Interaction between Lactobacillus acidophilus and Kluyveromyces fragilis on the Metabolism of Galacto-oligosaccharides in Soymilk

Kor. J Appl. Microbiol.

Bioeη:g.

Vol. 15, No. 4, 253-260

(198η

La ctobacillus acidophilus 와 Kluyveromyces fragilis 에 의 한 두유의 젖산발효중 비소화성 과당류 대사의 상호작용

류인덕 J*. 유주현 2

l

중주공업전문대학 식품공업과

2

연세대학교 공과대학 식품공학과

Interaction between Lactobacillus acidophilus and Kluyveromyces fragilis on the Metabolism of Galacto-oligosaccharides in Soymilk.

Lew ,

111

Deok

l *

and Ju Hyun Yu

¹

1

Department 01 Food TechndlQ.양" Chung Ju National Technical College , Chung B

^.J

ck 320-79 , Korea.

2

Department 01 Food Engineering , College 01 Engineering , Yonsei University , SeouI12[ , Korea

Tbe mecbanism involved in tbe enbanced growtb and lactic acid production of Lactobacillus aci- dophilus (KFCC12731) mixed witb Kluyveromyces fragilis (KFC C3 5458) in soymilk was investi- gated. K. fragilis was grown in soymilk and tbe resulting culture filtrate was added to tbe culture of L. acidophilus and tbe effect on tbe growtb and acid production was observed. It was found tbat K.

fragilis produced enzymes whicb can convert sucrose , raffinose , and stacbyose , common sugars of soymilk , into glucose and fructose wbicb can be fermentedby L. acidophilus , and in turn stimulated growtb and acid production of tbe latter.

두유는 읍료로서 가공되고 있으며 그 소비 량도 정 정 증가하는 추세에 있으나 그 중에는 섭취하였을 때 소화되지 않고 대장에 있는 장내 미 생울에 의해 탄산가스， 수소， 에탄 등으로 :분해되 어 장내에 가스 를 차게 하는 raffinose , stachy ose와 같은 비 소화성 과당류(flatulence factors)가 함유되어 있다(1 - 9

)

.

대두취를 감소시키고 산미를 부여하므로서 두유의 기호성을 개선하고 소화율을 높일 목적으로 두유를

L. acidophilus 만으로 젖산발효시킬 때 젖산생성이

불량하였다 ( 10) . 이것은 L. acidophilμs가 두유 중 의 비 소화성 과당류인 raffinose , ~tachyose는 풀론 이고 sucrose 조차도 잘 이용하지 못하여 두유 중에 서 생육상태가 좋지 않기 때문이라고 생각할 수 있 다. 그러 나 두유를 K. fragilis와 함께 L. acido-

phil:μs로 흔합 발효한 경우는 L. acidoph ilμs 만으로 단독 발효한 경우 보다도 산 생성 속도가 빠르고 산

생성량이 현저히 많았다

(10)

. 이것은 L. acido.

ph ilus를 K. fragilis와 흔합 배양시에는 두유 중의 비 소화성 과당류와 sucrose가 L. acidophilus의 생 육과 젖산발효에 이용될 수 있기 때 문이 라고 생각되 었다. 그러므로 두유를 L. acidophilus와 K. fragilis

로 혼합 발효시 이 두 균주가 어떠한 상호작용으로 두유 중의 비소화성 과당류와 sucrose를 이용하며 또한 산 생성이 촉진되는지를 규명하기 위하여 L acidoPhilus 의 생 육과 젖 산발효에 미 치 는 K. fragilis

발효두유 여액의 영향을 조사하였고 우유를 L.

acidophilκs와 K. fragilis 각각으로 단독 발효하거 나 또는 이 두 균으로 혼합 발효하면서 두유 중의 비소 화성 과당류인 raffinose , stachyose 빚 sucrose의 변화상태 를

HPLC를 사용하여

경시적으로 조사하였 다.

Key words: Metabolism of galacto-oligosaccharide ,

mixed

culture , soymilk.

