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국내 시판 호상 요구르트의 품질 특성 분석⁃

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국내 시판 호상 요구르트의 품질 특성 분석

⁃ 연구노트 ⁃

원주인․이지현․박혜인․조여울․최인덕․이석기․박혜영․박지영․오세관․한상익․최혜선 국립식량과학원 수확후이용과

Quality Characteristics of Commercial Semisolid Type Yogurt in Korea

Ju In Won, Ji Hyun Lee, Hye In Park, Yeo Ul Cho, In Duck Choi, Seuk Ki Lee, Hye Young Park, Ji Young Park, Sea Kwan Oh, Sang Ik Han, and Hye Sun Choi

Crop Post-Harvest Technology Division, Department of Central Area Crop Science, National Institute of Crop Science, RDA

ABSTRACT Yogurt is produced by the fermentation of milk using bacteria known as “yogurt cultures”. Most of

these bacteria are probiotics, such as Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Lactobacillus rhamnosus, Streptococcus

thermophilus, and Bifidobacterium. The domestic fermented milk market is increasing, and approximately 30 companies

are producing yogurt. This study assessed the quality characteristics of domestic commercial semisolid type yogurt.

A total of 20 types of commercial yogurts were sampled and their physicochemicial properties, including pH, sugar content, acidity, viscosity, and microbial characteristics of lactic acid bacteria, were measured. Commercial semisolid type yogurt showed a pH of 4.18∼4.60, sugar content of 7.10∼18.13%, total acid content of 0.55∼1.30%, and viscosity of 183.7∼901.0 cP. In terms of the microbial populations, the lactic acid bacteria counts were 6.47∼11.50 log CFU/mL and anaerobic lactic acid bacteria counts were 7.24∼10.98 log CFU/mL. The quality characteristics differed depending on the constituents of the sample and the microorganisms used. These results are expected to be useful for identifying new trends in the domestic fermented milk industry.

Key words: commercial yogurt, lactic acid bacteria, fermentation

Received 17 May 2018; Accepted 13 November 2018

Corresponding author: Hye Sun Choi, Crop Post-Harvest Technology Division, Department of Central Area Crop Science, National Institute of Crop Science, RDA, Suwon, Gyeonggi 16613, Korea E-mail: [email protected], Phone: +82-31-695-0623

서 론

최근 건강에 대한 관심 증가와 더불어 유산균의 효능에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 그에 따라 유산발효유 의 소비량은 꾸준히 증가하고 있다. 유산발효유는 순수하게 유산균에 의해서만 발효된 제품으로 가장 대표적인 것은 요 구르트이다(1). 요구르트는 우유에 유산균을 배양하여 산미 와 특유의 향미를 강화한 발효 유제품으로 유산균 대사에 의해 생성된 젖산, peptone, peptide, 올리고당, 미량 활성 물질 등의 유효성분이 생성될 뿐만 아니라 유산균의 정장작 용 효과로 인해 영양적 가치가 많이 알려져 있다(2-4). FAO 와 WHO는 요구르트를 우유에

Lactobacillus bulgaricus

Streptococcus thermophilus

로 발효시켜서 만드는 응고된 유제품으로 정의하고 있다(5). 호상 요구르트는 gel 상의 부 드러운 조직과 시큼한 향미를 가진 발효 유제품이며, 유고형 분 함량과 많은 젖산균이 함유된 농후 발효유로 구분되어 성분 규격을 제정, 무지 고형분 3% 이상, 젖산균 수 107

CFU/mL, 대장균군 등으로 규제하고 있다(6).

현재 호상 요구르트의 제조와 효능에 관한 국내연구로는 요구르트 제조에 사용되는 젖산균의 특성(7)과 동정에 관한 연구(5), 국내 시판 요구르트 분말의 품질 특성 연구(8)와 시판 요구르트 중

Lactobacilli

Bifidobacteria

의 안정성 및 내산성 연구(9)가 보고되어 있으며, 조직이 너무 묽거나 유청이 분리되는 것을 막기 위해 유고형분 함량을 높이기 위한 탈지분유 및 유제품 첨가(10), 통보리가루(11), 감자 (12), 자색고구마(13), 단호박(14), 곡류(15), 대두단백질 등의 첨가로 기존 요구르트의 기능성 강화 및 구기자(16, 17), 클로렐라(2), 유자(18), 복분자(19), 마늘(20), 다시마 (21) 등을 첨가하여 생리활성이 강화된 새로운 요구르트를 제조하려는 연구가 활발히 이루어져 왔다.

