[논문]유비퀴논, 이소플라본, γ-aminobutyric acid가 강화된 기능성 요구르트 개발

표영희; 노영희

doi:10.9721/kjfst.2019.51.3.200

유비퀴논, 이소플라본, γ-aminobutyric acid가 강화된 기능성 요구르트 개발
Development of a functional yogurt fortified with ubiquinone, isoflavone, and γ-aminobutyric acid 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.51 no.3, 2019년, pp.200 - 206

표영희 (성신여자대학교 식품영양학과) , 노영희 (성신여자대학교 식품영양학과)

초록
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탈지유에 홍국발효 콩 분말을 1:1의 비율로 첨가한 기능성 요구르트(SMP+MFSP)를 제조하여 대조군의 탈지유 요구르트(SMP)와 미량의 생리활성 물질 및 항산화 활성을 비교한 결과는 다음과 같다. 젖산발효 24시간 이후의 기능성 요구르트의 평균 pH는 3.96, 적정산도 1.03%, 생균수 9.68 log CFU/g으로 나타나 일반적인 호상 요구르트의 품질기준에 적합한 것으로 나타났다. 또한 대조군에 함유되지 않은 비배당체형의 이소플라본인 daidzein과 genistein의 총량은 젖산발효 48시간에 $201.21{\pm}6.29{\mu}g/g$으로 측정되었으며, GABA의 농도는 대조군에 비해 11.8배 높은 $107.22{\pm}3.06{\mu}g/g$으로 비교되었다. 대조군에 비해 기능성 요구르트의 유비퀴논의 총 농도는 평균 32.3배 높게 측정되었으나 젖산발효 시간에 따른 유의적인 농도변화는 나타나지 않았다(p>0.05). DPPH와 ABTS의 라디컬 소거활성으로 측정된 항산화 활성은 기능성 요구르트의 trolox 당량 값(${\mu}g$ TE/g)이 대조군에 비해 평균 7.9배 높게 비교되었으며, 시료에 함유된 유리 이소플라본의 농도와 밀접한 양의 상관성을 보여 주었다. 따라서 본 연구의 기능성 요구르트는 고부가가치의 probiotics 건강식품으로서의 활용가치가 높을 것으로 평가되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

A potentially functional yogurt co-fermented with Monascus-fermented soybean powder (MFSP) was prepared, and its quality and antioxidant properties were investigated. Skim milk powder with (SMP+MFSP, 1:1, w/w) or without MFSP (SMP; control) was fermented by probiotic cultures consisting of L. delbrueckii subsp. bulgaricus KCTC 3635 and S. thermophilus KCTC 5092. The functional yogurt fermented with MFSP contained significantly (p<0.05) higher levels of ${\gamma}-aminobutryric$ acid (GABA; $107.22{\pm}3.06{\mu}g/g$), isoflavone aglycone (daidzein+genistein; $201.21{\pm}6.29{\mu}g/g$), and ubiquinone ($39.05{\pm}0.08{\mu}g/g$) than the control yogurt. During fermentation at $36^{\circ}C$ for 48 h, the functional yogurt displayed higher titratable acidity, viable cell numbers, and radical scavenging activity and a lower pH than the control yogurt (p<0.05). These results indicate that MFSP has great potential for enriching the free isoflavones, GABA, and ubiquinone contents in yogurt.

주제어

표/그림 (6)

그림 Fig. 1. Flowchart for the manufacturing of functional yogurt.
표 Table 1. Changes of pH, titrable acidity (TA), and viable cell numbers during yogurt fermentations at 36^oC for 48 h
그림 Fig. 2. Changes of isoflavones during yogurt fermentations at 36^oC for 48 h. All values are means of determinations in three independent experiments.
그림 Fig. 3. Changes of GABA during yogurt fermentations at 36^oC for 48 h. All values are means of determinations in three independent experiments.
표 Table 2. Changes of ubiquinones during yogurt fermentations at 36^oC for 48 h
그림 Fig. 4. Changes of DPPH and ABTS radical scavenging activities during yogurt fermentations at 36^oC for 48 h.