• Corresponding author

253

254

재료 및 방법

사용균주

본 실험에 사용한 젖산끌과 효모는 한국종칸협회 에 서 분 양 받 은 LactobaciUκs acidophilus KFCC

12731과 Kl:μ~yveomyces fragilis KFCC 35458을 사용 하였다. 균주의 보존용 배지로는 효모의 경우 YM

한천 배지를， 젖산균의 경우 121'C 에서 20분간 가압 열균한 10% (w/v) 환원탈지유 배지에서 12시간 배양 한 후 냉동 보관하면서 실험에 사용하였다.

두유의 조제

·

전 보에서 사용한 방법에 준하여 조제하였다 ( 10) .

Soywhey의 조제 전 보에서 사용한 방법 에 준하 여 조제하였다 (10) .

Starter의 배양과 접종

.

전 보에서 사용한 방법에 준하여 행하였다 (10) .

발효두유 여액의 조제 Moon 등의 방볍 (11) 을 일부 개량하여 실시하였다. 즉 효모를 두유 배지에서 3 7'C 로 일정시간 배양한 후 1 N-Iactic acid 용액으 로 pH4.2가 되도흑 조절하여 단백절을 완전히 응고 시켰다 01 응고시킨 액을 냉동원섬분리기 (Sakuma model 50A-1

,

]apan)로 4 'C

,

12

,

000 rpm에서 20 분간 원심분리하여 상등액을 얻었다. 이 상등액을 l N-NaOH 용액을 사용하여 pH를 원두유의 pH 6. 60 으로 환원시키고 다시 20

,

000 rpm에서 30분간 재 원 섬분리하여 미량의 단백질을 침전시켰다. 그 다음 상등액을 Toyo filter paper No. 5C로 여 과한 후

Milipore membrane filter paper(pore size 0.45

mμ)로 여과하여 제균한 것을 발효두유 여액으로 하 였다.

효모 발효두유 여액에서 젖산균의 생육과 산 생성 효모로 일정시간 말효한 두유 여액에 젖산균을 접

Table

1.

Operating condition of HPLC for analysis of free sugars in fermented soymilk and soywhey.

Instrument HPLC

(W

aters 402 , U.S.A.) Column μ Bondapak carbohydrate column Mobile phase: Acetonitrile: water

=

70: 30 Flow Rate 2.D mllmin.

Chart speed

,

0.5 cm/min.

Detecto RI detector R401 Attenuator 4 x

Sample load 20 μ 11 injection

Kor. ]. Appl. Microbiol. Bioeng.

종하여 37'C 에서 배양하면서 경시적으로 젖산균의 생육과 적정 산도를 측 정하였다. 발효두유 여액에서 균체의 생육 측정과 적정 산도는 전 보에서 사용한 방법 에 준하여 행 하였다 (10) .

효모 발효두유 여액의 첨가

:

우유 9ml에 효모를 접종하여 일정시간 말효한 두유 여액 1 ml씩을 첩가 (대조구는 0시간 발효여액 1ml 첨가)한 다음 젖산 균을 지시균으로 하여 37'C 에서 배양하면서 갱시적 으로 적 정 산도를 측정하였다.

열처리한 효모 발효두유 여액의 첨가

.

효모 말효 두유 여액을 100'C 에서 10분간 열처리한 것을 두유 에 10% (v/v)씩 혼합하여 젖산균을 배양하면서 적정 산도를 경시적으로 조사하였다.

당류의 분석 Richmond 등의 방법 (12) 을 일부 개량하여 실시하였다. 시 료 중의 단백질을 변성시켜 침 전 제 거 한 목적 으로 ethanol을 사용하나 그 대 신에 단백질을 찰 변성시키고 HPLC로 당 분석할 때 mobile phase로 사용하는 acetonitrile을 사용하였 다. 시료 10ml에 acetonitrile 10 ml를 가하여 완전 히 혼합한 후 20

,

QOO rpm에 서 20분 동안 원심분리

(Hitachi model 55P ultracentrifuge)하여 얻은 상 등액을 Toyo filter paper No. 5C로 여 과하고 clari.

fication kit(Waters 社)를 통과시켜 여액을 얻었다.