요구르트는 1970년대 초 처음으로 생산되기 시작한 후 그 소비량이 매년 증가하는 추세에 있으며 그중 떠먹는 유형의 호상 요구르트는 1998년 이후 생산량이 급신장하여 1991 년 국내생산량이 59,571톤에 이르렀다. 최근 호상 요구르트 생산량이 액상 요구르트보다 20% 이상 증가하는 등 국내 생산량이 급신장하여 큰 시장을 형성하고 있으며, 식품의약 품안전처의 당류 저감화 정책에 따른 국민 관심이 증대됨에 따라 요구르트에 첨가되는 당을 저감화하거나 대체 당류를 사용한 제품이 많이 출시되고 있다. 시판되고 있는 호상 요

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구르트의 품질 관련 상세정보가 조사된 바 없어 관련된 정보 가 필요한 실정이다. 본 연구는 국내 시판되고 있는 호상 요구르트를 수집하여 제품 간의 이화학적 및 미생물학적 특 성을 비교하였으며, 적절한 품질 규격 마련을 위한 기초 자 료를 제공하고자 하였다.

재료 및 방법

실험재료

본 실험에 사용된 호상 요구르트는 대형마트에서 판매하 고 있는 제품을 수집하였으며, 제조일이 1~2일 내의 제품을 구매하여 2일 동안 4°C 냉장고에 보관하면서 분석에 사용하 였다.

pH, 총산도 및 가용성 고형분 함량 측정

pH는 pH meter(Metrohm 691, Metrohm, Herisau, Switzerland)로 상온에서 측정하였고, 총 산도는 산도측정 장치(TitroLine easy Automatic Titrator, Schott Instru- ments, Mainz, Germany)를 이용하여 시료 10 mL에 0.1 N NaOH(factor=1.002) 용액을 넣어 pH 8.3이 될 때까지 소비된 NaOH의 mL를 측정하였으며, 이때 소요된 0.1 N NaOH의 mL를 젖산(lactic acid) 함량으로 환산하여 표시하 였다.

점도 및 가용성 고형분 측정

점도 측정은 시료 100 mL를 취하여 점도계(RVT DV-Ⅱ, Brookfield Engineering Lab., Inc., Middleboro, MA, USA) 의 spindle No. 3, 4를 사용하여 10 rpm에서 측정하였으며, 측정 시작 후 10°C 이하를 유지하면서 1분간 안정화한 후 측정하였다. 가용성 고형분 함량은 시료액을 취하여 당도계 (PAL-3, ATAGO, Tokyo, Japan)로 분석하여 °Brix(%)로 나타내었다.

유산균 수 측정

유산균 수 측정은 시료 1 mL를 0.9% NaCl 용액으로 십진 법으로 희석한 후, MRS agar(Difco, Detroit, MI, USA)에 도말하여 호기/혐기(AnaeroGen Sachet, Oxoid, Thermo Scientific, Basingstoke, UK) 조건에서 37°C, 48시간 동안 배양하여 생성된 colony를 계수하여 log colony forming unit(CFU/mL)으로 표시하였다.

통계처리

모든 실험 결과는 각 분석항목에 대하여 3회 반복 측정하 였으며, 결과에 대한 통계분석은 SPSS(Statical Package for Social Science, version 12, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 통계 package를 이용하여 각 측정군의 평균과 표준 편차를 산출하고 처리 간의 차이 유무를 one-way ANOVA (analysis variation)로 분석한 뒤 Duncan’s multiple range

test를 이용하여 α=0.05 수준에서 유의성을 검정하였다. 또 한 실험결과 값들 사이의 상관관계를 알아보기 위하여 Pear- son의 상관분석을 실시하였다.

