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JKFN Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition



Online ISSN 2288-5978

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Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2022; 51(12): 1335-1344

Published online December 31, 2022 https://doi.org/10.3746/jkfn.2022.51.12.1335

Copyright © The Korean Society of Food Science and Nutrition.

Physicochemical Properties of Black Rice Flour Fermented by Complex Lactic Acid Bacteria Starter Culture

Hee Nam Jung1 , Chang Ki Huh2, and Ki Hoon Shim1

1Department of Food & Cooking Science and 2Department of Food Science Technology, Sunchon National University

Correspondence to:Ki Hoon Shim, Department of Food & Cooking Science, Sunchon National University, 255, Jungang-ro, Suncheon-si, Jeonnam 57922, Korea, E-mail: khshim@scnu.ac.kr

Received: August 25, 2022; Revised: September 22, 2022; Accepted: September 23, 2022

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

The purpose of this study was to develop rice-based food products. Black rice was fermented with complex lactic acid bacteria, and powdered into rice flour. The moisture content was higher in this black rice powder flour than in the control sample which was unfermented wet grinding black rice flour. The crude protein content and damaged starch were high in the fermented black rice flour. The amylose content was the highest at CH-0.5 which was black rice flour fermented by adding 0.5% compound complex lactic acid bacteria CH-1. Hunter’s color value was higher in the black rice powder fermented with complex lactic acid bacteria than in the control sample. Organic acids were the highest in the control except for lactic and citric acids. YF-1.0, black rice flour fermented by adding 1.0% compound complex lactic acid bacteria YF-L811, was high in arginine, alanine, leucine, lysine, and essential free amino acid. Fermented black rice flour showed different characteristics depending on the composition of the complex lactic acid bacterial culture. It is thus possible to manufacture food products using fermented black rice based on the characteristics observed in this study.

Keywords: black rice, lactic acid bacteria, fermented, physicochemical, complex

최근 몇 년 동안 건강에 좋은 음식을 찾는 소비자가 많아졌고, 고품질 식품에 대한 수요가 증가함에 따라 과학계와 식품업계 모두 품질, 영양 및 기능적 특성이 포함된 신제품을 생산할 방법을 고안하기 위한 연구가 실행되고 있다(Chiş 등, 2020a; Guiné 등, 2020). 또한, 사회적인 현상으로 육류 소비를 줄이고 채식 위주의 식단을 추구하는 소비자, 유당 내성 및 우유 단백질에 대한 알레르기를 가진 소비자 그리고 소아지방변증 진단을 받은 사람들을 위해 고안된 글루텐 성분이 없는 제품을 찾는 소비자들에게 곡물을 이용한 시리얼 관련 제품은 대안으로 여겨지고 있다(Chiş 등, 2020a; Pino 등, 2022). 곡물 중에서 쌀은 주로 조리된 통곡물의 형태로 소비된다는 점에서 독특한 특징을 가지고 있는데, 그중에서 현미는 필수 지방산, 단백질, 식이섬유, 비타민, 항산화제 및 phytochemical 함유 등 영양적으로도 균형적이고 우수한 특징을 가지고 있어 현미에 관한 관심이 높아지고 있다(Gong 등, 2017; Beaulieu 등, 2020). 현미 품종 중에서 종피의 색이 흑색 및 흑자색을 보이는 것을 흔히 흑미라고 하는데 anthocyanin계 색소를 함유하고 있기 때문이고(Park 등, 2018), tocopherols, tocotrienols, oryzanol, 비타민 B군 등 건강과 관련한 유용한 성분을 함유하고 있으며, 이러한 성분들은 항산화 활성, 활성산소를 제거하는 능력, 면역 체계를 향상시켜 심혈관계질환, 암, 염증, 아토피 및 당뇨 등의 위험성을 감소시키는 것으로 알려져 있다(Liu, 2007).

쌀은 세계적으로 50%의 인구가 주식으로 사용하고 있지만, 백미보다 영양적으로 뛰어난 현미 품종은 겉껍질이 질기고 섬유질이 강한 특징으로 인해 소비자들의 선호도가 높은 편은 아니어서(Hagiwara 등, 2004; Saman 등, 2011) 식품산업에서는 발효 기술을 제품 생산 기술에 적용하여 새로운 건강식품을 제조하고자 하는 연구가 지속되고 있다(Chiş 등, 2020b; Ilowefah 등, 2014). 발효는 곡물의 효능을 활용하여 영양소를 개선하고 영양소의 생물학적 가용성을 증가시키는 데 효과적이고 경제적인 접근 방법이다(Hotz와 Gibson, 2007). 곡류를 익히지 않고 미생물에 의해 발효하는 것, 특히 유산균에 의한 발효는 곡물의 맛, 외관 및 안전성을 향상시키는 방법으로 가장 널리 사용되었다(Gille 등, 2018; Anal, 2019). 일반적으로 유산균은 유제품을 발효하는 용도로 많이 이용되었지만, 최근 연구에서는 유산균이 곡류 기반 식품의 제조와 최종 생성물에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다(Blandino 등, 2003). 유산균은 1990년대 초부터 비유제품 발효 식품과 음료에서 매개체로서의 잠재력이 입증되었다(Rodzi와 Lee, 2021). 유산균에 의한 곡물의 발효는 유기체 특성을 향상시키고 전분을 함유한 원료의 영양가를 증가시키며, 식품의 1차 보존 방법 및 병원성 세균 오염을 감소시키는 역할을 하고 새로운 맛과 향, 식감을 주기 때문에 다양한 식품을 만들 수 있게 한다(Petrova와 Petrov, 2020). 예를 들어, Lactobacillus plantarum을 사용한 발효는 총 플라보노이드와 폴리페놀을 포함한 생물 활성 화합물의 수치를 증가시켜 음식의 기능을 증가시킴으로써 곡물의 영양적 가치를 향상시키는 것으로 나타났다(Nkhata 등, 2018). 이처럼 발효한 곡류는 발효하지 않은 곡류보다 더 많은 양의 페놀화합물을 방출하고 생산에도 유용하며(Balli 등, 2019), 발효된 쌀가루의 세포벽 구조는 효소 반응으로 인해 섬유 용해도가 증가한다(Ilowefah 등, 2014; Chiş 등, 2020a).

국내에서 쌀을 이용한 다양한 연구는 글루텐을 함유한 밀 제품을 대신하기 위한 것이 많았지만 품질 개선이 필요하였고, 이에 새로운 기술 공정으로 유산균을 이용한 발효 제품을 생산하는 방식으로 발전되고 있다(Chiş 등, 2020b). 발효에 사용되는 유산균은 장내 미생물 구성 및 활동, 전반적인 건강 증진의 잠재력도 가지고 있고(Rigo-Adrover 등, 2017) 발효 유제품의 주요 상업적 운반체로 활용되었지만, 유당 불내증, 우유 단백질에 대한 알레르기, 높은 콜레스테롤 및 포화 지방산 함량 등 건강에 대한 우려로 비유제품을 이용한 유산균 운반체 개발에 관한 연구를 촉진해 최근에는 생곡류 가공 관련 연구가 활발히 진행되고 있다(Kumar 등, 2015; Petrova와 Petrov, 2020). 현미 품종 중 하나인 흑미는 에너지, 비타민 및 미네랄 등이 제분 과정에서 영양적 소실이 발생하는 백미보다 뛰어나고(Chiş 등, 2020a), 유산균으로 발효한 제품에서는 엽산 및 비타민 B와 K 등 미량 영양소의 검출을 높일 수 있으며(Tangyu 등, 2019; Tamene 등, 2019), 식이섬유, 올리고당 및 저항전분 등의 비소화 탄수화물은 젖산균의 성장에도 도움을 주는 것으로 알려져 있다(Enujiugha와 Badejo, 2017; Gupta와 Bajaj, 2017). 유산균을 함유한 곡류 제품은 저자극성 유아 식품 제조에도 활용할 수 있는 것으로 알려져 있다(Nguyen 등, 2007; Terpou 등, 2019). 따라서 본 연구에서는 쌀가루 소재의 다양화 및 흑미 제품 활용도의 가능성을 높이기 위해 복합 유산균을 이용하여 흑미를 발효한 후 동결 건조하여 분쇄한 쌀가루의 이화학적 특성을 측정하였다.

실험 재료

본 실험에 사용한 흑미는 2020년산 국산 흑미(Jinsol Grain, Hwasung, Korea)로 지역 마트에서 구매하여 사용하였고, 복합 유산균은 CH-1, YF-L811, YoFlex® Mild 1.0(200U, CHR Hanse, Hoersholm, Denmark)을 (주)주피터인터내셔널(Seoul, Korea)에서 구입하여 사용하였다. 위의 3가지 복합 유산균을 유제품 발효에 사용할 경우 CH-1, YF-L811, YoFlex® Mild 1.0의 순으로 향기가 강하고 발효 속도가 빠른 것으로 알려졌고, 만들어진 유제품의 겔 견고성과 입안에서의 농도는 YoFlex® Mild, YF-L811, CH-1 순서로 높은 특징을 가지고 있다(Chr. Hansen Holding A/S, 2014).

유산균 발효 흑미 쌀가루 제조

유산균 발효 흑미 쌀가루 제조는 7가지 조건으로 처리하였다. 먼저 각각의 흑미 1 kg을 3번 수세한 다음 2,000 mL의 물을 넣고 실온에서 4시간 수침한 후 물기를 제거하였다. 물기를 제거한 흑미에 복합 유산균의 종류와 양을 달리하여 37±2°C의 incubator(BI-400C, Hanyang Scientific Equipment Co., Ltd., Seoul, Korea)에서 72시간 발효하였다. 복합 유산균의 첨가량은 예비실험과 Choi 등(2010), Mun 등(2020)의 연구를 기준으로 설정하였고, 구체적인 사용량은 다음과 같다. Control은 물기를 제거한 후 동결 건조하였고, CH-0.5는 CH-1 0.5%와 증류수 1,250 mL 혼합, CH-1.0은 CH-1 1.0%와 증류수 1,250 mL를 혼합하였다. YF-0.5는 YF-L811 0.5%와 증류수 1,250 mL 혼합, YF-1.0은 YF-L811 1.0%와 증류수 1,250 mL를 혼합, YM-0.5는 YoFlex® Mild 1.0 0.5%와 증류수 1,250 mL 혼합, YM-1.0은 YoFlex® Mild 1.0 1.0%와 증류수 1,250 mL를 혼합하였다. 72시간 발효한 흑미는 물기만 제거한 후 동결 건조하였다. 동결 건조한 흑미는 핀밀분쇄기(KMS-300, Koreamedi Co., Ltd., Daegu, Korea)로 분쇄하여 쌀가루 시료로 사용하였다. 복합 유산균 CH-1, YF-L811, YoFlex® Mild 1.0은 Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbruecki subsp. bulgaricus, other Lactobacillus species로 구성되었다.

유산균 발효 흑미 쌀가루의 수분, 조단백질 및 아밀로오스 함량 측정

유산균 발효 흑미 쌀가루의 수분함량은 상압가열건조법으로 측정하였고, 조단백 함량은 Kjeldahl법에 의해 측정하였다(AOAC, 1984). 유산균 발효 흑미 쌀가루의 아밀로오스 함량은 Williams 등(1970)의 비색법에 의하여 정량하였다. 쌀가루의 20 mg을 100 mL의 매스플라스크에 취하고, 0.5 N KOH 용액 10 mL를 가하여 5분간 저어 시료를 분산시킨 다음 증류수로 100 mL 정용한 후 10 mL를 취해 0.1 N HCl 5 mL와 요오드 용액 0.5 mL를 가하고 증류수를 첨가하여 50 mL로 정용한 다음 실온에서 5분 방치한 후 680 nm에서 흡광도를 측정하여 아밀로오스 표준곡선으로부터 아밀로오스 함량을 계산하였다. 아밀로오스 표준곡선은 아밀로오스, 아밀로펙틴을 일정 비율로 혼합한 후, 위의 방법으로 흡광도를 측정하여 작성하였다.

