KR101720844B1 - 표고 균사체 배양미를 이용한 젖산발효물의 제조방법 - Google Patents

표고 균사체 배양미를 이용한 젖산발효물의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표고 균사체 배양미에 물 및 탈지분유를 첨가한 배양미 혼합물을 살균하고 젖산균을 접종한 후 배양하고 건조 및 분쇄하여 제조하는 것을 특징으로 하는 배양미 젖산발효물의 제조방법, 상기 방법으로 제조된 배양미 젖산발효물 및 상기 배양미 젖산발효물을 함유하는 가공식품에 관한 것이다.

Description

표고 균사체 배양미를 이용한 젖산발효물의 제조방법{Method for producing lactic acid fermentation product using rice cultured with Shitake mushroom}
본 발명은 표고 균사체 배양미에 물 및 탈지분유를 첨가한 배양미 혼합물을 살균하고 젖산균을 접종한 후 배양하고 건조 및 분쇄하여 제조하는 것을 특징으로 하는 배양미 젖산발효물의 제조방법, 상기 방법으로 제조된 배양미 젖산발효물 및 상기 배양미 젖산발효물을 함유하는 가공식품에 관한 것이다.
소득수준의 향상과 함께 건강 지향적 소비성향이 일반화되고 성인병과 만성질환 발병 증가로 인해 건강관련 제품에 대한 소비자의 관심이 증대하고 있다. 또한, 노령인구의 증가와 다이어트에 대한 관심확대, 현대생활의 스트레스 증가로 정신과 육체의 건강에 관한 관심이 높아지는 경향을 보이는 등 거세게 일고 있는 웰빙 트렌드로 건강기능식품 시장은 크게 성장하고 있다. 토양의 산성화, 가공식품 의존으로 식탁에 오르는 식품의 영양가치가 낮아지면서 음식만으로 섭취하기 어려운 부족한 영양소를 보충해주는 건강기능식품에 대한 수요는 증가할 수밖에 없다. 음식물을 통해 직접 영양소를 섭취했던 한국의 전통적 섭생 문화와 달리 비타민제처럼 필요한 영양소만 골라 담은 캡슐로 건강을 유지하는 서구식 스타일이 확산되면서 건강기능성 식품의 성장잠재력은 더욱 높아지고 있다.
버섯은 진균류에 속하는 담자균 중 자실체를 형성하는 고등 균류로서 전 세계적으로 약 15,000여 종이 알려져 있다. 이중 한국에는 약 970여 종이 기록되어 있고 약 20여 종은 재배되고 있다. 버섯은 최근 약리적인 효과가 인정되어 제약분야와 함께 기능성 식품으로도 많은 주목을 받고 있다. 버섯이 의약품 및 새로운 식품소재로 관심을 끌고 있는 중요한 요인으로서는 식용이나 의료용으로 장기간 복용하여도 부작용이 거의 나타나지 않는다는 장점에 있다. 버섯의 균사체는 자실체와 마찬가지로 다양한 생리적 기능을 가지는 것으로 밝혀짐에 따라 자실체를 형성하여 식용으로 이용하는 경우를 제외하고는 균사체를 배양하여 의약품과 건강식품에 다양하게 이용하는 것이 실용적이다. 최근에는 버섯이 건강식품으로 소비자에게 충분히 인식되면서 고정 소비층을 확보하는 단계에 이르렀다.
표고 균사체는 식물성 단백질과 아미노산, 효소, 지방, 철분, 섬유소, 비타민, 미네랄 등과 같이 인체에 중요한 각종 영양성분을 함유하고 있으며 특유의 향과 맛 때문에 예로부터 사람들이 즐겨 먹었고, 지방질이 적고 식이섬유와 단백질이 풍부한 저칼로리 식품으로 알려져 있다.
우리나라는 쌀 수입 완전 개방과 국내 쌀 소비량의 감소로 인하여 국내 쌀 생산이 심각한 문제점으로 대두되고 있다. 국민 1인당 쌀 소비량은 1979년을 고비로 줄어드는데 반하여 쌀 생산량은 계속 늘어나 1979년에서 1988년에 이르는 13년간이 쌀의 자급 시기였으며 1989년부터는 쌀의 과잉 공급시기가 시작되었다. 그러므로 소비자 기호에 맞추어 기능성 물질을 첨가한 양질의 쌀을 개발하여 쌀의 부가가치를 높여서 국내 쌀의 경쟁력을 향상시키고 소비를 증진시켜야 할 것이다. 현재 쌀 생산량의 5.48%만이 가공용으로 이용되고 있는데, 그 중 쌀떡과 면류가 전체 쌀 이용제품의 51%, 주류가 23%로 이들이 전체의 74%를 점유하고 있다. 쌀을 이용한 가공 제품의 형태로는 주식으로 사용하는 죽류와 밥류(무균포장밥, 알파화미, 동결건조쌀밥)가 있고 기호식으로 과자류, 떡류 등이 있으며 쌀을 조미료로 사용하는 장류와 주류, 음청류(숭늉, 식혜)가 있다.