결과 및 고찰

pH 및 산도

pH 및 산도 분석 결과는 Table 1과 같다. 20종 시료의 pH는 4.18~4.60 범위로 나타났으며, 이러한 결과는 Kroger 와 Weaver(22)의 미국 펜실베니아주에서 판매되는 요구르 트의 pH가 3.80~4.35 범위라는 보고와 Kim 등(23)의 국내 시판 요구르트의 pH가 4.35~4.45 범위로 측정되었다는 연 구 결과와 유사하였다. 요구르트의 pH 저하는 발효 중 생성 되는 유기산에 의해 결정되며, 이에 따라 기능성 향상 및 풍미를 개선할 수 있는 pH 범위는 4.1~4.7 정도로 알려져 있어 본 연구에 수집된 국내 시판 호상 요구르트는 적정 pH 를 유지하고 있는 것으로 판단된다(24-26).

총 산도는 0.55~1.30% 범위로 측정되었으며, Rasic과 Kurmann(27)은 mild 요구르트와 acid 요구르트의 총산 범 위를 각각 0.85~0.95%와 0.95~1.20% 범위로 제시하였고, Kim 등(1)은 시판 호상 요구르트의 산도의 범위를 0.97~

1.42로 보고하였으며, 산도가 1.0~1.1%일 때 가장 좋은 품 질을 나타낸다고 보고하였다. STY10의 경우 산도가 0.56%

로 낮게 측정되었으나 유산균 수는 유의적으로 10~11 log CFU/mL로 높게 측정되었다. 본 시료는 유크림 함량 20%

이상의 유크림 발효유로 효모 추출물을 첨가하여 발효효율 을 높인 것으로 판단된다. STY4, 6 및 18의 경우 모두 그릭 요거트로 총산 함량이 유의적으로 높았고 이는 신맛이나 조 직감을 부여하기 위한 산제 및 물성 개선제 첨가로 기인하는 것으로 판단된다. STY8 및 12의 경우는 당 저감 및 유아전 용으로 판매되고 있는 제품으로 총산 함량이 높게 유지되는 결과를 보였다. 그 이유는 종균으로 사용되는 유산균을 접종 하여 각 균주가 생성하는 유기산의 종류 및 양이 많기 때문 으로 사료되며, 이는 Lee 등(8,26)의 보고와 유사하였다.

점도 및 가용성 고형분 함량

점도 및 가용성 고형분 함량 분석 결과는 Table 1과 같다.

점도 분석은 spindle 3, 4번으로 측정하였으며 183.7~901.0 cP 범위로 나타났다. 요구르트의 점도에 영향을 주는 요인 은 혼합액의 총 고형분 함량, 단백질 가수 분해 정도, 사용균 주의 slime 생산 능력과 산 생성력 등으로 보고되어 있다 (28). 일반적으로 요구르트의 점도는 젖산 발효 시 우유단백 질의 등전점(pH 4.6)에서의 침전, protease에 의한 분해 응 고 및 젖산균에 의한 polysaccharide의 생성 등에 의해 복 합적으로 결정된다고 보고된 바 있다(28). Kim과 Sung(29) 의 연구에서는 요구르트의 발효 6시간에 쌀가루 요구르트의 pH는 4.74, 호화쌀가루 요구르트는 4.62로 우유단백질의 등전점과 가장 인접하여 요구르트의 점도는 산도의 증가와

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Table 1. The quality characteristics of commercial semisolid type yogurts Sample1) pH Total acidity

(lactic acid, %)

Soluble solid content (°Brix, %)

Viscosity Total lactic acid bacteria counts (log CFU/mL)