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 유비퀴논의 결핍은 ATP 생성 감소와 활성 산소종(ROS)의 생성을 증가시켜 대사성 질환들의 증상을 야기하는 것으로 알려져 왔다(Bentinger 등, 2010; Niklowitz 등, 2007). 따라서 본 연구에서는, 이 같은 생리활성 물질을 다양하게 함유하는 홍국발효 콩의 건강 기능성식품 소재로서의 활용성을 높이기 위해 이들 분말이 첨가된 기능성 요구르트를 제조하여 그 결과를 대조군인 탈지유 요구르트와 비교하였다. 즉 홍국발효 콩 분말을 첨가하여 제조한 요구르트의 젖산 발효 중 유비퀴논 등의 생리활성 물질과 젖산균의 산 생성, 생균수 및 항산화 활성 등을 평가하여 그 결과를 보고하고자 한다.

제안 방법

따라서 본 연구에서는, 이 같은 생리활성 물질을 다양하게 함유하는 홍국발효 콩의 건강 기능성식품 소재로서의 활용성을 높이기 위해 이들 분말이 첨가된 기능성 요구르트를 제조하여 그 결과를 대조군인 탈지유 요구르트와 비교하였다. 즉 홍국발효 콩 분말을 첨가하여 제조한 요구르트의 젖산 발효 중 유비퀴논 등의 생리활성 물질과 젖산균의 산 생성, 생균수 및 항산화 활성 등을 평가하여 그 결과를 보고하고자 한다.
, Seoul, Korea)로 분쇄하여 80 mesh의 체에 걸러 분말화 하였다(Monascus-fermented soy powder, MFSP). 탈지분유(skim milk powder, SMP) 100 g 혹은 탈지분유와 홍국발효 콩 분말(SMP+MFSP)을 1:1 (w/w)의 비율로 혼합한 100 g에 정제수 1,000 mL과 sucrose 100 g을 각각 첨가하여 혼합한 후 90℃에서 10분간 살균하여 제조하였다. 살균한 시료는 37℃로 냉각한 후 L.

대상 데이터

국내에서 생산된 서리태(Kangwon, Korea, 2017)와 탈지분유(Seoul Milk Co., Ltd., Seoul, Korea)는, 서울에 위치한 대형 마트에서 구입하여 사용하였다. 미생물 배지는 Lactobacilli MRS broth (MRS, Difco Laboratories, Detroit, MI, USA)와 PDA (potato dextrose agar, Detroit, MI, USA)를 사용하였다.
한국생명공학연구원 미생물자원센터(Daejon, Korea)로 부터 Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus (KCTC 3635)와 Streptococcus thermophilus (KCTC 5092)를 분양받아 균주로 사용하였으며, 홍국균(Monascus pilosus KCCM 60084)은 한국 미생물 보존센터(Seoul, Korea)에서 분양받아 PDA 배지에서 활성화한 후 종배양액 제조에 사용하였다. 젖산균은 Lactobacili MRS broth에 접종하고 3회 계대 배양한 후에 10% (w/v) skim milk (Difco Laboratories) 배지에 2% (v/v) 농도로 접종하여 배양한 것을 스타터(starter)로 사용하였다.

데이터처리

실험결과는 3회 반복 측정한 후 평균±표준편차(Mean±SD)로 나타내었다. 각 평균치간의 유의성은 SPSS program (ver. 19.0, Chicago, IL, USA)을 이용하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였으며, 각 시료의 유의성 검정은 던컨의 다중범위검정을 이용하여 p<0.05 수준에서 실시하였다.

이론/모형

홍국발효 콩 생산은 Jin과 Pyo(2015)의 보고에 따라 제조하였다. 10일간 발효한 콩을 동결건조한 후 초밀도 분쇄기(HD07026-5003, Hyundae Household Appliances Co.

