L. acidophilus를 대두유에 젖산발효 시킬 때 단독배양과 효모인 K. fragilis와의 혼합배양에 대하여 검토하였다. 젖산의 생성량은 젖산균 단독배양보다는 효모와 혼합배양 하는 것이 2.6배나 많았으며 L. acidophilus를 단독배양 하였을 경우 균의 생육속도와 PH 강하속도는 K. fragilis를 단독배양한 것에 비교하여 늦었다. 그러나 혼합배양 함으로써 생육속도와 PH 강하속도는 K, fragilis를 단독배양한 것보다 빨랐다. 단독 또는 혼합젖산발효에 미치는 온도의 영향을 조사한 결과는 L. acidophilus.는 37$^{\circ}C$, K. frahilis는 3$0^{\circ}C$, 두 균의 혼합배양시는 35-37$^{\circ}C$ 범위에서 산생성이 가장 좋았다. 혼합배양 시 검토한 젖산발효 최적조건은 L. acidophilus와 K. fragilis의 접종비율이 1:5, sucrose 0.5-1.0% SKIMMILK 1.5%를 각각 첨 가한 것이 좋았다.
질소고정능이 있는 N. muscorum과 담배 배양세포의 혼합배양시 질소원을 제거한 배지에 polyamine을 첨가하여 배양조건을 개선하였다. 그리고, 단백질 조성 아미노산을 조사하여 N. muscorum과 혼합배양하여 담배 배양세포의 아미노산 함량변화를 조사한 결과 총 아미노산 및 메티오닌의 함량이 상당히 증가하는 것으로 나타났다. 특히 $10^{-3}\;M$ spermine을 처리한 배지에 혼합배양한 세포에서 메티오닌 등이 현저하게 증가하였으며, N. muscorum의 질소고정으로 혼합배양한 담배 배양세포의 단백질 조성 아미노산이 상당히 증가되었다.
대두유의 oligosaccharide를 분해할 수 있는 S. uvarum을 이용하여 L. acidophilus와 혼합배양을 행하여 당대사의 상호작용을 검토한 결과 대두유에 glucose, fructose, galactose 등의 단당류를 첨가하여 L. acidophilus 단독배양만으로도 높은 산생성을 보여주었으며 혼합배양의 경우도 단당류를 잘 이용하였다. Sucrose가 첨가된 배지에서의 L. acidophilus의 단독배양에서는 산생성이 낮았으나 혼합배양을 했을 때는 다른 단당류만큼 증가되었다. 배양시간에 다른 soywhey의 당변화를 검토한 결과 L. acidophilus 배양에서는 당변화가 거의 없었으나 S. uvarum은 sucrose, stachyose, raffinose와 같은 oligosaccharide를 분해하고 있어 혼합배양중 oligosaccharide로부터 분해된 단당류를 L. acidophilus가 젖산 발효에 이용하는 것으로 생각되었다.
대두유중에서 L, acidophilus와 K. fragilis를 단독발효시키는 것 보다 혼합배양 함으로써 젖산의 생성이 촉진되었는데 균간의 어떠한 상호작용에 의하여 산의 생산이 증가되었는가를 연구하였다. 대두유와 Soywhey를 사용하였을 때의 젖산 생성속도는 L. acidophilus 단독보다는 K. fragilis 와 혼합배양하는 것이 빨랐다. 이들 균을 단독 또는 혼합배양하여 경시적으로 발효 대두유중의 당 성분을 HPLC로 분석하였다. 그 결과 L. acidophilus가 발효하기 어려운 sucrosed raffinose, stachyose를 K. fragilis가 생산하는 효소에 의하여 젖산균이 발효할 수 있는 glucose, fructose로 분해되기 때문에 혼합배양 함으로써 젖산 발효가 촉진된다는 것을 알았다.
