본 실험은 육계 사료 내 혼합 생균제를 첨가 급여하였을 때, 육계의 성장 성적, 소장의 길이와 무게, 맹장 내 균총 변화와 암모니아 농도에 미치는 영향을 평가하고, 항생제 대체제 혹은 생리 활성 물질로서의 활용 가능성을 알아보기 위하여 실시하였다. 1일령 Ross 육용종 수평아리를 공시하여, 개체별로 체중을 측정한 후 4개 처리에 7반복으로 반복당 25수씩, 총 700수를 선발하고, 완전 임의 배치하여 실험을 진행하였다. 항생제(Avilamycin)를 첨가한 대조구[(+) control]와 항생제를 첨가하지 않은 대조구[(-) control] 및 항생제를 첨가하지 않은 대조구에 혼합 생균제를 각각 0.1%, 0.2% 수준으로 첨가한 처리구로 나누어 5주간 급여하였다. 5주령 종료 체중 및 증체량에 있어서는 처리구 간에 통계적인 유의성 있는 차이를 보이지 않았으나, 평균치로 보아 혼합 생균제 첨가구와 항생제 첨가구의 생산 성적은 아주 유사하였다. 한편, 항생제를 첨가하지 않은 대조구[(-) control]의 성적은 나머지 3개 처리구에 비하여 제일 성장률이 저조하였다. 사료 요구율에 있어서는 항생제 또는 혼합 생균제 첨가시 이들을 첨가하지 않은 대조구[(-) control]에 비해 유의성 있게 향상된 결과를 보였다. 맹장 내 암모니아 농도는 혼합 생균제를 첨가하여 급여한 처리구에서 개선되는 결과가 나타나 질소의 이용률이 증가하고, 분변 내 유해가스의 생성을 감소시킬 수 있었음을 암시하였다. 십이지장, 공장 및 회장의 길이에서는 처리구 간에 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 그러나 공장의 상대적 중량은 항생제 무첨가 대조구에 비해 혼합 생균제 0.1% 및 0.2% 처리구에서 모두 유의하게 증가하는 결과가 관찰되었다(P<0.05). 장 내 균총은 항생제를 첨가 급여한 처리구에서 총 균수와 유산균이 감소하였고, 혼합 생균제의 첨가 급여에 의한 효과는 관찰되지 않았다. 본 연구 결과, 혼합 생균제를 첨가 급여하였을 때 육계의 생산성을 개선하고, 사육 초기의 사료 요구율 개선에 효과적이며, 암모니아 농도가 감소함으로써 장 내 환경 개선에 좋은 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 항생제 무첨가 사료에 성장 개선 목적의 사료 첨가제로서 이용 가치가 있었음을 나타내었다.
본 연구에서는 여러 영양성분 및 생리활성 물질 함량이 높은 포도박의 이용가치를 증진시키기 위한 연구의 일환으로 Bacillus subtilis(BS), Lactobacillus plantarum(LP), L. casei(LC), Candida utilis(CU), Saccharomyces cerevisiae strain CHY1011(Y1), S. cerevisiae strain ZP 541(Y2), 혼합 발효(M) 등의 여러 유용 미생물을 이용하여 포도박을 발효시킨 후 미생물별 포도박 발효물에 대한 항산화 활성 변화 및 항균활성을 탐색하였다. 포도박 발효물의 추출수율은 BS(10.74%) 발효물이 가장 높았고, M(9.71%), Y2(9.60%), CU(9.55%), LC(8.68%), Y1(7.49%%), LP(7.36%) 순이었다. 총 phenol 함량 측정 결과 대조군은 발효한 포도박에 비해 유의적(p<0.05)으로 높은 값을 보였으며, 발효 균주 중에서는 LP로 발효한 발효물이 가장 큰 값을 나타내었다. 포도박 발효물의 DPPH radical 소거능을 측정한 결과, 대조군의 $IC_{50}$값이 0.16 mg/mL로 나와 가장 높은 항산화 활성을 보였다. 포도박 발효물의 경우 LP 발효물이 0.28 mg/mL로 가장 높은 항산화 활성은 나타내었다. ABTS radical 소거능은 대조군의 $IC_{50}$값이 0.22 mg/mL로 가장 높게 나왔고, 포도박 발효물의 경우 LP 발효물이 0.53 mg/mL로 가장 높은 활성을 나타내었다. FRAP value(5 mg/mL)는 LP로 발효한 시료가 2.44 mM로 가장 높게 나왔으나 대조군의 $12.27{\pm}0.16mM$과는 유의차를 보이지 않았다. 항균활성은 대조군에서 항균활성을 나타내지 않은데 반해 LC로 발효시킨 포도박 발효액이 5 mg/disc의 농도에서 항균활성에 사용된 모든 균주에 대해 10.5~11 mm의 항균활성을 나타내어 LC배양이 항균활성을 나타내는 물질을 생산해내는 것으로 사료되었다. 따라서 여러 유용미생물을 이용한 포도박 발효의 경우 유산균을 이용한 발효 시 기능성 물질 생산 증진에 우수한 효과를 나타내리라 사료되며, 특히 L. casei를 이용한 포도박 발효는 항균활성과 같은 기능성 증가를, L. plantarum을 이용한 발효는 항산화 활성에 긍정적인 효과를 나타내었다.
