균주 단독사용 보단 혼합배양 필요
연구자 박나영 조교수 대구가톨릭대학교 식품공학전공
[대한급식신문=박나래 기자]‘요구르트의 나라’로 알려져 있는 불가리아 사람들의 식탁에서 빼놓을 수 없는 것은 요구르트다. 특히 세계적으로 알려진 장수마을 스몰랸(Smolyan)시 사람들의 점심과 저녁 식탁엔 늘 요구르트·치즈 등이 포함돼 있는 것으로도 유명하다.
요구르트 제조에 사용되는 probiotic(이하 프로바이오틱스) 유산균은 pH4.5 이하의 산성조건에서 내성이 있어야만 한다. 또한 인간의 장에서 분리한 유산균은 산성조건에 매우 민감하므로 발효유 제품 제조 시 내산성이 강한 균주를 사용하고 있다.
그 중 김치는 원재료들이 갖는 생리활성과 발효 미생물인 유산균의 프로바이오틱스 기능을 동시에 갖는 채소 발효식품 중 하나다. 김치 유산균의 발효는 초기 원재료에 존재하는 여러 종의 미생물로 시작되지만 발효가 진행될수록 산도가 증가하면서 대부분이 유산균으로 채워진다.
이에 대구가톨릭대학교 식품공학전공 박나영 교수는 김치 발효 유산균을 요구르트 제조에 사용할 수 있다고 판단했다. 이에 따라 박 교수는 산내성이 있는 유산균을 분리해 프로바이오틱스 기능을 검증하고 이를 이용해 요구르트를 제조한 후 발효특성 및 품질 특성을 비교했다.
이번 실험은 대구·경북지역에서 수집한 ▲김치 ▲식혜 ▲막걸리 ▲물김치 등 전통 발효식품이 주요 재료로 사용됐다. 박 교수는 이들 재료의 각 샘플을 희석한 후 37℃에서 24시간 배양해 50균주를 분리했다. 또한 분리한 50균주의 유산균 중 응고현상을 보인 16균주는 MRS 사면배지에 24시간 배양한 뒤 4℃에서 보관 및 사용했다.
선발된 16균주를 대상으로 그람 양성균인 L. monocytogenes, S. aureus, B. cereus와 그람 음성균인 E. coli, S. entritidis, V. vulnificusicus에 대한 항균활성을 측정한 결과 ‘KM32(막대모양 김치)’ 균주가 가장 우수한 항균활성을 나타냈다.
구강을 통해 섭취되는 프로바이오틱스는 강산성의 위산과 담즙산에서 살아남은 뒤 최종 목적 부위인 장에 도달해야만 효과를 발휘할 수 있다. 이에 대해 박 교수는 “KM32는 본 실험에 사용한 pH를 1.5로 조정한 인공 위액에서 log reduction이 1.14를 나타냈다”며 “인공 담즙액에서 생균 수가 증가했으므로 실제 인체 내 소화기관을 통과할 경우에도 우수한 생존율을 나타낼 수 있을 것으로 판단한다”고 설명했다.
이와 함께 요구르트 스타터(발효에 의해 얻어진 유제품의 제조에 있어서 산을 생성하거나, 맛을 내기 위해 사용되는 미생물을 배양한 것)의 이용 가능성을 검증하기 위해 ▲KM2(둥근모양 김치) ▲KM24(둥근모양 김치) ▲KM32(막대모양 김치)와 KM72(막대모양 물김치) 균주의 환원 탈지유에서 배양된 생균 수, pH, 산도의 변화를 실험했다.
조사 결과, 가장 높은 생균 수를 나타낸 KM24 균주만 요구르트 제조용 스타터로 사용될 것 같았지만 KM32가 내산성, 담즙액 내성, 환원 탈지유에서 양호한 성장을 보이면서 두 균주가 선택됐다.
두 균주를 단독(단독 접종구) 및 혼합 배양한 결과, 유산균 수는 배양 24시간째 108CFU/mL 이상 이었으며, 배양 72시간까지 동일한 수준을 유지했다. 이에 박 교수는 분리 균주를 혼합해서 사용할 경우 부드러운 요구르트 제조가 가능할 것으로 판단했다. 그러나 이 같은 경우에는 산의 생성이 완만해지기 때문에 48시간 이상 배양시간이 필요하다.
한편 소비자의 기호성에 영향을 미치는 요구르트의 점도는 KM24의 점도(675cp)가 가장 높았으며, 혼합 배양할 경우 465cp로 감소했다. 요구르트의 점도는 요구르트 혼합액의 총 고형분 함량과 단백질 가수분해 정도, 스타터의 산과 점액 생성 능력에 영향을 받아 형성된다.
이번 연구 결과에 대해 박 교수는 “KM24와 KM32는 내산성이 강하고 프로바이오틱스 기능이 있으며, 발효·저장 시 높은 생균 수를 유지하므로 요구르트 제조 시 단독으로 사용하기보다는 복합 스타터로 사용하는 편이 적합할 것으로 판단한다”고 강조했다.
