본 연구는 시중에 유통 중인 유산균 첨가 시료 6개를 7개월 동안 저장하여, 유산균 생균 수의 변화와 우수 균종을 분리 및 분석하고자 하였다. 제품별 저장 기간에 따라 유산균 생균 수의 변화는 MRS agar에서 9.04 Log CFU/g에서 7.20 Log CFU/g, BCP agar에 서 8.96 Log CFU/g에서 7.63 Log CFU/g으로 7개월이 경과한 후에 유의적으로 감소하였다. 식품위생검사기관에서 기간별 시료의 평균 유산균 생균 수는 6.58 Log CFU/g 이상 유지하여, 본 연구 결과와 76.0%–100% 일치하는 경향을 나타냈다. 제품의 유 산균 표시 함량은 2.7×106–6.2×106 CFU/g으로 표시되었으며, 본 연구 결과에서 1.5×107–1.4×108 CFU/g 이상 검출되어 실제 외포장지의 표시 함량은 올바른 표시에 부합되었다. 검출된 유산균 중 우점종(85%)을 최종 선발하여 16S rRNA 유전자 염기서열 분석 결과, Lactiplantibacillus(identity 100%), Streptococcus thermophilus 10%(identity 99%) 및 Weissella confusa 5% (identity 99%)로 동정되었다. 이는 본 연구의 시료에서 검출된 우수 균주로, 위 균주 외에 또 다른 우수한 균주를 선발하여 식품에 접목하는 연구가 필요한 것으로 생각된다. 또한 6개 제품 모두 7개 월 후 유산균 수 함량이 107–108 CFU/g으로 확인되었으며, 실험한 제품류(비스킷류, 샌드류 및 초콜릿류)의 외포장지에 표시된 유산균 함량은 본 실험의 결과보다 적게 표시되었으며, 유통기한(6개월) 동안 유산균의 함량은 유지되었다.

한국산업규격(KS)에서 오징어젓은 오징어 배합비율이 75% 이상으로 정하고 있다. 본 연구는 저염 젓갈을 제조하기 위한 기초연구로 유산균 첨가에 따른 영향을 실험한 결과이다. 면역활성이 있는 기능성 유산균을 오징어젓 및 어리굴젓에 각각 첨가한 후, 냉장 또는 실온에서 45일간 보존하면서 미생물학적, 관능적 품질을 평가하였다. 오징어젓은 실온에서 보관한 경우, 보존기간이 경과하면서 유산균 수는 대체로 증가하였다. 어리굴젓의 경우에도 유산균 첨가 시료에서 실온에 2주간 노출한 경우, 생균수가 약 100배 증가하였다. 한편, 일반세균의 경우에는 유산균 첨가 및 비첨가 대조구 모두 현저한 변화가 없이 일정수준으로 유지되는 것으로 나타났다. 미생물 학적 변화를 바탕으로 판단할 경우 본 시험에 공시된 오징어젓 및 어리굴젓은 유산균 첨가에 의한 현저한 미생물의 증식이나 감소는 수반되지 않으며, 소비자가 통상적으로 섭취하는 기간동안 유산균의 빠른 증식은 물론, 일반세균의 증식억제효과는 기대하기 어려울 것으로 판단된다. 그러나 저염화와 더불어 관능적 품질 향상이 뚜렷하게 나타났으며, 기호성이 우수한 제품의 개발이 가능하다고 판단된다.

