[논문]쿼세틴 복합체의 생물학적 이용성 향상을 위한 양파 추출물의 유산균 발효

윤여진; 이아현; 박종태; 윤상만; 김재한

doi:10.9721/kjfst.2018.50.4.391

쿼세틴 복합체의 생물학적 이용성 향상을 위한 양파 추출물의 유산균 발효
Bioconversion of onion extract to improve the bioavailability of quercetin glycoconjugate 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.50 no.4, 2018년, pp.391 - 399

윤여진 (충남대학교 식품영양학과) , 이아현 (충남대학교 식품영양학과) , (충남대학교 식품영양학과) , 박종태 (충남대학교 식품공학과) , 윤상만 ((주)천부) , 김재한 (충남대학교 식품영양학과)

초록
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생물전환기법과 유산균을 사용한 발효를 이용해 쿼세틴의 회수율 증가와 비배당체(aglycone) 형태로의 전환을 통해 체내 흡수율을 높이고 풍미가 향상된 기능성 양파음료를 개발하기 위한 연구를 수행하였다. 생물전환에 적합한 유산균과 효모를 발굴하고 외부환경 조건에 차이를 두어 쿼세틴의 비배당화 전환율을 최대화하는 조건을 확립하였다. 실험 결과를 바탕으로 L. casei, L. plantarum, K. lactis가 생물전환공정에 적합한 유산균으로 선별되었다. 양파 슬러리를 포함한 양파즙을 발효하였을 때 쿼세틴 농도는 초기 대비 K. lactis와 L. casei에서 각각 260%, 318%의 증가가 관찰되었으나, 48시간 이후에는 감소하는 것을 확인하였다. 또한 quercetin hexose와 quercetin di-hexose는 최대 141%까지 증가하여 발효가 진행되는 동안 전체 총 쿼세틴 양이 증가함을 알수 있었다. 양파즙의 초기 pH를 중성으로 조정하였을 때 비배당체 쿼세틴 농도는 초기에 빠르게 증가했으나 24시간 이후에는 발효가 지속됨에 따라 감소하였다. Quercetin hexose의 농도 또한 빠르게 감소해 비배당체 비율이 증가했지만 자체 농도가 감소해 중성 pH에서의 발효는 적절하지 않다고 판단하였다. 발효기를 이용한 대용량 발효 실험에서도 L. plantarum, L. casei와 K. lactis 모두 동일한 발효 효율을 유지함을 확인하였다. 그러나 식품으로서의 사용을 위한 열 살균 이후에는 유산균 발효 양파즙의 쿼세틴 배당체 농도가 급격히 감소하여 고온 고압 살균이 아닌 여과와 같은 다른 살균 공정이 필요하다고 판단했다. 이상의 결과를 바탕으로 식물성 유산균 발효를 통한 쿼세틴 함량 증가와 비배당체/배당체 비율의 증가를 확인하였고 고기능성 유산균/젖산균 발효 양파즙의 개발 가능성을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Bioconversion and fermentation of onion extract by lactic acid bacteria were carried out to enhance the bioavailability of quercetin through the increase of quercetin recovery and aglycone formation. Lactobacillus casei, L. plantarum, and Kluyveromyces lactis were selected as the optimum strains for bioconversion. The environmental conditions to maximize the conversion ratio between glycoconjugate and quercetin aglycone have been evaluated. The concentrations of quercetin after fermentation of onion slurry by K. lactis and L. casei increased to 260% and 318%, respectively; however, the quercetin concentrations decreased after 48 hours of fermentation. Additionally, the quercetin hexose concentration increased to almost 141%. Controlling the initial pH of the onion juice increased the lactic acid production by L. casei and L. plantarum by more than two-fold. Meanwhile, the concentration of quercetin hexose decreased rapidly with the increased production of aglycones. The scale-up experiments showed the same fermentation efficiency; however, thermal sterilization reduced the quercetin glycone concentrations drastically.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

식물성 유산균과 효소를 이용한 생물전환공정을 통해 양파즙의 풍미 향상뿐만 아니라 쿼세틴 회수율의 증가 및 비배당체(aglycone) 형태로의 전환의 유도로 퀘세틴의 체내흡수율 증가를 기대할 수 있다(Kumagai, 2009). 따라서 본 연구에서는 양파즙 생물전환 공정을 위한 식물성 유산균과 효모를 발굴하고 외부환경 조건의 차이에 따른 쿼세틴 배당체 및 비배당체 함량을 분석해 양파 쿼세틴의 비배당화 전환율을 최대화하는 공정을 찾아내고자 하였다.