이 여액을 SEP- PAK Ct

a

cartridge(Waters 社) 로 지질， 단백질， 색소플질을 제거한 후 HPLC 방 법으로 분석하여 발효 과정중 당의 변화를 조사하였 다. 당류의 분석조건은 Table 1과 같이 하였다.

결과 및 고찰

L. aCidophilus의 생육과 젖산발효에 미치는 K

fragi/'샤 발효두유 여액의 영향

두유를 L. acidoPhilus 만우로 단독 발효한 경우보 다 K. fragilis와 함께 혼합 발효한 경우가 산의 생 성 속도가 빠르고 산 생성량이 많았다 (10). 그러으 로 K. fragilis로 발효시 킨 두유 중에 L. acidophilus

의 젖산 발효를 활성화 시키는 물질이 존재하는지를 알아보기 위하여 두유와 K. fragilis로 37'C 에서 12

시 간 발효한 두유로 부터 pH 4. 2(1actic acid) 침 전 단백질을 제거하여 조제한 발효우유 여액 각각에 L.

acidophilμs플 배 양하여 균의 생육과 산 생성을 경 시 적우로 검토한 결과는 Fig.1과 같다.

젖산균의 생육과 산 생성 속도는 우유 여액에서

보다 K. fragilis로 발효한 두유 여액에서 배양한 것

Vol. 15 , No. 4

1.000 ;

를 0.800

0

8

16

Culture tim

e(h

rs)

Fig.

1.

Effect of K. fragilis culture filtrate on growth and lactic acid production of L acidophilus KFCC 12731 at 37

⁰

C.

Symbols :

0

, growth in soymi1k filtrate; ., growth in 12h-culture fi1trate; 6 , lactic acid production in soymilk fikrate; ‘ , lactic acid prodμction in 12h-culture filtrate.

이 현저히 빨랐다 .

2

4시간 배양하였을 때의 균체수

255

0

.4

”‘

ι

2

ov

nU

(옹)캅 ·g.

잉여

O

O 8 16 24

Culture time

(h

rs)

Fig. 2. Effeet of K. fragilis culture time on the fermen- tation of substance which promoted grow th and acid production of L. acidophilus KFCC 12731 at 37

⁰

C.

Culture filtrates prepared by growing K. fragilis for Oh(이， 12hι}， 24h(O)

,

and 48h(.) were added to soymilk (10% , v/v) before L. acidophilus was inoculated.

와 산

생성량은‘ 우유 여액에서 배양한 것보다 K. 산 생성 속도는 K.

fragilis로

장시간 발효한 두유 fragilis로 발효한 두유 여액에서 배양한 것이 각각 여액을 첨가한 것이 단시간 발효한 두유 여액을

첨

2.3배와 3.9배 많았다. 이 결과로 부터 K. frag ilis 가한 것보다

빨랐다.

로 말효한 두유

여액

중에는

L.

acidoPhilμs의 생육

과 산

생성을

촉진하는 물질이

있다는 것을 알 수

있

젖산 발효에 미치는 K. fragilis 발효두유 여액의

었다. 열처리 영향

K.

f

ragilis로 12시간 발효한 우유 여액에서 L. 두유를 K. fragilis로 시간별로 발효하여 조제한

acidophilus을

배양시 균생육과 산 생성이 촉진되었 각각의 발효두유 여액을 열처리하여 두유에 10%(v/

으므로 일정시간별로 발효한 두유 여액이 L.

v

)씩 첨가한 다음 L. acidophilμs 에 의한 산 생성 촉 acidophilus의 젖산생성에 어떤 영향을 주는지를 알 진 효과를 검토한 결과는 Table

2와

같다.

