11. 발효유의 미생물 1. 발효유 (fermented milk) 정의 : 유즙을 원료로 유산균이나 효모를 이용하여 배양하고 발효에 의해 산미, 향미를 강화시칸 것 발효유 : 무지고형분 8% 이상 유산균 음료 : 무지고형분 3% 이하 한국 -> 농후발효유 : MSNF 8% 이상, 유산균수 108/ml 이상 -> 발효유 : MSNF 3% 이상, 유산균수 107/ml 이상 -> 유산균 음료 : MSNF 3% 이하 기원 1) 원유의 실온 방치 후 생성된 산유음용 -> 우유 음용의 부작용 문제해결 발견 -> 중동, 아프리카지방 원시적 방법의 발효유 제조 음용 (현재) -> 산유 음용지역의 장수인구 높음 발견 2) 1905 Metchnikoff 산유에 의한 불노장수설 제창 -> 불가리아, 코카서스 지방의 높은 장수인구의 원인 -> 산유 상식에 의한 장내 이상발효와 위장질환 방지에 기인함으로 주장 3) 이후 발효유 증가량 크게 증가 -> 유럽 20세기초부터 -> 미국 캐나다 1940년대부터 -> 한국 1971년 액상발효유 처음 시판 -> 1990년대초까지 크게 증가 -> 호상발효유 : 시판초기 부진 -> 1980년대발부터 stirred type 크게 증가 -> 최근 소비 증가율 안정화 추세 -> 제품 다양화 노력 (기능성 제품 출시)

11. 발효유의 미생물

11. 발효유의 미생물 2. 발효유의 영양적 가치 발효 milk 유산, 유산균, 기타발효산물 유산균 1) 원료(우유) 성분의 효과 - 단백질, 유당, 지방, 비타민, 무기물 2) 발효산물 효과 - 유산, peptone, peptide, 미량 활성 물질 - 장운동 자극 -> 장내부패 억제 -> Ca 흡수 개선 -> 간기능 강화 -> 장분비 촉진 3) 유산균체 성분 - 생체 면역기능 자극 강화 -> 질병 저항성 증대 ( 감염, 암) -> 간기능 촉진 -> 유해물질의 detoxification 4) 생존 유산균의 장내 증식효과 - 생균의 장내 증식에 의한 대사산물 -> 장내균총 조절 -> 부패세균 감소 -> 유해물질 생성 감소 -> 생체면역기능 강화

11. 발효유의 미생물 2. 발효유의 영양적 가치 5) 발효유제품의 주요 영양학적 성질 요약 - 단백질의 소화 흡수 증진 - 위의 산도 변화 - 천연 단백질에 대한 알러지 반응 감소 - 지방의 소화 및 흡수 촉진 -> 소화효소분비 - 유당 소화불량 소비자도 이용가능 - 소화액의 분비 촉진 - 칼슘, 인, 철분의 이용도 향상(균체성분) - 체내 vitamin B1, B2, Niacin, Folic acid 양 증가 - 제품의 품질 향상 -> 기호성 증대, 향, 맛, 미관

11. 발효유의 미생물 3. 발효유 유산균 종균 - Homo 발효 유산균 vs Hetero 발효 유산균 - 매우 다양함 - 최근 예방의학적 입장에서 유산균의 장내역할에 대한 연구 활발 -> 제품개발에 응용 1) Lactobacillus acidophilus - 세계적으로 많이 이용되고 있음 (1) 장내 균총 개선 - 병원균, 유해세균 증식 억제 -> 장질환, 변비, 설사 증세 개선 -> 부패산물 암모니아 생성 억제 고암모니아혈증유발 (2) Lactase 활성 증강 작용 - 성인의 소화관내 lactase 분비 감소 -> 우유 소화불량 - L. acidophilus -> 소화관 내 gas 생성세균 증식 억제 -> 자신의 균총 비율 증가 –> 생성된 lactase 기능 발휘 (3) 제암 작용 - 유해세균 증식 -> 암모니아, 아민류, 페놀, indole, H2S 생성 -> 발알물질화 가능성 - L. acidophilus 에 의해 증식 및 활성 억제 - ß-glucuronidase, Nitroreductase, Azoreductase (발암물질 생성 가능 효소들)

11. 발효유의 미생물 3. 발효유 유산균 종균 4. 발효유 제조 2) Bifidobacterium - 절대혐기성균 -> 특별한 생육조건 필요 - 유해균 증식억제력이 강함 - 생리작용 (1) 정장작용 : 대장균군 감소, 유해세균 감소, 분변의 NH4 감소 (2) 감염방지 작용 : 대장균의 장기내 침입 억제 (3) 발암 억제 : 쥐 피부 -> 종양세포이식 -> Bifid 균체 주사 -> 종양 증식 억제 (4) 면역부활 : macrophage 활성화, 항체생성 촉진 (5) 항콜레스테롤 작용 : Bifid 함께 투여 -> 혈중 콜레스테롤 수치 감소 4. 발효유 제조 - 발효유제조 기본 공정 원료유 : 고형분 조정, 살균, 균질 starter 배양액재조 배양 균질 blending 포장 접종

11. 발효유의 미생물 4. 발효유 제조 - 발효공정 1) 연속 발효법 - set type, stirred type, drink type 에 모두 적용 - in-line 접종 방식으로 starter 접종 살균 후 냉각된 원료 믹스 발효조 발효 냉각 충진 bulk starter 정량펌프 용기에 충진 발효 냉각 2) 반연속발효 - 예비발효와 본 발효로 구분 -> 예비발효 : 유산균 증식 단계 -> 본 발효 : 숙성화(산생성) 단계 set-type : 고온 숙성 stirred, drink type : 저온 숙성 (매끄러운 조직 형성, 풍미 형성) 3) 개별 배양 - starter 미생물 중 일반적인 공생관계가 유지 않을 경우 이용 (1) 개별배양 starter culture : 제조 후 함께 첨가하여 발효 (2) 개별배양 발효유 혼합 : -> starter 균주의 발육조건이 크게 다를 경우 -> 별도의 생육조건에서 균주 본래의 특성이 나타날 경우 (3) 개별배양 발효유에 농축균 첨가 : -> 미생물의 발육이 나쁜 풍미를 생성하나 균체는 필요한 경우

11. 발효유의 미생물 4. 발효유 제조의 문제점과 대책 1) 유산균 증식, 산 생성력 감소 - 유고형분 함량 -> 높으면 산도 증가 - 유방염유 -> Lac. Lactis 발육 억제 - 산패유 -> 유산균 발육 억제 (생성된 FFA 가 원인, capric acid, lauric acid 등) - 항생물질, 살균제 - bacteriophage 오염 2) 제조 기술 상의 문제 - 유청분리 : 발효시간 지연, 유고형분 부족 등이 원인 - 가스 발효 : 잡균(효모, 대장균) 오염 - 응고 약한 경우 : 유고형분 함량 부족, 높은 배양온도, starter 활력 감소, 저질원료 사용 - 산미가 강함 : 발효시간 지연, 냉각부족, -> 적정 산도(0.8 – 1.0 %) 유지 필요 - 약한 산미 : 발효시간 부족, starter 활력 감소, phage 오염, 항생물질 오염 - 효모 발생 : 발포 현상 발생