감초는 배당체인 주요성분이 발효를 통해 무배당체로 전환이 될 경우 생리활성을 증가시켜 건강기능식품으로의 활용가능성을 높일 수 있을 것으로 사료된다. 따라서 본 연구에서는 감초추출물에 Lactobacillus acidophilus KCCM 32820를 고농도로 배양하며 glycyrrhizin함량의 관찰 등을 통해 감초추출물 발효액의 제조 가능성을 검토하였다. 감초추출물은 접종량 106 CFU/mL의 발효에서는 6일 후 pH의 변화가 -0.32였으나, 접종량 107 CFU/mL과 108 CFU/mL 수준에서 pH와 glycyrrhizin 의 함량은 발효 2일까지 급속도로 떨어진 후 완만한 변화하여, 발효 6일 후의 감초추출물 내 glycyrrhizin 의 잔류농도는 27.5 mg/100 mL 및 20.8 mg/100 mL 였으며 이용률은 71.8% 및 78.6% 였다. 따라서 감초추출물의 발효는 초기 접종량을 107 CFU/mL 이상의 고농도로 접종하여 발효시키는 것이 효과적이었다. Naalginate로 고정화한 균을 접종한 경우가 비고정화균 의 배양에 비해서는 pH와 glycyrrhizin함량의 저하 속도가 빨랐다. 향후 발효생성물의 정량과 함께 이들의 기능성에 대한 추가적인 연구 결과를 통해 감초추출물의 효능 증대에 대한 결론을 얻을 수 있을 것이다.

Yoghurt는 쉽게 접할 수 있는 기호성 식품으로 생체 조절 기능을 갖는 기능성과 다양한 맛을 부여할 수 있는 퓨전성을 동시에 강화시킬 수 있기 때문에 여러 가지 기능성 소재들을 첨가하여 새로운 yoghurt를 개발하기 위한 연구가 활발하게 수행되고 있다. 본 연구는 probiotics 유산균이 생성하는 천연의 세포 외 다당류(EPS; exopolysaccharide)를 이용하여 품질이 개선된 Helicobacter pylori을 억제하는 기능성 yoghurt를 제조하고자 우리나라의 식품공전에 식물성 재료로 허가되어 있어 사용 시 안전성에 문제가 없으며 전래된 여러 효능에 착안하여 감초를 이용한 기능성 yoghurt를 개발을 검토하였다. 감초 용매 추출물(1 mg/mL)의 H. pylori KCCM 40449에 대한 항균 활성을 측정한 결과, 40% methanol 추출물은 13.2±0.6 mm, 40% ethanol 추출물은 14.0±0.2 mm, 80% ethanol 추출물은 14.3±0.3 mm, 40% isopropanol 추출물은 15.1±0.3 mm의 생육저지환을 나타내었으며(p < 0.05), 최소 저해 농도(Minimum Inhibitory concentration: MIC)는 각 용매 추출물의 경우 25-100 μg/mL로 나타났다. 40% 에탄올 감초 추출물을 우유 배지에 0.05, 0.1, 0.2%(v/v)의 농도로 첨가하고 Lactobacillus amylovorus DU-21을 접종하여 37oC에서 72시간 동안 발효시키면서, yoghurt의 이화학적 특성 및 관능적 특성을 관찰하였다. pH는 균 접종 직후, 6.44-6.47에서 72시간 발효 후, 3.41-3.51를 나타내었으며, 적정산도는 0.109-0.111%에서 1.021-1.091%로 변화하였다. 점도와 syneresis를 측정한 결과, yoghurt의 점도는 발효 12시간까지 모든 실험구가 급격히 증가하였으며, 그 이후 24시간까지 증가 폭이 다소 둔화된 후, 72시간까지 완만한 증가 양상을 나타내었다. Syneresis는 발효 시간이 증가할수록 감소하였다. 72시간 발효 하였을 때, 감초추출물 0.2% 첨가구에서 12.0±0.4%로 가장 적은 값을 나타내었다. 산생성이 진행됨에 따라 점도가 증가하였으며 syneresis가 감소하는 것을 알 수 있었다. Yoghurt의 Helicobacter pylori KCCM 40449에 대한 항균활성은 첨가군에서 항균활성이 뚜렷이 나타났다(p < 0.05). 이러한 결과는 yoghurt 상등액의 낮은 pH에 의한 영향이라기 보다는 발효 중, 생성된 항균성 물질과 첨가된 감초 추출물의 영향이라고 판단된다. 발효유의 관능검사를 실시한 결과 모든 배양시간에서 첨가구들이 대조구에 비하여 낮은 점수를 받았다(p < 0.05). 이는 감초 특유의 향과 맛에 대해 익숙하지 않는 점과 과도한 산 생성으로 인해 오히려 기호도를 낮춘 것으로 사료된다. 관능검사 결과, 40% 에탄올 감초 추출물을 0.05% 함유한 yoghurt의 향, 맛, 조직감, 색택 및 전반적인 기호도가 다른 처리군에 비하여 월등히 높았다. 