Leuconostoc mesenteroides 균주를 이용한 호상 마늘 발효물 제조와 특성 = Experimental preparation of fermented garlic product using Leuconostoc mesenteroides

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Production of garlic yoghurt fermented by Leuc. mesenteroides in the presence of various functional ingredients was optimized. A mucilage producing lactic acid bacterium isolated from carrot juice was identified as Leuconostoc mesenteroides by API 50CHL kit and 16S rDNA sequencing. The mucilage in fermented garlic was highly produced at the concentration of 15% sucrose, resulting in higher consistency with 20~21.8 Pa·sn. sucrose, resulting in higher consistency with 20~21.8 Pa·sn. The garlic pre-treated with microwave showed the stability of garlic paste without phase separation and color change as well as increased acceptability without particular pungent flavor.
The garlic paste treated by microwave-heating only contained 243 mg% alliin without allicin content. The consistency of fermented garlic was decreased by the addition of 15% (w/v) carrot juice and then increased after cold storage. In particular, carrot juice and wild strawberry powder enhanced the flavor in fermented garlic paste. The garlic paste fermented by Lactobacillus delbruekii showed the phase separation without mucilage production. The viable cell counts of fermented garlic paste showed 7.4 × 1010 ~ 7 × 109 CFU/mL and decreased after cold storage for 7 days indicating 1 × 1010 ~ 4 × 108 CFU/mL. The garlic paste fermented with 15% sucrose and 15% carrot juice showed 99.9% sugar conversion. The set-type garlic yoghurt was produced by Leuc. mesenteroides with the addition of sucrose. In particular, the addition of carrot juice enhanced the acceptability, nutritional value of fermented garlic paste. The fermented garlic paste with mucilage also enhanced the rheological and functional properties.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 당근주스에서 분리한 Leuconostoc mesenteroides를 마늘에 열처리와 습식분쇄를 통하여 마늘의 단점을 제거시키고, 시판하는 당근 주스를 이용하여 점질물 다당류 생성에 대한 실험을 실시하였으며 다양한 기능성 소재를 첨가하여 기호성, 안정성 및 영양학적 가치를 높인 호상의 마늘발효물(요거트)의 최적생산방법을 확립하고자 하였다.
1. 당근 생즙에서 분리한 점질물 생성 젖산균은 API 50 CHL Kit와 16S rDNA sequencing 에 의해 Leuconostoc mesenteroides 균주로 동정하였다.
2. 점질물 다당류 생산을 위해 습식분쇄한 마늘에 첨가한 sucrose의 최적 농도는 15%(w/v)로 나타났으며, sucrose를 첨가하지 않은 발효물과 sucrose를 첨가할 경우의 점조도는 각각 1.03 - 1.26 Pa·sn 과 20 - 21.83 Pa·sn 을 나타내었다.
3. 마늘의 열처리 유・무를 비교하였을 때 microwave 처리한 마늘은 습식 후 층분리가 일어나지 않고 발효 후 색의 변화도 없었는 반면 microwave 처리하지 않은 마늘은 층분리가 쉽게 일어나고 발효 후의 색 변화와 마늘의 톡쏘는 냄새 때문에 사용이 어려웠다.
4. 마늘에 당근주스를 15%(w/v) 첨가한 경우 점성은 11.03 Pa·sn 로 감소시켰지만 냉장저장 후 다시 증가하는 현상을 보였다. 또한 당근주스는 남아있던 마늘 특유의 냄새를 완전히 제거하였고, 복분자 1%(v/v) 첨가 시에 점조도 값이 10.37 Pa․sn 로 나타났다.
5. 젖산균주로 Leuconostoc mesenteroides 대신에 Lactobacillus delbruekii를 사용한 경우를 대비하여 젖산균주에 따른 발효물의 점질성 및 조직감 차이를 확인한 결과 Lactobacillus delbruekii의 경우 발효는 진행되었으나 점도 형성에 아무런 영향을 주지 않았고 저장성 test시 바로 층분리가 일어나는 것을 알 수있었다.