미생물의 발효 이후 상품을 포장, 판매하기 위해서는 살균 공정이 필요하다. 살균 공정이 양파의 기능성 성분인 쿼세틴 농도에 미치는 영향을 확인하기 위한 실험을 수행하였다. 살균 방법은 열 살균과 여과 방법이 있으나 저렴한 열 살균 방법을 이용하여 쿼세틴 농도와 성분 변화를 관찰하였다.
생물전환기법과 유산균을 사용한 발효를 이용해 쿼세틴의 회수율 증가와 비배당체(aglycone) 형태로의 전환을 통해 체내 흡수율을 높이고 풍미가 향상된 기능성 양파음료를 개발하기 위한연구를 수행하였다. 생물전환에 적합한 유산균과 효모를 발굴하고 외부환경 조건에 차이를 두어 쿼세틴의 비배당화 전환율을 최대화하는 조건을 확립하였다.

제안 방법

유산균에 의한 발효 목적은 젖산과 유기산의 생성을 통한 풍미 증진과 유산균에 의해 세포벽 성분이 분해되어 그 세포벽으로부터 유출되는 쿼세틴 비배당체 함량의 증가에 있다. Lactobacilli에 속하는 L. casei, L. plantarum, L. sakei 3종, Bifidobacterium 속에 속하는 B. infantis ATCC 15697, B. bifidum PRL 2010과 효모의 일종인 K. lactis 을 이용 양파즙 발효 특성을 관찰하였다.
lactis 를 양파즙 100mL에 접종 및 배양하였다. pH를 보정한 양파즙은 발효 후 쿼세틴 과 쿼세틴 배당체의 변화량을 측정하였다.
양파 알맹이는 110^oC에서 30분간 가압증숙하고 양파의 껍질은 분말화 후 믹서기를 이용해 마쇄 및 혼합하였다. 그후 쿼세틴 추출효율을 향상시키기 위해 시료 중량 대비 0.1%의 viscozyme (Novozyme, Denmark)과 celluclast (Novozyme)를 복합적으로 처리해 55^oC에서 12시간 반응시켜 생물전환반응을 수행하였다.
sakei는 가장 탄수화물 소모 속도가 느렸다. 동일한 시간의 발효 후 21 mM의 포도당과 31mM의 과당을 소모하여 총 52mM의 탄수화물을 소모하였다. 이는 동일시간 동안 L.
양파의 기능성 성분인 쿼세틴은 양파 세포벽에 존재하는 것으로 알려져 있다. 따라서 양파즙을 추출하고 남은 슬러리(slurry)에 추출되지 않고 남아있는 잔류 쿼세틴이 있을 것으로 추정되고 폐기물인 슬러리의 활용도와 쿼세틴 추출효율을 높이기 위하여 양파즙 발효시 첨가하여 유산균 발효를 진행하였다.
sakei는 30^oC, 그 외 유산균은 37^oC 조건에서 MRS broth (Difco, Detroit, MI, USA)에 배양하였다. 모든 유산균의 배양은 90% N₂, 5% CO₂, 5% H₂의 혼합가스로 채워진 anaerobic chamber (Coylab, Grass Lake, MI, USA)에서 혐기성 조건으로 수행하였다. 유산균 외 다른 균으로는 양파즙의 향미 증진을 위해효모인 K.
