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문제 정의
- 본 연구에서는 박테리오신을 생성하는 P. acidilactici를 적용한 기능성 요거트를 제조하여 항균활성과 프로바이오틱스로서의 품질을 평가하였다. Yogurt starter로는 시판되는 요거트에서 분리한 혼합 균주 3종(S.
제안 방법
- Brix 측정기를 켜고 증류수를 이용해 영점을 조정한 다음, 각 요거트 샘플을 300 mL씩 기포가 생기지 않도록 분주한 후 brix를 3번 측정하여 평균값을 구했다.
- L. monocytogenes KCTC 13064(1×105 CFU/mL)를 시판우유에 유산균과 함께 접종 후, 요거트 속 L. monocytogenes의 생균수를 0, 1, 2, 3일 간격으로 분별배지를 이용하여 3반복으로 측정하여 평균값을 구하였다.
- L. monocytogenes 균주를 약 105 CFU/mL의 같은 농도로 시판우유에 혼합 균주 또는 혼합균주와 P. acidilactici 균주를 접종한 후 L. monocytogenes의 저해율을 측정하였다(Table 1). 대조군 및 실험군 모두 L.
- MRS broth에 혼합 균주 3종을 함께 배양하였으며, 추가적으로 P. acidilactici HW01(Yogurt+HW01), JM01(Yogurt+JM01), K10(Yogurt+K10)을 각각 접종하여 37℃, 24시간 배양한 후, 7,600×g, 4℃, 5분간 원심 분리하였다.
- pH meter를 4.01, 7.00 buffer 용액으로 보정한 후, 94.5% 에탄올과 3차 증류수로 유리전극을 세척한 후 각 요거트 샘플의 pH를 3번 측정하여 평균값을 구했다.
- 따라서 본 실험에서는 요거트에 박테리오신을 생성하는 P. acidilactici 3가지 균주를 각각 혼합하여 생균수, brix, pH의 요거트 품질을 측정하였다. 또한 요거트에 저온성 병원성 세균인 L.
- acidilactici 3가지 균주를 각각 혼합하여 생균수, brix, pH의 요거트 품질을 측정하였다. 또한 요거트에 저온성 병원성 세균인 L. monocytogenes를 접종하여 유산균이 생성하는 물질에 의한 요거트 속 병원성 세균 저해 능력을 평가하였다.
- 시판되는 요거트에서 분리해낸 혼합 균주 3종만을 적용한 yogurt 대조군 및 yogurt+HW01, yogurt+JM01, yogurt+K10 실험군은 발효 후 4℃에 보관한 후 28일 동안 pH를 측정하였다. 초기 pH는 yogurt 대조군 및 실험군 모두 요거트의 최적 pH인 4.
- 이는 요거트를 lactobacilli MRS(Neogen, USA) 배지에 streaking하여, 37℃에서 24시간 배양시켜 분리하였다. 요거트에 첨가한 P. acidilactici HW01, P. acidilactici JM01, P. acidilactici K10은 각각 보리, 타락, 묵은지에서 분리하였으며, 실험에 사용된 모든 유산균은 MRS 배지에서 37℃, 24시간 배양하여 사용하였다. 실험에 이용한 병원성 균인 Listeria monocytogenes KCTC 13064는 brain heart infusion(Neogen) 배지에서 37℃, 24시간 배양하여 사용하였으며, L.
- 시판되는 요거트에서 분리해낸 혼합 균주 3종만을 적용한 yogurt 대조군 및 yogurt+HW01, yogurt+JM01, yogurt+K10 실험군은 발효 후 4℃에 보관한 후 28일 동안 pH를 측정하였다. 초기 pH는 yogurt 대조군 및 실험군 모두 요거트의 최적 pH인 4.3 정도였으며, 발효 후 9일까지는 3일 간격으로, 이후 28일까지는 6일 간격으로 pH 변화를 측정하였다(Fig. 2). 측정 결과, yogurt 대조군과 실험군 모두 15일까지 pH가 감소하는 경향을 보였다.
