선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 김치에서 분리한 Lactobacillus plantarum YD09 균과 식초에서 분리한 Bacillus acidiproducens VG1 균을 이용하여 호상 발효우유 제조에 최적의 조건을 확립하고 식물성 호상 발효우유를 제조하고 그 물리 화학적 특성을 알아보고자 하였다.
- 본 연구에서는 식물성 원료인 콩에 물의 비율을 달리하여 발효우유 베이스(base)를 제조하고, 식물성 젖산균인 김치 젖산균 L. plantarum와 식초 젖산균인 B. acidiproducens를 접종하여 제조한 발효우유의 물리 화학적 특성을 알아보고자 하였다. 콩과 물의 비율은 1:1인 것이 다른 비율보다 실험결과에서 이상적인 값을 보였다.
제안 방법
- PCR 반응을 위한 프라이머(primers)로는 universal primer인 27F (5'-AGA GTT TGA TCM TGG CTC AG-3')와 1492R (5'-TAC GGY TAC CTT GTT ACG ACT T-3')를 사용하였고, PCR 조건은 initial denaturation 5분, 그리고 94℃에서 45초간 변성(denaturation), 55℃에서 60초간 annealing 및 72℃에서 60초간 extension의 cycle을 35회 하였다. 16S rRNA 염기서열 확인은 (주)마크로젠(Seoul, Korea)에 의뢰하여 확인하였다.
- PCR 반응을 위한 프라이머(primers)로는 universal primer인 27F (5'-AGA GTT TGA TCM TGG CTC AG-3')와 1492R (5'-TAC GGY TAC CTT GTT ACG ACT T-3')를 사용하였고, PCR 조건은 initial denaturation 5분, 그리고 94℃에서 45초간 변성(denaturation), 55℃에서 60초간 annealing 및 72℃에서 60초간 extension의 cycle을 35회 하였다.
- 각 균주의 스톡에는 2.0×108 CFU/mL의 젖산균을 함유하도록 하였다.
- 균주의 스톡을 만들기 위하여 L. plantarum YD09, B. acidiproducens VG1 및 대조군인 TF (ABT-4) 젖산균은 각각 5.0 mL의 MRS 액체배지에 37℃에서 18시간 전배양한 후 전배양한 배양액을 100mL의 MRS 액체배지에 0.02%씩 접종하여 37℃에서 24시간 배양한 뒤, 각각의 균주 배양액 500 µL, 20.0% glycerol 500 µL를 혼합하여 보관용 스톡(stock)을 제조하였다.
- 발효기간별 발효우유의 pH는 각각 0, 6, 12, 24시간에 pH 측정기(meter, Orion 3-star Benchtop pH meter, Thermo Fisher Scientific Inc, Waltham, MA, USA)를 사용하여 측정하였고 평균값으로 나타내었다. 발효우유의 산도는 시료를 10 mL씩 취하고 증류수 10 mL를 가하여 1:1희석하고, 0.
- 발효기간별 생균수 측정은 균을 접종한 직후(0시간)와 6시간, 12 시간, 24시간의 발효우유를 1mL 씩 취하여 멸균 생리식염수에 십진희석법으로 희석하고 MRS agar (Difco, YL Science, USA)에 도말한 뒤, 표준평판법으로 37oC에서 24시간 동안 혐기조건으로 배양한 뒤 나타난 colony 수를 log CFU (colony forming unit)/ mL로 발효우유 제작부터 완료 시기까지의 생균수를 나타내었다.
- 발효기간별 발효우유의 pH는 각각 0, 6, 12, 24시간에 pH 측정기(meter, Orion 3-star Benchtop pH meter, Thermo Fisher Scientific Inc, Waltham, MA, USA)를 사용하여 측정하였고 평균값으로 나타내었다. 발효우유의 산도는 시료를 10 mL씩 취하고 증류수 10 mL를 가하여 1:1희석하고, 0.1 N 수산화소듐(NaOH)로 pH 8.4가 될 때까지 적정하여 적정산도를 측정하였다.