Spindle

(No.) Viscosity

(cP) Aerobic Anaerobic STY1

STY2 STY3 STY4 STY5 STY6 STY7 STY8 STY9 STY10 STY11 STY12 STY13 STY14 STY15 STY16 STY17 STY18 STY19 STY20

4.60±0.01a2) 4.26±0.01ij 4.24±0.01j 4.48±0.01c 4.36±0.02f 4.36±0.01f 4.50±0.01c 4.29±0.01h 4.27±0.01hi 4.27±0.00hi 4.56±0.03b 4.55±0.00b 4.40±0.01e 4.18±0.01k 4.32±0.01g 4.37±0.01f 4.44±0.01d 4.36±0.02f 4.46±0.01d 4.42±0.01e

0.55±0.01j 0.65±0.02ef 0.67±0.00e 1.07±0.04b 0.64±0.00ef 1.29±0.01a 0.61±0.01gh 0.73±0.01d 0.65±0.01ef 0.56±0.00j 0.63±0.02fg 0.78±0.02c 0.59±0.01hi 0.67±0.00e 0.57±0.02ij 0.57±0.01ij 0.74±0.03d 1.30±0.02a 0.72±0.01d 0.65±0.02ef

15.03±0.25de 16.23±0.06b 15.90±0.10c 18.13±0.12a 7.40±0.00o 9.60±0.00k 14.43±0.06f 14.93±0.15e 12.77±0.06h 18.13±0.15a 13.83±0.15g 11.30±0.17j 9.20±0.10l 15.23±0.06d 7.10±0.10p 7.70±0.00n 8.67±0.06m 11.53±0.35i 11.63±0.06i 7.47±0.06o

3 4 3 4 3 4 4 4 3 4 3 3 3 3 3 3 3 4 3 3

691.1 183.7 748.6 901 484.6 440.1 326.2 564.4 360.8 500.2 590.4 282 408 577.4 288.7 319.7 640.3 640.3 900.7 435.7

7.74±0.15h 6.47±0.18k 8.35±0.11f 8.79±0.02d 8.71±0.01d 10.36±0.05b 8.82±0.07d 8.47±0.05ef 8.17±0.06g 11.50±0.02a 8.40±0.07ef 7.18±0.08j 8.14±0.07g 8.09±0.01g 8.50±0.01ef 9.97±0.08c 7.88±0.09h 7.23±0.15ij 7.33±0.17i 8.54±0.02e

7.50±0.03fg 7.24±0.06g 8.60±0.22e 8.86±0.15e 8.71±0.05e 7.72±0.08f 10.33±0.06c 10.98±0.61a 9.33±0.11d 10.52±0.12bc 10.92±0.03a 10.75±0.06ab 8.75±0.01e 8.76±0.05e 10.47±0.04bc 10.27±0.32c 10.54±0.05bc 8.51±0.02e 9.24±0.17d 8.70±0.17e

1)Commercial solid type yogurts.

2)Means with different letters within the same column are significantly different from each other at P<0.05 by Duncan’s multiple range test.

유사한 경향을 보인다고 보고한 바와 같이, 본 연구에서도 spindle 4번에서 901 cP로 측정된 STY4와 640.3 cP로 측 정된 STY18이 각각 1.07%, 1.30%의 높은 산도를 나타내 었으며, spindle 3번에서 288.7 cP로 측정된 STY15번에서 0.57%의 낮은 산도를 나타내었다. Lee 등(30)은 단일균주 와 혼합균주로 제조한 요구르트의 점도 측정 결과,

L

.

bul- garicus

FRI025와

S

.

thermophilus

CH1을 1:1로 혼합하여 starter로 사용하는 경우가

L. bulgaricus

FRI025 단독으로 사용하였을 때보다 점도가 증진되는 경향을 보고하였다. 이 는 본 연구에서 사용된 시중 판매되고 있는 대부분의 호상 요구르트는 혼합균주의 사용으로 유산균의 생육 촉진으로 산 생성이 증가함으로써 카제인과 유청 단백질의 응집이 상 대적으로 많이 형성되어 점도의 증가에 영향을 주는 것으로 판단된다.

