김치유산균으로 발효된 쌀 및 이의 용도 |
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申请号 | KR1020120056298 | 申请日 | 2012-05-25 | 公开(公告)号 | KR1020130132140A | 公开(公告)日 | 2013-12-04 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
申请人 | 연세대학교 산학협력단; | 发明人 | 윤선; 박혜원; 최혜정; 김정호; | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
摘要 | The present invention relates to a rice fermented by lactic acid bacteria derived from Kimchi, Leuconostoc citreum or Lactobacillus plantarum. The rice according to the present invention, which is fermented by lactic acid bacteria derived from Kimchi, Leuconostoc citreum or Lactobacillus plantarum, inhibits the generation of mold involved in the spoilage of rice and enhances the aging process, thereby improving the storage capability of food. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
权利要求 | 김치유산균 류코노스톡 시트륨( Leuconostoc citreum D2-182) 또는 락토바실러스 플란타룸( Lactobacillus plantarum )으로 발효시킨 쌀. 제 1항에 있어서, 상기 류코노스톡 시트륨은 미생물 수탁번호 KCTC18204P인 것을 특징으로 하는 발효시킨 쌀. 제 1항에 있어서, 상기 락토바실러스 플란타룸은 미생물 수탁번호 KCTC 3928인 것을 특징으로 하는 발효시킨 쌀. 제 1항에 있어서, 상기 발효는 24~26℃에서 22~26시간 동안 발효시킨 것을 특징으로 하는 발효시킨 쌀. 김치유산균으로 발효시킨 쌀가루를 포함하는 것을 특징으로 하는 저장성이 향상된 발효 식품. 제 5항에 있어서, 김치유산균은 류코노스톡 시트륨( Leuconostoc citreum D2-182, 미생물 수탁번호:KCTC18204P) 또는 락토바실러스 플란타룸( Lactobacillus plantarum , 미생물 수탁번호:KCTC 3928)인 것을 특징으로 하는 저장성이 향상된 발효 식품. 제 5항에 있어서, 상기 발효시킨 쌀가루는 24~26℃에서 22~26시간 동안 발효시킨 것을 특징으로 하는 저장성이 향상된 발효 식품. 김치유산균으로 쌀가루를 발효시키는 단계; 및 발효된 상기 쌀가루를 식품에 추가하는 단계를 포함하는 식품의 저장성을 향상시키는 방법. 제 8항에 있어서, 김치유산균은 바이셀라 류코노스톡 시트륨( Leuconostoc citreum D2-182) 또는 락토바실러스 플란타룸( Lactobacillus plantarum )인 것을 특징으로 하는 식품의 저장성을 향상시키는 방법. 제 8항에 있어서, 상기 류코노스톡 시트륨은 미생물 수탁번호: KCTC18204P인 것을 특징으로 하는 식품의 저장성을 향상시키는 방법. 제 8항에 있어서, 상기 락토바실러스 플란타룸은 미생물 수탁번호: KCTC 3928인 것을 특징으로 하는 식품의 저장성을 향상시키는 방법. 제 8항에 있어서, 상기 쌀가루를 발효시키는 단계는 쌀가루는 24~26℃에서 22~26시간 동안 발효시킨 것을 특징으로 하는 식품의 저장성을 향상시키는 방법. 김치유산균을 쌀가루에 접종하는 단계를 포함하는 식품의 곰팡이 생성을 억제시키는 방법. 제 13항에 있어서, 김치유산균은 류코노스톡 시트륨( Leuconostoc citreum D2-182) 또는 락토바실러스 플란타룸( Lactobacillus plantarum )인 것을 특징으로 하는 식품의 곰팡이 생성을 억제시키는 방법. 제 13항에 있어서, 상기 류코노스톡 시트륨은 미생물 수탁번호: KCTC18204P인 것을 특징으로 하는 식품의 곰팡이 생성을 억제시키는 방법. 