대상 데이터
- 요거트 제조 대조군으로는 시판되는 요거트에서 분리한 혼합 균주인 Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lb. rhamnosus GG를 이용하였다. 이는 요거트를 lactobacilli MRS(Neogen, USA) 배지에 streaking하여, 37℃에서 24시간 배양시켜 분리하였다.
- 시판우유 100 mL에 시판되는 요거트에서 분리한 혼합 균주 3종(S. thermophilus, Lb. bulgaricus, Lb. rhamnosus GG)을 1% 접종하였다(Yogurt). MRS broth에 혼합 균주 3종을 함께 배양하였으며, 추가적으로 P.
- acidilactici K10은 각각 보리, 타락, 묵은지에서 분리하였으며, 실험에 사용된 모든 유산균은 MRS 배지에서 37℃, 24시간 배양하여 사용하였다. 실험에 이용한 병원성 균인 Listeria monocytogenes KCTC 13064는 brain heart infusion(Neogen) 배지에서 37℃, 24시간 배양하여 사용하였으며, L. monocytogenes를 분별하는 배지로는 supplement를 넣은 PALCAM(UK) 배지를 사용하였다.
데이터처리
- 요거트를 peptone water에 희석하고, 각 희석액을 100 mL씩 MRS agar에 pouring하여 37℃에서 24시간 배양하여 균을 계수하였다. 각 요거트 샘플은 3반복으로 실험을 진행하여 평균값을 구했다.
성능/효과
- monocytogenes가 일시적으로 증식 가능한 환경으로 사료된다. L. monocytogenes를 서로 다른 pH 조건에서 생존 및 성장하는 정도를 관찰한 연구 결과에 따르면, pH 4.0, pH 5.0으로 조정한 것에서 L. monocytogenes가 감소했으며, 5일간의 배양 후에는 검출되지 않았다. 하지만 pH 7.
- acidilactici를 적용한 기능성 요거트를 제조하여 항균활성과 프로바이오틱스로서의 품질을 평가하였다. Yogurt starter로는 시판되는 요거트에서 분리한 혼합 균주 3종(S. thermophilus, Lb. bulgaricus, Lb. rhamnosus GG)을 사용하였으며, 혼합 균주와 P. acidilactici HW01, P. acidilactici JM01, P. acidilactici K10을 각각 혼합 접종하여 각각의 요거트를 제조한 다음 유산균의 생균수, pH, brix를 측정한 결과, 유산균의 생균수는 모두 8.0 Log CFU/mL 이상의 생균수가 검출되어 유산균 발효유로서 기준에 적합하였다. 또한 pH와 brix를 측정한 결과, 발효 후 시간이 지남에 따라 모두 감소하였다.
- 2), 당을 대사산물로 이용하여 산을 생성하였을 것으로 판단할 수 있다. 그 중 yogurt 대조군이 가장 감소 추세가 작았으며, 실험군에서는 yogurt+HW01, yogurt+K10, yogurt+JM01 순으로 brix가 더 잘 유지되었다. 그리고 15일 이후부터는 품질 변화로 인해 brix 변화가 발생한 것으로 보이며, 21일 이후부터는 효모도 요거트 내의 당을 대사에 이용하기 시작하여 다시 brix가 감소한 것으로 사료된다.
- monocytogenes의 저해율을 측정하였다(Table 1). 대조군 및 실험군 모두 L. monocytogenes 접종 1일 후에 초기 접종량보다 많은 L. monocytogenes 생균수가 관찰되었다. 요거트로 발효되기 전인 우유 상태의 pH는 6.
- 따라서 시판제품에서도 유산균 외의 효모가 발견될 수 있고, 정제를 통해 제조된 종균에 문제가 없다고 하더라도 발효유에 잔존해 있는 효모의 대사산물인 에탄올의 –OH기와 젖산균의 대사산물인 유기산(–H)이 중화반응을 하여 21일 이후부터 pH가 증가한 것으로 추측된다.
- 0 Log CFU/mL 이상의 생균수가 검출되어 유산균 발효유로서 기준에 적합하였다. 또한 pH와 brix를 측정한 결과, 발효 후 시간이 지남에 따라 모두 감소하였다. 우유나 유제품의 오염에 있어서 유의해야 할 병원성 균인 L.
