대두유중에서 L, acidophilus와 K. fragilis를 단독발효시키는 것 보다 혼합배양 함으로써 젖산의 생성이 촉진되었는데 균간의 어떠한 상호작용에 의하여 산의 생산이 증가되었는가를 연구하였다. 대두유와 Soywhey를 사용하였을 때의 젖산 생성속도는 L. acidophilus 단독보다는 K. fragilis 와 혼합배양하는 것이 빨랐다. 이들 균을 단독 또는 혼합배양하여 경시적으로 발효 대두유중의 당 성분을 HPLC로 분석하였다. 그 결과 L. acidophilus가 발효하기 어려운 sucrosed raffinose, stachyose를 K. fragilis가 생산하는 효소에 의하여 젖산균이 발효할 수 있는 glucose, fructose로 분해되기 때문에 혼합배양 함으로써 젖산 발효가 촉진된다는 것을 알았다.
Lactobccillus acidophilus와 Saccharomyces cerevisiae를 대두유에서 혼합 배양시켜 최적 젖산발효조건을 검토하였다. 대두유에서의 혼합배양시 20시간 이상 배양했을 때 산생성이 촉진되었고 배양온도는 34$^{\circ}C$ 부근으로 했을 때 가장 좋았다. 대두유에 sucrose와 skim milk가 젖산발효에 미치는 영향을 조사한 결과 sucrose 는 1.5% 첨가시 skim milk는 2.0% 첨가시 첨가하지 않고 배양할 때 보다 2배 정도의 산생성을 보였다.
젖산균 Lactobacillus casei와 Saccharomyces uvarum을 사용하여 대두유중에서의 최적 젖산발효조건을 검토하였다. 젖산발효 중의 온도의 영향은 Saccharomyces uvarum과의 혼합배양에서 37-4$0^{\circ}C$가 가장 좋았다. 배양시간은 24시간일때, Lactobacillus casei 와 Saccharomyces uvarum 의 접종비는 2:1일때 산생성이 가장 좋았다. Sucrose와 skim milk의 혼합배양시 대두유의 젖산발효에 미치는 영향을 검토한 결과 sucrose의 경우 1.0% 첨가하였을 때 산생성은 높게 나타났으며 skim milk를 첨가했을 때는 첨가하지 않고 배양했을 때와 비교하여 별다른 차이를 보여주지 않았다.
숙성 중인 김치에서 생육과 산 생성이 우수한 유산균을 분리하여 API 50 CHL kit로 확인하고 16S rDNA의 염기 서열을 분석한 결과 Leuconostoc mesenteroides로 동정되어 Leuconostoc mesenteroides KC51로 명명하였다. 대두에 10배의 증류수를 가하여 제조한 두유에 KC51 균주를 접종하고 $30^{\circ}C$에서 정치 배양한 결과, 생균수는 접종 후 9시간까지 급격히 증가하였으며 그 이후 완만하게 증가하여 배양 12시간에는 $2.70{\times}10^9$ CFU/g까지 증가하였다. 적정산도는 배양 12시간에 0.35%까지 증가하였으며,pH 는 pH 4.52까지 감소하였다. 이때 유기산 농도는 젖산과 초산의 함량이 각각 0.56%와 0.10%로 분석 되었다. 두유 발효액에서 Leuconostoc mesenteroides의 증식에 의한 점도의 증가는 관찰되지 않았으며, 관능적으로도 신맛을 제외한 항목에서 두유와 유사하였다. 또한 $4^{\circ}C$에서 두유 발효액은 2주일의 저장기간 동안 pH, 적정산도와 생균수의 변화는 미미하였다.
L. acidophilus를 대두유에 젖산발효 시킬 때 단독배양과 효모인 K. fragilis와의 혼합배양에 대하여 검토하였다. 젖산의 생성량은 젖산균 단독배양보다는 효모와 혼합배양 하는 것이 2.6배나 많았으며 L. acidophilus를 단독배양 하였을 경우 균의 생육속도와 PH 강하속도는 K. fragilis를 단독배양한 것에 비교하여 늦었다. 그러나 혼합배양 함으로써 생육속도와 PH 강하속도는 K, fragilis를 단독배양한 것보다 빨랐다. 단독 또는 혼합젖산발효에 미치는 온도의 영향을 조사한 결과는 L. acidophilus.는 37$^{\circ}C$, K. frahilis는 3$0^{\circ}C$, 두 균의 혼합배양시는 35-37$^{\circ}C$ 범위에서 산생성이 가장 좋았다. 혼합배양 시 검토한 젖산발효 최적조건은 L. acidophilus와 K. fragilis의 접종비율이 1:5, sucrose 0.5-1.0% SKIMMILK 1.5%를 각각 첨 가한 것이 좋았다.