유산균 발효 흑미 쌀가루의 손상전분 측정

유산균 발효 흑미 쌀가루의 손상전분 함량은 Gibson 등(1997)의 방법에 따라 enzymatic assay kit(MegaZyme Pty., Ltd., Wicklow, Ireland)을 사용하여 측정하였다. 쌀가루 100 mg을 두꺼운 유리 원심분리관에 넣어 40°C로 약 5분간 가온하고 fungal α-amylase 용액(50 U/mL) 1 mL를 각 튜브에 넣어 vortex mixer로 5초 혼합한 다음 40°C 항온수조에서 10분간 반응시킨 후 0.2% H2SO4(v/v)를 8 mL씩 첨가하여 효소 반응을 종료시켰고, 원심분리(3,000 rpm, 5 min)하였다. 상층액 0.1 mL를 두 시험관에 넣어 0.1 mL amyloglucosidase(20 U/mL)를 가하고 혼합한 다음 40°C 항온수조에서 10분간 반응시켰다. 여기에 4.0 mL의 GOPOD 시약을(glucose standards reagent blank tubes를 포함) 가하고 40°C 항온수조에서 20분간 반응시킨 후 reagent blank에 대한 510 nm에서의 흡광도를 spectrophotometer (UV-Vis spectromphotometer, Optizen POP, Mecasys Co., Ltd., Daejeon, Korea)로 측정하였다.

유산균 발효 흑미 쌀가루의 색도 측정

유산균 발효 흑미 쌀가루의 색도는 색차계(JC 801S, Color Techno System Co., Ltd., Tokyo, Japan)를 사용하여 L(백색도), a(적색도), b(황색도) 값을 측정하였고(Choi 등, 2017), 표준 백판의 L값은 91.70, a값은 0.58, b값은 2.69였다.

유산균 발효 흑미 쌀가루의 유기산 함량 측정

유산균 발효 흑미 쌀가루의 유기산 함량 측정은 다음과 같다. 시료를 원심분리(3,000 rpm, 30 min)하여 상징액을 취한 후 여과(Whatman No.2)하여 Sepak C18로 정제시킨 다음 0.45 μm membrane filter(Millipore Co., Burlington, MA, USA)로 여과한 여액을 HPLC를 이용하여 분석하였다. 분석조건은 Table 1과 같으며, 함량은 외부표준법으로 계산한다(Oh 등, 2018).

Table 1 . Analytical condition of amino acid composition

Condition
InstrumentAgilent Technologies 1200 Series
DetectorAgilent Technologies 1200 Series DAD
ColumnPoroshell HPH C18 (2.1×150 mm, 4 μm)
Column temp.40°C
Buffer solutionA: 10 mM sodium phosphate dibasic:10 mM sodium tetraborate 7H2O=1:1, pH 8.2
B: Acetonitrile:Methanol:Water=45:45:10
WavelengthUV 338 nm
Flow rate0.35 mL/min
Injection volume5 μL


유산균 발효 흑미 쌀가루의 유리아미노산 함량 측정

유산균 발효 흑미 쌀가루의 유리아미노산 함량 측정은 시료 5 g에 증류수를 가하고 homogenizer로 마쇄하여 교반 후 침출시켜 얻은 여액 10 mL에 sulfosalicylic acid 25 mg을 첨가하여 4°C에서 4시간 동안 방치시킨 후 50,000 rpm에서 30분간 원심분리하여 단백질 등을 제거하고, 상등액을 0.45 μm membrane filter(Millipore Co.)로 여과하여 얻은 여액을 Agilent amino kit(Agilent Techologies Inc., Santa Clara, CA, USA) 시약으로 유도체화시킨 후 HPLC(Agilent Technologies 1200 Series, Agilent Techologies Inc.)로 분석하였고 Agilent Zorbax SB-Aq(4.6 mm×150 mm, 5 µm, Agilent Co.)를 사용하였으며, mobile phase는 20 mM NaHPO4:ACN(99:1)이었다. Column 온도는 30°C, flow rate는 1.0 mL/min, injector volume은 5 μL, UV detector(210 nm)로 분석하였다(Ohara와 Ariyoshi, 1979).

통계처리

실험 결과는 SPSS 프로그램(Statistical Package for the Social Science, Ver. 25.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 일원배치 분산분석(ANOVA)으로 통계처리 하였으며, P<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test를 실시하여 시료 간의 유의적인 차이를 검증하였다. 유산균 발효 흑미 쌀가루의 이화학적 특성 결과 간의 상관관계는 상관분석을 이용하여 산출했으며, Pearson’s correlation coefficient로 나타내었다.

유산균 발효 흑미 쌀가루의 수분, 조단백질 및 아밀로오스 함량

유산균 발효 흑미 쌀가루의 수분, 단백질 및 아밀로오스 함량은 Table 2와 같다. 대조구의 수분함량은 3.89%로 나타났고 유산균 발효 흑미 쌀가루의 수분함량은 4.71~4.79%로 대조구의 흑미 쌀가루보다 높게 나타났으며, 시료 간에 유의한 차이가 있었다. Lee(2013a)의 연구에서 흑진주 품종의 수분함량은 13.01%였고 신토흑미의 수분함량은 8.48%로 나타났으며, Mun 등(2020)의 복합 프로바이오틱스를 처리한 쌀가루의 수분함량은 10.33~11.36%로 본 연구와의 차이가 크게 나타났는데, 이는 쌀의 건조 방법에 따른 차이로 생각된다. 유산균 발효 흑미 쌀가루의 조단백질 함량은 YM-1.0에서 11.33%로 가장 높게 나타났고 CH-0.5에서 9.71%로 가장 낮게 나타났으며, 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 유산균 발효 흑미 쌀가루의 경우에는 유산균 첨가량이 증가할수록 조단백질 함량이 높아지는 것으로 나타났고, 복합 유산균 YF-L811과 YoFlex® Mild 1.0을 각각 1.0% 첨가하여 발효한 YF-1.0과 YM-1.0의 시료는 다른 시료와 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. Park 등(2016)의 연구에서 흑미 6개 품종의 조단백질 함량은 7.16~8.58%로 본 연구와 차이가 나타난 것은 품종에 따른 차이로 생각되며, 복합 유산균 발효에 따라 흑미 쌀가루의 조단백질 함량의 차이가 나타나는 것은 복합 유산균의 함량에 따라 젖산균의 발효가 다르게 나타나 단백질의 분해 과정에 영향을 미친 것을 알 수 있었다(Teleky 등, 2020). 대조구의 아밀로오스 함량은 22.22%로 나타났으며, 유산균 발효 흑미 쌀가루의 아밀로오스 함량은 CH-0.5에서 22.29%로 가장 높게 나타났고 YM-0.5에서 20.55%로 가장 낮게 나타났으며, 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 복합 유산균 CH-1과 YF-L811은 첨가량이 증가할수록 아밀로오스 함량은 낮아졌지만 YoFlex® Mild 1.0은 복합 유산균의 첨가량이 증가할수록 아밀로오스 함량이 높게 나타났는데, 이는 복합 유산균 구성의 차이에 의한 것으로 생각된다. Mun 등(2020)은 복합 프로바이오틱스에 의해 전분의 분자구조나 분자 간 사슬의 상호작용으로 아밀로오스 함량이 감소하였다고 하였는데, 본 연구는 흑미 품종의 아밀로오스 함량을 분석한 Lee(2013a)의 17.06~17.40%와 Lee(2013b)의 15.00~17.6%의 함량보다 높게 나타났다. 복합 프로바이오틱스를 사용하여 백미 품종을 발효하는 경우와 현미의 일종인 흑미를 발효한 경우에 나타나는 차이와 품종에 따른 차이로 생각된다.

Table 2 . Moisture, crude protein, amylose, and damaged starch contents of the black rice flour fermented by complex lactic acid bacteria starter culture (unit: %)

SamplesMoistureCrude proteinAmyloseDamaged starch
Control3.89±0.06b9.89±0.12b22.22±0.42a10.67±0.26d
CH-0.54.75±0.04a9.71±0.02b22.29±0.29a10.76±0.33d
CH-1.04.73±0.07a10.00±0.32b21.02±0.35c11.44±0.20c
YF-0.54.74±0.04a9.82±0.27b22.02±0.15a10.23±0.25e
YF-1.04.71±0.03a11.29±0.46a21.28±0.11bc12.32±0.23b
YM-0.54.79±0.03a9.77±0.21b20.55±0.21d11.18±0.23c
YM-1.04.71±0.13a11.33±0.03a21.54±0.11b13.01±0.18a

All values are mean±SD. Means with different superscripts (a-e) within a column are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test.



유산균 발효 흑미 쌀가루의 손상전분

쌀가루를 만드는 과정은 쌀의 입자 크기를 줄이는 과정으로 쌀가루를 생산하는 데 불가피한 과정이며(de la Hera 등, 2013), 전분 입자는 전분 구조, 수분함량, 제분기 형태 및 속도와 같은 기계적인 힘과 열에 의해 손상을 받는다(Barrera 등, 2013). 유산균 발효 흑미 쌀가루의 손상전분 결과는 Table 2와 같다. YM-1.0 시료의 손상전분이 13.01%로 가장 높게 나타났고 YF-0.5 시료에서 10.23%로 가장 낮게 나타났으며, 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 손상전분은 조단백 함량과 마찬가지로 복합 유산균의 첨가량이 증가할수록 전분의 손상 정도가 높아졌다. Lee(2013a)의 연구에서 흑진주는 5.77%, 신토흑미는 12.11%로 나왔고 Lee(2013b)의 연구에서는 건식제분이 16.20%, 습식제분이 2.65%, 습식 후 건식제분이 8.42%로 나타났으며, Mun 등(2020)의 연구에서는 7.51~9.49%로 나타났다. 쌀가루의 품질을 평가하는 핵심 지표 중 하나인 손상전분은 밀 제품의 대체를 위해서 많은 연구가 진행되었고, 적정한 손상전분은 물을 흡수하고 반죽의 점도를 향상시키며 효모 발효를 용이하게 하는 성질이 있으나, 과도한 손상전분의 발생은 반죽을 끈적거리게 하여 크림과 같은 물성을 보이기도 한다(Wang 등, 2020). 손상전분의 양과 쌀가루 입자의 크기는 쌀 제품의 품질에 영향을 미치는 중요한 지표(Qin 등, 2021)로 손상전분의 함량과 입자 크기, 제분 방법에 따라 차이가 나는 쌀가루에 맞는 적절한 쌀 제품에 관한 연구가 앞으로 더 진행되어야 할 것으로 생각된다.

유산균 발효 흑미 쌀가루의 색도

유산균 발효 흑미 쌀가루의 색도는 Table 3과 같다. 백색도에서 대조구는 63.63으로 가장 낮게 나타났고 YF-0.5에서 69.56으로 가장 높게 나타났으며, 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 복합 유산균 CH-1으로 발효한 흑미 쌀가루는 첨가량이 증가할수록 백색도가 약간 증가하는 것으로 나타났고, YF-L811과 YoFlex® Mild 1.0은 복합 유산균 첨가량이 증가할수록 백색도가 낮아지는 것으로 나타났다. 적색도에서 대조구는 4.86으로 가장 낮게 나타났고 YF-1.0에서 8.19로 가장 높게 나타났으며, 시료 간에 유의한 차이가 있었다. YF-L811과 YoFlex® Mild 1.0의 복합 유산균 첨가량이 많을수록 흑미 쌀가루의 적색도는 증가하는 것으로 나타났고, CH-1의 복합 유산균을 첨가한 흑미 쌀가루는 첨가량에 따른 차이가 없었다. 황색도에서 대조구는 백색도와 적색도에서 나타난 것과 마찬가지로 -1.71로 가장 낮게 나타났고 YF-1.0에서 2.14로 가장 높게 나타났으며, 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 황색도에서는 CH-1과 YoFlex® Mild 1.0의 복합 유산균 첨가량이 많을수록 황색도는 낮아지는 것으로 나타났고, YF-L811의 복합 유산균은 첨가량이 많을수록 황색도가 높아지는 것으로 나타났다.

Table 3 . Hunter’s color value of the black rice flour fermented by complex lactic acid bacteria starter culture

SamplesLab
Control63.63±0.19e4.86±0.03e−1.71±0.12e
CH-0.567.39±0.22d7.83±0.18b1.23±0.09c
CH-1.067.99±0.26c7.82±0.23b1.19±0.11c
YF-0.569.56±0.23a5.74±0.04d1.41±0.10b
YF-1.068.18±0.29c7.33±0.23c2.14±0.24a
YM-0.569.01±0.17b8.09±0.33a1.25±0.09c
YM-1.068.09±0.17c8.19±0.25a−0.22±0.12d

All values are mean±SD. Means with different superscripts (a-e) within a column are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test.