셀룰로오스 및 헤미셀룰로오스가 풍부한 식물성분임에도 양파즙의 발효 초기 측정 시 양파즙 내 cellobiose 와 xylose는 검출되지 않았다. 발효과정 중 미생물의 성장은 양파즙의 혼탁도 때문에 직접적으로 관측하지 못하였고 양파즙의 탄수화물의 소비와 유기산의 생성을 관찰하여 발효 진행을 관측 하였다.
배지 중의 쿼세틴 비배당체(quercetin aglycone)와 배당체 (quercetin glycoconjugate)인 quercetin hexose, quercetin methyl-hexose, quercetin di-hexose, 페오네딘 헥소스(peonedin hexose)의 양을 분석하였다. 쿼세틴 비배당체의 함량은 발효 후 전반적으로 증가하였다.
분석용 컬럼으로는 Zorbax Eclipse C18 (2.1×50 mm, 1.8 μm, Agilent, CA, USA)을 이용해 쿼세틴과 쿼세틴 배당체를 분리하였다.
살균 공정이 양파의 기능성 성분인 쿼세틴 농도에 미치는 영향을 확인하기 위한 실험을 수행하였다. 살균 방법은 열 살균과 여과 방법이 있으나 저렴한 열 살균 방법을 이용하여 쿼세틴 농도와 성분 변화를 관찰하였다. 살균 이후 쿼세틴 농도의 변화는 없었으나 쿼세틴 배당체의 농도는 발효 균주에 따라 다르게 감소하는 현상을 보였다(Fig.
생물전환기법과 유산균을 사용한 발효를 이용해 쿼세틴의 회수율 증가와 비배당체(aglycone) 형태로의 전환을 통해 체내 흡수율을 높이고 풍미가 향상된 기능성 양파음료를 개발하기 위한연구를 수행하였다. 생물전환에 적합한 유산균과 효모를 발굴하고 외부환경 조건에 차이를 두어 쿼세틴의 비배당화 전환율을 최대화하는 조건을 확립하였다. 실험 결과를 바탕으로 L.
양파 효소분해 슬러리로 인한 혐기적 조건 형성 및 식물 세포벽 성분의 추가 후 균주의 양파즙 발효능력의 차이가 발생하는지 확인하기 위하여 슬러리 150 g을 포함한 양파즙과 일반 양파즙 200 mL에 L. casei, L. plantarum, L. sakei 그리고 K. lactis를 접종 및 배양하였다. 쿼세틴 함량이 높다고 알려진 양파 껍질의 슬러리 함유에 따른 유산균 발효 후 함량 차이를 비교하기 위해 배양 후 쿼세틴 함량을 분석하였다.
양파즙 대용량 발효에서도 발효 효율을 유지할 수 있는지 확인하기 위해 양파즙을 2 L의 발효기를 이용하여 발효하였다. Lactobacilli 속 균주 모두 플라스크 배양과 비교하였을 때 대사산물 생성 및 당 소비에서 차이를 나타내지 않았다.
양파즙은 15,000rpm에서 원심분리 후 여과한 상등액을 High-pressure liquid chromatography infinity 1260 (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)으로 당과 유기산을 분석하였다. 분석용 컬럼은 Rezex ROA-organic acid H⁺ (Phenomenex, Torrance, CA, USA)을 사용하였고 검출기는 RI 검출기를 사용하였다.
5를 유지하여 배양하였다. 양파즙을 제품화하기 위해서 살균은 고온고압 열 살균 방법을 이용하였고 살균 이후 쿼세틴 함량의 변화를 관찰하였다.
양파즙의 pH가 균주의 대사에 영향을 미치는지 확인하기 위하여 1N NaOH를 이용해 초기 pH가 산성인 양파즙을 pH 6.0-7.0으로 조정한 후 L. casei, L. plantarum, L. sakei 그리고 K. lactis 를 양파즙 100mL에 접종 및 배양하였다. pH를 보정한 양파즙은 발효 후 쿼세틴 과 쿼세틴 배당체의 변화량을 측정하였다.