제 13항에 있어서, 상기 락토바실러스 플란타룸은 미생물 수탁번호: KCTC 3928인 것을 특징으로 하는 식품의 곰팡이 생성을 억제시키는 방법. 제 13항에 있어서, 상기 곰팡이는 Penicillium crustosum , Neurospora sp . 및 Cladosporium sp . 로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 식품의 곰팡이 생성을 억제시키는 방법. 제 13항에 있어서, 쌀가루를 24~26℃에서 22~26시간 동안 발효시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 식품의 곰팡이 생성을 억제시키는 방법. 김치유산균을 쌀가루에 접종하는 단계를 포함하는 식품의 노화 억제를 증진시키는 방법. 제 19항에 있어서, 김치유산균은 류코노스톡 시트륨( Leuconostoc citreum D2-182) 또는 락토바실러스 플란타룸( Lactobacillus plantarum )인 것을 특징으로 하는 식품의 노화 억제를 증진시키는 방법. 제 19항에 있어서, 상기 류코노스톡 시트륨은 미생물 수탁번호: KCTC18204P인 것을 특징으로 하는 식품의 노화 억제를 증진시키는 방법. 제19항에 있어서, 상기 락토바실러스 플란타룸은 미생물 수탁번호: KCTC 3928인 것을 특징으로 하는 식품의 노화 억제를 증진시키는 방법. 제 19항에 있어서, 쌀가루를 24~26℃에서 22~26시간 동안 발효시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 식품의 노화 억제를 증진시키는 방법. |
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说明书全文 |
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접종 유산균 | 발효 형식 | |
제조예 1 | 류코노스톡 시트륨( Leuconostoc citreum D2-182, 미생물 수탁번호:KCTC18204P) | 유산균 접종 후 발효 |
대조군 1 | X | 자연발효 |
대조군 3 | X | 비발효 |
제조예 2 | 락토바실러스 플란타룸( Lactobacillus plantarum , 미생물 수탁번호:KCTC 3928) | 유산균 접종 후 발효 |
대조군 2 | X | 자연발효 |
대조군 4 | X | 비발효 |
실시예 3. 발효 쌀반죽의 저장성 확인
3-1: pH 및 산도 측정
실시예2-2의 발효쌀반죽을 증류수에 10배 희석시킨 후 교반하며 pH와 산도를 측정하였다. pH는 pH 미터를 사용하여 측정하였으며, 적정산도는 0.1N NaOH 표준용액을 이용하여 pH 8.2 가 되는 지점으로 중화 적정하여 측정하였다.
쌀반죽을 발효하는 동안 pH 및 산도의 변화는 표 2와 같았다.
최초 pH | 최종 pH | 최초 산도(%) | 최종 산도(%) | |
제조예 1 | 6.68 | 5.45 | 0.09 | 0.25 |
대조군 1 | 6.68 | 4.61 | 0.09 | 0.32 |
제조예 2 | 6.6 | 5.56 | 0.23 | 0.24 |
대조군 2 | 6.6 | 4.72 | 0.23 | 0.35 |
두 종류의 유산균을 접종한 쌀반죽의 경우 pH는 6.6~6.7에서 24시간 이후 4.6~4.7까지 떨어져 자연발효군에 비해 더 낮았으며 산도는 0.01~0.23%에서 24시간 이후 0.32~0.36%까지 증가하여 자연발효군에 비해 더 높은 것으로 나타났다.
3-2. 유기산의 정량
유기산을 정량하기 위해 실시예2-2의 발효쌀반죽과 증류수를 1:1로 혼합한 뒤 진탕배양기(Model IS-971R, JELO Tech., Seoul, Korea)에서 교반(150rpm, 4℃, 2h)하고 원심분리(8000g, 4℃, 10min)하여 상등액을 회수하였다.
가. 류코노스톡 시트륨 첨가 쌀반죽
상등액을 -20℃에 보관하고 실험 시 해동하여 유기산과 당분석의 시료로 사용하였다. 쌀반죽의 D,L-젖산, 아세트산 함량은 kit(Boehringer Mannheim/R-Biopharm, Darmstadt, Germany)를 사용하여 측정하였고 당 농도는 HPLC으로 분석하였다.