아보기 위

하여 K. fragilis로 일정시

간별로 발효한

L.

aciáoPhilμs에 의 한 두유에서

의 산 생 성 량은 열 두유

여액을

두유에 10% (v /v)씩 첨가한

다음 여기에 처리하지

않은 발효두유 여 액을

사용할

경우 장시간 L.

acidophil

μs를 접종하여 경시적으로 산 생성량을 발효한 두유

여액을

첨가한

것

이 많았다. 열처리 한 검토한 결과는 Fig. 2와 같다.

여액을

사용하였을 경우는 1

2시간

발효한 두유

여액

Table 2. He와 stability of K. fragilis produced substance which stimulated growth and acid production of L ac;-

&ψhilus.

So

ymilk was supplemented by 10%(v /v) culture fi1trate which was previoulsy for 10 min at 100

⁰

C or not hea- ted (for contro

l).

Acidity

W88

determined after 24h incubation at 37

⁰

C.

Incubation

^La

ctic acid production

Nonheat treatment

time(hrs) Heat treatment

o m

장 뼈

Total acidity(%) Stimulation(%) Total acidity(%) Stimulation(%)

0.16 100 0.16 100

0.23 144 0.17 106

0.27 169 0.15 94

0.39 244 0.13 81

256

을 첩가한 것이 산 생성량이 가장 많았다. 그러나 열처리한 발효두유 여액을 첨가한 것이 열처리하지 않은 발효 두유 여액을 칩가한 것보다 적었다. 이러 한 결과로 부터 K. fragilis 발효 두유 여액 중에는 L. acidoPhilμs 가 분해할 수 없는 과당류 또는 단백 칠 등을 가수분해하는 효소가 존재하고 있으며 영 처 리하면 효소가 변성되어 울활성화되으로 L. acido- philiμs에 의한 산 생성량은 열처리한 발효두유 여액 을 첨가한 것이 열처리하지 않은 발효두유 여액을 첨가한 것보다 적었다고 생각할 수 있다.

K. fiγα:gilis에 의한 두유 중의 당류의 변화

Lodder 등

(1 3) 에 의하면

K.

βagilis는

glucose , galactose, sucrose, lactose 그리고 raffinose를 1/ 3 발효한다고 하였다. Kluyver (

14

) 는 효모의 당류 발 효특성에 대한 일반적인 규칙을 만들었으며 sucrose 를 말효하는 효모이 면

raffinose도 발효한다고

하였 다. 그러 나 K.

fragilis

가 stachyose와

melibiose플

발효할 수 있는지에 대한 연구보고는 찾아볼 수 없 였 다. Wallenfels 등 (1 5) , Lodder 등 (13) , Dey (16) 등은 효모중에는

^Q•

galactosidase , melibiase 와 mvertase 등의 과당류를 분해 하는 효소플 갖고 있다고 하였다. 그리고 위의 실험결과에서 K.

fragilis 발효두유 여 액 중에 는 sucrose , raffinose ,

stachyose를 분해

하는 효소가 존재 한다고 생 각되 었 으므로 K.

fragilis

로 발효할 갱 우 두유 중의

sucrose , raffinose , stachyose 등의 당류가 경 시 적 으로 어떻게 변화하는지를 검토하였다.

K.

fr，α:gilis가 sucrose를 가수분해

하는 ínvertase

MANNINOTRIOSE GALACTOBIOSE

MELIBIOSE

하 Z\ 」 <”

*1 ^< @ ”1 a

a찮느앓γ3”짧;놓/eo앓ζ%싼 。 펄{>1 1 ^0k

GALACTOSE GALACTOSE GLUCOSE FRUCTOSE SUCROSE

、/

RAFFINOSE

STACHYOSE Fig. 3. Structure of stachyose

Kor. f. Appl. Microbio

l.

Bioeng.

A

B

S

(1)

S

(1)

St St

Retention time

Fig. 4. HPLC chromatogram profiles of free sugars in soymilk before

(1)

and after (2) fermenting for 16 hrs with strains KFCC 32422 (A) and KFCC 35458

(B).