양파즙의 pH가 유산균 발효에 미치는 영향을 분석하기 위해 양파즙의 pH를 산성에서 중성으로 조정 후 발효를 수행하여 쿼세틴 및 쿼세틴 비배당체의 변화를 관측하였다(Fig. 4). 일정 기간 이후 발효가 진행됨에 따라 쿼세틴 농도의 감소는 이미 관찰되었으나 pH를 조절한 결과 쿼세틴 농도의 감소가 더 빠르게 진행되는 것을 확인하였다.
본 실험에서는 (주)천부(Geumsan, Korea)에서 기증받은 양파즙을 사용하였다. 양파즙의 착즙공정 중 양파껍질 추가 후 효소를 이용한 생물공정을 통해 유효성분인 쿼세틴의 비배당화 농도를 증가시켰다. 양파 알맹이는 110^oC에서 30분간 가압증숙하고 양파의 껍질은 분말화 후 믹서기를 이용해 마쇄 및 혼합하였다.
유산균을 이용한 산업적 생산을 모식화하기 위하여 발효기를 사용한 발효진행 후 포장공정까지 진행하였다. L.
세척한 샘플을 카트리지에 넣고 증류수로 탈염한 후 분석 물을 60% 메탄올로 용출시켰다. 이 후 쿼세틴 표준물질을 내부표준 물질로서 시료에 일정량 첨가하여 추출 단계의 회수율을 계산하였다. 이 방법에서 추출 회수율은 97±5%이었다.
질량분석 결과, 양파즙에서 quercetin, quercetin hexose (two isomers), quercetin di-hexose (two isomers), quercetin methyl-hexose, 그리고 quercetin methyl-di-hexose가 검출되었으며 이를 370 nm에서의 UV 크로마토그램과 mass spectra로 나타내 비교하였다(Fig. 1). 쿼세틴 화합물 중 가장 풍부한 quercetin hexose는 65%이었고 quercetin methyl-hexose, quercetin methyl-di-hexose 및 쿼세틴 비배당체가 각각 12.
lactis를 접종 및 배양하였다. 쿼세틴 함량이 높다고 알려진 양파 껍질의 슬러리 함유에 따른 유산균 발효 후 함량 차이를 비교하기 위해 배양 후 쿼세틴 함량을 분석하였다.
쿼세틴과 쿼세틴 배당체 분석을 위해 양파즙 0.2 mL를 15,000rpm에서 3분간 원심분리하여 상등액만을 취해 단백질 침전법으로 1차 정제 후 solid phase extraction (Sep-Pak, 200mg C18Cartridge, Waters, Milford, MA, USA)으로 세척하였다. SPE C18 카트리지에 메탄올을 가해 활성화시킨 후 3차 증류수로 수세하였다.
쿼세틴과 쿼세틴 배당체는 LC-UV-ESI-QQQ (6460 Triple Quadrupole System, Agilent)의 positive mode로 측정하였다. Gas temperature는 250^oC이었고 Gas flow는 8 L/min, Nebulizer pressure는 45 psi, Sheath gas temperature는 300^oC, Sheath gas flow는 12 L/min, Capillary voltage는 양성의 경우 3500V, 음성의 경우 2500V, Nozzle voltage는 양성과 음성 모두 500V, Scan mass는 200-800 (m/z)로 하였다.

대상 데이터

5 μm)을 장착한 HPLC를 사용하였다. Detector는 UV 검출기를 사용하여 쿼세틴의 최대 흡수 파장인 370 nm에서 측정하였다. 이동상은 0.
모든 실험은−80oC에 보관한 15% (v/v) glycerol stock 균주를 사용하였으며 양파즙에 균주를 1.5% (v/v)로 접종하였다.
본 실험에서는 (주)천부(Geumsan, Korea)에서 기증받은 양파즙을 사용하였다. 양파즙의 착즙공정 중 양파껍질 추가 후 효소를 이용한 생물공정을 통해 유효성분인 쿼세틴의 비배당화 농도를 증가시켰다.