유산균 발효 흑미 쌀가루의 유기산

유산균의 발효 시 발생하는 유기산은 발효 식품의 저장성 향상에 도움을 주는 중요한 요인으로 알려져 있고, 식품의 pH를 낮추어 식품의 변질을 일으키는 미생물의 증식과 병원성 세균의 증식을 억제하며, 식품의 품질과 향미에도 영향을 주는 것으로 알려져 있다(Caplice와 Fitzgerald, 1999; Leroy와 De Vuyst, 2004; Choi 등, 2013). 유산균 발효 흑미 쌀가루의 유기산 함량은 Table 4와 같다. Oxalic acid에서는 대조구가 53.48 mg%로 가장 높았고 YF-0.5에서 28.41 mg%로 가장 낮았으며, 복합 유산균 첨가량이 높을수록 oxalic acid의 함량은 높게 나타났다. Malic acid도 대조구에서 185.10 mg%로 가장 높았고 YM-1.0에서 80.60 mg%로 가장 낮았으며, CH-1과 YF-L811의 복합 유산균을 첨가하여 제조한 흑미 쌀가루는 시료 간에 유의한 차이가 없었고, YoFlex® Mild의 복합 유산균을 첨가하여 제조한 흑미 쌀가루는 유의하게 차이를 보였다. Lactic acid는 YM-1.0에서 682.01 mg%로 가장 높게 나타났고 대조구에서 20.13 mg%로 가장 낮게 나타났으며, 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 복합 유산균을 첨가하여 발효한 쌀가루가 대조구와 비교해서 높게 나타났고, 복합 유산균 첨가량이 많을수록 lactic acid가 높게 나타났다. Acetic acid에서는 대조구가 1,522.00 mg%로 가장 높게 나타났고 YM-0.5에서 999.62 mg%로 가장 낮게 나타났으며, 시료 간에 유의한 차이가 있었다. Citric acid에서는 YF-1.0에서 341.27 mg%로 가장 높게 나타났고 대조구에서 72.70 mg%로 가장 낮게 나타났으며 시료 간에 유의한 차이가 있었는데, citric acid도 복합 유산균 첨가량이 증가할수록 높게 나타났다. Succinic acid에서는 대조구가 38.33 mg%로 가장 높게 나타났고 YF-1.0에서 14.71 mg%로 가장 낮게 나타났으며, 복합 유산균 첨가량이 증가할수록 낮게 나타났고 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 총 유기산 함량은 YF-1.0에서 2,480.29 mg%로 가장 높게 나타났고 대조구에서 1,891.73 mg%로 가장 낮게 나타났으며, 복합 유산균 첨가량이 증가할수록 총 유산균 함량이 높게 나타났고 시료 간에 유의한 차이가 있었다. Lactic acid와 citric acid를 제외하고는 유산균을 첨가하지 않고 발효한 대조구에서 높게 나타났으나 복합 유산균 첨가에 의해서 lactic acid와 citric acid의 함량이 높아서 총 유기산 함량이 높아졌고, 복합 유산균 첨가량이 증가할수록 대부분의 시료에서 각각의 유기산 함량이 높아지는 것을 알 수 있었으며, acetic acid, lactic acid 및 citric acid가 주요 유기산으로 나타났다. Kim 등(2012)의 연구에서 막걸리에 흑미를 첨가하여 제조할 경우 흑미 첨가량이 증가할수록 citric acid, succinic acid, lactic acid, acetic acid가 높게 나타났다. 발효 과정에서 생산되는 유기산은 술을 제조하는 데 있어서 상쾌한 맛을 주는 것으로 적은 양이 존재할 경우 술의 품질을 높이는 역할을 하지만, acetic acid가 다량 존재하는 경우에는 초산발효가 진행되어 품질을 저하하는 것으로 알려져 있다(Baek 등, 2013; Han 등, 2021). 본 연구의 결과를 살펴보면 복합 유산균을 첨가한 시료군이 대조구보다 acetic acid 함량은 낮고 lactic acid 함량은 높게 나타나 초산발효에 의한 품질 저하를 감소시키고, lactic acid에 의한 청량감을 증가시킬 수 있을 것으로 생각되며, 복합 유산균을 이용하여 발효한 흑미 쌀가루를 주류 제조에도 활용이 가능할 것으로 생각된다.

Table 4 . Organic acid contents of the black rice flour fermented by complex lactic acid bacteria starter culture (unit: mg%)

SamplesOxalic acidMalic acidLactic acidAcetic acidCitric acidSuccinic acidTotal
Control53.48±0.70a185.10±8.00a20.13±3.29a1,522.00±43.45a72.70±0.83f38.33±0.19a1,891.73±54.08d
CH-0.538.31±0.47c108.43±11.98c545.23±28.46b1,092.54±64.99d242.61±9.04d17.33±1.45c2,044.44±116.01c
CH-1.042.01±0.75b108.88±1.35c681.92±13.62a1,265.84±43.80c282.66±9.74b15.61±2.26c2,396.93±62.09a
YF-0.528.41±0.24d141.12±9.74b428.34±57.09d1,211.22±21.49c186.89±4.57e20.67±1.02b2,016.65±47.87c
YF-1.039.25±0.93bc140.72±18.59b510.11±67.06b1,432.60±39.94b341.27±7.01a16.33±1.36c2,480.29±31.24a
YM-0.539.81±0.60bc143.08±2.74b432.24±7.94c999.62±18.94e265.17±4.58c17.22±2.67c1,897.13±30.25d
YM-1.042.14±3.79b80.60±8.09d682.01±49.55a1,024.05±18.85de338.22±6.14a14.71±0.62c2,245.05±40.76b

All values are mean±SD. Means with different superscripts (a-f) within a column are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test.



유산균 발효 흑미 쌀가루의 유리아미노산

유산균 발효 흑미 쌀가루의 유리아미노산 결과는 Table 5와 같다. 유리아미노산에서 aspartic acid, glutamic acid, serine, histidine, threonine, tyrosine, methionine, phenylalanine, isoleucine은 대조구에서 가장 높게 나타났고, arginine, alanine, valine, leucine, lysine은 YF-1.0에서 높게 나타났으며, 시료 간에 유의한 차이가 있었다. Glycine은 CH-1.0에서 가장 높게 나타났으나 시료 간에 유의한 차이는 없었다. CH-0.5는 alanine, lysine에서 유리아미노산 함량이 가장 낮았고, YF-0.5는 serine, phenylalanine, leucine에서 가장 낮았으며, 그 외 유리아미노산 함량은 YM-0.5에서 가장 낮았다. 총 유리아미노산 함량은 대조구에서 586.51 mg%로 가장 높았고 YM-0.5에서 334.99 mg%로 가장 낮았으나, 필수 아미노산 함량은 YF-1.0에서 315.36 mg%로 가장 높았으며 YM-0.5에서 172.75 mg%로 가장 낮았다. 총 유리아미노산의 함량이 낮은 것은 쌀가루 제조 시 전분의 손상 정도가 높으면 유리아미노산의 함량이 낮아진다는 연구 결과와 일치하였다(Tran 등, 2004; Shobana 등, 2011; Liu 등, 2015; Tamura 등, 2022). 총 유리아미노산에서 필수 아미노산 함량 비율을 살펴보면, YF-1.0에서 53.94%로 가장 높았고 CH-1.0에서 47.54%로 가장 낮았으며, 복합 유산균 YF-L811로 발효한 흑미 쌀가루의 필수 아미노산 비율이 대조구보다 높게 나타났고 다른 복합 유산균으로 발효한 흑미 쌀가루의 필수 아미노산 비율은 대조구보다 낮았다. 젖산균으로 발효한 곡물 제품은 lysine과 같은 일부 아미노산의 함량을 높이기도 하며, 단백질, 필수 아미노산 및 지방산 등 곡물의 영양가도 높여주는 것으로 알려져 있다(Tangyu 등, 2019; Petrova와 Petrov, 2020). 고초균을 활용하여 두유를 발효한 연구와 함초를 발효한 연구에서는 발효 후 유리아미노산이 증가한다고 하여 연구와 상이한 결과를 보였지만, Choi 등(2014)의 연구에서는 발효가 진행되면서 미생물들이 유리아미노산을 생육의 일부로 사용하여 유리아미노산이 감소하였다고 하여 연구 결과와 유사하였다. 이처럼 유사한 미생물군을 사용하여도 발효가 진행되는 과정에서 유리아미노산의 함량이 상이한 결과를 보이는 것으로 보아 유산균의 종류와 발효에 사용되는 원료에 관해 후속 연구가 지속되어야 할 것으로 생각된다.

Table 5 . Free amino acid contents of the black rice flour fermented by complex lactic acid bacteria starter culture (Unit: mg%)

ControlCH-0.5CH-1.0YF-0.5YF-1.0YM-0.5YM-1.0
Aspartic acid55.64±4.44a27.90±0.11c27.93±3.47c21.79±2.35d37.44±4.80b20.24±1.68d23.90±2.97cd
Glutamic acid66.17±6.55a38.62±1.96cd44.97±3.61bc37.70±4.90cd52.14±3.15b35.80±4.27d48.04±6.29b
Serine25.84±3.91a15.47±1.44bc19.00±1.64b9.51±2.24d19.14±2.04b11.56±0.69cd15.15±2.22bc
Histidine24.93±4.75a12.38±1.57b13.03±0.05b13.02±4.69b15.12±1.60b10.61±0.24b11.29±1.03b
Glycine9.21±1.60N.S10.84±1.6413.79±1.719.94±2.0013.40±3.0110.92±0.7311.37±1.52
Threonine32.05±4.91a18.49±0.78c18.03±1.96c13.78±0.62d24.36±2.16b11.65±0.77d15.48±1.69cd
Arginine52.70±6.17b46.12±3.79bc53.40±5.86b39.52±4.06cd63.44±4.14a33.43±1.15d40.65±4.61cd
Alanine26.65±4.49b23.37±2.64b27.49±2.16b33.33±1.98a36.71±1.40a23.47±1.46b26.73±3.37b
Tryosine48.49±7.69a31.71±0.72b33.42±2.94b28.11±1.16b47.01±5.11a26.82±1.39b28.58±2.44b
Valine46.28±5.39b31.26±3.57cd28.24±1.70d35.03±2.55c55.02±4.60a25.46±1.65d31.22±2.93cd
Methionine40.05±8.08a22.42±0.56bc21.14±2.17bc24.14±4.41b35.28±3.36a16.54±0.70c21.55±1.62bc
Phenylalanine40.96±9.31a26.98±2.14cd31.34±1.59bc18.99±1.26e35.10±3.75ab23.69±0.61de23.12±2.28de
Isoleucine41.92±7.57a22.62±2.32bc18.83±1.25bc24.96±2.85b38.53±2.77a16.53±0.66c21.40±2.33bc
Leucine35.33±4.79c33.54±2.13c42.89±3.46b27.25±2.77d50.57±2.44a34.99±0.76c35.70±2.38c
Lysine40.29±5.35b21.55±5.12d25.67±3.57cd36.75±4.22b61.37±4.59a33.28±7.74bc36.32±3.43b
Total amino acid586.51±73.69a383.28±15.91bc419.17±28.72b372.83±24.29bc584.64±23.71a334.99±5.83c390.50±30.77bc
Essential amino acid301.81±46.10a189.24±9.54b199.16±12.70b193.92±9.64b315.36±12.12a172.75±8.85b196.08±8.19b
EAA/TAA(%)51.35±2.75ab49.38±1.82bc47.54±1.25c51.93±1.80ab53.94±2.35a51.57±2.35ab50.31±1.87bc

All values are mean±SD. Means with different superscripts (a-e) within a row are significantly different (p<0.05) by Duncan's multiple range test.



유산균 발효 흑미 쌀가루의 이화학적 특성에 대한 상관관계

유산균 발효 흑미 쌀가루의 이화학적 특성인 수분함량, 조단백 함량, 아밀로오스, 손상전분, 색도, 유기산, 유리아미노산 간의 상관관계를 분석한 결과는 Table 6과 같다. Citric acid는 손상전분(γ=0.785***), 적색도(γ=0.866***), lactic acid(γ=0.859***)와 강한 정(+)의 상관관계, acetic acid(γ=-0.443***)와는 부(-)의 상관관계를 보였고, succinic acid는 수분함량(γ=-0.928***), 적색도(γ=-0.863***) 및 citric acid(γ=-0.900***)와 강한 부(-)의 상관관계, malic acid(γ=0.735***)와는 강한 정(+)의 상관관계를 보였다. Histidine은 succinic acid(γ=0.851***)와 강한 정(+)의 상관관계, lactic acid(γ=-0.748***)와는 강한 부(-)의 상관관계를 보였고, threonine은 aspartic acid(γ=0.969***), glutamic acid (γ=0.890***), serine(γ=0.898***), histidine(γ=0.861***)과는 강한 정(+)의 상관관계를 보였으며, isoleucine은 valine(γ=0.934***), methionine(γ=0.956***), phenylalanine(γ=0.758***), lysine(γ=0.647***)과 강한 정(+)의 상관관계를 보였다. 수분함량은 백색도(γ=0.904***), 조단백 함량은 손상전분(γ=0.886***), 백색도는 황색도(γ=0.805***), oxalic acid는 serine(γ=0.828***), citric acid는 glycine(γ=0.538***), glycine은 leucine(γ=0.725***), tyrosine은 methionine(γ=0.919***)과 강한 정(+)의 상관관계를 보였다. 백색도는 aspartic acid(γ=-0.877***), 황색도는 oxalic acid (γ=-0.744***), malic acid는 lactic acid(γ=-0.781***)와 강한 부(-)의 상관관계를 보였다.

