KR20100003396A - 유효 미생물을 이용한 농수산물 소재의 기능성 발효제제조개발 - Google Patents
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Abstract
미생물 균주인 젖산균과 효모를 이용하여 기능성 성분이 많은 식물소재를 이용하여 혼합발효를 시킴으로 기능성이 풍부한 음료를 개발하는 기술이다. 발효를 시킴으로 인체에 유효한 아미노산, 비타민 등의 성분이 보전되고 기능성 성분과 기타 무기질이 생성 보존될 수 있는 최적의 제조과정과 최적 발효의 조건을 실험하였다.
본 연구에서는 발효음료의 기질로 사용할 식물소재인 자색양파와 솔잎 및 다시마를
혼합 액으로
한 최적의 원료 기질의 추출물을 제조하여 젖산 발효와 효모에 의한 발효를 동시에 시행하여 건강에 유익한 음료를 개발하고자 한다.
혼합발효,젖산균, 효모, 미생물,음료
Description
종래의 재래적인 발효방법에 의하여 음료를 개발하였으나
불 필요한
미생물의 생존으로 산도가 높아져서 음료가 빠르게 다른 물질로 전환되고
음용하는
데 악취가 나기도 하였다. 또한 발효 시간과 발효조건이 일정하지 않아 발효의 효율이 떨어지고 있다. 본연구에서는 배양액에서 미생물 균주를 활성화 생장시켜 식물소재에 혼합
발효 시킴으로
음용하기에
좋은 기능성 소재의 음료를
재조
할 수 있다.
발효음료의 혼합 소재로 기능성을
보강 할
수 있는 솔잎과 다시마를 혼합액으로 하여 젖산 발효와 효모에 의한 발효를 동시에 시도하였으며 한가지 소재보다 여러 식물소재를 혼합함으로써 풍부한 단백질과 기능성 특성이 나타남을 알 수 있다.
즉 발효액의 유효성분 중 아미노산의 조성이 차이가 생기며 발효과정 중 생성된
발효특유의
대사생성물과 향기로 악취 제거 효과가 있다. 재래적인 열처리 방식에 의한 유효성분의 파괴와 양파 특유의 냄새를 제거할 수 있도록 동결건조한 양파를 분쇄하여 적정 균주를 선택 이용하며 미생물 균주와 함께 발효과정에 들어간다.
즉 발효액의 유효성분 중 아미노산의 조성이 차이가 생기며 발효과정 중 생성된 발 효 특유의 대사생성물과 향기로 악취 제거 효과가 있다.
발효과정을 이용하여 최적의 발효조건을 찾아 발효를 진행하면 고가의 효소를 사용하지 않아도 식물성 소재를
기질로한
미생물 유도 효소가 생성됨으로 미생물을 이용한 발효과정에서
대사산물로
유도할 수 있으며 비용이 절감된 실용화 할 수 있는 제조방법이다. 또한 이런 발효과정을 이용함으로써 건강에 유익한 기능성 성분을
식물성소재로부터
추출하여
음료화
할 수 있다.
젖산균과 효모균을 이용한 최적 발효조건을 위한 실험과 미생물 균주를 동정하여 유효미생물을 활 용함으로써 인체에 기능적인 아미노산과 비타민,
섬유질등의
유효성분이 보전되는 발효음료를
개발한
다.
자색양파를 주성분으로 (50%), 솔잎과 다시마를 혼합한 식물 소재 혼합물을 효모와 젖산균으로 발효시킴으로써 양파만 단독으로
발효 할
때 보다
우수한 유효성분과 맛 향기에서 우수한 상품적 효과를 보이고 있으며 비타민이 풍부하고 유리당과 아미노산에서 건강기능 식품으로 써 충분한 효과가 있는 기능성 음료가 될 것으로 사료 된다. 솔잎의 무기성분과 다시마의 섬유질이 풍부한 기능성 성분과 양파의 성분이 함께
발효 함으로써
기존의 식물소재 발효음료보다
관능감이
우수하고 기능성있는 음료를
제조 할
수 있다. 특유의 악취제거 효과로
음용하기가
좋아 다른 음료와 함께 건강 기능 식품으로 수요가
많을 것으로 예상된다
.
