본 연구에서는 백미 발효물을 곡류 효소함유 식품으로 개발하고자Bacillus subtilis CBD2를 접종하여 96시간 발효한 다음 알긴산 및 키토산을 피복물질로 사용하여 분무건조 미세캡슐 분말을 제조하였고, 분말의 물리화학적 특성 및 amylase 활성을 조사하였다. 백미 발효물의 생균수, pH 및 amylase 활성은 각각 7.61 log CFU/mL, pH 5.08 및 159.43unit/mL이었다. 백미 발효물의 미세캡슐 분말 제조는 알긴산 1.0% 및 키토산을 각각 0.3%, 0.5%, 1.0%를 첨가하여 분무건조 하였다. 분무건조 미세캡슐 분말의 수분함량은 2.90~3.68%였으며, 색도는 키토산 첨가량이 증가함에 따라 L값 및 a값은 감소하고, b값 및 △E값은 상대적으로 증가하였다. 입자크기는 분무건조 미세캡슐 분말에서 48.13~68.48 μm로 동결건조 분말 357.87 μm 보다 작으며, 표면구조는 전반적으로 구형을 나타내었으나, 키토산 함량이 증가함에 따라 표면 굴곡이 증가하였다. 수분흡수지수는 분무건조 미세캡슐 분말에서 2.40~2.65로 동결건조 분말 2.66에 비해 낮은 흡수지수를 나타내었으며, 수분용해지수는 분무건조 미세캡슐 분말에서 9.17~10.89%로 동결건조분말(7.12%)보다 높게 나타났다. 생균수 및 amylase 활성은동결건조 분말에서 각각 7.01 log CFU/g 및 506.02 unit/g으로 나타났으며, 분무건조 미세캡슐에서는 각각 4.46~4.62log CFU/g 및 196.63~268.57 unit/g으로 나타나 동결건조 분말 보다 낮게 나타났다. 분말의 인체 내 소화 모델에서,모든 분말은 pH 1.2의 인공위액에서 활성을 나타내지 않았으며, 최종적으로 pH 7.4의 대장조건에서 알긴산에 0.3%의 키토산을 첨가한 분무건조 미세캡슐 분말이 85.93%의amylase 활성을 나타내어 인체에서의 높은 이용률이 기대되었다.

본 연구에서는 식품산업에 적용 가능한 amylase의 발굴을 위하여 된장으로부터 amylase를 생산하는 균주를 분리하였고, 분리된 미생물들의 동정을 통하여 GRAS 미생물로 부터 생산되는 amylase에 대한 효소 특성을 규명하였다. 그 결과 균주 유래 16S ribosomal RNA 유전자 염기서열에서B. subtilis로 동정되어 본 균주를B. subtilis CBD2로 명명하였다. B. subtilis CBD2 균주의 생육에 미치는 배지 성분에 대한 특성을 검토한 결과 본 균주는 pH 7.0, NaCl 3%, glucose 10%에서 가장 높은 균 생육 특성을 나타내었다. 그리고 본 균주의 amylase 생산에 미치는 탄소원의 영향을 검토한 결과, 본 균주는 soluble starch, corn starch, maize amylopectin 및 wheat starch 중에서 soluble starch를 탄소원으로 사용하였을 때 가장 높은 amylase 생산성을 나타내었다. B. subtilis CBD2유래 amylase의 활성에 미치는 반응 조건을 검토한 결과 본 균주 유래 amylase는 pH 8.0 그리고 50°C에서 가장 높은 효소 활성을 나타내었으며 기질특이성에 대한 검토에서는 corn starch>wheat starch>soluble starch>maize amylopectin 순으로 효소 활성을 나타내었다. B. subtilis CBD2가 생성하는 amylase 효소와 corn starch 기질 반응에 대한 전분 분해능 및 당 생성율 변화에서는 24시간에서 가장 높은 전분 분해능 및 당 생성율을 나타내어 corn starch를 이용한 효소 반응은 24시간이 가장 적절함을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 분리된 균주는 GRAS 미생물인B. subtilis이었으며 본 균주 유래의 amylase 특성을 활용한다면 향 후 식품산업에 있어서 전분 분해 관련 분야에 유용하게 이용될 것으로 기대되어진다.