본 연구에서는 항산화 효능과 관능적 특성이 강화된 막걸리 제조를 위해 통단호박을 직접 찐 후 비율별로 첨가하여 막걸리를 제조하였다. 단호박 막걸리 제조를 위해 단호박을 쌀 중량의 5%, 10%, 20% 및 30%를 첨가하였으며 발효 및 담금 후 9일간 단호박 막걸리의 이화학적(pH, 총산 및 알코올), 미생물학적(유산균 및 효모수) 및 항산 화 활성을 조사하였다. pH의 경우 모든 실험군에서 발효 및 저장기간이 늘어날수록 점차 낮아졌으며 9일차에는 단호박 무첨가군인 대조군(3.27)에 비해 단호박 첨가군(3.28- 3.52)이 다소 높은 결과를 보였다. 총산도는 1일차(0.09- 0.55) 및 3일차(0.81-0.86)에 급격히 증가하였으며, 그 후 서서히 증가하여 9일차에는 단호박 첨가군에서 1.16-1.32의 결과를 보였다. 알코올 함량은 9일차에 대조군 0%가 4.59로 가장 낮았고 단호박 5-30% 첨가군에서 5.20-5.77% 로 단호박 첨가량이 많아질수록 알코올 함량이 높았다. 유산균수 측정의 경우 발효초반에 증가하는 양상을 보이다가 5일차부터 다소 감소하거나 유사하여 9일차에는 단호박 첨가 0-30% 첨가군에서 7.95-8.09 log CFU/g로 나타났으며, 효모수의 경우 발효가 진행될수록 증가와 감소를 다소 반복하였으며 9일차에는 7.68-7.99 log CFU/g으로 측정되었다. DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능은 단호박 30% 첨가군에서 85.96 및 78.97%로 각각 측정되어 단호박 무첨가군의 DPPH (48.29%) 및 ABTS (62.12%) 결과와 비교 시 높은 항산화 활성도를 보였다. 따라서 추후 단호박 첨가에 따른 각종 비타민류, 무기질 및 β-carotene 등의 영양·기능성 성분의 분석과 더불어 소비자의 관능평가 등을 통해 항산화 기능이 강화된 단호박 막걸리의 실용화를 위한 구체적인 연구개발의 확대가 필요할 것으로 사료된다.

포스트바이오틱스(postbiotics)는 프로바이오틱스(probiotics)가 발효과정 중 생산하는 유용한 대사산물과 미생물의 구성성분을 포 함하는 개념이다. 포스트바이오틱스는 기존 프로바이오틱스 소재가 갖는 안전성(safety), 기능성(function), 안정성(stability)의 한계를 극복할 수 있는 새로운 대안 소재로 주목받고 있다. 사균화 처리과정으로, 특정 대사물질의 복합물 형태로 제조되고 있기에 기존 생균제보다 가공, 포장, 유통, 섭취가 용이하다. 면역력이 낮은 환자나 건강 취약 계층의 소비자들도 안전하게 섭취할 수 있는 것도 장점이다. 뿐만 아니라, 체내에서 면역 조절, 감염 방지, 지질 및 콜레스테롤 대사, 항산화 기능을 보이고 있어, 앞으로 건강기능 식품 우수 소재로 활용될 가능성은 더 커질 것이다. 다만, 대부분의 연구들이 아직은 세포실험과 동물시험인 단계이기에 실제 인체적용 시험을 마친 소재들은 적은 편이다. 향후 꾸준한 연구성과를 바탕으로 다양한 기능을 가진 포스트바이오틱스 소재와 제품들이 개발된다면 건강기능식품 산업에 새로운 성장동력이 될 것으로 예상 된다.

Lactic acid bacteria produce different types of inhibitory compound that have a bactericidal effect. The inhibitory compounds produced include metabolic end products, bacteriocins that are antimicrobial peptides with antibiotic effect, hydrogen peroxides and numerous organic acids depending on their fermentation pathway. The inhibitory activity by bacteriocins produced by lactic acid bacteria is diverse, comprising of strains capable of inhibiting different types of Gram-positive microorganisms to those that affect only organism of close general. With the growing concern over the spread of antibiotic-resistant microorganisms and the possibility of current therapies becoming inefficient, it is imperative to find antibiotics alternatives. In food preservation, naturally occurring peptides with antimicrobial activity are favoured over chemical preservatives a more reason why there should be a holistic approach to taking advantage of bacteriocinogenic bacteria in medicine and food industry. This review focuses on the application of bacteriocin in food preservation, food industry, livestock and medicine.