양파즙은 15,000rpm에서 원심분리 후 여과한 상등액을 High-pressure liquid chromatography infinity 1260 (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)으로 당과 유기산을 분석하였다. 분석용 컬럼은 Rezex ROA-organic acid H⁺ (Phenomenex, Torrance, CA, USA)을 사용하였고 검출기는 RI 검출기를 사용하였다. 이동상으로는 H₂SO₄ (0.
사용 균주 및 배양

양파 착즙액의 발효 균주로 실험실 보유 균주 3종(L. casei JHK 07, L. plantarum JHK 05, L. sakei JHK 09)과 Bifidobacterium 2종(B. infantis ATCC 15697, B. bifidum PRL 2010)을 사용하였다. L.
양파즙 발효에 적합한 균주를 선별하기 위해 Lactobacilli와 Bifidobacteria 속 및 K. lactis를 양파즙에 배양하였다. 배지의 첨가는 양파즙의 풍미를 변화시키기 때문에 다른 배지성분은 추가 하지 않고 직접 발효를 진행하였다.
모든 유산균의 배양은 90% N₂, 5% CO₂, 5% H₂의 혼합가스로 채워진 anaerobic chamber (Coylab, Grass Lake, MI, USA)에서 혐기성 조건으로 수행하였다. 유산균 외 다른 균으로는 양파즙의 향미 증진을 위해효모인 K. lactis를 30^oC에서 YPD broth (Difco)에 종균 배양 후 사용하였다. 모든 실험은−80^oC에 보관한 15% (v/v) glycerol stock 균주를 사용하였으며 양파즙에 균주를 1.
분석용 컬럼은 Rezex ROA-organic acid H⁺ (Phenomenex, Torrance, CA, USA)을 사용하였고 검출기는 RI 검출기를 사용하였다. 이동상으로는 H₂SO₄ (0.005 N)을 이용하였다. 시료는 양파즙을 1/5 로 희석해 사용하였고, 시료주입량은 40 μL이며 유속은 분당 0.
측정은 Zorbaz eclipse C18 (4.6×100 mm, 3.5 μm)을 장착한 HPLC를 사용하였다.

성능/효과

0 mM 이하로 미미하였다. B. infantis ATCC 15697 또한 포도당, 과당 및 자당 소비가 모두 1.5 mM 이하였고, 생산된 젖산의 농도도 1.0 mM로 Bifidobacteria 속은 양파즙 발효에 적합하지 않은 것으로 판단되었다.
K. lactis는 34.0 μmol/L에서 15.5 μmol/L로 초기 농도의 46%까지 감소하였고 L. casei가 57%, L. plantarum이 초기농도의 66%로 감소하였다.
Lactobacilli 속 균주 모두 플라스크 배양과 비교하였을 때 대사산물 생성 및 당 소비에서 차이를 나타내지 않았다. K. lactis의 탄소원 소비에 있어서 발효 후에 모두 0g/L에 가까웠으며, 에탄올 또한 20 g/L 이상 생성되었고 L. plantarum과 L. casei 모두 5.2-5.5 g/L의 젖산을 생성하여 소량 배양과 큰 차이가 없었다. 위 실험결과를 바탕으로 공동연구회사인 (주)천부홍삼의 사업장에서 사용하는 간이 발효조를 이용하여 공정을 시연하였을 때, 부산물 생성비율을 기존 30% 이상에서 20% 이하로 절감하여 제품 수율의 상승과 5%의 생산원가 절감을 확인하였다.
대부분의 미생물은 포도당과 다른 발효가능한 당들이 존재하면 포도당을 먼저 소모하고 배지 중의 포도당이 완전히 소모된 후 차례로 다른 발효성 당들을 소모하는 현상을 유전자 수준에서 조절하고 있으며 이를 carbon catabolite repression이라 한다. 그러나 본 발효에 사용한 L. casei, L.plantarum과 L. sakei는 과당과 포도당을 동시에 사용하는 특이한 현상을 보였다.
