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표제지
목차
논문요약 12
I. 서론 15
II. 이론적 고찰 17
1. Probiotics 17
1) Probiotics 정의 17
2) Probiotics의 효과 및 특성 18
2. Lactic Acid Bacteria(LAB)와 Leuconostoc 및 Weissella 21
1) Lactic Acid Bacteria의 정의 및 분류 21
2) Leuconostoc과 Weissella의 특성 24
3. Exopolysaccharide(EPS) 28
1) Exopolysaccharide의 정의 28
2) Lactic acid bacteria의 EPS 생성 29
3) Leuconostoc, Weissella의 EPS 생성 Mechanism 31
4. Yogurt 34
1) 발효유의 정의 및 기능 34
2) 요구르트 제조방법 34
3) 국내 발효유 분류 36
4) 국내 발효유 시장현황 37
5) 요구르트 관련 선행연구 40
III. 실험 재료 및 방법 41
1. EPS 생성균주의 분리 및 사용배지 41
2. EPS 생성 유산균의 배양시간에 따른 생육도 41
3. EPS 생성 유산균의 Probiotic 특성 43
1) 내산성 시험 43
2) 내담즙성 시험 43
3) 유해미생물 생육억제 44
4. Screening을 통해 선별된 분리균주의 특성 46
1) 선별된 분리균주의 dextransucrase 활성 측정 46
2) 선별된 분리균주의 EPS 정량 47
3) HPLC를 통한 분리균주의 구성당 분석 47
5. EPS 생성 유산균을 이용한 yogurt의 특성 49
1) yogurt 제조를 위한 stater 준비 49
2) yogurt 제조를 위한 사용재료 49
3) yogurt의 제조방법 50
4) pH 54
5) 적정산도 54
6) 점도 54
7) 유산균 수 55
8) Syneresis 55
9) EPS 정량 55
10) HPLC를 이용한 구성당 확인 56
6. 통계처리 57
IV. 결과 및 고찰 58
1. EPS 생성 유산균의 배양시간에 따른 생육도 58
2. EPS 생성 유산균의 Probiotic 특성 61
1) 내산성 시험 61
2) 내담즙성 시험 65
3) 유해 미생물 생육억제 시험 68
3. Screening을 통해 선별된 분리균주의 특성 74
1) 선별된 분리균주의 dextransucrase 활성 및 EPS 수율측정 74
2) HPLC를 통한 분리균주의 구성당 분석 75
4. EPS 생성 유산균을 이용한 yogurt의 특성 77
1) pH 77
2) 적정 산도 79
3) 점도 81
4) 유산균 수 85
5) Syneresis 89
6) EPS 정량 93
7) HPLC를 이용한 요구르트의 구성당 이용량 측정 96
V. 결론 및 요약 98
VI. 참고문헌 101
ABSTRACT 124
Table 1. Potential and establish effect of probiotic bacteria 19
Table 2. Desirable properties of probiotic bacteria 20
Table 3. Differential Characteristics of LAB 23
Table 4. Fermented foods that involve Leuconostoc 25
Table 5. Characteristics of genus Leuconostoc 26
Table 6. Classicification of fermented milk 36
Table 7. Domestic consumption of fermented milk products in 2011 38
Table 8. EPS producing lactic acid bacteria isolated from Kimchi 42
Table 9. HPLC operating parameters for sugar analysis 48
Table 10. Composition of yogurt 51
Table 11. HPLC operating parameters for sugar analysis in yogurt 56
Table 12. Acid tolerance of LAB isolaed from Kimchi after 2hr 63
Table 13. Acid tolerance of LAB isolaed from Kimchi after 6hr 64
Table 14. Bile tolerance of LAB isolaed from Kimchi after 24hr 67
Table 15. Antimicrobial activity of LAB isolated from Kimchi on the grow of E. coli, S. typimurium by paper disc method 70
Table 16. pH after 12hr of incubation at 37℃ 73
Table 17. Dextransucrase specific activities and EPS yield of selected LAB 76
Table 18. Sugar analysis of selected LAB in PYS midium 76
Table 19. Change of viscosity in LAB isolated from Kimchi added yogurt stored at 4℃ for 12days 84
Table 20. The viable cell of yogurt for 12 days in MRS agar 87
Table 21. The viable cell of yogurt for 12 days in PYS agar 88
Table 22. Syneresis in LAB isolated from Kimchi added yogurt stored at 4℃ in 12day 92
Table 23. EPS yield in LAB isolated from Kimchi added yogurt stored at 4℃ in 12day 95
Table 24. Sugar analysis of yogurt by HPLC 97
Fig. 1. Schematic representation of the possible health-promoting properties of exopolysaccharides produced by LAB 30
Fig. 2. The chemical structure of dextran 31
Fig. 3. General metabolism of Leuconostoc 33
Fig. 4. Process for yogurt manufacturing 35
Fig. 5. Market share of domestic dairy products by revenue in 2008 37
Fig. 6. Market share of liquid and curd type fermented milks 38
Fig. 7. Manufacturing process of yogurt control (a) and (b) 52
Fig. 8. Manufacturing process of yogurt samples 53
Fig. 9. Growth curve of 19 strains of LAB isolated from Kimchi at 28℃ and 2 reference strains 59
Fig. 10. Antimicrobial activity of 9 strains lactic acid bacteria from Kimchi against Escherichia coli and Salmonella typhimurium. 71
Fig. 11. Growth inhibition of E.coli by LAB isolated from Kimchi 73
Fig. 12. Change of pH in LAB isolated from Kimchi added yogurt stored at 4℃ for 12days 78
Fig. 13. Change of titratable acidity(%) in LAB isolated from Kimchi added yogurt stored at 4℃ for 12days 80
Fig. 14. Change of viscosity in LAB isolated from Kimchi added yogurt stored at 4℃ for 12days 83
Fig. 15. Syneresis in LAB isolated from Kimchi added yogurt stored at 4℃ in 12day 91
Fig. 16. EPS yield in LAB isolated from Kimchi added yogurt stored at 4℃ in 12day 94
초록보기 더보기
본 연구에서는 Probiotics 특성을 지니는 김치에서 분리된 Leuconosotc 종과 Weissella 종을 yogurt에 접종하여 이들이 sucrose가 존재하는 환경에서 생산해내는 exopolysaccharide가 발효유에 첨가하는 pectin등의 안정제 대체제로서의 능력 및 특성에 대해 알아보는 것에 목적이 있다.
