김치 젖산균을 이용한 당근발효음료 개발 및 분석

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 당근 생즙을 이용한 점질물 생성이 우수한 김치 젖산균으로부터 얻어진 발효물의 개발 및 이들에 대한 물리·화학적 성질 및 저장성을 평가하였으며, 특히 점질물 생산의 최적화에 대한 연구를 수행하였다.
발효음료에서 효율적인 점질물 생성을 위하여 김치의 숙성균으로 알려진 Leuconostoc sp.인 Leuc. citreum S5와 당근에서 분리한 Leuc. mesenteroides SM 균주를 각각 2%씩 접종하였다.
배양온도 25℃에서 sucrose 15%를 첨가한 배지를 24시간 동안 정치 배양하였을 때 S5 균주에서는 pH 3.9, 산도 0.8%, 생균수 3.5×10＾(9) cfu/mL, 점조도 3.3 Pa·sn을 나타냈고, SM 균주에서는 pH 3.8, 적정산도 0.9%, 생균수 2.42×10＾(9) cfu/mL, 점조도 3.5 Pa·sn로 두 균주는 유사한 것으로 나타났으며, 발효 24시간에 두 균주 모두 100%의 설탕 전환율을 나타내었다.
25 ℃에서 24시간 동안 발효한 후 4 ℃에서 4주 동안 저장성을 분석한 결과 저장 4주에서도 S5 균주는 pH 3.8, 산도 1.08%, SM 균주는 pH 3.8, 산도 1.27%로 pH는 안정하였으나 산도는 증가하였다. 점조도는 감소하는 경향을 보였으며, 생균수에서는 2주까지 완만하게 감소하면서 맛, 색상, 점조도, 생균수에 많은 변화가 없는 것으로 나타났다.
β-Carotene 함량은 발효 전에는 283 μg/mL이던 것이 발효 24 시간 후 에는 S5균주 92 μg/mL, SM 균주 72 μg/mL로 감소하였고 그 이후에는 변화가 없는 것으로 나타났다. 관능검사 결과 S5 균주에서는 색상의 선호도가 좋았고, SM 균주에서는 향과 맛 뿐 만아니라 조직감에서도 선호도가 높았다.
본 실험의 연구 수행결과 S5, SM 균주를 이용하여 당근 주스를 설탕을 탄소원으로 사용하여 젖산발효시킴으로써 높은 점조성과 맛, 풍미, 물성이 개선된 발효 당근주스를 제조할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, the viscous fermented carrot beverage was obtained from the carrot juice using lactic acid bacteria that is outstanding for the mucilage production. The physicochemical and storage properties of fermented carrot beverages (FCB) have been determined and the optimization of mucilage production has been undertaken.
In order to produce effectively the mucilage from the fermented carrot beverage, Leuc. citreum S5 and Leuc. mesenteroides SM isolated from Kimchi and raw carrot respectively were inoculated with 2% level and the lactic acid fermentation was performed at 25℃ for 24 hours in the sucrose concentration of 15%. The FCB from the S5 strain showed pH 3.9, acidity of 0.8%, viable cell counts of 3.5 × 10＾(9) cfu/mL, and consistency index of 3.3 Pa·sⁿ. The FCB from the SM showed pH 3.8, acidity of 0.9%, viable cell counts of 2.42 × 10＾(9) cfu/mL, and consistency index of 3.5 Pa·sⁿ. The FCB from both strain showed the sugar conversion yield of 100% after fermentation for 24 h.
After cold storage during 4 weeks, FCB from the S5 strain showed the pH 3.8 and acidity of 1.08%, FCB from the SM strain indicated the pH 3.8 and acidity of 1.27%, showing relatively constant value in pH and increase in acidity. The consistency index and viable cell counts were slightly reduced for two weeks.
The β-carotene content in FCB was drastically decreased by fermentation for 24 h, indicating the content of 92 μg/mL (FCB from the S5) and 72 μg/mL (FCB from the SM) from 283 μg/mL before fermentation. The FCB from the S5 strain obtained the good score in the color preference with sour and sweet taste, the FBC from the LM strain showed the high score in flavor, taste and texture.
As a result of this research, in the presence of sugar as the carbon source, the S5 and SM strains were able to produce the fermented carrot beverage that improved in the consistency, flavor, taste and texture properties.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 = 1
• 2. 재료 및 방법 = 4
• 2. 1. 재료 = 4
• 2. 2. 당근 생즙의 일반성분 분석 = 4
• 2. 3. 균주분리 및 동정 = 4
• 2. 4. 당근 생즙의 젖산발효 음료 제조를 위한 최적화 = 5
• 1) Starter 제조 = 5
• 2) 젖산발효 = 5
• 2. 5. 당근발효액의 이화학적 성분 분석 = 10
• 1) pH 및 적정산도 측정 = 10
• 2) 생균수 측정 = 10
• 3) 색도측정 = 10
• 4) 점조도 측정 = 10
• 5) 당 분석 = 11
• 6) β-Carotene 분석 = 11
• 2. 6. 저장성 평가 = 14
• 2. 7. 당근 발효액의 관능검사 = 14
• 3. 결과 및 고찰 = 15
• 3. 1. 일반성분 분석 = 15
• 3. 2. 균주분리 및 동정 = 15
• 3. 3. 당근 생즙의 젖산발효 음료 제조를 위한 최적화 = 21
• 1) Sucrose 농도에 따른 발효특성 = 21
• 2) Sucrose 종류에 따른 발효특성 = 21
• 3) 배양조건에 따른 발효특성 = 22
• 4) 발효성 당의 이용능 = 29
• (1) Sucrose의 잔존량 및 전환율 변화 = 29
• (2) Fructose 및 glucose 함량의 변화 = 29
• 5) 시간별 발효에 따른 당근음료의 특성 = 34
• (1) pH 및 산도 변화 = 34
• (2) 생균수 및 점조도의 변화 = 34
• 6) Sodium citrate 첨가에 따른 영향 = 35
• 3. 4. 당근 발효음료의 저장성 평가 = 42
• 1) pH 및 적정산도 변화 = 42
• 2) 생균수 및 점조도 변화 = 42
• 3) 저장중의 색도변화 = 43
• 3. 5. 당근 발효음료의 β-carotene 함량변화 = 44
• 3. 6. 당근 발효음료의 관능평가 = 52
• 4. 요약 = 55
• 5. 참고문헌 = 57
• Appendix = 63
• Abstract = 65
• 초록 = 67