• 미생물학회지
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• 제53권2호
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• pp.103-117
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• 2017

본 연구에서는 된장으로부터 분리된 Lactobacillus acidophilus D11 또는 Lactobacillus fermentum D37 균주로 발효시킨 요구르트의 프로바이오틱로서의 가능성, 물리 화학적 및 기능적 특성에 대한 녹차 추출물의 영향을 조사하였다. 인공 소화액에 대한 저항성과 상피 세포에 대한 부착력과 같은 프로바이오틱활성은 플레인 요구르트보다 녹차 추출물을 첨가한 요구르트에서 다소 높게 나타났는데, 이는 유산균의 수의 증가에 기인하는 것으로 추정되었다. L. acidophilus D11로 발효시킨 플레인 요구르트에 녹차 추출물을 첨가한 경우 유산균수, 유기산 함량 및 점도와 같은 요구르트의 물리 화학적 특성도 유의하게 (P<0.05) 증가하였다. 하지만 녹차 추출물은 L. fermentum D37 균주 발효시킨 요구르트의 물리 화학적 특성에는 유의한 영향을 미치지 않았다 (P>0.05). 한편, Escherichia coli O157 ATCC 43889, Salmonella enteritidis ATCC 13076 및 Salmonella typhimurium KCTC 2514에 대한 항균 활성 및 총 페놀 함량, 라디칼 소거능 및 철 환원력과 같은 항산화 활성은 L. acidophilus D11 보다는 L. fermentum D37로 발효시킨 플레인 요구르트에서 현저히 높았다. 게다가 요구르트의 항균 및 항산화 활성은 녹차 추출물의 농도에 비례하여 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 결론적으로, L. acidophilus D11 또는 L. fermentum D37로 발효시킨 녹차 요구르트는 병원성 세균의 성장을 억제하고 체세포 내에 생성된 자유 라디칼을 제거 할 수 있는 유용한 기능성 식품으로 이용할 수 있는 것으로 판단되었다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제61권2호
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• pp.141-150
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• 2018

본 연구에서는 층꽃나무와 L. plantarum으로 발효한 층꽃나무를 각각 80% ethanol로 추출하여 추출물들이 LPS로 유도된 Raw 264.7 cell의 염증반응에 미치는 영향을 비교 검증하여 항염증 소재 개발 가능성을 검토하였다. HPLC를 이용하여 L. plantarum에 의한 층꽃나무 발효 추출물의 유용성분 변화를 확인한 결과, 발효를 통해 유용성분의 profile 변화가 있는 것을 확인할 수 있었다. Raw 264.7 cell에서 세포 독성을 측정하기 위해 MTT assay를 실시한 결과, 층꽃나무 80% ethanol 추출물은 5, 10, $15{\mu}g/mL$의 농도에서 발효 층꽃나무 80% ethanol 추출물의 경우 10, 20, 30, $40{\mu}g/mL$의 농도에서 90.0% 이상의 세포 생존율을 나타내었다. 항염증 효능을 검정하기 위해 iNOS 단백질 발현량, COX-2 단백질 발현량, NO 생성, $PGE_2$ 생성, pro-inflammatory cytokine 발현량을 측정하였다. NO 생합성 효소인 iNOS 단백질의 발현량을 측정한 결과, 층꽃나무와 발효 층꽃나무 80% ethanol 추출물은 각각 15, $40{\mu}g/mL$의 농도에서 약 50.0% 가까운 발현 억제 효과를 나타내었으며, 농도 의존적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. $PGE_2$ 생합성 효소인 COX-2 단백질의 발현량을 측정한 결과, 층꽃나무 80% ethanol 추출물은 $15{\mu}g/mL$ 농도에서 50.0%, 발효 층꽃나무 80% ethanol 추출물은 $40{\mu}g/mL$ 농도에서 83.0%의 발현 억제 효과를 보여주었다. NO 생성 억제 효과를 측정한 결과 층꽃나무 80% ethanal 추출물은 $15{\mu}g/mL$ 농도에서 62.0%, 발효 층꽃나무는 $40{\mu}g/mL$ 농도에서 81.0%로 control군과 비교하였을 때 NO 생성이 크게 억제되었다. $PGE_2$ 생성 억제 효과를 측정한 결과, 층꽃나무와 발효 층꽃나무 80% ethanal 추출물은 각각 15, $30{\mu}g/mL$의 농도에서 약 70.0%의 발현 억제 효과를 나타내었다. 또한, pro-inflammatory cytokine의 경우, 층꽃나무 80% ethanol 추출물 $15{\mu}g/mL$ 농도에서 $TNF-{\alpha}$는 43.6%, IL-6는 64.3%, $IL-1{\beta}$는 58.7%의 저해율을 나타냈으며, 발효 층꽃나무 80% ethanol 추출물 $40{\mu}g/mL$ 농도에서 $TNF-{\alpha}$는 75.4%, IL-6는 64.3%, $IL-1{\beta}$는 37.7%의 발현 억제 효과를 나타내었다. 이상의 결과를 통해 층꽃나무는 매우 우수한 항염증 효과를 나타내는 소재임을 확인할 수 있었으며, L. plantarum균을 이용한 발효를 통해 층꽃나무가 가진 세포 독성을 낮추어 안전성하고 우수한 효능을 가진 새로운 항염증제로 개발 가능한 소재로 활용될 수 있을 것으로 기대되었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권8호
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• pp.1049-1056
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• 2012

