유산균 발효 식혜 첨가 떡볶이 떡의 품질 특성 및 유통기한 설정 전현일

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유산균 발효 식혜 첨가 떡볶이 떡의 품질 특성 및 유통기한 설정

전현일¹․오병민¹․오현화¹․정도연²․김영수¹․송근섭¹

1전북대학교 식품공학과

2(재)발효미생물산업진흥원

Quality Characteristics and Shelf-Life Establishment of Tteokbokki Tteok Added with Sikhye Fermented by Lactic Acid Bacteria

Hyun-Il Jun¹, Byung-min Oh¹, HyeonHwa Oh¹, Do-Youn Jeong², Young-Soo Kim¹, and Geun-Seoup Song¹

1Department of Food Science and Technology, Chonbuk National University,

2Microbial Institute for Fermentation Industry (MIFI)

ABSTRACT This study was carried out to investigate the effects of Sikhye fermented by lactic acid bacteria (SFLAB) on the quality characteristics and shelf-life of Tteokbokki tteok. Soluble solids, reducing sugar, pH, total acidity, and total phenolic content (TPC) in 0% Tteokbokki tteok added with Sikhye fermented by lactic acid bacteria (TTSFLA) were 0.60°Brix, 4.23 mg/g, 5.52, 0.03%, and 0.04 mg/g, respectively. As addition of TTSFLAB increased, soluble solids, reducing sugar, total acidity, and total phenolic content increased. Among the five TTSFLABs, 100% TTSFLAB showed the highest antioxidant activity as well as TPC. The antioxidant activities of 100% TTSFLAB were 2.94, 4.22, 3.29, and 6.17 times higher than those of 0% TTSFLAB in terms of DPPH radical assay, ABTS radical assay, reducing power, and ORAC, respectively. The microbiological properties of TTSFLAB based on total viable count, E. coli, and Bacillus cereus were investigated at different fermentation temperatures and periods, to determine shelf-life.

As fermentation temperatures and periods increased, these parameters also increased remarkably. Total viable count showing the shortest shelf-life (9∼13 days at 10°C, 5∼7 days at 20°C, and 3∼5 days at 30°C, respectively) was selected as an indication parameter for shelf-life prediction of TTSFLAB. These results suggest that SFLAB may be useful as a potential functional food ingredient for enhancing health and shelf-life.

Key words: Tteokbokki tteok, lactic acid bacteria, quality characteristics, shelf-life

Received 18 May 2020; Accepted 3 July 2020

Corresponding author: Geun-Seoup Song, Department of Food Science and Technology, Chonbuk National University, Jeonju 54896, Korea

E-mail: [email protected], Phone: +82-63-270-2568

Author information: Hyun-Il Jun (Researcher), Byung-min Oh (Re- searcher), HyeonHwa Oh (Researcher), Young-Soo Kim (Profes- sor), Geun-Seoup Song (Professor)

서 론

최근 고령화 및 1인 세대의 증가로 쌀의 소비형태가 전통 적인 쌀밥에서 설기, 떡볶이 떡 등과 같은 편의식 가공제품 형태로 변화하고 있다(Shin과 Lee, 2018). 쌀 가공제품의 시장 규모(2017년 기준)는 1,122억 원으로 막걸리, 소주 등 과 같은 주류가 약 38.5%, 떡볶이 떡, 설기, 증편 등과 같은 떡류가 약 23.9%, 즉석밥, 쌀 과자, 쌀 음료 등과 같은 간편 식류가 약 16.2% 순이었으며, 떡류의 60% 이상을 점유하고 있는 떡볶이 떡은 소비자의 관심이 증가하면서 시장 규모가 급격히 증가하고 있는 상황이다(Lee와 Kwon, 2013; Park

등, 2018).

기존의 떡볶이 떡에 함유된 전분의 노화로 인해 떡볶이 제 조과정 중 퍼지며, 압출성형을 통해 제조된 떡볶이 떡은 수분 활성도가 0.85 이상의 곡류 가공품으로 냉각 및 포장 과정 중에 손쉽게 미생물이 증식하는 잠재적 위해식품군(Poten- tially Hazardous Foods, PHFs)이기에 오랜 기간 보관이 어 렵다는 단점을 가지고 있다(Mun 등, 1996; Shin 등, 2016;

Jung 등, 2018a). 이런 단점을 보완하기 위해 항균제, 주정, 유기산 등을 첨가하는 방식으로 떡볶이 떡의 유통기한 연장 에 관한 연구가 진행되어 왔다(Lee 등, 2000; Park 등, 2004;

Jung 등, 2018a; Jung 등, 2018b).

유산균은 당을 이용하여 젖산을 생성하는 균으로 Lacto- bacillus, Lactococcus, Enterococcus, Bifidobacterium 등이 있으며, 그람 양성의 간균인 Lactobacillus 속 균주들은 식품에 사용이 가능한 안전한 균주(GRAS, generally re- garded as safe bacteria)로 곡물, 유제품, 과일, 채소 등을 이용한 가공제품에 사용하고 있으며 발효과정 중 식품원료 에 함유된 탄수화물을 소모하여 주로 lactic acid를 생성해

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식품의 저장성을 증가시킨다(Yoon 등, 2013). 또한 병원성 곰팡이에 대한 생육 저해, 체내 지방 축적을 저해하는 항비 만, 대장 내 정장작용 등과 같은 기능성이 있다고 알려지면 서 현재는 단순한 식품 형태로 소비되기보다는 Lactoba- cillus 속 균주들의 가공제품인 유산균 제제 형태의 기능성 식품으로 소비되고 있다(Xie 등, 2011; Gilliland, 1990;