한국등록특허 제1194011호에는 젖산균 스타터 배양액을 이용한 흑마늘 호상 발효물의 제조방법이 개시되어 있고, 한국등록특허 제1063624호에는 섬유질 분해성 젖산균인 Enterococcus sp. TO-94를 이용한 오미자 발효물이 개시되어 있으나, 본 발명의 표고 균사체 배양미를 이용한 젖산발효물의 제조방법과는 상이하다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 쌀과 표고버섯의 소비촉진과 이용의 극대화 및 기능성이 증진된 배양미 젖산발효물을 제조하기 위해, 표고 균사체 배양미 제조방법, 재료 선정 및 배합비 등의 제조조건을 최적화하여 기호도 및 기능성이 증진된 배양미 젖산발효물과 상기 배양미 젖산발효물을 이용한 가공식품을 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 (a) 수침하고 물기를 뺀 쌀을 살균하고 표고 균사체를 접종한 후 배양하고 건조 및 분쇄하여 표고 균사체 배양미를 제조하는 단계; (b) 상기 (a)단계의 제조한 표고 균사체 배양미에 물 및 탈지분유를 첨가한 배양미 혼합물을 살균하는 단계; 및 (c) 상기 (b)단계의 살균한 배양미 혼합물에 젖산균을 접종한 후 배양하고 건조 및 분쇄하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 배양미 젖산발효물의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 배양미 젖산발효물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 배양미 젖산발효물을 함유하는 가공식품을 제공한다.
본 발명의 방법으로 제조된 배양미 젖산발효물은 유기산 함량이 높고 아질산염 소거능이 우수할 뿐만 아니라 기호도가 증진되어, 상기 배양미 젖산발효물을 이용하여 다양한 가공식품을 제조할 경우 소비자들의 영양적 요구 및 기호도에 부합하는 식품을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 표고 균사체 배양미의 제조공정을 도식화한 것이다.
도 2는 배양미 분쇄유무 및 탈지분유 첨가유무에 따른 배양미 젖산발효물의 제조공정을 도식화한 것이다.
도 3은 배양미 분쇄유무 및 탈지분유 첨가유무를 달리하여 제조한 배양미 젖산발효물의 사진을 보여준다.
Control - 배양미 200 g + 물 400 mL + 탈지분유 3%(18 g)
A - 배양미 200 g + 물 400 mL + 젖산균 접종
B - 배양미 200 g + 물 400 mL + 탈지분유 3%(18 g) + 젖산균 접종
C - 분쇄배양미 200 g + 물 400 mL + 젖산균 접종
D - 분쇄배양미 200 g + 물 400 mL + 탈지분유 3%(18 g) + 젖산균 접종
도 4는 탈지분유 첨가량을 달리하여 제조한 배양미 젖산발효물의 사진을 보여준다.
Control - 탈지분유 및 젖산균 무첨가구
도 5는 탈지분유 첨가량 및 건조 방법을 달리한 배양미 젖산발효물의 사진을 보여준다.
도 6은 표고 균사체 배양미와 배양미 젖산발효물의 NO 생성량을 비교한 그래프이다.
(a) LPS 농도에 따른 Raw 264.7 세포 생존률 그래프
(b) LPS 농도에 따른 Raw 264.7 세포의 NO(nitric oxide) 생성량 그래프
(c) 표고 균사체 배양미 농도별 첨가에 따른 LPS로 활성화된 Raw 264.7 세포의 NO 생성량 그래프
(d) 배양미 젖산발효물 농도별 첨가에 따른 LPS로 활성화된 Raw 264.7 세포의 NO 생성량 그래프
도 7은 본 발명의 배양미 젖산발효물을 이용한 스낵 시제품을 보여준다.
