초록 ▼

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
1. 연구개발 결과
(1) 김치 우수 젖산균주 탐색 및 starter 개발
각 종류별 김치로부터 총 393 균주의 김치 젖산균(Leuconostoc 73균주, Streptococcus 61균주, Pediococcus 8 균주, Lactobacillus 251균주)을 분리하여, 내산성, 내염성, 저온성 생육의 특성조사를 거쳐, 가장 우수한 성상을 가진 5균주를 김치제조용 스타터 균주로 선발하였으며, 미생물동정장치(Microbial Identification System; MIS

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
1. 연구개발 결과
(1) 김치 우수 젖산균주 탐색 및 starter 개발
각 종류별 김치로부터 총 393 균주의 김치 젖산균(Leuconostoc 73균주, Streptococcus 61균주, Pediococcus 8 균주, Lactobacillus 251균주)을 분리하여, 내산성, 내염성, 저온성 생육의 특성조사를 거쳐, 가장 우수한 성상을 가진 5균주를 김치제조용 스타터 균주로 선발하였으며, 미생물동정장치(Microbial Identification System; MIS, MIDI)를 이용하여 동정하였다. 선발된 우수 젖산균주는 액체배지를 이용한 액상형태와 동결건조시킨 분말의 형태로 제조하여 김치제조과정에 직접 스타터로 첨가하였다. 그 결과 모두 총균수 및 pH의 빠른 상승으로 김치발효가 촉진되었으며, 단독투여보다 혼합투여시 그 효과가 뚜렷하였다. 젖산균 스타터의 적정 첨가량을 결정하기 위하여 105cfu/㎖의 농도로 투여한 저농도투여군(SL군)과 108cfu/㎖의 농도로 첨가한 고농도투여군(SH군)을 비교실험한 결과, 발효가 진행됨에 따라 발효 10일 경에는 접종스타터의 균수차이에도 불구하고, 두 실험군의 총균수가 유사해지는 경향을 나타내었다. 젖산균 스타터균주와 박테리오신 생성균주를 혼합투여한 실험에서는 Streptococcus와 Leuconostoc의 생장이 뚜렷이 억제되었지만, Lactobacillus에 대해서는 억제효과를 확인할 수 없었다. 이상의 결과 우수 젖산균주의 스타터 첨가는 김치발효의 균일화 및 관능검사에 긍정적인 효과를 나타내었다.
(2) Bacteriocin을 이용한 김치보존성 향상에 관한 연구
본 연구과제에서는 김치보존성 향상을 위하여 박테리오신 생산균주를 순수분리 및 특성화하였으며, 재조합 DNA방법에 의하여 박테리오신을 대량생산할 수 있는 방법을 개발하였다. 김치시료에서 박테리오신을 생산하는 균주(Lactobacillus속에 속하는) 7종이 선발되었으며, 이들 중 LB3-42, 3-43은 다른 김치 유래 유산균에 대하여 가장 우수한 항균작용을 보이는 것으로 판정되었다. 한편, Leucocin C는 일반 유산균에 대하여 폭넓은 항균작용을 보이는 박테리오신으로 Leuconostoc mesenteroides TA33a에서 생산된다. 본 과제에서 Leucocin C의 대량생산은 Leucocin C 유전자를 인공 신합성의 방법으로 제작하고, 새로운 단백질 발현 벡터시스템을 적용하여 이루어졌다.
(3) 김치 규격화를 위한 김치 제조 공정개발
1) 김치제조공정중의 미생물 제어방법연구
김치에 젖산균 스타터를 접종하였을 때 스타터가 우세균으로 증식할 수 있는 조건을 만들어 주기 위해 김치의 초기 미생물수를 제어하는 방법으로서 김치 원․부재료의 세정 및 살균방법과 제조공정의 살균 방법을 연구하였다. 먼저 김치 원․부재료의 1년 간 월별 미생물 분포를 조사하였으며 계절별로는 마늘, 부추 등 일부원료를 제외한 나머지 원료들이 6∼10월의 미생물분포가 높아 이 때의 집중적인 관리가 요구되었다. 부추와 생강의 경우 대장균군수가 특히 높았다. 원․부재료의 살균방법에 대하여는 배추의 경우 절임 전 보다는 절임 후에 NaOCl을 처리하는 것이 효과적이었고, 양념원료 야채의 경우 마늘과 생강은 열탕수에 블랜칭 처리하는 것이 효과적이었다. 나머지 야채류에 대해서는 양성계면활성제인 Duoclean 100배 희석액에 세정하는 방법과 NaOCl 200ppm으로 10분간 살균하는 방법이 효과적이었으나 교반이나 뒤집기등의 계속적인 물리적 마찰이 있을 경우 살균효과가 더 좋았다. 5ppm농도의 오존수로는 계면활성제로 전처리 후 오존수로 살균시 100배정도의 미생물이 감소하였다. 제조공정에 대한 살균방법으로는 95℃열탕수로 도포하는 방법과 NaOCl 200ppm으로 살포하는 방법이 효과적이었으며 도구들은 NaOCl 200ppm용액에 하룻밤 침지하는 것이 효과적이었다.
2) 선발 젖산균 스타터를 이용한 김치제조연구
선발된 젖산균 스타터를 이용하여 일반적인 제조공정으로 제조된 김치에 접종하였을 때는 접종균의 우세균이 되지 않아 김치의 원료를 살균하여 제조된 김치에 스타터를 접목하는 방법을 연구하였다. 3종의 혼합 스타터와 3종의 박테리오신 생성균주를 단독 또는 혼합 첨가하였을 때 살균처리 된 김치 대조구는 발효는 억제되었지만 대장균군이 증가하는 단점이 있었고, 스타터와 박테리오신 생성 균주를 혼합첨가 하였을 때는 박테리오신에 의한 발효지연 효과는 나타나지 않았다. 그러나 박테리오신 단독 첨가의 경우 발효지연의 효과가 있었다. 박테리오신의 시차적인 첨가에 의해 발효 후기에도 pH의 저하가 더 진행되었다. 살균김치에 동결건조 분말 스타터를 첨가하여 10℃에서 발효 시켰을 때 비살균 일반 김치보다 발효가 지연되는 효과가 있었다.