- 식품공전의 유가공품 기준 및 규격에 따르면, 발효유의 총 유산균수 기준은 107 CFU/mL 이상이다. 비록 yogurt+JM01의 생균수가 0.5 Log CFU/mL 감소하였지만, 본 실험에서 제조한 요거트는 모두 유산균 수(108 CFU/mL 이상)의 기준에 적합하였다.
- 시판되는 요거트에서 분리해낸 혼합 균주 3종만을 적용한 yogurt 대조군 및 yogurt+HW01, yogurt+JM01, yogurt+K10 실험군의 생균수 변화를 측정한 결과, 발효 후 28일 동안 4개의 요거트 샘플은 모두 생균수가 유의적으로 변화하지 않았으나, yogurt+JM01은 22일 이후부터 생균수가 0.5 Log CFU/mL 감소하였다(Fig. 1). 식품공전의 유가공품 기준 및 규격에 따르면, 발효유의 총 유산균수 기준은 107 CFU/mL 이상이다.
- 또한 pH와 brix를 측정한 결과, 발효 후 시간이 지남에 따라 모두 감소하였다. 우유나 유제품의 오염에 있어서 유의해야 할 병원성 균인 L. monocytogenes를 통해 병원성 저해능을 측정하였으며 L. monocytogenes가 발효 후 3일째부터 모두 저해되는 것이 확인되었다. 본 연구 결과를 통해 박테리오신 생성 균주인 P.
- 0 정도로 낮아지면 생균수의 급격한 감소가 나타났다[8]. 이를 통해 L. monocytogenes의 저해에는 낮은 pH의 역할이 중요하다고 볼 수 있으며 본 연구의 조건에서도 요거트 발효 후 2일 후를 기점으로 L. monocytogenes의 수가 급격한 감소를 확인할 수 있었다. 이와 함께 P.
- monocytogenes의 생존율이 떨어지는 것으로 사료된다. 추가적으로 yogurt+HW01, yogurt+JM01에서는 발효 후 2일째부터 병원균이 완전한 저해를 보였고, 3일째에는 모든 실험군에서 병원균이 완전히 저해되었다. 이러한 결과를 통해 P.
- 2). 측정 결과, yogurt 대조군과 실험군 모두 15일까지 pH가 감소하는 경향을 보였다. 15일까지의 pH 값은 대조군과 실험군 간의 차이가 거의 나지 않았다.
후속연구
- acidilactici K10이 발효유제품 제조에 있어서 요거트 제품의 변화 없이 프로바이오틱 효과를 지닌 균주로 기대되며, 식품안정성 및 새로운 프로바이오틱스 유제품 개발에 도움을 줄 것이라 예상된다. 그리고 L. monocytogenes 외의 다른 병원성 균의 저해효과에 대한 연구 및 요거트의 저장온도에 따른 병원성 저해효과 차이에 대한 연구도 기대된다. 따라서 박테리오신 생성 균주를 활용한 기능성 식품을 실제 식품산업에 적용한다면 안전성 및 신제품 개발에 대한 연구가 더 이루어져야 될 것으로 보인다.
- monocytogenes 외의 다른 병원성 균의 저해효과에 대한 연구 및 요거트의 저장온도에 따른 병원성 저해효과 차이에 대한 연구도 기대된다. 따라서 박테리오신 생성 균주를 활용한 기능성 식품을 실제 식품산업에 적용한다면 안전성 및 신제품 개발에 대한 연구가 더 이루어져야 될 것으로 보인다.
- monocytogenes가 발효 후 3일째부터 모두 저해되는 것이 확인되었다. 본 연구 결과를 통해 박테리오신 생성 균주인 P. acidilactici HW01, P. acidilactici JM01, P. acidilactici K10이 발효유제품 제조에 있어서 요거트 제품의 변화 없이 프로바이오틱 효과를 지닌 균주로 기대되며, 식품안정성 및 새로운 프로바이오틱스 유제품 개발에 도움을 줄 것이라 예상된다. 그리고 L.
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