도 8은 본 발명의 배양미 젖산발효물을 이용한 누룽지 시제품을 보여준다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
(a) 수침하고 물기를 뺀 쌀을 살균하고 표고 균사체를 접종한 후 배양하고 건조 및 분쇄하여 표고 균사체 배양미를 제조하는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 제조한 표고 균사체 배양미에 물 및 탈지분유를 첨가한 배양미 혼합물을 살균하는 단계; 및
(c) 상기 (b)단계의 살균한 배양미 혼합물에 젖산균을 접종한 후 배양하고 건조 및 분쇄하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 배양미 젖산발효물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 배양미 젖산발효물의 제조방법에서, 상기 (a)단계의 쌀은 적미, 흑미, 현미, 녹미, 맵쌀 또는 찹쌀 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명의 배양미 젖산발효물의 제조방법에서, 상기 (a)단계의 표고 균사체 배양미는 바람직하게는 수침하고 물기를 뺀 쌀을 110~130℃에서 20~40분 동안 살균하고 표고 균사체를 접종한 후 22~28℃에서 35~45일 동안 배양하고 건조 및 분쇄하여 제조할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 수침하고 물기를 뺀 쌀을 121℃에서 30분 동안 살균하고 표고 균사체를 접종한 후 25℃에서 40일 동안 배양하고 건조 및 분쇄하여 제조할 수 있다. 상기와 같이 제조된 표고 균사체 배양미는 배양미 젖산발효물 제조에 적합한 배양미로 준비할 수 있었다.
또한, 본 발명의 배양미 젖산발효물의 제조방법에서, 상기 (b)단계의 배양미 혼합물은 바람직하게는 표고 균사체 배양미 중량대비 1.5~2.5배량의 물을 첨가한 혼합물에 탈지분유를 상기 혼합물 중량대비 2~4% 첨가하여 제조할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 표고 균사체 배양미 중량대비 2배량의 물을 첨가한 혼합물에 탈지분유를 상기 혼합물 중량대비 3% 첨가하여 제조할 수 있다. 상기와 같이 제조된 배양미 혼합물을 이용하여 젖산발효할 경우 열을 가해도 응고되지 않으면서 젖산발효가 원활하게 이루어질 수 있었다.
또한, 본 발명의 배양미 젖산발효물의 제조방법에서, 상기 (c)단계의 젖산균은 바람직하게는 락토바실러스 속(Lactobacillus sp.), 락토코커스 속(Lactococcus sp.), 웨이셀라 속(Weissella sp.), 페디오코커스 속(Pediococcus sp.), 스트렙토코커스 속(Streptococcus sp.), 비피도박테리아 속(Bifidobacteria sp.), 류코노스톡 속(Leuconostoc sp.) 또는 엔테로코커스 속(Enterococcus sp.) 균주일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidiphilus ), 비피도박테리아(Bifidobacteria) 및 스트렙토코커스 서모필러스(Streptococcus thermophilus)를 혼합한 젖산균일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 배양미 젖산발효물의 제조방법은, 보다 구체적으로는
(a) 수침하고 물기를 뺀 쌀을 110~130℃에서 20~40분 동안 살균하고 표고 균사체를 접종한 후 22~28℃에서 35~45일 동안 배양하고 건조 및 분쇄하여 표고 균사체 배양미를 제조하는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 제조한 표고 균사체 배양미 중량대비 1.5~2.5배량의 물을 첨가한 혼합물에 탈지분유를 상기 혼합물 중량대비 2~4% 첨가하여 혼합한 배양미 혼합물을 110~130℃에서 10~20분 동안 살균하는 단계; 및
(c) 상기 (b)단계의 살균한 배양미 혼합물에 젖산균을 접종한 후 33~40℃에서 3~5일 동안 배양하고 동결건조 및 분쇄하는 단계를 포함할 수 있으며,
더욱 구체적으로는
(a) 수침하고 물기를 뺀 쌀을 121℃에서 30분 동안 살균하고 표고 균사체를 접종한 후 25℃에서 40일 동안 배양하고 건조 및 분쇄하여 표고 균사체 배양미를 제조하는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 제조한 표고 균사체 배양미 중량대비 2배량의 물을 첨가한 혼합물에 탈지분유를 상기 혼합물 중량대비 3% 첨가하여 혼합한 배양미 혼합물을 121℃에서 15분 동안 살균하는 단계; 및
(c) 상기 (b)단계의 살균한 배양미 혼합물에 젖산균을 접종한 후 37℃에서 4일 동안 배양하고 동결건조 및 분쇄하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 배양미 젖산발효물의 제조방법에서, 젖산발효한 배양미 젖산발효물은 열풍건조하지 않고 동결건조하는데, 열풍건조한 젖산발효물은 탄화되어 색, 맛 및 향이 변하고 딱딱하게 굳게 되어 회수가 어려우나, 동결건조시 -40℃로 급속동결 후 이 형태를 유지하면서 건조가 되기 때문에 모양을 그대로 유지하고 건조 후 푸석푸석한 형태로 건조되어 회수가 용이하고 색이나 맛 등에 변화가 거의 없다.