R, raffinose; 5t, stachyose; M, melibiose; and X, manninotriose

와 melibiose을 가수분해하는 melibiase 그리고

stachyose 분자내의

a

- galactoside 결합을 가수분

해하는

a

-galactosidase 활성을 모두 가지고 있다

면 stachyose 구조 (Fig.3 ) 에서 보는 바와 같이 sucro se는 물온 raffinose , stachyose를 완전 히 가 수 분해하여 galactose , glucose ,

fructose와 같은 단당

류를 유리시킬 것으로 생각할 수 있다.

K.

fr，α:gilis

두 균주를 두유에 각각 접 종하여 3TC 에셔 16시간 배양하였을 때 두유 중에 있는 당류의 변화상태를 분석한 HPLC

chromatogram은

Fig.4

와같다.

K. fragilis로 16시 간 발효한 두유와 발효하지 않 은 두유 중의 당류를 분석 한 두 HPLC chromato-

gram을 서로

비 교하면 발효하지 않은 두유 중에는

미 량의 만당류

(glucose， fructose)와

sucrose , raf- finose ,

stachyose가 함유되어 있었다 .

K. fragilis- KFCC

32422로 발효한 경 우는 sucrose는

대부분 감 소하였고

stachyose는

마 량 강소되 었 다. 이 와 반대 로

melibiose와 manninotriose가

미 량 생 성 되 였 다.

K. fragilis KFCC

35458로

발효한 경 우는 sucrose

는 K. fr，α~gilis KFCC

32422로

발효한 갱 우와 같은 정

도로 소모되었으나 비소화성 과당류인 raffinose ,

Vol. 15

,

No. 4

stachyose 는

대

부분 소모되

었다.

이

와 반대로

melibiose는 아주 미

량 생 성 되 었고 m anninotrrose

는 다량 축적되

였

다. 이러한 결과들을 볼 때

K.

fr，αiJilis는 sucrose와 비 소화성 과당류인

raffinose

,

stachyose

분자내의

fructose 결

합(a， β-1 ，

2 결합) 을 가수분해

하는

invertase 활성

은 강하지

만 a - galactoside 결 합을 분해

하는 a

- galactosidase

활 성화 melibiose를 분해

하는 melibiase 활성은 없

다

고

할 수 있

다. 그러므로 K.

fragilis 는

상

면발효 효

모로서 suc

rose를 glucose와 fructose로 raffinose을 fructose와 melibiose로 stachyose를 fructose와 manninotriose로 분해

한다는 것 을

알 수

있았

다. 그

리

고

K.

fragilis는 균주에 따라서 당 이

용속도가 차

이가 있음을 알았다.

K. fiγα~gilisOII 의한 단당류 생성에 미치는

sucr ose

농도의 영향

위

의 실험 결과에서

K.

fr.α~gilis로 발효한

두유 여 액 중에 는 sucrose, r affinose , stach

yose플 분해

하 는

효

소가 존재 한다는 것 을 얄았고

Fig.4에서 두유를

K.

fragilis로 발효시키으로서 sucrose의 함량이 감 소하

였으며 L.

acidophilμs와 흔합 발효시

sucrose

의

첨

가량을 높임에 따라서 산 생성이 증가하였다

2.4

-

^줄

2.0

옹 1.

6

홍 |

를

1.

2

』

열

융 0.8

잉

i ι，

0.4

1.

0

1.

5

Sucrose

(%

w/v)

Fig. 5. Effect of sucrose concentration on the accumula.

tion of glucose and fructose in soymilk during fermenta- tion by single and mixed strains of L. acidophilus KFCC 12731 and K. fragilis KFCC 35458 at 37

⁰

C for 24 hrs.

Symbols:

0

, L.

acidophilμs

;

6

K.

fragt’lis;

口

， L. aαido­

philμs plus K. fragilis.

257

(10) .

이

러

한 결과로 부터

L.