본 연구에서는 여러 영양성분 및 생리활성 물질 함량이 높은 포도박의 이용가치를 증진시키기 위한 연구의 일환으로 Bacillus subtilis(BS), Lactobacillus plantarum(LP), L. casei(LC), Candida utilis(CU), Saccharomyces cerevisiae strain CHY1011(Y1), S. cerevisiae strain ZP 541(Y2), 혼합 발효(M) 등의 여러 유용 미생물을 이용하여 포도박을 발효시킨 후 미생물별 포도박 발효물에 대한 항산화 활성 변화 및 항균활성을 탐색하였다. 포도박 발효물의 추출수율은 BS(10.74%) 발효물이 가장 높았고, M(9.71%), Y2(9.60%), CU(9.55%), LC(8.68%), Y1(7.49%%), LP(7.36%) 순이었다. 총 phenol 함량 측정 결과 대조군은 발효한 포도박에 비해 유의적(p<0.05)으로 높은 값을 보였으며, 발효 균주 중에서는 LP로 발효한 발효물이 가장 큰 값을 나타내었다. 포도박 발효물의 DPPH radical 소거능을 측정한 결과, 대조군의 $IC_{50}$값이 0.16 mg/mL로 나와 가장 높은 항산화 활성을 보였다. 포도박 발효물의 경우 LP 발효물이 0.28 mg/mL로 가장 높은 항산화 활성은 나타내었다. ABTS radical 소거능은 대조군의 $IC_{50}$값이 0.22 mg/mL로 가장 높게 나왔고, 포도박 발효물의 경우 LP 발효물이 0.53 mg/mL로 가장 높은 활성을 나타내었다. FRAP value(5 mg/mL)는 LP로 발효한 시료가 2.44 mM로 가장 높게 나왔으나 대조군의 $12.27{\pm}0.16mM$과는 유의차를 보이지 않았다. 항균활성은 대조군에서 항균활성을 나타내지 않은데 반해 LC로 발효시킨 포도박 발효액이 5 mg/disc의 농도에서 항균활성에 사용된 모든 균주에 대해 10.5~11 mm의 항균활성을 나타내어 LC배양이 항균활성을 나타내는 물질을 생산해내는 것으로 사료되었다. 따라서 여러 유용미생물을 이용한 포도박 발효의 경우 유산균을 이용한 발효 시 기능성 물질 생산 증진에 우수한 효과를 나타내리라 사료되며, 특히 L. casei를 이용한 포도박 발효는 항균활성과 같은 기능성 증가를, L. plantarum을 이용한 발효는 항산화 활성에 긍정적인 효과를 나타내었다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제17권3호
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• pp.145-154
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• 2011