본 발명은 또한, 상기 방법으로 제조된 배양미 젖산발효물을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 배양미 젖산발효물을 함유하는 가공식품을 제공한다. 상기 가공식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 배양미 젖산발효물을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 떡류, 누룽지, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 가공식품을 모두 포함한다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
재료 및 방법
1. 쌀 재료
본 실험에서 사용된 적미(적토미)와 현미는 전남 장흥군 용산면에서 유기농으로 재배한 쌀을 사용하였으며, 표고 균사체는 (재)장흥군버섯산업연구원에서 보존중인 모리 290 품종을 사용하였다.
2. 표고 균사체 배양미 제조
본 실험에 사용한 배양미는 적미 또는 현미를 수세한 후 8시간 이상 수침을 행하고 1시간 물빼기를 행한 다음, 봉지에 적미와 현미를 600 g씩 넣은 후 121℃에서 30분간 멸균하여 식힌 후, 표고 균사체를 곡물의 표면 부분에 접종하고 25℃ 배양기에서 40일 동안 배양하였다(도 1). 완전 배양된 배양미를 동결건조시킨 후 분쇄하여 시료로 사용하였다.
3. 배양미 젖산발효물 제조
배양미 젖산발효물 제조의 최적조건을 탐색하기 위해 도 2와 같이 표고 균사체 배양미의 입도 크기와 탈지분유 유무를 달리하여 배양미 젖산발효물을 제조하였다. 또한, 탈지분유 첨가량의 최적 조건을 탐색하기 위해, 배양미와 물 혼합물 중량대비 탈지분유를 각각 1%, 3%, 5% 및 7% 첨가하여 배양미 젖산발효물을 제조하였다.
4. 성분 분석
가. pH 측정
시료의 발효기간 중 pH의 변화는 시료 20 mL를 취하여 pH 미터(Orion 940. USA)를 사용하여 측정하였다.
나. 세포독성 및 생리활성 평가
(1) 재료
BALB/c 마우스에서 유래한 마크로파지 세포주인 Raw 264.7 세포는 한국세포주은행(KCLB, Seoul, Korea)으로부터 분양받았으며, 세포배양에 사용한 DMEM(Dulbecco' Modified Eagle Medium), FBS(fetal bovine serum), 항생제(페니실린/스트렙토마이신), TrypLETM Express, PVDF(Polyvinylidene fluoride) 막 등은 GIBCO(Gaithersburg, MD, USA)에서 구입하였다. LPS(lipopolysaccharide), MTT(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoleum), 술파닐아미드 (sulfanilamide), 나프틸에틸렌디아민(naphthylethylendiamine), 인산, Tris-HCl, 염화나트륨, Tween-20, 스킴밀크, RIFA 버퍼는 시그마사(St. Louis, MO, USA)에서 구입하였고, 항체는 산타크루즈 바이오테크놀로지사(Santacruz, CA, USA)에서 구입하였다. WEST-ZOL plus는 INTRON 바이오테크사(Seongnam, Korea)에서 구입하였으며, BCA(Bicinchoninic acid) 단백질 분석 키트는 피어스사(Rockford, IL, USA)에서, 단백질 저해제 칵테일(Protein inhibitor cocktail)은 칼바이오캠사(Darmstadt, Germany)에서 구입하여 사용하였다. PGE2(Prostaglandin E2) 키트는 Caymen(Ann Arbor, MI, USA)에서 구입하였다.
(2) 세포배양
Raw 264.7 세포를 10% FBS와 1% 항생제가 첨가된 DMEM 배지를 사용하여 37℃, 5% CO2 배양기에서 배양하였다. 세포는 80~90% 정도의 밀도로 자랐을 때 TrypLETM Express Solution을 이용하여 계대 배양하였고, 20 계대를 넘기지 않은 세포만 사용하였다.