Abstract ▼

Ⅳ. Results and their applications
1. Results
(1) Research of superior lactic acid bacteria in Kimchi and development of starter
From various kinds of Kimchi, 393 strains of lactic acid bacteria were isolated by traditional methods. The isolates were assorted into four genera, which consiste

Ⅳ. Results and their applications
1. Results
(1) Research of superior lactic acid bacteria in Kimchi and development of starter
From various kinds of Kimchi, 393 strains of lactic acid bacteria were isolated by traditional methods. The isolates were assorted into four genera, which consisted of 251 strains of Lactobacillus spp., 73 strains of Leuconostoc spp., 61 strains of Streptococcus spp., and 8 strains of Pediococcus spp.. Of the isolates, five strains(Leu-5, Leu-64, Lac-11, Lac-76 and Str-5)were selected as starter strains and they were identified by MIS(Microbial Identification System). Selected superior lactic acid bacteria were added into Kimchi as a broth culture and freeze
dried powder form. Consequently, total bacterial counts and acidity was quickly increased and Kimchi fermentation was very fast. Especially, combined strains group was fermented faster than single starter strain groups. To decide on optimal volume of starter to be added into Kimchi, starter was added into prepared Kimchi as a low(SL group, 105 cfu/㎖ and high(SH group, 108 cfu/㎖ concentration.
As the result, although difference of the bacterial cell number, total bacterial count of two groups were a similar level after 10 days of fermentation. In the study of Kimchi added starter strains and bacteriocin producing bacterial mixture, the growth of Streptococcus and Leuconostoc was inhibited, but the growth of
Lactobacillus was not inhibited by bacteriocin. These results indicated the possibility that the addition of starter strains for Kimchi preparation would improve the uniform quality and flavor of Kimchi.
(2) A study on the improvement of Kimchi-storage by using bacteriocin
For the improvement of Kimchi-preservation, in this study, bacteriocin-producing strains were selected and characterized and, the mass-producing method of bacteriocin was developed based on recombinant DNA technology. Seven strains (belong to Genus Lactobacillus) isolated from Kimchi sample were selected as bacteriocin-producing strains. Among these strains, LB3-42, 3-43 were shown best bacteriostatic effect against other lactic acid bacteria isolated from Kimchi. Also, Leucocin C is one of bacteriocin with broad spectrum against lactic acid bacteria and is produced by Leuconostoc mesenteroides TA33a. In this study, the mass-production of Leucocin C was achieved by using de novo construction of synthetic Leucocin C gene and by using new protein expression vector system.
(3). Development of procedure on preparation of Kimchi for standardization
1) Study on the bacterial control methods in the Kimchi production system. To find out the bacterial control methods in the Kimchi production, washing and sterilization method of the raw materials, machineries and utensils were studied. The microbial floras of the raw materials were surveyed for one year.
The microbial floras of the raw materials except leek and ginger were increased from June to October. A lot of coliform bacteria were found in a leek and a ginger. Duoclean (surfactant) and NaOCl were selected as a detergent and a disinfectant. NaOCl solution was effective to sterilize the salted chinese cabbage.
Blanching treatment was effective for sterilizing garlic and ginger. Other vegetables were effectively sterilized by physical rubbing in Duoclean (100 times dilution) and NaOCl solution (200ppm, 10min). The number of microorganisms of the raw materials treated by detergent and 5ppm Ozone water were decreased 1/100 . Spraying of hot water (95℃) and NaOCl solution (200ppm) were effective to sterilize the machineries for Kimchi production. The utensils for Kimchi production were effectively sterilized by 200ppm of NaClO solution.
(2) Research of Kimchi-preparation by using lactic acid bacteria starter strains
When the five kinds of lactic acid bacteria starter strains were added in Kimchi that was prepared with non-sterilized raw material, the starter strains were not predominant during the fermentation. Three kinds of lactic acid bacteria starter strains (Leu-5, Leu-64, Lac-76) and bacteriocin producing strains were used for this study. In the study of Kimchi added mixed 3 strains and bacteriocin producing bacterial mixture, fermentation of control (sterilized Kimchi) was depressed but there was problem of coliform multiplication. There was no inhibition effect of Kimchi fermentation adding the mixed starters and bacteriocin producing strains together. In case of adding bacteriocin producing strains only, there was inhibition effect of Kimchi fermentation. pH decline of Kimchi was progressed by inoculation of bacteriocin producing bacteria at each stages of the fermentation. The fermentation of Kimchi produced by using sterilized raw materials and freeze dried starters was delayed.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 13
• 목차 ... 14
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 15
• 제1절 연구개발의 목적 ... 15
• 제2절 연구개발의 필요성 ... 15
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 19
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 22
• 제1절 김치 우수 젖산균주 탐색 및 starter 개발 ... 22
• 제2절 Bacteriocin을 이용한 김치보존성향상에 관한 연구 ... 67
• 제3절 김치 규격화를 위한 김치 제조 공정개발 ... 87
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 184
• 제1절 연차별 연구개발 목표와 내용 ... 184
• 제2절 연구평가의 착안점 ... 186
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 187
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 188
• 제7장 참고문헌 ... 190
• 끝페이지 ... 194