본 연구는 청보리 사일리지가 첨가된 발효사료를 임신돈에 급여하였을 때 분에서의 악취물질 농도와 미생물 변화를 조사하고, 변비예방 효과를 확인하기 위하여 수행되었다. 1. in vitro 시험결과 페놀은 타피오카, 비트펄프, 밀기울, 루핀종실에서 검출되지 않았으며, p-크레졸은 9.62~52.11 mg/L 범위로 검출되었는데, 루핀종실이 가장 높았고, 타피오카가 가장 낮았다. 또한 타피오카와 비트펄프에서는 인돌과 스카톨이 검출되지 않아 악취저감용 원료사료로 타피오카와 비트펄프가 가장 유용한 것으로 평가되었다. 2. 비트펄프를 기초로 배합한 악취저감사료를 28일간 임신돈에 급여한 후 분을 채취하여 성상을 조사한 결과 대조구에 비하여 발효사료 급여구에서 수분함량이 높고 경도가 낮았으며, 대장균 (E. coli) 수는 적었으며, 유산균 (lactobacilus) 수는 많았다. 3. 돼지의 분 중 p-크레졸과 스카톨 농도를 측정한 결과 대조구에서는 각각 33%와 67%가 검출한계 이하로 조사되었으나, 발효사료 구에서는 각각 67%와 100% 검출한계 이하로서 조사되어 발효사료를 섭취한 돼지의 분에서 악취가 감소될 수 있었다. 4. 따라서 임신돈에 청보리사일리지가 첨가된 발효사료를 급여하였을 때 대장의 기능이 개선되어 변비예방과 악취감소의 효과를 기대할 수 있을 것이다.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제33권2호
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• pp.111-118
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• 2015

프로바이오틱스, 프리바이오틱스 및 신바이오틱스 등의 물질과 미생물을 조제분유에 강화하여 건강증진 기능성 유산균, 특히 비피더스균과 유산간균의 성장을 선택적으로 자극함으로써 장내균총에 유익한 효과를 나타내고자 하는 노력이 경주되고 있다. 지난 10년 동안, 모유 수유가 장내균총에 미치는 유용 효과를 도모하기 위해서 프로바이오틱스와 프리바이오틱스를 함유하는 새로운 신바이오틱 조제분유가 제안되었다. 새로운 신바이오틱스는 상승 효과로 인해서 프로바이오틱스 및 프리바이오틱스를 개별적으로 사용하는 경우 보다 더 도움이 되는 것으로 기대된다. 한편, 조제분유 및 건조 제품의 제조에 사용되는 가공 기술 및 저장 조건 등이 프로바이오틱스의 생존에 악영향을 미치게 된다. 충분한 유산균수($10^8cfu/g$)로 장내 예정된 부위에 도달하여 숙주에 긍정적인 효과를 나타내기 위해서는 식품 제조공정 및 위장관 통과 시 프로바이오틱스의 생존성을 유지하는 것이 가장 중요한 요소이다. 일반적으로 안전하다고 인정되며, 높은 생물학적 가치를 가지고 있는 물질을 이용하여 적절하고 비용 효율적인 마이크로캡슐화 기술이 개발되면 조제분유의 품질 향상이 가능하게 된다. 프로바이오틱스는 복합적인 효과를 나타낸다. 하나는 살아 있는 생균체가 장내균총에 유익하게 영향을 미쳐 면역조절 효과를 보여주는 것이며, 다른 하나는 사균체가 항-염증 반응을 나타내는 것이다. 최근에, 사균체 또는 정제되지 않은 미생물 분획물이 건강에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 명확하게 정의할 새로운 용어에 대한 필요성이 대두되었다. 그 결과, 충분한 양을 경구 또는 국소적으로 투여했을 때 인간과 동물에게 이로운 작용을 하는 사균체(손상되지 않거나 또는 파손된)나 정제되지 않은 세포 추출물(즉, 복잡한 화학적 조성)을 정의하기 위해 paraprobiotics라는 용어가 제안되었다. 프로바이오틱 균주 또는 프리바이오틱스를 조제분유에 강화했을 때 조제분유 수유아의 분변 미생물균총이 조정된다. 즉, 비피더스균 및 유산간균과 같은 건강 유익한 세균을 증가 시킴으로써, 프리바이오틱스는 분변 미생물균총의 조성을 변경하고, 이에 따라서 면역계의 활성을 조절한다. 따라서, 품질 향상을 위한 조제분유의 개발은 토착 장내균총의 대사 활성과 증식을 선택적으로 자극하는 비피더스균 등의 특정 프로바이오틱스 및 이눌린과 올리고당 등의 프리바이오틱스를 사용하여, 모유의 건강 유용 효과와 유사하게 접근하는 것에 초점을 맞추고 있다.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제29권1호
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• pp.23-31
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• 2011

