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Kafe 바로가기주관연구기관 | (재)임실치즈과학연구소 |
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2014-03 |
과제시작연도 | 2012 |
주관부처 | 농림부 Ministry of Agriculture and Forestry |
과제관리전문기관 | 농림수산식품기술기획평가원 Korea Institute of Planning and Evalution for Technology of Food, Agriculture, Forestry and Fisherie |
등록번호 | TRKO201400005713 |
과제고유번호 | 1545005225 |
사업명 | 고부가가치식품기술개발 |
DB 구축일자 | 2014-11-29 |
DOI | https://doi.org/10.23000/TRKO201400005713 |
과구결과
<제 1 차년도>
1. 항진균 물질의 개발
· 치즈 및 치즈 숙성실에 자생하는 곰팡이균 8종(FA~FH)을 분리하고 동정하였다.
· 다양한 지역의 김치로부터 유산균 44종을 분리하여 항진균 활성을 평가 한 후 22종(ALA∼ALV)을 선발하여 동정하였다.
· 항진균 활성 유산균으로 최종 6종(ALD, ALH, ALJ, ALL, ALS, ALT)을 선발하였다.
· 천연물 소재(솔잎, 엉겅퀴, 오행초, 함초, 뽕잎, 뱀딸기) 추출물의 항진균 활성을 확인하였으나 치즈 및 치즈 숙성실에 자생하는 곰
과구결과
<제 1 차년도>
1. 항진균 물질의 개발
· 치즈 및 치즈 숙성실에 자생하는 곰팡이균 8종(FA~FH)을 분리하고 동정하였다.
· 다양한 지역의 김치로부터 유산균 44종을 분리하여 항진균 활성을 평가 한 후 22종(ALA∼ALV)을 선발하여 동정하였다.
· 항진균 활성 유산균으로 최종 6종(ALD, ALH, ALJ, ALL, ALS, ALT)을 선발하였다.
· 천연물 소재(솔잎, 엉겅퀴, 오행초, 함초, 뽕잎, 뱀딸기) 추출물의 항진균 활성을 확인하였으나 치즈 및 치즈 숙성실에 자생하는 곰팡이균에 대한 항진균 활성을 확인할 수 없었다.
· 시판 정유(바질유, 송엽유, 박하유, 스페어민트유, 계피유, 생강유, 레몬유)의 항진균 활성을 확 인한 결과 계피유>바질유>스페어민트유>레몬유>생강유>박하유>송엽유 순이었다.
· 계피에 대하여 용매별 추출에 따른 항진균 활성을 확인한 결과 메탄올추출 시 10 μL이상에서 효과를 나타내었으나, 에탄올추출 시에는 항진균 활성를 나타내지 않았다.
· 계피와 바질의 초임계 추출물의 항진균 활성을 확인 한 결과 항진균 활성을 나타내지 않아, 초임계추출법은 치즈 곰팡이 억제 시료 추출법으로 적합하지 않은 것으로 확인되었다.
· 치즈 발효에 관여하는 유산균에 대한 정유성분의 생육저해 활성을 확인한 결과, FLORA DANICA(FD) 균주에 대하여 계피유와 계피 수피유 0.5 μL 이상에서 항균작용이 있어 치즈 제조 시 정유 농도 제한이 있을 것으로 판단되었다.
· 계피유와 계피 수피유의 성분을 확인한 결과 계피유는 유제놀이 주요 성분으로 확인 되었으며, 계피 수피유는 신남알데히드, 바질유는 리나놀로 확인되었다.
2. 항진균 물질을 이용한 자연치즈 제조 기술 개발
· 10% 환원탈지유에 항진균 활성 유산균을 접종하고 24시간 배양하여 균수를 측정한 결과 FLORA DANICA(FD)보다 높은 생육활성을 나타내어 FD와 함께 숙성형 자연치즈 제조에 사용하였다.
· 항진균 활성 유산균을 이용한 아시아고치즈를 제조하고 숙성 중 pH, 유산균수, 수용성 질소화합물의 함량변화를 확인한 결과 24주간 숙성과정을 거치면서 원활한 숙성도를 보였다.
· 항진균 활성 유산균을 이용한 아시아고치즈의 숙성 중 항진균 활성을 측정한 결과 숙성 5일차부터 표면에 곰팡이가 형성되기 시작하여 유산균에 의한 항진균 활성은 확인할 수 없었다.
· 유산균 배양액을 베르크치즈 표면에 도포한 후 숙성 중 항진균 활성을 측정한 결과 30일 경과 후 곰팡이가 형성되었다.