본 연구는 남은 음식물(FW)의 성분변이를 조사하고, 그것의 급여시 비육돈의 성장과 육질에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하였다. 사료화를 위해 기초자료로 활용하고져 FW를 1년간 (월 6회) 수집하였다. 8주간의 사양시험을 위해 삼원교잡종(L${\times}$Y${\times}$D) 비육돈 $\pm$ 4.60kg) 117두를 공시하였다 (3처리 3반복, 반복당 13두). 처리는 대조구 (옥수수-대두박 위주사료), 건조 방법에 따른 단순 건조 (simple dry: SD) 및 진공발효 (vacuum fermentation: VF)로서 구분하였다. FW의 건물기준으로 에너지, 조단백질, 조지방, 회분, 칼슘 및 인의 4계절 평균치는 각각 5,111kcal/kg, 22.92%, 14.31%, 15.48%, 2.7% 및 1.05%였다. 에너지와 단백질 함량은 각각 겨울과 여름에 가장 높았다 (p<0.05). 건조한 FW의 유산균 함량은 SD와 VF 처리간에 차이가 없었다. 사양성적에서는 ADG에서 대조구가 FW이 첨가된 사료에 비해 유의적으로 높았으나 (p< 0.05), FCR에서는 처리간에 차이가 없었다. SD와 FD와의 생산성 비교에서는 유의차가 인정되지 않았다. 지육율, 등지방두께, 그리고 기타 육질(색깔, drip loss 및 TBARS)에서 처리간에 차이가 없었다. 전 시험기간의 증체 kg당 사료비를 살펴보면, FW가 포함된 사료급여군이 대조구에 비해 낮았다. 이상의 결과를 요약해 보면, 남은 음식물을 건조한 후 사료에 20% 이내를 첨가하여 펠렛사료로 급여할 경우 비육돈의 사료비를 절감할수 있을 것으로 사료된다. 그러나 FW의 가공시 FD공정은 필요치 않을 것으로 사료된다.
단호박 분말을 이용하여 식물성 젖산균의 발효 최적화를 통한 점질물 dextran, 만니톨을 생산함으로서 물성과 맛이 개선된 푸딩형태의 단호박 젖산 발효물을 제조하였다. 단호박 농도에 따라서 젖산 발효물에 영향을 주었으며, 단호박 분말 15% 조건이 가장 양호한 물리화학적 특성을 보였다. $25^{\circ}C$에서 3일 동안 발효를 수행하였을 때 15% 단호박 분말의 젖산 발효물의 pH, 산도는 각각 3.85, 1.30%이었으며, 생균수는 $4.64{\times}10^9CFU/mL$로 높은 값을 나타내었다. 단호박 분말 paste의 발효 초기에 L값 25.02, a값 4.66, b값 13.35를 나타내었으며, 발효가 진행되면서 L값을 제외하고 감소하는 경향을 보였다. 10%, 15% 단호박 분말의 발효물은 발효 1일에 설탕의 소진율 100%를 보였으며, 발효 3일에 불용성 dextran을 각각 5.6%, 8.9%를 보였으며, 수용성 dextran은 4.5% 수준으로 유사하였다. 15% 단호박 분말의 3일 후에 발효물에 과당과 만니톨 함량은 각각 1.76%, 3.11%를 나타내었다. 15% 단호박 젖산 발효물의 점조도는 초기 $48.6Pa{\cdot}s^n$로서 가장 높은 값을 보였으며, 발효 1일 $75.1Pa{\cdot}s^n$에로 증가하였으며, 발효 3일에는 $188.8Pa{\cdot}s^n$으로 크게 증가하면서 푸딩 형태의 물성을 나타내었다. 단호박 젖산 발효물의 관능평가를 통해서 15% 단호박 젖산 발효물이 색, 단맛, 조직감에서 높은 점수로 평가되었다. 결론적으로 15% 단호박 분말과 20% 설탕혼합액을 이용하여 3일 동안 젖산 발효시킴으로서 설탕은 100% 전환되었으며, protiotic 생균 $4.6{\times}10^9CFU/mL$을 포함한 만니톨, 점질물 dextran의 생성을 통해서 기능성, 맛과 조직감이 강화된 푸딩형태의 단호박 젖산발효제품을 개발할 수 있었다.
