[논문]Blue LED (Light emitting diode) 조사에 의한 배추김치와 백김치 발효액의 품질 특성 및 분리 균주의 생육 변화

오영지; 홍정일

doi:10.9721/kjfst.2020.52.5.538

Blue LED (Light emitting diode) 조사에 의한 배추김치와 백김치 발효액의 품질 특성 및 분리 균주의 생육 변화
Changes in the quality characteristics of kimchi broths and growth of the isolated strains due to blue light emitting diode irradiation 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.52 no.5, 2020년, pp.538 - 545

오영지 (서울대학교 식품바이오융합연구소) , 홍정일 (서울여자대학교 자연과학대학 식품응용시스템학부)

초록
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본 연구에서는 배추김치(RK)와 백김치(WK) 시료를 이용하여 72시간의 저장 기간 동안, Blue-LED 조사 효과를 확인하였다. BLED 처리에 의해 RK에서의 유산균 증식이 유의적으로 증가하였으나(p<0.05), 곰팡이 및 효모의 생육도에서는 대조구와 차이를 나타내지 않았다. 색도의 경우, BLED 처리 시 대부분 명도가 조금 높아지는 경향을 보였으며, BLED 조사에 의해 색의 변화가 일정기간 지연되는 효과를 확인할 수 있었다. BLED 처리에 의해 WK는 저장기간 동안 pH 감소가 유의적으로 지연되는 것을 관찰할 수 있었다(p<0.05). ABTS법에 의해 측정된 산화방지 활성에서는 두 종류의 김치시료액 모두 BLED처리구에서 유의적으로 높은 활성을 보였다(p<0.05). 두 김치에서 우점종으로 분리된 W. cibaria RK1와 W. cibaria WK1 유산균은 BLED에 민감하게 작용하여 모두 생육이 저해되었고, 표준 균주인 Leu. mesenteroides는 BLED 조사에 의한 생육도의 변화가 나타나지 않았다. 현재까지 BLED 조사를 이용한 유해 균주 억제 연구가 주로 이루어진 반면, 현 연구에서는 BLED조사에 의한 김치 발효상의 특성 변화와 발효미생물들의 생육도를 확인함으로써 발효 식품의 숙성 시기에 따라 적절한 LED 광원을 이용한 발효 미생물들의 생육 조절과 식품의 기능적 향상 가능성을 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Kimchi is a widely consumed traditional Korean food, and its probiotic properties have received great attention. In this study, changes in the quality characteristics of fermentation broths obtained from two types of Chinese cabbage kimchi (red with red pepper and white without red pepper) were assessed after the administration of blue light emitting diode (BLED) irradiation at 4℃; characteristics assessed included acidity, chromaticity, antioxidant activity, and growth modulation of isolated microorganisms. The pH of the white kimchi (WK) broth decreased with time; the decrease was delayed significantly under BLED irradiation (p<0.05). BLED irradiation decreased the L (lightness) and b (yellowness) values and increased a (redness) in WK, whereas the a and b values of the red kimchi (RK) broth increased with BLED irradiation. Growth stimulation of lactic acid bacteria by BLED irradiation was observed in both WK and RK. The numbers of yeast and mold were also increased in RK (p<0.05), but not in WK. There was no change observed in the scavenging activities against ABTS (2,2'-azido-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid) radicals in both kimchi broths after BLED treatment. The results of this study indicated that BLED irradiation could modulate the fermentation process and the quality characteristics of kimchi during storage.