이는 양파즙의 착즙 및 효소를 이용한 생물전환 공정에서 이미 생성된 쿼세틴 배당체들이 발효가 진행됨에 따라 발효균주들이 가지는 glycosyl hydrolase의 작용으로 쿼세틴 비배당체로 전환되는 것으로 해석된다. 따라서 발효 중 총 쿼세틴 대비 쿼세틴 비배당체 함량은 점차 증가하여 K. lactis의 경우 2.6배, L. casei와 L. plantarum의 경우 모두 1.9배 증가하여 효율적인 전환 공정을 보여주었다(Table 2).
lactis 발효의 주요 부산물인 에탄올과 달리 양파즙의 pH를 산성 조건으로 바꾸고 화학 반응의 촉매와 같은 역할을 수행한 것으로 생각된다. 따라서 일반적인 열 살균 방법은 적합하지 않다고 판단되며 여과와 같은 다른 살균 공정이 쿼세틴 수율 및 생산성 유지에 적합할 것으로 판단된다.
casei에서 각각 260%, 318%의 증가가 관찰되었으나, 48시간 이후에는 감소하는 것을 확인하였다. 또한 quercetin hexose와 quercetin di-hexose는 최대 141%까지 증가하여 발효가 진행되는 동안 전체 총 쿼세틴 양이 증가함을 알 수 있었다. 양파즙의 초기 pH를 중성으로 조정하였을 때 비배 당체 쿼세틴 농도는 초기에 빠르게 증가했으나 24시간 이후에는 발효가 지속됨에 따라 감소하였다.
발효가 진행되어 quercetin hexose가 quercetin으로 전환됨에 따라 양파 발효액의 총 쿼세틴 대비 쿼세틴 비배당체의 상대량이 증가하였다(Table 3). 총 쿼세틴 함량은 발효가 진행됨에 따라 초기 농도 대비 1.
Quercetin hexose의 농도 또한 빠르게 감소해 비배당체 비율이 증가했지만 자체 농도가 감소해 중성 pH에서의 발효는 적절하지 않다고 판단하였다. 발효기를 이용한 대용량 발효 실험에서도 L. plantarum, L. casei와 K. lactis 모두 동일한 발효 효율을 유지함을 확인하였다. 그러나 식품으로 서의 사용을 위한 열 살균 이후에는 유산균 발효 양파즙의 쿼세틴 배당체 농도가 급격히 감소하여 고온 고압 살균이 아닌 여과와 같은 다른 살균 공정이 필요하다고 판단했다.
발효에 사용한 양파즙은 양파 착즙 후 효소를 이용한 효소전환공정의 산물로 초기 성분으로 30 g/L의 포도당(glucose)과 과당 (fructose), 5 g/L의 자당(sucrose)을 가지고 있었으며 소량의 유기산으로 젖산(lactic acid) (17 mM), 아세트산(acetic acid) (5 mM), 프로피온산(propionic acid) (24 mM)와 11 mM의 에탄올(ethanol)이 검출되었다(Table 1). 셀룰로오스 및 헤미셀룰로오스가 풍부한 식물성분임에도 양파즙의 발효 초기 측정 시 양파즙 내 cellobiose 와 xylose는 검출되지 않았다.
살균 방법은 열 살균과 여과 방법이 있으나 저렴한 열 살균 방법을 이용하여 쿼세틴 농도와 성분 변화를 관찰하였다. 살균 이후 쿼세틴 농도의 변화는 없었으나 쿼세틴 배당체의 농도는 발효 균주에 따라 다르게 감소하는 현상을 보였다(Fig. 5). K.
casei 발효시 quercetin hexose는 지속적으로 감소하여 72시간 경과 후 초기농도의 19%에 도달하였다. 생성된 쿼세틴의 양을 고려하고 24시간 후 쿼세틴 농도 또한 감소한 것을 보아, quercetin hexose가 모두 쿼세틴으로 전환되지는 않거나 전환된 쿼세틴이 발효과정 중소실된 것으로 추측된다. Quercetin di-hexose는 관측되지 않았는데 초기 pH를 조절하며 첨가한 NaOH에 의하여 분해된 것으로 생각된다.