Kefir는 약한 신맛과 백색의 끈적한 특징을 가지는 산성-알코올성 발효유제품이다. Kefir는 오랫동안 probiotic 미생물로 면역조절 효과를 포함한 건강에 도움이 되는 발효유로 알려져 왔다. 본 연구는 Kefir grain를 이용한 유청발효액의 발효특성과 pro-inflammatory cytokine의 발현과 분비에 미치는 영향을 in vitro 실험을 통하여 조사하기 위해 수행했다. Kefir grain를 이용한 유청발효액의 유산균수와 효모수는 발효 16시간에 최고 수준인 1.83×108 CFU/ml, 6.5×105 CFU/ml로 나타났다. 또한 유당과 유청단백질은 부분적으로 가수분해되었다. Human mast cell (HMC)-1을 이용하여 in vitro에서 조사한 항염증 효과는 8, 16, 24시간 동안 발효한 유청발효액에서 pro-inflammatory cytokine인 interleukin (IL)-4가 발현되었으나 48시간 유청발효액에서는 발현되지 않았다. 또한 IL-8도 8, 16, 24시간 동안 발효한 유청발효액에서 발현되었으나 48시간 유청발효액에서는 발현되지 않았다. 이러한 cytokine들의 분비는 IL-4는 8, 16, 24시간 동안 발효한 유청발효액에서는 20-25 ng 정도였으나 48시간 유청발효액에서는 5 ng 정도로 낮았다. IL-8은 8, 16, 24시간 발효한 유청발효액에서는 15-20 ng 분비되었으나 48시간 유청발효액에서는 8 ng 정도로 낮았다. 이와 같이 Kefir grains을 이용한 유청발효액은 항염증 기능이 있어 기능성 식품소재와 의약품 소재로 응용할 수 있을 것으로 판단된다.
다양한 기능성을 갖는 유청과 표고버섯을 혼합한 기능성 음료를 개발해 유청의 활용 범위를 높이고자, 유청과 표고버섯을 혼합하여 유산균 발효를 시킨 다음, 발효 전 후 성분 비교, 항산화 활성 평가 및 관능검사 등을 실시한 결과는 다음과 같다. 표고버섯 첨가량에 따른 pH 변화는 버섯 첨가량이 증가할수록 약간 감소하는 경향을 보였으나, 시료구별 큰 유의적인 차이를 보이지 않았다. 산도는 표고버섯 첨가량이 증가할수록 높아지는 걸 확인하였다. 표고버섯 첨가 유청 발효액의 유산균수는 $10^{11}$까지 확인되어 유산균 음료로의 가능성을 확인하였다. 발효 전 유청과 발효 후 유청 발효액의 단백질 함량은 유의적인 차이를 보이지 않았고, 지방 함량은 0.31%에서 0.63%로 발효 후 유청 발효액이 약 2배 정도 증가하였다. 유리당은 lactose의 경우, 발효 전 4.83%에서 발효 후 2.48~2.61%로 급격히 감소하였다. 유리아미노산 함량은 발효 전 유청은 196.7 mg%였고, 발효 후 유청 발효액의 경우 260.16~462.16 mg%로 함량이 증가하였다. 발효 전 후 DPPH radical 소거 활성은 유산균 접종 후 즉시 측정한 값과 비교해, 발효 24시간째 측정한 값이 모든 시료구에서 높게 나타났다. ABTS radical 소거 활성은 DPPH radical 소거 활성 측정 결과와 마찬가지로 발효한 시료가 발효 전 시료에 비해 활성이 매우 높게 나타났다. 발효 전 후 산화질소 생성량은 발효 후의 산화질소 생성량이 발효 전의 산화질소 생성량에 비해 낮아지는 경향을 보였다. 유청 발효액의 관능평가 결과는 색, 맛 및 종합기호도 항목에서는 1.0% 첨가구에서 4.7, 4.5 및 4.8로 가장 높은 기호도를 보였다. 유청 발효액의 브랜딩을 통한 유청 음료의 관능평가 결과, 브랜딩 후 유청 음료는 7~8점 정도의 기호도를 보여 음료로써의 기호도 값을 확보하였다. 표고버섯향 첨가량에 따른 기호도를 보면 0.01% 첨가 시료구에서 모든 항목의 기호도가 높게 나타났다.