주제어

표/그림 (6)

그림 Fig. 1. Effects of Blue LED irradiation on the growth of lactic acid bacteria in kimchi broth. Broths of red cabbage (RK) and white cabbage (WK) kimchi were stored at 4℃ during 72 h with or without BLED irradiation. At each time period, viable numbers of bacteria were analyzed using MRS. Data represent mean±SD. (n=4). Different letters indicate significant difference (p<0.05) among different samples based on one-way ANOVA and the Tukey's HSD test.
그림 Fig. 2. Effects of Blue LED irradiation on the growth of yeasts and molds in kimchi broth. Broths of RK and WK were stored at 4℃ during 72 h with or without BLED irradiation. At each time period, viable numbers of yeast and molds were analyzed using PDA. Data represent mean±SD. (n=4). Different letters indicate significant difference (p<0.05) among different samples.
그림 Fig. 3. Effects of BLED irradiation on ABTS radical scavenging activities of kimchi broth. Broths of RK and WK were stored at 4℃ during 72 h with or without BLED irradiation. ABTS radical scavenging activities after 72 h storage of each broth with different dilution folds were analyzed. Changes of IC₅₀ (1=original broth conc.) against ABTS radical scavenging activities of RK and WK were also calculated at each storage time. Data represent mean±SD. (n=4). Different letters indicate significant difference (p<0.05) among different samples.
표 Table 1. Effects of BLED irradiation on the color properties of kimchi broths during 72 h-storage at 4℃
그림 Fig. 4. Effects of BLED irradiation on the growth of isolates and type strains in kimchi. Isolated strains and type strain LABs in kimchi were cultured individually in MRS at 4℃ during 72 h. Each time period, growth of each bacterium was analyzed at 600 nm. **, significantly different from each treatment (p<0.01); NS, not significant.
표 Table 2. Genotypic identification of representative strains isolated from sample by 16S rRNA sequencing

AI 본문요약
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문제 정의

이에, 김치의 위생성 향상 및 발효과정 조절 등의 두 가지 측면을 모두 아우를 수 있는 신기술 및 처리방법의 개발이 필요할 것으로 보이며, LED 중 특히 BLED 처리가 각 측면에 모두 영향을 미칠 수 있을 것으로 판단하였다. 따라서 본 연구에서는 BLED 처리에 의한 김치발효와 발효균주에 미치는 영향을 파악하기 위해, 냉장온도(4℃)하에 BLED 광원을 김치 국물에 조사하여 미생물의 생육 특성의 변화와 색도 및 기능성 성분의 변화를 비교 분석하였고, 분리 동정된 우점 유산균과 표준 균주에 대해 BLED조사에 의한 생육 특성을 확인하였다.
향후 김치 발효계의 성분들과 BLED의 상호작용, 생육 시기에 따른 BLED 조사 효과와 조사 광도에 따른 생육 조절 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것이다. 본 연구는 서로 다른 유산균 속에 대한 BLED의 상이한 효과를 확인하였으며, 김치 발효과정 중 변화되는 다양한 유산균 군집에 대해 생육도 조절에 대한 가능성을 확인하였다. 향후, 저렴한 가격의 경제적 효율성을 가진 LED광원에 의해 잡균 억제 효과 이외에도 품질 향상과 발효미생물의 생육도 조절을 통해 식품 산업뿐만 아니라 의약학, 화장품 산업 전반에서 가공, 생산 라인에 효율적으로 적용될 수 있을 것으로 예상된다.
본 연구에서는 BLED 조사에 의해 김치 발효 과정 중의 변화를 평가하였고, 김치발효액 내 단일 균주에 대한 BLED 효과를 추가적으로 보기 위해 우점 균주를 선택, 동정하였고 이에 대한 효과를 확인하였다. BLED가 조사된 김치 발효액에서 나타난 결과와는 달리, BLED는 분리된 단일 균주인 W.

