KR101754184B1 - 기능성이 우수한 블루베리 발효액의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 블루베리 발효액 - Google Patents
기능성이 우수한 블루베리 발효액의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 블루베리 발효액 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 블루베리를 착즙한 원액에 정제수를 첨가한 후 멸균한 배지에 아세토박터 파스테리아누스(Acetobacter pasteurianus) SRCM100622 균주 또는 페디오코커스 애시디락티시(Pediococcus acidilactici) SRCM1000309 균주를 첨가한 후 발효 및 살균하여 제조하는 것을 특징으로 하는 블루베리 발효액의 제조방법, 상기 방법으로 제조된 블루베리 발효액 및 상기 블루베리 발효액을 유효성분으로 함유하는 가공식품에 관한 것이다.
Description
본 발명은 블루베리를 착즙한 원액에 정제수를 첨가한 후 멸균한 배지에 아세토박터 파스테리아누스(Acetobacter pasteurianus) SRCM100622 균주 또는 페디오코커스 애시디락티시(Pediococcus acidilactici) SRCM1000309 균주를 첨가한 후 발효 및 살균하여 제조하는 것을 특징으로 하는 블루베리 발효액의 제조방법, 상기 방법으로 제조된 블루베리 발효액 및 상기 블루베리 발효액을 유효성분으로 함유하는 가공식품에 관한 것이다.
블루베리는 세계 10대 건강장수 식품으로 항산화 작용을 하는 안토시아닌이 많이 함유되어 있어 노화 방지, 시력개선, 혈관질환 예방과 개선, 소염 및 살균작용, 기억력 개선, 인슐린 생성 조절 등에 효능이 밝혀져 건강 장수 관련 특산품으로 각광받고 있다. 블루베리에 다량 함유되어 있는 안토시아닌(anthocyanin) 색소는 최근 독성 및 발암 등의 안전성에 문제가 제기되고 있는 합성 착색료를 대체할 수 있는 천연 착색료 소재로서 가치가 있다. 안토시아닌 색소는 식물계에 널리 분포되어 있는 페놀화합물 중의 하나로 과실, 줄기, 잎, 뿌리 등 식물체 각 부위에 폭넓게 분포되어 있는 적색, 자색, 청색 등의 색을 나타내는 수용성 색소이다. 포도나 가지, 블루베리 등에 함유된 천연색소 성분의 안토시아닌은 강한 항산화 물질로 혈전형성 억제와 콜레스테롤 형성을 막아 동맥경화를 예방하며, 소염작용과 살균효과도 뛰어난 것으로 알려져 있어 천연색소로서 최고의 이용가치가 있다고 알려져 있다. 그 밖에도 블루베리는 가용성 무질소물, 수분, 조단백, 조지방, 회분, 조섬유를 함유하고 있고, 그 외 무기성분으로는 Ca, K, P, Na 등을 함유하고 있으며, 다른 과일이나 채소보다 항산화성이 5배 강한 것으로 밝혀졌다.
발효식품은 식품 저장성이 우수하여 보존성과 위생상 안전성이 확보되는 경제적인 식품이다. 식품을 발효함으로써 고분자 물질이 저분자 물질로 분해되어 소화 흡수율을 높이고, 새로운 풍미 생성으로 기호성이 증대될 뿐만 아니라 생리활성을 갖는 성분이 생성되어, 최근에는 발효식품에서 3차 기능 효과가 있는 유용한 물질 탐색 및 발효대사의 연구가 활발하게 진행되고 있다.
한국공개특허 제2014-0090856호에는 감식초와 발효효소액 및 블루베리 원액을 혼합한 발효 음료의 제조방법이 개시되어 있고, 한국등록특허 제0911108호에는 블루베리 과즙 및 사과과즙을 혼합한 후 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 및 아세토박터 아세티(Acetobater aceti)를 접종한 후 발효한 발효식초의 제조방법이 개시되어 있으나, 본 발명의 블루베리 원액에 초산균 또는 유산균을 첨가한 후 발효하여 제조된 블루베리 발효액의 제조방법과는 상이하다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, 본 발명자들은 블루베리 발효액을 제조하는데 있어서, 품질이 우수하고 기능성이 증진된 발효액 제조에 적합한 균주 선정, 배지 혼합물 배합비, 발효 및 살균 등의 제조조건을 최적화하여 기능성이 증진된 블루베리 발효액을 제조함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 (a) 블루베리를 착즙한 원액에 정제수를 첨가한 후 멸균하여 배지를 제조하는 단계; (b) 상기 (a)단계의 제조한 배지에 에탄올 및 아세토박터 파스테리아누스(Acetobacter pasteurianus) SRCM100622 균주를 첨가하여 배지 혼합물을 준비하는 단계; 및 (c) 상기 (b)단계 준비한 배지 혼합물을 발효시킨 후 살균하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 초산균을 이용한 블루베리 발효액의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 (a) 블루베리를 착즙한 원액에 정제수를 첨가한 후 멸균하여 배지를 제조하는 단계; (b) 상기 (a)단계의 제조한 배지의 당도를 조정한 후 페디오코커스 애시디락티시(Pediococcus acidilactici) SRCM1000309 균주를 첨가하여 배지 혼합물을 준비하는 단계; 및 (c) 상기 (b)단계 준비한 배지 혼합물을 발효시킨 후 살균하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 유산균을 이용한 블루베리 발효액의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 블루베리 발효액을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 블루베리 발효액을 유효성분으로 함유하는 가공식품을 제공한다.
본 발명은 블루베리를 최적의 조건으로 발효하여 총 플라보노이드 및 총 폴리페놀 함량이 높고, 항산화 및 항당뇨 효과가 있는 발효액을 개발하여 소비자들의 건강을 더욱 증진시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 블루베리 발효액은 기호도가 우수하여 음용이 용이하고 장기간 복용하여도 문제가 없어, 상기 블루베리 발효액을 이용하여 다양한 가공식품에 적용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 배지 농도에 따른 블루베리 초산 발효액의 산도 변화를 비교한 그래프이다.
도 2는 균 접종량에 따른 블루베리 초산 발효액의 산도 변화를 비교한 그래프이다.
도 3은 에탄올 첨가량에 따른 블루베리 초산 발효액의 산도 변화를 비교한 그래프이다.
도 4는 블루베리 초산 발효액의 발효시간에 따른 산도 변화를 비교한 그래프이다.
도 5는 배지 농도에 따른 블루베리 유산 발효액의 산도 변화를 비교한 그래프이다.
도 6은 균 접종량에 따른 블루베리 유산 발효액의 산도 변화를 비교한 그래프이다.
도 7은 당도 조정에 따른 블루베리 유산 발효액의 산도 변화를 비교한 그래프이다.