대두요구르트의 발효 중 젖산균에 의한 산생성을 증가시키고 관능적 특성을 향상시키기 위해 장엽콩 및 진품콩으로 만든 두유에 lactose를 첨가한 후 L. bulgaricus로 단독배양 및 L. bulgaricus와 K. lactis를 혼합배양하여 pH, 산생성, 젖산균과 효모의 생육특성, 그리고 관능적 특성에 관하여 연구하였다. 대두요구르트는 lactose의 첨가에 의해 pH 감소와 산생성이 더 효과적이었으며, 단독배양이 혼합배양보다 pH 감소와 산생성 효과가 더 컸는데 단독배양시에는 24시간, 혼합배양시에는 36시간까지 발효시켰을 경우 시판요구르트의 pH와 비슷하였다. 젖산균수는 lactose를 첨가 하지 않은 경우에는 혼합배양한 시료군의 젖산균수가 단독배양한 시료군보다 많았으나 lactose를 첨가한 시료군에 있어서는, 단독배양한 시료군의 젖산균수가 혼합배양한 시료군보다 약간 더 많았다. 콩비린내는 장엽과 진품 모두 두유보다 대두요구르트로 제조되었을 때 콩비린내가 감소하였으며, 콩품종 간에는 진품 시료군이 장엽시료군보다 콩비린내가 더 적게 났다. 신맛은 lactose 4%를 첨가하여 36시간 혼합배양한 시료들이 신맛이 강하여 적당하지 않다고 평가되었고, lactose 2%를 첨가한 시료군이 lactose 4%를 첨가한 시료군보다 더 적당하다고 평가되었으며, 특히 lactose 2%를 첨가한 진품시료군과 우유요구르트와는 유의차가 없었다. 전반적인 기호도는 단독배양한 모든 시료군과 lactose 2%를 첨가하여 36시간 혼합배양한 장엽 및 진품시료들이 우유요구르트와 유의차가 없었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, 두유에 lactose를 첨가하여 대두요구르트를 만드는 것은 첨가된 lactose의 분해로 인해 생성된 glucose와 galactose가 젖산균의 작용을 활발하게 하여 산생성이 증가되고, 신맛이 증가되며, 젖산균수가 증가되었다고 생각된다. 단독배양의 경우는 lactose 2% 또는 4%를 첨가한 모든 시료군들이 관능검사 결과 전반적으로 좋다고 평가된 반면, 혼합배양의 경우는 lactose 2%를 첨가한 시료군들이 전반적으로 좋다고 평가되었다. 그러나 입자상태와 입안촉감은 우유요구르트와 시료군간에 유의차가 있으므로 앞으로의 연구가 더 필요하다고 생각된다.
Sacchasomyces uvarum과 Lactobacillus acidophilus를 두유에서 단독 및 혼합배양하였을때 산생성에 미치는 조건은 검토하였다. 접종비율에 의한 산생성은 L. acidophilus와 S. uvarum의 접종비가 2 : 1일때 가장 높은 산도를 보였으며 배양시간은 16시간부터 높은 산도를 유지하였다. 배양온도는 $37^{\circ}C$가 가장 좋았으며 두유에 sucrose를 첨가하여 단독배양하면 산생성의 증가는 없었으나 혼합배양한 결과 산도가 증가하였다. Sucrose 2%와 skim milk 3%를 첨가하여 혼합배양하면 두유만을 사용하여 혼합배양한 것에 비하여 약4배의 산생성 증가를 보였다. S. uvarum의 두유 배양여액을 열처리하지 않고 두유에 첨가하여 L. acidophilus를 단독배양하면 단독배양만으로도 높은 산생성을 보여주었으나 열처리한 배양여액이 첨가된 두유에 L. acidophilus를 단독배양하면 산생성의 증가가 전혀 나타나지 않았다.
Lactobccillus acidophilus와 Saccharomyces cerevisiae를 대두유에서 혼합 배양시켜 최적 젖산발효조건을 검토하였다. 대두유에서의 혼합배양시 20시간 이상 배양했을 때 산생성이 촉진되었고 배양온도는 34$^{\circ}C$ 부근으로 했을 때 가장 좋았다. 대두유에 sucrose와 skim milk가 젖산발효에 미치는 영향을 조사한 결과 sucrose 는 1.5% 첨가시 skim milk는 2.0% 첨가시 첨가하지 않고 배양할 때 보다 2배 정도의 산생성을 보였다.