제안 방법

kimchicus)에 대하여 BLED 조사 처리 전후로 생육도를 확인하였다. 4배 희석한 MRS배지에 균액(1%)을 접종하였고, 72시간 동안 BLED를 조사하면서 각 시간대별로 96 well plate를 이용하여 600 nm에서 흡광도를 측정하였다.
BLED 조사에 의한 RK와 WK에서 효모와 곰팡이의 수의 변화를 측정하였다. RK와 WK의 곰팡이 및 효모의 초기 균수는 각각 4.
BLED조사에 의한 WK와 RK의 발효액의 색도 및 pH 변화를 분석하였다(Table 1). WK의 명도(Lightness; L)는 RK보다 현저하게 높았으며, 발효 72시간 동안 대조구와 BLED 처리구에서 모두 유의적인 변화를 나타내지 않았다(p>0.
RK와 WK 발효액에 대한 산화방지효과를 ABTS라디칼 소거활성으로 평가하였다. RK는 WK보다 현저히 높은 활성을 나타내면서 원액부터 1/8 희석액(dilution factor 0.
광원은 Illuminant D65 10^o를 사용하였다. pH 측정은 pH meter (FiveEasy Plus^TM, Mettler-Toledo, Schwerzenbach, Switzerland)로 측정하였다. 모든 측정은 처리 그룹 당 세 부위에서 무작위적으로 시료를 취하여 각각 3회 이상 반복하였다.
개봉 후 즉시 무균 작업대(HB-402; Hanbaek Co., Ltd., Bucheon, Korea)안에서 100 g을 칭량 후, 멸균 백(19×30 cm, Nasco WHIRL-PAK® , Fort Atkinson, WI, USA)에 넣고 블랜더(Digital LED Embo stomacher, BNF Korea Co., Ltd, Gimpo, Korea)를 이용하여 level 10에서 3분 동안 혼합하였다.
김치 시료액에 존재하는 살아있는 유산균 수와 곰팡이 및 효모 수를 확인하기 위해 김치 국물 원액을 멸균된 0.85% 생리식염수로 단계별 희석하여 도말 평판 배양법으로 생균수를 확인하였다. 유산균의 배양과 생균수확인을 위한 배지로 MRS (Difco)를 사용하였고, 곰팡이 및 효모는 potato dextrose agar (PDA, Difco)가 사용되었다.
모든 시료는 뚜껑을 덮어 보관하였으며, 랩을 이용하여 옆면을 두른 후 BLED를 조사하였다. 김치 시료의 경우 4℃ 냉장 조건에서 72시간 동안 조사하면서 각 시간대별로 꺼내어 항목별(색도, pH, 산화방지 활성)로 측정하였다. 유산균 시료의 경우 35℃에서 72시간 동안 배양하며(VS-1203P3N, Vision Scientific Co.
김치 시료의 주입 용기로 petri dish (35 mm 직경)를 사용하였고, 유산균 시료의 경우 4배 희석한 MRS broth에 배양 접종 후, 96 well plate에 분주하여 생육 특성을 확인하였다. 모든 시료는 뚜껑을 덮어 보관하였으며, 랩을 이용하여 옆면을 두른 후 BLED를 조사하였다.
김치발효에 관여하는 개별 균주에 대한 BLED 조사 효과를 분석하기 위해, 실험에 사용된 배추김치와 백김치에서 우점 균주를 선택하여 분리 동정하고 해당 균주에 대한 16S rRNA 분석을 실시하였다(Table 2). 또한, 본 실험에서 분리한 우점 유산균 2종과 표준 균주 2종에 대하여 72시간 동안 배양하며 BLED 조사에 의한 생육도를 관찰하였다.
김치시료에서 분리 동정된 2종의 유산균 균주(Weissella cibaria WK1와 W. cibaria RK1)와 2종의 표준 균주(Leu. mesenteriodes, L. kimchicus)에 대하여 BLED 조사 처리 전후로 생육도를 확인하였다. 4배 희석한 MRS배지에 균액(1%)을 접종하였고, 72시간 동안 BLED를 조사하면서 각 시간대별로 96 well plate를 이용하여 600 nm에서 흡광도를 측정하였다.
