L. acidophilus GK 20 과 L. paracasei GK 74 를 단독 혹은 혼합하여 발효 스타터로 사용한 다음 FOS를 농도별로 첨가하여 요구르트를 제조한 직후부터 4^{\circ} \mathrm{C}4\(^\circ \mathrm{C}\) 에서 7일간 저장하는 동안 생균수, pH, 총산도, 점도를 측정한 결과, 혼합 배양인 경우가 스타터의 접종량이 많아 생균수가 증가된 것으로 여겨지며 이들의 생균수는 발효되는 동안 FOS에 의해 촉진되었고, 생균수가 증가될수록 생성된 유기산의 양이 증가되어 pH는 낮아지고 산도와 점도는 증가한 것으로 확인되었고 장관 내에서 probiotics의 균수는 최 소 6 log cycle 이상이어야 하고, 식품공전상 요구르트의 총 유산균수는 10^{7}-10^{8} \mathrm{~CFU} / \mathrm{mL}107−108 CFU/mL 으로 규정되어 있는데 본 실험의 probiotic 및 synbiotic 요구르트는 제조 규격에 적합한 것으로 나타났다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <h2>FOS 농도에 따른 요구르트의 이화학적 특성</h2> <p>L. acidophilus GK 20 과 L. paracasei GK 74 를 각각 단독 혹은 혼합하여 발효 스타터로 사용한 다음 FOS를 농도별로 첨가하여 요구르트를 제조한 직후부터 \( 4^{\circ} \mathrm{C} \) 에서 7일간 저장하는 동안 pH, 총산도, 점도 및 생균수를 측정한 결과는 Table 1과 같다. L. acidophilus GK20 단독으로 제조한 요구르트의 생균수는 \( 6.80 \pm 0.14 \mathrm{~CFU} / \mathrm{g} \) 이며 L. paracasei GK74 단독인 경우는 \( 7.14 \pm 0.35 \mathrm{~CFU} / \mathrm{g} \) 이었고, 생균수는 FOS 첨가량에 따라 다소 증가하는 경향을 보였다. 게다가 균주를 혼합한 경우의 생균수는 \( 7.37 \pm 0.11 \mathrm{~CFU} / \mathrm{g} \) 으로 나타나 단독일 때보다 균수는 증가되었고, 특히 FOS 함량이 \( 0.5 \% \) 이상일 때 무첨가구에 비해 유의하게 높은 균수를 나타내었다. L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK 74의 단독 및 혼합 형태 모두 제조직후부터 \( 4^{\circ} \mathrm{C} \) 에서 7일간 저장하는 동안 생균수는 일정하게 유지되었다.</p> <p>한편, FOS를 첨가하지 않고 L. acidophilus GK20으로 제조한 직후의 요구르트 pH는 \( 4.11 \pm 0.10 \) 로 나타났는데 이는 FOS를 \( 0.5 \) 및 \( 1.0 \% \) 첨가한 요구르트의 pH와는 유의적인 차이가 없었으며, 또한 L. paracasei GK74로 제조한 요구르트와도 비슷한 수준으로 나타났다. 하지만 L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74를 혼합한 후 FOS를 \( 0.5 \) 및 \( 1.0 \% \) 첨가하여 제조된 요구르트의 pH는 \( 3.80 \pm 0.11 \) 및 \( 3.67 \pm 0.08 \) 로 각각 나타나 다른 실험구에 비해 유의적으로 낮은 pH를 보였으며 \( (\mathrm{p}<0.05) \), 저장하는 동안 대부분 실험구들의 pH는 제조 직후와의 것과 유의적인 차이가 없었다.</p> <p>L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74 각각 단독으로 제조한 요구르트의 총산도는 \( 0.71-0.73\% \) 정도의 수준으로 나타났으나, 혼합한 경우는 단독인 경우보다 유의하게 더 높은 산도 \( (0.90 \pm 0.05 \%) \) 를 보여주었고 \( (\mathrm{p}<0.05) \), FOS \( 1.0 \% \)하에서 혼합 배양한 실험구의 총산도는 약 \( 1.09 \pm 0.03 \% \) 로 가장 높았다.</p> <p>L. acidophilus GK20 단독으로 제조한 요구르트의 점도 \( (1055.05 \pm 0.98 \mathrm{cps}) \) 보다는 L. paracasei GK74 로 제조한 경우가 유의하게 더 높았으며 \( (1062.21 \pm 1.24 \mathrm{cps}) \), FOS를 첨가함에 따라 점도가 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 혼합 배양하여 제조한 요구르트는 L. acidophilus GK20 단독일 때 보다 점도 \( (1062.13 \pm 2.15 \mathrm{cps}) \) 가 유의하게 높았으며, FOS \( 0 \% \) 와 \( 0.5 \% \) 첨가구의 점도는 별 차이가 없었으나, \( 1.0 \% \) 첨가 시에는 유의하게 증가되었고 \( (\mathrm{p}<0.05) \), 저장하는 동안에도 비슷한 수준을 유지하였다. 