도 1 내지 3, 도 5 내지 7의 검은색 막대기: 발효 전 블루베리 배지 혼합물, 회색 막대기: 발효 후 블루베리 발효액을 의미한다.
도 8은 블루베리 유산 발효액의 발효시간에 따른 산도 변화를 비교한 그래프이다.
도 9는 블루베리 초산 발효액의 발효시간에 따른 총 플라보노이드 함량을 비교한 그래프이다.
도 10은 블루베리 초산 발효액의 발효시간에 따른 총 폴리페놀 함량을 비교한 그래프이다.
도 11은 블루베리 초산 발효액의 발효시간에 따른 자유 라디칼 소거능을 비교한 그래프이다.
도 12는 블루베리 초산 발효액의 발효시간에 따른 α-글루코시다아제 저해능을 비교한 그래프이다.
도 13은 블루베리 유산 발효액의 발효시간에 따른 총 플라보노이드 함량을 비교한 그래프이다.
도 14는 블루베리 유산 발효액의 발효시간에 따른 총 폴리페놀 함량을 비교한 그래프이다.
도 15는 블루베리 유산 발효액의 발효시간에 따른 자유 라디칼 소거능을 비교한 그래프이다.
도 16은 블루베리 유산 발효액의 발효시간에 따른 α-글루코시다아제 저해능을 비교한 그래프이다.
도 9 내지 16의 Blueberry Control: 발효 전 블루베리 배지 혼합물, Blueberry Fermentation products: 발효 후 블루베리 발효액을 의미한다.
도 17은 살균 온도에 따른 블루베리 발효액의 총 폴리페놀 함량을 비교한 그래프이다.
도 18은 살균 온도에 따른 블루베리 발효액의 총 플라보노이드 함량을 비교한 그래프이다.
도 19는 살균 온도에 따른 블루베리 발효액의 자유 라디칼 소거능을 비교한 그래프이다.
도 20은 살균 온도에 따른 블루베리 발효액의 α-글루코시다아제 저해능을 비교한 그래프이다.
도 17 내지 도 20의 초산균: 블루베리 초산 발효액, 유산균: 블루베리 유산 발효액을 의미한다.
도 2는 균 접종량에 따른 블루베리 초산 발효액의 산도 변화를 비교한 그래프이다.
도 3은 에탄올 첨가량에 따른 블루베리 초산 발효액의 산도 변화를 비교한 그래프이다.
도 4는 블루베리 초산 발효액의 발효시간에 따른 산도 변화를 비교한 그래프이다.
도 5는 배지 농도에 따른 블루베리 유산 발효액의 산도 변화를 비교한 그래프이다.
도 6은 균 접종량에 따른 블루베리 유산 발효액의 산도 변화를 비교한 그래프이다.
도 7은 당도 조정에 따른 블루베리 유산 발효액의 산도 변화를 비교한 그래프이다.
도 1 내지 3, 도 5 내지 7의 검은색 막대기: 발효 전 블루베리 배지 혼합물, 회색 막대기: 발효 후 블루베리 발효액을 의미한다.
도 8은 블루베리 유산 발효액의 발효시간에 따른 산도 변화를 비교한 그래프이다.
도 9는 블루베리 초산 발효액의 발효시간에 따른 총 플라보노이드 함량을 비교한 그래프이다.
도 10은 블루베리 초산 발효액의 발효시간에 따른 총 폴리페놀 함량을 비교한 그래프이다.
도 11은 블루베리 초산 발효액의 발효시간에 따른 자유 라디칼 소거능을 비교한 그래프이다.
도 12는 블루베리 초산 발효액의 발효시간에 따른 α-글루코시다아제 저해능을 비교한 그래프이다.
도 13은 블루베리 유산 발효액의 발효시간에 따른 총 플라보노이드 함량을 비교한 그래프이다.
도 14는 블루베리 유산 발효액의 발효시간에 따른 총 폴리페놀 함량을 비교한 그래프이다.
도 15는 블루베리 유산 발효액의 발효시간에 따른 자유 라디칼 소거능을 비교한 그래프이다.
도 16은 블루베리 유산 발효액의 발효시간에 따른 α-글루코시다아제 저해능을 비교한 그래프이다.
도 9 내지 16의 Blueberry Control: 발효 전 블루베리 배지 혼합물, Blueberry Fermentation products: 발효 후 블루베리 발효액을 의미한다.
도 17은 살균 온도에 따른 블루베리 발효액의 총 폴리페놀 함량을 비교한 그래프이다.
도 18은 살균 온도에 따른 블루베리 발효액의 총 플라보노이드 함량을 비교한 그래프이다.
도 19는 살균 온도에 따른 블루베리 발효액의 자유 라디칼 소거능을 비교한 그래프이다.
도 20은 살균 온도에 따른 블루베리 발효액의 α-글루코시다아제 저해능을 비교한 그래프이다.
도 17 내지 도 20의 초산균: 블루베리 초산 발효액, 유산균: 블루베리 유산 발효액을 의미한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
(a) 블루베리를 착즙한 원액에 정제수를 첨가한 후 멸균하여 배지를 제조하는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 제조한 배지에 에탄올 및 아세토박터 파스테리아누스(Acetobacter pasteurianus) SRCM100622 균주를 첨가하여 배지 혼합물을 준비하는 단계; 및
(c) 상기 (b)단계 준비한 배지 혼합물을 발효시킨 후 살균하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 초산균을 이용한 블루베리 발효액의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 초산균을 이용한 블루베리 발효액의 제조방법에서, 상기 (a)단계의 배지는 바람직하게는 블루베리를 착즙한 원액에 원액 부피대비 정제수를 35~45% 첨가한 후 멸균하여 제조할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 블루베리를 착즙한 원액에 원액 부피대비 정제수를 40% 첨가한 후 멸균하여 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 초산균을 이용한 블루베리 발효액의 제조방법에서, 상기 (b)단계의 배지 혼합물은 바람직하게는 배지에 배지 부피대비 에탄올을 4~6% 및 105~7 CFU/mL의 농도의 아세토박터 파스테리아누스(Acetobacter pasteurianus) SRCM100622 균주 4~6%를 첨가하여 제조할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 배지에 배지 부피대비 에탄올을 5% 및 106 CFU/mL의 농도의 아세토박터 파스테리아누스(Acetobacter pasteurianus) SRCM100622 균주 5%를 첨가하여 제조할 수 있다. 상기 (a) 및 (b)단계에 거쳐 제조된 배지 혼합물은 초산 생성이 우수하여 발효액 제조에 적합한 배지 혼합물로 제조할 수 있었다.