김치발효에 관여하는 개별 균주에 대한 BLED 조사 효과를 분석하기 위해, 실험에 사용된 배추김치와 백김치에서 우점 균주를 선택하여 분리 동정하고 해당 균주에 대한 16S rRNA 분석을 실시하였다(Table 2). 또한, 본 실험에서 분리한 우점 유산균 2종과 표준 균주 2종에 대하여 72시간 동안 배양하며 BLED 조사에 의한 생육도를 관찰하였다.
김치 시료의 주입 용기로 petri dish (35 mm 직경)를 사용하였고, 유산균 시료의 경우 4배 희석한 MRS broth에 배양 접종 후, 96 well plate에 분주하여 생육 특성을 확인하였다. 모든 시료는 뚜껑을 덮어 보관하였으며, 랩을 이용하여 옆면을 두른 후 BLED를 조사하였다. 김치 시료의 경우 4℃ 냉장 조건에서 72시간 동안 조사하면서 각 시간대별로 꺼내어 항목별(색도, pH, 산화방지 활성)로 측정하였다.
, Daejeon, Korea) 생육 특성을 확인하였다. 모든 시료에 대해 동일한 조건으로 암소 대조구를 두었다.
배추김치와 백김치에서 우점 유산균을 분리하기 위해 김치시료액을 단계별 희석하여 Bromophenol blue (BPB) MRS에 도말한 후, 35℃ 항온배양기에서 24-48시간 배양하면서 유산균 콜로니를 확인하였다. 우점 유산균의 선정은 단계별 희석 후 도말한 BPB MRS배지에서 산을 생성하면서, 콜로니의 수가 가장 많은 것을 선택하여 분리하였다.
본 연구에서는 배추김치(RK)와 백김치(WK) 시료를 이용하여 72시간의 저장 기간 동안, Blue-LED 조사 효과를 확인하였다. BLED 처리에 의해 RK에서의 유산균 증식이 유의적으로 증가하였으나(p<0.
cgi)를 통해 Genbank database와 비교 분석하였다. 생화학적인 특성은 API 50CH kit (BioMerieux Co., Craponne, France)를 이용한 당 이용성 검정으로 확인하였다.
)를 분양받아 사용하였다. 실험 전, 유산균의 선택 배지로서 MRS (de Man, Rogosa, and Sharpe) agar (Difco Laboratories, Detroit, MI, USA)와 MRS broth (Difco)를 이용하였고, 2-3회 계대 후에 사용하였다.
김치 시료의 경우 4℃ 냉장 조건에서 72시간 동안 조사하면서 각 시간대별로 꺼내어 항목별(색도, pH, 산화방지 활성)로 측정하였다. 유산균 시료의 경우 35℃에서 72시간 동안 배양하며(VS-1203P3N, Vision Scientific Co., Daejeon, Korea) 생육 특성을 확인하였다. 모든 시료에 대해 동일한 조건으로 암소 대조구를 두었다.
우점 유산균의 선정은 단계별 희석 후 도말한 BPB MRS배지에서 산을 생성하면서, 콜로니의 수가 가장 많은 것을 선택하여 분리하였다. 유산균은 순수 분리하여 16S rRNA gene 염기서열 분석을 수행하였다(Macrogen Bioinformatics Center, Macrogen, Seoul, Korea). 유전자 증폭은 universal primer인 1492R과 27F를 사용하였다.
저장 시간대별로 3 mL의 김치액을 채취하여 petri dish (35 mm 직경)에 주입한 후 색차계(Minolta Chroma Meter CR-400, Minolta Camera Co., Osaka, Japan)를 이용하여 Hunter L* (lightness, 명도), a* (redness, 적색도), b* (yellowness, 황색도) 값을 측정하였다. 광원은 Illuminant D65 10^o를 사용하였다.
cibaria와 마찬가지로 BLED에 의해 저해됨을 볼 수 있었다. 현 실험은 24시간 간격으로 측정되었으며, 24시간 동안의 BLED 조사에 의해 육안 관찰이 가능한 콜로니 출현이 없었으나, 6시간의 BLED 조사에는 접종 농도 수준을 유지하는 생균수가 측정되어(data not shown) 그 후에 지속적으로 생장이 저해되었을 것으로 사료된다.