(3) 세포독성 측정
시료의 세포독성을 측정하기 위해 MTT(3-(3,4-dimethyl- thiazolyl-2)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide) 분석을 실시하였다. MTT 분석은 미토콘드리아의 탈수소 효소작용에 의하여 노란색의 수용성 기질인 MTT가 불용성의 보라색 포르마잔으로 환원되는 원리를 이용한 방법으로 생성된 포르마잔의 흡광도는 살아있고 대사가 왕성한 세포의 농도를 반영한다. RAW 264.7 세포가 1×105 세포/mL의 농도가 되게 96 웰 플레이트에 분주하고, 37℃, 5% CO2 배양기에서 18시간 동안 배양하였다. 배양한 RAW 264.7 세포는 0.5% FBS 배지로 교체한 후 LPS (1 ㎍/mL)와 시료를 처리하여 24시간 배양하여 5 mg/mL의 MTT 용액을 각 웰에 10 ㎕씩 넣고 배양기에서 4시간 동안 배양하였다. 배양 종료 후 상등액을 제거하고 각 웰에 150 ㎕ DMSO를 첨가하여 생성된 포르마잔 결정을 용해시켜 마이크로플레이트 리더(BioTek, Winooski, VT, USA)로 540 nm에서 흡광도를 측정하였고 세포독성은 시료 무처리군의 흡광도를 대조군의 흡광도에 대한 백분율로 나타내었다.
(4) NO(Nitric oxide) 생성량 측정
RAW 264.7 세포로부터 생성되는 활성 질소종인 NO(Nitric oxide)의 양은 세포 배양액 중 존재하는 NO2 - 형태를 그리스 시약(Griess Reagent)과 반응시켜 측정하였다. RAW 264.7 세포를 DMEM 배지를 이용하여 1×105 세포/mL 농도로 96 웰 플레이트에 분주한 후 시료를 농도별로 처리하여 24시간 배양하였으며 LPS(1 ㎍/mL)를 첨가하여 다시 24시간 배양시켰다. 세포배양 상등액 100 ㎕와 그리스 시약(1% 설파닐아미드(sulfanilamide) 용액, 25% 인산에 나프틸에틸렌디아민 0.1% 용해한 용액) 100 ㎕를 혼합하여 96 웰 플레이트에서 10분간 반응시킨 후 ELISA 리더를 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였다. NO2 - 표준곡선은 NaNO2를 농도별로 조제하여 사용하였다.
실시예 1. 배양미 젖산발효물 제조조건 실험
1) 배양미의 입도 크기 및 탈지분유 첨가에 따른 배양미 젖산발효물의 품질특성
배양미 젖산발효물 제조의 최적조건을 탐색하기 위해 배양미의 분쇄 유무 및 탈지분유 첨가 유무를 달리하여 배양미 젖산발효물을 제조한 결과는 도 3과 같다. 배양 결과 배양미의 입도 크기에서는 큰 차이가 없었으며, 탈지분유의 첨가 유무에서는 탈지분유를 첨가한 배양미(시료 B와 D)가 젖산 발효가 잘 되는 것을 확인하였다.
가) pH 변화
배양미의 분쇄 유무와 탈지분유 첨가 유무에 따른 배양미 젖산발효물의 pH 측정 결과는 표 1과 같다. 그 결과, pH는 탈지분유를 첨가한 시료 B와 D의 pH가 첨가하지 않은 시료 A 및 C보다 낮게 나타났다. 분쇄 유무에 따른 pH는 큰 차이가 없었다.
배양미 분쇄 유무와 탈지분유 첨가에 따른 배양미 젖산발효물의 pH 변화
구 분 1일 2일 3일 4일
Control 5.13 5.05 5.07 5.09
A 3.89 3.85 3.82 3.84
B 3.66 3.65 3.64 3.68
C 3.85 3.83 3.83 3.83
D 3.66 3.62 3.61 3.61
Control - 배양미 200 g + 물 400 mL + 탈지분유 3%(18 g)
A - 배양미 200 g + 물 400 mL + 젖산균 접종
B - 배양미 200 g + 물 400 mL + 탈지분유 3%(18 g) + 젖산균 접종
C - 분쇄배양미 200 g + 물 400 mL + 젖산균 접종
D - 분쇄배양미 200 g + 물 400 mL + 탈지분유 3%(18 g) + 젖산균 접종
나) 유기산 함량
배양미의 분쇄 유무와 탈지분유 첨가 유무에 따른 배양미 젖산발효물의 유기산 함량 측정 결과는 표 2와 같다. 그 결과, 탈지분유를 첨가하여 젖산 발효한 시료 B와 D의 젖산(lactic acid) 함량이 1,017.49 mg%, 1,050.42 mg%로 가장 높게 나타났다.