- 1 mL씩 도말 한 후 30 ℃에서 2일간 배양하였다. 배지 상에 형성된 다양한 미생물 콜로니의 형태, 색에 따라 분리하고 선택한 균을 BCP (bromocresol purple, 0.004%) 첨가한 MRS 평판배지에 도말하여 30℃에서 24시간 배양하여 집락 주위에 노란색의 환을 형성하는 균주를 선별하였다. 분리한 젖산균은 MRS 액체배지에 배양하여 균체만을 회수하여 20% (v/v) 글리세롤(glycerol)과 1:1의 비율로 혼합하여 보관용 스톡(stock)을 제조하여 −80℃에서 보관하였으며, 실험에 사용하기 직전에 MRS 액체배지에 2회 계대 배양하여 활성을 높인 후 실험에 사용하였다.
- 분리 균주 중 커드(curd)를 형성하는 젖산균을 선발하기 위하여 10.0% 탈지우유액 배지(skim milk broth, Difco, USA)에 전배 양한 분리 균주(2.0×10 8 CFU/mL)를 0.02% 접종하여 37℃에서 4일간 정치배양한 후 커드 형성능력이 있는 균주를 1차 선발하였다.
- 선별한 균주의 동정은 16S rRNA 순서 분석을 통하여 분리 균주를 동정하였다. 분리 균주의 Genomic DNA는 ZR Fungal/Bacterial DNA MiniPrep kit (Zymo Research, USA)를 사용하여 분리하였다. 분리한 DNA를 주형으로 하여 PCR 수행하였다.
- 분리 균주의 Genomic DNA는 ZR Fungal/Bacterial DNA MiniPrep kit (Zymo Research, USA)를 사용하여 분리하였다. 분리한 DNA를 주형으로 하여 PCR 수행하였다. PCR 반응을 위한 프라이머(primers)로는 universal primer인 27F (5'-AGA GTT TGA TCM TGG CTC AG-3')와 1492R (5'-TAC GGY TAC CTT GTT ACG ACT T-3')를 사용하였고, PCR 조건은 initial denaturation 5분, 그리고 94℃에서 45초간 변성(denaturation), 55℃에서 60초간 annealing 및 72℃에서 60초간 extension의 cycle을 35회 하였다.
- 분리한 젖산균은 MRS 액체배지에 배양하여 균체만을 회수하여 20% (v/v) 글리세롤(glycerol)과 1:1의 비율로 혼합하여 보관용 스톡(stock)을 제조하여 −80℃에서 보관하였으며, 실험에 사용하기 직전에 MRS 액체배지에 2회 계대 배양하여 활성을 높인 후 실험에 사용하였다.
- 색도는 색차계(CM-3500D, Minolta, Japan)를 사용하여 L값 (lightness), a값(redness), b값(yellowness)을 측정하였다. 모든 시료는 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.
- 서리태 콩을 실온에서 5시간 이상 물에 불린 뒤 물기를 제거하고 블렌더(LB-32HP RPM professional blender, L’equip, Seoul, Korea)에 넣고 서리태와 물을 1:1로 넣고 2분간 최대 속도로 갈아낸 후, 거즈로 짜서 콩물만 얻어 내었다.
- 선별한 균주의 동정은 16S rRNA 순서 분석을 통하여 분리 균주를 동정하였다. 분리 균주의 Genomic DNA는 ZR Fungal/Bacterial DNA MiniPrep kit (Zymo Research, USA)를 사용하여 분리하였다.
- 수집한 식초 시료 1.0 mL을 채취하여 9.0 mL의 살균 생리식염수(0.85% NaCl)에 첨가하여 1분간 블랜더(blender)로 균질화 한후 10 배 단위로 단계별로 희석한 후 Lactobacillus MRS broth (Difco, BD, USA)로 만든 평판배지에 0.1 mL씩 도말 한 후 30 ℃에서 2일간 배양하였다. 배지 상에 형성된 다양한 미생물 콜로니의 형태, 색에 따라 분리하고 선택한 균을 BCP (bromocresol purple, 0.