본 연구는 국내 유통 중인 호상형 및 액상형 요거트 등 20개 발효유 제품의 유산균 생균수 및 사용 균주를 분석하여 제품의 표시사항과 비교하였다. 분석 제품의 생균수는 2.7×107-5.6×1010CFU/mL의 범위로 『식품의 기준 및 규격(제2021-26호)』의 기준치(1.0×107-1.0×108CFU/mL 이상)를 만족하였다. 순수분리된 유산균의 16S ribosomal RNA 유전자 염기서열 정보를 미국국립보건원(NCBI) GenBank 데이터베이스에 등록되어있는 생물종의 염기서열과 비교함으로써 제품에 사용된 유산균의 종을 동정하였다. 동정된 균주는 Lactobacillus 6종(L. paracasei, L. acidophilus, L. plantarum, L. rhamnosus, L. helveticus, L. delbrueckii subsp. bulgaricus), Lactococcus 1종(Lc. lactis), Streptococcus 1종(S. thermophilus)으로 모두『건강기능식 품의 기준 및 규격(고시 제2019-149호)』에서 제시한 프로바이오틱스 제품에 사용될 수 있는 미생물로 확인되었다. 제품별 균주 사용 빈도는 L. paracasei (n=7), L. acidophilus (n=5), L. helveticus (n=5), S. thermophilus (n=3), L. rhamnosus (n=2), L. delbrueckii subsp. bulgaricus (n=2), Lactobacillus plantarum (n=1), Lc. lactis (n=1) 순 으로 조사되었다. 소비자 알권리 및 신뢰도 향상을 위하여 사용된 프로바이틱스 미생물의 균주명 등의 제공이 필요할 것으로 판단된다.

본 실험은 지방 함량을 5.0, 10.0, 20.0 또는 30.0%로 조절하여 발효-건조 소시지를 제조하였을 때 발효-건조 30일차 이후의 제품의 이화학적, 지방 산화도, 미생물학적 및 관능적 특성을 조사한 내용이다. 지방함량이 5%에서 30%로 증가할 때 수분활성도(water activity, Aw)는 0.65에서 0.77로 증가하였으며(p<0.01), pH는 5.59에서 5.47로 유의적으로 감소하였고(p<0.01), 전단가는 10.45에서 3.47kg/㎠로 감소하였다(p<0.01). 육색의 경우, 지방함량이 30%로 증가할 때 대조구에 비해 L*, b*값은 유의적으로 증가하였으며(p<0.01), a*값은 유의적으로 감소하였다(p<0.01). 지방산화도는 지방함량이 증가함에 따라 유의적으로 높게 나타났다(p<0.01). 지방함량의 변화에 따른 단백질 변패도(volatile basic nitrogen, VBN), 총균수 및 유산균 수의 유의적인 차이를 보이지 않았다(p>0.05). 관능검사의 경우 30% 지방 첨가구가 다른 시험구보다 유의적으로 낮은 유산취, 높은 곰팡이 냄새, 높은 산화 맛을 보였으며(p<0.05), 조직감 선호도도 낮았으며, 종합적인 기호도도 낮게 나타났다(p<0.01). 이상의 결과 지방 첨가 20%까지가 발효-건조 소시지의 이화학적 특성 및 관능적인 특성인 색깔, 냄새, 산화 맛, 조직감에 있어 부정적인 영향을 미치지 않아 좋은 결과를 보였으나, 지방 산화를 초래하기 때문에 지방산화를 억제하는 방법을 병행하는 더 많은 연구가 필요할 것으로 평가된다.

The purpose of this study was to evaluate the quality characteristics of white pan bread added with wheat sprout powder without treatment (WP) and wheat sprout powder with only enzyme treatment (WPE), only lactic acid bacteria treatment (WPL) and enzyme and lactic acid bacteria treatment (WPE&L). The three different powder concentration levels of 1%, 3%, and 5% were added to flour to produce the white pan bread. The bread volume and specific volume of the WPE&L group were the highest among all the addition groups. The bread weight, a-value, and b-value of the WP group was highest among all the addition groups, but the bread baking loss and the L-value of the WP group was the lowest among all the addition groups. The texture measurements indicated that the hardness, gumminess, and chewiness values of the bread were the highest in the WP group. The sensory evaluation test showed that bread in the WPE&L group with 3% wheat sprout powder was the best among all the samples studied. Based on our findings, we suggest that the enzyme and lactic acid bacteria pretreated wheat sprout powder is an effective ingredient for improving the overall quality of white pan bread.