본 발명에 따른 상기 균주는 전통 식초에서 분리한 초산 생성능이 우수하면서 산업적으로 이용가능한 아세토박터 파스테리아누스(Acetobacter pasteurianus) SRCM100622 균주를 선발한 것으로, 한국미생물보존센터(Korean Culture Center of Microorganisms, KCCM)에 2015년 05월 26일자로 기탁하였다(KCCM 11700P).
또한, 본 발명의 초산균을 이용한 블루베리 발효액의 제조방법에서, 상기 (c)단계는 바람직하게는 배지 혼합물을 23~27℃에서 72~96시간 동안 발효시킨 후 70~90℃에서 10~20분 동안 살균할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 배지 혼합물을 25℃에서 72~96시간 동안 발효시킨 후 80℃에서 15분 동안 살균할 수 있다. 상기 조건으로 발효시키는 것이 초산 생성이 우수하고 항산화 활성이 증진되었으나, 상기 발효조건을 초과하여 발효하여도 초산 생성에 큰 차이가 없어 비효율적이고 항산화 활성도 감소하므로 바람직하지 않다. 또한, 상기 조건으로 살균하는 것이 완전한 살균 효과를 나타내면서 발효액의 품질 변화에는 큰 영향을 주지 않아 바람직하다.
본 발명의 초산균을 이용한 블루베리 발효액의 제조방법은 보다 구체적으로는
(a) 블루베리를 착즙한 원액에 원액 부피대비 정제수를 35~45% 첨가한 후 멸균하여 배지를 제조하는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 제조한 배지에 배지 부피대비 에탄올을 4~6% 및 105~7 CFU/mL의 농도의 아세토박터 파스테리아누스(Acetobacter pasteurianus) SRCM100622 균주(KCCM 11700P) 4~6%를 첨가하여 배지 혼합물을 준비하는 단계; 및
(c) 상기 (b)단계 준비한 배지 혼합물을 23~27℃에서 72~96시간 동안 발효시킨 후 70~90℃에서 10~20분 동안 살균하는 단계를 포함할 수 있으며,
더욱 구체적으로는
(a) 블루베리를 착즙한 원액에 원액 부피대비 정제수를 40% 첨가한 후 멸균하여 배지를 제조하는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 제조한 배지에 배지 부피대비 에탄올을 5% 및 106 CFU/mL의 농도의 아세토박터 파스테리아누스(Acetobacter pasteurianus) SRCM100622 균주(KCCM 11700P) 5%를 첨가하여 배지 혼합물을 준비하는 단계; 및
(c) 상기 (b)단계 준비한 배지 혼합물을 25℃에서 72~96시간 동안 발효시킨 후 80℃에서 15분 동안 살균하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한,
(a) 블루베리를 착즙한 원액에 정제수를 첨가한 후 멸균하여 배지를 제조하는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 제조한 배지의 당도를 조정한 후 페디오코커스 애시디락티시(Pediococcus acidilactici) SRCM1000309 균주를 첨가하여 배지 혼합물을 준비하는 단계; 및
(c) 상기 (b)단계 준비한 배지 혼합물을 발효시킨 후 살균하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 유산균을 이용한 블루베리 발효액의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 유산균을 이용한 블루베리 발효액의 제조방법에서, 상기 (a)단계의 배지는 바람직하게는 블루베리를 착즙한 원액에 원액 부피대비 정제수를 40~50% 첨가한 후 멸균하여 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 유산균을 이용한 블루베리 발효액의 제조방법에서, 상기 (b)단계의 배지 혼합물은 바람직하게는 배지의 당도를 6~8 brix로 조정한 후, 배지 부피대비 105~7 CFU/mL의 농도의 페디오코커스 애시디락티시(Pediococcus acidilactici) SRCM1000309 균주 5~10%를 첨가하여 제조할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 배지의 당도를 7 brix로 조정한 후, 배지 부피대비 106 CFU/mL의 농도의 페디오코커스 애시디락티시(Pediococcus acidilactici) SRCM1000309 균주 5~10%를 첨가하여 제조할 수 있다. 상기 (a) 및 (b)단계에 거쳐 제조된 배지 혼합물은 산 생성이 우수하여 발효액 제조에 적합한 배지 혼합물로 제조할 수 있었다.
본 발명에 따른 상기 균주는 AGI 저해능이 우수한 페디오코커스 애시디락티시(Pediococcus acidilactici) SRCM1000309 균주를 선발한 것으로, 한국미생물보존센터(Korean Culture Center of Microorganisms, KCCM)에 2015년 05월 26일자로 기탁하였다(KCCM 11699P).
또한, 본 발명의 유산균을 이용한 블루베리 발효액의 제조방법에서, 상기 (c)단계는 바람직하게는 배지 혼합물을 28~32℃에서 20~28시간 동안 발효시킨 후 70~90℃에서 10~20분 동안 살균할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 배지 혼합물을 30℃에서 24시간 동안 발효시킨 후 80℃에서 15분 동안 살균할 수 있다. 상기 조건으로 발효시키는 것이 산 생성이 우수하고, 총 폴리페놀 함량이 높고 항당뇨 활성이 증진되었으나, 상기 발효조건을 초과하여 발효하여도 산 생성에 큰 차이가 없어 비효율적이고, 총 폴리페놀 함량 및 항당뇨 활성도 감소하므로 바람직하지 않다. 또한, 상기 조건으로 살균하는 것이 완전한 살균 효과를 나타내면서 발효액의 품질 변화에는 큰 영향을 주지 않아 바람직하다.
본 발명의 유산균을 이용한 블루베리 발효액의 제조방법은 보다 구체적으로는
(a) 블루베리를 착즙한 원액에 원액 부피대비 정제수를 40~50% 첨가한 후 멸균하여 배지를 제조하는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 제조한 배지의 당도를 6~8 brix로 조정한 후, 배지 부피대비 105~7 CFU/mL의 농도의 페디오코커스 애시디락티시(Pediococcus acidilactici) SRCM1000309 균주(KCCM 11699P) 5~10%를 첨가하여 배지 혼합물을 준비하는 단계; 및
(c) 상기 (b)단계 준비한 배지 혼합물을 28~32℃에서 20~28시간 동안 발효시킨 후 70~90℃에서 10~20분 동안 살균하는 단계를 포함할 수 있으며,
더욱 구체적으로는
(a) 블루베리를 착즙한 원액에 원액 부피대비 정제수를 40~50% 첨가한 후 멸균하여 배지를 제조하는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 제조한 배지의 당도를 7 brix로 조정한 후, 배지 부피대비 106 CFU/mL의 농도의 페디오코커스 애시디락티시(Pediococcus acidilactici) SRCM1000309 균주(KCCM 11699P) 5~10%를 첨가하여 배지 혼합물을 준비하는 단계; 및
(c) 상기 (b)단계 준비한 배지 혼합물을 30℃에서 24시간 동안 발효시킨 후 80℃에서 15분 동안 살균하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 방법으로 제조된 블루베리 발효액을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 블루베리 발효액을 이용한 가공식품을 제공한다.