개발 과정
제1공정(스타터 제조)
발효시 사용할 효모는
YM
broth
에서, 젖산균은
MRS
broth
에서 12~15시간 마다 2회 이상 계대 배양한 후
UV
Spectrophotometer
(
Shimadzu
UV
-260
Spectrophotometer
)를 이용하여 파장 660
nm
에서 흡광도가 0.3 될
때 까지
배양하였다. 혼합
배양 할
시 각각 0.5%(V/V)를 접종하여 전체 접종량이 1.0%(v/v)가
되록
실험하였다. 젖산균과 효모를 혼합하여 접종 후 20℃~30℃
항온기에서
7일간 배양하여 1일 2회 시료를 채취하여 1
ml
tube
에 각각 분주하여 냉동 원심분리기로 4℃, 12,000
rpm
에서 5분간 원심 분리하여 상등액을 분석용 시료로 사용하였다.
제2공정 (식물소재의 발효용액 제조)
분말화한
자색양파,다시마, 솔잎을 일정 무게 비율로 혼합하여
여과포로
여과 한 후 동량의 증류수(
ml
/g)를 가하고 올리고당(과당)을 혼합용액의
무게비로
(30%~50%) 섞어 멸균 후 멸균 삼각플라스크에 분주하여 4℃ 냉장고에 보관하면서 실험에 사용하였다.
제3공정 (발효공정)
12-14시간마다 3회 계대 배양한 젖산균과 효모의 배양액을 식물 소재 혼합액에 단독 또는 혼합접종하여 30℃
항온기에서
배양하면서 일정시간 간격으로 1
ml
씩 취해 UV
spectrophotometer
를 이용하여 흡광도를 측정하여 균체의 생육량을 분석하였다.
발효과정을 진행하면서 미생물 호흡기를 이용하여 최적의 미생물
호흡상태 를
분석한 결과 온도가 30℃~60℃에서 안정한 발효가 일어났으며 산도가 0.2~
5%가되면
발효를 중지하는 이유는 5%이상이 되면 신맛이 강해 좋지 않고 0.2%이하 이면 맛이 없게 된다.
유효성분 분석은 식품공전 방법을 따라 분석하였으며 양파 발효음료와 비교 분석하였다.
제4공정 (
조미및
균질화
공정)-제품의 물리적 특성 변화 침전방지 및 보존기간 연장을 위한 첨가물 결정.
발효액을
균질화
하기 위해서는 원심분리기를 이용하여 고형의 침전물을 분리하고 상등액을 음료의 제조에 사용하였다.(12,000
rpm
,10
min
.)
제5공정(살균공정)-(86℃~150℃/1초~3초)-
HTST
단시간 살균법
최적의 살균 목적을 달성하기 위해서는
짧은시간에
적정 온도 범위에서 순간 살균을 함으로써 제품의 품질을 유지할 수 있다.
제6공정 (포장)-
5분이상
탈기
후 포장
탈기는
보존 중 산소에 의한 제품의 화학적 변화 및
호기성균의
포자 발아억제를 위해서 실시해야 하며 포장재는 산소 투과가 되지 않고 미생물 오염방지가 되 는 포장재를 이용한다.
결과 분석
식물소재(양파+솔잎+다시마)를 기질 하여 젖산균과 효모의 혼합 발효시 젖산균은 채소류의 1차 발효에 관여하며 효모 또한 1차 발효시 증식하나 젖산균의 성장이 거의 중단한 후
잔유당이
있을 때 독점적으로 생장한다고 선행연구에서 밝혀 졌다. 주
발효동안
당은 젖산균과 효모에 의하여 산,
알콜
및 다른 최종 대사 생산물로 전환되며 효모에 의해 2차 발효가
일어 난다
.
pH
가 낮아져 젖산균의 생육이 저지되어도 효모는 생장하고
잔유당을
소비하므로써
발효당의
이용성이 높아진다. 또한 당을
ethanol
로 전환시켜 젖산균의 단독 발효로 인해 생산되는
lactic
acid
의 양을 조절해 주며 적당한 산도와 향미를
부여 해
준다.
1.
균체분석
①
생균수
측정
젖산균인 L.
plantarum
KCTC
3099 와
효모균주
S.
cervisiae
KCTC7193
을 단독 및 혼합 배양하였을 때의
균수의
변화를 측정하였고 단독 배양의 경우 발효 8시간부터 효모균의 생육이 우세하고 발효 3일 후부터 두 균주 모두
세포수가
감소하였다. 그러나 혼합배양의 경우 흡광도는 효모와 젖산균의 흡광도 사이를 보이고 있다. 효모가 젖산균의 생장을
억제 함으로
나타난 결과라 사료된다.
| Strains | Titratable acidity (%) Single culture | Titratable acidity (%) Mixed culture( plantarum KCTC3099 ) | Final pH Single culture | Final pH Mixed culture( plantarum KCTC3099 ) |
| L. plantarum KCTC3099 ) | 1.28 | - | 3.5 | - |
| S. cerevisiae KCTC7193 | 0.45 | 1.10 | 4.20 | 3.6 |
②혼합 발효용액의 물리화학적 성질
30℃서
sucros 를
첨가후
발효했을 때 표에서 보는 것처럼
발효당의
첨가량에 따라
물리화학 적
성질의 변화 나타나고 있다.