This study investigated the effects of silage additives on rumen fermentation characteristics of rye silage. Rye was harvested at ripening stage and treated with different additives in quadruplicate following: without additive (control), with either lactic acid bacteria inoculant (LAB), formic acid (FA), or Ca-formate (Ca-FA). Overall, ensiling characteristics of FA and Ca-FA silages contained 4-fold more (P<0.05) butyrate and 2-fold more (P<0.05) NH3-N concentration (% total nitrogen) than those of control and LAB silages. Cows fed LAB silage showed a diurnal trend with the highest values of propionate concentration compared to the control at 1, 2 and 3 hr after feeding. In contrast, FA and Ca-FA silages increased the proportion of butyrate significantly (P<0.05) at all sampling times compared to control and LAB silage. In conclusion, Forage rye treated with FA or Ca-FA showed different fermentation characteristics during ensilage and in the rumen compared to LAB silage. Further studies are needed to evaluate whether different fermentation characteristics in the rumen between LAB and FA silages had effect on partitioning of nutrients between milk production and body tissue.

본 연구에서는 유산균에 의한 검은콩의 최적 발효조건을 확립하고 발효된 검은콩의 품질특성을 평가하였다. 가정에서 제조된 배추김치로부터 분리한 Lactobacillus plantarum SU22는 병원성 세균에 대해 강한 항균 활성을 보였고 생체 아민과 발암성 효소인 β-glucuronidase를 생성하지 않았기 때문에 검은콩 발효의 스타터로 선정되었다. 검은콩은 5 kgf/cm2, 150oC로 조절된 팽화기에서 10분 동안 팽화 처리한 것과 처리하지 않은 것으로 각각 10- 30% 혼합액을 만들고 L. plantarum SU22를 1%(v/v) 접종하여 37oC로 48시간 동안 진탕 배양하면서 유산균의 생육 특성을 비교하였다. 유산균의 생균수는 L. plantarum SU22 로 발효된 팽화 검은콩(20%) 배양액에서 9 Log CFU/mL 이상이었다. 20% 팽화 검은콩 배양액을 alcalase로 가수분 해한 후 L. plantarum SU22로 발효하는 것이 최적 조건인 것으로 밝혀졌으며 유산균의 생균수가 10.30 Log CFU/ mL까지 증가하였다. 최적 조건에서 총 폴리페놀 함량(94.02 mg GAE/g)과 DPPH 라디칼 소거능(92.50%)이 비 발효 대조군(87.74 mg GAE/g, 83.14%)에 비해 현저하게 증가하였다(P<0.05). 결론적으로 검은콩을 팽화한 후 alcalase 처리와 L. plantarum SU22를 병행하여 발효할 때 바이오제닉 아민이 없는 검은콩 발효액을 효과적으로 제조할 수 있으며, 총 폴리페놀과 DPPH 라디칼 소거능을 유의적으로 증가시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다.

To develop Gamma-aminobutyric acid(GABA)-producing probiotics we isolated GABA-producing lactic acid bacteria from kimchi. 17 strains of GABA-producing lactic acid bacteria were isolated among 703 lactic acid bacteria originated from 21 kind of kimchi. Two strains, K991 and K998, were selected with highest GABA production ability. The results of 16S rRNA gene sequence analysis, K991 and K998 were identified as Lactococcus lactis, which showed 99.93% and 99.87% similarity, respectively. When the two strains were cultivated in MRS containing 5% MSG at 30°C, GABA began to be produced after 12 hours, reaching maximum production at 40 hours(13.20 mM and 13.35 mM, respectively). In contrast, GABA production was about three times lower when MSG was not added.

Gamma-aminobutyric acid (GABA) is a functional component with physiological activity that helps to protect the liver from blood pressure reduction and alcohol damage, and is known to be widely distributed in various vegetables and fruits. In this study, a fermented rice syrup with enhanced GABA content was developed. The improved syrup was prepared by adding monosodium glutamate (MSG) to saccharified rice and using a complex of three types of lactic acid bacteria (Lactobacillus brevis, Lactobacillus plantarum, Leuconostoc mesenteroides ) with excellent GABA production ability. The physicochemical changes of the fermented rice syrup were measured, and the final pH of the product was 4.7 with a total water-soluble solid content of 22.1 °Brix. Of the dissolved solids, glucose (39.6 mg/mL) and maltose (12.7 mg/mL) were the main components, and it was confirmed that all MSG was converted to GABA. From the experiment, it was established that the rice syrup obtained from secondary fermentation of saccharified rice is suitable as a beverage base. The fermented saccharified rice syrup was differentiated from conventional rice fermented products which typically use yeast and acetic acid bacteria in the production process. The enhanced fermented rice syrup produced in this study was made using lactic acid bacteria in the fermentation and saccharified rice.