대상 데이터

BLED 처리를 위해 460 nm의 LED 광원(5V, 1.2 A, 5230 LED chip equipped, Leds/m=20 e.a./0.2 m) 시스템(Shenzhen Fuxiang Optoelectronics Technology Co., Ltd., Guangdong, China)을 이용하였다. 조사거리는 40 cm로, 조사 광도는 375 J/cm²로 일정하게 유지하였다.
, Osaka, Japan)를 이용하여 Hunter L* (lightness, 명도), a* (redness, 적색도), b* (yellowness, 황색도) 값을 측정하였다. 광원은 Illuminant D65 10^o를 사용하였다. pH 측정은 pH meter (FiveEasy Plus^TM, Mettler-Toledo, Schwerzenbach, Switzerland)로 측정하였다.
, LTD, Zhe Jiang, China) (5000×g) 가라앉은 고형물을 제외하고 혼합액의 액상 부분만 시료로 취했다. 김치의 상태, 모양 및 실험 조건에 따라 편향된 결과가 예상되어, 발효 환경과 발효균 군집을 유지하며 LED에 노출될 수 있는 환경을 조성하기 위해 김치 원물보다 김치의 균질액을 사용하였다.
배추김치(RK)와 백김치(WK)는 냉장 온도에 저장 중인 C사 상품을 구입하였고(제조 후 2일), 바로 유산균 수를 측정하였다. 초기 유산균 수는 고춧가루가 들어가지 않고 물 함량이 많은 WK보다 RK에서 약 1 log 더 높았다(Fig.
본 연구에 사용된 공시 균주는 Leuconostoc mesenteroides(ATCC 8293^T)와 Lactobacillus kimchicus (KCTC 12976^T)를 분양받아 사용하였다. 실험 전, 유산균의 선택 배지로서 MRS (de Man, Rogosa, and Sharpe) agar (Difco Laboratories, Detroit, MI, USA)와 MRS broth (Difco)를 이용하였고, 2-3회 계대 후에 사용하였다.
실험의 재료는 시중 마트에서 4℃ 냉장 판매되는 제조일로부터 2일이 경과된 배추김치(red Chinese cabbage kimchi with red pepper, RK)와 백김치(white Chinese cabbage kimchi without red pepper, WK)를 구입해 사용하였다. 외부 포장재는 개봉하기 전 70% 알코올을 이용하여 잘 세척하였다.
85% 생리식염수로 단계별 희석하여 도말 평판 배양법으로 생균수를 확인하였다. 유산균의 배양과 생균수확인을 위한 배지로 MRS (Difco)를 사용하였고, 곰팡이 및 효모는 potato dextrose agar (PDA, Difco)가 사용되었다. 유산균의 생육 확인을 위한 배지는 37℃에서 24-48시간 동안, 곰팡이 및 효모의 생육 확인을 위한 배지는 25℃에서 5일 동안 배양하였다.
유산균은 순수 분리하여 16S rRNA gene 염기서열 분석을 수행하였다(Macrogen Bioinformatics Center, Macrogen, Seoul, Korea). 유전자 증폭은 universal primer인 1492R과 27F를 사용하였다. 분석 결과는 National Center for Biotechnology Institute (NCBI)의 Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) analysis (http://blast.

데이터처리

Different letters in a same line indicate a significant difference (p<0.05) based on one-way ANOVA and the Tukey’s HSD test.
Different letters indicate significant difference (p<0.05) among different samples based on oneway ANOVA and the Tukey’s HSD test.
모든 실험은 3회 이상 반복하여 결과값을 측정하였으며, 각 표본 평균 간의 차이를 검증하기 위해 분산분석법(ANOVA, Analysis of variance)을 적용하여 PASW Statistics 24 software (SPSS Inc, Chicago, IL, USA)를 사용하였다. 유의차가 있는 경우, 사후검정 방법으로서 Tukey의 HSD (Honestly Significant Difference) (α= 0.
유전자 증폭은 universal primer인 1492R과 27F를 사용하였다. 분석 결과는 National Center for Biotechnology Institute (NCBI)의 Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) analysis (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)를 통해 Genbank database와 비교 분석하였다. 생화학적인 특성은 API 50CH kit (BioMerieux Co.
유의차가 있는 경우, 사후검정 방법으로서 Tukey의 HSD (Honestly Significant Difference) (α= 0.05)를 적용하였다.