쌀반죽의 젖산 및 아세트산 함량 측정 결과는 표 3과 같다. 발효 0시간 시료는 젖산 및 아세트산 함량이 측정되지 않았다. 자연발효군에 비해 유산균 발효한 시료에서 유기산 함량이 높았다.
젖산(mM/kg) | 아세트산(mM/kg) | |
대조군1 | 8.33±0.16 a | 1.00±0.00 a |
제조예1 | 23.86±1.57 e | 4.83±0.71 bc |
값=평균±표준편차
* FQ : 젖산과 아세트산의 몰비
각각의 첨자 평균은 통계학적 유의성이 없음 (p<0.05)
나. 락토바실러스 플란타룸 첨가 쌀반죽
상등액을 0.45μm Acrodisc syringe filter(Pall Co., Ann Arbor, USA)로 여과한 후 -80℃에 보관하며 시료로 사용하였다. D,L-젖산, 아세트산은 각각을 측정할 수 있는 키트(Boehringer Mannheim/R-Biopharm, Darmstadt, Germany)를 사용하여 측정하였다.
표 4에서와 같이 대조군에 비해 유산균 발효한 시료에서 유기산 함량이 높았다.
젖산(mM/kg) | 아세트산(mM/kg) | |
대조군 2 | 0.23±0.007 a | ND |
제조예 2 | 26.42 ±0.509 c | 2.49 ±0.275 a |
abcd 각각의 첨자는 통계학적 유의성이 없음(p<0.05).
아세트산은 대조군에서는 검출되지 않았고 유산균발효군에서 2.4~2.6μmol/g 정도 검출되었다.
상기의 결과로 보아, 제조에 1 및 2의 쌀반죽은 대조군 보다 유기산 함량이 높아 pH를 낮추고 대사활동을 정지시켜 식품 보존을 위해 사용할 수 있을 것이라 판단된다.
실시예 4. 곰팡이 저해 효과 확인
4-1. 류코노스톡 시트륨 첨가 쌀반죽 및 배양액
유산균 배양액을 원심분리(8000g, 4℃, 10min)하여 상층액을 분리하였다. Cladosporium sp ., Penicillium crustosum 및 Neurospora crassa 포자현탁액(10 4 spore/ml)을 10ul 유산균 상층액 190ul에 접종하여 25℃ 인큐베이터에서 48시간 동안 배양한 후 580nm에서 흡광도를 측정하였다. 유산균이 없는 MRS 액체배지에서 위와 같은 방법으로 흡광도를 측정하여 control OD 값을 얻고 다음의 식에 대입하여 포자발아율 감소(%)를 계산하였다.
% inhibition = 100 - [(sample OD / control OD) * 100]
유산균 배양액에 100℃, pH, 프로테이나제 K 처리를 하여 유산균 배양액의 항균성에 미치는 영향을 알아보았다. 열처리는 유산균 배양액을 100℃에서 10분간 처리하였고, pH에 의한 항균성의 변화는 4M HCl 용액, 4M NaOH 용액에 의해 배양액의 pH를 3.5와 6.0으로 각각 조절하여 포자발아율 억제를 측정하였다. 단백질 분해 효소에 의한 항균성 변화를 알아보기 위해 pH 7.6으로 조절한 유산균 배양액에 프로테이나제 K를 10unit/ml으로 희석하여 37℃에서 1시간 동안 반응시킨 후 초기 pH으로 조절하였다. 열처리, pH, 프로테이나제 K 처리한 유산균 배양액의 항균성 역시 위의 포자발아율을 측정하는 식으로 계산하였다.
