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Bacillus subtilis를 이용한 발효굼벵이 분말 추출물의 최적배양조건에 따른 경시적 변화

Optimization of fermentation conditions Protaetia brevitarsis seulensis larvae using Bacillus subtilis

조영수|장성호|안희영|조현동|서권일|심소연
한국식품저장유통학회 (The Korean Society of Food Preservation)|2019.02|Food Science and Preservation|제26권 제1호|pp. 123-133

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fermentationProtaetia brevitarsis seulensisedible insectlarvaeoptimum-conditions
주제분류식품과학

초록

본 연구는 Bacillus subtilis KACC 91157를 이용하여 발효한 굼벵이 분말을 수용성 용매에 추출하여 항산화 효능을 포함한 생리활성 및 이화학적 특징을 비교하였다. 먼저, 발효물의 기본데이터를 확립하기 위해 당도, pH 및 산도를 확인한 결과, pH 및 산도는 유의적인 차이를 확인할 수 없었으며, 당도에서 발효 7일 차부터 증가함을 확인하였고, 그 이후 감소하는 결과를 보였다. 단백질 농도는 발효기간에 따라 점점 증가하여 발효 6일 차에 최대치를 보이며, 그 이후부터는 감소하는 경향을 보였다. SDS-PAGE상의 단백질 패턴 분석 결과, 116.3 kDa, 67.4 kDa, 31-45 kDa, 21.5-31 kDa, 14.4 kDa 크기의 단백질 밴드가 B. subtilis발효에 의해 대부분 분해됨을 확인하였다. 총 폴리페놀 함량및 플라보노이드 함량은 기존의 굼벵이 분말에 비해 대체적으로 증가하였으며, 발효초기 3일 차부터 증가함을 확인하였다. 항산화 활성능 확인하고자 DPPH 자유 라디칼 소거능 및 환원력 실험을 수행한 결과, 발효 3일 차에 대체로 높은 활성을 가지며, 그 이후 발효 기간 동안의 유의적인 변화는 없었다. 혈전 분해 활성 또한 발효 3일 차 가장 크게 증가함을 볼 수 있었다. 따라서, B. subtilis로 발효한 굼벵이 분말의 경시적 생리활성 및 이화학적 특성을 관찰한 결과, B. subtilis 발효 굼벵이 분말은 발효 3일 차에 가장 긍정적인 결과를 도출함을 확인하였다.

Abstract

This study aimed to investigate the biological activities of aqueous extract of the edible insect Protaetia brevitarsis seulensis (PB) larvae fermented by Bacillus subtilis KACC 91157. On the other hand, the soluble solids of PB increased reaching the maximum level about 5.6 °Brix after 7 days of fermentation. Protein concentration also increased during the fermentation period and the highest protein content was measured in the PB fermented for 6 days with B. subtilis. Protein content was analyzed by SDS (sodium dodecyl sulfate)-polyacrylamide gel electrophoresis, and it was observed that most of the protein bands were completely degraded after 3 days of fermentation. The phenolic and flavonoid compounds were higher in the fermented group than the non-fermented group. They showed the highest amounts during 2-3 days of fermentation. The highest reducing power and DPPH (α,α’-diphenyl-β-picrylhydrazyl) radical scavenging activity were observed in PB fermented for 3 days, and no major changes occurred during the subsequent fermentation. Similarly, fibrinolytic activity was the highest at the 3rd day of fermentation. This experiment showed that fermentation of PB for 3 days by B. subtilis is the optimum time to achieve the desired physicochemical properties and highest biological activities.

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