이론/모형

조사거리는 40 cm로, 조사 광도는 375 J/cm²로 일정하게 유지하였다. 방사 광도(Luminous intensity)의 측정은 MultiLED Light meter (TM-209M, Tenmars Electronics Co., Ltd., Taipei, Taiwan)를 이용하였다.

성능/효과

72시간 동안의 김치 발효액의 pH 변화를 측정한 결과 RK의 경우 초기 4.17에서 점차 감소하여 48시간에 3.91로 저하되었고, WK의 경우 4.64에서 72시간 4.27까지 지속적으로 감소하였다. RK에 BLED를 처리한 경우 24시간째 급격한 pH 감소가 일어났으나 그 이후에는 대조군보다 다소 높게 유지되었다.
ABTS법에 의해 측정된 산화방지 활성에서는 두 종류의 김치시료액 모두 BLED처리구에서 유의적으로 높은 활성을 보였다(p<0.05).
1). BLED를 조사하였을 때 RK의 유산균수는 24시간에 유의적인 증가를 보였으나(p<0.05), 48시간 이후에는 대조구와 유의적인 차이를 보이지 않았다(p>0.05).
이와 같이 BLED를 식품에 조사함으로써 세균의 저해를 보고한 연구는 많으나, 식품의 발효 시스템 안에서 BLED 조사에 의한 유산균의 생육 연구는 거의 이뤄진 바가 없다. Fig. 1의 결과는 김치발효액을 시료로 한바, 김치 발효액 자체가 복합유산균의 서식처로서 유산균 전체 군집에 대해 BLED에 의한 직접적인 저해 효과를 보이지 않은 것으로 나타났다. BLED 처리가 김치 내 유산균수의 감소를 유도하지 않았다는 점에서 김치의 유익균은 보존하면서, 여러 선행 연구결과(Jeong 등, 2018; Kim 등, 2017a; Penha 등, 2017; Srimagal 등, 2016)에 근거할 때 김치 내의 잡균이나 유해 균주의 저해에 관여할 수 있다고 보여 BLED에 의해 김치 발효 시 유리한 군집형성의 가능성을 고려할 수 있으며 이에 대한 추후 연구가 진행되어야 할 것으로 보인다.
RK와 WK 발효액에 대한 산화방지효과를 ABTS라디칼 소거활성으로 평가하였다. RK는 WK보다 현저히 높은 활성을 나타내면서 원액부터 1/8 희석액(dilution factor 0.125)까지도 99% 이상의 라디칼 소거활성을 보였으며, BLED 처리군에서 발효의 진행에 따라 라디칼 소거 활성이 약간 증가되어 72시간째 최대 활성을 나타내었다(Fig. 3). WK의 경우도 24-72시간 저장 기간 동안 ABTS 라디칼 소거능에 대한 IC₅₀값이 BLED 조사시료에서 대조구보다 유의적으로 낮은 수치를 나타내어(p<0.
4). RK와 WK에서 우점 유산균으로 분리된 W. cibaria RK1와 W. cibaria WK1는 동일 종으로 분석되었으며, 모두 BLED에 의해 생육이 현저하게 억제되어 BLED에 대해 서로 다른 환경에서 적응된 생육특성의 변화는 나타나지 않았다. 흥미롭게도 김치 주요 발효균인 Leu.
