본 연구에서는 냉동요구르트 제조 시 trehalose와 sorbitol 첨가가 유산균의 동결변성방지 및 향기성분의 변화에 미치는 영향을 조사하고자 실시하였다. 요구르트를 L. bulgaricus와 S. thermophilus 단독균주 및 혼합균주로 발효시켰을 때 처리구 모두 trehalose와 sorbitol 첨가에 의한 발효과정 중 유산균의 증식효과는 나타나지 않았다. 요구르트를 6주간 냉동저장하는 동안 trehalose와 sorbitol 첨가에 의한 모든 처리구에서 유산균수의 차이가 없었으며, MRS 액상배지에 trehalose와 sorbitol 을 각각 2%, 5% 첨가하여 6주간 냉동저장하였을 때는 5% trehalose 처리구의 동결변성방지 효과가 가장 우수한 것으로 나타났다. 냉동저장 기간 동안 고형분 함량이 12%인 처리구와 20%인 처리구의 생균수는 큰 차이가 나타나지 않아 고형분 함량 차이에 의한 trehalose와 sorbitol 효과에는 차이가 없는 결과를 나타내었다. 요구르트의 동결과 해동을 반복하였을 경우 trehalose와 sorbitol 모두 2% 첨가구보다 5% 첨가구가 우수한 동결변성방지 효과를 나타내었다. 전반적으로 Trehalose 첨가구가 sorbitol 첨가구보다 2%, 5% 모두 동결변성방지 효과가 좋은 결과를 나타내었다. Trehalose와 sorbitol을 첨가하여 요구르트를 제조하였을때 향미성분의 함량은 대조구와 유사하였으며 일반적인 요구르트의 향미를 나타내었다. 냉동저장 중 요구르트 향미성분은 손실되거나, 함량비율의 변화가 발생하지 않았다. 이상의 결과로부터 요구르트의 풍미에는 영향을 미치지 않으면서 냉동저장에 의한 유산균의 동결변성방지제로서의 trehalose첨가가 냉동요구르트의 유산균 안정화에 효과가 있다고 하겠다.
오디의 건강 효과와 유산균 배양시 발효촉진 효과를 기대한 새로운 요구르트 개발의 일환으로, 환원 탈지유에 건조방법에 따른 오디의 첨가와 오디 첨가수준을 달리 한 요구르트 제조시 pH, 산도, 유산균수의 변화, 오디요구르트의 저장성 및 관능검사를 수행한 결과는 다음과 같다. 1. 생오디, 동결건조오디, 열풍건조오디는 보통 요구르트에 비하여 pH 저하와 산 생성의 증가가 빨라 발효촉진 효과를 보였으며, 처리구 간에는 동결건조오디나 열풍건조 오디에 비하여 생오디에서 그 효과가 두드러짐을 알 수 있었다. 2. 생오디의 첨가수준이 높을수록 pH 저하와 산 생성의 증가가 빨라 발효촉진의 효과를 보였으며, 유산균수도 첨가수준이 높을수록 증가하였다. 3. 생오디 요구르트는 대조군에 비하여 유리당중의 fructose가 증가되었다. 4. 생오디 요구르트에서 lactic acid 함량은 대조군에 비하여 오디의 첨가량이 많을수록 더욱 증가 되었다. 5. 생오디 요구르트의 관능검사 결과 외관(color), 맛(taste) 및 전체적인 기호도(overall acceptability)에서 유의적 차이를 보였으며, 향기(oder)와 조직감(texture)에서도 0.3%, 0.6% 처리구에 비하여 0.9%처리구가 좋은 결과를 보여 오디 첨가요구르트의 제조 가능성을 보여주었다. 6. 생오디 요구르트의 저장실험 결과, $5^{\circ}C$에서 15일간 저장시 0.9% 오디첨가요구르트는 pH 4.04, 산도 1.082로 나타났고, 유산균수는 $1.9{\times}10^9cfu/ml$ 로 우리나라의 호상 요구르트 총 유산균수 기준치 $1.0{\times}10^8cfu/ml$를 초과하여 제품으로서의 우수성을 확인 할 수 있었다.
