[논문]유산균을 이용한 발효 고구마의 품질 특성 및 항산화 활성

하기정; 김현영; 하인종; 조성래; 문진영; 서권일

doi:10.9799/ksfan.2019.32.5.494

유산균을 이용한 발효 고구마의 품질 특성 및 항산화 활성
Quality and Antioxidant Properties of Fermented Sweet Potato Using Lactic Acid Bacteria 원문보기

한국식품영양학회지 = The Korean journal of food and nutrition, v.32 no.5, 2019년, pp.494 - 503

하기정 (경상남도농업기술원 농촌자원과) , 김현영 (경상남도농업기술원 농촌자원과) , 하인종 (경상남도농업기술원 농촌자원과) , 조성래 (경상남도농업기술원 농촌자원과) , 문진영 (경상남도농업기술원 작물연구과) , 서권일 (동아대학교 생명공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to investigate the quality and antioxidant properties of three fermented sweet potato cultivars (Shinyulmi, Hogammi, and Shinjami) using lactic acid bacteria. During the fermentation, the pH was lowered and the titratable acidity increased. The viable cell counts of lactic acid bacteria increased 8.44-9.62 log CFU/g. Organic acid content (especially lactic acid) of sweet potatoes increased by fermentation. Also, ${\gamma}$-Aminobutyric acid increased more than 8.6 times by fermentation in all samples. The total polyphenol and flavonoid contents of sweet potato, showed insignificant changes in all samples by fermentation. ABTS radical scavenging activity of all samples slightly decreased by fermentation, but not significantly. DPPH radical scavenging activity decreased slightly by fermentation except Shinyulmi. However, when compared with the varieties, Shinjami showed the highest activity. The reducing power of Shinjami decreased slightly by fermentation, but activity was the highest among all samples. Based on these results, most of the chemical properties and functionality of fermented sweet potato are retained after fermentation, although some antioxidant activity decreases. We suggest that three fermented sweet potato cultivars (Shinyulmi, Hogammi, and Shinjami) using lactic acid bacteria can be used in various applications because of their effective functional properties.

주제어

표/그림 (9)

표 Table 1. Changes of pH by fermentation time of variable sweet potato during fermentation by Lactobacillus brevis at 37℃
표 Table 2. Changes of total acid content by fermentation time of variable sweet potato during fermentation by Lactobacillus brevis at 37℃
표 Table 3. Changes of viable cell counts by fermentation time of variable sweet potato during fermentation by Lactobacillus brevis at 37℃
그림 Fig. 1. Change in γ-aminobutyric acid (GABA) content of variable sweet potato by fermentation. Data values are expressed as mean as SD (n=3). *Values with different letters are significantly different (p<0.05) by Duncan’s test.
표 Table 4. Organic acid content of variable sweet potato by fermentation
그림 Fig. 2. Change in ABTS․+ radical scavenging activity of variable sweet potato by fermentation. Data values are expressed as mean as SD (n=3). *Values with different letters are significantly different (p<0.05) by Duncan’s test.
표 Table 5. Change in total phenolic content and total flavonoid content of variable sweet potato by fermentation.
그림 Fig. 3. Change in DPPH radical scavenging activity of variable sweet potato by fermentation. Data values are expressed as mean as SD (n=3). *Values with different letters are significantly different (p<0.05) by Duncan’s test.
그림 Fig. 4. Change in reducing power of variable sweet potato by fermentation. Data values are expressed as mean as SD (n=3). *Values with different letters are significantly different (p<0.05) by Duncan’s test.

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

또한 유산균 중에서도 Lactobacillus plantarium과 함께 고농도의 GABA(ℽ-aminobutyric acid)를 생산하는 균주로 알려져 있다(Hanaoka Y 1967). 따라서 본 연구에서는 영양가가 높고 다양한 용도로 이용되고 있는 고구마 3품종(신율미, 호감미, 신자미)을 이용하여 새로운 용도를 개발하여 소비증대를 유도하고자 Lactobacillus brevis로 발효하여 품질특성을 분석하였다.

