본 연구에서는 제지 슬러지를 이용한 SSF 공정에 L..paracasei KLB58을 적용하여 젖산과 더불어 생균제용 균체를 경제적으로 대량 생산하고자 하였다. KLB58의 배양온도와 섬유소 가수분해 효소인 $\beta$-glucosidase의 농도를 조절하여 최적의 생산 조건을 확인해 본 결과, 37$^{\circ}C$ 에서 2 unit/ml의 $\beta$-glucosidase를 첨가하여 배양하였을 때 최대의 젖산과 균체를 생산하였다. 또한 $\beta$-glucosidase를 포함하지 않아도 상대적으로 많은 양의 젖산과 균체를 생산하였으므로, 이에 대한향후 연구가 기대된다.
전통주의 다양성과 국내 누룩의 우수성을 확보하기 위한 연구의 일환으로, 민속주 안동소주의 자가 제조 누룩의 최적 제조조건을 검토하였다. 안동소주 제조의 전통적인 누룩 제조방법을 준수하면서 23 cm 지름의 $2.2{\sim}5.5\;cm$의 다양한 두께의 누룩을 성형하고, 3주간 띄움 과정을 거치면서 1주일 간격으로 수분함량, pH, brix, 무게변화, 전분 당화능, 환원당 함량, 생균수 및 우점종 변화 등을 조사하였다. 그 결과 두께 4.0 cm 이상으로 성형된 누룩이 전분 당화능력 및 생균수, 누룩 곰팡이 생육면에서 가장 우수하였으며, 에탄올 발효면에서는 2주간의 띄움이, 안동소주의 누룩곰팡이를 이용한 관능적 측면에서는 3주간의 띄움이 필요하다고 판단되었다. 실제 제조된 누룩으로 포도당 및 전분 발효배지에서 에탄을 발효시킨 결과, 누룩 성형시 $4.0{\sim}5.5\;cm$ 두께로 성형하여 $2{\sim}3$주간 누룩을 띄운 경우가 가장 우수한 결과를 나타내었다. 또한 누룩 제조시 별도의 건조효모 첨가는 불필요함을 확인하였다. 본 연구결과는 전통적인 안동소주 제조법하에서 자가제조 누룩의 두께와 띄움시간을 조정하여 누룩의 균일 제조과 효율적인 생산이 가능함을 제시하고 있다.
본 연구에서는 천연물 화장품 원료의 유기용매 추출법과 미생물을 이용한 발효법의 장단점을 보완하기 위해, 생(生) 천연물에 미생물을 이용한 발효를 통해 과즙을 만드는 새로운 제조법으로 화장품 소재를 개발하였다. 천연물은 다양한 색상과 비타민이 풍부한 것으로 알려진 파프리카 중 두 가지 색상(빨간색, 녹색)을 선정하였고, 발효에 사용된 미생물로서 당분해 효소능이 있는 유산균(Lactobacillus plantarum)을 이용해 파프리카에 접종하여 발효하였다. 먼저 고압으로 착즙한 파프리카 생즙 2종과 유산균으로 발효한 발효즙 2종의 생리활성변화를 확인해 보았다. 총 페놀함량과 총 플라보노이드 함량 측정 실험 결과, 파프리카 생즙보다 발효즙에서 모두 함량이 높았으며 특히 빨간색 파프리카 발효즙에서 가장 높은 함량을 나타내었다. 프리라디칼 소거효과와 지질과산화 억제효과 역시 파프리카 생즙에 비해 발효즙에서 우수한 항산화 효과가 나타났으며, 그중 빨간색 파프리카 발효즙의 효과가 가장 높았다. 항산화 효과가 높은 빨간색 파프리카 발효즙을 이용해 MMP-1 발현실험을 한 결과 농도 의존적으로 MMP-1 mRNA와 MMP-1 단백질의 발현을 억제하였다. 노화에 따른 glycation(당화현상) 실험의 경우, 파프리카 발효즙에서 상대적으로 anti-glycation 효과로 최종 당화산물(advanced glycation end-products, AGEs) 생성 억제 활성이 높아 항산화효과와 밀접한 연관성을 나타내었다. 또한, 세포노화 지표물질인 senescence-associated ${\beta}$-galactosidase (SA-${\beta}$-gal) 활성을 사람 섬유아세포(HDF)를 이용하여 실험한 결과, 파프리카 발효즙을 처리하였을 때 노화에 의해 염색된 세포의 수가 감소하여 세포의 senescence를 억제하는 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로, 파프리카는 생즙보다 유산균을 이용한 발효즙이 항산화 효과와 항노화 효능이 우수했으며, 그중 빨간색 파프리카 발효즙이 가장 우수한 항산화와 항노화 효능을 가져 이를 이용한 항산화 및 항노화의 천연 신소재로 적용될 수 있을 것으로 사료된다.