섬유소 자화세균의 분리 및 이용과정에서 혼합배양하므로써 균체증식이 향상 되었는데, 이러한 혼합배양에 따른 여러 가지 영향과 보조균을 동정한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) Cellulomona flavigena의 단독배양에서는 O.D.가 0.26이였으나, 보조균과 혼합배양하므로써 O.D.가 0.37로 증가하였다. 2) 보조균은 gliding motility가 있었으며, microcyst가 확인되었는데 이것은 Sporocytophga 속과 일치하였다. 3) 혼합배양에서 생육최적 pH는 7.2 부근이 좋았으며, 최적온도는 3$0^{\circ}C$ 부근이었다. 4) 혼합배양에 있어서 두 균의 분포도는 10 : 1 정도로 Cellulomonas flavigena가 주로 분포되어 있었다. 5) Cellulomonas flavigena의 growth factor로서 thiamine과 biotin을 요구하였으며, Sporocytophaga sp.는 vitamin 요구성이 없었다. 6) Cellulomonas flavigena의 단독배양액에서는 추적할 만한 glucose 량이 없었으나, 혼합배양에서는 glucose가 확인되었다. 7) Cellulomonas flavigena의 균체중 필수아미노산으로 valine, leucine, arginime이 비교적 많은 편이였다
Choneophora trispora 단독 혹은 혼합배양하여 Carotene과 Vitamin A의 생성을 연구하였다. 1) $\beta$-Carotene 생성량은 chonephora trispora의 (+)주보다 (-)주가 좋았고 단독배양보다 혼합배양이 좋았다. 2) $\beta$-cionone은 $\beta$-carotene 생합성을 촉진하였다. 3) FeCl$_3$은 균생육과 $\beta$-carotene 생합성을 저해하였다. 4) 균체추출물은 ergosterol, carotene은 확인할 수 있으나 vitamin A는 확인 할수 없었다.
본 연구에서는 대두요구르트의 올리고당을 증가시키기 위해 장엽콩 및 진품콩으로 제조한 두유에 lactose를 첨가한 후 L. bulgaricus와 K. lactic를 혼합배양 하여 L. bulgaricus로 단독배양한 시료들과 비교하였다. Lactose를 첨가하지 않은 시료는 젖산발효에 의해 stachyose, raffinose, sucrose, glucose의 양이 모두 감소하였으나, lactose를 첨가하여 단독배양한 시료는 올리고당의 감소량이 lactose를 첨가하지 않은 시료보다 더 적었다. Lactose를 첨가한 장엽시료에서, 배양방법과 lactose 첨가농도별 stachyose와 raffinose의 증가량을 보면, 단독배양은 장엽두유의 양과 같거나 감소하였던 반면 혼합배양의 경우는 lactose를 2% 첨가하여 24시간 배양한 시료는 125.0%, 36시간 배양한 시료는 127.0% 증가하였으며 lactose를 4% 첨가하여 24시간 배양한 시료는 112.5%, 36시간 배양한 시료는 120%가 증가하였으므로 lactose를 2% 첨가한 장엽시료에서 올리고당의 생성량이 더 많았다. Lactose를 첨가한 진품시료에 있어서도 단독배양의 경우 진품두유보다 올리고당이 감소하였던 반면, 혼합배양의 경우는 lactose를 2% 첨가하여 24시간 배양한 시료는 118.0%, 36시간 배양한 시료는 141.0% 증가하였고 lactose 4%를 첨가하여 24시간 배양한 시료는 123.0%, 36시간 배양한 시료는 135.9% 증가하였으므로, 36시간 혼합 배양한 진품시료의 경우 lactose 2% 첨가한 시료에서 올리고당의 생성량이 더 많았다. 한편 대두품종별 혼합배양에 의한 올리고당 생성량을 보면 36시간 혼합 배양시 진품시료에서 장엽시료에서 보다 올리고당의 생성량이 더 많았다. 이상의 결과로 볼 때, lactose를 첨가한 장엽 및 진품 대두요구르트의 발효과정에서 lactose가 분해되어 생성된 galactose는 효모(K. lactis)의 당전이력에 의해 sucrose와 결합하여 올리고당을 생성하였음을 알 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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