배양미 입도 크기와 탈지분유 첨가에 따른 배양미 젖산발효물의 유기산 함량(mg%)
구분 Control A B C D
옥살산 130.89±10.7 144.23±2.54 66.50±5.79 6.38±1.09 75.15±6.14
말산 61.88±5.84 84.87±3.94 41.59±1.11 0.00 41.78±5.40
젖산 0.00 249.27 1,017.49±14.48 0.00 1,050.42±8.14
아세트산 0.00 176.53±9.22 259.25±7.17 0.00 262.92±5.21
구연산 119.24±9.74 143.63±8.74 76.42±2.14 0.00 44.02±2.18
총 함량 312.02 798.54 1461.25 6.38 1474.29
Control - 배양미 200 g + 물 400 mL + 탈지분유 3%(18 g)
A - 배양미 200 g + 물 400 mL + 젖산균 접종
B - 배양미 200 g + 물 400 mL + 탈지분유 3%(18 g) + 젖산균 접종
C - 분쇄배양미 200 g + 물 400 mL + 젖산균 접종
D - 분쇄배양미 200 g + 물 400 mL + 탈지분유 3%(18 g) + 젖산균 접종
2) 탈지분유 첨가량에 따른 배양미 젖산발효물의 품질특성
배양미 젖산발효물 제조의 최적조건을 탐색하기 위해 배양미와 물 혼합물 중량대비 탈지분유를 1%, 3%, 5% 및 7% 첨가하여 제조한 결과는 도 4와 같다. 탈지분유를 5% 이상 첨가하였을 경우에는 가열 후 탈지분유가 다시 응고되어 젖산 발효가 잘 되지 않았으며, 탈지분유를 1% 첨가한 배양미보다는 3% 첨가한 배양미에서 젖산발효가 잘 되는 것을 확인하였다.
가) pH 변화
탈지분유 첨가량에 따른 젖산 발효물의 pH 측정 결과는 표 3과 같다. 그 결과, 탈지분유의 첨가량에 따른 pH는 큰 차이가 없었다.
탈지분유 첨가량에 따른 배양미 젖산발효물의 pH 변화
구분 1일 2일 3일 4일
Control(무첨가) 4.52 4.53 4.58 4.57
1% 3.73 3.65 3.64 3.65
3% 3.56 3.56 3.57 3.57
5% 3.6 3.51 3.52 3.52
7% 3.63 3.57 3.53 3.53
나) 유기산 함량
탈지분유 첨가량에 따른 배양미 젖산발효물의 유기산 함량 측정 결과는 표 4와 같다. 그 결과, 탈지분유 3%를 첨가하여 발효한 시료의 젖산 함량이 1,669.48 mg%로 가장 높은 함량을 나타내었고, 그 다음으로 1%, 7% 및 5% 순으로 나타났다. 탈지분유 및 젖산균을 접종하지 않은 대조구에서는 젖산이 검출되지 않았으며, 탈지분유를 5%, 7% 첨가한 시료는 멸균과정 이후 탈지분유의 응고현상으로 인해 젖산 발효 과정이 원활히 이루어지지 못함을 확인하였다.
탈지분유 첨가량에 따른 배양미 젖산발효물의 유기산 함량(mg%)
구분 control(무첨가) 1% 3% 5% 7%
옥살산 24.95±1.08 8.77±0.79 8.99±0.88 0.40±0.04 2.92±0.13
말산 109.43±2.27 89.93 105.28±11.76 0.00 23.66±2.84
젖산 0.00 1,018.16±11.48 1,669.48±7.80 141.26±6.11 908.35±12.14
아세트산 0.00 132.69±4.3 255.44±3.74 0.00 371.51±8.74
구연산 0.00 24.77±2.11 48.51±3.44 0.00 7.35±0.82
총 함량 134.38 1,274.32 2,087.70 141.67 1,313.78
3) 배양미 젖산발효물의 건조방법에 따른 품질특성
탈지분유의 첨가량에 따른 배양미 젖산발효물을 각각 반으로 나눠서 반절은 동결건조, 반절은 열풍건조(60℃)시킨 결과는 도 5와 같다. 열풍건조(60℃)를 시켰을 때에는 시료로 사용하기 위한 회수와 분쇄가 어려웠으나, 동결건조시켰을 때에는 회수와 분쇄가 용이하였다.
실시예 2. 배양미 젖산발효물 의 세포독성 및 생리활성
1) LPS 처리 농도에 대한 세포독성
마우스 마이크로파지 세포인 Raw 264.7 세포에 염증반응을 유발시키는 LPS(lipopolysaccharide)를 농도별로 처리하여 세포독성을 확인해 본 결과는 도 6의 (a)와 같다. 그 결과 LPS의 농도가 높아질수록 염증유발로 인해 세포생존율이 감소하였다.