구기자와 맥문동을 이용하여 새로운 생리기능성 전통주를 개발하고자 항고혈압 활성이 보고된 구기자 3품종과 항통풍성을 가진 맥문동 2품종과 시판 Saccharomyces cerevisiae 3종류와 시판 2종류의 발효제를 이용하여 발효시켜 구기자-맥문동 전통주 제조에 적합한 알콜 발효 효모로 Saccharomyces cerevisiae C-2와 당화효소를 생성하는 진균 발효제로 SJ누룩을 최종 선발 하였다. 또한 이들을 이용한 발효 최적조건으로 구기자-맥문동 첨가량과 발효 최적시간 등을 검토하였다. 최종적으로 장명 구기자와 맥문동 1호를 덧밥에 각각 3%씩 첨가하고 Saccharomyces cerevisiae C-2와 SJ 누룩으로 $25^{\circ}C$에서 5일간 발효시켜 고품질의 기호도가 높고 항고혈압 활성과 항통풍성을 가진 새로운 구기자-맥문동 전통주를 개발하였다.
토양으로부터 생 쌀보리 분해 효소 생산능이 있는 170주의 곰팡이와 4주의 방선균을 분리하여 이중 생 쌀보리 분해 효소 생산능이 가장 높은 No. 281 균주를 선정하여 동정한 결과 Rhizopus sp.로 밝혀졌으며, 밀기울을 기본 배지로 한 효소 생산 조건을 검토한 결과 효소 생산 최적 온도는 3$0^{\circ}C$, pH는 4.5-5.0 이고 배양 시간 5일 후에 최고의 역가를 보였다. 생쌀보리를 이용한 무증자 알코올 발효 실험에서는 분리한 Rhizopus sp. No. 281의 효소를 이용했을 때가 시판 효소보다도 에탄올 생성이 2% 증가된 결과를 나타내었다.
한국 전통누룩으로부터 분리.동정된 Asp. coreanus NR 15-1, Asp. oryzae NR 15-3, 그리고 Asp. oryzae NR 2-5로부터 amylase활성이 높고 세포융합에 사용될 변이주를 분리하고 그의 특성을 검토했다. Aspergillus 속 사상균을 변이처리하기 위한 변이원으로는 NTG를 사용하였으며 Asp. coreanus NR 15-1로부터 총 15종의 변이주중 8종의 영양요구변이주, Asp. oryzae NR 15-3 으로부터 총 5종중 3종의 영양요구변이주를, Asp. oryzae NR 2-5로부터 총 6종중 2종의 영양요구변이주를 분리하였다. 이들 영양요구변이주는 최소배지 에서는 생육하지 않았으며 특정 아미노산과 핵산염기 등을 배지에 첨가했을 경우에만 생육하였다. 분리된 변이주의 당화력, 액화력 및 산 생성능 등을 검토한 결과, 산 생성능이 우수한 균주인 Asp. coreanus NR 15-1로부터 glucoamylase 활성이 높은 \ulcorner(Arg. ̄) 변이주와 Asp. oryzae NR 2-5로 부터 $\alpha$-amylase 활성이 우수한 영양요구변이주인 Z6(Ade. ̄) 변이주를 세포융합에 사용이 가능한 변이주라 사료되었다. 앞으로 이 들의 변이주를 대상으로 세포융합을 통해 우수한 사상균주를 획득할 수 있는 기초적 자료가 됨으로서 전통누룩의 과학화에 기여할 뿔만 아니라 외국 주류와 경쟁력이 있고 과학화된 전통주류의 개발이 가능하리 라 사료된다.
선식은 웰빙식, 건강식으로 아시아인들에게는 인기있는 식품이지만 외국인들에게는 생소한 식품이다. 이에 본 연구는 외국인들의 선호도를 높이기 위하여 선식을 스무디 형태로 제조하고, 그의 특성을 연구하였다. 효소활성을 지니는 선식 제조를 위해서 흑미와 현미는 발아시켜 사용하였는데, 실온에서 24시간 침지시킨 후, 24시간 $30^{\circ}C$에서 발아시켰다. 알파아밀라아제 효소역가는 발아 전후로 약 13~15배 증가하였다. 현미는 발아 전 9.16 CU/g에서 152.63 CU/g로 증가하였고, 흑미는 7.47 CU/g에서 97.96 CU/g으로 증가하였다. 또한 발아현미분말을 엿기름으로 당화시킨 후, 토마토 30 g과 미강 1.5 g을 첨가하여 유산균을 배양하였다. 이때의 최고균체농도가 $1.1{\times}10^9CFU/ml$ 이었고, 이를 동결건조하여 선식에 첨가하였다. 선식음료제조 후 농도가 $1.3{\times}10^5CFU/ml$로 요구르트 스무디 제조를 위한 스타터 농도로 충분하였다. 이를 이용하여 배양한다면, 선식 요구르트 스무디를 제조가 가능하다. 관능평가결과, 선식 음료의 최적 조건으로는 우유 200 ml에 선식 30 g를 혼합한 것을 가장 선호하였다. 이때의 색도는 L 값 : $63.50{\pm}0.41$, a 값 : $-0.35{\pm}0.06$, b 값 : $8.85{\pm}0.19$로 나타났고, 점도는 $5.97{\pm}1.2$ centipoise 이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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