- 제조한 발효우유를 4℃에서 24시간 냉장보관한 후 호서대학교 학생에게 공고를 통해 자원을 받은 19명을 대상으로 동의서를 작성하고 관능평가에 대한 용어, 평가기준과 평가 방법 등을 숙지시키고 관능 검사원에게 시료를 무작위로 받아 평가를 수행하였다. 시료는 검사 전 30분에 미리 실온에 꺼내어 작은 종이컵에 일정하게 담아 물과 함께 제공하였으며, 검사 전후에 물로 입을 헹구고 발효우유의 색과 향, 단맛, 신맛, 전체적 기호도 항목으로 평가하였고, 나쁘다 1점, 좋다 5점의 5점 척도법으로 평가를 실시하였다.
- 서리태 콩을 실온에서 5시간 이상 물에 불린 뒤 물기를 제거하고 블렌더(LB-32HP RPM professional blender, L’equip, Seoul, Korea)에 넣고 서리태와 물을 1:1로 넣고 2분간 최대 속도로 갈아낸 후, 거즈로 짜서 콩물만 얻어 내었다. 이렇게 얻은 콩물과 물의 비율을 1:1, 1:1.5, 또는 1:2의 비율로 섞어준 후, 7.0% (w/v) 설탕을 첨가하고 고압살균기(AC-12 autoclave, Jeio tech, Deajeon, Korea)에서 121℃에서 15 min 동안 살균하였다. 클린벤치(CLB-201-04 vertical laminar flow cabinet, CHC lab, Deajeon, Korea)에서 37-40℃까지 식힌 후, 제조한 균주 스타터를 각각 2.
- 당도와 점성은 발효 완료시점인 24시간 후 4℃에서 보관 후 실온에서 당도는 당도계를 이용하여 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다. 점성는 발효 완료 후 24시간 4℃에서 보관 후 실온에서 점성계(LVDV-II+ Pro Brookfiled Engineering Lab. Inc. USA) 4번 스핀들(spindle)을 이용하여 30 rpm에서 1분 동안 안정 화시간을 거친 뒤 30초에 간격으로 2분 동안 발효우유의 온도를 측정하면서 3회 반복 측정하였다.
- 제조한 발효우유를 4℃에서 24시간 냉장보관한 후 호서대학교 학생에게 공고를 통해 자원을 받은 19명을 대상으로 동의서를 작성하고 관능평가에 대한 용어, 평가기준과 평가 방법 등을 숙지시키고 관능 검사원에게 시료를 무작위로 받아 평가를 수행하였다. 시료는 검사 전 30분에 미리 실온에 꺼내어 작은 종이컵에 일정하게 담아 물과 함께 제공하였으며, 검사 전후에 물로 입을 헹구고 발효우유의 색과 향, 단맛, 신맛, 전체적 기호도 항목으로 평가하였고, 나쁘다 1점, 좋다 5점의 5점 척도법으로 평가를 실시하였다.
- 최종적으로 1차 선발한 균주를 대상으로 10.0% 탈지분유에 1차 선발 젖산균(2.0×10 8 CFU/mL)을 0.02% 접종하여 37℃에서 4일간 정치배양하면서 커드 형성능력과 산 생성 능력이 탁월하고, 향이 좋은 균주를 최종적으로 선발하였다.
대상 데이터
- 대조군은 일반적으로 발효 우유의 종균으로 많이 사용되고 있는 ABT-4 (Lactobacillus acidophilus, Streptococcus thermophilus, and Bifidobacterium; Probio-Tec ® blended culture, Hansen, Denmark)구입하여 사용하였다.
- plantarum의 경우 제조한 제품이 신맛이 강하고 향에 대한 선호도가 낮아 이를 해소할 수 있는 젖산균에 대한 요구가 높다. 본 연구팀은 식초에서 내산성이 있는 젖산을 생성 박테리아를 분리 및 동정하였고, 이 중에서 향이 좋은 Bacillus acidiproducens 을 선별하였다. 과거 연구에 따르면 B.
