유산균은 발효과정에서 부패 미생물 증식을 억제하고 발효식품의 조직감과 풍미를 향상시키며, 체내에서 장내 균총을 유지하고 단백질과 비타민을 합성하여 공급하고, 면역기능을 강화하는 등 숙주의 건강을 이롭게 한다. Probiotics는 항균성 물질을 생산하여 유해세균에 대항하고 유익 미생물의 증식을 제어한다. Prebiotics는 장내 환경을 개선하여 유용 미생물의 증식을 촉진하고 칼슘 흡수를 증가시키며 콜레스테롤 수치를 낮춘다. Synbiotics는 probiotics와 prebiotics의 혼합 형태로, probiotics의 증식을 도와준다. 본 연구에서는 유산균을 이용하여 synbiotic 요구르트를 제조하고, 그 효능을 확인한다.
<h1>서 론</h1> <p>유산균은 유산이나 초산과 같은 유기산이나 알코올, 균체 외 다당류 및 여러 효소들을 생산함으로써 발효되는 동안 부패 미생물의 증식을 억제하고 발효식품의 조직감 향상과 바람직한 풍미를 부여한다. 게다가 체내 정상 장내 균총의 유지와 단백질과 비타민을 합성하여 공급하고, 암세포의 증식을 억제하며, 혈중 콜레스테롤 수치를 감소시킬 뿐만 아니라 면역기능을 강화하는 등 숙주의 건강을 이롭게 하는 probiotics 균주로 주목받고 있으며 건강기능식품이나 의약품 개발에 이용되고 있다. Lactobacillus acidophilus와 Bifidobacterium bifidum 등의 probiotics는 박테리오신, 과산화수소 및 유기산 등의 항균성 물질을 생산하고 영양분 탈취와 상피세포 부착에 대한 경쟁적 길항작용 및 장관 내 산화환원전위 변화 등에 의해 유해세균에 대한 항균작용을 나타내는 것으로 알려져 있다. 또한 lactose 가수분해 효소인 \( \beta \)-D-galactosidase를 생산하므로 전 세계인구의 \( 50 \% \) 이상에 이르는 유당불내증 환자들에게 주로 나타나는 복부 팽만감, 과도한 가스발생이나 설사 등을 완화시키는 효과가 있다.</p> <p>한편, prebiotics은 장내 유해 균총의 증식을 억제하고 유용 미생물의 증식을 촉진시켜 장내 환경을 개선시키는데 장관 내 미생물들의 탄소원으로 사용되는 복합 당류로서 oligosaccharides, lactulose, lactosucrose, palatinose, raffinose, stachyose 및 inulin 등이 있다. Inulin이 분해되면 short chain fatty acids (SCFAs) 생성되어 장내 pH가 감소됨으로써 칼슘의 용해성과 흡수를 증가시킬 뿐만 아니라 총 cholesterol과 LDL-cholesterol 수치를 감소시키는 것으로 보고되고 있고, fructooligosaccharides(FOS)는 간에서 중성지방의 합성을 감소시켜 혈중 triacylglycerol과 phospholipid 농도를 유의적으로 감소시킨다.</p> <p>Probiotics와 prebiotics의 혼합 형태인 synbiotics로 이용될 때 prebiotics가 probiotics의 증식을 촉진하는 것으로 알려져 있다. 식이 내에 bifidobacteria \( \left(>10^{9} \mathrm{CFU} / \mathrm{g}\right) \) 와 \( 5 \%(\mathrm{w} / \mathrm{w}) \) oligofructose를 혼합 후 14일간 Wistar rats에 경구적으로 투여하여 분변을 관찰한 결과, 뚜렷한 bifidogenic effect가 나타나 in vivo 상에서도 유용 균총 증식에 synbiotic의 효과가 입증되었다.</p> <p>Crittendien 등에 따르면 Bifidobacterium lactis는 prebiotic 저항성 전분에 의해 증식속도가 증가하였고, 위장과 소장을 안전하게 통과하여 생존 가능하며, 대장 내에서도 butyric acid 생성량을 증가시켜 요구르트 제조용으로 적합하다고 보고한 바 있다. Synbiotics는 발효유, 치즈, 건강 음료, 소스, 쿠키, 빵, 이유식, 아이스크림 및 건강기능식품 등 다양한 형태로 제조되고 있으며, synbiotics 시장은 계속해서 성장하는 추세이다.</p> <p>본 연구에서는 갓김치로부터 분리되어 DPPH (1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl) 및 superoxide radical 소거능, 환원력 및 금속이온 킬레이팅 활성을 가지는 것으로 보고된 L. acidophilus GK20 및 Lactobacillus paracasei GK74를 단독 혹은 혼합하여 발효 스타터로 사용하고 FOS를 농도별로 첨가하여 요구르트를 제조하였다. 냉장 \( \left(4^{\circ} \mathrm{C}\right) \) 온도에서 7일간 저장하는 동안 요구르트의 \( \mathrm{pH} \), 총산도, 점도 및 생균수 등의 이화학적 특성과 위산이나 담즙산에 대한 probiotic의 저항성, Caco-2 cell에 대한 부착능, Escherichia coli와 Salmonella enteritidis에 대한 항균활성, proteolytic 효소와 \( \beta \)-galactosidase 및 항산화 활성을 측정하여 synbiotic로서의 가능성을 확인해 보고자 한다.</p>