· 자몽종자추출물을 가우다치즈 표면에 도포한 후 숙성 중 항진균 활성을 측정한 결과 10일 경과 후 곰팡이가 형성되었다.
· 계피유, 계피 수피유, 바질유를 틸지터치즈 표면에 도포한 후 숙성 중 항진균 활성을 측정한 결과 계피유와 계피 수피유가 30일 이상 경과되어도 곰팡이가 형성되지 않았다.
<제 2 차년도>
1. 항진균 물질의 개발
· ALH의 박테리오신 유전자는 Lactobacillus sakei 계열이 생산하는 박테리오신으로 알려진 sakacin P의 유전자 염기서열 정보를 바탕으로 유산균 ALH의 genomic DNA를 이용하여 PCR을 수행한 결과, 증폭된 186 bp의 DNA 단편을 확인할 수 있었다
· 항진균 물질의 대사산물별 활성을 평가한 결과 ALH가 생산하는 항진균 물질이 유기산일 가성이 높을 것으로 판단되었다.
· ALH 배양액은 lactic acid와 acetic acid가 주요 유기산이었으며, lactic acid만이 FB에 대한 항진균 활성 나타냈다.
· ALH가 생산하는 항진균 물질의 분자량은 3,000 Da 이하의 물질로 추정되었다.
· ALH 배양액의 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성을 확인한 결과 농도의존적으로 라디칼을 소거하였다.
· ALH 배양액의 항산화 관련 효소의 활성을 측정한 결과, 5 mg/mL의 농도에서 49%, 10 mg/mL의 농도에서 59%의 XO 활성 감소율을 보였으며, 10 mg/mL의 농도에서 대조구와 비교하여 5배 이상 SOD 활성이 증가되어 효소에 의한 항산화 활성을 확인하였다.
· ALH 배양액이 세포 내 NO 생성에 미치는 영향을 확인한 결과, 농도의존적으로 NO의 생성을 저해하였으며, 특히 5 mg/mL의 농도에서 대조구와 비교하여 39% NO 생성 억제 활성을 보였다.
· ALH 배양액이 암세포(AGS, HT-29, HepG2)의 성장에 미치는 영향을 평가한 결과, 암세포를 직접적으로 죽이지는 않지만 암세포의 증식·성장하는 속도를 지연시키는 것을 확인하였다.
· 수증기증류법으로 증류가 가능한 clevenger apparatus방법으로 정유를 추출하였다.
· 추출 방법 및 추출시간에 따른 정유의 추출 조건은 가장 높은 수율을 나타낸 dH-3hr, 즉 물보다 비중이 높은 타입의 방법으로 3시간 추출하는 것이 가장 적합하다 판단되었다.
· 비중에 따른 추출방법 및 추출 시간에 따라 정유를 추출하여 GC 분석을 시행한 결과 추출된 정유의 주요 성분이 신남알데히드로 확인되었다.
· 항진균 활성이 우수한 정유의 주요성분인 신남알데히드, 리나놀, 유제놀에 대하여 단일 및 혼합하여 항진균 활성을 평가하였다. 단일 성분으로는 신남알데히드의 처리가 항진균 활성이 가장 높은 것으로 확인되었으며 혼합에 의한 시너지효과는 확인할 수 없었다.
· 추출 정유는 FC에 대하여 60.5 mm의 생육저지환을 나타내어 가장 강한 활성을 보였으며, FF의 경우 34.5 mm의 생육저지환을 나타내어 8종의 곰팡이 중 가장 낮은 항진균 활성을 나타냈다.
· 추출 정유의 주요 성분은 신남알데히드로 확인되었다.
2. 항진균 물질의 치즈 및 식품에 적용 가능성 평가
· 항진균 활성이 우수한 발효유 제조용 유산균 스타터를 개발하기 위해서는 ALH를 단독균주로사용하기 보다는 산 생성력이 우수한 유산균과 혼합하여 사용하는 것이 적합할 것으로 판단되었다.
· 항진균 활성이 우수한 발효유를 제조하기 위한 유산균 스타터 첨가량은 상업균주와 ALH의0.3:0.7 혼합비율이 가장 적합할 것으로 판단되었다.
· 계피 주정추출물 1.0% 이상 처리 시에는 유산균의 생육억제 현상이 나타나 농도 제한이 있을것으로 판단되었다.
· 계피 발효유에 대한 전체 기호도는 계피추출물 0.05% 처리구에서 가장 높게 나타났다.
