This review describes the diversity of Korean fermented foods and their significance as potential sources of probiotic bacteria. Fermented foods consumed in Korea are categorized according to their base material. Fermented foods such as kimchi, meju, doenjang, kangjang, jeotgal, and makgeolli are reported to have significant medicinal properties. These fermented products, which are consumed regularly by local people, are rich sources of beneficial microbes represented by several genera, including Weissella spp., Lactobacillus spp., Leuconostoc spp., Mucor, Penicillium, Scopulariopsis, Aspergillus, Rhodotorula, Candida, Saccharomyces, and Bacillus, as well as lactic acid bacteria. Fermented foods are now taken beyond the boundaries of their use as mere side dishes and are used significantly as a functional as well as medicinal foods. Fermented foods are a rich source of potential natural substances with antioxidant, anticancer, anticholesteric, antiobesitic, and antiaging properties, so that traditional fermented foods used as food supplements can impart health benefits. Publication of scientific studies on the dietary benefits of various fermented foods and growing consciousness about the potential health benefits of traditional fermented food are reflected in the scores of reports currently available in this field. Food microbiologists now have abundant opportunities to explore Korean traditional fermented foods for the isolation of new bacterial strains and to evaluate the potential applications of these strains through microbiological research.
In order to study the effects of the maturing temperature of kanjang(Korean traditional soy sauce) mash on the distributions of chemical compositions and sensory characteristics of kanjang, test kanjang mash prepared by mixing one part of meju and three parts of 20% salt solutions was matured at 15, 30 and $45^{\circ}C$ for 60 days respectively. It was found that although the higher the maturing temperature upto $45^{\circ}C$ for 60 days of maturing the higher total nitrogen, total free amino acids and pigment content in kanjang could be obtained, better quality kanjang containing the lower acetic acid, butyric acid and pyroglutamic acid with the higher ratio of the glutamic acid to the total free amino acids and the higher sensory evaluation scores could be prepared by maturing kanjang mash at $15^{\circ}C$.
Ten Bacillus strains possessing amine oxidase activity were selected from 126 Bacillus isolates from meju and doenjang (two traditional Korean soybean foods). Among the isolates, two B. licheniformis strains (8MI05 and 8MS03) harbored the amine oxidase gene yobN. By conducting a gene search against published B. licheniformis genomes, the possession of yobN was proved to be a strain-specific property. Both strains degraded four types of biogenic amines (cadaverine, histamine, putrescine, and tyramine) supplemented in tryptic soy broth during their culture. A recombinant harboring yobN also degraded the four types of biogenic amines during cultivation. Both Bacillus strains could grow at a NaCl concentration of 14% and exhibited strain-specific protease and lipase activities.
Suaeda asparagoides (Miq.) is a salt marsh plant, long been prescribed in traditional medicine for the treatment of hypertension and liver toxification in Asian countries. The powder of S. asparagoides was added at the ratio of 0, 5, and 10%, respectively, of grain-type Meju to manufacture Doenjang in brine according to the salt concentration (8 and 12%). After 24 weeks of fermentation, the Doenjang samples were determined to have an anti-inflammatory effect on RAW 264.7 cells. Evaluation of the anti-inflammatory effect of Doenjang added S. asparagoides powder extracted using 80% EtOH, was performed to study the inhibition of pro-inflammatory factors such as NF-κB (nuclar factor κB), NO (nitric oxide), TNF-α (tumor necrosis factor alpha), IL-6 (interleukin-6), iNOS (inducible nitric oxide synthase), and COX-2 (cyclooxygenase-2) in lipopolysaccharide (LPS)-induced RAW 264.7 cells. The results showed that the Doenjang extracts reduced the production of NO, IL-6, COX-2, and iNOS increased in the LPS-stimulated RAW cell without cytotoxicity. In the case of the NF-κB and TNF-α there was no significant difference between the control and samples. In conclusion, these results suggest that Doenjang added with the S. asparagoides powder acts as functional fermented food with anti-inflammation effect.