본 연구는 sucrose에 비해 저칼로리 물질이며, 동해방지 효과가 더욱 큰 것으로 알려지고 있는 sorbitol을 요구르트 믹스의 sucrose와 1, 2, 3% 대체하여 동결요구르트를 제조시, 조직변화와 -20$^{\circ}$C에서 저장기간에 따른 유산균수 변화를 비교 검토하므로써 sorbitol의 동결요구르트에 대한 이용도를 모색하고자 수행하였으며, 얻어진 결과는 다음과 같다. Yogurt mix배양시 유산균 성장은 모든 균주에 있어서 sorbitol함량이 증가될수록 빠른 것으로 밝혀졌으나, sorbitol이 첨가되지 않은 대조구와 3%의 sorbitol이 첨가된 시료D는 거의 유사하였다. 이것은 균종에 따라 sucrose는 균의 성장촉진효과가 있는 반면, sorbitol은 균의 사멸억제에 효과가 있기 때문인 것으로 사료되었다. 유산균종간의 -5${\circ}$C 동결시 생존율은 Str. thermophilus는 26.19%${\sim}$34.76%, L. bulgaricus는3.97%${\sim}$5.20%, mixed culture는 17.00%${\sim}$40.87%로 L. bulgaricus가 다른 균종에 비해 가장 낮았으며, 전반적으로 sucrose와 sorbitol의 비율이1:2인 시료 C가 생존율이 가장 높은 것으로 보아 동해방지 측면에서 가장 좋은 것으로 사료되었다. -20${\circ}$C 동결저장시 유산균수 변화는 균종과 동결저장기간에 따라 감소 추세에 있어서 다소의 차이를 보였지만, sorbitol의 동해방지 효과로 인한 유산균의 생존효과가 인정된다고 사료되었다. Lactase activity는 모든 균종과 시료에서 동결직후 급격히 감소된 후에 동결기간 동안에도 서서히 감소되는 경향을 보였다. 또한 lactase activity의 감소추세는yogurt mix배양, 동결(-5${\circ}$C), 동결저장(-20${\circ}$C) 등의 단계별로 약간의 차이를 보였지만, 동결 80일 후의 활력은 대부분이 유사한 것으로 나타났다. 각각의 처리구간에 점도의 차이는 있지만, sucrose와 sorbitol의 비율이 1:2인 것이 점성면에서는 가장 좋은 것으로 나타났다. Frozen yogurt mix의 보수력은 점도와 밀접한 관계가 있었다(p<0.05). Sorbitol함량이 증가될수록 hardness와 cohesiveness는 증가되었지만, elastisity는 감소되었다. 또한 Str. thermophilus는 처리구간에 큰 차이를 보였지만(p<0.05), L. bulgaricus와 mixed culture는 차이를 보이지 않았다(P>0.05).
장내 균총 개선을 위하여 조합시킨 prebiotics와 probiotics는 최고의 건강 증진을 제공할 잠재성을 갖지만, 알맞은 균주선발이 필수적이다. 기능성 식품시장은 연간 15∼20% 성장하고 있고, 그 산업은 33백만 달러의 값어치가 있다(Hilliam, 2000). 기능성 식품은 nutraceuticals, designer foods, medicinal foods, therapeutic foods,superfoods, foodiceuticals와 medifoods로 알려져 있고 그 정의는 전통적인 영양소개념을 넘어선 건강증진 성분을 함유한 식품이라고 할 수 있다(Berner와 O'Donnell,1998). 식품은 phytochemicals, bioactive peptides, $\omega$-3 불포화 지방산, 그리고probiotics 또는 기능성을 갖게 되는 prebiotics의 부가에 의하여 변형될 수 있다(Berner와 O'Donnell, 1998)(표 1). 장관에서 살수 없는 균을 함유한 요구르트의 경우와 같은 다양한 발효 낙농식품 제조에 젖산균을 사용한 이래, 오늘날에는 발효식품에Lactobacillus acidophilus와 bifidobacteria 같은 probiotic 균을 사용하는 경향이다. Probiotic 식품은 살아 있는 미생물을 함유한 식품이고, 그 미생물은 충분한 양이살아 있는 상태로 장 속에 공급되었을 때에 미생물 균총을 개선하여 소비자 건강을 증진시키는 것이라고 할 수 있다(Fuller, 1992). 전통적으로, probiotics는 요구르트와 기타 발효식품에 사용되어 왔지만, 최근에는 드링크, 알약형, 캡슐형, 동결건조물과 같은 형태로도 공급되고 있다. 오늘날, 전세계에 sour cream, buttermilk, 요구르트, 분유와 frozen desserts 같은 식품에 bifidus acidophilus를 함유한 제품이 70개를 넘고 있으며, 일본에서만도 probiotic 미생물을 함유한 형태의 우유제품이 53종류 이상 개발되어 있다. Probiotics는 유럽에서도 매우 인기가 있지만, 주로 요구르트에 한정되어 사용되고 있다(Hilliam, 2000).