6. 생균수 측정 결과 마늘 원액과 X 7.5로 희석한 발효물 각각 7.4 × 1010 CFU/mL, 7 × 109 CFU/mL로 높은 값을 나타냈다. 냉장저장 1주일 후는 전체적으로 감소하는 경향을 나타냈지만 1 × 1010 CFU/mL, 4 × 108 CFU/mL로 높게 나타났다.
7. 본 실험에서 사용한 40% 습식분쇄한 마늘의 alliin, allicin 분석 결과 알리신(allicin)은 불검출 되었으며, 유효성분인 알린(alliin)은 243.06mg/100g 함유된 것으로 나타났다.
8. 마늘 발효물의 당 분석 결과 sucrose15%, 당근주스 15% 첨가된 발효물의 당 전환률은 약 99.9% 로 실험에서 수행한 발효물에 첨가되는 sucrose는 발효 후 모두 전환되었다고 볼 수 있다.
본 실험의 연구 수행 결과, 당근주스가 첨가된 호상의 마늘 발효물에 sucrose를 첨가함으로써 점질물을 생성할 수 있었으며, 당근주스를 첨가하므로써 기호, 영양의 함량이 높은 마늘 발효물을 제조할 수 있게 되었다. 또한 최적 조건에서 생산된 마늘 발효물은 개선된 맛과 물성으로 인하여 기능성 및 안정성이 확보된 호상의 마늘 발효물을 제조할 수 있었다.
본 연구에서는 마늘을 이용하여 점질물 생성이 우수한 김치 젖산균(Leuc. mesenteroides)을 이용하고, 다양한 기능성 소재를 이용함으로써 기호성, 안정성
및 영양적 가치를 높인 마늘 발효물의 최적화 방안을 알아보았고, 이의 응용으로 다양한 과실 엑기스의 소재를 이용한 젖산발효를 통한 마늘 발효물을 제조하였다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 4
• 1. 균주분리 및 동정 4
• 2. 호상마늘발효물의 제조 4
• 1) 마늘 발효물의 제조 4
• 2) Starter 제조 4
• 3) 젖산발효액 제조 5
• 4) 당근주스 제조 5
• 5) 50% 농도의 설탕 용액 제조 5
• 3. 마늘 발효액의 이화학적 성분 분석 8
• 1) pH 및 적정산도 측정 8
• 2) 생균수 측정 8
• 3) 색도 측정 8
• 4) 점조도 측정 8
• 5) 점탄성 분석 9
• 6) 당 분석 9
• 4. 저장성 평가 10
• 5. 마늘 발효액의 관능검사 10
• Ⅲ. 결과 및 고찰 12
• 1. 발효균주분리 및 동정 12
• 2. 호상마늘발효물의 발효특성 15
• 1) 마늘 열처리에 따른 발효특성 15
• 2) 기타 식물소재 첨가에 따른 변화 17
• 3) 마늘분말 농도 및 발효 시간에 따른 발효특성 19
• 4) 젖산균 종류에 따른 점질성 및 조직감 차이 21
• 5) 당근주스 농도에 따른 발효특성 24
• 6) Sucrose 농도에 따른 발효특성 26
• 3. 당근주스가 함유된 마늘의 희석 배수별 마늘 발효물의 특성분석 29
• (1) 이화학적 특성 분석 29
• (2) 마늘 발효물의 점조도 및 점탄성 변화 29
• (3) 마늘 발효물의 저장기간에 따른 색도 변화 32
• (4) 마늘 발효물의 저장기간에 따른 생균수 변화 34
• 4. 당근주스를 함유한 마늘 발효물생산의 최종제품 분석 35
• 1) Alliin, allicin 분석 35
• 2) 발효성 당의 이용 35
• 가. Sucrose의 잔존량 및 전환율 변화 35
• 나. Fructose 및 glucose 함량의 변화 35
• 3) 관능검사 37
• Ⅳ. 요약 39
• Ⅴ. 참고문헌 41