본 발명의 블루베리 발효액을 식품첨가물로 사용하는 경우, 상기 블루베리 발효액을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 그의 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에 본 발명의 발효액은 원료에 대하여 15 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이하의 양의로 첨가된다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 구체적인 예로, 상기 블루베리 발효액을 이용하여 농산물, 축산물 또는 수산물의 특성을 살려 변형시키는 동시에 저장성을 좋게 한 가공식품을 제조할 수 있다. 이런 가공식품에는 예를 들어, 과자, 음료, 주류, 발효식품, 통조림, 우유가공식품, 육류가공식품, 국수 등을 포함한다. 과자는 비스킷, 파이, 빵, 캔디, 젤리, 껌, 시리얼(곡물푸레이크 등의 식사대용품류 포함) 등을 포함한다. 음료는 탄산음료, 기능성이온음료, 쥬스(예를 들어, 사과, 배,포도, 알로에, 감귤, 복숭아, 당근, 토마토쥬스 등), 식혜 등을 포함한다. 주류는 청주, 위스키, 소주, 맥주,양주, 과실주 등을 포함한다. 발효식품은 간장, 된장, 고추장 등을 포함한다. 통조림은 수산물 통조림(예를 들어, 참치, 고등어, 공치, 소라 통조림 등), 축산물 통조림(쇠고기, 돼지고기, 닭고기, 칠면조 통조림 등), 농산물 통조림(옥수수, 복숭아, 파인애플 통조림 등)을 포함한다. 우유가공식품은 치즈, 버터, 요구르트 등을 포함한다. 육류가공식품은 돈까스, 비프까스, 치킨까스, 소세지, 탕수육, 너겟류, 너비아니 등을 포함한다. 밀봉포장생면 등의 국수를 포함한다. 이 외에도 상기 발효액은 레토르트식품, 스프류 등에 사용될 수 있다.
또한, 상기 블루베리 발효액을 이용하여 기능성식품, 건강식품 또는 건강보조식품을 제조할 수 있다. 기능성식품, 건강식품 또는 건강보조식품은 영양 기능 외에도 생리활성 성분을 포함하여 생체조절 기능을 제공하는 식품을 의미하고, 본 발명의 블루베리 발효액은 항산화 효과 및 알파-글루코시데이즈 저해 활성을 가지므로 기능성식품, 건강식품 또는 건강보조식품 등의 제조에 이용될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 들어 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
1. 실험 내용 및 방법
가. 제품 적용 산업용 균주의 선발
(1) 우수 발효 균주 분리 및 선정
(A) 초산 생산 균주
초산을 생산하는 균주를 분리하기 위하여 멸균되지 않은 전통 식초를 구매하였다. 식초는 실온에 보관하였다가 실험에 사용하였다. 각 시료를 GYE 배지(1% 효모 추출물, 5% 글루코스, 3% 에탄올)로 각각 희석하여 아세토박터(Acetobacter) 선택 배지(1% 효모 추출물, 5% 글루코스, 3% 에탄올, 3% CaCO3, 2.5% 한천, 0.1% 시클로헥사미드, 0.05% 페니실린)에 200 ㎕를 도말하여 27℃에서 2일간 배양하였다. 향후 순수 분리 및 동정을 완료하여 (재)발효미생물산업진흥원에 기보유중인 초산균과 함께 초산 생성능을 확인하고 초산발효 균주를 선발하였다.
(B) 유산 생산 균주
상업적으로 이용가능한 유산균을 선정하기 위하여 기존에 스크리닝 되어 (재)발효미생물산업진흥원에서 보유중인 균주들은 MRS 액체 배지에서 37℃, 150 rpm으로 2~5일간 진탕 배양하였고, 100℃에서 배양액을 5분간 열처리한 후 원심분리(9,200×g, 10분)하여 얻어진 상등액을 α-글루코시다아제 저해활성의 검토를 의한 시료로 하여 상기와 같은 AGI 분석방법으로 측정하였다. 이 중 GRAS 미생물이면서, AGI 저해능이 높은 유산균을 선발하여 향후 발효액 제조에 사용하고자 하였다.
나. 기능성 발효액 제조
(1) 최적 초산 발효조건 확립
(A) 블루베리 배지의 제조 및 초산균 배양
순창지역에서 재배되는 블루베리의 향토자원을 이용하여 기능성 발효액을 만들기 위해, 블루베리로 배지를 다음과 같은 방법으로 제조하였다. 블루베리를 원액기로 착즙한 100% 원액을 사용하여 증류수와 희석한 후 멸균하여 5 mL 초산균 발효용 배지를 제조하였다. 선발된 초산균은 GYE 배지(1% 효모 추출물, 5% 글루코스, 5% 에탄올)에서 106 CFU/mL의 농도로 전 배양하여 활성화시킨 후, 상기의 방법으로 만들어진 배지에 접종하여 25℃에서 72시간 동안 200 rpm으로 교반하며 배양하였다.
(B) 배양조건 확립
선발된 초산균은 배지에 접종하여 배지 농도(1%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%), 균 접종량(1%, 5%, 10%), 98% 에탄올 첨가 농도(5%, 10%, 20%)를 달리하여 배양 후 산도를 측정하여 최적배양조건을 확인하고자 하였다.
① 배지 농도에 따른 산도 확인: 블루베리 원액으로 1%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%의 농도로 배지를 만들어 멸균한 뒤, 5% 에탄올을 첨가하였다. 균주를 5% 접종하고 25℃에서 72시간 동안 200 rpm으로 교반한 배양액의 산도 변화를 측정하였다.
② 균 접종량에 따른 산도 확인: 블루베리 원액으로 40%의 농도로 배지를 만들어 멸균한 뒤, 5% 에탄올을 첨가하였다. 균주를 각각 1%, 5%, 10% 접종하고 25℃에서 72시간 동안 200 rpm으로 교반한 배양액의 산도 변화를 측정하였다.
③ 에탄올 첨가 농도에 따른 산도 확인: 블루베리 원액으로 40%의 농도로 배지를 만들어 멸균한 뒤, 에탄올을 각각 5%, 10%, 20% 첨가하였다. 균주를 5% 접종하고 25℃에서 72시간 동안 200 rpm으로 교반한 배양액의 산도 변화를 측정하였다.
(C) 최적 발효조건 시간별 분석
확립된 최적 발효조건으로 블루베리를 발효하여, 발효시간별(0~144시간)로 산도 변화를 측정하였다.