Table 6 . Pearson’s correlation coefficients between Moisture, crude protein, amylose, damaged starch contents, Hunter’s color value, organic acid contents and free amino acid contents

MoistureCrude proteinAmyloseDamaged StarchL valuea valueb valueOxalic acidMalic acidLactic acidAcetic acidCitric acidSuccinic acidAspartic acidGlutamic acidSerineHistidineGlycineThreonineArginineAlanineTryosineValineMethioninePhenylalanineIsoleucineLeucineLysine
Moisture1
Protein0.1741
Amylose-0.441-0.21
Damaged Starch0.286.886***-.387*1
L value.904***0.105-.478**0.1811
a value.751***0.302-.557**.586***.551***1
b value.818***0.077-.381*0.033.805***.493***1
Oxalic acid-.702***0.058-0.040.103-.864***-0.206-.744***1
Malic acid-.722***0.0330.092-0.043-.501*-.696***-.647**.481*1
Lactic acid.827***0.384-0.257.542*.658**.846***.577**-.490*-.781***1
Acetic acid-.650**0.0480.24-0.178-.600**-.669**-0.231.436*.482*-.577**1
Citric acid.792***.620**-.440*.785***.631**.866***.619**-0.34-.534*.859***-.443*1
Succinic acid-.928***-0.2980.356-.493*-.810***-.863***-.742***.596**.735***-.914***.634**-.900***1
Aspartic acid-.851***0.0020.296-0.147-.877***-.625**-.577**.755***.617**-.728***.846***-.563**.798***1
Glutamic acid-.762***0.2610.1460.12-.790***-.503*-.629**.778***.608**-.554**.735***-0.38.660**.908***1
Serine-.688**0.1620.1190.035-.851***-0.329-.525*.828***0.349-0.433.714***-0.335.602**.873***.889***1
Histidine-.841***-0.0810.326-0.293-.806***-.726***-.604**.642**.615**-.748***.766***-.679**.851***.895***.854***.822***1
Glycine0.405.457*-0.3980.3740.218.471*.438*-0.052-.500*.529*-0.004.538*-0.418-0.160.0310.254-0.0591
Threonine-.767***0.090.322-0.101-.840***-.555**-.490*.700***.514*-.621**.856***-.469*.714***.969***.890***.898***.861***-0.031
Arginine-0.2450.3830.0610.168-0.395-0.1330.0950.331-0.017-0.066.732***0.0590.175.615**.625**.737***.496*.535*.732***1
Alanine0.114.452*-0.0130.2010.233-0.2390.384-0.290.0940.017.478*0.172-0.0510.1670.2870.1370.2330.4260.239.572**1
Tryosine-.608**0.1990.1450.015-.651**-.464*-0.253.572**.483*-.529*.875***-0.286.558**.900***.828***.815***.752***0.075.947***.820***0.4141
Valine-0.4330.3930.1870.133-0.37-.468*-0.040.237.471*-0.431.792***-0.130.386.697***.631**.504*.517*-0.024.756***.713***.590**.870***1
Methionine-.679**0.1950.305-0.087-.656**-.643**-0.359.481*.569**-.628**.856***-0.424.668**.879***.824***.741***.829***-0.027.926***.700***.458*.919***.866***1
Phenylalanine-.607**0.0790.049-0.049-.746***-0.332-0.349.728***0.36-.473*.767***-0.301.551*.856***.790***.894***.733***0.174.919***.771***0.153.914***.648**.818***1
Isoleucine-.671**0.2140.314-0.059-.607**-.652**-0.3180.423.626**-.638**.855***-0.403.644**.847***.759***.655**.734***-0.142.892***.653**.438*.918***.934***.956***.758***1
Leucine0.118.562***-0.423.519*-0.0760.3160.3130.289-0.1480.240.402.496*-0.2090.2950.389.526*0.15.725***0.409.810***.454*.587**.490*0.383.607**0.3391
Lysine-0.126.586**-0.140.394-0.009-0.2610.1370.05.457*-0.219.536*0.1730.1270.3460.3740.2280.2810.1550.393.452*.655**.555**.766***0.6080.347.647**.511*1

Pearson correlation coefficient (r), *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001.


쌀을 이용한 제품의 소재를 개발하기 위해 복합 유산균으로 흑미를 발효하여 제조한 쌀가루의 이화학적 특성 결과는 다음과 같다. 복합 유산균 발효 흑미 쌀가루의 수분함량은 4.71~4.79%로 대조구의 흑미 쌀가루보다 수분함량이 높게 나타났고, 조단백질 함량과 손상전분은 복합 유산균 첨가량이 높을수록 높게 나타났으며, 아밀로오스 함량은 CH-1.0에서 22.29%로 가장 높게 나타났고 YM-0.5에서 20.55%로 가장 낮게 나타났으며 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 색도에서 대조구는 백색도, 적색도 및 황색도에서 가장 낮게 나타났으며, 백색도에서는 YF-0.5, 적색도에서는 YM-1.0, 황색도에서는 YF-1.0에서 가장 높게 나타났고 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 유기산 함량에서 oxalic acid, malic acid, acetic acid 및 succinic acid는 대조구에서 가장 높게 나타났고, lactic acid와 citric acid는 YM-1.0에서 가장 높게 나타났으며, 총 유기산 함량은 YF-1.0에서 가장 높았고 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 유리아미노산 함량 중에서 arginine, alanine, leucine 및 lysine은 YF-1.0에서 높게 나타났고 나머지 유리아미노산은 대조구에서 높게 나타났으며, glycine을 제외하고 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 총 유리아미노산 함량은 대조구에서 높게 나타났지만 필수 아미노산은 YF-1.0에서 높게 나타났다. 유산균 발효 흑미 쌀가루의 이화학적 특성에 대한 상관관계에서는 수분함량, 백색도, 적색도, malic acid 및 acetic acid가 다른 특성의 결과들과 상관관계가 많은 것으로 나타났다.

이 논문은 2021년도 정부-실험실 특화형 창업선도대학사업(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임(NO.2022-20-startup)

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Article

Article

Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2022; 51(12): 1335-1344

Published online December 31, 2022 https://doi.org/10.3746/jkfn.2022.51.12.1335

Copyright © The Korean Society of Food Science and Nutrition.

복합 유산균 발효 흑미 쌀가루의 이화학적 특성

정희남1․허창기2․심기훈1

1순천대학교 조리과학과
2순천대학교 식품공학과

Received: August 25, 2022; Revised: September 22, 2022; Accepted: September 23, 2022

Physicochemical Properties of Black Rice Flour Fermented by Complex Lactic Acid Bacteria Starter Culture

Hee Nam Jung1 , Chang Ki Huh2, and Ki Hoon Shim1

1Department of Food & Cooking Science and 2Department of Food Science Technology, Sunchon National University

Correspondence to:Ki Hoon Shim, Department of Food & Cooking Science, Sunchon National University, 255, Jungang-ro, Suncheon-si, Jeonnam 57922, Korea, E-mail: khshim@scnu.ac.kr

Received: August 25, 2022; Revised: September 22, 2022; Accepted: September 23, 2022

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Abstract

The purpose of this study was to develop rice-based food products. Black rice was fermented with complex lactic acid bacteria, and powdered into rice flour. The moisture content was higher in this black rice powder flour than in the control sample which was unfermented wet grinding black rice flour. The crude protein content and damaged starch were high in the fermented black rice flour. The amylose content was the highest at CH-0.5 which was black rice flour fermented by adding 0.5% compound complex lactic acid bacteria CH-1. Hunter’s color value was higher in the black rice powder fermented with complex lactic acid bacteria than in the control sample. Organic acids were the highest in the control except for lactic and citric acids. YF-1.0, black rice flour fermented by adding 1.0% compound complex lactic acid bacteria YF-L811, was high in arginine, alanine, leucine, lysine, and essential free amino acid. Fermented black rice flour showed different characteristics depending on the composition of the complex lactic acid bacterial culture. It is thus possible to manufacture food products using fermented black rice based on the characteristics observed in this study.

Keywords: black rice, lactic acid bacteria, fermented, physicochemical, complex

서 론

최근 몇 년 동안 건강에 좋은 음식을 찾는 소비자가 많아졌고, 고품질 식품에 대한 수요가 증가함에 따라 과학계와 식품업계 모두 품질, 영양 및 기능적 특성이 포함된 신제품을 생산할 방법을 고안하기 위한 연구가 실행되고 있다(Chiş 등, 2020a; Guiné 등, 2020). 또한, 사회적인 현상으로 육류 소비를 줄이고 채식 위주의 식단을 추구하는 소비자, 유당 내성 및 우유 단백질에 대한 알레르기를 가진 소비자 그리고 소아지방변증 진단을 받은 사람들을 위해 고안된 글루텐 성분이 없는 제품을 찾는 소비자들에게 곡물을 이용한 시리얼 관련 제품은 대안으로 여겨지고 있다(Chiş 등, 2020a; Pino 등, 2022). 곡물 중에서 쌀은 주로 조리된 통곡물의 형태로 소비된다는 점에서 독특한 특징을 가지고 있는데, 그중에서 현미는 필수 지방산, 단백질, 식이섬유, 비타민, 항산화제 및 phytochemical 함유 등 영양적으로도 균형적이고 우수한 특징을 가지고 있어 현미에 관한 관심이 높아지고 있다(Gong 등, 2017; Beaulieu 등, 2020). 현미 품종 중에서 종피의 색이 흑색 및 흑자색을 보이는 것을 흔히 흑미라고 하는데 anthocyanin계 색소를 함유하고 있기 때문이고(Park 등, 2018), tocopherols, tocotrienols, oryzanol, 비타민 B군 등 건강과 관련한 유용한 성분을 함유하고 있으며, 이러한 성분들은 항산화 활성, 활성산소를 제거하는 능력, 면역 체계를 향상시켜 심혈관계질환, 암, 염증, 아토피 및 당뇨 등의 위험성을 감소시키는 것으로 알려져 있다(Liu, 2007).

쌀은 세계적으로 50%의 인구가 주식으로 사용하고 있지만, 백미보다 영양적으로 뛰어난 현미 품종은 겉껍질이 질기고 섬유질이 강한 특징으로 인해 소비자들의 선호도가 높은 편은 아니어서(Hagiwara 등, 2004; Saman 등, 2011) 식품산업에서는 발효 기술을 제품 생산 기술에 적용하여 새로운 건강식품을 제조하고자 하는 연구가 지속되고 있다(Chiş 등, 2020b; Ilowefah 등, 2014). 발효는 곡물의 효능을 활용하여 영양소를 개선하고 영양소의 생물학적 가용성을 증가시키는 데 효과적이고 경제적인 접근 방법이다(Hotz와 Gibson, 2007). 곡류를 익히지 않고 미생물에 의해 발효하는 것, 특히 유산균에 의한 발효는 곡물의 맛, 외관 및 안전성을 향상시키는 방법으로 가장 널리 사용되었다(Gille 등, 2018; Anal, 2019). 일반적으로 유산균은 유제품을 발효하는 용도로 많이 이용되었지만, 최근 연구에서는 유산균이 곡류 기반 식품의 제조와 최종 생성물에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다(Blandino 등, 2003). 유산균은 1990년대 초부터 비유제품 발효 식품과 음료에서 매개체로서의 잠재력이 입증되었다(Rodzi와 Lee, 2021). 유산균에 의한 곡물의 발효는 유기체 특성을 향상시키고 전분을 함유한 원료의 영양가를 증가시키며, 식품의 1차 보존 방법 및 병원성 세균 오염을 감소시키는 역할을 하고 새로운 맛과 향, 식감을 주기 때문에 다양한 식품을 만들 수 있게 한다(Petrova와 Petrov, 2020). 예를 들어, Lactobacillus plantarum을 사용한 발효는 총 플라보노이드와 폴리페놀을 포함한 생물 활성 화합물의 수치를 증가시켜 음식의 기능을 증가시킴으로써 곡물의 영양적 가치를 향상시키는 것으로 나타났다(Nkhata 등, 2018). 이처럼 발효한 곡류는 발효하지 않은 곡류보다 더 많은 양의 페놀화합물을 방출하고 생산에도 유용하며(Balli 등, 2019), 발효된 쌀가루의 세포벽 구조는 효소 반응으로 인해 섬유 용해도가 증가한다(Ilowefah 등, 2014; Chiş 등, 2020a).