- 사용한 균주에 따라 크게 Y군(YF, Probio-Tec ® blended culture, Hansen, Denmark), L군(L. plantarium YD09, Microbial Institute for Fermentation Industry, Sunchang, Korea), B 군(B. acidiproducens VG1)으로 구분하였다.
- 선별 균주를 이용하여 서리태 요구르트를 제조하였다. 균주 및 콩과 물의 비율별 발효우유의 배합비는 Table 1에 나타내었다.
- 실험군으로 김치에서 분리한 Lactobacillus plantarum YD09을 발효미생물산업진흥원(Microbial Institute for Fermentation Industry, Sunchang, Korea)에서 분양받은 것과 식초에서 분리한 Bacillus acidiproducens VG1 균을 사용하였다. 대조군은 일반적으로 발효 우유의 종균으로 많이 사용되고 있는 ABT-4 (Lactobacillus acidophilus, Streptococcus thermophilus, and Bifidobacterium; Probio-Tec ® blended culture, Hansen, Denmark)구입하여 사용하였다.
데이터처리
- ANOVA로 측정한 그룹 내에서 통계적으로 유의성은 Tukey test로 검정하였다(p<0.05).
- 실험 결과는 SPSS 프로그램(Stastistical package for social science, cersion. 24.0)을 이용하여 평균±표준오차로 나타내었고, 사용 균주와 콩과 물의 혼합 비율에 따른 발효우유의 통계적 유의성은 two-way ANOVA로 측정하였다.
- 최종 선정 균주의 16S rDNA 서열분석결과를 바탕으로 GeneBank에 등록되어 있는 여러 젖산균들과의 BLAST search (http://blast.ncbi.nl m.nih.gov) 분석 프로그램을 이용하여 상동성을비교하였다. 그 결과 식초에서 분리한 젖산을 생성하는 분리균주는 B.
성능/효과
- 24시간 발효 후 생균수는 Y군의 1:1 비율에서 가장 높은 값을 나타내었으며(p<0.05), 1:1.5, 1:2순으로 1:2에서 가장 낮은 생균수 값이 나타났다.
- 05) 완성된 발효우유의 향과 전체적 기호도에서 낮은 평가를 받았는데, 이는 발효우유의 신맛과 향으로 인한 결과로 사료 된다. B. acidiproducens VG1 발효우유는 L. plantarum YD09 발효우유와 pH, 산도, 색도, 당도 및 점성에서 유사한 결과 값을보였고, 생균수에서는 L. plantarum 발효우유보다 낮은 값을 나타내었지만, 관능검사에서 높은 선호도를 보였다. 결론적으로 김치 젖산균인 L.
- L. plantarum 발효우유는 발효완료시점의 생균수에서 B. acidiproducens 발효우유보다 유의적으로 높은 값을 나타내었으나 (p<0.05) 완성된 발효우유의 향과 전체적 기호도에서 낮은 평가를 받았는데, 이는 발효우유의 신맛과 향으로 인한 결과로 사료 된다.
- 콩과 물의 비율은 1:1인 것이 다른 비율보다 실험결과에서 이상적인 값을 보였다. L. plantarum 발효우유와 B. acidiproducens 발효우유는 pH와 산도, 생균수에서 대조군으로 사용한 YF 발효우유보다 낮은 값을 나타내었으나 발효우유 제조 규격에 적합한 수준이었다. L.
- 또한 산 생성량에 영향을 받는데(32), 산도가 가장 높았던 1:1에서 점성가 가장 높게 나타났다. pH 와 온도는 같은 조건을 주었고, 점성 결과 사용한 균주에 의한 유의적인 차이는 보이지 않았다. 다만 콩물과 물의 비율을 1:1로 제조한 발효우유의 경우 2770±20 cp 값을 나타내었으나 물의 비율이 증가할수록 그 값은 낮아지는 경향을 보였다.