(2) 최적 유산 발효조건 확립
(A) 향토자원 배지의 제조 및 유산균 배양
순창지역에서 재배되는 블루베리를 이용하여 기능성 발효액을 만들기 위해, 블루베리를 원액기로 착즙한 100% 원액을 사용하여 증류수와 희석한 후 멸균하여 유산균 발효용 배지를 제조하였다. 선발된 유산균 3종을 MRS 배지에서 106 CFU/mL의 농도로 전 배양하여 활성화시킨 후, 상기의 방법으로 만들어진 블루베리 배지에 접종하여 30℃에서 24시간 동안 100 rpm으로 교반하며 배양하였다. 배양 후 배양액의 pH와 산도를 측정하여 유산 생성능이 큰 균주를 선발하여 향후 실험에 사용하고자 하였다.
(B) 배양조건 확립
선발된 유산균은 블루베리 배지에 접종하여 배지 농도(1%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%), 균 접종량(1%, 5%, 10%), 당도(7 brix, 10 brix, 20 brix)를 달리하여 배양 후 산도를 측정하여 최적배양조건을 확인하고자 하였다.
① 배지 농도에 따른 산도 확인: 블루베리 원액으로 1%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%의 농도로 배지를 만들어 멸균한 뒤, 당도를 MRS 배지와 같이 7 brix로 조정하였다. 균주를 5% 접종하고 30℃에서 24시간 동안 100 rpm으로 교반한 배양액의 산도 변화를 측정하였다.
② 균 접종량에 따른 산도 확인: 블루베리 원액으로 50%의 농도로 배지를 만들어 멸균한 뒤, 당도를 MRS 배지와 같이 6 brix로 조정하였다. 균주를 각각 1%, 5%, 10%씩 접종하고 30℃에서 24시간 동안 100 rpm으로 교반하여 배양액의 산도 변화를 측정하였다.
③ 당도에 따른 산도 확인: 블루베리 원액으로 50%의 농도로 배지를 만들어 멸균한 뒤, 당도를 측정하여 각각 7 brix, 10 brix, 20 brix로 조정한 뒤 멸균한 배지에 균주를 5% 접종하고 30℃에서 24시간 동안 100 rpm으로 교반한 배양액의 산도 변화를 측정하였다.
(C) 최적발효조건 시간별 분석
확립된 최적 발효조건으로 블루베리를 발효하여, 발효시간별(0~48시간)로 산도 변화를 측정하였다.
(3) 산업적 적용 가능한 기능성 발효액 개발
(A) 블루베리 발효액의 살균 온도별 품질 특성실험
상기 최적조건을 확립하여 개발된 블루베리 발효액을 살균한 후 발효액의 품질특성 실험을 수행하였다. 위와 같은 방법으로 블루베리 유산 발효액 및 블루베리 초산 발효액을 제조한 후 표 1과 같은 조건으로 60~121℃ 사이에서 15분간 살균하고 4℃로 냉각한 뒤 시료를 채취하여 pH, 산도 및 CFU를 측정하였다.
| 조건 | 대조군 | 실험군 |
| 살균 온도 | 무살균 | 60℃, 80℃, 100℃, 121℃ |
| 살균 시간 | 15분 | |
| 저장 온도 | 4℃ | |
(B) 블루베리 발효액의 살균 후 저장기간에 따른 품질 특성실험
상기 살균온도에 따른 품질 특성과 기능성 분석을 토대로 품질과 기능성 성분에 영향을 미치지 않는 가장 적합한 살균온도를 결정하고, 저장기간에 따른 품질 특성실험을 수행하였다. 최적조건을 확립하여 블루베리 발효액의 장기간 저장을 위하여 저장기간 동안 발효액의 품질변화를 관찰하였다. 블루베리 유산 발효액 및 블루베리 초산 발효액을 제조한 후 품질과 기능성에 영향을 미치지 않는 온도에서 살균한 발효액을 4℃로 냉각한 뒤, 0일~28일 동안 7일 간격으로 시료를 채취하여 pH, 산도 및 CFU를 측정하였다.
| 조건 | 대조군 | 실험군 |
| 살균 온도 | 무살균 | 80℃ |
| 살균 시간 | 15분 | |
| 저장 온도 | 4℃ | |
| 저장 기간 | 0일, 7일, 14일, 21일, 28일 | |
(4) 블루베리 발효액의 기능성 성분분석
(A) 실험재료
실험재료는 순창의 향토자원인 블루베리에 (재)발효미생물산업진흥원에서 분리하여 보관중인 유산균 1종과, 초산균 1종을 이용하여 발효 최적조건을 설정하여 만든 발효액을 이용하였다. 이때 시료는 유산균을 접종한 처리구는 각각 0, 24, 48, 72시간 발효한 시료를 샘플링하였고 초산균을 접종한 처리구는 각각 0, 24, 48, 72, 96, 120, 144시간 발효한 시료를 샘플링하여 냉동실에 보관하여 사용되었다. 발효액은 10,000 rpm에서 20분간 원심분리한 후 0.45 ㎛ 실린지 필터를 이용하여 제균한 후 기능성 실험에 사용하는 재료로 사용하였다. 또한 장기간 저장을 위하여 다양한 온도에서 살균한 후 저장 기간 동안 발효액의 기능성 성분분석 실험을 수행하였다.
(B) 실험 방법
① 총 폴리페놀(polyphenol) 함량
총 페놀 함량은 폴린-데니스 변법에 따라 추출된 시료를 농도별로 적절히 희석한 후 측정하였다. 각 농도별 시료 200 ㎕에 Folin-Ciocalteu 시약 12.5 ㎕를 혼합하여 교반한 뒤, 120분 동안 상온에서 방치하여 반응시켰다. 반응액의 흡광도 값은 UV-Vis 분광광도계(DU 800, Beckman coulter, Fullerton, CA, USA)를 사용하여 750 nm에서 분석하였다. 총 페놀 함량은 갈산을 분석시료와 동일한 방법으로 분석하여 얻은 표준 검량선으로부터 시료 추출물의 총 페놀 함량을 산출하였고, 총 폴리페놀 함량은 1 L 중의 mg GAE(gallic acid equivalent)로 나타내었다.
② 총 플라보노이드(flavonoid) 함량
총 플라보노이드 함량은 데이비스 변법에 따라 추출된 시료를 농도별로 적절히 희석한 후 측정하였다. 각 농도별 시료 0.5 mL에 10% 질산알루미늄 0.1 mL, 1M 아세트산칼륨 0.1 mL 및 에탄올 4.3 mL를 차례로 가하여 혼합한 후 상온에서 40분간 방치하여 반응시켜 450 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로는 갈산을 시료와 동일한 방법으로 분석하여 얻은 표준 검량선으로부터 시료 추출물의 총 플라보노이드 함량을 산출하였고, 총 플라보노이드 함량은 1 L 중의 mg GAE(gallic acid equivalent)로 나타내었다.