Goldin, 1998). 유산균 probiotics는 생균제와 사균제가 있 는데 생균제는 균체의 작용, 사균제는 균체가 생성한 기능성 물질의 작용이 있어 증자 과정 중 일부 유산균이 사멸하여 생균수가 감소하더라도 사균제의 기능성이 기대될 수 있기 에 떡볶이 떡의 기능성 강화에 적합한 소재로 판단된다(Ahn 등, 2006). 국내산 쌀에 젖산 발효하여 기능성이 강화된 떡 볶이 떡의 개발이 가능할 것으로 판단되지만, 아직 유산균 발효 식혜 첨가 떡볶이 떡(Tteokbokki tteok added with Sikhye fermented by lactic acid bacteria, TTSFLAB)에 관한 연구가 미비한 상황이다. 이에 본 연구에서는 젖산 발 효를 통한 기능성 및 유통기한이 향상된 쌀 가공제품을 개발 하고자 막걸리에서 분리한 Lactobacillus plantarum을 이 용하여 유산균 발효 식혜(Sikhye fermented by lactic acid bacteria, SFLAB) 및 TTSFLAB를 제조한 후 이를 활용해 이화학적 특성 및 유통기한을 평가하였다.

재료 및 방법

실험재료

본 연구에서 SFLAB 및 TTSFLAB 제조에 사용된 쌀은 전북 순창지역에서 2018년도에 재배한 우렁논 쌀을 순창농 산물특산품직판장에서, 엿기름은 경남 함양군 함양농협가 공사업에서 2018년에 제조한 가공품을 함양농협에서 구입 하여 사용하였다.

본 연구에 사용된 glucose, maltose, fructose, oxalic acid, lactic acid, pyroglutamic acid, gallic acid, ascorbic acid, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH), 2,2′-azino- bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid(ABTS) 및 (±)-6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchromane-2- carboxylic acid(Trolox)는 Sigma-Aldrich Co.(St. Louis, MO, USA)에서, 균주 배양 배지는 lactobacilli MRS agar와 lactobacilli MRS broth를, 항균 활성 배지는 nutrient agar 와 nutrient broth를, 총균 측정 배지는 plate count agar (PCA)를 Difco Co.(Sparks, MD, USA)에서 구입하여 사용 하였다. E. coli 측정 배지는 건조필름 배지(Petrifilm^TM)를 3M Microbiology Products(St. Paul, MN, USA)에서, Bacillus cereus 측정 배지는 Brilliance^TMBacillus cereus (BBC) agar를 Oxoid Ltd.(Basingstoke, Hampshire, Eng- land)에서 구입하여 사용하였다. 그 밖의 시약들은 ana- lytical 및 HPLC grade를 사용하였다.

본 연구에 사용된 균주로는 SFLAB 제조에 사용된 유산 균 Lactobacillus plantarum LM001을 (재)발효미생물산업

진흥원(Microbial Institute for Fermentation Industry (MIFI), Sunchang, Korea)에서, 항균 활성에 사용된 식중 독 유발 세균은 그람양성(Bacillus cereus KACC 10097, Bacillus cereus KACC 13064, Bacillus cereus KACC 13066) 3종과 그람음성(Escherichia coli KACC 10115) 1종을 한국농업미생물자원센터(Korean Agricultural Culture Collection(KACC), Jeonju, Korea)에서 분양받아 사용하 였다.

유산균 발효 식혜 제조

식혜는 증자 쌀가루에 엿기름 추출액 25 L와 정제수 25 L를 첨가하여 당화(60°C, 6시간)시킨 후 100°C에서 5분간 가열하여 제조하였다. 제조된 식혜는 원심분리(3,000 rpm, 15 min, 4°C)하여 상등액을 모아 감압 여과하고 -20°C에서 보관하면서 사용하였다. 이때 제조된 식혜의 수용성 고형분 은 10.51°Brix였다.

SFLAB는 선정된 유산균 전 배양액 10 mL를 멸균된 식혜 1 L에 접종하고 진탕 배양(37°C, 120 rpm, 2일)하여 제조 하였다. 유산균 전 배양액은 식혜에 접종하기 전 파장 600 nm에서 흡광도가 1.00(at 생균수 7.22 log CFU/mL)으로 조절한 후 사용하였다. 이때 제조된 SFLAB의 수용성 고형 분은 9.38°Brix, 환원당은 68.39 mg/g, pH는 2.80, 총 산도 는 0.52%, TPC는 0.64 mg/mL, L^*은 23.84, a^*는 2.06 및 b^*는 5.40이었다.

유산균 발효 식혜 첨가 떡볶이 떡 제조

쌀가루는 쌀 8 kg을 3회 수세하고 정제수 16 L를 첨가하 여 4시간 수침한 후 30분간 탈수한 다음 roll mill을 이용해 제분하여 제조하였다.

SFLAB 혼합 쌀가루는 쌀가루 4 kg과 소금 32 g을 혼합 하고 제분한 쌀가루에 정제수(1,000 mL 기준)를 대신하여 SFLAB를 0%(대조구), 25%, 50%, 75% 및 100% 첨가하여 제조하였다.

TTSFLAB는 SFLAB 혼합 쌀가루를 면포로 덮어 증자 (0.3 pa, 20분)한 후 직경 17 mm인 die가 장착된 압출성형 기에 넣고 2회 성형하여 제조하였다. TTSFLAB는 5 cm 길이로 잘라 포장하여 -20°C에 보관하며 사용하였다. 이화 학적 특성, 항산화 활성 및 항비만 활성은 TTSFLAB 3 g에 3차 증류수 9 mL를 넣어 3분간 균질화한 용액을 원심분리 (13,000 rpm, 10분, 4°C)하고 0.22 μm membrane filter (Futecs Co., Ltd., Deajeon, Korea)로 여과한 용액을 분석 시료로 사용하였다. 총균, E. coli 및 Bacillus cereus 계수 는 TTSFLAB 5 g을 0.1% 펩톤수 45 mL를 첨가한 후 3분간 균질화한 용액을 적절한 희석배수로 희석하여 미생물 계수 의 분석시료로 사용하였다.