생물전환에 적합한 유산균과 효모를 발굴하고 외부환경 조건에 차이를 두어 쿼세틴의 비배당화 전환율을 최대화하는 조건을 확립하였다. 실험 결과를 바탕으로 L. casei, L. plantarum, K. lactis가 생물전환공정에 적합한 유산균으로 선별되었다. 양파 슬러리를 포함한 양파즙을 발효하였을 때 쿼세틴 농도는 초기 대비 K.
lactis가 생물전환공정에 적합한 유산균으로 선별되었다. 양파 슬러리를 포함한 양파즙을 발효하였을 때 쿼세틴 농도는 초기 대비 K. lactis와 L. casei에서 각각 260%, 318%의 증가가 관찰되었으나, 48시간 이후에는 감소하는 것을 확인하였다. 또한 quercetin hexose와 quercetin di-hexose는 최대 141%까지 증가하여 발효가 진행되는 동안 전체 총 쿼세틴 양이 증가함을 알 수 있었다.
5 g/L의 젖산을 생성하여 소량 배양과 큰 차이가 없었다. 위 실험결과를 바탕으로 공동연구회사인 (주)천부홍삼의 사업장에서 사용하는 간이 발효조를 이용하여 공정을 시연하였을 때, 부산물 생성비율을 기존 30% 이상에서 20% 이하로 절감하여 제품 수율의 상승과 5%의 생산원가 절감을 확인하였다.
그러나 식품으로 서의 사용을 위한 열 살균 이후에는 유산균 발효 양파즙의 쿼세틴 배당체 농도가 급격히 감소하여 고온 고압 살균이 아닌 여과와 같은 다른 살균 공정이 필요하다고 판단했다. 이상의 결과를 바탕으로 식물성 유산균 발효를 통한 쿼세틴 함량 증가와 비배 당체/배당체 비율의 증가를 확인하였고 고기능성 유산균/젖산균 발효 양파즙의 개발 가능성을 알 수 있었다.
4). 일정 기간 이후 발효가 진행됨에 따라 쿼세틴 농도의 감소는 이미 관찰되었으나 pH를 조절한 결과 쿼세틴 농도의 감소가 더 빠르게 진행되는 것을 확인하였다. 쿼세틴은 초기 24시간 동안 농도가 빠르게 증가하여 K.
plantarum의 경우 각각 49%, 35%로 초기 대비 두 배 증가하였다. 초기 pH를 중성화시키고 발효하는 방법은 전반적인 발효시간을 단축할 수는 있는 장점은 있으나 발효가 진행됨에 따라 총 쿼세틴량의 감소에 따른 생산성 손실로 발효 중단시점을 정확하게 잡는 것이 생물전환 공정의 최적화에 중요한 점임을 확인할 수 있었다.
쿼세틴 비배당체의 상대량은 quercetin hexose의 함량의 빠른 소비로 인해 증가하였으나 배양 이후 발효가 진행되며 quercetin hexose와 쿼세틴 비배당체 농도 감소로 총 쿼세틴 함량이 감소하여 큰 의미를 가지지 못한 것으로 판단된다. 총 쿼세틴 농도가 가장 높았던 24시간을 기준으로 K. lactis의 경우 비배당체의 함량이 82%로 초기 대비 4배 증가하였고 L. casei와 L. plantarum의 경우 각각 49%, 35%로 초기 대비 두 배 증가하였다. 초기 pH를 중성화시키고 발효하는 방법은 전반적인 발효시간을 단축할 수는 있는 장점은 있으나 발효가 진행됨에 따라 총 쿼세틴량의 감소에 따른 생산성 손실로 발효 중단시점을 정확하게 잡는 것이 생물전환 공정의 최적화에 중요한 점임을 확인할 수 있었다.
발효가 진행되어 quercetin hexose가 quercetin으로 전환됨에 따라 양파 발효액의 총 쿼세틴 대비 쿼세틴 비배당체의 상대량이 증가하였다(Table 3). 총 쿼세틴 함량은 발효가 진행됨에 따라 초기 농도 대비 1.1-1.2배의 증가를 보였고 K. lactis의 경우 쿼세틴비배당체의 함량이 13.0%에서 30.2%로 2.3배, L. casei와 L.plantarum의 경우 각각 13.4%에서 27.1%, 15.1%에서 30.1%로 두배 이상 증가하였다.