③ DPPH 라디칼 소거능 측정
DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 라디칼 소거능은 전자공여능(electron donationg abilities, EDA)에 대한 효과로 각 시료의 환원력을 측정하였다. 즉, 시료 50 ㎕에 0.15 mM DPPH 용액(99% 메탄올에 용해) 150 ㎕를 가한 후 30분간 상온에서 방치한 후 분광광도계를 사용하여 흡광도 517 nm에서 흡광도의 변화를 측정하였다. 각 시료의 라디칼 소거능은 아래의 식에 의해 시료 첨가구 및 무 첨가구 간의 흡광도 차이를 백분율로 나타내었다.
전자공여능(%) = (1 - 시료 첨가구의 흡광도/무처리구의 흡광도) × 100
④ α-글루코시다아제 저해 활성
AGI(α-glucosidase inhibitory) 저해활성은 다음과 같은 방법으로 측정하였다. 즉, 시료 50 ㎕에 0.5 U/mL α-글루코시다아제 효소액 50 ㎕(in 0.1M PBS, pH 6.8)을 혼합하여 37℃에서 10분 동안 전 배양하였다. 3 mM ρ-NPG (ρ-nitro-phenyl-α-glucopyranoside, in 0.1M PBS, pH 6.8) 100 ㎕을 가한 후 37℃에서 10분간 반응시킨 후 0.1M Na2CO3 100 ㎕를 가하여 반응을 정지시켰다. 이때 생성된 ρ-니트로페놀의 양을 분광광도계(elisa reader, Infinite 200 TECAN)를 사용하여 흡광도 405 nm에서 측정하였다. 이때 대조구는 배양액 대신 0.1M PBS(pH 6.8)를 사용하였으며, 블랭크로는 균주 배양액 및 효소액 대신 0.1M PBS(pH 6.8)를 사용하였다.
효소저해능(%) = (1 - 반응구의 ρ-니트로페놀 생성량/무처리구의 ρ-니트로페놀 생성량) × 100
(5) 최종 발효액 및 제품의 품질특성 분석
상기 개발된 발효액의 품질특성 및 미생물학적 특성을 분석하였다. 품질특성은 pH, 산도, 당도, 미생물 생육 정도를 파악하였으며, 미생물학적 특성 분석은 세균수, 진균수(곰팡이, 효모)는 시료 10 g을 멸균한 식염수에 넣어 교반한 후 희석해서 일반세균, 효모 및 곰팡이용 필름(PetrifilmTM Aerobic Count, yeast and mold count, 3M, USA)를 이용하여 측정하였다. 식중독 미생물 분석은 식품공전법에 준하여 실험을 실시하였다.
실시예
1: 발효액 제조에 적합한 우수 발효 균주 분리 및 선정
(1) 초산 생산 균주
살균하지 않은 전통식초에서 초산을 생산하는 균주를 1차로 순수분리하여 동정한 결과 아세토박터 파스테리아누스(Acetobacter pasteurianus) 1종을 비롯해 총 4종의 균주가 분리되었다. 선발된 균주의 초산 내성 및 초산 고생산 능력을 확인하기 위하여 균주가 만들어낸 초산으로 인하여 생긴 투명환의 크기를 측정하고, 콜로니의 크기를 측정하였다. 투명환의 크기를 콜로니의 크기로 나누어 상대적인 값을 구하여 3% 에탄올에서 초산 생산 능력을 확인하였다(표 3). (재)발효미생물산업진흥원에서 기보유중인 아세토박터 파스테리아누스(Acetobacter pasteurianus) 1종과 함께 초산 생성능을 확인한 결과 CNC2가 산의 생성능은 가장 좋았으나, 산업적으로 이용이 가능한 종균인 아세토박터 파스테리아누스 SRCM100622(Acetobacter pasteurianus SRCM100622) 균주를 최종 선발하였다.
| No. | 균주명 | 초산 생성능 |
| SRCM100622 | Acetobacter pasteurianus | 1.00 |
| CNC1 | Acetobacter pasteurianus | 0.85 |
| CNC2 | Komagataeibactereuropaeus | 1.49 |
| CNC3 | Gluconacetobacterxylinus | 1.28 |
| CNC4 | Acetobacter sp. | 1.09 |
* 초산 생성능 = 투명환 크기/균체 크기
(2) 유산 생산 균주
기존 연구를 통하여 AGI 저해능이 높은 유산균인 페디오코커스 애시디락티시 SRCM1000309(Pediococcus acidilactici SRCM1000309), 락토바실러스 브레비스(Lactobacilus brevis SRCM100318), 페디오코커스 애시디락티시 SRCM100327(Pediococcus acidilactici SRCM100327) 유산균 3종을 선발하였고, 이 중 블루베리에서 배양한 후 산도를 측정하여 배양액의 산도가 높아 가장 잘 생육하는 균주인 페디오코커스 애시디락티시 SRCM1000309(Pediococcus acidilactici SRCM1000309)를 최종 유산 발효 균주로 선발하여 최적 배양조건 실험을 진행하였다
실시예
2: 초산균 최적 발효조건 확립
(1) 배양조건 확립
실시예 1의 결과를 바탕으로 식품산업용으로 사용할 수 있는 초산균 중 아세토박터 파스테리아누스 SRCM100622(Acetobacter pasteurianus SRCM100622)를 블루베리 초산발효 균주로 선발하여 최적배양조건 실험을 진행하였다. 선발 균주를 각각의 블루베리 배지 농도별, 균주 접종량 별, 에탄올 농도별로 배양하였을 때, 블루베리는 배지 농도 40%, 균 5%, 에탄올 5%에서 가장 높은 산도를 나타내었다(도 1 내지 3). 50% 배지의 경우엔 오히려 40% 배지보다 발효 전에는 과즙의 농도가 높아 산도 역시 높았으나 초산균이 작용한 발효 후에는 40% 배지에 배양한 발효액의 산도가 더 높음을 확인할 수 있었다. 균은 5%를 접종한 구간에서 가장 산도가 크게 증가하였음을 확인하였으며, 이는 균 접종량이 초산을 생성하는데 어느 정도 영향을 주지만 균 접종량과 초산 생성능이 무조건 비례하는 것은 아님을 확인하였다. 에탄올은 초산 생성에 있어 필수적인 성분이지만, 많은 양이 배지에 함유되면 미생물의 생육을 오히려 억제한다. 효과적인 초산 생성을 위하여 배지에 각각 5%, 10%, 20%의 에탄올을 첨가하여 초산 생성을 확인한 결과 에탄올 5% 첨가 배지에서 초산생성이 가장 높게 확인되었다. 이로써 초산 최적발효 조건은 블루베리 원액에 증류수를 40% 첨가한 40% 배지에 에탄올 5%를 첨가하고 균을 5% 접종하여 25℃에서 200 rpm으로 배양하는 것으로 확정하였다.