류코노스톡 시트륨의 배양액은 Cladosporium sp ., Neurospora crassa 에 대해 87% 이상 저해하였으나 Penicillium crustosum 에 대해서는 60% 정도 저해하는 것으로 나타났다(도 1 내지 3 참고). 100℃ 처리군은 Cladosporium sp ., Neurospora crassa 에 대해 무처리군과 유의적으로 동일한 항균력을 지녔으나 Penicillium crustosum 에 대해서는 무처리군보다 낮은 저해성을 나타냈다. 프로테이나제 K 처리에 대해서는 세 종류 곰팡이 모두 무처리군과 유의적으로 동일한 항균력을 나타내어 유산균의 항균성 물질은 단백질이 아닌 것이 확인되었다. 세 종류 곰팡이 모두 pH 6 처리군에서 가장 낮은 항균성을 보였고 pH 3.5에서는 이보다 높은 항균성을 나타냈지만 무처리군 보다 낮게 측정되었다. 상기 류코노스톡 시트륩 배양액 처리군과 무처리군의 곰팡이 저해효과를 도 4에 함께 나타내었다. 역시 유산균 배약액이 첨가된 배지에서 곰팡이가 잘 자리지 못한 것을 알 수 있었다.
류코노스톡 시트륨을 첨가한 발효반죽에서의 곰팡이 저해효과를 알아보았다. 그 결과는 표 5 및 도5에 나타내었다.
저장기간(일) | |||||
0-3 | 4 | 5 | 6-7 | 8-9 | |
제조예 1 | - | - | - | + | ++ |
대조군 1 | - | - | + | ++ | +++ |
대조군 3 | - | - | + | ++ | +++ |
비교예 1 1) | - | - | + | ++ | +++ |
-: 곰팡이가 관찰되지 않음.
+: 곰팡이가 쌀반죽 표면의 30% 이하로 관찰됨
++: 곰팡이가 쌀반죽 표면의 30-50% 로 관찰됨
+++: 곰팡이가 쌀반죽 표면의 50% 이상 관찰됨
1) : 유산균(류코노스톡 시트륨) 접종 ○, 발효 X
상기 표 5에서 알 수 있듯이 대조군 1, 3 및 비교예 1에 비하여 제조예 1에서 곰팡이의 생성이 더딘 것을 알 수 있었다. 즉, 유산균인 류코노스톡 시트륨의 첨가 및 발효가 함께 이루어진 것이 유산균 첨가만 시행한 것과 발효만 시행한 것, 또는 둘 다 시행하지 않은 것에 비하여 곰팡이 저해효과가 현저하게 나타났다.
4-2. 락토바실러스 플란타룸 첨가 쌀반죽
발효반죽에서의 Penicillium crustosum , Neurospora sp . 및 Cladosporium sp. 곰팡이의 성장을 보기 위해 듀얼 아가플레이트 에세이를 실행하였다. 발효반죽 현탁액 150ul을 0.7% agar 를 포함한 MRS 반고체 배지 15ml에 섞어 9cm 플레이트에 부어 굳혀준 뒤 24시간 동안 25℃ 항온기에서 배양하고 클로람페니콜(10mg/ml)과 에리트로마이신(3mg/ml)을 에탄올에 희석시킨 항생제 100ul을 도말하여 유산균이 더 이상 자랄 수 없도록 해주었다. 1시간 동안 말려준 뒤 PDA(Potato Dextrose Agar) 반고체 배지 15ml을 그 위에 덮어주고 굳혀주었다. 그 후 Penicillium crustosum, Neurospora sp . 및 Cladosporium sp . 포자 현탁액을 10 5 spore/ml로 맞추어 5ul를 중앙에 떨어뜨려 흡수되도록 하였다. 결과는 25℃ 항온기에 배양하면서 자라는 곰팡이의 지름을 매일 측정해 그래프로 나타내었다.
발효 반죽의 항균활성 측정 결과, 세 곰팡이 모두에 대해서 유산균발효군의 경우 10일 이상 100%의 곰팡이 저해효과를 관찰할 수 있었다(도 6 내지 8 ). 대조군 반죽에서는 모든 곰팡이 spore의 성장이 관찰되었고, 시간이 경과하자 플레이트를 가득 메워 10일째 측정을 중단하였다. 그러나 유산균 발효군은 20일이 지나도 곰팡이의 성장이 관찰되지 않았다.