제안 방법

본 연구에서는 영양가가 높고 다양한 용도로 이용되고 있는 고구마 3품종(신율미, 호감미, 신자미)을 이용하여 새로운 용도를 개발하여 소비증대를 유도하고자 Lactobacillus brevis로 발효하여 품질특성과 항산화 활성을 분석하였다. 고구마에 Lactobacillus brevis를 2% 접종하여 48시간동안 발효하면서 발효시간 경과에 따른 pH 및 산도와 유산균 수의 변화를 분석하고, 48시간 발효 후 고구마 발효 전과 후의 유기산 함량, γ-aminobutyric acid 함량을 측정하여 품질특성을 확인하였다. 또한 발효 전후의 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, ABTS, DPPH radical 소거 활성, 환원력으로 항산화 활성을 측정하였다.
고구마에 Lactobacillus brevis를 2% 접종하여 48시간동안 발효하면서 발효시간 경과에 따른 pH 및 산도와 유산균 수의 변화를 분석하고, 48시간 발효 후 고구마 발효 전과 후의 유기산 함량, γ-aminobutyric acid 함량을 측정하여 품질특성을 확인하였다. 또한 발효 전후의 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, ABTS, DPPH radical 소거 활성, 환원력으로 항산화 활성을 측정하였다. 2% Lactobacillus brevis를 접종한 3가지 품종의 고구마는 발효시간이 경과할수록 pH는 낮아지고 산도는 증가하였으며, 유산균수는 8.

대상 데이터

본 실험에 사용된 고구마는 경남 통영 욕지도 농가에서 2017년 8~11월경에 수확한 신율미, 호감미(주황색), 신자미(자색)를 구입하여, 세척, 박피, 슬라이스하여 증기에 20분 동안 찐 다음 으깨어 냉동보관하면서 발효에 이용하였다. 발효에 사용된 Lactobacillus brevis는 농촌진흥청 농업유전자원센터로부터 분양받아 사용하였으며, 발효에 이용하기 전 MRS 액체배지(Lactobacilli MRS broth, Difco, Franklin Lakes, NJ, USA)에서 37℃에서 48시간동안 배양하여 발효에 이용하였다.

데이터처리

통계분석은 SPSS software(Version 20., SPSS Inc., Chicago, IL., USA)을 이용하여 각 측정군의 평균과 표준편차를 산출하였고, 고구마의 품종간의 발효 전후 차이 유무를 one-way analysis of variance(ANOVA)로 분석한 뒤 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test를 이용하여 유의성을 검증하였다.

성능/효과

또한 발효 전후의 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, ABTS, DPPH radical 소거 활성, 환원력으로 항산화 활성을 측정하였다. 2% Lactobacillus brevis를 접종한 3가지 품종의 고구마는 발효시간이 경과할수록 pH는 낮아지고 산도는 증가하였으며, 유산균수는 8.44~9.88 log CFU/g의 범위를 나타내었다. 유기산을 분석한 결과, 총유기산의 함량이 발효 전에 비하여 크게 증가하여 맛의 기호도가 긍정적으로 나타날 것으로 예상되었다.
유기산을 분석한 결과, 총유기산의 함량이 발효 전에 비하여 크게 증가하여 맛의 기호도가 긍정적으로 나타날 것으로 예상되었다. 또한 기능성 아미노산인 γ-aminobutyricacid가 발효전후 8.6배 이상 증가하는 것으로 나타났다. 발효 전후 고구마의 항산화 활성 측정 결과, ABTS radical 소거활성은 활성의 증감에 유의적 차이가 없었으며, DPPH radical 소거활성에 있어서 호감미와 신자미가 유의적으로 감소하는 결과를 나타내었다.
88 log CFU/g의 범위를 나타내었다. 유기산을 분석한 결과, 총유기산의 함량이 발효 전에 비하여 크게 증가하여 맛의 기호도가 긍정적으로 나타날 것으로 예상되었다. 또한 기능성 아미노산인 γ-aminobutyricacid가 발효전후 8.
발효 전후 고구마의 항산화 활성 측정 결과, ABTS radical 소거활성은 활성의 증감에 유의적 차이가 없었으며, DPPH radical 소거활성에 있어서 호감미와 신자미가 유의적으로 감소하는 결과를 나타내었다. 품종별 항산화 활성은 신자미>신율미호')">>호감미 순서로 신자미가 3가지 품종 중 가장 높은 항산화 활성을 보였다. 이상의 결과로 볼 때 고구마의 발효후 항산화 활성의 증가는 기대에 미치지 못하였으나, 발효 후 영양성과 기능성이 잘 유지되면서 probiotic 효과 등을 갖춘 다양한 용도 및 효과적인 소재로 적용 가능할 것으로 사료된다.