(2) 최적발효조건 시간별 분석
확립된 최적발효조건으로 블루베리를 발효하여, 발효시간별(0~144시간)로 산도의 변화를 확인한 결과(도 4), 초산균을 배양하여 접종함과 동시에 0시간에서 산도가 조금 증가하지만 발효 초반인 24, 48시간에는 산도가 2를 넘지 못하였고, 발효 72시간에 크게 증가하여 96시간부터 산도가 3을 넘었고 144시간까지도 산도 값이 조금씩 더 증가함을 확인하였다.
실시예
2: 유산균 최적 발효조건 확립
(1) 배양조건 확립
선발 균주를 각각의 블루베리의 배지 농도별, 균주 접종량 별, 당도 별로 배양하였을 때, 블루베리는 배지 농도 50%, 균 10%, 당도 7 brix에서 가장 높은 산도를 나타내었다(도 5 내지 7). 하지만 50% 배지와 40% 배지에서 발효 후 산도 값의 차이가 거의 없었으며 오히려 50% 배지는 40% 배지보다 발효 전에는 과즙의 농도가 높아 산도 역시 높았으나 유산균이 작용한 발효 후에는 그 차이가 감소하였다. 균은 1%를 접종한 구간보다 5%, 10%를 접종한 구간에서 발효 후 산도가 더 증가하였음을 확인하였으며, 이는 균 접종량이 초산을 생성하는데 영향을 주는 것으로 추측된다. 유산균의 생육에 필요한 당의 농도에 따른 배양 후 산도의 차이를 확인한 결과 블루베리 배지에 당을 첨가하여 유산균 배양 시 대표적으로 사용되는 MRS 배지의 당도와 비슷한 7 brix 정도만 유지하여도 유산균은 잘 생육하였으며, 그 이상 당도의 증가와 균의 배양 및 산의 생성에 유의적인 차이를 발견할 수 없었다. 이로써 유산 최적발효 조건은 블루베리 원액에 증류수를 40~50% 첨가한 40~50% 배지의 당도를 7 brix로 조정하고, 균을 5~10% 접종하여 30℃에서 100 rpm으로 배양하는 것으로 확정하였다.
(2) 최적 발효조건 시간별 분석
확립된 최적 발효조건으로 블루베리를 발효하여, 발효시간별(0~48시간)로 산도의 변화를 확인한 결과(도 8), 발효 24시간 만에 산도가 크게 증가하였고 그 이후 48시간까지도 유지되어, 24시간 발효하는 것으로 확정하였다.
실시예
3: 산업적 적용 가능한 기능성 발효액 개발
(1) 블루베리 발효액의 살균 온도별 품질 특성실험
블루베리 초산 발효액 및 유산 발효액의 살균 온도별 품질 특성 변화 결과는 표 4와 같다. 두 발효액 모두 살균처리를 하지 않은 무살균 구간과, 살균 온도별 구간에서 pH와 산도에서는 큰 품질적인 차이를 보이지 않았으나 생균수에서는 60℃까지는 완전한 살균효과가 나타나지 않았음을 확인하였다. 초산 발효액의 경우 살균처리를 하지 않은 무살균 구간에서 log10(CFU/mL) 값이 6.2를 나타내었고, 살균에 의해 생균수가 눈에 띄게 감소하였다. 유산발효액도 마찬가지로 무살균 구간에서 생균수가 9.3979 log10(CFU/mL)이었으며 60℃에서 살균하였을 때 0.7781 log10(CFU/mL)이었고, 그 이상의 온도에서 살균한 경우 생균수는 확인되지 않았다. 따라서, 80℃에서 살균하는 것이 가장 바람직할 것으로 판단되었다.
| 블루베리 초산 발효액 | pH | 산도 | log10 (CFU/mL) |
블루베리 유산 발효액 | pH | 산도 | log10 (CFU/mL) |
| 무살균 | 3.5 | 2.6 | 6.2467 | 무살균 | 3.41 | 2.3 | 9.3979 |
| 60℃ | 3.4 | 2.6 | 1.2546 | 60℃ | 3.23 | 2.2 | 0.7781 |
| 80℃ | 3.5 | 2.7 | 0 | 80℃ | 3.45 | 2.2 | 0 |
| 100℃ | 3.5 | 2.6 | 0 | 100℃ | 3.36 | 2.3 | 0 |
| 121℃ | 3.5 | 2.7 | 0 | 121℃ | 3.4 | 2.4 | 0 |
(2) 블루베리 발효액의 살균 후 저장기간에 따른 품질 특성실험
상기 살균온도에 따른 품질 특성과 기능성 분석을 토대로 품질과 기능성 성분에 영향을 미치지 않는 가장 적합한 살균온도는 80℃로 결정하고, 저장기간에 따른 품질 특성실험을 수행하였다. 초산 발효액과 유산 발효액의 경우 80℃로 살균한 후 4℃에서 저장하며 0일부터 28일까지 7일 간격으로 품질변화를 관찰한 결과 두 발효액 모두 저장기간에 따른 pH, 산도, CFU의 유의적인 변화를 확인할 수 없어, 저장안정성을 확인하였다(표 5).
| 블루베리 초산 발효액 | pH | 산도 | log10 (CFU/mL) |
블루베리 유산 발효액 | pH | 산도 | log10 (CFU/mL) |
| 0일 | 3.5 | 2.7 | 0 | 0일 | 3.45 | 2.2 | 0 |
| 7일 | 3.4 | 2.6 | 0 | 7일 | 3.42 | 2.1 | 0 |
| 14일 | 3.5 | 2.8 | 0 | 14일 | 3.4 | 2.2 | 0 |
| 21일 | 3.4 | 2.6 | 0 | 21일 | 3.46 | 2.3 | 0 |
| 28일 | 3.4 | 2.6 | 0 | 28일 | 3.47 | 2.3 | 0 |
실시예
4: 발효액의 기능성 성분분석
(1) 블루베리 초산균 발효액의 항산화 및 항당뇨 활성
블루베리 초산균 발효액의 항산화 및 항당뇨 활성을 측정한 결과는 도 9 내지 12와 같다. 블루베리 발효액은 발효 전에 비해 발효 후에 총 플라보노이드, 폴리페놀 함량이 증가하는 것을 확인하였으며, 항산화 및 항당뇨 활성 역시 발효 후에 활성이 더 높아지는 것을 확인하였다. 초산균 발효액의 적정한 시간으로는 72~96시간 정도가 적당할 것으로 사료되며, 144시간에서도 높은 활성은 나타나지만 큰 차이가 없어 기업체에서는 짧은 발효 시간이 경제적일 것이라고 사료된다(도 9 내지 12).