국내에서 쌀을 이용한 다양한 연구는 글루텐을 함유한 밀 제품을 대신하기 위한 것이 많았지만 품질 개선이 필요하였고, 이에 새로운 기술 공정으로 유산균을 이용한 발효 제품을 생산하는 방식으로 발전되고 있다(Chiş 등, 2020b). 발효에 사용되는 유산균은 장내 미생물 구성 및 활동, 전반적인 건강 증진의 잠재력도 가지고 있고(Rigo-Adrover 등, 2017) 발효 유제품의 주요 상업적 운반체로 활용되었지만, 유당 불내증, 우유 단백질에 대한 알레르기, 높은 콜레스테롤 및 포화 지방산 함량 등 건강에 대한 우려로 비유제품을 이용한 유산균 운반체 개발에 관한 연구를 촉진해 최근에는 생곡류 가공 관련 연구가 활발히 진행되고 있다(Kumar 등, 2015; Petrova와 Petrov, 2020). 현미 품종 중 하나인 흑미는 에너지, 비타민 및 미네랄 등이 제분 과정에서 영양적 소실이 발생하는 백미보다 뛰어나고(Chiş 등, 2020a), 유산균으로 발효한 제품에서는 엽산 및 비타민 B와 K 등 미량 영양소의 검출을 높일 수 있으며(Tangyu 등, 2019; Tamene 등, 2019), 식이섬유, 올리고당 및 저항전분 등의 비소화 탄수화물은 젖산균의 성장에도 도움을 주는 것으로 알려져 있다(Enujiugha와 Badejo, 2017; Gupta와 Bajaj, 2017). 유산균을 함유한 곡류 제품은 저자극성 유아 식품 제조에도 활용할 수 있는 것으로 알려져 있다(Nguyen 등, 2007; Terpou 등, 2019). 따라서 본 연구에서는 쌀가루 소재의 다양화 및 흑미 제품 활용도의 가능성을 높이기 위해 복합 유산균을 이용하여 흑미를 발효한 후 동결 건조하여 분쇄한 쌀가루의 이화학적 특성을 측정하였다.

재료 및 방법

실험 재료

본 실험에 사용한 흑미는 2020년산 국산 흑미(Jinsol Grain, Hwasung, Korea)로 지역 마트에서 구매하여 사용하였고, 복합 유산균은 CH-1, YF-L811, YoFlex® Mild 1.0(200U, CHR Hanse, Hoersholm, Denmark)을 (주)주피터인터내셔널(Seoul, Korea)에서 구입하여 사용하였다. 위의 3가지 복합 유산균을 유제품 발효에 사용할 경우 CH-1, YF-L811, YoFlex® Mild 1.0의 순으로 향기가 강하고 발효 속도가 빠른 것으로 알려졌고, 만들어진 유제품의 겔 견고성과 입안에서의 농도는 YoFlex® Mild, YF-L811, CH-1 순서로 높은 특징을 가지고 있다(Chr. Hansen Holding A/S, 2014).

유산균 발효 흑미 쌀가루 제조

유산균 발효 흑미 쌀가루 제조는 7가지 조건으로 처리하였다. 먼저 각각의 흑미 1 kg을 3번 수세한 다음 2,000 mL의 물을 넣고 실온에서 4시간 수침한 후 물기를 제거하였다. 물기를 제거한 흑미에 복합 유산균의 종류와 양을 달리하여 37±2°C의 incubator(BI-400C, Hanyang Scientific Equipment Co., Ltd., Seoul, Korea)에서 72시간 발효하였다. 복합 유산균의 첨가량은 예비실험과 Choi 등(2010), Mun 등(2020)의 연구를 기준으로 설정하였고, 구체적인 사용량은 다음과 같다. Control은 물기를 제거한 후 동결 건조하였고, CH-0.5는 CH-1 0.5%와 증류수 1,250 mL 혼합, CH-1.0은 CH-1 1.0%와 증류수 1,250 mL를 혼합하였다. YF-0.5는 YF-L811 0.5%와 증류수 1,250 mL 혼합, YF-1.0은 YF-L811 1.0%와 증류수 1,250 mL를 혼합, YM-0.5는 YoFlex® Mild 1.0 0.5%와 증류수 1,250 mL 혼합, YM-1.0은 YoFlex® Mild 1.0 1.0%와 증류수 1,250 mL를 혼합하였다. 72시간 발효한 흑미는 물기만 제거한 후 동결 건조하였다. 동결 건조한 흑미는 핀밀분쇄기(KMS-300, Koreamedi Co., Ltd., Daegu, Korea)로 분쇄하여 쌀가루 시료로 사용하였다. 복합 유산균 CH-1, YF-L811, YoFlex® Mild 1.0은 Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbruecki subsp. bulgaricus, other Lactobacillus species로 구성되었다.

유산균 발효 흑미 쌀가루의 수분, 조단백질 및 아밀로오스 함량 측정

유산균 발효 흑미 쌀가루의 수분함량은 상압가열건조법으로 측정하였고, 조단백 함량은 Kjeldahl법에 의해 측정하였다(AOAC, 1984). 유산균 발효 흑미 쌀가루의 아밀로오스 함량은 Williams 등(1970)의 비색법에 의하여 정량하였다. 쌀가루의 20 mg을 100 mL의 매스플라스크에 취하고, 0.5 N KOH 용액 10 mL를 가하여 5분간 저어 시료를 분산시킨 다음 증류수로 100 mL 정용한 후 10 mL를 취해 0.1 N HCl 5 mL와 요오드 용액 0.5 mL를 가하고 증류수를 첨가하여 50 mL로 정용한 다음 실온에서 5분 방치한 후 680 nm에서 흡광도를 측정하여 아밀로오스 표준곡선으로부터 아밀로오스 함량을 계산하였다. 아밀로오스 표준곡선은 아밀로오스, 아밀로펙틴을 일정 비율로 혼합한 후, 위의 방법으로 흡광도를 측정하여 작성하였다.

유산균 발효 흑미 쌀가루의 손상전분 측정

유산균 발효 흑미 쌀가루의 손상전분 함량은 Gibson 등(1997)의 방법에 따라 enzymatic assay kit(MegaZyme Pty., Ltd., Wicklow, Ireland)을 사용하여 측정하였다. 쌀가루 100 mg을 두꺼운 유리 원심분리관에 넣어 40°C로 약 5분간 가온하고 fungal α-amylase 용액(50 U/mL) 1 mL를 각 튜브에 넣어 vortex mixer로 5초 혼합한 다음 40°C 항온수조에서 10분간 반응시킨 후 0.2% H2SO4(v/v)를 8 mL씩 첨가하여 효소 반응을 종료시켰고, 원심분리(3,000 rpm, 5 min)하였다. 상층액 0.1 mL를 두 시험관에 넣어 0.1 mL amyloglucosidase(20 U/mL)를 가하고 혼합한 다음 40°C 항온수조에서 10분간 반응시켰다. 여기에 4.0 mL의 GOPOD 시약을(glucose standards reagent blank tubes를 포함) 가하고 40°C 항온수조에서 20분간 반응시킨 후 reagent blank에 대한 510 nm에서의 흡광도를 spectrophotometer (UV-Vis spectromphotometer, Optizen POP, Mecasys Co., Ltd., Daejeon, Korea)로 측정하였다.

유산균 발효 흑미 쌀가루의 색도 측정

유산균 발효 흑미 쌀가루의 색도는 색차계(JC 801S, Color Techno System Co., Ltd., Tokyo, Japan)를 사용하여 L(백색도), a(적색도), b(황색도) 값을 측정하였고(Choi 등, 2017), 표준 백판의 L값은 91.70, a값은 0.58, b값은 2.69였다.

유산균 발효 흑미 쌀가루의 유기산 함량 측정

유산균 발효 흑미 쌀가루의 유기산 함량 측정은 다음과 같다. 시료를 원심분리(3,000 rpm, 30 min)하여 상징액을 취한 후 여과(Whatman No.2)하여 Sepak C18로 정제시킨 다음 0.45 μm membrane filter(Millipore Co., Burlington, MA, USA)로 여과한 여액을 HPLC를 이용하여 분석하였다. 분석조건은 Table 1과 같으며, 함량은 외부표준법으로 계산한다(Oh 등, 2018).

Table 1 . Analytical condition of amino acid composition.

Condition
InstrumentAgilent Technologies 1200 Series
DetectorAgilent Technologies 1200 Series DAD
ColumnPoroshell HPH C18 (2.1×150 mm, 4 μm)
Column temp.40°C
Buffer solutionA: 10 mM sodium phosphate dibasic:10 mM sodium tetraborate 7H2O=1:1, pH 8.2
B: Acetonitrile:Methanol:Water=45:45:10
WavelengthUV 338 nm
Flow rate0.35 mL/min
Injection volume5 μL


유산균 발효 흑미 쌀가루의 유리아미노산 함량 측정

유산균 발효 흑미 쌀가루의 유리아미노산 함량 측정은 시료 5 g에 증류수를 가하고 homogenizer로 마쇄하여 교반 후 침출시켜 얻은 여액 10 mL에 sulfosalicylic acid 25 mg을 첨가하여 4°C에서 4시간 동안 방치시킨 후 50,000 rpm에서 30분간 원심분리하여 단백질 등을 제거하고, 상등액을 0.45 μm membrane filter(Millipore Co.)로 여과하여 얻은 여액을 Agilent amino kit(Agilent Techologies Inc., Santa Clara, CA, USA) 시약으로 유도체화시킨 후 HPLC(Agilent Technologies 1200 Series, Agilent Techologies Inc.)로 분석하였고 Agilent Zorbax SB-Aq(4.6 mm×150 mm, 5 µm, Agilent Co.)를 사용하였으며, mobile phase는 20 mM NaHPO4:ACN(99:1)이었다. Column 온도는 30°C, flow rate는 1.0 mL/min, injector volume은 5 μL, UV detector(210 nm)로 분석하였다(Ohara와 Ariyoshi, 1979).

통계처리

실험 결과는 SPSS 프로그램(Statistical Package for the Social Science, Ver. 25.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 일원배치 분산분석(ANOVA)으로 통계처리 하였으며, P<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test를 실시하여 시료 간의 유의적인 차이를 검증하였다. 유산균 발효 흑미 쌀가루의 이화학적 특성 결과 간의 상관관계는 상관분석을 이용하여 산출했으며, Pearson’s correlation coefficient로 나타내었다.