이화학적 특성

pH는 pH meter(SevenMulti, Mettler-Toledo GmBH,

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Giessen, Germany)를 사용하여 측정하였고, 총산도는 시 료 1 mL에 0.1 N NaOH를 첨가하여 pH 8.3에 도달할 때까 지 소모된 양을 lactic acid 함량으로 산출하였다. 수용성 고형분 함량은 당도계로 측정하였고, 색도는 시료를 일정량 취해 색도계를 이용하여 Y=85.6, x=0.3172, y=0.3241인 표준 백색판(standard white plate)으로 보정하여 L^*, a^* 및 b^* 값을 측정하였다.

총 페놀성 화합물 함량(total phenolic content, TPC)은 ISO 14502-1(2005)의 방법을 이용하여 측정하였다. 시료 1 mL에 10% Folin-Ciocalteu’s phenol reagent 5 mL를 첨가하여 3분간 반응시킨 후 7.5% Na2CO3 4 mL를 첨가하 였다. 이 반응액을 암소에서 반응(23°C, 1시간)시킨 후에 765 nm에서 흡광도를 측정하였고, 총 페놀성 화합물 함량 은 gallic acid를 표준물질로 하여 시료 mL당 mg gallic acid 로 나타내었다. 정량 분석에 사용된 검량 회귀식은 Y＝

0.0105X＋0.0033(R²=0.99)으로 gallic acid 농도별 흡광 도 값의 결과에서 산출하여 나타내었다.

환원당(reducing sugar)은 Park과 Lee(2005)의 방법을 이용하여 측정하였다. 시료 1 mL에 3,5-dinitrosalicylic acid reagent 3 mL를 첨가하여 순차적으로 중탕(100°C, 5분) 및 냉각(5°C, 5분)한 용액을 540 nm에서 흡광도를 측 정하였고, 환원당은 glucose를 표준물질로 하여 시료 mL당 mg glucose로 나타내었다. 정량 분석에 사용된 검량 회귀식 은 Y＝0.0052X－0.2557(R²=0.99)로 glucose 농도별 흡광 도 값의 결과에서 산출하여 나타내었다.

항산화 활성

DPPH 라디칼 검정은 Kano 등(2005)의 방법을 변형하여 측정하였다. 시료 100 μL에 100 μM DPPH 용액 2 mL를 첨가하여 암소에서 20분간 반응시킨 후 515 nm에서 흡광도 를 측정하였으며 대조구로는 ascorbic acid를 사용하였다.

ABTS 라디칼 검정은 Re 등(1999)의 방법을 이용하여 측정하였다. 시료 30 μL에 ABTS 라디칼 용액 3 mL를 첨가 하여 암소에서 6분간 반응시킨 후 734 nm에서 흡광도를 측 정하였으며, 대조구로는 ascorbic acid를 사용하였다.

환원력은 Oyaizu(1986)의 방법을 이용하였다. 시료 1 mL 에 0.2 M phosphate buffer(pH 6.6) 2.5 mL와 1% K3Fe (CN)₆ 2.5 mL를 첨가하여 50°C에서 20분간 반응시켰다.

이 반응액에 10% trichloroacetic acid 2.5 mL를 첨가하여 원심분리(3,000 rpm, 10분)한 후 상등액을 취하였다. 이 상 등액 5 mL에 증류수 5 mL와 0.1% FeCl3 1 mL를 첨가하여 700 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 대조구로는 ascorbic acid를 사용하였다. 환원력은 시료액 첨가구와 무첨가구의 흡광도 차이로 나타내었다.

Oxygen radical absorbance capacity(ORAC) assay는 Huang 등(2002)의 방법을 변형하여 이용하였다. 96-well black plate에 0.08 μM fluorescein 용액 150 μL와 시료 25 μL를 혼합하여 반응(37°C, 30분)시키고, 153 mM AAPH

용액 25 μL를 첨가한 후 microplate reader를 이용해 측정 하였다. Microplate reader의 분석조건은 60분 동안 2분 간격으로 측정하였으며 485 nm에서 excitation 되고 538 nm에서 emission 되게 조절하여 사용하였다. ORAC 값은 Net AUC로 나타내었으며 Trolox를 표준물질로 하여 시료 g당 μM Trolox equivalent로 나타내었다.

총균, E. coli 및 Bacillus cereus 측정

총균(total viable count)은 Woo 등(2016)의 방법을 이 용하였으며, petri dish에 시료 1 mL와 PCA를 부어 적절하 게 혼합하고 정치 배양(37°C, 2일)하여 30~300개 사이에 형성된 집락수를 계수한 후 log CFU/g으로 나타내었다.

E. coli는 Jeong 등(2012)의 방법을 이용하였으며, 3M 건조필름 배지에 시료 1 mL를 접종하고 정치 배양(37°C, 1일)하여 붉은 집락 중 주위에 기포를 형성하고 있는 집락을 계수한 후 log CFU/g으로 나타내었다.

Bacillus cereus 측정은 Jeong 등(2010)의 방법을 이용 하였으며, pour plate 방법을 통해 petri dish에 시료 1 mL 와 BBC agar를 부어 적절하게 혼합하고 정치 배양(30°C, 1일)하여 30~300개 사이에 형성된 집락수를 계수한 후 log CFU/g로 나타내었다.

유통기한 예측

유통기한은 Kim(1991)의 방법을 이용하였으며, 각 온도 (10°C, 20°C, 30°C)에 따라 저장기간별 미생물 수 변화를 측정하는 가속실험법의 결과로 예측하였다. 즉, 온도에 따른 미생물 수의 선형회귀방정식(LnK=－(Ea/R)(1/K)＋LnA, K:

kelvin scale, R: gas constant, Ea: activation energy, A:

arrhenius constant)에서 미생물의 성장 반응속도상수(Ea/

R=KR) 및 결정계수(R²)를 산출한 후 R²이 높은 지표의 반응 차수를 선택하여 유통기한을 예측하였다.