2) LPS 처리 농도에 대한 염증반응
LPS에 대한 Raw 264.7 세포의 NO 생성량을 확인해 본 결과는 도 6의 (b)와 같다. LPS를 0.1, 0.5, 1.0, 5.0 ㎍/mL으로 처리하였을 때 NO가 농도에 비례하게 증가하였다. 세포생존율과 NO 생성을 비교하였을 때 LPS를 1.0 ㎍/mL으로 사용하는 것이 적합할 것으로 판단되었다.
3) 표고균사체 배양미와 배양미 젖산발효물이 LPS로 활성화된 Raw 264.7의 NO 생성억제
LPS로 활성화시킨 Raw 264.7 세포에 10, 50, 100 ㎍/mL 표고균사체 배양미와 배양미 젖산발효물을 각각 동시에 처리하여 NO 생성량을 측정한 결과, 표고균사체 배양미 첨가구는 각각 13.5, 13.5, 13.3 μM로 측정되어 표고균사체 배양미 무첨가구와 NO 생성량에 큰 변화가 없었으나(도 6의 (c)), 배양미 젖산발효물 첨가구는 각각 13.3, 13.3, 13.0 μM로 측정되어 1 ㎍/mL LPS만을 처리한 13.5 μM에 비해 많이 감소하여, 표고균사체 배양미에 비해 배양미 젖산발효물이 염증에 관련되어 있는 아질산염 소거능에 도움이 될 것으로 판단된다.
제조예 1. 배양미 젖산발효물 제조
상기 실시예 1의 결과 최적화된 배양미 젖산발효물의 제조방법은 하기와 같다.
(a) 8시간 이상 수침하고 1시간 동안 물기를 뺀 쌀(적미, 현미) 600 g을 봉지에 넣은 후 121℃에서 30분 동안 멸균하고 식혀 표고 균사체를 쌀 표면에 접종한 후 25℃에서 40일 동안 배양하고 동결건조 및 분쇄하여 표고 균사체 배양미를 제조하였다.
(b) 상기 (a)단계의 제조한 표고 균사체 배양미 200 g에 물을 400 mL 첨가한 혼합물에 탈지분유를 상기 혼합물 중량대비 3% 첨가하여 혼합한 배양미 혼합물을 121℃에서 15분 동안 멸균하였다.
(c) 상기 (b)단계의 멸균한 배양미 혼합물을 방냉 후 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidiphilus ), 비피도박테리아(Bifidobacteria) 및 스트렙토코커스 서모필러스(Streptococcus thermophilus)를 혼합한 젖산균을 10 mL 접종한 후 37℃에서 4일 동안 배양하고 동결건조 및 분쇄하였다. 동결건조 조건은 하기와 같다: -30℃, 360분; -20℃, 240분; -10℃, 240분; 0℃, 180분; 10℃, 180분; 20℃, 120분; 30℃, 120분; 40℃, 120분; 50℃, 999분.
제조예 2. 배양미 젖산발효물 이용 스낵, 누룽지 및 백설기 제조
1) 배양미 젖산발효물 함유 스낵 제조
상기 제조예 1의 배양미 젖산발효물을 함유하는 스낵의 배합비는 하기 표 5 내지 10과 같다(도 7).
A) 잡곡스낵
잡곡스낵 배합비
원료 함량비율(중량%)
배양미 젖산발효물 17.77
현미 23.7
현미찹쌀 17.77
발효 통밀 29.62
찰옥수수 2.96
찰기장 2.96
콩 1.48
코코넛 분말 1.48
효소처리 스테비아 0.24
천일염 0.24
설탕 1.78
B) 쑥스낵
쑥스낵 배합비
원료 함량비율(중량%)
현미 63.57
현미찹쌀 19.07
쑥 분말 0.64
코코넛 분말 1.59
효소처리 스테비아 0.25
천일염 0.25
설탕 1.91
배양미 젖산발효물 12.71
C) 양파스낵
양파스낵 배합비
원료 함량비율(중량%)
배양미 젖산발효물 15
현미 20
현미찹쌀 15
발효 통밀 25
양파쌀 25
D) 파프리카스낵
파프리카스낵 배합비
원료 함량비율(중량%)
배양미 젖산발효물 15.09
현미 20.12
현미찹살 15.09
발효 통밀 25.15
코코넛 분말 1.26
효소처리 스테비아 0.2
천일염 0.2
설탕 1.51
파프리카쌀 20.12
검은깨 1.26
E) 흑마늘스낵
흑마늘스낵 배합비
원료 함량비율(중량%)
배양미 젖산발효물 17.02
현미 22.69
현미찹쌀 17.02
발효 통밀 28.36
흑마늘쌀 11.34
코코넛 분말 1.42
효소처리 스테비아 0.23
천일염 0.23
설탕 1.7
F) 표고스낵
표고스낵 배합비
원료 함량비율(중량%)
배양미 젖산발효물 17.02
현미 22.69
현미찹쌀 17.02
발효 통밀 28.36
흑마늘쌀 11.34
코코넛 분말 1.42
효소처리 스테비아 0.23
천일염 0.23
설탕 1.7
2) 배양미 젖산발효물 함유 누룽지 제조
상기 제조예 1의 배양미 젖산발효물을 함유하는 누룽지의 배합비는 하기 표 11 내지 15와 같다(도 8).