결과 및 고찰

유산균 발효 흑미 쌀가루의 수분, 조단백질 및 아밀로오스 함량

유산균 발효 흑미 쌀가루의 수분, 단백질 및 아밀로오스 함량은 Table 2와 같다. 대조구의 수분함량은 3.89%로 나타났고 유산균 발효 흑미 쌀가루의 수분함량은 4.71~4.79%로 대조구의 흑미 쌀가루보다 높게 나타났으며, 시료 간에 유의한 차이가 있었다. Lee(2013a)의 연구에서 흑진주 품종의 수분함량은 13.01%였고 신토흑미의 수분함량은 8.48%로 나타났으며, Mun 등(2020)의 복합 프로바이오틱스를 처리한 쌀가루의 수분함량은 10.33~11.36%로 본 연구와의 차이가 크게 나타났는데, 이는 쌀의 건조 방법에 따른 차이로 생각된다. 유산균 발효 흑미 쌀가루의 조단백질 함량은 YM-1.0에서 11.33%로 가장 높게 나타났고 CH-0.5에서 9.71%로 가장 낮게 나타났으며, 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 유산균 발효 흑미 쌀가루의 경우에는 유산균 첨가량이 증가할수록 조단백질 함량이 높아지는 것으로 나타났고, 복합 유산균 YF-L811과 YoFlex® Mild 1.0을 각각 1.0% 첨가하여 발효한 YF-1.0과 YM-1.0의 시료는 다른 시료와 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. Park 등(2016)의 연구에서 흑미 6개 품종의 조단백질 함량은 7.16~8.58%로 본 연구와 차이가 나타난 것은 품종에 따른 차이로 생각되며, 복합 유산균 발효에 따라 흑미 쌀가루의 조단백질 함량의 차이가 나타나는 것은 복합 유산균의 함량에 따라 젖산균의 발효가 다르게 나타나 단백질의 분해 과정에 영향을 미친 것을 알 수 있었다(Teleky 등, 2020). 대조구의 아밀로오스 함량은 22.22%로 나타났으며, 유산균 발효 흑미 쌀가루의 아밀로오스 함량은 CH-0.5에서 22.29%로 가장 높게 나타났고 YM-0.5에서 20.55%로 가장 낮게 나타났으며, 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 복합 유산균 CH-1과 YF-L811은 첨가량이 증가할수록 아밀로오스 함량은 낮아졌지만 YoFlex® Mild 1.0은 복합 유산균의 첨가량이 증가할수록 아밀로오스 함량이 높게 나타났는데, 이는 복합 유산균 구성의 차이에 의한 것으로 생각된다. Mun 등(2020)은 복합 프로바이오틱스에 의해 전분의 분자구조나 분자 간 사슬의 상호작용으로 아밀로오스 함량이 감소하였다고 하였는데, 본 연구는 흑미 품종의 아밀로오스 함량을 분석한 Lee(2013a)의 17.06~17.40%와 Lee(2013b)의 15.00~17.6%의 함량보다 높게 나타났다. 복합 프로바이오틱스를 사용하여 백미 품종을 발효하는 경우와 현미의 일종인 흑미를 발효한 경우에 나타나는 차이와 품종에 따른 차이로 생각된다.

Table 2 . Moisture, crude protein, amylose, and damaged starch contents of the black rice flour fermented by complex lactic acid bacteria starter culture (unit: %).

SamplesMoistureCrude proteinAmyloseDamaged starch
Control3.89±0.06b9.89±0.12b22.22±0.42a10.67±0.26d
CH-0.54.75±0.04a9.71±0.02b22.29±0.29a10.76±0.33d
CH-1.04.73±0.07a10.00±0.32b21.02±0.35c11.44±0.20c
YF-0.54.74±0.04a9.82±0.27b22.02±0.15a10.23±0.25e
YF-1.04.71±0.03a11.29±0.46a21.28±0.11bc12.32±0.23b
YM-0.54.79±0.03a9.77±0.21b20.55±0.21d11.18±0.23c
YM-1.04.71±0.13a11.33±0.03a21.54±0.11b13.01±0.18a

All values are mean±SD. Means with different superscripts (a-e) within a column are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test..



유산균 발효 흑미 쌀가루의 손상전분

쌀가루를 만드는 과정은 쌀의 입자 크기를 줄이는 과정으로 쌀가루를 생산하는 데 불가피한 과정이며(de la Hera 등, 2013), 전분 입자는 전분 구조, 수분함량, 제분기 형태 및 속도와 같은 기계적인 힘과 열에 의해 손상을 받는다(Barrera 등, 2013). 유산균 발효 흑미 쌀가루의 손상전분 결과는 Table 2와 같다. YM-1.0 시료의 손상전분이 13.01%로 가장 높게 나타났고 YF-0.5 시료에서 10.23%로 가장 낮게 나타났으며, 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 손상전분은 조단백 함량과 마찬가지로 복합 유산균의 첨가량이 증가할수록 전분의 손상 정도가 높아졌다. Lee(2013a)의 연구에서 흑진주는 5.77%, 신토흑미는 12.11%로 나왔고 Lee(2013b)의 연구에서는 건식제분이 16.20%, 습식제분이 2.65%, 습식 후 건식제분이 8.42%로 나타났으며, Mun 등(2020)의 연구에서는 7.51~9.49%로 나타났다. 쌀가루의 품질을 평가하는 핵심 지표 중 하나인 손상전분은 밀 제품의 대체를 위해서 많은 연구가 진행되었고, 적정한 손상전분은 물을 흡수하고 반죽의 점도를 향상시키며 효모 발효를 용이하게 하는 성질이 있으나, 과도한 손상전분의 발생은 반죽을 끈적거리게 하여 크림과 같은 물성을 보이기도 한다(Wang 등, 2020). 손상전분의 양과 쌀가루 입자의 크기는 쌀 제품의 품질에 영향을 미치는 중요한 지표(Qin 등, 2021)로 손상전분의 함량과 입자 크기, 제분 방법에 따라 차이가 나는 쌀가루에 맞는 적절한 쌀 제품에 관한 연구가 앞으로 더 진행되어야 할 것으로 생각된다.

유산균 발효 흑미 쌀가루의 색도

유산균 발효 흑미 쌀가루의 색도는 Table 3과 같다. 백색도에서 대조구는 63.63으로 가장 낮게 나타났고 YF-0.5에서 69.56으로 가장 높게 나타났으며, 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 복합 유산균 CH-1으로 발효한 흑미 쌀가루는 첨가량이 증가할수록 백색도가 약간 증가하는 것으로 나타났고, YF-L811과 YoFlex® Mild 1.0은 복합 유산균 첨가량이 증가할수록 백색도가 낮아지는 것으로 나타났다. 적색도에서 대조구는 4.86으로 가장 낮게 나타났고 YF-1.0에서 8.19로 가장 높게 나타났으며, 시료 간에 유의한 차이가 있었다. YF-L811과 YoFlex® Mild 1.0의 복합 유산균 첨가량이 많을수록 흑미 쌀가루의 적색도는 증가하는 것으로 나타났고, CH-1의 복합 유산균을 첨가한 흑미 쌀가루는 첨가량에 따른 차이가 없었다. 황색도에서 대조구는 백색도와 적색도에서 나타난 것과 마찬가지로 -1.71로 가장 낮게 나타났고 YF-1.0에서 2.14로 가장 높게 나타났으며, 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 황색도에서는 CH-1과 YoFlex® Mild 1.0의 복합 유산균 첨가량이 많을수록 황색도는 낮아지는 것으로 나타났고, YF-L811의 복합 유산균은 첨가량이 많을수록 황색도가 높아지는 것으로 나타났다.

Table 3 . Hunter’s color value of the black rice flour fermented by complex lactic acid bacteria starter culture.

SamplesLab
Control63.63±0.19e4.86±0.03e−1.71±0.12e
CH-0.567.39±0.22d7.83±0.18b1.23±0.09c
CH-1.067.99±0.26c7.82±0.23b1.19±0.11c
YF-0.569.56±0.23a5.74±0.04d1.41±0.10b
YF-1.068.18±0.29c7.33±0.23c2.14±0.24a
YM-0.569.01±0.17b8.09±0.33a1.25±0.09c
YM-1.068.09±0.17c8.19±0.25a−0.22±0.12d

All values are mean±SD. Means with different superscripts (a-e) within a column are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test..



유산균 발효 흑미 쌀가루의 유기산

유산균의 발효 시 발생하는 유기산은 발효 식품의 저장성 향상에 도움을 주는 중요한 요인으로 알려져 있고, 식품의 pH를 낮추어 식품의 변질을 일으키는 미생물의 증식과 병원성 세균의 증식을 억제하며, 식품의 품질과 향미에도 영향을 주는 것으로 알려져 있다(Caplice와 Fitzgerald, 1999; Leroy와 De Vuyst, 2004; Choi 등, 2013). 유산균 발효 흑미 쌀가루의 유기산 함량은 Table 4와 같다. Oxalic acid에서는 대조구가 53.48 mg%로 가장 높았고 YF-0.5에서 28.41 mg%로 가장 낮았으며, 복합 유산균 첨가량이 높을수록 oxalic acid의 함량은 높게 나타났다. Malic acid도 대조구에서 185.10 mg%로 가장 높았고 YM-1.0에서 80.60 mg%로 가장 낮았으며, CH-1과 YF-L811의 복합 유산균을 첨가하여 제조한 흑미 쌀가루는 시료 간에 유의한 차이가 없었고, YoFlex® Mild의 복합 유산균을 첨가하여 제조한 흑미 쌀가루는 유의하게 차이를 보였다. Lactic acid는 YM-1.0에서 682.01 mg%로 가장 높게 나타났고 대조구에서 20.13 mg%로 가장 낮게 나타났으며, 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 복합 유산균을 첨가하여 발효한 쌀가루가 대조구와 비교해서 높게 나타났고, 복합 유산균 첨가량이 많을수록 lactic acid가 높게 나타났다. Acetic acid에서는 대조구가 1,522.00 mg%로 가장 높게 나타났고 YM-0.5에서 999.62 mg%로 가장 낮게 나타났으며, 시료 간에 유의한 차이가 있었다. Citric acid에서는 YF-1.0에서 341.27 mg%로 가장 높게 나타났고 대조구에서 72.70 mg%로 가장 낮게 나타났으며 시료 간에 유의한 차이가 있었는데, citric acid도 복합 유산균 첨가량이 증가할수록 높게 나타났다. Succinic acid에서는 대조구가 38.33 mg%로 가장 높게 나타났고 YF-1.0에서 14.71 mg%로 가장 낮게 나타났으며, 복합 유산균 첨가량이 증가할수록 낮게 나타났고 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 총 유기산 함량은 YF-1.0에서 2,480.29 mg%로 가장 높게 나타났고 대조구에서 1,891.73 mg%로 가장 낮게 나타났으며, 복합 유산균 첨가량이 증가할수록 총 유산균 함량이 높게 나타났고 시료 간에 유의한 차이가 있었다. Lactic acid와 citric acid를 제외하고는 유산균을 첨가하지 않고 발효한 대조구에서 높게 나타났으나 복합 유산균 첨가에 의해서 lactic acid와 citric acid의 함량이 높아서 총 유기산 함량이 높아졌고, 복합 유산균 첨가량이 증가할수록 대부분의 시료에서 각각의 유기산 함량이 높아지는 것을 알 수 있었으며, acetic acid, lactic acid 및 citric acid가 주요 유기산으로 나타났다. Kim 등(2012)의 연구에서 막걸리에 흑미를 첨가하여 제조할 경우 흑미 첨가량이 증가할수록 citric acid, succinic acid, lactic acid, acetic acid가 높게 나타났다. 발효 과정에서 생산되는 유기산은 술을 제조하는 데 있어서 상쾌한 맛을 주는 것으로 적은 양이 존재할 경우 술의 품질을 높이는 역할을 하지만, acetic acid가 다량 존재하는 경우에는 초산발효가 진행되어 품질을 저하하는 것으로 알려져 있다(Baek 등, 2013; Han 등, 2021). 본 연구의 결과를 살펴보면 복합 유산균을 첨가한 시료군이 대조구보다 acetic acid 함량은 낮고 lactic acid 함량은 높게 나타나 초산발효에 의한 품질 저하를 감소시키고, lactic acid에 의한 청량감을 증가시킬 수 있을 것으로 생각되며, 복합 유산균을 이용하여 발효한 흑미 쌀가루를 주류 제조에도 활용이 가능할 것으로 생각된다.

Table 4 . Organic acid contents of the black rice flour fermented by complex lactic acid bacteria starter culture (unit: mg%).

SamplesOxalic acidMalic acidLactic acidAcetic acidCitric acidSuccinic acidTotal
Control53.48±0.70a185.10±8.00a20.13±3.29a1,522.00±43.45a72.70±0.83f38.33±0.19a1,891.73±54.08d
CH-0.538.31±0.47c108.43±11.98c545.23±28.46b1,092.54±64.99d242.61±9.04d17.33±1.45c2,044.44±116.01c
CH-1.042.01±0.75b108.88±1.35c681.92±13.62a1,265.84±43.80c282.66±9.74b15.61±2.26c2,396.93±62.09a
YF-0.528.41±0.24d141.12±9.74b428.34±57.09d1,211.22±21.49c186.89±4.57e20.67±1.02b2,016.65±47.87c
YF-1.039.25±0.93bc140.72±18.59b510.11±67.06b1,432.60±39.94b341.27±7.01a16.33±1.36c2,480.29±31.24a
YM-0.539.81±0.60bc143.08±2.74b432.24±7.94c999.62±18.94e265.17±4.58c17.22±2.67c1,897.13±30.25d
YM-1.042.14±3.79b80.60±8.09d682.01±49.55a1,024.05±18.85de338.22±6.14a14.71±0.62c2,245.05±40.76b

All values are mean±SD. Means with different superscripts (a-f) within a column are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test..