- 가장 낮은 생균수를 나타내었던 아세트산 세균인 B에서는 5.0-9.0×108CFU/mL에는 조금 못 미치는 4.0×108CFU/mL 값을 나타내었지만 발효우유로 제품화를 하는 것에는 문제는 없을 것으로 사료되었다.
- plantarum 발효우유보다 낮은 값을 나타내었지만, 관능검사에서 높은 선호도를 보였다. 결론적으로 김치 젖산균인 L. plantarum YD09과 식초에서 분리한 B. acidiproducens VG1은 시판되는 YF 균주보다 발효 초기 pH값이 높은 경향을 보였으나 발효가 완료된 시점에서 발효우유로써 규격에 합하는 결과 값을 나타낸 것으로 보아 발효우유 제조에 적합한 것으로 사료되며, 콩과 물의 비율을 1:1로 정하여 제조하는 것이 생균수가 높고, 커드 형성이 잘 되는 발효우유를 제조할 수 있을 것으로 보인다. 그리고 L.
- gov) 분석 프로그램을 이용하여 상동성을비교하였다. 그 결과 식초에서 분리한 젖산을 생성하는 분리균주는 B. acidiproducens과 99.9% 유사한 것으로 동정되었으며 B.acidiproducens VG1로 명명하였다.
- 색도의 결과는 다음과 같다(Table 4). 명도 결과는 사용한 균과 물의 비율에서 대체적으로 유사한 경향을 보였으나, 적색도와 황색도에서는 균과 물의 비율에 영향을 받았다. 적색도의 경우 Y 균을 사용하고 물이 비율 1:1이었던 Y1이 유의적으로 높은 값을 나타내었고, 황색도에서는 균의 종류와 물의 비율에 모두 영향을 받았는데, Y군을 사용한 것과 물의 비율이 1:1인 것이 유의적으로 높은 값을 나타내었다.
- 05), 1:2에서 낮은 산도를 나타내는 경향을 보였다. 발효우유 초기에는 군별로 유사한 산도 값을 나타내었고, 6시간 이후로 시중에 판매되는 균을 사용한 Y군의 1:1 비율에서 높은 값을 나타내었으나 유의적인 차이는 없었다. 식품공전에 제시되어 있는 발효우유의 적정산도(0.
- 그 중 검은 콩 중에 하나인 서리태는 항산화 능력이 뛰어나고(19,20) 신장 기능 보호(21), 암세포 증식 억제 효과(22,23) 등 다양한 효과를 지닌 식품이다. 본 연구팀의 예비연 구에서 서리태는 안토시아닌도 함유되어 있고 향에서 선호도가 좋았으므로 메주콩에 비해 발효우유를 제조하는데 적합하다고 판단하였다.
- casei 는 미강 첨가량이 증가할수록 빨리 대수기에 도달했다고 보고하였다. 본연구에서는 균에 의한 유의적인 차이는 없었으나, 1:1의 비율에서 Y와 L군이 높은 값을 나타낸 것으로 보아, 서리태 대사산물이 YF균과 LP균의 증식에 영향을 미친 것으로 사료된다.
- 05). 사용한 균주별로 동일한 비율에서 유사한 값을 나타내었고, 콩과 물의 비율이 1:1로 제조한 발효우유가 높은 값을 나타내는 경향을 보였다. Kim 등(30)은 버찌분말을 첨가한 요구르트에 대하여 연구하였는데, 동량의 발효 우유를 제조하기 위해 버찌가 첨가되지 않은 발효우유는 버찌가첨가된 발효우유보다 우유의 함량이 높았다.
- 수집한 식초 시료로부터 총 3종의 균주를 분리하였으며, 분리 균주를 대상으로 커드 형성 유무를 확인한 결과 총 3종 균주가 모두 커드를 형성하였고, 비교적 단단한 커드를 형성하는 VG1 균주를 최종적으로 선정하였다.
