통보리가루 첨가 요구르트의 저장 중 품질 특성

본 실험에 사용된 보릿가루는 국립식량과학원 벼맥류부 에서 2012년에 생산된 찰성 쌀보리 품종인 새찰쌀보리를 도정하지 않고 whole grain으로 사용하였으며 보릿가루는 0.2 mm체가 장착된 Retsch centrifugal mill(Zm 100, I. Kurt Rotech CmbH & Co. KG, Haan, Germany)을 이용하 여 분쇄하여 사용하였다. 본 실험에서 사용한 모든 시약은 1급 이상 시약을 사용하였다.

요구르트 제조에 사용한 균주는 Lactobacillus acidophilus (LA, KCTC 3140), Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus (LB, KCTC 3635)와 Streptococcus thermophilussei (ST, KCTC 5092)의 3종의 균주를 1:1:1(부피비율)로 혼합하여 요구르 트에 접종하였다. 보존용 배지로는 MRS broth 배지 (Oxoid, Hampshire, England)를 사용 하였으며 1차 균주 배양은 5.2% MRS 배지에 0.2% 접종하여 39°C에서 24시 간 배양하였으며 같은 조건에서 2차 계대 배양 하였다. 이렇게 배양한 균주 1.0%(v/v)를 10% skim milk(Oxoid, Hampshire, UK)에 접종하여 39°C에서 24시간 배양하여 요 구르트 제조에 사용하였다.

보리 요구르트 제조를 위한 기질로는 증류수에 탈지분유 (서울우유, 경기도 양주시)를 용해하여 11%(w/v) 탈지분유 용액을 만들고 이를 100°C에서 20분간 살균하여 사용하였다. 준비된 탈지분유 용액에 보릿가루를 3% 첨가하여 95°C에서 10분간 가열하여 호화시키고 살균한 후 30°C 정도로 식히고 skim milk 배지에서 배양한 유산균 배양액을 5%(v/v) 비율로 접종하여 39°C의 항온기에서 24시간 발효하였다. 시료는 보 릿가루 무첨가의 대조군과 새찰쌀보리 보릿가루 첨가군으로 나누어 실험하였고 발효가 완료된 요구르트 시료는 4°C의 저장온도에서 저장하면서 요구르트 유산균수, pH, 적정 산 도, 당도, 색도, 점도측정 및 항산화 활성의 분석실험을 시행 하여 요구르트의 저장성을 조사하였다.

요구르트의 pH는 pH meter (Orion 900A, Boston, MA, USA)로 측정하였으며, 적정산도는 Jeon et al.(2005)의 방 법에 따라 1% 페놀프탈레인 0.5 mL를 첨가하고 0.1 N NaOH로 적정하여 측정하였다.

발효한 요구르트는 굴절당도계(ATAGO, Japan)를 이용하 여 Brix 당도를 측정하였다. 요구르트 점도는 냉장고에 2 일간 저장한 시료를 Brookfield viscometer(Model LVDV II+ p, Brookfield Engineering Laboratories, Inc., Middleboro, MA, USA)의 spindle No. 63을 이용하여 10 rpm에 서 측정하였다. 각 실험은 3회 반복 수행하였다.

요구르트의 색도는 냉장고에 저장한 시료를 Color difference meter(Color JS 55; Color Technology System Co., Japan)로 표면 색도값인 L(lightness), a(redness), b(yellowness) 를 측정하였다. 각 실험은 3회 반복 수행하였다.

요구르트의 유산균 수 측정은 멸균수에 십배로 희석하여 유산균 배지(MRS plate count agar, Difco Laboratories, Detroit, MI, USA)에 접종한 후 표준 평판법으로 39°C에서 48시간 배양한 후에 나타난 colony 수를 측정하여 log colony forming unit(CFU)/mL으로 환산하여 표시하였다 (Yang et al., 2012).

보릿가루 첨가 요구르트의 항산화활성은 2,2-diphenyl-1- picryl-hydrazil(DPPH, Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA)법에 의한 유리라디칼 소거능으로 측정하였다. 70% 에탄올수용액 10 mL에 요구르트 시료 1 mL를 용해하고 0.2 mM DPPH 용액 1 mL를 가하여 교반하고, 실온에서 30 분간 방치한 후 517 nm에서 흡광도를 측정하여 시료 첨가 구와 무첨가구의 흡광도 차이를 백분율(%)로 나타내었다.