실시예 5. 노화 억제의 확인
쌀반죽의 호화점도는 신속점도측정계(AV/RVA-4, Newport scientific, Irvine, USA)를 사용하여 측정하였다. 시료로는 대조군과 발효군 반죽을 이틀간 동결건조하고 분쇄한 뒤 진공포장을 하여 -20℃에 저장하며 사용하였다. 동결건조한 발효쌀반죽 3g 과 증류수 25ml를 혼합하여 50℃에서 960rpm으로 1.5분간 작동하고 160rpm, 12℃/min의 속도로 95℃까지 올려 2분간 작동한다. 그 다음 12℃/min 속도로 50℃까지 내려 2~6분간 작동하여 쌀반죽의 점도를 측정하였다. 측정 결과는 하기 표 6과 같다.
Pasting Temp (℃) | 최고점도(Peak Time) (min) | 최고점도(Peak 1) (cP) | Trough 1 (cP) | 최종점도(Final Visc) (cP) | 전분입자파괴정도(Breakdown) (cP) | 노화정도(Setback) (cP) | |
대조군 3 | 65.68 ±0.81 cd | 7.09 ±0.02 d | 2597 ±4.95 e | 2379 ±30.41 e | 3353 ±24.04 d | 233 ±4.24 a | 747 ±4.95 b |
제조예 1 | 62.95 ±0.57 a | 6.50 ±0.14 a | 2094 ±41.01 d | 1490 ±134.35 cd | 2406 ±140.01 c | 604 ±93.34 e | 312 ±98.99 a |
대조군3 대비 제조예1 | 96% | 92% | 81% | 63% | 72% | 259% | 42% |
대조군 4 | 89.33 ±0.46 a | 7.70 ±0.04 b | 197.46 ±1.82 d | 186.42 ±2.35 d | 253.75±5.06 c | 11.05±0.53 ab | 67.34±2.71 bc |
제조예 2 | 89.65 ±1.06 a | 7.50 ±0.04 ab | 179.29 ±10.55 bc | 165.30 ±9.72 bc | 226.88±7.13 b | 14.00±0.82 b | 61.59±2.60 ab |
대조군4 대비 제조예2 | 100% | 97% | 91% | 89% | 89% | 127% | 91% |
Peak time은 최고 점도에 도달하는데 걸리는 시간을 말하는데, 이 값은 유산균접종군이 대조군보다 낮아 유산균을 접종하여 발효했을 때 더 빨리 최고 점도에 도달한다는 것을 알 수 있었다. 유산균발효를 할 경우 모든 군에서 호화 시 최고 점도(Peak 1)가 유의적으로 낮아졌다. Trough 1은 전분입자가 호화되어 팽윤된 다음 95℃에서 유지시킬 때의 점도를 의미하는데 유산균접종군이 대조군보다 유의적으로 낮았다. 한편 Final Viscosity는 대조군에 비해 모든 유산균발효군에서 감소하는 경향을 보였다. Breakdown 값은 Peak 1에서 Trough 1를 뺀 값으로, 호화 중 전분의 열과 전단(shear)에 의한 저항을 나타내는 값이다. 본 실험에서는 대조군에 비해 유산균 접종군이 유의적으로 더 높게 나타났는데 이는 유산균접종군에서의 입자 파괴가 더 많이 일어났다는 것을 의미하기도 한다. Setback은 Final viscosity에서 Trough1을 뺀 값으로 팽윤된 쌀 전분이 식는 동안에 단단해지는 정도를 측정한 값으로 전분의 노화경향을 반영하는데 값이 높을수록 노화가 더 많이 진행되었음을 의미한다. 결과를 보면 모든 유산균접종군에서 대조군에 비해 유의적으로 노화가 지연되었음을 확인할 수 있었다.
지금까지 예시적인 실시 태양을 참조하여 본 발명을 기술하여 왔지만, 본 발명의 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서도 다양한 변화를 실시할 수 있으며 그의 요소들을 등가물로 대체할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범주를 벗어나지 않고서도 많은 변형을 실시하여 특정 상황 및 재료를 본 발명의 교시내용에 채용할 수 있다. 따라서, 본 발명이 본 발명을 실시하는데 계획된 최상의 양식으로서 개시된 특정 실시 태양으로 국한되는 것이 아니며, 본 발명이 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 태양을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.