유산균 발효 흑미 쌀가루의 유리아미노산

유산균 발효 흑미 쌀가루의 유리아미노산 결과는 Table 5와 같다. 유리아미노산에서 aspartic acid, glutamic acid, serine, histidine, threonine, tyrosine, methionine, phenylalanine, isoleucine은 대조구에서 가장 높게 나타났고, arginine, alanine, valine, leucine, lysine은 YF-1.0에서 높게 나타났으며, 시료 간에 유의한 차이가 있었다. Glycine은 CH-1.0에서 가장 높게 나타났으나 시료 간에 유의한 차이는 없었다. CH-0.5는 alanine, lysine에서 유리아미노산 함량이 가장 낮았고, YF-0.5는 serine, phenylalanine, leucine에서 가장 낮았으며, 그 외 유리아미노산 함량은 YM-0.5에서 가장 낮았다. 총 유리아미노산 함량은 대조구에서 586.51 mg%로 가장 높았고 YM-0.5에서 334.99 mg%로 가장 낮았으나, 필수 아미노산 함량은 YF-1.0에서 315.36 mg%로 가장 높았으며 YM-0.5에서 172.75 mg%로 가장 낮았다. 총 유리아미노산의 함량이 낮은 것은 쌀가루 제조 시 전분의 손상 정도가 높으면 유리아미노산의 함량이 낮아진다는 연구 결과와 일치하였다(Tran 등, 2004; Shobana 등, 2011; Liu 등, 2015; Tamura 등, 2022). 총 유리아미노산에서 필수 아미노산 함량 비율을 살펴보면, YF-1.0에서 53.94%로 가장 높았고 CH-1.0에서 47.54%로 가장 낮았으며, 복합 유산균 YF-L811로 발효한 흑미 쌀가루의 필수 아미노산 비율이 대조구보다 높게 나타났고 다른 복합 유산균으로 발효한 흑미 쌀가루의 필수 아미노산 비율은 대조구보다 낮았다. 젖산균으로 발효한 곡물 제품은 lysine과 같은 일부 아미노산의 함량을 높이기도 하며, 단백질, 필수 아미노산 및 지방산 등 곡물의 영양가도 높여주는 것으로 알려져 있다(Tangyu 등, 2019; Petrova와 Petrov, 2020). 고초균을 활용하여 두유를 발효한 연구와 함초를 발효한 연구에서는 발효 후 유리아미노산이 증가한다고 하여 연구와 상이한 결과를 보였지만, Choi 등(2014)의 연구에서는 발효가 진행되면서 미생물들이 유리아미노산을 생육의 일부로 사용하여 유리아미노산이 감소하였다고 하여 연구 결과와 유사하였다. 이처럼 유사한 미생물군을 사용하여도 발효가 진행되는 과정에서 유리아미노산의 함량이 상이한 결과를 보이는 것으로 보아 유산균의 종류와 발효에 사용되는 원료에 관해 후속 연구가 지속되어야 할 것으로 생각된다.

Table 5 . Free amino acid contents of the black rice flour fermented by complex lactic acid bacteria starter culture (Unit: mg%).

ControlCH-0.5CH-1.0YF-0.5YF-1.0YM-0.5YM-1.0
Aspartic acid55.64±4.44a27.90±0.11c27.93±3.47c21.79±2.35d37.44±4.80b20.24±1.68d23.90±2.97cd
Glutamic acid66.17±6.55a38.62±1.96cd44.97±3.61bc37.70±4.90cd52.14±3.15b35.80±4.27d48.04±6.29b
Serine25.84±3.91a15.47±1.44bc19.00±1.64b9.51±2.24d19.14±2.04b11.56±0.69cd15.15±2.22bc
Histidine24.93±4.75a12.38±1.57b13.03±0.05b13.02±4.69b15.12±1.60b10.61±0.24b11.29±1.03b
Glycine9.21±1.60N.S10.84±1.6413.79±1.719.94±2.0013.40±3.0110.92±0.7311.37±1.52
Threonine32.05±4.91a18.49±0.78c18.03±1.96c13.78±0.62d24.36±2.16b11.65±0.77d15.48±1.69cd
Arginine52.70±6.17b46.12±3.79bc53.40±5.86b39.52±4.06cd63.44±4.14a33.43±1.15d40.65±4.61cd
Alanine26.65±4.49b23.37±2.64b27.49±2.16b33.33±1.98a36.71±1.40a23.47±1.46b26.73±3.37b
Tryosine48.49±7.69a31.71±0.72b33.42±2.94b28.11±1.16b47.01±5.11a26.82±1.39b28.58±2.44b
Valine46.28±5.39b31.26±3.57cd28.24±1.70d35.03±2.55c55.02±4.60a25.46±1.65d31.22±2.93cd
Methionine40.05±8.08a22.42±0.56bc21.14±2.17bc24.14±4.41b35.28±3.36a16.54±0.70c21.55±1.62bc
Phenylalanine40.96±9.31a26.98±2.14cd31.34±1.59bc18.99±1.26e35.10±3.75ab23.69±0.61de23.12±2.28de
Isoleucine41.92±7.57a22.62±2.32bc18.83±1.25bc24.96±2.85b38.53±2.77a16.53±0.66c21.40±2.33bc
Leucine35.33±4.79c33.54±2.13c42.89±3.46b27.25±2.77d50.57±2.44a34.99±0.76c35.70±2.38c
Lysine40.29±5.35b21.55±5.12d25.67±3.57cd36.75±4.22b61.37±4.59a33.28±7.74bc36.32±3.43b
Total amino acid586.51±73.69a383.28±15.91bc419.17±28.72b372.83±24.29bc584.64±23.71a334.99±5.83c390.50±30.77bc
Essential amino acid301.81±46.10a189.24±9.54b199.16±12.70b193.92±9.64b315.36±12.12a172.75±8.85b196.08±8.19b
EAA/TAA(%)51.35±2.75ab49.38±1.82bc47.54±1.25c51.93±1.80ab53.94±2.35a51.57±2.35ab50.31±1.87bc

All values are mean±SD. Means with different superscripts (a-e) within a row are significantly different (p<0.05) by Duncan's multiple range test..



유산균 발효 흑미 쌀가루의 이화학적 특성에 대한 상관관계

유산균 발효 흑미 쌀가루의 이화학적 특성인 수분함량, 조단백 함량, 아밀로오스, 손상전분, 색도, 유기산, 유리아미노산 간의 상관관계를 분석한 결과는 Table 6과 같다. Citric acid는 손상전분(γ=0.785***), 적색도(γ=0.866***), lactic acid(γ=0.859***)와 강한 정(+)의 상관관계, acetic acid(γ=-0.443***)와는 부(-)의 상관관계를 보였고, succinic acid는 수분함량(γ=-0.928***), 적색도(γ=-0.863***) 및 citric acid(γ=-0.900***)와 강한 부(-)의 상관관계, malic acid(γ=0.735***)와는 강한 정(+)의 상관관계를 보였다. Histidine은 succinic acid(γ=0.851***)와 강한 정(+)의 상관관계, lactic acid(γ=-0.748***)와는 강한 부(-)의 상관관계를 보였고, threonine은 aspartic acid(γ=0.969***), glutamic acid (γ=0.890***), serine(γ=0.898***), histidine(γ=0.861***)과는 강한 정(+)의 상관관계를 보였으며, isoleucine은 valine(γ=0.934***), methionine(γ=0.956***), phenylalanine(γ=0.758***), lysine(γ=0.647***)과 강한 정(+)의 상관관계를 보였다. 수분함량은 백색도(γ=0.904***), 조단백 함량은 손상전분(γ=0.886***), 백색도는 황색도(γ=0.805***), oxalic acid는 serine(γ=0.828***), citric acid는 glycine(γ=0.538***), glycine은 leucine(γ=0.725***), tyrosine은 methionine(γ=0.919***)과 강한 정(+)의 상관관계를 보였다. 백색도는 aspartic acid(γ=-0.877***), 황색도는 oxalic acid (γ=-0.744***), malic acid는 lactic acid(γ=-0.781***)와 강한 부(-)의 상관관계를 보였다.

Table 6 . Pearson’s correlation coefficients between Moisture, crude protein, amylose, damaged starch contents, Hunter’s color value, organic acid contents and free amino acid contents.

MoistureCrude proteinAmyloseDamaged StarchL valuea valueb valueOxalic acidMalic acidLactic acidAcetic acidCitric acidSuccinic acidAspartic acidGlutamic acidSerineHistidineGlycineThreonineArginineAlanineTryosineValineMethioninePhenylalanineIsoleucineLeucineLysine
Moisture1
Protein0.1741
Amylose-0.441-0.21
Damaged Starch0.286.886***-.387*1
L value.904***0.105-.478**0.1811
a value.751***0.302-.557**.586***.551***1
b value.818***0.077-.381*0.033.805***.493***1
Oxalic acid-.702***0.058-0.040.103-.864***-0.206-.744***1
Malic acid-.722***0.0330.092-0.043-.501*-.696***-.647**.481*1
Lactic acid.827***0.384-0.257.542*.658**.846***.577**-.490*-.781***1
Acetic acid-.650**0.0480.24-0.178-.600**-.669**-0.231.436*.482*-.577**1
Citric acid.792***.620**-.440*.785***.631**.866***.619**-0.34-.534*.859***-.443*1
Succinic acid-.928***-0.2980.356-.493*-.810***-.863***-.742***.596**.735***-.914***.634**-.900***1
Aspartic acid-.851***0.0020.296-0.147-.877***-.625**-.577**.755***.617**-.728***.846***-.563**.798***1
Glutamic acid-.762***0.2610.1460.12-.790***-.503*-.629**.778***.608**-.554**.735***-0.38.660**.908***1
Serine-.688**0.1620.1190.035-.851***-0.329-.525*.828***0.349-0.433.714***-0.335.602**.873***.889***1
Histidine-.841***-0.0810.326-0.293-.806***-.726***-.604**.642**.615**-.748***.766***-.679**.851***.895***.854***.822***1
Glycine0.405.457*-0.3980.3740.218.471*.438*-0.052-.500*.529*-0.004.538*-0.418-0.160.0310.254-0.0591
Threonine-.767***0.090.322-0.101-.840***-.555**-.490*.700***.514*-.621**.856***-.469*.714***.969***.890***.898***.861***-0.031
Arginine-0.2450.3830.0610.168-0.395-0.1330.0950.331-0.017-0.066.732***0.0590.175.615**.625**.737***.496*.535*.732***1
Alanine0.114.452*-0.0130.2010.233-0.2390.384-0.290.0940.017.478*0.172-0.0510.1670.2870.1370.2330.4260.239.572**1
Tryosine-.608**0.1990.1450.015-.651**-.464*-0.253.572**.483*-.529*.875***-0.286.558**.900***.828***.815***.752***0.075.947***.820***0.4141
Valine-0.4330.3930.1870.133-0.37-.468*-0.040.237.471*-0.431.792***-0.130.386.697***.631**.504*.517*-0.024.756***.713***.590**.870***1
Methionine-.679**0.1950.305-0.087-.656**-.643**-0.359.481*.569**-.628**.856***-0.424.668**.879***.824***.741***.829***-0.027.926***.700***.458*.919***.866***1
Phenylalanine-.607**0.0790.049-0.049-.746***-0.332-0.349.728***0.36-.473*.767***-0.301.551*.856***.790***.894***.733***0.174.919***.771***0.153.914***.648**.818***1
Isoleucine-.671**0.2140.314-0.059-.607**-.652**-0.3180.423.626**-.638**.855***-0.403.644**.847***.759***.655**.734***-0.142.892***.653**.438*.918***.934***.956***.758***1
Leucine0.118.562***-0.423.519*-0.0760.3160.3130.289-0.1480.240.402.496*-0.2090.2950.389.526*0.15.725***0.409.810***.454*.587**.490*0.383.607**0.3391
Lysine-0.126.586**-0.140.394-0.009-0.2610.1370.05.457*-0.219.536*0.1730.1270.3460.3740.2280.2810.1550.393.452*.655**.555**.766***0.6080.347.647**.511*1

Pearson correlation coefficient (r), *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001..