To examine the effective use of seaweeds, sea tangle (Laminaria japonica) was extracted with water and the resultant extracts were fermented with Saccharomyces cerevisiae. Four strains of S. cerevisiae were cultured in aqueous extracts from sea tangle. S. cerevisiae SC-2, which was isolated from a traditional Korean fermented food (Meju), was selected for further study based on the results of a sensory evaluation. No significant differences in proximate compositions, such as moisture, crude protein, crude fat, and crude ash, of the sea tangle extracts before and after fermentation were observed. The reducing sugar decreased as the fermentation period increased, and the contents of some free amino acids were also affected by S. cerevisiae SC-2 fermentation. However, the content of glutamic acid, which is a major taste compound in sea tangle extract, was not affected by fermentation for up to 36 hr by the SC-2 strain. To determine the antioxidant activity of fermented sea tangle extract (fermented for 36 hr by SC-2 strain), the radical scavenging activities of 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH), superoxide, and nitric oxide were investigated and xanthin oxidase inhibition assay was performed. The antioxidant activity increased by 8 to 35%. The greatest enhancement of antioxidant activity was seen in the superoxide radical scavenging assay with $100\;{\mu}g/mL$ of raw and fermented sea tangle extract. The anti-inflammatory activity of fermented sea tangle extract was also enhanced. The fermented sea tangle extract showed 34.2% inhibitory activity against nitric oxide synthesis versus 11.9% for raw sea tangle extract at $100\;{\mu}g/mL$ concentration. These results suggest that fermented aqueous extracts from sea tangle are a useful resources.
In order to develop new functional doenjang, two types of medicinal herb doenjang were prepared with several medicinal herbs, bamboo salts and meju and then changes of its physiological functionalities were investigated during 6 months of fermentation. Antihypertensive angiotensin converting enzyme(ACE) inhibitory activities of medicinal herb doenjangs were decreased to 39.0∼5l.7% from 61.7∼72.5% after 6 months of fermentation. Fibrinolytic activity and electron donating ability of medicinal herb doenjangs were showed 10.4∼11.3 U and 96.3∼99.1% after 6 months of fermentation, respectively. SOD-like activity of medicinal herb doenjangs were also showed approximate 10% and tyrosinase inhibitory activity of 20$^{\circ}C$ -water extracts of medicinal herb doenjang(I) was increased up to 97.6% from 12.9% after 6 months of fermentation. Crude protein content and total sugar content of medicinal herb doenjangs were approximate 14% and 33%, respectively, which were higher than those of traditional doenjang.
Doenjang is a traditional korean fermented soybean paste made from meju (fermented soybean), which are fermented by diverse microorganisms including Bacillus subtilis and molds such as Rizopus, Mucor, and Aspergillus species The purpose of this study was to investigate the antiobesity effect of the black soybean doenjang (Korean fermented soybean pastes) in C57BL/6 mice. The anti-obesity effect was determined by measuring the release of adiponectin, leptin and adipogenic transcription factors by using reverse transcription-polymerase chain reaction and western blot. Weight gain was significantly reduced in the mice fed high fat diets (HFD) plus black soybean doenjang (HBD) compared to HFD mice. The HBD were also effective in improving the lipid profile. They significantly decreased the levels of serum triglyceride and cholesterol. In addition, they had a significantly down regulated impact on antiobesity factors; leptin level and increased adiponectin level. Also, mRNA and protein expression of two adipogenic transcription factors, SREBP-1c and $PPAR-{\gamma}$, in high fat with black soybean fed mice were markedly down regulated. These results indicate that the black soybean doenjang potentiates an anti-obesity effect by modulating lipid metabolism, thereby inhibiting adipogenic transcriptional activation.
