생육환경에 있어 도움이 될 수 있는 서식공간을 제공받는 것을 시각화하고, 소재들의 프리바이오틱스 효과를 in vitro 배양을 통해 확인하여 통곡물 소재들로 제조된 프리바이오틱스 팽화식품을 개발하는 것을 목표하였고, 그 결과 장 속에서 장내 유익균 균총을 향상시켜 인체의 건강증진에 유익한 팽화과자 제조에 필요한 기초 자료를 확보하였다. 선정곡물들의 일반성분 함량은 수분이 8.99~12.19%, 조회분 1.34~2.39%, 조단백질 7.34~15.38%, 조지방 1.84~8.12%로 함량이 분석되었고, 불용성 식이섬유 3.08~18.62%, 수용성 식이섬유 0.10~3.13%, 그리고 총 식이섬유 함량 5.26~21.36%로 확인되었다. 곡물분말의 프리바이오틱스 부착여부를 CLSM으로 관찰한 결과 곡물분말과 혼합된 Lactobacillus acidophilus는 곳곳에 산재되어 있었지만, 주변 유동액 층보다 상대적으로 곡물분말 주변에 부착되어 존재하였다. 선정곡물들의 장내 유익균의 증진에 활성 효과가 있음을 검증한 결과 L. acidophilus에서는 찰보리 추출물에서 가장 높은 흡광도 값을 보였다. Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis에서는 귀리 추출물에서 가장 높은 효과를 보였다. Streptococcus salivarius subsp. thermophilus에서는 control보다 높은 수치를 보였지만, 두드러진 차이는 보이지 않았다. Bifidobacterium bifidum은 12시간 이후 흡광도 값은 일정하게 유지되었다. 곡물 소재 동결건조 추출물 간의 장내 유익균 활성 정도를 비교한 실험 결과 L. acidophilus에서는 찰보리와 율무에서 가장 높은 생육증진 효과를 보였고 현미를 제외한 다른 곡물 모두 유의한 증진 효과를 보였다. L. delbrueckii subsp. lactis에서는 율무에서 가장 높은 증진 효과를 보였고, S. salivarius subsp. thermophilus에서는 찰보리와 찰수수에서 가장 높은 증진 효과를 보였다. 그리고 B. bifidum에서는 찰보리와 찰기장에서 높은 증진 효과를 보였다. 팽화식품 제조 시 배합에 사용될 6종의 혼합곡물의 장내 유익균 활성 효과를 알아본 결과, 24시간 배양 시 L. acidophilus는 control에 비해 1.72배이상 상승하였고, L. delbrueckii subsp. lactis는 1.89배, S. salivarius subsp. thermophilus는 1.66배 이상, B. bifidum는 1.47배가량 상승한 것으로 분석되었다. 제조된 팽화과자의 색도 측정결과 L값은 치즈맛의 시즈닝 첨가군이 대조군보다 높게 나왔다. a값은 대조군이 적색에 가깝게, 시즈닝 첨가군은 녹색 쪽으로 나타났다. b값은 두 제품에서 크게 유의한 차이를 보이진 않았다. 팽화과자의 경도는 첨가군이 대조군보다 높았고, 바삭거림은 첨가군이 대조군보다 약한 것으로 확인되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study examined the adhesiveness of beneficial intestinal bacteria to whole-grains using confocal scanning laser microscopy (CLSM), to demonstrate the prebiotic effects of whole-grains, and to develop prebiotic puffed snacks with these whole-grains. CLSM has been used to observe the adhesiveness...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 미생물이 부착하는 기전과 미치는 영향에 대한 연구는 그동안 많이 진행되었으나, 시각적인 영상을 통한 담체들과 장내 유익균의 부착여부와 부착방식에 대한 연구가 더 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 공초점 주사현미경(confocal laser scanning microscope, CLSM)을 활용하여 장내 유익균과 국산 통곡물 소재들과의 부착을 통해 생육 환경에 있어 도움이 될 수 있는 서식공간을 제공받는 것을 시각적으로 제시하고, 소재들의 프리바이오틱스 효과를 in vitro 배양을 통해 확인하여 통곡물 소재들로 제조된 프리바이오틱스 팽화식품을 개발하는 것을 목표로 한다.
  • 본 연구에서는 공초점 주사현미경(CLSM)을 활용하여 장내 유익균과 국산 통곡물(whole grain) 소재들과의 부착을 통해 생육환경에 있어 도움이 될 수 있는 서식공간을 제공받는 것을 시각화하고, 소재들의 프리바이오틱스 효과를 in vitro 배양을 통해 확인하여 통곡물 소재들로 제조된 프리바이오틱스 팽화식품을 개발하는 것을 목표하였고, 그 결과 장 속에서 장내 유익균 균총을 향상시켜 인체의 건강증진에 유익한 팽화과자 제조에 필요한 기초 자료를 확보하였다. 선정곡물들의 일반성분 함량은 수분이 8.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
인체에 존재하는 장내 미생물은 어떻게 구성되어 있는가? 포유류 동물들의 장내에는 면역력을 높여 숙주의 건강유지에 도움을 주는 유익균들과 장내 독소 생성, 노화 촉진, 식중독, 발암 등 숙주 건강에 유해한 영향을 끼치는 유해균들이 함께 존재한다(1). 인체에 존재하는 장내 미생물의 90% 이상은 혐기성 균주인 Bifidobacterium spp., Eubacterium spp., Bacteroides spp.로 알려져 있고, Lactobacillus spp., Escherichia coli, Streptococcus spp., Veillonella spp. 등은 105~8 CFU/g 정도이며 Clostridium perfringens, Staphylococcus spp., Proteus spp. 및 Pseudomonas spp. 등 병원성 및 유해 미생물은 104 CFU/g 이하로 존재한다. 이런 장내 유익균과 유해균들은 함께 공생이나 길항작용을 통해 인체의 장내에서 일정한 균총을 지니게 되고 이들의 균형에 의해 건강상태가 조절된다(2-4).
프로바이오틱스란 무엇인가? 섭취 시 장관 내에서 서식 가능하고 장내 균총을 개선시켜 인체에 유익한 효과를 주며 건강증진의 효과가 있는 장내 유익균을 프로바이오틱스라 부르며, 프로바이오틱스의 생육과 증식, 활성에 도움을 주어 숙주의 건강을 향상시키는 난소화성 다당류를 프리바이오틱스(prebiotics)라 부른다(8-10). 미생물들은 고체표면에 부착함으로써 풍부한 영양 환경 하에서 생존 가능성을 높일 수 있고, 생존에 불리하게 작용하는 독성 물질들로부터 보호받거나 군집을 이루는 데 방해가 되는 물리적인 요인들로부터 자기 보호를 할 수 있다고 알려져 있다(11).
장내 미생물의 균총은 어떻게 유지 되는가? 등 병원성 및 유해 미생물은 104 CFU/g 이하로 존재한다. 이런 장내 유익균과 유해균들은 함께 공생이나 길항작용을 통해 인체의 장내에서 일정한 균총을 지니게 되고 이들의 균형에 의해 건강상태가 조절된다(2-4). 따라서 장내에 유익한 세균을 강화시키거나 조화된 균총을 유지하는 것은 매우 중요하며, 이를 위해 최근엔 프로바이오틱스(probiotics)를 첨가한 식품이나 장내 유익균의 기질로 작용하는 올리고당, 식이섬유의 섭취 시 개선 효과와 관련된 연구 등 다양한 연구가 진행되고 있다(5-7).
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