최근 한반도를 둘러싼 주변 환경이 크게 변화하는 가운데 특히 중국의 유제품 소비가 급증하고 있기 때문에 국내유가공산업은 향후 50년을 설계해야 하는 중요한 기로에 서 있다. 소비 측면에서 유제품의 시장 동향을 살펴보면 신선우유 소비는 감소하고, 발효유 등 유가공품 소비는 증가하고 있다. 원유사용량은 2010년 1,939천 톤을 예상되며, 반면 우유 공급량은 예년도 원유수요량으로 판단할 때 35천 톤 가량 공급 부족이 예상된다. 현재 다자간 협상 중인 미국 및 EU와 FTA 협정이 발효될 경우, 낙농산업분야의 상당한 피해가 예상되고, 수입 개방에 따라 국산 원유의 생산 감축으로 이어질 것이다. 현재 유가공업체가 농가에서 수취하는 원유는 미생물 함량과 체세포수가 매우 낮은 양질의 우유이기 때문에 초고온살균법 대신 유럽처럼 우유 고유 풍미 및 영양성분을 유지한 저온살균우유 생산을 유도하는 정책적 연구가 필요하다. 국내 치즈 시장은 65,423톤 규모로 시장 규모는 매년 확대되고 있으나 대부분을 수입에 의존하고 있는 실정이다. 자연치즈 산업 활성화와 더불어 반드시 해결할 문제로서 부산물(유청) 처리와 "목장형유가공(On-Farm Processing)"의 활성화이다. 이를 위해 규제를 완화하고 몇 가지 당면 문제를 해결한다면 대형 유가공업체와 동반성장이 가능하다고 생각된다. 국내 발효유 시장은 꾸준히 성장을 기록한 유일한 품목으로서 위, 간, 장 건강을 위한 기능성 발효유 제품의 매출이 크게 성장하였다. 인체에 유용한 프로바이오틱 유산균을 이용한 발효유 제품의 연구 개발은 중요한 연구 테마이다. 초유는 위장관 감염증의 치료나 예방에 사용될 수 있는 면역우유 제조에 사용될 수 있으며, 포유동물의 초유를 이용한 다양한 우유 제품의 연구 개발도 가능하다. 우유를 나노분자가공방법과 기능성나노식품소재의 첨가로 제품의 영양과 기호성을 향상시킬 수 있는 우유 제품을 개발할 수 있을 것이다. 국내 기능성 유제품의 효능 및 효과에 대한 표시기준 개정이 유가공업계가 안고 있는 최대의 당면 문제이다. 원유 수급 불균형은 구조적인 문제로서 우유의 적극적인 용도 관리가 선진국형 관리 체계로 바뀌어야 한다. 즉 내수용, 수출용, 수급 조절용으로 세분하는 것이다. 그리고 행정의 전문화를 위해 낙농연구 개발 지휘본부(control tower)의 설립을 건의하는 바이다. 외국의 "낙농위원회(Dairy Board)"처럼 수출용 유가공제품의 연구 개발을 전체적으로 총괄 지휘할 수 있는 기관이 필요하다. 마지막으로 유가공분야 인재육성 정책을 적극 검토해야 한다. 유가공 전공자 및 기술자에 대한 유학 또는 연수 기회를 확대함으로써 학생들의 의욕과 사기를 진작시켜야 한다.