· ALH 배양액 첨가량이 감소하고 계피 주정추출물 첨가량이 증가할수록 식빵의 굽기 손실율은감소하고 산도는 증가하였다. 백색도는 낮아지고 적색도와 황색도는 증가하였다. 경도, 점착 성, 씹힘성이 증가하였다.
· 전체적인 선호도에서는 ALH 배양액과 계피 주정추출물을 50:50의 비율로 첨가한 식빵이 가장 높았고, 색, 외형 및 질감에서는 ALH 배양액만을 첨가하여 제조한 식빵에서 선호도가 가장 높은 것으로 나타났다.
· ALH 배양액만을 첨가하여 제조한 식빵이 저장기간 동안 수분함량의 변화가 가장 적었으며,pH가 저장기간 동안 가장 크게 변했다. ALH 배양액 첨가량이 감소하고 계피 주정추출물 첨가량이 증가할수록 저장기간 동안 적정산도의 변화가 적었으며, 계피 주정추출물 만을 첨가하여 제조한 식빵의 노화 억제 효과가 가장 높은 것으로 나타났다.
· 계피 주정추출물만을 첨가하여 제조한 식빵이 저장 기간 중 곰팡이의 발생이 억제 효과가 가장 큰 것으로 나타났다.
· 계피유와 계피 수피유를 처리한 틸지터치즈를 20일 동안 숙성한 결과, 계피유와 계피 수피유을 도포한 처리구에서만 항진균 활성을 나타냈으며, 향에 의한 항진균 활성은 나타나지 않았다.
· 계피유와 계피 수피수를 도포한 가우다치즈의 숙성 10일차까지는 낮은 농도에서의 정유를 처리함으로도 항진균 활성을 나타냈지만 지속적인 항진균 활성을 보기 위해서는 높은 농도의 정유를 도포하는 것이 바람직함하다고 판단되었다.
· 계피 주정추출물을 도포한 로마노치즈는 4일 동안 4회 도포한 처리구에서는 숙성 14일이 경과되어도 치즈 표면에 곰팡이가 형성되지 않아 계피 주정추출물 도포 횟수가 중요하다고 판단되었다.
· 계피 분말을 첨가한 틸지터치에서는 계피 분말에 의한 항진균 활성을 확인할 수 없었다.
Results of research and development
1. The first years (2012)
1) Development of antifungal substances
· Isolation and identification of fungi from cheese and cheese ripening room
· Isolation and identification of lactic acid bacteria from Kimchi
· Confirmation of antifungal activity o
Results of research and development
1. The first years (2012)
1) Development of antifungal substances
· Isolation and identification of fungi from cheese and cheese ripening room
· Isolation and identification of lactic acid bacteria from Kimchi
· Confirmation of antifungal activity of Kimchi lactic acid bacteria
· Characterization of antifungal lactic acid bacteria
· Screening of natural products possessing antifungal activity
· Screening of antifungal effect of essential oil commercially available manufacturing technique
2) Manufacturing technique of natural cheese using antifungal substances
· Change of cell density during fermentation by the antifungal lactic acid bacteria cultures
· Manufacturing experiment by the antifungal lactic acid bacteria cultures in 10% skim milk
· Confirmation of antifungal activity and characterization by using antifungal lactic acid bacteria for storage on Asiago cheese
· Confirmation of antifungal activity by using antifungal lactic acid bacteria for storage on Berg cheese of surface
· Confirmation of antifungal activity by using grapefruit seed extract for storage on Gouda cheese for surface
· Confirmation of antifungal activity by using essential oil for storage on Tilsiter cheese for surface
2. The second years (2013)
1) Development of antifungal substances
· Confirmation of bacteriocin producing antifungal lactic acid bacteria
· Confirmation of metabolite for antifungal identification Confirmation antioxidative activity and anticancer activity of antifungal lactic acid bacteria culture medium
· Methodological development for extraction of antifungal substances from food materials
· Extraction of antifungal essential oil from food materials
· Analysis of major chemical components in antifungal essential oil
· Verification of antifungal effect of extracted essential oil
· Analysis for chemical composition of extracted essential oil
2) Manufacturing technique of natural cheese using antifungal substances
· Development of fermented milk added cinnamon extract
· Development of bread added antifungal lactic acid bacteria culture medium and cinnamon
· Confirmation of antifungal activity by using essential oil and flavor for storage on inside Tilsiter cheese
· Confirmation of antifungal activity and physicochemical changes of Gouda cheese for surface treatment of cinnamon oil and cinnamon bark oil
· Confirmation of antifungal activity of Romano cheese for surface treatment of cinnamon ethanol extracts
· Confirmation of antifungal activity of Tilsiter cheese added cinnamon powder
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