통계 분석

각 실험은 3회 반복 실험하여 얻은 결과를 SPSS pack- age program(Version 12.0K, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 평균과 표준편차로 나타내었다. 각 시료 간의 유의성은 P<0.05 수준에서 one way ANOVA로 분산 분석한 후 Duncan’s multiple range test로 비교하였다.

결과 및 고찰

이화학적 특성 및 항산화 활성

SFLAB 첨가량별로 제조한 TTSFLAB의 이화학적 특성 에 관한 결과는 Table 1과 같다. 0% SFLAB 첨가구의 이화 학적 특성(수용성 고형분, 환원당, pH, 총산도, TPC, L^*, a^* 및 b^*)은 각각 0.60°Brix, 4.23 mg/g, 5.52, 0.03%, 0.04 mg/g, 78.95, -5.30 및 8.90이었는데 이는 떡볶이 떡의 L^*, a^* 및 b^*값이 각각 73.16, -3.53 및 4.30이었다는 보고와

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Table 1. Physicochemical properties of Tteokbokki tteok added with various Sikhyes fermented by lactic acid

Physicochemical properties 0% TTSFLAB¹⁾ 25% TTSFLAB 50% TTSFLAB 75% TTSFLAB 100% TTSFLAB Soluble solids (°Brix)

Reducing sugar (mg/g) pH

Total acidity (%) TPC (mg/g) Color⁴⁾L^*

a^* b^*

0.60±0.00âb2)3) 4.23±0.11â 5.52±0.01ê 0.03±0.01â 0.04±0.00â 78.95±0.76^d

−5.30±0.16^a 8.90±0.06^a

0.80±0.17^bc 4.83±0.11^b 5.07±0.03^d 0.05±0.00^b 0.09±0.00^b 73.30±0.20^c

−5.47±0.14^a 9.75±0.37^b

0.90±0.00^c 7.28±0.09^c 4.67±0.02^c 0.08±0.00^c 0.15±0.00^c 72.02±0.14^b

−5.28±0.16^a 10.90±0.21^c

1.30±0.17^d 14.30±0.13^d 4.53±0.02^b 0.09±0.01^c 0.19±0.00^d 69.88±0.14^a

−5.05±0.37^a 12.50±0.27^d

1.90±0.17ê 17.18±0.25ê 4.43±0.00â 0.12±0.01^d 0.26±0.00ê 69.33±0.21â

−4.74±0.18^b 12.88±0.21^d

1)TTSFLAB is an abbreviation for Tteokbokki tteok added with Sikhye fermented by lactic acid bacteria.

2)Values are mean±SD (n=3).

3)Different small letters (a-e) in the same row indicate a significant difference according to Duncan’s multiple range test (P<0.05).

4)L^*, a^*, and b^* mean the degrees of lightness, redness, and yellowness, respectively.

Table 2. Antioxidant activities of Tteokbokki tteok added with various Sikhyes fermented by lactic acid

Antioxidant activity 0% TTSFLAB¹⁾ 25% TTSFLAB 50% TTSFLAB 75% TTSFLAB 100% TTSFLAB DPPH radical assay (%)

ABTS radical assay (%) Reducing power ORAC (mM TE/g)

9.63±0.69â2)3) 6.71±0.22â 0.07±0.00â 0.65±0.17â

18.84±0.59^b 17.75±0.51^b 0.11±0.00^b 1.16±0.18^b

20.78±0.52^c 19.48±0.41^c 0.15±0.01^c 1.82±0.17^c

23.67±0.27^d 23.94±0.51^d 0.20±0.00^d 2.91±0.24^d

28.27±0.18ê 28.31±0.28ê 0.23±0.01ê 4.01±0.05ê

유사한 경향이었다(Chae와 Koh, 2019). 한편 100% SFLAB 첨가구의 이화학적 특성은 0% SFLAB 첨가구보다 수용성 고형분, 환원당, 총산도, TPC, a^* 및 b^*가 각각 3.17배, 4.06 배, 4.00배, 6.50배, 0.21배 및 1.45배가 증가하였으나 pH 와 L^*은 각각 1.25배와 0.21배 감소하였는데, 이는 유리당, 유기산, 유리 아미노산, TPC 등과 같은 다양한 수용성 고형 분을 함유한 SFLAB의 첨가량이 증가함에 따라 TTSFLAB 의 환원당, 총산도, TPC, a^* 및 b^*는 증가하였으나 pH와 L^* 는 감소한 것으로 판단된다.

한편 떡볶이 떡의 소비패턴이 과거와는 달리 편의식품 형 태로 바뀌었는데, 상온에서 4일 이내의 짧은 유통기한과 유 통기한 내 발생하는 전분의 노화가 떡볶이 떡의 문제점으로 알려져 있다(Mun 등, 1996; Shin 등, 2016; Jung 등, 2018a).

TTSFLAB는 SFLAB의 첨가로 인한 총산도와 TPC의 증가 로 인해 부패 미생물의 생육 억제 효과가 기대된다(Cheon 등, 2017).

SFLAB 첨가량별로 제조한 TTSFLAB의 항산화 및 항비 만 활성에 관한 결과는 Table 2와 같다. 항산화 활성(DPPH 라디칼 검정, ABTS 라디칼 검정, 환원력, ORAC은 0%

SFLAB 첨가구에서 9.63%, 6.71%, 0.07 및 0.65 mM TE/g 이었고, 100% SFLAB 첨가구에서는 28.27%, 28.31%, 0.23 및 4.01 mM TE/g으로 나타나서 100% SFLAB 첨가 구가 0% SFLAB 첨가구보다 각각 2.94배, 4.22배, 3.29배 및 6.17배가 증가하였는데, 이는 SFLAB 첨가량이 증가함 에 따라 TPC가 증가하였다는 결과와 유사하였다. 이와 같 은 결과는 아로니아 첨가 설기떡과 파래 첨가 떡볶이 떡에서 아로니아와 파래 분말 첨가량이 증가할수록 자유 라디칼 소

거능이 있는 TPC 함량이 증가하여 항산화 활성이 증가했다 는 보고와도 유사하였다(Hwang과 Hwang, 2015; Jung 등, 2019).