실험결과는 SAS Enterprise Guide 4.0(Statistical analysis system, 2006, Cray, NC, USA)의 분산분석(ANOVA)과 시료 간의 유의적인 차이는 저장 일수 별로 대조군과 보릿가루 첨가군을 각각 Duncan's multiple range test를 이용하여 유 의수준 5%(p < 0.05)에서 검증하였다.

요구르트 제조에 사용한 새찰쌀보리의 단백질, 전분, β- glucan 함량은 각각 11.4%, 61.6%, 8.0%(Lee et al., 2013) 였다. 보리는 일반적으로 전분 64%, 단백질 11%, β-glucan 5%로 구성되어 있으며 나머지 20%는 수분, 지방, 회분, 섬유소, 그리고 소량의 비타민 등 미량성분들을 포함하고 있으며, β-glucan 함량은 메성보리보다는 찰성보리에서 높 은 것으로 보고 되고 있다(Baik & Steven, 2008).

보릿가루를 첨가한 요구르트의 저장 중 pH와 산도의 변 화는 Table 1과 같다. pH는 보릿가루 첨가군이 대조군보다 대체적으로 낮았으며 산도는 높았다. 요구르트 저장 기간 중 pH는 보릿가루 무첨가 대조군의 경우, 저장 1일에는 4.52, 저장 3일에는 4.46으로 감소하였으나 그 이후에는 일정하였다. 새찰쌀보리를 첨가한 요구르트는 저장 1일에 는 4.42에서 3일에는 4.38로 감소하였으나 그 이후에는 대조군과 같이 일정하였다. 요구르트의 바람직한 pH의 범 위가 3.27-4.53라고 보고 하였는데(Chamber, 1979.) 저장 12일차까지 본 연구의 요구르트는 적정 pH를 유지하였다. 저장기간 중 산도변화는 대조군에서 거의 변화가 없었으며, 보릿가루 첨가 실험군에서는 모두 증가하였다. 또한 대조 군의 경우 저장 1일차에 0.94%, 새찰쌀보리를 첨가한 실 험군의 저장 1일차에 적정 산도는 1.01%로 두 실험군 모 두 저장 1일차에 적정 산도 값이 가장 낮은 수치를 나타 내었다. 저장기간 중 산도는 호상 요구르트의 적정 산도인 1.0-1.1%와 유사하거나 다소 높은 수치를 나타냈으며 이는 미강 첨가 요구르트(Lee et al., 2006)와 감자 첨가 요구르 트(Shin et al., 1993)의 보고와 일치하였다.

보릿가루 첨가 요구르트의 저장기간에 따른 당도의 변화 를 관찰한 결과는 Table 2와 같다. 당도는 대조군보다 보 릿가루 첨가군이 1 brix정도 높았으며, 대조군과 보릿가루 첨가군 모두 큰 차이는 없었지만 저장기간이 경과함에 따 라 미미하게 증가하는 경향을 보였다. 본 실험결과는 요구 르트에 함유된 당이 분해되어 저장 기간에 따라 당도가 감 소한다는 대추 열수 추출물을 첨가한 요구르트(Kim & Jung, 2013)의 보고와 다른 경향을 나타내었다. 보릿가루 첨가 요구르트의 저장 기간에 따른 색도 변화를 살펴보기 위하여 색도 L, a, b 값을 색차계로 측정한 결과는 Table 3과 같다. 대조군에 비하여 보릿가루 첨가군의 L 값은 낮 고 a 값과 b 값은 높았다. 밝기(L 값)는 저장기간이 길어 질수록 대조군과 보릿가루를 첨가한 요구르트 모두 3일차 까지는 증가하였다가 그 이후에는 감소하였다. 적색도(a 값) 는 대조군에서는 저장 3일차에 증가하였다가 저장 6일차 부터 감소하였으며, 보릿가루 첨가군에서는 저장 3일차에 현저하게 증가하였다가 저장 6일에서 12일차까지 증가와 감소를 반복하였다. 황색도(b 값)는 대조군에서는 저장 3일차에 가장 높았고, 보릿가루 첨가군에서는 저장기간이 길어질수록 감소하였다.

