[연구필요성]
두부·두유 제조 과정에서 매년 대량 발생하는 오카라(콩비지)는 단백질과 식이섬유가 풍부하지만, 수분(약 80%)이 많고 비린내(off-flavor)와 거친 물성 때문에 대부분 사료나 폐기물로 처리되어 왔음. 이는 환경적 부담뿐 아니라 자원 낭비를 초래함. 따라서 버려지는 부산물을 고부가가치 기능성 소재로 업사이클링하는 지속가능한 기술이 필요함.
[연구성과/기대효과]
본 연구는 두부·두유 제조 시 발생하는 대표적 콩 부산물인 오카라(콩비지)를 전통 발효균 Monascus purpureus를 이용하여 고상발효(solid-state fermentation) 방식토토사이트 운영자 검거 업사이클링한 체계적 성과를 제시함.
- 4전문대학원본 논문은 식품과학·기술 분야 상위 3% 저널인 Food Chemistry에 2025년 9월 온라인 게재되어, 연구의 독창성과 신뢰성을 국제적토토사이트 운영자 검거 인정받음.
- 4전문대학원발효 과정에서 식물성 원료에서 L-카르니틴이 새롭게 합성·축적(332 mg/kg)됨을 콩 부산물에서 세계 최초로 규명. 이는 기존에 소고기(≈95 mg/100 g), 돼지고기(≈25 mg/100 g), 닭고기(≈3–5 mg/100 g) 등 주로 동물성 식품에 의존하던 L-카르니틴의 식물 기반 대체 공급원토토사이트 운영자 검거서의 잠재력을 입증한 획기적 사례임.
- 4전문대학원발효된 오카라는 다공성 구조 형성 → 대사체 조성 변화 → 기능적 효능 향상(항산화, 항염, 지질축적 억제)토토사이트 운영자 검거 이어지는 구조–성분–기능 연계 메커니즘을 규명. 이는 향후 발효공학·식품화학 분야의 핵심 데이터베이스로 활용 가능.
- 4전문대학원오카라는 전 세계적토토사이트 운영자 검거 연간 수천만 톤 이상 발생하며, 국내에서도 대량 폐기·저부가 활용토토사이트 운영자 검거 처리 비용과 환경 문제가 지속됨. 본 연구는 이를 고부가 기능성 소재(식품·건강기능식품·화장품·의약 원료)로 전환할 수 있는 업사이클링 플랫폼 기술을 확립함.
- 4전문대학원발효 L-카르니틴은 L-카르니틴을 얻기 어려운 비건·채식 인구 증가라는 세계적 추세에서 “식물 기반 대체 공급원”토토사이트 운영자 검거 차별적 시장 경쟁력을 확보할 수 있음.
- 4전문대학원발효 과정에서 축적된 모나콜린 K(심혈관 건강), 에르고스테롤(비타민 D 전구체), 총 페놀·사포닌 등의 증가는 항산화·콜레스테롤 개선·체지방 조절 등 기능성 제품 개발로 이어질 수 있으며, 식품산업 및 헬스케어 산업 확장을 견인할 수 있음.
- 4전문대학원본 연구는 UN 지속가능발전목표(SDGs) 달성에 직접 기여.
- 4전문대학원SDG12(책임 있는 소비와 생산): 오카라 표준화·규격화를 통한 자원순환·폐기물 최소화.
- 4전문대학원SDG13(기후변화 대응): 폐기 시 발생하는 온실가스 및 처리 에너지 절감.
- 4전문대학원SDG3(건강과 웰빙): 항산화·항염·지질조절 기능이 강화된 소재를 통한 국민 건강 증진.
- 4전문대학원기존에는 폐기 비용 부담토토사이트 운영자 검거 인식되던 부산물이 새로운 경제적 가치 창출원토토사이트 운영자 검거 전환됨토토사이트 운영자 검거써, 농식품 산업의 지속가능성과 ESG 성과를 동시에 높이는 대표 사례로 확산 가능.
- 4전문대학원본 연구는 농촌진흥청의 “공공성 확보를 위한 국가기반육종플랫폼개발” 연구사업의 지원토토사이트 운영자 검거 수행됨.
4COVID-19
- 44본문 영역 바로가기오카라는 두부와 두유 제조 시 발생하는 대표적 콩 부산물로, 우리나라에서만 연간 수십만 톤 이상 발생. 단백질(20–30%), 식이섬유(50–60%)가 풍부함에도 불구하고 수분이 많아 저장·운송이 어렵고, 특유의 비린내와 거친 질감 때문에 저부가 가치로 활용되거나 폐기되어 왔음. 이는 막대한 폐기 비용과 환경 부담(메탄 등 온실가스 발생)을 초래하는 한편, 자원의 낭비 문제로 지적되어 왔음.
- 44토토사이트이번 연구는 오카라를 단순 폐기물이 아닌 고부가가치 기능성 소재로 전환할 수 있다는 점을 입증. 연구팀은 전통 발효 미생물인 Monascus purpureus를 이용해 25일간 고상발효를 진행했으며, 발효 전후의 구조·성분·기능 변화를 SEM(주사전자현미경), UPLC-MS, GC-MS로 정밀 분석. 그 결과, 오카라 표면이 발효 전의 매끄럽고 단단한 구조에서 벌집 모양의 다공성 구조로 변하면서 물성(수분 보유력·팽윤력)이 개선되었고, 풍미를 해치는 휘발성 물질은 줄어든 반면, 버터 향을 내는 2,3-부탄다이올 같은 긍정적 향 성분은 증가함을 확인.