• 한국식품조리과학회지
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• 제24권1호
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• pp.68-75
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• 2008

스피루리나 고유의 색과 냄새로 인한 관능적 품질 저하를 개선하고, 영양성이 풍부하고 기능성이 뛰어난 스피루리나 첨가 요구르트를 개발하기 위하여 우유와 탈지분유에 스피루리나를 0%, 0.25%, 0.5%, 1%의 농도로 첨가하여 $40^{\circ}C$에서 12시간 발효시킨 후 키위퓨레와 올리고당을 첨가하여 요구르트를 제조한 후 스피루리나 첨가량에 따른 이화학적, 미생물학적, 관능적 특성 및 기능성을 측정하였다. 스피루리나 첨가 농도가 높아질수록 pH 감소와 적정산도의 증가폭이 커졌으며, 점도 역시 스피루리나 첨가 농도가 증가할 수록 높아졌다. 생균수는 대조구가 $5.8{\times}10^8$ CFU/mL, 스피루리나 0.25%. 0.5%, 1% 첨가구가 각각 $6.3{\times}10^8$ CFU/mL, $1.5{\times}10^9$ CFU/mL, $3.4{\times}10^9$ CFU/mL로 스피루리나 첨가 농도가 높을수록 생균수가 증가하는 경향을 보였다. DPPH radical소거능 및 Hydroxyl radical 소거능에 대한 항산화 활성 역시 스피루리나 첨가량이 증가할수록 높아지는 경향을 보였다. 또한 7점 척도법으로 관능검사 실시 결과 대조구가 4.7점, 스피루리나 0.25%, 0.5%, 1% 첨가구가 각각 5.2점, 4.0점, 3.7점으로 스피루리나 0.25% 첨가구의 기호도가 가장 높았다. 또는 시판제품과의 순위법 검사에서 스피루리나 0.25% 농도의 첨가구가 3위를 나타내 비교적 높은 기호도를 보였다. 요구르트의 영양성분을 분석한 결과 스피루리나 첨가구는 대조구에 비해 일반성분 중 열량, 탄수화물, 수분, 조회분, 조단백질은 유의적으로 높아졌다. 또한 무기질 중 Na, K, P, Fe, Mg, Cu, Zn, Al이 유의적으로 높아졌으며 Cd, Pb, Hg 등의 중금속은 검출되지 않았다. 이상과 같이 스피루리나를 0.25% 첨가하여 요구르트를 제조할 때 유산균의 생육 및 산 생성을 촉진시켰으며, 요구르트의 관능적인 면에서도 좋은 결과를 보였다. 따라서 여러 가지 유용한 생리 활성을 가지는 스피루리나는 새로운 기능성 요구르트의 개발에 있어서 좋은 천연물 소재로서의 가능성을 가지고 있다고 사료된다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제20권4호
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• pp.583-591
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• 2013

본 연구에서는 밤나무 과실의 속껍질인 율피를 이용하여 알레르기성 피부질환 기능성 원료로 사용 가능성을 조사하였다. 율피 열수추출물과 율피 발효추출물의 총 폴리페놀 함량은 1 mg/mL에서 각각 $73.85{\pm}1.78$, $81.32{\pm}1.73{\mu}g/mL$였으며, 동일한 농도에서 총 플라보노이드 함량은 $18.72{\pm}0.20$, $14.70{\pm}0.21{\mu}g/mL$로 나타났다. 항산화 활성으로 율피 열수 추출물과 율피 발효추출물의 전자공여능은 1 mg/mL에서 각각 $73.74{\pm}1.18$, $67.17{\pm}1.87%$로 나타났으며, superoxide anion radical 소거능은 동일한 농도에서 각각 $91.58{\pm}2.51$, $100.15{\pm}4.30%$로 두 그룹 간 항산화 활성은 큰 차이를 보이지 않았다. HS68 세포를 대상으로 율피 열수추출물과 율피 발효추출물에 대한 세포 독성을 조사 한 결과, 율피 발효추출물에서 율피 추출물과 비교 시 세포 생존율이 1.33배 증가하였다. 또한 LPS로 유도된 RAW264.7 대식세포에서 0.05 mg/mL 율피 열수추출물과 율피 발효추출물 처리에 의한 NO생산량은 각각 $36.27{\pm}4.52$, $29.56{\pm}4.91{\mu}M$로 율피 발효 추출물 처리군에서 항염증 활성이 유의적으로 높았다. 아토피 유발 NC/Nga 마우스 모델에서 율피 열수추출물 및 율피 발효추출물을 도포하여 육안 상 관찰한 피부 병변은 율피 열수추출물 처리군에서 대조군과 비교해 피부 형태학적으로 일부 호전되는 경향을 보였으나, 율피 발효추출물 처리군은 멜라닌 함량과 피부 홍반의 감소 등 뚜렷한 개선효과를 보였으며 정상군과 유사한 피부 형태를 나타내었다. 또한 피부에 존재하는 염증성 사이토카인인 IL-$1{\beta}$와 TNF-${\alpha}$의 발현이 율피 열수추출물과 비교 시 율피 발효추출물에서는 각각 13.68, 3.63% 억제되었다. 이는 in vitro 실험과 유사하게 염증과 관련된 유전자의 발현을 저해함으로써 율피 발효추출물이 염증억제 효과는 물론 항아토피 효능을 나타내는 것으로 여겨진다. 따라서 율피 열수추출물 뿐만 아니라 율피 발효추출물 역시 아토피 피부질환을 개선하는데 유용한 물질로 활용될 수 있는 효과적인 조성물이라 사료된다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제20권4호
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• pp.573-582
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• 2013