Fermented foods of Korean temple are vegetable-based foods and their seasonings are limited to five pungent herbs. The aim of this study was to investigate cell-free supernatants (CFS) of lactic acid bacteria isolated from the fermented foods of Korean temples. Three selected CFS significantly inhibited the biofilm formation of Escherichia coli O157:H7 at 24 h, while one of the selected CFS markedly inhibited the biofilm formation at 72 h. However, only one CFS significantly attenuated the biofilm formation of Staphylococcus aureus at 24 h, but these CFS failed to inhibit the biofilm formation. Moreover, selected CFS effectively inhibited the growth of E. coli O157:H7, whereas the growth of S. aureus was not affected in the presence of CFS. These results suggest that CFS of lactic acid bacteria isolated from fermented foods of Korean temples shows antimicrobial activity agasint Gram-negative E. coli O157:H7, but not at Gramd-positive S. aureus .

The status of probiotics is increasing worldwide and the range of application of probiotics is also being extended to the livestock industry. The use of probiotics in the swine industry aims to improve animal health and productivity by forming a healthy gut microbiota. Intensive pig breeding, a common breeding method in modern society, causes physiological stress in pigs, resulting in imbalance of the intestinal microbiota and dysfunction of the intestinal barrier. We conducted a scientific research on the properties of probiotics for multi-strain probiotics (MSP) and observed the economic benefits and efficiency of culturing MSP through a self-cultivation system in livestock. Initially, we observed alteration occurred by MSP application in the gut microbiota of pig. MSP were characterized to have resistance to digestive juices such as gastric acid and bile, followed by colonization in the target organ, the gastro-intestinal tract (GIT). In addition, MSP was also confirmed to have antibacterial ability against pathogenicity that most frequently infected in the swine industry and showed low resistance to antibiotics which means guaranteed stability when added to feed. The growth rate of probiotics in the optimized medium used in the self-cultivation system was suitable for efficiently and economically culturing and feeding pigs with high concentrations of probiotics, considering the ingredient price and the growth efficiency. We observed the significant alteration of gut microbiota of pig by application of MSP. Importantly, the MSP supplementation significantly increased the beneficial bacteria genus of Bifidobacterium that confer a health benefit to the host in pig GIT, whereas decreased the number of harmful bacteria including coliforms. In addition, MSP influenced on the uniformity of gut microbiota at both of sow and weaning pigs. Taken together, the application of MSP with high concentration of probiotics using self-cultivation system may critically improve the pig health by regulation intestinal microbiota.

When kimchi is frozen and thawed, the amount of lactic acid bacteria (LAB) and yeast is usually reduced by more than 2 logs, and its texture including its crispness and hardness are changed significantly. As a possible means to minimize these problems, various freezing (direct freezer with -25, -40, and -60oC and plate freezer with -40oC) and thawing methods (radio frequency (RF) thawing, plate thawing, and room temperature thawing) were investigated in terms of the amount of LAB and texture of kimchi. From the use of plate freezing and plate thawing, the amount of LAB of white cabbage kimchi could be maintained by more than 10% of its initial amount while that for red cabbage kimchi could be maintained by more than the initial amount. Pretreatment with trehalose (19 oBrix soluble solid content) to salted Chinese cabbage could maintain kimchi’s hardness and crispness. In order to maintain the texture and the amount of LAB in kimchi, the use of the plate freezer (-40oC) and the plate thawing (20oC) seemed to be effective with the assistance of trehalose.