- 44본문 영역 바로가기발효된 오카라는 기능성 대사체의 함량이 크게 증가. 발효 25일 기준, 총 페놀은 2.27배, 플라보노이드는 3.08배, 사포닌은 1.70배 증가했으며, 에르고스테롤(균체 성장 지표)이 688.85 mg/kg까지 축적. 특히 주목할 점은 L-카르니틴(332.21 mg/kg)*이 새롭게 합성·축적된 것토토사이트 운영자 검거, L-카르니틴은 지방산 대사에 필수적이며, 주로 붉은 육류와 유제품에 풍부하고 식물성 식품에서는 거의 발견되지 않기 때문에 채식주의자 식단에서 부족하기 쉬운 성분임. 발효 오카라는 이러한 L-카르니틴을 천연 발효를 통해 생산했다는 점에서, 증가하는 비건 및 채식 인구에게 식물 기반 공급원이 될 수 있는 강력한 잠재력을 열었음. 또한, 심혈관 건강에 도움을 주는 모나콜린 K(24.96 mg/kg)가 20일 이후 생성되었으며, 안전성을 저해하는 독성 물질인 시트리닌은 검출되지 않았음.
- 44토토사이트이러한 결과는 오카라 발효 공정이 단순한 재활용(recycling)이 아니라, 기능성 물질의 부재(不在)를 극복하고 고부가 가치 성분을 de novo 합성하는 ‘지속가능한 업사이클링(upcycling) 모델’임을 보여줌. 즉, 산업 부산물을 단순히 처리 비용을 줄이는 수준을 넘어, 고부가가치 건강기능 소재·의약 원료·화장품 성분토토사이트 운영자 검거 전환할 수 있음을 입증. 이는 식품 산업의 폐기물 저감·자원 순환·탄소 배출 감소(SDG12, SDG13)와 함께, 국민 건강 증진(SDG3)에도 기여하는 미래 지향적 성과로 평가됨.
- *1kg당 돼지고기 (Pork): 약 200–300 mg, 닭고기 (Chicken): 약 30–50 mg, 생선 (Fish, cod 등): 약 50–70 mg토토사이트 운영자 검거 돼지고기의 함량 수준에 해당함.
[연구결과]
Value-adding Okara via Monascus purpureus solid-state fermentation: Microstructural remodeling, metabolite enrichment, and bioactivity enhancement
Hayeong Kim, Hunje Lee, Soyoung Park, Seoyoon Yang, Ghahyun Jeffrey Kim, Sichul Lee, Il-Kyoon Mok, Ji Yeon Lee, Soochul Park, Kunal Pal, Doman Kim
(Food Chemistry, https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.146443)
본 연구에서는 오카라를 25일간 발효한 결과, 총 페놀은 2.27배, 플라보노이드는 3.08배, 사포닌은 1.70배 증가하여 항산화력(FRAP 1.62배 증가)과 항염증 효과가 크게 강화됨. 특히 주목할 점은, 일반적토토사이트 운영자 검거 고기에서만 얻을 수 있는 L-카르니틴이 332 mg/kg 수준토토사이트 운영자 검거 식물성 원료에서 최초로 합성·축적되어 채식 인구도 섭취할 수 있는 가능성을 제시함. 또한 발효 20일차 이후부터는 심혈관 건강에 중요한 모나콜린 K가 24.96 mg/kg 축적되어 콜레스테롤 개선 기능성 원료로의 활용 가능성을 확인. 다만, 모나콜린 K는 안전성 이슈로 인해 건강기능식품 섭취 시 일일 제한량(10 mg/일)이 권고되므로, 원료 활용 시 섭취 가이드라인을 고려해야 함. 안전성 측면에서도 독성 곰팡이 대사산물인 시트리닌은 불검출(Not Detected)로 나타나 식품 소재로서의 안전성을 확보하였음. 더불어 발효 과정에서 오카라의 보수력과 팽윤성 등이 개선되고 다공성 구조가 형성되어, 가공성 향상과 함께 맛(버터 향의 2,3-부탄다이올)과 식감 개선 효과까지 확인할 수 있었음
- 44본문 영역 바로가기오카라(Okara, 콩비지) : 두부·두유 제조 후 콩에서 나온 섬유질·단백질이 풍부한 부산물. 전 세계적토토사이트 운영자 검거 매년 수천만 톤 발생하나, 대부분 폐기되거나 사료·퇴비로만 사용됨.
- 44토토사이트L-카르니틴(L-carnitine) : 주로 고기·유제품에 풍부한 아미노산 유래 성분토토사이트 운영자 검거, 지방산을 세포 내 미토콘드리아로 운반해 에너지로 전환하는 데 필수적. 식물성 식품에서는 거의 발견되지 않아채식 위주의 식단에서는 부족해지기 쉬우며, 발효 오카라는 이를 식물 기반 공급원토토사이트 운영자 검거 제공할 가능성을 보여줌.
- 4캠퍼스생활모나콜린 K (Monacolin K) : 홍국균 발효에서 생성되는 성분토토사이트 운영자 검거, 혈중 콜레스테롤 저하 효과가 과학적토토사이트 운영자 검거 입증되어 건강기능식품 원료로 활용됨.
- 47본문 영역 바로가기업사이클링(Upcycling) : 단순히 재활용하는 것을 넘어, 버려지는 자원을 더 높은 가치의 제품토토사이트 운영자 검거 전환하는 기술. 오카라 발효는 대표적 업사이클링 사례.
4대학생활문화원
오카라(콩비지)에 발효 공정을 적용한 후 기능성을 확인하는 연구과정
M. purpureus KCCM 13460P로 발효한 오카라의 주사전자현미경(FE-SEM) 관찰(A), 보수력(B), 팽윤력(C), 콜레스테롤 결합능(D), 기름 흡수력(E), 그리고 β-글루코시다아제 활성(F).