인공우식 유발 용액 제조 방법 중의 하나인 White의 방법에 사용되는 $Carbopol^{(R)}$ 907의 생산이 최근 중단되면서, 그동안 사용되어 왔던 $Carbopol^{(R)}$ 907을 대체할 새로운 법랑질 보호제가 요구되게 되었다. 기존 White의 방법에 따라 $Carbopol^{(R)}$ 907을 사용하여 제조하고, 같은 방법으로 $Carbopol^{(R)}$ 2050을 사용하여 인공 탈회 용액을 제조한 후, 1일부터 20일까지 법랑질 표면에 인공우식을 유발시키고 편광현미경으로 관찰하여 병소 깊이의 변화와 우식 양상을 평가하였다. 편광 현미경 소견을 관찰한 결과, $Carbopol^{(R)}$ 907과 $Carbopol^{(R)}$ 2050을 사용한 탈회 용액으로 유발된 인공 우식은 자연 발생의 치아우식증과 매우 유사한 소견을 보였다. $Carbopol^{(R)}$ 907과 $Carbopol^{(R)}$ 2050을 사용한 탈회 용액으로 인공 우식을 유발한 영구치 법랑질 병소의 탈회 기간 경과에 따른 병소 깊이를 회귀 분석한 결과, $Carbopol^{(R)}$ 907을 사용한 경우는 회귀식이 Y = 8.4X - 0.4이었고, $Carbopol^{(R)}$ 2050을 사용한 경우는 회귀식이 Y = 9.8X + 8.0이었다. $Carbopol^{(R)}$ 907을 사용한 경우에 대한 회귀식의 R square 값은 0.945이었고, $Carbopol^{(R)}$ 2050을 사용한 경우는 R square 값이 0.965로 나타났다. 초기 법랑질 우식 병소 연구에 있어 인공 우식 유발 용액 제조시에 $Carbopol^{(R)}$ 2050을 사용한 경우가 $Carbopol^{(R)}$ 907를 사용한 경우보다 병소 깊이 증가가 더 빠르게 나타났으며, 회귀 분석 결과에서 R square 값이 0.965와 0.945로 나타나 탈회 기간과 병소 깊이가 매우 높은 상관관계를 가지고 있으며, 병소 깊이의 조절이 매우 용이하다고 사료되었다.
L. monocytogenes는 그람양성의 대표적인 식중독균 중 하나로 치명률이 대단히 높으며 대부분의 식중독균과 달리 저온에서도 생육 가능하여 냉장 보관된 식품에서도 식중독을 발생시킬 수 있다. 이에 따라 식품의 제조, 가공 및 유통과정에서 다양한 물리, 화학적 방법이 사용되고 있지만, 이러한 방법은 식품의 품질 변화를 초래하고 합성보존제에 대한 소비자의 인식 등으로 적용에 한계가 있을 수 있다. 따라서 본 연구에서는 식품의 미생물적 안전성 향상을 위해 김치에서 분리된 LAB의 항리스테리아 활성을 분석하여 천연항균제로서 활용 가능성을 평가하였다. Agar overlay 방법으로 김치에서 분리된 총 36종(Lactobacillus속, Weissella속, Lactobacillus속, Lactococcus속)의 유산균에 대한 항리스테리아 활성을 분석한 결과 L. lactis NJ 1-10과 NJ 1-16이 가장 항리스테리아 활성이 높은 것으로 나타났다. 항리스테리아 활성을 정량적으로 분석하기 위해 NJ 1-10과 NJ 1-16을 각각 L. monocytogenes와 BHI broth에서 공동 배양한 결과, 20시간 만에 L. monocytogenes를 3.0 log CFU/mL 감소시켜 검출한계 이하까지 균수가 감소하였다. 두 LAB균주 모두 24개의 L. monocytogenes 혈청형에 대해 저해환의 크기는 조금씩 다르지만 모두 항리스테리아 활성을 보였다. NJ 1-10과 NJ 1-16의 부분 정제된 박테리오신 모두 proteinase-K 처리에서 항리스테리아 활성이 소실되어 항균물질이 단백질의 박테리오신임을 확인하였다. 부분 정제된 박테리오신의 열에 대한 안정성은 NJ 1-10과 NJ 1-16 모두 60℃ 및 80℃에서 비교적 안정했지만, 100℃에서 60분과 121℃에서 15분 처리로 활성이 완전히 소실되었다. pH의 안정성의 경우, pH 4.01에서 활성이 가장 안정하였고 pH가 높아질수록 그 활성이 감소하는 경향을 나타내었으나, 활성이 완전하게 소실되지는 않았고, 유기용매 안정성은 acetone, ethanol, methanol에 비교적 안정한 활성을 보였으나 chloroform 처리 시 활성의 정도가 감소하였지만 완전히 소실되지는 않았다. 따라서 본 연구의 결과, NJ 1-10과 NJ 1-16이 생산하는 박테리오신은 L. monocytogenes를 효과적으로 저감시켰으며, 열, pH, 유기용매에 대해 비교적 안정하여 식품에 존재하는 리스테리아균 제어를 위한 천연항균제로서의 잠재적인 가능성이 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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