이와 같은 결과에서 미뤄볼 때, 단독 배양보다 혼합 배양인 경우 스타터의 접종량이 많아 발효된 요구르트 내의 생균수가 증가된 것으로 여겨지며 이들의 생균수는 발효되는 동안 FOS에 의해 촉진되었고, 생균수가 증가될수록 생성된 유기산의 양이 증가되어 pH는 낮아진 반면 산도와 점도는 증가한 것으로 확인되었다.</p> <p>전보의 결과에서도 L. acidophilus GK20 과 L. paracasei GK74는 MRS broth 내에서 FOS가 첨가되었을 때 배양액의 pH와 총산도가 대조구에 비해 유의하게 감소 및 증가한다고 보고한 바 있으며, skim milk를 이용하여 요구르트를 제조한 직후의 pH는 MRS broth 내에서 24시간 배양했을 때 보다 더 높았고, 총산도는 유의하게 더 낮았다. 요구르트는 우유 단백질을 폴리펩타이드, 펩타이드 및 아미노산 등으로 가수분해시키는 등 물리화학적 변화 등 복합적인 과정에 의해 제조되는데 요구르트 내의 유산균 증식은 카제인으로부터 필수아미노산을 유리시킬 수 있는 단백질 분해능력에 좌우 된다. 이미 보고된 여러 연구결과에서 볼 때, 발효 및 저 장하는 동안 probiotics의 증식과 생존은 산생성과 상관관계가 있으며 균수가 증가할수록 pH는 낮아지고 총산도는 증가하였고 생성된 산은 우유 내 유당의 분해에 기인하는 것 으로 알려져 있다.</p> <p>Donkor 등에 따르면, 탈지유에 inulin을 첨가하여 L. acidophilus L10과 Lactobacillus casei L26으로 발효시킨 요구르트를 제조하는 동안 유산균수를 조사한 결과, prebiotic inulin은 probiotic 유산균의 성장에 유의한 영향을 미쳐 대조구에 비해 약 1 log cycle 이상의 균수가 증가되었고, 첨가된 inulin은 대조구에 비해 유산 및 아세트산과 같은 주요 대사산물의 생산량을 유의적으로 증가시켰고, 고농도의 유기산 하에서도 세포의 손상없이 저장하는 동안 일정한 활성을 유지하였다고 보고한 바 있어 본 결과와 유사한 경향을 나타내었다. 또한 L. casei L26에 의한 요구르트의 초기점도는 L. acidophilus L10보다 더 높았으며 inulin의 첨가에 의해 요구르트의 점도는 대조구 보다 유의하게 증가되었다. 이와 강의 보고에 의하면, 요구르트의 제조시 chitooligosaccharide (COS) \( 0.3 \% \) 를 첨가한 경우에는 Lactobacillus bulgaricus Lb-12와 Streptococcus thermophilus St-36의 성장에 영향을 미치지 않았지만, \( 0.5 \% \) 를 첨가했을 때에는 뚜렷한 억제효과가 나타났는데 이는 세균이 성장하는 동안 생산하는 산에 의해 유산균의 증식이 억제된 것으로 추정된다. 또한 COS \( 0.3 \% \) 를 첨가한 요구르트는 발효 24시간째 pH는 약 4.0이고 산도는 약 1.00을 나타내어 본 실험의 FOS \( 0.5 \% \) 첨가구와 pH는 비슷한 수준이었으나, 산도는 이보다 높게 나타났으며 COS 첨가에 의해 점도도 뚜렷하게 증가되어 본 결과와 유사한 경향을 나타내었다. S. thermophilus 를 L. bulgarucus, L. acidohilus, Lactobacillus rhamnosus 혹은 B. lactis와 혼합 배양할 때 첨가된 lactose, oligofrucotse, polydextrose 및 maltodextrin과 같은 prebiotics는 probiotics 의 최대 산생성 속도를 크게 증가시켰다고 하여, probiotics 균종에 따라 prebiotics 이용효율이 다르므로 균의 성장율이나 유산 등의 대사산물 생산량에 다소 차이가 있다.</p> <p>요구르트의 생균수는 접종 균량, 총 고형물량 및 우유 내에 있는 영양분의 이용능에 따라 차이가 나며, 저장기간 동안 균수 변화는 사용균주의 종류, 배양조건, 발효산물 내에 존재하는 길항물질, 저장온도와 시간, 초기균수, 과산화수소와 산소의 함량 및 생성된 유기산 함량에 좌우된다고 알려져 있다. 한편, 요구르트의 점도는 총 고형분, 단백질과 염의 함량, 균주의 단백질 분해능 및 균질화 정도에 영향을 받을뿐만 아니라 특히 유산균의 산 생산에 의해 우유 단백질이 응고되어 점도가 생성되며, exopolysaccharide의 생산과 수화가 진행됨에 따라 점도는 점점 증가되는 것으로 알려져 있다. 또한 fructose를 첨가한 요구르트에서도 높은 점도가 생성되었고 섬유질 첨가에 의한 점도 상승은 올 리고당과 우유 단백질 사이의 상호작용에 기인한다고 보고 되었다.</p> <p>장관 내에서 유익한 작용을 위해 probiotics의 균수는 최 소 6 log cycle 이상이어야 하고, 우리나라 식품공전상 요구르트의 총 유산균수는 \( 10^{7}-10^{8} \mathrm{~CFU} / \mathrm{mL} \) 으로 규정되어 있 는데 본 실험의 probiotic 및 synbiotic 요구르트는 제조 규격에 적합한 것으로 나타났다. 그리고 시판하는 요구르트의 pH는 3.7-4.6, 유산량은 7.0-12.5 \( \mathrm{mg} / \mathrm{g} \)으로 다양하게 보고되 고 있는톄, 요구르트의 독특한 신맛을 부여하되 지나친 신 맛을 피하기 위한 적당한 pH 와 산도는 각각 3.27-4.53 및 7.0-9.0 \( \mathrm{mg} / \mathrm{g} \)이라고 알려져 있다.</p>