BLED 조사에 의한 RK와 WK에서 효모와 곰팡이의 수의 변화를 측정하였다. RK와 WK의 곰팡이 및 효모의 초기 균수는 각각 4.34과 8.35 log로 나타났으며 WK에서 현저하게 높은 수준을 나타내었다. 하지만 두 종류 김치에서 모두 BLED 조사에 의한 곰팡이와 효모균 수의 차이는 나타나지 않았다(Fig.
RK의 명도(L)는 대조구와 BLED 처리구에서 모두 유의적으로 증가하였으며(p<0.05), BLED 처리구에서는 24시간부터 대조구에서는 48시간에 유의적인 증가가 관찰되었다(p<0.05).
WK의 경우도 24-72시간 저장 기간 동안 ABTS 라디칼 소거능에 대한 IC50값이 BLED 조사시료에서 대조구보다 유의적으로 낮은 수치를 나타내어(p<0.05) (Fig. 3), BLED 조사로 인해 김치의 산화방지 활성이 더 높아짐을 알 수 있었다.
WK의 명도(Lightness; L)는 RK보다 현저하게 높았으며, 발효 72시간 동안 대조구와 BLED 처리구에서 모두 유의적인 변화를 나타내지 않았다(p>0.05).
흥미롭게도 김치 주요 발효균인 Leu. mesenteroides의 생육은 BLED 조사에 전혀 영향받지 않았으며, 72시간 동안 비조사군과 차이없이 지속적으로 생육을 유지하였다. Weissella 속은 원래 Leuconostocaceae에 속해있는 균주로 처음 발견되어 Leuconostoc 유사 균주로 알려진 바있다(Fusco 등, 2015).
05), 곰팡이 및 효모의 생육도에서는 대조구와 차이를 나타내지 않았다. 색도의 경우, BLED 처리 시 대부분 명도가 조금 높아지는 경향을 보였으며, BLED 조사에 의해 색의 변화가 일정기간 지연되는 효과를 확인할 수 있었다. BLED 처리에 의해 WK는 저장기간 동안 pH 감소가 유의적으로 지연되는 것을 관찰할 수 있었다(p<0.
배추김치와 백김치에서 우점 유산균을 분리하기 위해 김치시료액을 단계별 희석하여 Bromophenol blue (BPB) MRS에 도말한 후, 35℃ 항온배양기에서 24-48시간 배양하면서 유산균 콜로니를 확인하였다. 우점 유산균의 선정은 단계별 희석 후 도말한 BPB MRS배지에서 산을 생성하면서, 콜로니의 수가 가장 많은 것을 선택하여 분리하였다. 유산균은 순수 분리하여 16S rRNA gene 염기서열 분석을 수행하였다(Macrogen Bioinformatics Center, Macrogen, Seoul, Korea).
이들 분리 유산균과 표준균주 각각에 BLED를 조사한 결과 배양 기간 내 거의 대부분 생육이 억제되는 것으로 나타났다(Fig. 4). RK와 WK에서 우점 유산균으로 분리된 W.
현 연구에서는 BLED 조사에 의해 김치 내 각기 다른 효모의 생장은 예측할 수 없었으나, RK나 WK에서 모두 전체 효모 군집을 저해하거나 정상적인 발효과정을 방해하는 영향은 나타나지 않았다.