가용성 고형분 분석 결과 7.10~18.13% 범위였으며, STY4 와 STY10이 18.13%로 가장 높았고 STY15는 7.10%로 가 장 낮았다. STY4는 첨가물로 치즈 및 유단백 분말을 사용하 였으며, STY10은 유크림 발효유로 유지방 함량이 높은 특 징을 가지고 있다. 단백질 함량은 발효에 의해 생성된 산에 의해 응고되는 커드 양을 결정지을 뿐만 아니라 조직감을 형성하는 요소가 되며, 유크림 양 또한 제품의 풍미 및 물성 을 결정짓는 주요한 인자가 되는 것으로 판단된다.

호기성 및 혐기성 유산균 수

호기성 및 혐기성 유산균 수 분석 결과는 Table 1과 같다.

호기조건에서는 STY10이 11.50 log CFU/mL로 유의적으 로 가장 높았고, 혐기조건에서는 STY8이 10.98 log CFU/

mL로 유의적으로 높았다. 또한 STY10과 STY16은 호기/

혐기조건에서 모두 유산균의 수가 높은 것으로 나타났다.

모든 제품의 혐기조건에서의 유산균 수가 호기조건에서의 유산균 수보다 비슷하거나 더 높게 측정되었으며, 대부분 요구르트의 유산균은 통성혐기성 유산균으로 호기적 조건 보다 혐기적 조건에서의 유산균 수가 높았다는 Lee 등(26) 의 결과와 유사하였다. 또한 Tamime과 Robinson(31)의 보 고에서 시판 호상 요구르트의 호기/혐기 유산균 수 분석 결 과 각각 6.47~11.50 Log CFU/mL와 7.24~10.98 Log CFU/mL로 본 연구 결과와 비슷한 경향을 보였다. 현행 식 품공전에서의 농후 발효유의 권장 유통기간은 0~10°C 냉 장 보관 시 10일이며, 총 유산균 수는 106 CFU/mL 이상으 로 되어있고 신선한 액상 및 호상 발효유의 유산균 수는 각 각 107 및 108 CFU/mL 이상으로 규정하고 있다(14,21).

본 실험의 결과 STY2는 호기조건에서 6.47 Log CFU/mL 로 가장 낮게 측정되었으나, 그 외의 시판 호상 요구르트의 호기성 유산균과 혐기성 유산균 모두 7.18~11.50 Log CFU/mL로 적정치 범위 이상인 것으로 측정되었다.

시판 액상 요구르트 원・부재료 정보

시판 호상 요구르트의 원・부재료 사용 정보는 Table 2와 같다. 요구르트의 원료로 원유(100%)는 모든 제품에 사용 되고 있으며, 탈지유(70%), 유청 분말(65%), 유크림(40%)

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(5)

Table 3. The correlation coefficients among the quality characteristics of commercial semisolid type yogurts

  pH Total acidity

(lactic acid, %) Soluble solid content (°Brix, %)

Aerobic lactic acid bacteria (log CFU/mL)

Anaerobic lactic acid bacteria (log CFU/mL) pH

Total acidity Soluble solid content Aerobic lactic acid bacteria Anaerobic lactic acid bacteria

1 0.036

−0.120

−0.174 0.090

1 0.007

−0.001 0.305*

  1 0.015

−0.087

  1 0.302*

  1

*Significant different at P=0.05.

이 주된 원료로 사용되고 있다. 발효종균인 유산균은 모든 시료에 사용되고 있으며, 단일균주 또는 복합균주의 형태로

S

.

thermophilus

,

Bifidobacterium

,

Lactobacillus acid- ophilus

,

Lb. rhamnosus

,

Lb. casei

,

Lb. bulgaricus

,

Lac- tococcus lactis

,

Lc

.

cremoris

의 균주가 사용되었다. 첨가 된 당은 modified starch(60%), sugar(45%), maltodextrin (30%)의 빈도로 사용됐으며, 일부 시료에서 fructo oligo- saccharide(10%) 및 liquid fructose(10%)가 사용된 것으 로 조사되었다. 이러한 당 첨가는 단맛 강화뿐만 아니라 물 성개선 보조 효과를 가지는 것으로 생각한다. 기능성 강화를 위해 citric acid(20%), 비타민 E, 비타민 D, omega 3 등이 사용되었으며, 물성개선제로 amid pectin(45%)이 가장 높 은 빈도로 사용되었고 유화제(20%), cellulose gum(15%), gelatin(15%) 등이 사용되고 있다. 그 외 그릭요거트로 판매 되고 있는 제품에서는 치즈가 첨가되었으며, 풍미를 더해주 기 위한 다양한 과일시럽이 사용되고 있다.