성능/효과

Hayakawa 등(2004)은 GABA가 풍부한 우유(1 nmol/mL)의 경우, 본태성 고혈압이 유도된 실험동물(Wister-kyoto rats)의 혈압이 유의적으로 감소되었음을 보고하였다. 따라서 MFSP 첨가군의 기능성 요구르트는 탈지유로만 제조한 SMP에 비해 젖산균 발효 동안 평균 13.8배나 높은 함량의 GABA가 함유되어 있어 그에 따른 기능적 가치가 충분할 것으로 예측되었다.
일반적으로 인간과 동물은 CoQ10을 생합성할 수 있어 심장, 신장, 간장, 근육 등의 기관에 농축되어 함유되지만 노화와 함께 각 기관에 분포되어 있는 CoQ10의 함량은 감소되므로 식품을 통한 보충이 필요하다(Bentinger 등, 2010). 본 연구에서 홍국발효 콩 분말을 첨가한 요구르트(SMP+MFSP)의 젖산발효 중 유비퀴논의 함량은 대조군의 탈지분유 요구르트(SMP)에 비해 평균 32.3배 높은 것으로 나타났다(Table 2). 또한 흥미롭게도 CoQ10뿐 아니라 CoQ9도 검출되어 평균 13.
이는 첨가된 물질이 젖산균의 대사 작용을 활발하게 하여 유기산의 생성량에 영향을 미치기 때문이다. 특히 젖산발효 24시간 이후의 홍국발효 콩 분말을 첨가한 요구르트의 산도는 0.98-1.07%로 나타나 시판 요구르트의 적정산도인 0.97-1.40% 범위로 평가되었다.
05). 특히 홍국발효 콩 분말 첨가군은 SMP에 비해 젖산발효 24시간 이후부터 낮은 pH(3.88-4.04)를 나타내어 식품공전에 제시된 요구르트의 적합 pH 범위(3.27-4.53)로 나타났다. 이 같은 결과는 쌀, 보리, 밀 등의 곡류 첨가군의 pH가 탈지분유만으로 제조한 요구르트 보다 다소 낮은 경향을 보였다는 선행연구의 결과와 유사한 것으로 나타났다(Lee 등, 2013; Lim 등, 2015).
시료의 DPPH와 ABTS 라디컬 소거활성의 결과는 그림에서와 같이 비슷한 경향을 보여 주었다. 홍국발효 콩 분말을 첨가한 요구르트(SMP+MFSP)는 젖산발효 전부터 탈지유 요구르트(SMP)에 비해 매우 높은 라디컬 소거활성을 나타내었으며 젖산발효가 진행됨에 따라 라디컬 소거활성은 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 특히 젖산발효 48시간의 DPPH와 ABTS의 trolox 등량 값은 각각 297.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	본 연구에서 밝힌 탈지유 요구르트 대비 기능성 요구르트(SMP+MFSP)에서 측정되는 유비퀴논 농도 양상은 어떻게 되는가?	06 μg/g으로 비교되었다. 대조군에 비해 기능성 요구르트의 유비퀴논의 총 농도는 평균 32.3배 높게 측정되었으나 젖산발효 시간에 따른 유의적인 농도변화는 나타나지 않았다(p>0.05). DPPH와 ABTS의 라디컬 소거활성으로 측정된 항산화 활성은 기능성 요구르트의 trolox 당량 값(μg TE/g)이 대조군에 비해 평균 7.
	유비퀴논이란?	35 mg/kg 농도로 전환될 수 있다(Alaa 등, 2018; Pyo, 2008). 한편 세포막의 산화적 손상을 막아주는 유비퀴논(ubiquinones)은 coenzyme Q10 (CoQ10)으로도 불리우는 지용성의 퀴논화합물로(Niklowitz 등, 2007) 미토콘드리아 내에서 조효소 기능을 통해 ATP 생성에 관여하여 에너지대사의 주요 물질로 작용한다 (Bentinger 등, 2010). 따라서 유비퀴논의 결핍은 ATP 생성 감소와 활성 산소종(ROS)의 생성을 증가시켜 대사성 질환들의 증상을 야기하는 것으로 알려져 왔다(Bentinger 등, 2010; Niklowitz 등, 2007).
	비배당체형의 이소플라본의 효능은?	특히 원료 콩에 배당체 형태로 존재하는 이소플라본 (isoflavones; daidzin, glycitin, genistin)은 미생물의 발효 동안 가 수분해 효소에 의해 비배당체 형태의 이소플라본(genistein, daidzein, glycitein)으로 생물 전환되어 생체 이용률을 높이는 것으로 보고되었다(Faraj와 Vasanthan, 2004; Isumi 등, 2000). 즉 비배당체형의 이소플라본은 항산화작용은 물론 심혈관질환, 대사증후군, 골다공증 등을 예방하고 여성의 갱년기 증상을 완화하는 물질로 알려져 왔다(Faraj와 Vasanthan, 2004). 또한 비단백성 아미노산의 일종으로 신경전달 증진과 항고혈압 효과의 생리활성을 갖는 GABA (Guin 등, 2003; Tsai 등, 2006) 물질도 기질의 미생물발효 동안 glutamate로 부터 glutamate decarboxylase (GAD)에 의해 15-113.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

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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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