- 5, 1:2순으로 1:2에서 가장 낮은 생균수 값이 나타났다. 시중에 판매되는 균주를 이용한 Y군의생균수에서 높은 값을 나타내는 경향을 보였고, 김치에서 분리한 L. plantarium YD09, 식초에서 분리한 B. acidiproducens VG1순으로 낮은 생균수를 나타내었다. Shin 등(28)의 연구에 따르면 시판되는 발효우유의 생균수는 5.
- plantarum 은 강한 신맛을 가지고 있어(35) 신맛이 전체적인 기호도를 낮추는데 영향을 끼친 것으로 사료된다. 식초에서 얻은 균을 사용하여 제조한 B군은 시판되는 Y군과 유사한 점수를 얻은 것으로 보아 아세트산 세균을 이용하여 발효우유를 제조할 경우 신맛이 강한 L군 보다 선호도가 높고 맛이 좋은 발효우유를 제조할 수 있을 것으로 사료된다.
- 명도 결과는 사용한 균과 물의 비율에서 대체적으로 유사한 경향을 보였으나, 적색도와 황색도에서는 균과 물의 비율에 영향을 받았다. 적색도의 경우 Y 균을 사용하고 물이 비율 1:1이었던 Y1이 유의적으로 높은 값을 나타내었고, 황색도에서는 균의 종류와 물의 비율에 모두 영향을 받았는데, Y군을 사용한 것과 물의 비율이 1:1인 것이 유의적으로 높은 값을 나타내었다. 물의 비율이 증가함에 따라 발효우유가 희석되어 적색도와 황색도 값이 낮아진 것으로 사료된다.
- 0×10 4 CFU/mL로 같은 함량의 젖산균을 함유하고 있었다. 젖산균의 종류에 관계없이 6시간부터 콩물과 물의 배합비에 의한 차이를 나타내어 물의 비율이 높은 군에서 젖산균의 함량이 적은 경향을 보였다. 6시간 동안 발효시킨 후에는 젖산균의 종류에 관계없이 콩물과 물의 배합비가 1:1, 1:1.
- 콩물과 물의 비율에 의한 차이는 없었으나, 발효가 진행되는 기간에 접종한 균에 의한 유의적인 차이가 존재했다(p<0.05).
- 콩물과 물의 비율이 1:1인 것이 다른 군에 비하여 유의적으로 높은 산도를 나타내었고(p<0.05), 1:2에서 낮은 산도를 나타내는 경향을 보였다.
- 3). 향과 단맛에서 대조군으로 사용한 Y가 높은 점수를 얻었고, B, L 순으로 높은 선호도를 나타내었다. 색과 신맛은 B가 좋은 점수를 얻었으며 Y와 L은 유사한 선호도를 나타내었으나 큰 차이를 보이지 않았다.
후속연구
- acidiproducens VG1은 시판되는 YF 균주보다 발효 초기 pH값이 높은 경향을 보였으나 발효가 완료된 시점에서 발효우유로써 규격에 합하는 결과 값을 나타낸 것으로 보아 발효우유 제조에 적합한 것으로 사료되며, 콩과 물의 비율을 1:1로 정하여 제조하는 것이 생균수가 높고, 커드 형성이 잘 되는 발효우유를 제조할 수 있을 것으로 보인다. 그리고 L. plantarum 보다 B. acidiproducens VG1 을 사용하여 발효우유를 제조할 경우 신맛이 덜하고 시판되는 ABT-4 (YF)만큼 기호도가 높은 발효우유를 제조할 수 있을 것으로 사료된다.
- acidiproducens은 한국 토양에도 존재하며, 37o C, 약산성에서 자라고 젖산을 생성하는 것으로 알려져 있다(17,18). 이 균에 대한 연구는 많이 수행되지 않았지만 식초에서 생육하므로 내산성이 강해 위산에서도 생존하여 장까지 도달해 장에 이로운 영향을 미칠 것으로 기대된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.