요구르트에서 유산균의 수는 풍미 등의 품질에 영향을 주 기 때문에 발효유의 중요한 요인 중 하나이다. 저장 기간에 따른 요구르트의 유산균 수의 변화는 Table 4와 같다. 대조 군에 비하여 보릿가루 첨가 요구르트에서 유산균 수는 적 었다. 저장 중 유산균 수는 대조군에서는 저장 1일에서 저장 3일까지 미미하게 증가하다가 저장 3일차 이후 12일까지는 지속적으로 감소하였다. 또한 저장 12일에서는 축산물의 가공기준 및 성분규격(MFDS, 2013)인 농후 발효 유의 총 유산균수 1.00×10⁸ CFU/mL보다 낮은 3.57×104 CFU/mL의 유산균 수를 보였다. 보릿가루 첨가군에서는 유 산균 수가 미미하게 지속적으로 감소하는 등 큰 변화는 없 었으며, 저장 12일까지는 2.0×10¹⁰ CFU/mL 수준을 유지 하여 축산물의 가공기준 및 성분규격(MFDS, 2013)의 유산 균 수 규정에 모두 부합하였다. 보릿가루 첨가군의 유산균 수는 저장기간 중에 유산균수가 크게 변하지 않았다고 보 고한 미강 첨가 요구르트(Lee et al., 2006)의 보고와 유사 하였다.

저장 기간에 따른 점도의 품질 변화를 관찰한 결과는 Table 5와 같다. 점도는 보릿가루 첨가군이 대조군에 비하 여 10배정도 높은 경향을 보였다. 저장 기간에 따른 점도 변화는 저장 기간이 길어짐에 따라 대조군과 보릿가루 첨 가 실험군 모두 감소하는 경향을 나타내었으며 이는 클로 렐라(Sung et al., 2005), 버찌분말을 첨가한 요구르트(Kim et al., 2009)에 대한 연구 보고와 유사한 결과를 보였다. Ramaswany와 Basak(1991)는 요구르트의 점도는 사용균주 의 점액(slime) 생산 능력과 산 생성능력에 영향을 받는다 고 하였는데 저장 일수가 길어짐에 따라 사용균주의 산 생 산 능력의 감소로 인해 점도가 떨어진 것으로 생각된다. Rasic와 Kumann(1978)은 요구르트의 점도에 영향을 미치 는 요인으로 요구르트 혼합액의 총고형분, 단백질 가수분 해 정도, 염 함량과 산도, 사용균주의 slime 생산능력, 산 생성력 및 단백질 분해 능력을 제시하고 있다. 시판되고 있는 호상 요구르트의 점도가 6000-7000 cP의 범위를 나타 내므로 보릿가루 첨가 요구르트는 저장 일수가 길어져도 호상 요구르트의 점도 조건을 만족하였다.

저장 기간에 따른 보릿가루 첨가 요구르트의 항산화 활 성은 DPPH 유리 라디칼 소거능으로 살펴 보았으며 항산 화활성 측정 결과는 Table 6과 같다. 항산화 활성은 보릿 가루 첨가군의 경우 보릿가루의 polyphenol 등 항산화 활 성 성분이 첨가됨으로써 대조군보다 높은 경향을 보였다 (Lee et al., 2013). 저장 기간에 따른 항산화 활성은 대조 군과 보릿가루 첨가 요구르트의 실험군 모두 저장 1일부 터 저장 9일차까지 증가하였고, 저장 12일차에는 미미하 게 감소하였으나 유의적인 차이는 없었다. 그러나 저장 12일차에서 항산화 활성 감소량이 대조군 보다 보릿가루 첨가 요구르트의 실험군에서 더 적었다. 스피루리나 첨가 요구르트에 관한 연구에서 저장기간 경과에 따라 항산화 활성이 감소한다고 보고하였으며(Son et al., 2008), 버찌 분말을 첨가한 요구르트의 연구 결과 저장기간에 따라 항 산화 활성이 저장 7일째에는 증가하였다가 14일째 다시 감소하는 경향을 나타내었다(Kim et al., 2009). 저장 기간 의 경과에 따라 보릿가루 첨가군의 항산화 활성이 미미하 게 증가한 이유는 보릿가루에 함유되어 있는 polyphenol 화합물과 사용된 균주의 산 생성에 의해 유기산이 증가했 기 때문으로 생각된다(Lee et al., 2008).

이외에도 12일간의 저장기간 중 요구르트의 외관과 향 미를 관찰하였는데 높은 점도로 커드의 분리, 향 등 어떤 변화도 발견할 수 없었으며 이상의 결과로 보아 4°C에서 12일간에 걸쳐 보존된 보릿가루 첨가 요구르트의 저장성 은 우수하다고 할 수 있다.