쿼세틴 배당체와 비배당체의 총합인 전체 쿼세틴 함량(total quercetin)은 발효 전과 후의 변화가 1.1배 이하로 큰 변화를 보이지 않았다. 이는 양파즙의 착즙 및 효소를 이용한 생물전환 공정에서 이미 생성된 쿼세틴 배당체들이 발효가 진행됨에 따라 발효균주들이 가지는 glycosyl hydrolase의 작용으로 쿼세틴 비배당체로 전환되는 것으로 해석된다.
Quercetin methyl-hexose는 소량 관찰되었으나 발효과정 중 농도는 변화하지 않았다. 쿼세틴 비배당체의 상대량은 quercetin hexose의 함량의 빠른 소비로 인해 증가하였으나 배양 이후 발효가 진행되며 quercetin hexose와 쿼세틴 비배당체 농도 감소로 총 쿼세틴 함량이 감소하여 큰 의미를 가지지 못한 것으로 판단된다. 총 쿼세틴 농도가 가장 높았던 24시간을 기준으로 K.
1). 쿼세틴 화합물 중 가장 풍부한 quercetin hexose는 65%이었고 quercetin methyl-hexose, quercetin methyl-di-hexose 및 쿼세틴 비배당체가 각각 12.9, 9.3 및 8.5%이었다. Quercetin 4'-O-glucoside가 쿼세틴 화합물에서 가장 흔한 반면 methylquercetin-4'-O-glucoside는 양파에서 발견되는 아이소람네틴 (isorhamnetin)의 주요 형태라고 보고되었다(Lee과 Mitchell, 2011).

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	양파(Allium cepa.)란?	양파(Allium cepa.)는 마늘과 같은 백합과(Liliaceae)에 속하는 연작이 가능한 다년생 작물이다(Park 등, 2009). 양파는 연 생산량 159만 톤, 재배면적 25,062ha에 달하는 주요 향신채소로, 대한민국은 세계 10대 양파 생산국 중 하나이다(Kim과 Park, 2010).
	양파의 노화에 따른 단점은 무엇인가?	양파는 높은 수분함량으로 인해 저장성이 매우 약하며, 수요공급 불균형으로 인해 가격이 불안정하다(Park, 2009). 또한, 노화됨에 따라 ORAC (oxygen radical absorbance capacity) 값이 감소되며, 중량 감소 및 부패가 일어나기 쉽다(Siddiq 등, 2013). 따라서 양파 경작의 안정적인 소득과 지역경제 활성화를 위해서 식품으로 소비하는 것 이외에 다양한 양파 제품의 개발로 소비를 증대시킬 필요성이 절실하다(Park, 2009).
	양파의 영양학적 가치는?	양파는 연 생산량 159만 톤, 재배면적 25,062ha에 달하는 주요 향신채소로, 대한민국은 세계 10대 양파 생산국 중 하나이다(Kim과 Park, 2010).양파는 85% 이상이 수분으로 이루어졌으며, 탄수화물, 단백질 그리고 미량의 지방도 포함하고 칼슘, 인, 칼륨, 나트륨, 마그네슘, 알루미늄, 철 등 다양한 무기질과 비타민 C1,D 등 영양물질을 함유한다(McDanell 등, 1988). 양파가 함유하고 있는 기능성 성분인 쿼세틴은 혈중 저밀도 지단백 콜레스테롤(LDL)의 저하 및저밀도 지단백질 수용체의 mRNA 발현을 증가시키는 등 콜레스테롤 대사에 관여하는 유전자의 발현을 변화시켜 체중 증가를 억제하고(Gawlik-Dziki 등, 2011) 이상지질혈증과 비알콜성 지방간 질환 개선효과가 우수하다고 보고되었다(Kim 등, 2010; Ying 등, 2013).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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