본 연구에서는 ${\beta}$-glucosidase 활성이 있는 유산균주를 이용하여 발효인삼의 ginsenoside 유용 유도체의 전환 검토 및 품질특성 알아보고자 하였다. ${\beta}$-glucosidase 활성 유산균주를 검색하여 인삼 및 홍삼 발효에 따른 TLC 패턴, ginsenoside 함량 변화, 총 페놀성 화합물 함량, 전자공여능 및 총당 함량을 분석하였다. $37^{\circ}C$에서 65시간 발효 후 Rg2r, Rh2s, Rh2r은 모두 불검출되었으며, 인삼 및 홍삼 추출물 발효에서 발효전과 비교하여 Rg1, Re는 감소한 반면, Rh1, Rg2s, Rd, Rg3r, Rg3s는 발효 후 모두 증가한 것으로 나타났다. 홍삼에서 대표적인 성분으로 알려져 있는 Rg3의 경우 홍삼액 발효전 $104.56{\mu}g/mL$에서 발효 후 균주 종류에 따라 $114.83{\sim}131.68{\mu}g/mL$으로 증가하였다. 7일간 발효 후 홍삼액의 총 페놀성 화합물 및 전자공여능은 일부 균주에서는 발효전과 비교하여 감소하다가 다시 증가하는 경향을 나타내기도 하였으나, 발효가 0~7일차까지 진행됨에 따라 전반적으로 약간 감소되는 경향을 나타내었다. 전자공여능은 인삼 추출물 발효액은 발효 후 균주 종류에 따라 증가하는 경향을 보였으나, 홍삼 추출액은 발효 후 낮아지는 경향을 보였다. 인삼 및 홍삼 추출액을 첨가하여 유산균주별로 발효를 실시한 결과 총당 함량은 발효에 따라 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제24권6호
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• pp.865-870
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• 2017

요구르트는 유산균을 이용하여 제조한 대표적인 유발효식품이다. 국내 유통되고 있는 요구르트는 약 30개의 업체에서 생산되고 있으며, 최근 당 저감화 정책 실시로 저당제품이 출시되고 있다. 본 연구는 국내 시판되고 있는 액상타입의 요구르트를 수집하여 제품의 일반적인 특성을 조사하였고, pH, 산도, 당도, 점도, 호기성 혐기성 유산균수를 측정하여 기초자료로 사용하고자 하였다. 탈지분유(97%) 및 원유(57%)가 주된 원료로 높은 빈도로 사용되고 있으며, 발효스타터는 요구르트에 100% 이용되고 있으며 주로 수입균주가 이용되고 있다. 당은 sucrose, oligosaccharide, xylitol이 첨가되었고, 그 외 구연산, vitamin C, gum류 등이 요구르트의 기능성과 물성 등을 개선하고자 하는 부원료로 사용되고 있는 것을 확인하였다. 30종의 요구르트의 품질특성을 분석한 결과 pH는 3.6-4.6, 당도는 7.4-21.2%, 총산도는 0.4-0.9%, 호기성 유산균수 7.2-11.3 log CFU/mL, 혐기성 유산균수는 8.0-11.5 log CFU/mL로 분석되었다. 본 연구에서 도출된 시판 액상타입 요구르트의 품질분석 결과는 다양한 소재를 접목한 요구르트 개발의 품질규격설정의 기초자료로 유용 할 것으로 사료된다.