저장온도 및 저장기간별 이화학적 특성

SFLAB 첨가량별로 제조한 TTSFLAB를 저장온도(10°C, 20°C, 30°C)와 저장기간별로 이화학적 특성을 분석한 결과 는 Fig. 1과 같다. 온도(10°C, 20°C, 30°C)별 저장기간은 예비 실험을 통해 10°C에서는 12일, 20°C에서는 6일, 30°C 에서는 4일로 정하고 분석을 진행하였다. pH와 총산도는 10°C에서 0% SFLAB가 각각 4.75~5.24와 0.04~0.08%, 100% SFLAB가 각각 3.39~4.50과 0.12~0.41%이고, 20

°C에서는 0% SFLAB가 각각 4.71~5.29와 0.04~0.15%, 100% SFLAB가 각각 3.46~4.45와 0.14~0.47%, 30°C에 서는 각각 0% SFLAB가 4.21~5.24와 0.04~0.16%, 100

% SFLAB가 각각 3.44~4.46과 0.15~0.49%로 저장 초기 (0일)보다 저장 말기(12일)에 pH는 감소하고 총산도는 증가 하였다. 이와 같은 결과는 탁주의 총산도가 5°C에서는 70 일, 20°C에서는 12일까지 식품공정 규격에 적합하다는 보 고와 설기에서 녹차와 로즈마리 첨가량이 증가할수록 pH는 낮아지고 총산도는 증가하여 상온 보관 시 저장기간이 증가 한다는 보고와도 유사하였다(Jang 등, 2015; Gwon과 Moon, 2009). 이와 같은 온도별 총산도 증가 추세 차이는 유산균의 증식 속도와 관련된 것으로 알려져 있다(Seol 등, 2019).

저장온도 및 저장기간별 미생물 비교

SFLAB 첨가량별로 제조한 TTSFLAB를 저장온도(10

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A

B

C

Fig. 1. Physicochemical properties of Tteokbokki tteok added with various Sikhyes fermented by lactic acid during stored period at different temperature. A: 10°C, B: 20°C, C: 30°C. The vertical bars represent mean±SD (n=3). Different capital letters (A-F) above the same bar are significantly different by to Duncan’s multiple test (P<0.05).

°C, 20°C, 30°C)와 저장기간별로 분석한 총균, E. coli 및 Bacillus cereus에 관한 결과는 Table 3~5와 같다. 총균, E. coli 및 Bacillus cereus는 10°C에서 12일 저장기간 중 0% SFLAB 첨가구가 각각 2.39~9.56 log CFU/g, 1.94~

6.19 log CFU/g 및 2.15~4.58 log CFU/g, 100% SFLAB 첨가구가 각각 2.65~7.21 log CFU/g, 2.00~4.42 log CFU/

g 및 2.00~3.59 log CFU/g이고, 20°C에서 6일 저장기간 중에는 0% SFLAB 첨가구가 각각 2.39~9.25 log CFU/g, 1.85~5.34 log CFU/g 및 1.85~6.15 log CFU/g, 100%

SFLAB 첨가구가 각각 2.59~6.83 log CFU/g, 2.00~4.56 log CFU/g 및 1.94~4.79 log CFU/g, 30°C에서 4일 저장기 간 중에는 0% SFLAB 첨가구가 각각 2.88~8.48 log CFU/

g, 1.85~5.46 log CFU/g 및 1.70~5.97 log CFU/g, 100%

SFLAB 첨가구가 각각 2.65~5.73 log CFU/g, 2.00~4.23 log CFU/g 및 1.85~4.15 log CFU/g으로 나타나 저장 초기 보다 저장 말기에 미생물 수가 증가하였으며 저장온도가 증 가할수록 이런 경향은 두드러졌다. 그러나 TTSFLAB에 SFLAB의 첨가량이 증가할수록 TPC와 lactic acid 함량이

(6)

Table 3. Microbiological properties of Tteokbokki tteok added with various Sikhyes fermented by lactic acid during stored period at 10°C

Microbiological

properties Storage

period (day) 0% TTSFLAB¹⁾ 25% TTSFLAB 50% TTSFLAB 75% TTSFLAB 100% TTSFLAB

Total viable count (log CFU/g)

0 2 4 6 8 10 12

2.39±0.30^aA2)-4) 3.10±0.04^aB 4.66±0.01^cC 5.78±0.05^dD 6.96±0.04^dE 8.69±0.02^dF 9.56±0.08^dG

2.70±0.06^aA 3.09±0.04^aB 4.28±0.14^bC 5.73±0.03^cdD 6.53±0.07^cE 8.68±0.14^dF 9.32±0.01^dG

2.80±0.02âA 3.02±0.13âA 3.90±0.04âB 5.52±0.12^cC 6.76±0.01^dD 7.69±0.02^cE 8.12±0.20^cF

2.66±0.17âA 2.92±0.11âA 3.82±0.12âB 4.87±0.08^bC 6.22±0.05^bD 6.89±0.18^bE 7.65±0.08^bF

2.65±0.24âA 2.88±0.14âA 3.92±0.02âB 3.82±0.12âB 5.15±0.15âC 6.31±0.08âD 7.21±0.07âE

E. coli (log CFU/g)

0 2 4 6 8 10 12

1.94±0.34âA 2.64±0.14âB 4.16±0.04êC 4.73±0.08^cD 5.08±0.08^dD 5.49±0.09^cE 6.19±0.24^dF

