본 연구는 probiotics를 이용해 흑마늘 발효물을 제조하고 그 품질특성 및 생리활성을 확인하기 위하여 흑마늘을 20% 첨가한 배지에 9종의 probiotics를 각각 접종하여 생육정도를 분석한 결과 L. rhamnosus, L. paracasei subsp. paracasei, L. casei, L.plantarum 균주가 흑마늘 혼합 배지에서 성장이 우수하였다. 선발된 4종의 균주 각각을 이용하여 흑마늘이 10, 20 및 30% 첨가된 흑마늘 발효물을 제조하여 제조 직후와 발효 12, 24, 48 및 72시간에 시료를 취하여 생균수, pH, 산도, S-allyl cysteine (SAC) 함량을 측정하였으며, 발효전과 발효 72시간 후 발효물을 동결 건조한 시료를 이용하여 RAW 264.7 세포에서 nitric oxide (NO)와 reactive nitrogen species (ROS) 생성억제능을 통해 생리활성을 확인하였다. L. Plantarum으로 발효하였을 때 흑마늘의 첨가량이 증가하여도 높은 생균수를 유지하였다. 발효시간이 경과할수록 pH는 낮아졌고, 산도는 증가하는 경향을 나타내었다. SAC의 함량은 흑마늘의 첨가 비율이 높을수록 더 높았으며, 발효 24~48시간에 증가하였다가 이후에는 감소하는 경향이었는데, 흑마늘을 30% 첨가하여 L. paracasei subsp. paracasei 균주로 72시간 발효하였을 때 238.2 mg/l로 가장 SAC 함량이 높았다. RAW 264.7 세포에 LPS로 염증을 유발하여 NO 생성 억제능을 확인한 결과 L. rhamnosus로 발효하였을 때 다른 균주 발효물에 비해 활성이 높았는데, 흑마늘을 10% 첨가하여 72시간 발효하였을 때 LPS 처리구에 비해 약 53%의 NO 생성 억제능을 보여 가장 활성이 우수하였다. 생체내 항산화활성 평가를 위하여 과산화수소로 유발된 ROS 생성 억제능을 확인한 결과 L. plantarum 균주로 발효한 발효물에서 유의적으로 활성이 높았다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 발효균주에 따라 흑마늘 발효물의 특성이 서로 상이하므로, 원하는 활성에 부합하는 균주를 사용하거나 혼합균주를 사용하여 발효물을 제조하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
This study examined the quality characteristics of fermented black garlic (BG) with probiotics. Nine strains of probiotics were tested in media containing 20% BG. Four of the strains grew well in the BG media: Lactobacillus rhamnosus, L. paracasei subsp. paracasei, L. casei, and L. plantarum. These four strains were used to make 10, 20, and 30% BG fermented product, respectively. The number of viable cells, pH, acidity, S-allyl cysteine (SAC) concentration, and nitric oxide (NO) and reactive nitrogen species (ROS) generation in Raw 264.7 macrophage cells were measured. L. plantarum showed the best growth of all the strains in the BG media. The pH of all the samples decreased during fermentation, and the acidity increased acidity. However, they did not differ significantly from the pH and acidity of the control. In all four strains, the SAC content did not differ before and after fermentation. However, the SAC content increased, depending on the BG concentration. NO production was inhibited in the L. rhamnosus inoculation strain compared to the other strains. ROS generation was also significantly inhibited in the L. plantarum inoculation strain compared to the other strains. The results show that the characteristics of BG fermentation products are determined by the fermentation strain. Therefore, fermentation products with particular characteristics can be produced using a single strain or mixed strains.