(2) 블루베리 유산균 발효액의 항산화 및 항당뇨 활성
블루베리 유산균 발효액의 항산화 활성을 측정한 결과는 도 13 내지 16과 같다. 블루베리 발효액은 발효 전에 비해 발효 후에 총 플라보노이드, 폴리페놀 함량이 증가하는 것을 확인하였으며, 항산화 및 항당뇨 활성 역시 발효 후에 활성이 더 높아지는 것을 확인하였다. 항당뇨 활성은 24시간에 49.24%로 가장 높은 활성을 보였으며, 항산화 활성 역시 24시간에 대체적으로 높은 활성을 보여 발효시간은 24시간이 적당할 것으로 보여진다(도 13 내지 16).
(3) 블루베리 발효액의 살균 후 기능성 분석
블루베리 발효액의 살균 후 기능성 성분의 함량 변화를 확인하고자 발효가 끝난 직후 60, 80, 100, 121℃로 살균한 후 변화를 확인한 결과는 도 17 내지 20과 같다. 항산화 활성 중 폴리페놀 함량은 살균온도가 올라갈수록 함량이 높아지는 것을 확인할 수 있었으며, 플라보노이드 함량은 초산 발효액의 경우 121℃에서 함량이 낮아지는 것을 확인하였으나 유산균 발효액은 소량 증가하는 것으로 나타났다. DPPH 활성 역시 온도에 따라 큰 차이는 나타나지 않았으며, 항당뇨 활성 역시 온도에 따른 변화는 나타나지 않았다. 이에 따라, 블루베리 발효액을 살균 처리공정에서도 기능성 성분은 감소하지 않은 것을 확인하였다(도 17 내지 20).
실시예
5: 최종 발효액의 품질특성 및 미생물학적 특성 분석
최종 발효액의 품질분석 및 미생물학적 특성 분석 결과는 표 6과 같다. 블루베리 초산발효액은 pH 3.5, 산도 2.6(%), 당도 7.0 brix, 총균수 6.25(log10 CFU /g)으로 나타났으며, 식품공전법에 따른 오염미생물 검출결과 모두 음성으로 확인되었다. 블루베리 유산발효액은 pH 3.4, 산도 2.3(%), 당도 6.9 brix, 총균수 9.39(log10 CFU /g)이었으며, 초산 발효액과 마찬가지로 오염미생물은 검출되지 않았다(표 6).
| 시료 |
분석항목 | |||||||||||
| pH | 산도 | 당도 | 총균수(log10 CFU/g) | 진균 | 대장균 | 살모넬라균 | 대장균 O157 | 리스테리아 모노사이토제네스 | 황색포도상구균 | 클로스트리디움 퍼프린젠스 | 바실러스 세레우스 | |
| 1 | 3.5 | 2.6 | 7.0 | 6.25 | ND | ND | ND | ND | ND | ND | ND | ND |
| 2 | 3.4 | 2.3 | 6.9 | 9.39 | ND | ND | ND | ND | ND | ND | ND | ND |
1: 블루베리 초산 발효액, 2: 블루베리 유산 발효액
ND: 검출되지 않음
상기 실시예 결과, 최적화된 블루베리 발효액의 제조방법은 하기 제조예 1 및 2와 같다.
제조예
1: 초산균을 이용한 블루베리 발효액 제조
(a) 블루베리를 원액기로 착즙한 원액에 원액 부피대비 정제수를 40% 첨가한 후 멸균하여 초산균 발효용 배지를 제조하였다.
(b) 상기 (a)단계의 제조한 배지에 배지 부피대비 에탄올을 5% 및 106 CFU/mL의 농도의 아세토박터 파스테리아누스(Acetobacter pasteurianus) SRCM100622 균주(KCCM 11700P) 5%를 첨가하여 배지 혼합물을 준비하였다.
(c) 상기 (b)단계 준비한 배지 혼합물을 25℃에서 72~96시간 동안 발효시킨 후 80℃에서 15분 동안 살균하였다.
제조예
2: 유산균을 이용한 블루베리 발효액 제조
(a) 블루베리를 원액기로 착즙한 원액에 원액 부피대비 정제수를 40~50% 첨가한 후 멸균하여 유산균 발효용 배지를 제조하였다.
(b) 상기 (a)단계의 제조한 배지의 당도를 7 brix로 조정한 후, 상기 (a)단계의 제조한 배지 부피대비 106 CFU/mL의 농도의 페디오코커스 애시디락티시(Pediococcus acidilactici) SRCM1000309 균주(KCCM 11699P) 5~10%를 첨가하여 배지 혼합물을 준비하였다.
(c) 상기 (b)단계 준비한 배지 혼합물을 30℃에서 24시간 동안 발효시킨 후 80℃에서 15분 동안 살균하였다.
Claims (6)
- (a) 블루베리를 착즙한 원액에 원액 부피대비 정제수를 35~45% 첨가한 후 멸균하여 배지를 제조하는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 제조한 배지에 배지 부피대비 에탄올을 4~6% 및 105~7 CFU/mL의 농도의 아세토박터 파스테리아누스(Acetobacter pasteurianus) SRCM100622 균주(KCCM 11700P) 4~6%를 첨가하여 배지 혼합물을 준비하는 단계; 및
(c) 상기 (b)단계 준비한 배지 혼합물을 23~27℃에서 72~96시간 동안 발효시킨 후 70~90℃에서 10~20분 동안 살균하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 초산균을 이용한 블루베리 발효액의 제조방법. - 삭제
- (a) 블루베리를 착즙한 원액에 원액 부피대비 정제수를 40~50% 첨가한 후 멸균하여 배지를 제조하는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 제조한 배지의 당도를 6~8 brix로 조정한 후, 배지 부피대비 105~7 CFU/mL의 농도의 페디오코커스 애시디락티시(Pediococcus acidilactici) SRCM1000309 균주(KCCM 11699P) 5~10%를 첨가하여 배지 혼합물을 준비하는 단계; 및
(c) 상기 (b)단계 준비한 배지 혼합물을 28~32℃에서 20~28시간 동안 발효시킨 후 70~90℃에서 10~20분 동안 살균하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 유산균을 이용한 블루베리 발효액의 제조방법. - 삭제
- 제1항 또는 제3항의 방법으로 제조된 블루베리 발효액.
- 제5항의 블루베리 발효액을 유효성분으로 함유하는 가공식품.
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