GABA 생성 젖산균으로 선발한 Lactobacillus acidophilus RMK567 균주를 멸균한 50 L의 MRS broth가 들어 있는 fermenter에 접종하여 40oC의 발효온도에서 24시간 배양 하였다. L. acidophilus RMK567 생균수는 $10.04{\pm}0.13$ Log CFU/mL이었으며, 이때 5.16시간의 유도기(L)를 거쳐 2.203시간의 세대시간(g)으로 증식하였으며, 생장률상수(k)는 0.454세대/h 이었다. 50 L의 MRS 배양액으로부터 회수한 cell paste의 총 중량은 487 g, 수분함량은 40.5%이었으며, 생균수는 12.48 Log CFU/g 이었다. Cell paste에 glycerol, glucose 및 polydextrose 등의 동결보호제를 첨가하여 $-45^{\circ}C$에서 deep frozen하고 84 mtorr의 진공 하에서 3시간 동결건조하여 총 408 g의 FD cell powder를 생산하였다. FD cell powder에 Streptococcus thermophilus를 혼합한 FD starter cultures의 수분함량은 4.25%, 3.90%, 및 4.08%이었으며, 생균수는 각각 12.42(FDA-GY), 12.60(FDB-GG)과 12.91(FDC-GP) Log CFU/g이었다. 모든 FD starter cultures는 $-18^{\circ}C$ 저장 초기부터 급속히 사멸하여 3.24% 이하의 생존률을 보였다. 각 동결보호제 처리구 간의 생균수 차이는 유의성을 보이지 않았으나, 저장기간에 따른 유의성은 p<0.01 수준에서 관찰되었다. 원유를 기초로 하는 요구르트 조제액에 MSG의 농도를 0.02%, 0.04% 및 0.05%을 첨가하고, FD starter culture로 배양한 요구르트의 GABA 함량은 각각 $155.16{\pm}8.53$ ppm, $243.82{\pm}4.27$ ppm 및 $198.64{\pm}23.46$ ppm 이었다. 이 결과는 L. acidophilus RMK567의 FD starter culture가 동결건조 공정에 의하여 GABA 생성력이 감소하지 않았으며, GABA 함량이 높은 요구르트 제조에 유용하다는 사실을 보여주는 것이었다.
현재 유산균은 요구르트, 치즈, 케피어(kefir), 에시도필러스 밀크(acidophilus milk), 비피더스 밀크(bifidus milk), 쿠미스(kumiss), 발효버터(fermented butter), 유산균음료, 빵 등 식품의 천연 방부제, 채소절임, 발효두유(fermented soy milk), 정장제, 구강염증치료제, 사료 첨가제 등등 다양하게 이용되고 있다. 이것은 유산균에 대한 동결건조, 유전자 조작 등 첨단기술이 산업화로 연결되면서 그 이용성이 더욱 확장되고 있다. 유산균을 이용한 건강보조식품도 최근 몇년 사이에 선을 보이고 있지만 아직은 초보적인 단계이며 현재로선 유산균 발효식품과 유산균제제(의약품) 사이에서 뚜렷한 자기자리를 찾지 못하고 있는 실정이다.
양식산 굴에 대하여 Protamex(1단 가수분해)와 Neutrase (2단 가수분해)로 가수분해하고, 한외여과장치(MWCO, 3 kDa)로 분획한 획분을 동결건조한 다음, 이의 효율적 이용을 위하여 굴 효소가수분해물(OHP) 첨가 기능성 강화 요구르트의 제조를 시도하였고, 아울러 그 특성에 대하여도 살펴보았다. pH, 적정산도, 점도, 생균수 및 관능평가를 통해 OHP 첨가 요구르트의 최적 starter는 lactobacillus bulgaricus와 Streptococcus thermophilus의 1:1의 비율로 혼합한 균주로 선정되었다. OHP의 첨가량별 최적 발효시간은 무첨가 제품 8시간, OHP 0.5 제품이 6.5시간, OHP 1.0 제품은 5.5시간, OHP 1.5 제품은 5.0시간, PHP 무첨가 대조군 및 시판 요구르트에 비해 우수하였고, 관능검사 결과 OHP를 1.0 g 첨가한 제품이 가장 적합하였다. OHP 1.0 제품의 일반성분, pH 4.31, 적정산도(1.07%) 및 생균수 $4.9{\times}10^8\;CFU/mL$는 시판 요구르트에 비하여 조단백질의 함량만이 다소 높은 반면, pH, 적정산도 및 생균수는 차이가 없었다. 저온저장 중 시제 요구르트의 pH, 적정산도 및 생균수는 차이가 없었다. 저온저장 중 시제 요구르트의 pH 적정산도 및 생균수의 변화 결재로 미루어 보아 OHP 첨가 요구르트는 $5^{\circ}C$에서 15일간 유통 가능할 것으로 판단되었다.
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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