김치에서 분리한 균주들 중 KC. 1-2를 제외한 나머지 균주들에게서 pH 2.5로 조정된 MRS broth에서 2시간, 6시간 지난 후에 사멸하지 않고 대부분 85% 이상의 생존율을 보이며 산에 대한 높은 저항성을 보였다. 내담즙성 시험에서는 oxgall을 0.3% 첨가한 MRS broth에 분리균주를 접종하여 24시간 배양한 뒤 생균수를 측정한 결과 KC. 15 Weissella confusa를 제외한 나머지 분리균주들의 생존율이 60% 이상으로 우수한 내성을 보였으며 내산성과 내담즙성 동시에 모두 우수한 Leuconostoc 6종, Weissella 3종을 선발하였다.
우수한 내산성, 내담즙성을 가지는 균주들에 한해서 장관계 병원성 세균인 E. coli와 S. typhimurium에 대한 생육억제 능력에 대한 시험을 진행하였으며 표준균주의 clear zone과 비교하였을 때 KC. 3-1, KC. 3-2, KC. 9, KC. 11, KC. 13이 좋은 항균활성을 보였다. 이 균주들에 한해서 E. coli를 mixed culture하여 37℃에서 12시간 배양하면서 생균수를 측정한 결과 모든 균주에서 105-106 cfu/mL 수준으로 E. coli의 균수가 감소하였고 분리균주들 중 KC. 3-2, KC. 9이 가장 우수하였으며 이에 따라 최종적으로 Leuconostoc 종인 KC. 3-2과 Weissella 종인 KC. 9을 최종 선발하였다.
김치에서 분리한 균주에 대한 EPS 생성능력 정도를 알아보기 위해 DNS method를 이용하여 dextransucrase 활성 및 EPS 수율을 측정하였으며 specific activity가 높은 KC. 9과 KC. A12 균주가 EPS 수율도 높았다. HPLC를 통한 균주들의 sucrose 사용 및 당변화를 알아본 결과 KC. 9, KC.A12, KC 3-2, KC. A45 균주 순으로 sucrose를 사용하였고 KC. 9을 제외한 나머지 균주들은 상당량의 mannitol을 생성하였다.
김치에서 분리한 균주로 요구르트를 제조한 뒤 측정한 pH는 발효 6시간 때 pH 4.5에 도달하였으며 산도는 대조군에 비해 산도가 높았으며 시판되고 있는 농후 발효유의 적정산도와 비교하였을 때 바람직한 산도를 유지하였다.
4℃저장기간 0day의 pectin을 첨가한 Standard 요구르트의 점도는 1459.67 cps로 KC. A12를 접종한 요구르트 중 sucrose를 4% 첨가한 요구르트와 KC. 3-2, KC. 9을 접종한 요구르트가 대조군에 비해 점도가 좋았으며 시료 간마다 차이는 있으나 저장이 진행되어 최종 12일째의 점도는 0day의 점도보다 저하되었다. 대조군과 비교하였을 때 KC. A12, KC. 3-2, KC. 9을 접종한 요구르트 중 sucrose함량이 4%인 실험군이 12일째에 높은 점도를 나타내었고 시료간의 유의적인 차이가 있었다(p＜0.05).
발효과정부터 12일 저장기간 동안의 요구르트의 전체 유산균 수는 발효과정 및 안정화 과정을 거친 뒤 저장기간에서는 실험군과 대조군의 유산균 수가 유사하였고 유산균 수 중 KC. 9을 접종하여 제조한 요구르트가 저장 12일째까지도 108 cfu/mL의 수준을 유지하였다. 그 외에 다른 요구르트들의 유산균 수는 107 cfu/mL 수준으로 유산균이 장관 내에서 probiotics 특성으로서의 작용을 하기 위한 최소 유산균 수는 최소 106 cfu/mL 이상이어야 하는 점과 현행 식품공전에 의한 요구르트의 생균수가 107-108 cfu/mL 규정임을 볼 때 본 연구의 요구르트는 성분규격에 적합하였다.
요구르트를 12일 동안 저장한 뒤 저장 종료일에 syneresis를 측정한 결과는 KC. A12, KC. 3-2 균주의 sucrose 함량 4%과 KC. 9균주의 요구르트가 pectin을 첨가한 요구르트와 함께 9.5-10%사이로 syneresis가 가장 적은 값을 나타냈다(p＜0.05).
분리균주를 접종하여 제조한 요구르트의 sucrose의 사용량은 sucrose 4%을 첨가한 요구르트가 2% 첨가한 시료보다 더 많았으며 이는 요구르트의 EPS 수율과 유사하다. lactose의 사용량은 요구르트 간에 큰 차이가 없었으며 대부분 1% 정도를 사용하였다.
Probiotic 및 yogurt 특성시험을 종합해본 결과 KC. 3-2와 KC. 9은 요구르트 제조시 혼합균주와 함께 첨가할 경우 EPS 생성으로 인해 Probiotic 특성과 Prebiotic 특성을 동시에 가져 Synbiotic으로 가능성이 있을 것으로 판단된다.
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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