이에 감초 추출물을 함유한 yoghurt의 제조 시, 적절한 감초 추출물의 배합비율은 총 중량대비 0.05%인 것으로 판단된다. 식물자원에는 다양한 생리활성물질들이 서로 상호작용하면서 혼합되어 있는 형태로 다양한 질환에 대한 조합치료(combination therapy)에 이용될 수 있으며, 생체 내에서 다중 타겟에 영향을 미치므로 식물작원에 함유되어 있는 다양한 성분이 함유되어 있는 조추출물(crude extract), 용매 분획물(solvent fraction)을 의약품으로 이용하거나, 이로부터 분리된 단일성분 화합물 또는 이에 대한 유도체를 합성하여 새로운 의약품에 대한 개발이 시도되고 있다. 감초의 지표 성분이며, H. pylori에 대한 항균활성이 있는 glycyrrhizin은 비당질의 고감미에 속하는 천연 감미료로서 설탕의 약 200배의 감미를 가지고 있으며, 항산화성을 가지고 있어서 식품 성분의 산화를 방지하여 품질을 안정화시키는 작용을 하는 것으로 알려져 있기 때문에 H. pylori 억제능 이외의 부수적인 효능을 볼 수 있을 것이다. 기호성이 유지되면서 항균활성이 강화된 기능성 yoghurt의 개발을 위해서는 감초 추출물 0.2% 이상 첨가할 수 있도록 적절한 향을 조합하거나, 항균효과와 기호성을 개선할 수 있는 생약제를 이용하여 감초 추출물의 항균 활성을 강화하는 연구가 필요할 것으로 사료된다.

유산균을 고농도로 배양하기 위하여 CaCO3를 각각 15%와 20%씩 첨가하여 직경이 서로 다른 CaCO3-alginate beads를 제조한 후, lactic acid에 대한 CaCO3-alginate beads의 반응 특성과 완충효과를 관찰하였으며, lactic acid에 대하여 완충작용이 있는 CaCO3-alginate beads를 이용하여 S. thermophilus ST-Body 1과 L. amylovorus DU-21을 고농도 배양하여 직접투입식 starter를 제조하였다. 본 연구에서 제조된 CaCO3-alginate beads는 CaCO3, alginate 함량 및 수분 함유율이 beads에 일정하게 고루 분포되어 있으며, 일정한 밀도를 갖는 입자임을 알 수 있었다. 또한 lactic acid에 대한 beads의 반응은 표면으로부터 일어나기 시작하여 내부로 진행됨을 확인하였으며, CaCO3-alginate beads 양의 증가는 결국 lactic acid와 반응할 수 있는 CaCO3 표면적의 증가를 가져오게 되며, 단위시간당 lactic acid와 반응하는 CaCO3의 상대적 증가를 가져오기 때문에 CaCO3-alginate beads 양의 증가는 lactic acid 용액 내부의 중화작용의 증가를 가져온다는 것을 확인하였다. 즉, CaCO3-alginate beads의 직경이 작을수록, 내부의 CaCO3 함량이 높을수록, 단위 부피당 넓은 표면적과 높은 중화작용을 가지므로 CaCO3-alginate beads를 pH neutralizer로 이용하여 유산균을 배양할 경우에는 CaCO3 함량이 높고 직경이 작은 CaCO3-alginate beads의 이용이 유산균 배양에 효과적임을 알 수 있었다. CaCO3-alginate beads를 이용한 유산균의 고농도 배양 시, pH와 생균수와의 상관성과 선형관계를 단순회귀분석법(simple regression)을 이용하여 최소자승추정량(least square estimator; LSE)을 구하여 검증한 결과, 각 X의 회귀계수의 값은 통계적으로 유의한 결과(p<0.05, p<0.01)를 보였다. 또한 R2 값은 S. thermophilus ST-Body 1와 L. amylovorus DU-21의 경우, CaCO3-alginate beads 무첨가구와 첨가구에서 각각 0.6310, 0.7505, 0.7452, 0.7609이였다. 이는 pH가 균 증식에 다소나마 영향을 주는 것을 나타낸다. 고농도로 배양된 S. thermophilus ST-Body 1과 L. amylovorus DU-21 균주를 이용하여 직접투입식 starter를 제조한 결과, 동결건조 보호제로 15% glycerol을 이용하였을 때 각각 91.96±1.35%와 89.09±4.49%의 생존율을 보였다. 본 연구에서 확립된 기법은 probiotics 조제나 정장제 조제방법에 있어서도 공히 적용 가능하므로 미생물 세포의 이용기법으로 그 생존율과 발효에 연관되는 기능보존과 수반되는 여러 분야에 적용한다는 면에서 산업적으로 중요하다고 사료된다.