요 약

쌀을 이용한 제품의 소재를 개발하기 위해 복합 유산균으로 흑미를 발효하여 제조한 쌀가루의 이화학적 특성 결과는 다음과 같다. 복합 유산균 발효 흑미 쌀가루의 수분함량은 4.71~4.79%로 대조구의 흑미 쌀가루보다 수분함량이 높게 나타났고, 조단백질 함량과 손상전분은 복합 유산균 첨가량이 높을수록 높게 나타났으며, 아밀로오스 함량은 CH-1.0에서 22.29%로 가장 높게 나타났고 YM-0.5에서 20.55%로 가장 낮게 나타났으며 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 색도에서 대조구는 백색도, 적색도 및 황색도에서 가장 낮게 나타났으며, 백색도에서는 YF-0.5, 적색도에서는 YM-1.0, 황색도에서는 YF-1.0에서 가장 높게 나타났고 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 유기산 함량에서 oxalic acid, malic acid, acetic acid 및 succinic acid는 대조구에서 가장 높게 나타났고, lactic acid와 citric acid는 YM-1.0에서 가장 높게 나타났으며, 총 유기산 함량은 YF-1.0에서 가장 높았고 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 유리아미노산 함량 중에서 arginine, alanine, leucine 및 lysine은 YF-1.0에서 높게 나타났고 나머지 유리아미노산은 대조구에서 높게 나타났으며, glycine을 제외하고 시료 간에 유의한 차이가 있었다. 총 유리아미노산 함량은 대조구에서 높게 나타났지만 필수 아미노산은 YF-1.0에서 높게 나타났다. 유산균 발효 흑미 쌀가루의 이화학적 특성에 대한 상관관계에서는 수분함량, 백색도, 적색도, malic acid 및 acetic acid가 다른 특성의 결과들과 상관관계가 많은 것으로 나타났다.

감사의 글

이 논문은 2021년도 정부-실험실 특화형 창업선도대학사업(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임(NO.2022-20-startup)

Table 1 . Analytical condition of amino acid composition.

Condition
InstrumentAgilent Technologies 1200 Series
DetectorAgilent Technologies 1200 Series DAD
ColumnPoroshell HPH C18 (2.1×150 mm, 4 μm)
Column temp.40°C
Buffer solutionA: 10 mM sodium phosphate dibasic:10 mM sodium tetraborate 7H2O=1:1, pH 8.2
B: Acetonitrile:Methanol:Water=45:45:10
WavelengthUV 338 nm
Flow rate0.35 mL/min
Injection volume5 μL

Table 2 . Moisture, crude protein, amylose, and damaged starch contents of the black rice flour fermented by complex lactic acid bacteria starter culture (unit: %).

SamplesMoistureCrude proteinAmyloseDamaged starch
Control3.89±0.06b9.89±0.12b22.22±0.42a10.67±0.26d
CH-0.54.75±0.04a9.71±0.02b22.29±0.29a10.76±0.33d
CH-1.04.73±0.07a10.00±0.32b21.02±0.35c11.44±0.20c
YF-0.54.74±0.04a9.82±0.27b22.02±0.15a10.23±0.25e
YF-1.04.71±0.03a11.29±0.46a21.28±0.11bc12.32±0.23b
YM-0.54.79±0.03a9.77±0.21b20.55±0.21d11.18±0.23c
YM-1.04.71±0.13a11.33±0.03a21.54±0.11b13.01±0.18a

All values are mean±SD. Means with different superscripts (a-e) within a column are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test..


Table 3 . Hunter’s color value of the black rice flour fermented by complex lactic acid bacteria starter culture.

SamplesLab
Control63.63±0.19e4.86±0.03e−1.71±0.12e
CH-0.567.39±0.22d7.83±0.18b1.23±0.09c
CH-1.067.99±0.26c7.82±0.23b1.19±0.11c
YF-0.569.56±0.23a5.74±0.04d1.41±0.10b
YF-1.068.18±0.29c7.33±0.23c2.14±0.24a
YM-0.569.01±0.17b8.09±0.33a1.25±0.09c
YM-1.068.09±0.17c8.19±0.25a−0.22±0.12d

All values are mean±SD. Means with different superscripts (a-e) within a column are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test..


Table 4 . Organic acid contents of the black rice flour fermented by complex lactic acid bacteria starter culture (unit: mg%).

SamplesOxalic acidMalic acidLactic acidAcetic acidCitric acidSuccinic acidTotal
Control53.48±0.70a185.10±8.00a20.13±3.29a1,522.00±43.45a72.70±0.83f38.33±0.19a1,891.73±54.08d
CH-0.538.31±0.47c108.43±11.98c545.23±28.46b1,092.54±64.99d242.61±9.04d17.33±1.45c2,044.44±116.01c
CH-1.042.01±0.75b108.88±1.35c681.92±13.62a1,265.84±43.80c282.66±9.74b15.61±2.26c2,396.93±62.09a
YF-0.528.41±0.24d141.12±9.74b428.34±57.09d1,211.22±21.49c186.89±4.57e20.67±1.02b2,016.65±47.87c
YF-1.039.25±0.93bc140.72±18.59b510.11±67.06b1,432.60±39.94b341.27±7.01a16.33±1.36c2,480.29±31.24a
YM-0.539.81±0.60bc143.08±2.74b432.24±7.94c999.62±18.94e265.17±4.58c17.22±2.67c1,897.13±30.25d
YM-1.042.14±3.79b80.60±8.09d682.01±49.55a1,024.05±18.85de338.22±6.14a14.71±0.62c2,245.05±40.76b

All values are mean±SD. Means with different superscripts (a-f) within a column are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test..


Table 5 . Free amino acid contents of the black rice flour fermented by complex lactic acid bacteria starter culture (Unit: mg%).

ControlCH-0.5CH-1.0YF-0.5YF-1.0YM-0.5YM-1.0
Aspartic acid55.64±4.44a27.90±0.11c27.93±3.47c21.79±2.35d37.44±4.80b20.24±1.68d23.90±2.97cd
Glutamic acid66.17±6.55a38.62±1.96cd44.97±3.61bc37.70±4.90cd52.14±3.15b35.80±4.27d48.04±6.29b
Serine25.84±3.91a15.47±1.44bc19.00±1.64b9.51±2.24d19.14±2.04b11.56±0.69cd15.15±2.22bc
Histidine24.93±4.75a12.38±1.57b13.03±0.05b13.02±4.69b15.12±1.60b10.61±0.24b11.29±1.03b
Glycine9.21±1.60N.S10.84±1.6413.79±1.719.94±2.0013.40±3.0110.92±0.7311.37±1.52
Threonine32.05±4.91a18.49±0.78c18.03±1.96c13.78±0.62d24.36±2.16b11.65±0.77d15.48±1.69cd
Arginine52.70±6.17b46.12±3.79bc53.40±5.86b39.52±4.06cd63.44±4.14a33.43±1.15d40.65±4.61cd
Alanine26.65±4.49b23.37±2.64b27.49±2.16b33.33±1.98a36.71±1.40a23.47±1.46b26.73±3.37b
Tryosine48.49±7.69a31.71±0.72b33.42±2.94b28.11±1.16b47.01±5.11a26.82±1.39b28.58±2.44b
Valine46.28±5.39b31.26±3.57cd28.24±1.70d35.03±2.55c55.02±4.60a25.46±1.65d31.22±2.93cd
Methionine40.05±8.08a22.42±0.56bc21.14±2.17bc24.14±4.41b35.28±3.36a16.54±0.70c21.55±1.62bc
Phenylalanine40.96±9.31a26.98±2.14cd31.34±1.59bc18.99±1.26e35.10±3.75ab23.69±0.61de23.12±2.28de
Isoleucine41.92±7.57a22.62±2.32bc18.83±1.25bc24.96±2.85b38.53±2.77a16.53±0.66c21.40±2.33bc
Leucine35.33±4.79c33.54±2.13c42.89±3.46b27.25±2.77d50.57±2.44a34.99±0.76c35.70±2.38c
Lysine40.29±5.35b21.55±5.12d25.67±3.57cd36.75±4.22b61.37±4.59a33.28±7.74bc36.32±3.43b
Total amino acid586.51±73.69a383.28±15.91bc419.17±28.72b372.83±24.29bc584.64±23.71a334.99±5.83c390.50±30.77bc
Essential amino acid301.81±46.10a189.24±9.54b199.16±12.70b193.92±9.64b315.36±12.12a172.75±8.85b196.08±8.19b
EAA/TAA(%)51.35±2.75ab49.38±1.82bc47.54±1.25c51.93±1.80ab53.94±2.35a51.57±2.35ab50.31±1.87bc

All values are mean±SD. Means with different superscripts (a-e) within a row are significantly different (p<0.05) by Duncan's multiple range test..


Table 6 . Pearson’s correlation coefficients between Moisture, crude protein, amylose, damaged starch contents, Hunter’s color value, organic acid contents and free amino acid contents.

MoistureCrude proteinAmyloseDamaged StarchL valuea valueb valueOxalic acidMalic acidLactic acidAcetic acidCitric acidSuccinic acidAspartic acidGlutamic acidSerineHistidineGlycineThreonineArginineAlanineTryosineValineMethioninePhenylalanineIsoleucineLeucineLysine
Moisture1
Protein0.1741
Amylose-0.441-0.21
Damaged Starch0.286.886***-.387*1
L value.904***0.105-.478**0.1811
a value.751***0.302-.557**.586***.551***1
b value.818***0.077-.381*0.033.805***.493***1
Oxalic acid-.702***0.058-0.040.103-.864***-0.206-.744***1
Malic acid-.722***0.0330.092-0.043-.501*-.696***-.647**.481*1
Lactic acid.827***0.384-0.257.542*.658**.846***.577**-.490*-.781***1
Acetic acid-.650**0.0480.24-0.178-.600**-.669**-0.231.436*.482*-.577**1
Citric acid.792***.620**-.440*.785***.631**.866***.619**-0.34-.534*.859***-.443*1
Succinic acid-.928***-0.2980.356-.493*-.810***-.863***-.742***.596**.735***-.914***.634**-.900***1
Aspartic acid-.851***0.0020.296-0.147-.877***-.625**-.577**.755***.617**-.728***.846***-.563**.798***1
Glutamic acid-.762***0.2610.1460.12-.790***-.503*-.629**.778***.608**-.554**.735***-0.38.660**.908***1
Serine-.688**0.1620.1190.035-.851***-0.329-.525*.828***0.349-0.433.714***-0.335.602**.873***.889***1
Histidine-.841***-0.0810.326-0.293-.806***-.726***-.604**.642**.615**-.748***.766***-.679**.851***.895***.854***.822***1
Glycine0.405.457*-0.3980.3740.218.471*.438*-0.052-.500*.529*-0.004.538*-0.418-0.160.0310.254-0.0591
Threonine-.767***0.090.322-0.101-.840***-.555**-.490*.700***.514*-.621**.856***-.469*.714***.969***.890***.898***.861***-0.031
Arginine-0.2450.3830.0610.168-0.395-0.1330.0950.331-0.017-0.066.732***0.0590.175.615**.625**.737***.496*.535*.732***1
Alanine0.114.452*-0.0130.2010.233-0.2390.384-0.290.0940.017.478*0.172-0.0510.1670.2870.1370.2330.4260.239.572**1
Tryosine-.608**0.1990.1450.015-.651**-.464*-0.253.572**.483*-.529*.875***-0.286.558**.900***.828***.815***.752***0.075.947***.820***0.4141
Valine-0.4330.3930.1870.133-0.37-.468*-0.040.237.471*-0.431.792***-0.130.386.697***.631**.504*.517*-0.024.756***.713***.590**.870***1
Methionine-.679**0.1950.305-0.087-.656**-.643**-0.359.481*.569**-.628**.856***-0.424.668**.879***.824***.741***.829***-0.027.926***.700***.458*.919***.866***1
Phenylalanine-.607**0.0790.049-0.049-.746***-0.332-0.349.728***0.36-.473*.767***-0.301.551*.856***.790***.894***.733***0.174.919***.771***0.153.914***.648**.818***1
Isoleucine-.671**0.2140.314-0.059-.607**-.652**-0.3180.423.626**-.638**.855***-0.403.644**.847***.759***.655**.734***-0.142.892***.653**.438*.918***.934***.956***.758***1
Leucine0.118.562***-0.423.519*-0.0760.3160.3130.289-0.1480.240.402.496*-0.2090.2950.389.526*0.15.725***0.409.810***.454*.587**.490*0.383.607**0.3391
Lysine-0.126.586**-0.140.394-0.009-0.2610.1370.05.457*-0.219.536*0.1730.1270.3460.3740.2280.2810.1550.393.452*.655**.555**.766***0.6080.347.647**.511*1

Pearson correlation coefficient (r), *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001..


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