후속연구

1의 결과는 김치발효액을 시료로 한바, 김치 발효액 자체가 복합유산균의 서식처로서 유산균 전체 군집에 대해 BLED에 의한 직접적인 저해 효과를 보이지 않은 것으로 나타났다. BLED 처리가 김치 내 유산균수의 감소를 유도하지 않았다는 점에서 김치의 유익균은 보존하면서, 여러 선행 연구결과(Jeong 등, 2018; Kim 등, 2017a; Penha 등, 2017; Srimagal 등, 2016)에 근거할 때 김치 내의 잡균이나 유해 균주의 저해에 관여할 수 있다고 보여 BLED에 의해 김치 발효 시 유리한 군집형성의 가능성을 고려할 수 있으며 이에 대한 추후 연구가 진행되어야 할 것으로 보인다.
이에, 김치의 위생성 향상 및 발효과정 조절 등의 두 가지 측면을 모두 아우를 수 있는 신기술 및 처리방법의 개발이 필요할 것으로 보이며, LED 중 특히 BLED 처리가 각 측면에 모두 영향을 미칠 수 있을 것으로 판단하였다. 따라서 본 연구에서는 BLED 처리에 의한 김치발효와 발효균주에 미치는 영향을 파악하기 위해, 냉장온도(4℃)하에 BLED 광원을 김치 국물에 조사하여 미생물의 생육 특성의 변화와 색도 및 기능성 성분의 변화를 비교 분석하였고, 분리 동정된 우점 유산균과 표준 균주에 대해 BLED조사에 의한 생육 특성을 확인하였다.
이는 단일균주에 대한 평가를 위해 4배 희석한 MRS broth를 배양에 사용한바, 김치 발효액 상의 성분과 LED와의 상호작용이 배제된 상태에서 나타난 차이라고 추측된다. 향후 김치 발효계의 성분들과 BLED의 상호작용, 생육 시기에 따른 BLED 조사 효과와 조사 광도에 따른 생육 조절 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것이다. 본 연구는 서로 다른 유산균 속에 대한 BLED의 상이한 효과를 확인하였으며, 김치 발효과정 중 변화되는 다양한 유산균 군집에 대해 생육도 조절에 대한 가능성을 확인하였다.
본 연구는 서로 다른 유산균 속에 대한 BLED의 상이한 효과를 확인하였으며, 김치 발효과정 중 변화되는 다양한 유산균 군집에 대해 생육도 조절에 대한 가능성을 확인하였다. 향후, 저렴한 가격의 경제적 효율성을 가진 LED광원에 의해 잡균 억제 효과 이외에도 품질 향상과 발효미생물의 생육도 조절을 통해 식품 산업뿐만 아니라 의약학, 화장품 산업 전반에서 가공, 생산 라인에 효율적으로 적용될 수 있을 것으로 예상된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	BLED 처리에 의해 RK에서의 유산균 증식은 어떻게 되었는가?	본 연구에서는 배추김치(RK)와 백김치(WK) 시료를 이용하여 72시간의 저장 기간 동안, Blue-LED 조사 효과를 확인하였다. BLED 처리에 의해 RK에서의 유산균 증식이 유의적으로 증가하였으나(p<0.05), 곰팡이 및 효모의 생육도에서는 대조구와 차이를 나타내지 않았다.
	김치의 품질 제고를 위한 연구를 2가지 측면으로 나타낸다면?	김치의 품질 제고를 위한 연구는 크게 두 가지 측면에서 연구되어왔다. 하나는 제조 과정 중의 위생성 향상 측면으로, 김치 내 천연 추출물 또는 보존제 첨가(Chang과 Chang, 2011; Kang 등, 2019; Kim 등, 2008), 미생물 제어를 위한 물리적 처리(Choi 등, 2019; Kim 등, 2006; Shin과 Shin, 2006; Yu 등, 2011), 포장재를 이용한 미생물 제어(Jaisan 등, 2018; Jeong과 Yoo, 2016; Park 등, 2011) 등의 연구가 진행되었다. 다른 한편으로는 발효과정에서 스타터 미생물을 이용한 발효 과정 조절과 저장성 향상에 대한 연구이다. 스타터 미생물로 유산균(Chang 등, 2011; Lee 등, 2015; Moon 등, 2018), 효모(Kandasamy 등, 2018; Kim 등, 1997; Kim 등, 1999)등을 이용한 연구가 존재한다. 현 연구에서 사용된 Blue LED (BLED)는 주로 병원성 미생물 저해를 위한 광역학 치료법(Ogonowska 등, 2019; Sabino 등, 2019)으로 연구되어왔다.
	소규모업체를 위한 배추김치의 해썹관리기에서 제시되는 것은?	소분화, 소포장 되는 다양한 김치 제품의 수요에 발맞춰 제조 공정에서부터 소비자 공급까지 원료의 안정적인 공급과 위생과 저장 기술에 대한 중요성은 한층 더 부각되고 있다. ‘소규모업체를 위한 배추김치의 해썹관리기준’(Korea Agency of HACCP Accreditation, 2010)에 의하면 배추의 세척 공정과 속재료로 사용하는 기타농산물에 대한 세척 공정, 금속검출공정이 중요관리점(CCP; critical control point)으로 제시되고 있다. 김치의 제조과정 중 세척, 절임, 부재료(양념)와의 혼합을 통해 일부 미생물들과 유해물질이 제어되기도 하지만, 원/부재료에 잔존하는 미생물 군집과 다양한 발효 조건에 의해 전체적인 맛과 기호성뿐만 아니라 위생과 외관까지 좌우될 수 있다.

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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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