1.85±0.21^aA 2.44±0.37^aB 3.98±0.03^dC 4.64±0.02^cD 5.00±0.06^dDE 5.27±0.22^cE 5.83±0.14^cdF

2.00±0.43^aA 2.35±0.07^aA 3.40±0.04^cB 3.75±0.07^bB 4.62±0.08^cC 4.69±0.02^bC 5.62±0.14^bcD

1.85±0.21^aA 2.29±0.16^aB 3.12±0.01^bC 3.61±0.09^bD 4.17±0.06^bE 4.66±0.13^bF 5.45±0.05^bG

2.00±0.00âA 2.15±0.21âA 2.92±0.02âB 3.34±0.04âC 3.86±0.03âD 3.88±0.02âD 4.42±0.05âE

Bacillus cereus (log CFU/g)

0 2 4 6 8 10 12

2.15±0.21^aA 2.66±0.17^cB 2.83±0.07^bBC 3.01±0.01^bC 3.99±0.02^cD 4.55±0.02^dE 4.58±0.16^cE

2.24±0.09^aA 2.57±0.12^bcB 2.76±0.08^bC 3.10±0.05^bD 3.57±0.02^bE 4.25±0.03^cF 4.33±0.09^bF

1.94±0.34âA 2.47±0.10^bcB 2.51±0.05âB 3.08±0.08^bC 3.43±0.00âbD 3.72±0.04^bD 4.17±0.03^bE

1.85±0.21âA 2.24±0.09âbB 2.44±0.06âB 2.55±0.21âB 3.25±0.19âC 3.49±0.11âCD 3.78±0.10âD

2.00±0.43âA 2.09±0.12âAB 2.51±0.05âB 2.47±0.10âB 3.23±0.04âC 3.50±0.05âC 3.59±0.01âC

4)Different capital letters (A-G) in the same column indicate a significant difference according to Duncan’s multiple range test (P<0.05).

Microbiological

properties Storage

0 1 2 3 4 5 6

2.39±0.30^aA2)-4) 3.43±0.06^dB 4.40±0.18^cC 5.80±0.07^eD 6.88±0.10^cE 7.80±0.04^dF 9.25±0.19^dG

2.39±0.12^aA 3.57±0.03^cdB 4.43±0.03^bcC 5.53±0.07^dD 6.52±0.05^bE 6.98±0.05^cF 8.08±0.08^cG

2.47±0.10^aA 3.09±0.01^bcB 4.18±0.02^bC 5.24±0.03^cD 6.57±0.05^bE 6.94±0.01^cE 7.61±0.05^bF

2.60±0.08âA 2.76±0.16âbB 3.16±0.04âC 4.82±0.12^bD 5.73±0.18âE 6.52±0.09^bF 7.13±0.04âG

2.59±0.16âA 2.66±0.26âB 3.15±0.05âC 4.14±0.15âD 5.50±0.03âE 6.05±0.13âF 6.83±0.16âG

0 1 2 3 4 5 6

1.85±0.21^aA 2.67±0.10^aB 3.20±0.02^dC 3.63±0.03^dD 4.12±0.04^cE 4.42±0.14^cE 5.34±0.06^bF

2.00±0.43^aA 2.54±0.34^aB 2.96±0.08^cC 3.43±0.03^cdD 4.02±0.03^cE 4.77±0.04^bF 5.29±0.10^bG

1.94±0.34âA 2.54±0.09âB 2.96±0.05^cC 3.32±0.07^bcD 3.68±0.03^bE 4.50±0.03âF 5.19±0.11âG

2.09±0.12âA 2.57±0.38âB 2.79±0.07^bBC 3.14±0.17âbC 3.74±0.06^bD 4.32±0.07âbE 4.59±0.12âE

2.00±0.00âA 2.40±0.03âA 2.57±0.04âA 2.97±0.02âA 3.48±0.10âA 4.21±0.03âA 4.56±0.08âA

0 1 2 3 4 5 6

1.85±0.21^aA 2.36±0.26^bB 2.76±0.31^aC 3.40±0.18^bD 4.43±0.07^cE 5.25±0.27^bF 6.15±0.11^dG

2.24±0.09^bA 2.51±0.05^bA 2.83±0.07^aB 3.39±0.23^bC 4.22±0.19^cD 4.93±0.07^bE 5.84±0.05^cF

2.09±0.12âA 2.36±0.26^bB 2.85±0.11âC 2.98±0.06âbC 3.62±0.02^bD 4.44±0.10âE 4.42±0.15âE

2.09±0.12âA 2.42±0.17âA 2.24±0.09âB 2.94±0.05âbC 3.76±0.03âbD 4.23±0.05âE 4.91±0.01^bF

1.94±0.34âA 2.12±0.60âA 2.22±0.74âAB 2.79±0.27âAC 3.48±0.06âBC 4.16±0.04âCD 4.79±0.06^bD

(7)

Microbiological

properties Storage

0 1 2 2.5

3 3.5

4

2.88±0.10^aA2)-4) 3.64±0.04^bB 4.78±0.05^cC 5.15±0.02^cD 6.48±0.10^dE 7.26±0.18^cF 8.48±0.10^eG

2.70±0.06^aA 3.08±0.09^aB 4.73±0.03^cC 5.13±0.15^cD 6.41±0.01^dE 7.03±0.01^cF 8.15±0.02^dG

2.93±0.16^aA 3.03±0.01^aA 3.48±0.12^bB 4.52±0.05^bC 6.08±0.15^cD 6.48±0.10^bE 7.34±0.11^cF

2.66±0.17âA 2.83±0.18âA 3.57±0.10^bB 3.87±0.08âC 4.65±0.08^bD 5.52±0.09âE 6.08±0.09^bF