A) 모시누룽지
모시누룽지 배합비
원료 함량비율(중량%)
배양미 젖산발효물 6.63
백미 16.58
찰현미 3.32
발효 통밀 33.16
발효 귀리, 발효 찰보리 분말 26.53
모시잎 쌀 13.26
천일염 0.53
B) 들깨누룽지 배합비
들깨누룽지 배합비
원료 함량비율(중량%)
배양미 젖산발효물 7.1
백미 17.76
찰현미 3.55
발효 통밀 35.51
발효 귀리, 발효 찰보리 분말 28.41
생 들깨 7.1
천일염 0.57
C) 잡곡누룽지 배합비
잡곡누룽지 배합비
원료 함량비율(중량%)
배양미 젖산발효물 6.03
백미 15.08
찰현미 3.02
발효 통밀 30.16
발효 귀리, 발효 찰보리분말 24.13
발효 검은 보리 6.03
발효 검은 통밀 9.05
쥐눈이콩 3.02
흑미 3.02
천일염 0.48
D) 함초, 단호박 및 율무누룽지
함초, 단호박 및 율무누룽지 배합비
원료 함량비율(중량%)
배양미 젖산발효물 6.06
율무 3.03
백미 15.15
찰현미 3.03
발효 통밀 30.3
발효 귀리, 발효 찰보리 분말 24.24
함초쌀 9.09
단호박 쌀 9.09
E) 헛개누룽지
헛개누룽지 배합비
원료 함량비율(중량%)
배양미 젖산발효물 5.92
백미 14.76
찰현미 2.96
발효 통밀 29.59
발효 귀리, 발효 찰보리 분말 23.67
헛개 과병 추출물 13.73
아프사라거스 분말 쌀 8.88
천일염 0.47
3) 배양미 젖산발효물 함유 백설기 제조
현미를 수세한 후 8시간 이상 수침을 행하고 1시간 물기를 빼고 롤밀을 이용하여 현미가루를 제조하였다. 현미가루 중량대비 2분간 로스팅한 배양미 젖산발효물을 20% 혼합한 후, 소금과 물을 첨가하여 롤밀을 이용하여 한번 더 분쇄하였다. 상기 분쇄된 가루에 설탕을 첨가한 후, 체로 쳐서 찜틀에 넣어 평평하게 하여, 찜기를 이용하여 10분간 가열하고 10분간 뜸을 들인 후, 실온에서 10분간 냉각하여 백설기를 제조하였다.

Claims (6)

  1. (a) 수침하고 물기를 뺀 쌀을 110~130℃에서 20~40분 동안 살균하고 표고 균사체를 접종한 후 22~28℃에서 35~45일 동안 배양하고 건조 및 분쇄하여 표고 균사체 배양미를 제조하는 단계;
    (b) 상기 (a)단계의 제조한 표고 균사체 배양미 중량대비 1.5~2.5배량의 물을 첨가한 혼합물에 탈지분유를 상기 혼합물 중량대비 2~4% 첨가하여 혼합한 배양미 혼합물을 110~130℃에서 10~20분 동안 살균하는 단계; 및
    (c) 상기 (b)단계의 살균한 배양미 혼합물에 젖산균을 접종한 후 33~40℃에서 3~5일 동안 배양하고 동결건조 및 분쇄하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 배양미 젖산발효물의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항의 방법으로 제조된 배양미 젖산발효물.
  6. 제5항의 배양미 젖산발효물을 함유하는 가공식품.
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