Fermented foods available in Korea may be classified into four groups, namely, fermented soybean products, fermented cereal products, fermented vegetable products, and fermented fishery products based on raw materials used. The representative fermented foods based on soybean are Kanjang(soysauce), Doenjang(fermented soybean pastes), and Kochujang(red pepper added-fermented soybean paste). Such fermented products are made using Meju(functioning as a starter and prepared by fermentation of steamed soybean mash) as an essential ingredient, and used widely as a soup base and/or in seasoning side-dishes for everyday meals year around. Excepting Sikhae, all fermented products based on rice and other cereal grains are of alcoholic nature. Takju (Makgeolli) used to be made using rice as the major raw material, however, mainly due to the shortage of rice in recent years, other cereals, such as, barely, corn, and wheat flours are also used to replace rice today. Owing to such changes in the raw materials. the popularity of Takju has been somewhat reduced, yet it is still widely consumed in rural areas. Although Chungju is a popular rice wine with superior qualify over Takju, the amount consumed is considerably limited. The highest qualify rice wine, Bupju, in particular, is made by a low temperature fermentation using glutinous rice. Kimchi is an unique fermented vegetable product of long tradition in Korea. Although it was for consumption mainly in winter season serving as a source of vitamins, today it is widely used throughout the year. Except Kkakdugi and Dongchimi, all of the fermented vegetable products contain salted Korean cabbage as an essential item, while they abound in varieties depending on material composition and methods of processing, and also on seasons and localities Next to Kimchi in this category is Kkakdugi made of raddish in popularity and quantity consumed. The four groups of fermented food products described above are reviewed in some detail and evaluated in terms of their nutritional significances, processes and microorganisms involved. and their commercial potentials. Jeotkal (or Jeot) is a name given to all fermented products of fishery origin. A number of Jeot can be prepared by adding salt and allowing fermentation to the raw materials such as shrimp, anchovy octopus, clam, oyster, etc.
This study was carried out to analyze the changes in nitrogen compounds, free-amino acids and volatile organic acids of traditional Korean Soy Sauce with two different fermentation jars and varying Meju concentration. Total nitrogen content in the glass jar was higher than that of the clay jar. However, the glass jar contained more nitrogen in ammonia type nitrogen and less in amino type nitrogen than clay jar, resulting in inferior quality. Total free amino acids content was highest on the 150th day. Among free amino acids, the concentration of glutamic acids, aspartic acid, serine, alanine and lysine, which give sweet and savory taste, were higher than that of the others. Phenylalanine, valine, leucine and isoleucine, which give bitter taste, were also present in significant quantities. Among identified volitile organic acids, acetic acid was present in the hightest concentration, and it's concentration was higher in the jar than in the glass jar. Meju concentration 1:4 showed slow increse while 1.3:4 showed similar trends in the glass jar 1:4 and clay jar 1.3:4, and it's concentration decreased after the ripening period in all samples. In addition valerie acid and capric acid were also present in small quantities.
In order to evaluate the effects of addition of soybean boiling waste liquor (SBWL) and sugar and inoculation of the lactic acid bacteria and yeast starter culture in Korean traditional kanjang mash, three types of kanjang were prepared in a clay pot of 100 l volume and compared the characteristics of lactic acid fermentation. The mashing compositions of the types of kanjang were as follows: (1) control treatment mash was prepared with meju : 20% salt solution (1:4) and SBWL, (2) kanjang mash with 3.5% added sugar to the control type mash and (3) kanjang mash with 3.5% added sugar and inoculation of the lactic acid bacteria and yeast starter culture 35 days after mashing to the control type mash. (1), (2) and (3) of kanjang mash were found to be effective in increasing the lactic acid content and improving the organoleptic characteristics of kanjang. But the effect of yeast starter culture was not clear because osmophilic yeasts were inhibited by metabolite(acetic acid) produced by lactic acid bacteria. The lactic acid content of (1), (2) and (3) kanjang was 2.05, 2.38 and 2.91% respectively in 90 day-matured kanjang.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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