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비알콜 쌀막걸리의 젖산 발효 최적화를 통한 고농도 GABA 생산

Increased production of GABA in non-alcoholic Makgeolli by optimization of lactic acid fermentation using Lactobacillus plantarum

임종순|이삼빈|최지연
한국식품저장유통학회 (The Korean Society of Food Preservation)|2019.04|Food Science and Preservation|제26권 제2호|pp. 157-164

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GABALactobacillus plantarumlactic acid fermentationMakgolli
주제분류식품과학

초록

본 연구에서는 전통주인 막걸리로부터 비알코올 막걸리를 제조한 후 젖산균 발효 최적화를 통해서 기능성물질 GABA 및 probiotic가 강화된 기능성 쌀 발효물 소재를 개발하였다. 젖산균의 생육을 저해하는 효모의 활성을 저해하기 위하여 쌀 막걸리를 85℃에서 30분간 열처리하여 비알코올 막걸리를 제조하였다. 이에 MSG 3%와 포도당 1%를 첨가한 후 L. plantarum EJ2014 스타터를 1% 접종하여 30℃에서 7일간 젖산균 발효를 진행하였다. 젖산균 발효 시 pH가 5.12에서 5.49로 증가하였으며 산도는 발효 전 0.41%에서 발효 1일 차에 1.5%로 증가한 이후 감소하여 발효 7일 차에 0.2%를 나타내었다. L. plantarum EJ2014 생균수는 발효 초기 2.0×107 CFU/mL에서 발효 1일 차에 2.0×109 CFU/mL로 증가하였다가 이후 3.0×108 CFU/mL로 지속적으로 감소하였다. TLC 분석을 통해서 젖산 발효 5일 차 이후에 MSG가 모두 소진되어 GABA로 전환되는 것을 확인할 수 있었으며, HPLC를 이용한 정량분석에서 초기 MSG 2.54%에서, 발효 7일에 GABA 1.59%로 모두 전환되는 것을 확인하였다. 포도당 1% 조건에서 비알코올 막걸리의 젖산 발효 7일까지 총폴리페놀 함량이 증가하는 경향을 보여 1,478.98±56.50 μg/mL로 나타났다. 결론적으로 곰팡이 코지 및 효모의 대사산물을 함유한 비알코올 쌀 막걸리에 젖산균 발효 최적화를 통해서 기능성물질인 GABA와 젖산균 probiotic을 108 CFU/mL이상 함유한 쌀 발효물을 제조할 수 있었으며, 이를 통해 다양한 음료 및 기능성 식품에서 원료 베이스로의 활용이 기대된다.

Abstract

Lactic acid fermentation of non-alcoholic Makgeolli a traditional Korean rice wine was optimized for increased production of γ-aminobutyric acid (GABA). The Makgeolli was concentrated by vacuum evaporation at 85℃ for 30 min to yield non-alcoholic Makgeolli and sterilize the indigenous microorganisms. As a result, yeast and lactic acid bacteria were not observed in the non-alcoholic Makgeolli. The non-alcoholic Makgeolli had an unpleasant odor in the absence of glucose in lactic acid fermentation. Therefore, the non-alcoholic Makgeolli was mixed with 3% mono sodium-L-glutamate (MSG) and 1% glucose followed by fermentation with Lactobacillus plantarum EJ2014 at 30℃ for 7 days in stationary culture. During this period, the pH increased from 5.1 to 5.5 and acidity decreased from 0.41% to 0.2%. The viable cell count increased to 3.0×108 CFU/mL by the end of the 7 day period. The production was determined using TLC; results showed that Most of the MSG was bio-converted on within 5 days. of lactic acid fermentation. HPLC analysis confirmed GABA production 1.59%. In conclusion, non-alcoholic Makgeolli with 1% glucose and 3% MSG could produce functional rice ingredients including GABA and probiotics as well as wholesome rice products through lactic acid fermentation.

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