기능성 유산균을 이용한 발효 양파 음료 개발

Abstract

최근 양파를 많이 섭취한 사람들의 경우 암, 심혈관계지환 등 노화관련 질환의 발생률이 현저히 떨어진다는 보고가 잇따르면서 건강기능성 소재로서 양파에 대한 소비자들이 인식이 매우 높아져 있다. 현재 양파의 국내 자급률은 100%에 이르기 때문에 양파를 소재로 한 다양한 기능성식품의 개발은 국내에서 생산되는 농산물을 이용한 건강식품시장의 활성화에 밑거름이 될 것이며, 국내외적으로 우리나라 농산물의 고부가가치화를 추구하는데 크게 기여할 것이다. 따라서 본 연구의 목적은 우수한 기능성 소재로 입증된 양파를 이용하여 음료의 제조공정 개발 및 최적화시키고자 하였다. 양파 착즙액을 이용하여 고 기능성 유산발효음료를 제조하기 위해서는 양파 착즙액을 발효시켜 유산을 다량 생성시킬 수 있는 유산균의 확보가 필수적이며 발효제품의 품질을 결정하는데 있어 가장 중요하다. 여러 과채류로부터 702개의 유산균을 분리하여 37℃에서 48시간까지 발효시켜 24, 48시간에서의 산도와 pH를 측정, 산도가 초기 산도보다 8배 이상 증가한 61 균주를 1차 선별하였다. 1차 선별된 61 균주를 대상으로 발효능이 우수한 16 균주를 2차 선별하여 분리 유산균의 생리활성을 측정, 높은 생리활성을 지니고 있는 KC-007 균주를 발효를 위한 starter 균주로 최종 선정하였다. KC-007 균주로 발효한 양파 착즙액의 생리활성을 측정한 결과 95.6%의 전자공여효과를 나타내었으며, 아질산염 소거기능은 pH 1.2에서 68.7%의 활성을 나타내었다. 발효액은 S. aureus에 대해서 18.44%의 생육 저해율을 나타내 사용한 검정균 중에서 가장 높은 항균력을 보였으며, E. coli O-157:H7에 대해서는 11.71%의 생육저해효과를 나타내었다. 발효한 양파 착즙액의 lactic acid 함량은 48시간 후 921.56 mg/100 g까지 증가하였다. 분리 균주의 동정을 위하여 1차로 형태적, 생리적 특징을 조사, API 50CHL Kit를 사용하였고, 동정의 정확성을 높이기 위하여 2차로 16S rRNA 유전자의 염기서열 분석방법을 사용하였다. 그 결과 KC-007 균주는 Pediococcus pentosaceus로 동정되었으며, 안전성 있는 유산균임을 확인하였다. 발효 조건은 pH 4.0∼6.0, 발효 온도는 40℃, 균주 접종량은 2%일 때가 가장 잘 이루어졌다. 발효 양파 착즙액에 사과즙, 당, 산, 올리고당 등을 첨가하여 유산 발효 양파 음료 시제품을 제조하면 1차, 2차 및 3차 관능평가를 실시한 결과 최종적으로 가장 우수한 배합은 양파 착즙액 27%, 사과즙 27%, 액상 과당 3.8%, β-cyclodextrin 1.86%, 올리고당 0.9%, 사과향 0.2%, 정제수 39.25%였다.; Fermented functional onion juice was developed using lactic acid bacteria as a fermentation starter of onion. From the initial screening test with more than 700 lactic acid bacteria isolated from various fruits and vegetables, 61 isolates were selected based on their acid productivity among this first selected 700 lactic acid bacteria and thereafter, 16 isolates were selected based on their acid productivity. Among the selected isolates, the fermentation broth of KC-007 showed highest electron donating activity and nitrite scavenging activity with the value of 95.6% and 68.7% at pH 1.2, respectively. Finally, we selected KC-007 as a fermentation starter of onion juice which was identified and named as Pediococcus pentosaceus based on morphological and physiological characteristics, carbon utilization pattern by API50 CHL kit, and molecular genetic characteristics by the nucleotide sequence of 16S RNA gene. Optimum temperature, pH and the amount of inoculation (v/v) for maximum growth of isolated strain was 40℃, pH 4.0∼6.0, and 2% (v/v), respectively. The optimum recipe of functional fermented onion juice based on manufacturing process and sensory evaluation were determined as 27% of fermentation liquer, 27% of apple juice, 3.7% of HFCS, 1.86% of β-cyclodextrin, 0.9% of oligosaccharide, 0.2% of apple flavor, 0.09% of citric acid and 39.25% of water.