2.65±0.24âA 2.78±0.34âAB 3.19±0.11âB 3.82±0.12âC 4.38±0.10âD 5.38±0.10âE 5.73±0.09âE

0 1 2 2.5

3 3.5

4

1.85±0.21âA 3.00±0.09^cB 3.35±0.07^cC 3.98±0.03^dD 4.56±0.0êE 5.06±0.02êF 5.46±0.10^dG

2.00±0.00^aA 3.00±0.00^cB 3.32±0.07^bC 3.55±0.04^cD 4.31±0.06^dE 4.77±0.04^dF 5.29±0.10^cdG

2.09±0.12^aA 2.88±0.20^cB 3.00±0.11^aB 3.50±0.05^cC 3.97±0.05^cD 4.57±0.02^cE 5.12±0.01^cF

2.00±0.43^aA 2.60±0.00^bB 2.81±0.10^aC 3.23±0.05^bD 3.67±0.09^bE 3.89±0.05^bF 4.55±0.09^bG

2.00±0.00âA 2.30±0.00âB 2.87±0.04âC 3.04±0.12âD 3.50±0.04âE 3.34±0.04âF 4.23±0.05âG

0 1 2 2.5

3 3.5

4

1.70±0.00^aA 2.42±0.17^bcB 2.84±0.09^aC 3.56±0.05^cD 4.20±0.05^bE 4.59±0.09^dF 5.97±0.02^cG

1.85±0.21^aA 2.64±0.14^cB 2.88±0.00^aC 3.32±0.09^bD 4.08±0.03^bE 4.79±0.13^dF 5.50±0.06^bG

2.00±0.00âA 2.80±0.02^cB 2.88±0.14âB 2.99±0.05âB 3.67±0.09âC 3.79±0.12^cC 4.00±0.03âD

2.24±0.09âA 2.72±0.03^bB 3.00±0.00âC 3.50±0.23âC 3.65±0.08âD 3.61±0.18^bD 4.35±0.22âD

1.85±0.21âA 2.74±0.06âA 2.96±0.08âB 3.39±0.16âB 3.31±0.06âC 3.65±0.08âCD 4.15±0.16âD

증가하여 미생물의 증가속도는 감소했는데 이는 10~30°C 의 온도에서 유사한 경향이었다. 이는 설기에 아로니아 첨가 량이 증가할수록 총균과 대장균군이 적게 검출되었다는 결 과와 유사하였다(Hwang과 Hwang, 2015). 이와 같은 현상 은 젖산 발효 중 생성되는 lactic acid, acetic acid 등과 같은 유기산들이 세포 내 pH를 낮추어 세포질을 산성화하여 기질 의 이동을 제한함과 동시에 전자 전달 체계에 영향을 줌으로 써 세균의 생육을 억제하는 것으로 알려져 있다(Freese 등, 1973).

반응속도 상수 및 유통기한 예측

SFLAB 첨가량별로 제조한 TTSFLAB를 저장온도(10°C, 20°C, 30°C)와 저장기간별로 분석한 미생물의 생장 반응속 도 상수 및 결정계수(R²)에 관한 결과는 Table 6과 같다.

총균의 경우에 SFLAB 첨가량별 반응 차수에 관한 R²은 저장온도 10°C와 20°C에서 미생물의 생장과 관계없이 일 정한 반응을 나타내는 0차(zero order)가 미생물의 생장과 관련성이 있는 1차(first order)보다 높게 나타났으나, 30°C 에서는 50% SFLAB와 100% SFLAB처럼 0차보다 1차가 높게 나타나는 경우도 일부 존재하였으며 E. coli와 Bacil- lus cereus에서도 유사한 경향이었다. 따라서 SFLAB 첨가 량별로 제조한 TTSFLAB를 저장온도(10°C, 20°C, 30°C) 와 저장기간별 총균, E. coli 및 Bacillus cereus의 반응 차

수는 R²이 비교적 높은 편인 0차를 선택하여 유통기한을 예 측하였다.

총균, E. coli 및 Bacillus cereus의 0차에서의 반응속도 상수(KR)는 10°C에서는 각각 0.4396~0.6618, 0.2243~

0.3588 및 0.1645~0.2425, 20°C에서는 각각 0.8870~

1.2565, 0.4830~0.6185 및 0.5265~0.7510, 30°C에서는 각각 1.0075~1.6950, 0.6325~1.1900 및 0.4875~1.0675 로 나타나서 저장온도가 낮고 SFLAB 첨가량이 증가할수록 KR가 감소하여 각 미생물들의 생장이 지연되는 것으로 나타 났다. 이는 떡볶이 떡을 제조한 후 유기산에 침지하면 총균, 대장균군 및 Bacillus cereus가 감소하였다는 결과와 유사 하였다(Cheon 등, 2017; Jung 등, 2018b).

SFLAB 첨가량별로 제조한 TTSFLAB를 저장온도(10°C, 20°C, 30°C)와 저장기간별로 분석한 총균, E. coli 및 Ba- cillus cereus의 유통기한 산출에 관한 결과는 Table 7과 같다. 떡볶이 떡의 식품공전 규격은 Bacillus cereus에 대해 서만 3 log CFU/mL로 설정되어 있고, 총균과 E. coli는 설 정되어 있지 않기 때문에 총균이 육안으로 관찰되는 6 log CFU/mL를, E. coli는 식중독 세균이므로 Bacillus cereus 와 동일하게 3 log CFU/mL를 기준으로 설정하였다. 총균, E. coli 및 Bacillus cereus의 유통기한은 10°C에서 각각 9~13일, 9~13일 및 11~15일, 20°C에서 각각 5~7일, 5~7 일 및 5~9일, 30°C에서 각각 3~5일, 3~5일 및 3~5일로

(8)

Table 6. Reaction rate constant of total viable count at storage temperature of Tteokbokki tteok added with various Sikhyes fermented by lactic acid