Gastrodia elata Bl. (GE) is a traditional herbal medicine used for the treatment hypertension and cerebrovascular disease. The purpose of this study was to investigate the antioxidant effect and blood pressure control ability of the GABA containing fermented Gastrodia elata Blume. The fermentation strain provided by Dr. Gi in Seoul National University is L. brevis GABA100, excellent strain of GABA production, which is involved in the ability to degrade gastrodin glycosides and activation of brain function. The Gastrodia elata Blume fermented by Lactobacillus brevis GABA 100 showed antioxidant activity (total phenolic contents, DPPH radical and ABTS anion scavenging activities) than unfermented Gastrodia elata Blume. In the spontaneously hypertensive rats (SHR), the concentration of fermented Gastrodia elata Blume was administered at 500, 1,000, and 2,000 mg/kg for 8 weeks. Systolic blood pressure decreased statistically significantly (p<0.05), especially 2 weeks after feeding fermented Gastrodia elata Blume. Also, it showed a significant decrease in low, medium, and high concentrations of fermented Gastrodia elata Blume at 4 weeks and 8 weeks. These results indicated that Gastrodia elata Blume fermented by the excellent strain of GABA production L. brevis GABA100 shows the antioxidant function and the effect of suppressing the increase in blood pressure.

The purpose of this study was to evaluate the physicochemical components and antioxidant activities of wheat sprout powder prepared by the enzymatic hydrolysis and lactic acid bacteria treatment. The four kinds of pre-treatment were: no treatment (WP), treated with enzyme (WPE), treated with lactic acid bacteria (WPL), and treated with enzyme and lactic acid bacteria (WPEL) were applied to the wheat sprout powder. The WPEL had higher total free amino acid and essential amino acid content than the other samples. As for the volatile aroma of the wheat sprout powder, 29 types of compounds were identified in the WP and WPL, 28 types in the WPE, and 27 types in the WPEL, respectively. The total polyphenols and flavonoids contents, in the wheat sprout powder was enhanced with the enzyme and the lactic acid bacteria pre-treatment. The WPEL had highest DPPH radical scavenging activities. The overall acceptability was the highest at 6.24 points in the WPEL. Based on these observations, it was confirmed that the enzyme and lactic acid bacteria pre-treatment could improve the antioxidant activities and active component of the wheat sprout powder.

식품 매개 병원균에 의한 문제는 식품산업뿐 아니라 세계 공공 보건에서도 문제가 된다. 최근 몇 년 간, 발효기술은 식품 내 병원성 미생물의 불활성화 및 이를 조절하기 위한 값 싸고 안전한 방법이라는 것이 밝혀졌다. 유산 균 발효는 병원성 세균 및 바이러스에 대해 유의적인 항균 효과를 갖는 과학적 증거를 보였다. 유기산, 박테리오신 및 과산화수소와 같은 유산균 대사체는 식품 매개 병원균에 대해 악영향을 미치고 이는 이들의 저해작용으로 이어진다. 이 화합물들은 물리적 결함만을 야기하는 것이 아니라 병 원균의 유전자 발현에 대해서도 유의적인 저해 효과를 나타낸다. 게다가, 식품 내 유산균의 존재는 병원균에 대해 영양적인 경쟁을 제공하며 모든 요인이 그 성장을 억제한다. 본 연구는 유산균의 항균력, 분자생물학적 메커니즘 및 식품 매개 병원균의 불활성화를 위한 응용에 대하여 우리의 현 지식을 검토한다.

이 연구는 복분자에서 분리된 Lactobacillus plantarum stain (GBL16 및 17)을 포함한 probiotic에 대해 수행되었으며, 장내 미생물 변화를 확인하였다. Balb/c 마우스모델에서 GBL 16, 17을 포함한 시제품인 PMC와 시판중인 유산균 과자 BFY를 8주간 경구 투여 하였다. PMC의 투여는 장내 미생물총의 균형을 향상시키고, 장내개선에 긍정적인 영향을 보였다. 맹장을 이용한 NGS 분석을 통해 확인한 결과, 스트레스 후 증가하는 양상을 보이는 균인 Lachnospiraceae균이 감소하는 경향을 보였다. Alistipes균의 증가는 염증성 장 질환에 효과가 있을 것으로 판단되나, 추후 더 많은 연구가 필요할 것으로 보인다.