Optimization of Soymilk Fermentation by the Protease-producing Lactobacillus paracasei

Protease를 생산하는 Lactobacillus paracasei의 분리와 이를 이용한 두유 발효 최적화

Our aim was to ferment soymilk using lactic acid bacteria that showed protease activity and to optimize the condition for fermentation. In total, 108 strains of protease-producing lactic acid bacteria were isolated from various fermented foods such as kimchi and jeotgal, and among them, 29 strains displaying the highest protease activity were selected for further study. From these 29 strains, strain MK1, whose protease activity was 126 $mU/mL{\cdot}min$, was selected as the optimal fermentation strain owing to its high ability to digest soymilk protein. It was henceforth labeled as Lactobacillus paracasei MK1. The optimum conditions for the fermentation of soymilk by using L. paracasei MK1 were determined to be as follows: 30 h of fermentation time at a temperature of $30^{\circ}C$, and at a pH of 6.0 in the initial growth medium.

본 연구에서는 김치나 젓갈 등 각종 발효식품으로부터 단백질 가수분해 활성이 있는 총 108주의 분리된 유산균 중 일정 수준이상의 protease 활성을 지니는 29주를 선정하였다. 그 중 두유단백질 분해능이 가장 높은 균주 MK1을 본 연구의 발효균주로 최종 선정하였고, 생리학적 특성 및 16S rRNA 유전자 염기서열등과 같은 분자유전학적 분석을 통해 Lactobacillus paracasei MK1로 동정 및 명명하였다. L. paracasei MK1을 이용하여 두유의 최적 발효산물을 제조하기 위하여 pH, 적정 산도, 생균수 및 단백질 분해 양상에 따른 최적화 연구를 실시하였다. L. paracasei MK1의 종배양액을 멸균한 두유에 2%(v/v)접종하여 발효시켰을 경우, 발효의 최적온도는 $30^{\circ}C$이었으며, 이 때의 적정산도와 pH는 발효 초기 0.15%와 pH 7.31에서 24시간 발효 후 0.98%과 pH 4.56으로 변화하였다. 생균수는 초기 6.94 log CFU/mL에서 발효 후 9.03 log CFU/mL로 증가하였다. 두유의 최적 희석배수는 50%로서 적정산도는 배양 24시간 후 0.08%에서 0.45%로 증가하였다. 최적 초기 pH는 6.0이었으며 탄소원으로 2%(w/v) glucose를 50%로 희석한 두유에 첨가하고, $30^{\circ}C$에서 두유 발효를 실시하였을 때 가장 적합한 발효 경향을 나타내었다.