αα:doph

ilus는 su

crose를 잘 이

용하지 봇하으로 단독 발효시

는

산 생 성

이

불량하지만 K.

fragilis와의 혼합 발효시

는 K.

fr，αiJilis 가 생산하는 효소에 의해 sucrose가

glucose

와 fructose

로 가

수

분해

되

고 이 만당

류

플 L

acidophilus 가 이용할 수 있기 때문에

두유

에 sucrose의 첨 가량을 증가시 컴 에 따라서 산 생

성 량

이

증

가한다고 생각할 수 있다. 그

러므로 두유

에 sucrose를

O . 5- 3. 0% (w/ v)

범위

에

서 각 농도가 되 게 첨 가한 후

37

⁰

C

에 서 24시 간

L.

acidophilιtS와

K.

fγagilis

각각으로

단독 또는 이 두 균으로 흔합

발효

하여 단당류의 축적상태

를

죠사하였으며 그 결과는 Fig.5와

같

다.

L.

αcidophilus로 단독 발효시

는 두유에 sucrose

의 첨

카량을

증

가시켜 도

glucose와 fructose는 생

성 되

지 않았다.

따라서 이 젖

산균은 sucrose를 이

용하 지 못함올

알 수 있였다.

그러나 K.

fragilis 로

단독 발효하였을 경우와 L

αcidophilus와 흔합 발효하였

을 경우는 둘다 두유에 sucr ose 첨가량을

증

가시컴

에

따라서 g

lucose와 fructose의 축적 량이 급격

히 증가하였다.

Sucrose의 첨 가농도에 따흔 단당류의

축적량을 서로 비교해 볼

때

K.

거αiJilis로 단독 발

효하였을 경 우가 L.

acidophilus

와

흔합 발효하였을

경우보다 많았다. 이

것

은 흔

합

발효시 K.

fragilis가

생 산하는 invert

ase에 의 해 sucrose가 glucose와

fructose로 분해되고 이 분해된 당의 일부플

L

acidophilus 가 이용했기 때문이라 고 생각되었다. 이 로 인하여 두 균으로 혼합 발효시 두유에 sucrose의 첨가량이 증가함에

따라서 산 생성량이 증가한 것이

라고 생각할 수 있다.

K. fragilis

단독

경시적 변화

발효에 의한 두유 중의 당류의

효모의 생육으로 인하여 두유 중에 있는 당류의 함량이 변하므로(Fig.4 ) 두유를 K.

fragilis로 단독

발효하여 경시적으로 두유

중에 존재하는 당류의 변

화상태를 검토한 결과는

Fig.6

과 같다.

S ucr ose, raffinose,

stachyose의 함량은 발효시 간

이 경 과함에 따라서 감소하였고

stachyose의 가수분

해울로 생각되는

manninotriose는 발효 8시간 부터

계 속 축적 되 었 다.

Glucose와 fructose는 발효 12시

간까지 계속 축적되었고 그 후 감소하 였다.

Kor. f. Appl. Microbiol. Bioeng.

stachyose는 자화할 수 없으며 이 로 인하여 두유플 L. acidoPhüμs 만으로 단독 발효시 산 생 성 량이 적 다는 것을 알수 있었다.

L. acidophilus오f

K.

fragilis으|

두유 중의 당류의 경시적 변화

L. acidophilμs와 K. fra~ilis로 혼합 발효할 때 두 유 중의 당류의 변화를 경시적으로 조사한 결과는 Fig.8과 같다 . K. fragilis로 단독 말효할 갱우와 같 이 sucrose , raffinose , stachyose는 경 시 적 으로 감 소하였고 stachyose 가수분해울인 mannÎnotriose가 발효 4시간 부터 계속 축적되였다.

그리고 단당류인 glucose와 fructose는 발효초기 부터 12시간까지 계속 축적되었으나 그 후 부터 감 소하였다. 발효시간이 12 시 간 되었을 때의 glucose 와 fructose의 축적 량은 K. fragilis로 단독 발효할 때와 거의 같은 수준으로 차이가 없었다.