후속연구

품종별 항산화 활성은 신자미>신율미호')">>호감미 순서로 신자미가 3가지 품종 중 가장 높은 항산화 활성을 보였다. 이상의 결과로 볼 때 고구마의 발효후 항산화 활성의 증가는 기대에 미치지 못하였으나, 발효 후 영양성과 기능성이 잘 유지되면서 probiotic 효과 등을 갖춘 다양한 용도 및 효과적인 소재로 적용 가능할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	고구마란?	고구마(Ipomoea batatas L.)는 메꽃과에 속하는 쌍떡잎 식용작물로 1763년 우리나라에 도입된 이래 쌀, 보리 등의 곡류와 함께 주요 식량자원으로 이용되어 왔다(Woo 등 2013). 고구마는 재배가 용이하고 단위면적당 수확량이 많아 우리나라 전역에서 재배되고 있는 경제성 높은 작물이다(Lee 등 1999a).
	고구마가 경제성이 높은 작물인 이유는?	)는 메꽃과에 속하는 쌍떡잎 식용작물로 1763년 우리나라에 도입된 이래 쌀, 보리 등의 곡류와 함께 주요 식량자원으로 이용되어 왔다(Woo 등 2013). 고구마는 재배가 용이하고 단위면적당 수확량이 많아 우리나라 전역에서 재배되고 있는 경제성 높은 작물이다(Lee 등 1999a). 경제성장이 이루어진 이후 다양해진 식생활의 변화로 고구마의 재배면적 및 수요가 감소되어져 왔으나, 최근 식생활 수준이 향상되고 기능성 건강식품에 대한 소비자의 욕구 증대와 함께 고구마의 식이섬유, 베타카로틴 등 기능성이 알려지면서 건강식품으로 새로이 인식되었다(Song 등 2005).
	고구마는 단위면적당 수확량이 많아 우리나라 전역에서 재배가 이루어졌으나 그 면적 및 수요가 감소되어온 이유는 무엇인가?	고구마는 재배가 용이하고 단위면적당 수확량이 많아 우리나라 전역에서 재배되고 있는 경제성 높은 작물이다(Lee 등 1999a). 경제성장이 이루어진 이후 다양해진 식생활의 변화로 고구마의 재배면적 및 수요가 감소되어져 왔으나, 최근 식생활 수준이 향상되고 기능성 건강식품에 대한 소비자의 욕구 증대와 함께 고구마의 식이섬유, 베타카로틴 등 기능성이 알려지면서 건강식품으로 새로이 인식되었다(Song 등 2005). 고구마는 수분을 제외한 대부분이 전분으로서 우수한 탄수화물의 공급원으로 그대로 식용하거나, 전분, 분말, 음료, 물엿, 바이오에탄올 원료 등 다양한 용도로 활용되고 있으며(Park 등 2011), 식이섬유와 칼륨, 칼슘, 철 등의 무기질과 비타민 C 또한 다량 함유하고 있어 영양학적으로 우수한 식품으로 평가되고 있다(National Institute of Agricultural Sciences.

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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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