고 함량 이소플라본 생산을 위한 대두의 침지, 발아조건 및 청국장 발효 최적조건을 찾기 위해 반응표면분석법을 사용하였다. 대두의 침지와 발아조건은 대두를 25.6$^{\circ}C$에서 7 hr 침지 후 29.1$^{\circ}C$에서 42.4 hr 발아 시 이소플라본 함량이 가장 높게 측정이 되었다. 또한 고함량 이소플라본을 얻기위한 청국장 발효 최적 조건은 온도 39.96$^{\circ}C$, 접종량 1.32%, 42.4 hr 이었다. 최적조건에서의 이소플라본 함량은 2,544 ppm으로 대조구(1,960 ppm)보다 약 1.3 배 향상되었다.
대두발효식품의 갈변현상을 확인하기 위하여 간장발효액에 포도당과 티로신을 따로 또는 함께 첨가하여 152일간 발효시키면서 이들이 갈변에 미치는 영향과 동시에 산소존재여부가 갈변에 미치는 영향과 동시에 산소존재여부가 갈변에 주는 영향을 연구하였다. 포도당은 그 자체만으로나 또는 티로신과 함께 첨가되었을때 pH를 낮추었음은 물론 갈변을 저해하는 것으로 밝혀졌고 티로신만을 첨가하였을 때는 pH에는 영향을 주지 않았으나 발효후기에 갈변을 촉진시켰다. 산소의 존재하에 발효시킨 간장액은 산소가 없는 상태에서 발효시킨 간장액의 갈변과 비교했을때 산소가 있는 상태에서 발효시킨 것이 현저히 높은 갈변을 나타내었다. 대두발효식품의 갈변에는 산소가 없이도 이루어지는 마이야르반응과 티로신과 산소가 첨가되었을 때의 갈변증가가 그렇지 않은 때보다 많은 것으로 보아 효소적갈변반응이 마이야르반응보다 더 중요함을 알 수 있다.
대두는 여러 생리활성 물질을 함유하고 있는 가격이 저렴한 양질의 식물성 단백질 공급원이다. 그러나 특유의 대두취와 난소화성으로 인해 소비가 제한되고 있어 이를 극복하기 위한 연구의 일환으로 혼합유산 균주 및 효모첨가에 따른 배양시간대별 당이용성 및 아미노산 변화를 측정하여 대두유내 당류와 아미노산들이 혼합균주에 의해 이용되는 경향과 이에 따른 산생성에 대하여 검토하였다. S. thermophilus와 Sac. uvarum로 발효된 처리구가 pH 4.45, 산도 0.86으로 산생성이 가장 우수하였으며, 대두내 당 이용성을 측정한 결과 L. acidophilus와 S. thermophilus로 발효된 처리구는 대두올리고당의 이용성이 다른 처리구에 비해 낮았고, Sac. uvarum과 혼합발효된 처리구들의 당이용성이 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 Sac. uvarum과 혼합배양하였을 경우 Sac. uvarum이 생산하는 효소에 의해 대두내 과당류로부터 분해된 단당류를 유산균들이 이용하기 때문인 것으로 생각되며, 각 혼합균주의 아미노산 이용성에 있어서도 Sac. uvarum으로 혼합발효된 처리구가 유산균만을 혼합한 처리구에 비해 지속적인 아미노산 이용효율이 더 높게 나타났으며 이는 유산균과 효모의 서로 다른 단백질가수분해능에 의한 상호 보완작용에 기인한 것으로 생각된다.
콜레스테롤 식이로 유발시킨 고콜레스테롤혈증 흰쥐에 유산균 발효유(요구르트) 및 해양식물인 함초(Salicornia herbacea) 추출물 첨가 유산균 발효유(함초 요구르트)를 식이중에 5% (w/w)수준으로 첨가하여 지질농도에 미치는 영향을 검토하였다. 혈청 총 콜레스테롤 농도는 콜레스테롤 식이군에 비해 함초 요구르트 및 요구르트 식이군에서 각각 유의적으로 감소하였다. 동맥경화 지수(atherogenic index)도 콜레스테롤 식이군에 비해 함초 요구르트 및 요구르트 식이군에서 각각 유의적으로 감소하여 항동맥경화 작용이 있는 것으로 나타났다. 함초 요구르트에 의한 콜레스테롤 감소 효과는 콜레스테롤로부터 담즙산 합성 증가에 의한 혈청 중의 담즙산 농도 증가와 장내 흡수 저해에 의한 분변 중으로의 증가에 의한 것으로 사료되었다. 혈중 유리 지방산 농도는 함초 요구르트 식이군에서 유의적으로 감소하였다. 혈당치는 함초 요구르트 식이에서만 유의적으로 감소되는 것으로 나타났다. 이상의 실험 결과로부터 함초 추출물 첨가 요구르트는 혈청 콜레스테롤 감소에 의한 항동맥경화 효과가 있는 것으로 나타나 해양식물 유래 신기능성 식품 개발 가능성이 대두되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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