이러한 결과로 부터 두유에서 L. αàdophil，μs와 K. fragilis로 혼합 발효시 12시 간 동안은 주로 K.

fragilis의 생육。

l

활발하고 그 이후에는 L. acido

philus의 생육이

활발하다고 생각되였다.

의한

흔합 발효에

8 16

Culture time

(h

rs)

Fig. 6. Changes of sugar contents in soymilk during fer- mentation by K. fragilis KFCC 35458 at 37

⁰

C.

Symbols: 0 , sùcrose; 口， stachyose;

0

, raffinose;. , manninotriose ; e , glucose plus fructose.

ζ〉

....

x

g

멍

3.0 몹 ‘

2.0 흥

01

_g

b

1.

0 를

를

0 훌

258

24

L. acidophilus와 κ ’'ragilis의 단독 또는 흔합 발 효에 의한 두유 중의 단당류와 산 생성량의 경시적

변화

L. acidophilus와 K.

fragilis로

흔합 발효할 때 두 유 중의 당류의 변화상태는 K.

fragilis로

단독 발효

L. acidophilus의 단독 발효에 의한 두유 중의 당

류의 경시적 변화

K. fragilis로 단독 발효시 우유 중의 당류가 변하 므로 L. acidophilμs로 단독 발효시 두유 중의 당류 가 어떻게 변화하는지를 검토한 결과는 Fig.7과 같 다. L. acidophilμs로 단독 발효할 때 두유 중의 sucrose , raffinose , stachyose 함량은 발효시 간에 관계없이 변화가 없었a며 미량드로 존재하는

만당

류만이 감소하는 경향을 나타내였다. 이 결과로 부 터 본 실험에 사용한 L. acidophilμs 는 두유 중에 미 량 존재 하는 glucose와 fructose는 발효할 수 있으 나 K. fragilis 와 는 달 리 sucrose , raffinose 와

(mlg

이써

때

∞。.뇨드g--

×

엉얼

업올)

잉gg를

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([~~스ì-_ →→r ←--깅

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b()

!0.2

16 Culture tim

e(h

rs)

Fig. 8.

Ch

anges of sugar contents in soymilk during fer- mentation by mixed strains 01 L.

acidophi，ω8

KFCC 12731 and K. frtlflilis KFCC 35458; inoculated at 1:5 ratio at 37

⁰

C.

Symbols: o. sucrose;

口

， Stachyose;o , Raffinose;. ,

Mannino빼ose;

e , Glucose plus Fructose.

8 O

O 0.1

24

Fig.7. Changes of sugar contents in soymilk during fer- mentation by

L. acidophih뻐

KFCC 12731 at 37

⁰

C.

Symbols: o , sucrose; 口， stachyose

;0;

raffinose; ., glu- cose plus fructose.

8 16

Culture time

(h

rs)

25 9

젖산 발효에 의하여 산도가 현 저히 높아졌 을 때 효 모는 그 생육이 저해되며 그 결과로 alcohol 발효 역시 억제된다고 한다 (

17-18).

그러므로 딸효

12시

간 이후 부터는 효모의 생육과 alcohol 발효가 점점 억제되고 주로 L. acidophil，κs에 의한 젖산발효가 진 행되므로

이 발효시간 동안에 산의 축적량이 급격히

증가한다고 볼 수 있다.

이상의 연구결과로 부터 우유를 L. acidophil，μs 만

으로 단독 발효하는 것보다

L. acidophilμs와 K

fr， α:gilis로 혼합 발효하는 것

이 산 생성 속도가 빠르

고 산 생성량이 많은 것은 L.

acidoPhilμs는 두유 중

의

sucrose와 비 소화성 과당류로 알려

진 r affinose ,

stachyose플 자화

또는 발효하여 젖산을 생 성

하지

못하나 K. f

ragilis와 흔합 발효할 경우-

K. fragilis 가 생산하는 효소에 의해 야들 과당류로 부터

glucose , fructose

둥의 단당류가 생

성

되

고

이

생 성 된 단당류를 L. acidoPhilμs가 이 용하기 때 문임을 알

았다.