Temperature

(°C) TTSFLAB¹⁾

(%) Reaction order

Total viable count E. coli Bacillus cereus Reaction rate

constant (KR) R² Reaction rate

constant (KR) R² Reaction rate constant (KR) R²

10°C

0 25 50 75 100

Zero order

0.6618 0.6491 0.5618 0.5034 0.4396

0.9963 0.9912 0.9835 0.9929 0.9880

0.3588 0.3405 0.3154 0.3043 0.2243

0.9412 0.9284 0.9753 0.9950 0.9656

0.2425 0.2146 0.1925 0.1705 0.1645

0.9484 0.9695 0.9734 0.9719 0.9560 0

25 50 75 100

First order

0.1365 0.1359 0.1270 0.1199 0.1103

0.9261 0.9373 0.9199 0.9318 0.9324

0.0989 0.0976 0.0942 0.0930 0.0773

0.8555 0.8530 0.9268 0.9592 0.9222

0.0784 0.0725 0.0681 0.0638 0.0630

0.9136 0.9254 0.9344 0.9572 0.9448

20°C

0 25 50 75 100

Zero order

1.2565 1.0615 1.0060 0.9430 0.8870

0.9991 0.9850 0.9713 0.9855 0.9882

0.6185 0.6125 0.5805 0.5040 0.4830

0.9947 0.9891 0.9836 0.9970 0.9908

0.7510 0.6905 0.4465 0.5575 0.5265

0.9891 0.9937 0.9903 0.9812 0.9686 0

25 50 75 100

First order

0.2765 0.2531 0.2474 0.2448 0.2365

0.9309 0.8977 0.8956 0.9627 0.9621

0.1934 0.1932 0.1860 0.1703 0.1666

0.9862 0.9808 0.9888 0.9834 0.9860

0.2165 0.2051 0.1553 0.1850 0.1779

0.9826 0.9899 0.9452 0.9725 0.9513

30°C

0 25 50 75 100

Zero order

1.6950 1.6125 1.4100 1.0950 1.0075

0.9972 0.9988 0.9566 0.9929 0.9779

1.1900 0.8975 0.8550 0.7125 0.6325

0.9825 0.9968 0.9812 0.9840 0.9981

1.0675 0.9500 0.5225 0.5275 0.4875

0.9325 0.9543 0.9945 0.9996 0.9985 0

25 50 75 100

First order

0.4018 0.3918 0.3657 0.3186 0.3038

0.9734 0.9698 0.9999 0.9911 0.9996

0.2917 0.2838 0.2756 0.2461 0.2279

0.9970 0.9894 0.9997 0.9999 0.9927

0.3140 0.2935 0.2004 0.2018 0.1910

0.9890 0.9965 0.9680 0.9910 0.9797

나타나서 저장온도가 낮고 SFLAB 첨가량이 증가할수록 유 통기한이 증가하는 것으로 예측되었다. 3가지 미생물 중에 서 총균의 유통기한이 저장온도에 상관없이 가장 짧게 예측 되었기에 식품 안전성 측면에서 TTSFLAB의 유통기한 기 준으로 총균을 설정하였다. 떡볶이 떡을 살균 처리하지 않고 SFLAB의 첨가만으로도 유통기한을 2~4일 증가시킨 것은 매우 긍정적인 효과라고 판단된다.

요 약

본 연구에서는 국내산 쌀의 활용도를 높이고자 항비만과 항 산화 활성이 있는 유산균 발효 식혜(SFLAB)를 사용하여 유 산균 발효 식혜 첨가 떡볶이 떡(TTSFLAB)을 제조하였으 며, SFLAB 첨가량에 따른 TTSFLAB의 품질 특성 및 유통 기한을 살펴보았다. TTSFLAB는 SFLAB 첨가량이 증가할 수록 수용성 고형분, 환원당, 총산도, TPC, a^*, b^* 및 항산화

활성은 증가하였으나 pH와 L^*은 감소하였다. SFLAB 첨가 량별로 제조한 TTSFLAB를 저장온도(10°C, 20°C, 30°C) 와 저장기간별로 분석한 pH와 총산도는 저장기간이 길어질 수록 pH는 감소하고 총산도는 증가하였다. 한편 총균, E. coli 및 Bacillus cereus는 저장기간과 저장온도가 증가할 수록 각 미생물 수가 증가하였는데 SFLAB의 첨가량이 증가 할수록 미생물의 생장속도를 지연시키는 것으로 나타났다.

결과적으로 떡볶이 떡을 살균 처리하지 않고 SFLAB의 첨가 만으로도 유통기한을 2~4일 증가시킨 것은 매우 긍정적인 효과라고 판단된다.

감사의 글

본 논문은 농림축산식품부 향토산업 육성사업(과제명: 친환 경 쌀 융복합 고부가 제품개발, MIFI 2019-1)의 연구비 지 원으로 이루어졌으며, 이에 감사드립니다.

(9)

Table 7. Shelf-life of Tteokbokki tteok added with various Sikhyes fermented by lactic acid for total viable count, E. coli, and Bacillus cereus

Quality index Temperature

(°C) TTSFLAB¹⁾

(%) Shelf-life (day)

Total viable count

10

0 25 50 75 100

9 9 10 11 13

20

0 25 50 75 100

5 6 6 7 7

30

0 25 50 75 100

3 4 4 5 5

E. coli

10

0 25 50 75 100

9 9 9 10 13

20

0 25 50 75 100

5 5 6 6 7

30

0 25 50 75 100

3 3 3 4 5

Bacillus cereus

10

0 25 50 75 100

11 12 14 15 15

20

0 25 50 75 100

5 6 8 8 9

30

0 25 50 75 100

3 3 5 5 5

1)TTSFLAB is an abbreviation for Tteokbokki tteok added with Sikhye fermented by lactic acid bacteria.

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