상관관계 분석

시판 요구르트의 pH, 가용성 고형분, 총산, 유산균 수 등 의 품질 특성요인 사이의 상관성을 분석한 결과는 Table 3과 같다. pH에 따른 가용성 고형분 함량과 호기성 유산균 수는 음의 상관관계를 나타내었고(r=-0.12, r=-0.174), 총 산과 혐기성 유산균의 수는 양의 상관관계(r=0.036, r=0.09) 를 나타내었다. 산도에 따른 호기성 유산균 수는 r=-0.001 로 음의 상관관계를 보였고, 가용성 고형분은 r=0.007로 양 의 상관관계를 보였다. 또한 총산에 대한 혐기성 유산균 수 와 호기성 유산균에 대한 혐기성 유산균 수는 각각 r=0.305, r=0.302로 유의수준에서 높은 양의 상관관계를 나타내었 다. 이는 Lee 등(26)의 연구와 유사한 결과로 시판되는 액상 요구르트 조사에서 유산균 수가 증가하였음을 보였으며, 발 효 중 생성되는 유기산에 의해 산도가 증가하였기 때문으로 판단된다. 가용성 고형분에 대한 호기성 유산균 수는 양의 상관관계(r=0.015)를 보였으나, 혐기성 유산균 수는 음의 상관관계(r=-0.087)를 보였다. 즉 요구르트의 발효과정 중 유산균 수의 변화가 pH, 총산, 가용성 고형분 함량 변화에 관여하며 상호 간의 품질 및 물성에 영향을 미치는 것으로 사료된다.

요 약

요구르트는 전유 또는 탈지유를 유산균으로 발효시켜 신맛 과 향미를 강화한 대표적인 유 발효식품으로 최근 유고형분 함량과 유산균 수가 많은 호상 요구르트의 수요가 증가하고 있다. 본 연구는 국내 시판되고 있는 호상 타입의 요구르트 20종을 수집하여 제품의 일반적 특성을 조사하였고, pH, 가 용성 고형분, 총산, 점도, 호기성・혐기성 유산균 수를 측정하 여 기초자료로 제공하고자 하였다. 원유(100%), 탈지분유 (70%), 유청 분말(65%), 유크림(40%)이 주원료로 사용되고 다양한 프로바이오틱 유산균주가 단일 또는 복합균주로 첨 가되며, modified starch(60%) 및 sugar(45%)가 주된 첨가 당류로 사용되었고, amid pectin(45%)은 물성개선재로 가 장 높은 빈도로 사용되었다. 20종의 호상 요구르트 제품 간 의 품질 특성을 분석한 결과 pH는 4.18~4.60, 총산도는 0.55~1.30%, 가용성 고형분은 7.10~18.13%, 점도는 183.7

~901.0 cP로 나타났으며, 호기성 균과 혐기성 균은 106~ 108 이상으로 식품공전에서 규정하고 있는 일정 수준인 것 으로 나타났다. 제품 간에 차이가 나타나는 이유는 첨가물과 점도조절에 따른 점도 증진제 및 스타터의 차이에 기인하는 것으로 보인다. 본 결과는 다양한 기능성 소재 및 소비트렌 드를 반영한 요구르트 개발 품질지표 설정의 주요한 기초자 료로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

감사의 글

본 논문은 농촌진흥청 국립식량과학원 연구개발 과제(PJ 012698)의 지원에 의한 연구결과의 일부로 이에 감사드립 니다.

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수치

Table 1. The quality characteristics of commercial semisolid type yogurts Sample 1) pH Total acidity
Table 3. The correlation coefficients among the quality characteristics of commercial semisolid type yogurts

참조

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