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두유플 Lactobacillμs acidopflilus(KFCC 1273 1) 와 K luyveromyces fragilis(K FCC 35458 ) 로 혼합 발효시 이 두 균주가 어 떠 한 상호작용￡로 우유 중의 비 소 화성 과당류와 suc

rose플 이 용하여

L. acidophilμs 만으로 단독 발효시 보 다 더 많은 산을 생성 하는지 를 조사하였다.

K. fragilis로 발효 한 두유 여 액은 L. acidophil: μs 의 생육과 산 생성을 촉진 하였으며 그 중에는

sucrose , raffinose , stachyose를 가수분해 하는 효소 가 함유되어 있었다.

두유플 L. acidophilus와 K. fragilis 각각유로 단독 또는 이 우 균으로 흔합 발효시 두유 중의 당류의 변 화상태 와 산 생성과의 관계 를 조사한 결과 L.

acidoPhilus 는 두유 중의 sucrose와 비 소 화성 과당류 로 알려진 r affinose, stachyose플 자화하여 젖산을 생성하지 못하였 다. 그러나 K. fragilis와 혼합 발효 할 경우 K. fragilis 가 생산하는 효소에 의 해 sucr ose 는 glucose 와 fructose 로， r affi nose 는

fructose와 melib

iose로， stachyose논 fructose와

manninotriose로 분해

되고 이 때 생 성 된 단당류를 L. acidoPhilus가 자화함￡로써 젖 산발효가 촉진 되 었다.

요 약

8 16

Culture time(hrs)

Fig. 9. Changes of monosaccharide

s(

closed) and acidity (open) in soymilk during fermentation by

IiÌl

tgle “ ^ri-

angles) and mixed strains (circles) of L. acldophlllu KFCC 12731 and K. frøglll8 KFCC 35458 inoculated at 1: 5 ratio at 37

⁰

C.

한 경우와 거의 같은 경향을

나타내었다.

따라서

혼

합 발효시 K. fragilis에 위해 과당류로 부터 생성된 glucose와

fructose가

L. acidophil，μs에 의 하여 이 용 되는 결과가 분명 하지 않 았다. 그러으로 이 현상을 규명 하기 위 하여 L. acidophilμs로 단독 또는 L.

acidoph ilμs와 K. fragilis로 흔합 말효하여 우유 중 의 단당류와 산 생성량을 경시적으로 겸토하였다.

그 결과 Fig. 9에 나타난 것과 같이 L. acidophilμs로 단독 발효할 경우는 단당류인 glucose와

fructose는

발효시간이 경과해도 축적되지 않았다. 다만 두유 중에 미 량 함유되어 있는 단당류만을 받효하여 극히 적은 양의 산을 생성하였다. 그러나 L acidophil: μs 와 K. fragilis로 혼합 발효할 경 우는 12시 간까지 발 효시간이 경과함에 따라서 만당류의 축적량이 계 속 증가하였고 그후 부터는 감소하였다. 이때 L acidophilμs에 의 한 산 생성 속도는 단당류 축적 량이 계속 증가하는 발효

12시간까지순 아주

느렸고 단 당 류의 축적향이 급격히 감소하는 발효 12시 간 이 후 부터는 빨랐다. 혼합 발효시 12시 간 동얀은 단당류 의 양은 급속도로 증가하나 산 생성량이 서 서 히 증 가하는 것으로 보아 이 발효시간 동안은 K. fragilis 의 생육 속도가 L. acidophilus보다 훨씬 빠료다는

^,

것을 알 수 있다. 그러나 발효

12시간 이후에

는 단 당류의 축적량이 급속도로 강소하면서 산 생성량이 즙격히 증가하는 것요로 보아 이 말효시 간 동안은 L. acidophilμs의 생육속도가 K. fragilis보다 훨씬

빠르다고 생각되었다.

0

24

0

260

사 사

본 연 구는 아산 연 구재 단 연 구비 지 원으로

수행

되

였으며 。l에 깊

이 감사를

드렵

니다.

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