치즈 유청 유산균의 영양분과 기능

프로바이오틱스 유산균주 선정

출처: Unsplash

유청 가수분해물을 제조하기 위하여 건강기능식품의 기준 및 규격(식품 의약품안전처, 2015)에 건강기능식품 기능성원료로 등록되어 있는 프로바이오틱스균은 Lactobacillus 속 12 종, Lactococcus 속 1 종, Entrococcus 속 2종, Streptococcus 속 1 종, Bifidobacterium 속 4 종이 등록되어있으며, 이중 Bifidobacterium bifidum KCCM 12096, Bifidobacterium breve KCCM 11208, Bifidobacterium longum KCCM 11953, Lactobacillus acidophilus KCCM 40265, Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus KCCM 35463, Lactobacillus casei KCCM 12452, Lactobacillus helveticus KCCM 11223, Lactobacillus planatarum KCCM 12116, Lactobacillus rhamnosus KCCM 40069, Leuconostoc lactis KCCM 40707, Streptococcus thermophilus KCCM 35496을 우선적으로 선정하여 유청 발효 특성을 비교하였다(Table 4). 선택된 유산균주는 MRS broth 에 24시간 배양하여 각 균마다 1.0 × 108 CFU/mL으로 조정한 다음 멸균된 유청에 1mL 씩 분주하였다.

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이때의 유청의 이화학적 특성은 pH 6.2, 산도 0.16%, 단백질 0.76%, 유당 4.79%, 지방 0.55% 및 총고형분 5.80%이었다 (Table 5). Lahl and Braun(1994)은 유청의 고형분 중에 존재하는 유청 단백질에는 α-lactalbumin과 β-lactoglobulin 이주성분임 β-Lactoglobulin은 유청단백질의 50~60%로서 가장 풍부하게 함유되어 있고 α-lactalbumin은 유청단백질의 20~25%를 차지하며, 다양한 기능성 물질을 가지고 있다고 보고하고 있다. Hugunin(1987) and Morr(1987)은 유청 단백질은 안전한 GRAS(Generally Recognized As Safe) 식품으로 인정 받고 있으며, Mcintosh et al(1998)은 식품 단백질보다 기능성분이 우수한 황함유 아미노산이 높다고 보고되고 있다. Giese (1995)는 우유 단백질내의 생리활성 펩타이드는 단백질 분자 내에서는 비활성이나 효소적 단백질 분해에 의해 생성되는 펩타이드 결합으로 연결 아미노산류 등은 다양한 활성을 가진 것으로 보고하고 있다. 본 연구에 있어서도 유청을 프로바이오틱스 LAB이 생성하는 효소에 의한 가수분해 정도를 확인하였고 그 결과는 다음과 같다.

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본 연구에 사용된 프로바이오틱스 LAB 는 B. bifidum, B. breve, B. longum, L. acidophillus, L. delbrueckii subsp. bulgaricus, L. casei, L. helveticus, L. planatarum, L. rhamnosus, Leu. lactis, S. thermophilus으로 총 11종이며, 프로바이오틱스 LAB 접종에 따른 유청내 유산균 증식 정도를 측정한 결과를 Table 6 에 나타내었다. B. bifidum, B. breve, B. longum, L. acidophillus, L. delbrueckii subsp. bulgaricus, L. casei, L. helveticus, L. planatarum, L. rhamnosus, Leu. lactis 및 S. thermophilus 로 배양 12시간 후 각각 1.12×107, 2.41×106, 1.20×106, 5.60×106, 7.80×105, 2.30×107, 6.70×106, 8.70×106, 9.50×106, 4.30×106 및 8.80×106 CFU/mL 로 나타났으며, 24 시간 후에는 서서히 증가하여 각각 5.40×108, 4.90×106, 5.50×106, 1.23×108, 1.01×106, 4.00×108, 1.39×107, 6.50×106, 1.15×108, 9.60×107 및 8.90×107 CFU/mL로 증가하였다. 또한 유청 내 유산균 배양 24시간 후 pH 는 각각 4.56, 5.60, 5.48, 4.33, 4.87, 4.38, 4.92, 4.90, 4.40, 5.56 및 4.85 이었으며 (Table 7), 산도는 0.35, 0.18, 0.18, 0.46, 0.30, 0.49, 0.29, 0.28, 0.44, 0.19 및 0.29%로 나타났다 (Table 8). 유청에 유산균을 접종하고 24 시간 후의 일반성분을 측정한 결과 균을 접종하지 않은 유청과 비교 시 단백질, 유당 및 총고형분 함량은 감소하였고, 지방은 증가하였다 (Table 9).

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단백질 함량은 L. helveticus (0.66%) < L. plantarum (0.70%) < B. breve, L. casei (0.71.0%) < L, rhamnosus (0.72%) < B. bifidum (0.73%) < L. acidophilus (0.74%) < B. longum, L. subsp. bulgaricus (0.75%) < Leu. lactis, S. thermophilus (0.76%) 순으로 높았다. 유당 함량은 L. helveticus, L. rhamnosus (4.66%) < B. breve (4.68%) < B. bifidum (4.70%)< L. acidophilus, L. casei (4.71.0%) < S. thermophilus (4.74%) < B. longum, L. subsp. bulgaricus, L. plantarum, Leu. lactis (4.75%) 순으로 높았으며, 총고형분 은 L. plantarum (5.59%) < B. breve (5.60%) < L. helveticus (5.61.0%) < L. rhamnosus (5.63%) < B. bifidum (5.64%) < L. casei (5.68%) < L. acidophilus, S. thermophilus (5.71.0%) < Leu. lactis (5.72%) < B. longum (5.73%) < L. subsp. bulgaricus (5.78%) 순으로 높았다. 이를 토대로 유청 내 증식이 우수한 Bifidobacterium bifidum, Lactobacillus acidophillus, Lactobacillus casei 및 Lactobacillus rhamnosus 을 유청 가수분해물 제조용 프로바이오틱스 LAB 으 로 선정하였다.

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Nielsen et al(2000)은 유청 유래 생리 활성 펩타이드는 체내에서 생체기능의 조절 역할을 수행하므로 건강 증진물로 이용될 수 있다고 보고하였고, Nielsen and Turner(1992)는 유청 단백질이 가지는 고유 기능성은 가수분해에 의해 발현된다고 하였다. Berry (2000)은 유청의 생리활성 펩타이드는 천연 상태에서는 활성이 없으나 펩타이드 형태로 존재할 경우 다양한 기능성(항암, 항 혈전, 면역증진)등의 기능이 나타난다고 보고하고 있다. Pintado et al(2000)는 펩타이드 형태로 존재할 경우 소화력이 높아진다고 보고하였고, Boza et al(1995)은 유청 가수분해물의 영양적인 품질은 일반 단백질에 비해 우수하다고 보고하였다. 본 연구에 있어서도 프로바이오틱스 LAB으로 유청을 발효시킴으로써 수용성 펩타이드 및 총 유리 아미노산 함량이 발효 이전과 비교하여 크게 증가되었다.