생균수는
Sucrose
가
첨되지
않은 군을 제외하고 발효 24시간 때에
최고값을
보이면서
그이후는
점차감소
하는 것으로 나타났다.표에서 본 바처럼
sucros
첨가 비율은 10% 가
적정 할
것으로 본다.
pH
변화는 발효시간이
증가 함에
따라 점차 감소하여 발효시간 48시간 이후로는 3.6~3.8을 보이고 있다. 즉 발효시간이 증가함에 따라
산생성도
완만하게 증가하였으며 발효
48시간 까지는
산도가 1.0%이하, 발효 60시간까지는 1.1%이하를 유지하였다.
Sucrose
10%를 첨가한 혼합발효액의 경우
산도변화는
발효전
0.04 %에서 발효 24시간에는 0.93%로 나타났다.
2.유용성분
① 식이섬유
다른 식물추출물 발효식품은 0.2%~0.8%를 보이고 있으나 식물소재 발효액은 1.
95% 로
높은 식이섬유를
포함 하고
있다.
② 비타민 C
식물소재 발효액은 3.01(㎎/100g)을 나타내고 열처리 추출액보다 높게 나타나고 있으며 발효추출액에서 비타민 C가 보존됨을 볼 수 있다.
③ 유리당
식물소재 혼합
발효액(A)와
양파 발효추출액 (B)는 당류로써
Fructose
와
Glucose
가 주성분을 이루며
Galactose
는 발효시 농도가 낮아지고
Fructose
,
Glucose
는 발효추출액에서 증가한 경향이 보였다.
④ 아미노산
아미노산 분석에서 보는 것처럼 전체적인 아미노산 종류는 양파만의
발효액성분보다
고르게 많은
아미노산 양을
볼 수 있고, 특히 향미를 나타내는
Pro
.> Asn>Ala >
Asp
>
Thr
>
Glu
.의 아미노산이 양파만의
발효추출액 보다
높게
나타 났다
.
아미노산 종류별로
고찰 해보면
Pro
.>
Asn
>
Ala
>
Asp
>
Thr
>
Glu
. 이런 아미노산은 효모와 젖산균의 발효에서 생성된
대사산물의
결과라 사료된다.
Claims (1)
- 개발 과정제1공정(스타터 제조)제2공정 (식물소재의 발효용액 제조)제3공정 (발효공정)제4공정 ( 조미및 균질화 공정)-제품의 물리적 특성 변화 침전방지 및 보존기간 연장을 위한 첨가물 결정.제5공정(살균공정)-(86℃~150℃/1초~3초)- HTST 단시간 살균법제6공정 (포장)- 5분이상 탈기 후 포장결과 분석1. 균체분석2. 유용성분
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080063271A KR20100003396A (ko) | 2008-07-01 | 2008-07-01 | 유효 미생물을 이용한 농수산물 소재의 기능성 발효제제조개발 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080063271A KR20100003396A (ko) | 2008-07-01 | 2008-07-01 | 유효 미생물을 이용한 농수산물 소재의 기능성 발효제제조개발 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20100003396A true KR20100003396A (ko) | 2010-01-11 |
Family
ID=41813191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020080063271A KR20100003396A (ko) | 2008-07-01 | 2008-07-01 | 유효 미생물을 이용한 농수산물 소재의 기능성 발효제제조개발 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20100003396A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104095267A (zh) * | 2014-06-20 | 2014-10-15 | 夏华 | 一种佛手瓜原汁饮料的制备方法 |
| CN108450942A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-08-28 | 华南农业大学 | 一种西番莲果皮发酵及含高活性益生菌的冻干酵素粉的制备方法 |
-
2008
- 2008-07-01 KR KR1020080063271A patent/KR20100003396A/ko not_active Application Discontinuation
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| CN108450942A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-08-28 | 华南农业大学 | 一种西番莲果皮发酵及含高活性益生菌的冻干酵素粉的制备方法 |
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