밀기울 발효로 BCAA를 늘린다 — 유도체화 없이 Leu/Ile까지 가르는 아미노산 LC-MS/MS
밀기울은 제분 부산물이라 값은 싸지만 섬유질·피틴산 때문에 그대로는 활용도가 낮습니다. 삼양식품 식품연구소와 고려대 연구진은 메주에서 분리한 유산균 50주 가운데 탄수화물·단백질 분해효소 활성이 모두 높은 균주를 골라 밀기울을 발효시키고, 발효 중 BCAA(발린·류신·이소류신)가 얼마나 쌓이는지와 히스타민·티라민 같은 바이오제닉 아민이 안전 범위 안에 있는지를 함께 봤습니다. 분석실 입장에서 눈에 띄는 대목은 아미노산 정량을 유도체화 없이 LC-MS/MS로 바로 처리한 점입니다.
조건표 — 기질별 발효 비교(대두박·완두·쌀가루·밀기울)의 유리 아미노산 20종 정량
| 항목 | 조건 |
|---|---|
| 시료·전처리 | 발효액 20 mL → 10,000×g, 4 °C, 10분 원심 → 0.2 µm PVDF 여과 → 동결건조 → 0.1% 포름산 수용액에 1:10 희석 → 100 µL + 0.1% 포름산 메탄올 900 µL 혼합·원심 → 상등액 주입 |
| 컬럼 | Intrada Amino Acid 50 × 2 mm, 3 µm |
| 이동상 | A: 아세토니트릴/100 mM 암모늄포르메이트 수용액(20:80) · B: 아세토니트릴:THF:25 mM 암모늄포르메이트:포름산(9:75:16:0.3) |
| 그래디언트 | 0–3분 100% B → 6.5분 83% B → 10분 0% B → 12분 100% B → 17분까지 재평형, 0.4 mL/min |
| 검출 | Waters ACQUITY UPLC + Xevo TQ-S, ESI(+) MRM — Val 118.1→72.05 (CE 12 eV), Leu/Ile 132.1→86.15 (CE 8 eV), 콘 26 V |
| 머무름 시간 | Leu 1.64분, Ile 1.80분, Val 2.21분 |
| 정량 | 10·20·50·100 nmol/mL 4점 검량선, LOQ 10–50 nmol/mL |
| 바이오제닉 아민 | 0.4 M 과염소산 추출 → 단실클로라이드 유도체화(40 °C, 45분) → Nova-Pak C18 150 × 4.6 mm, 0.1 M 암모늄아세테이트/아세토니트릴 구배, UV 254 nm |
L. paracasei KS 595로 네 가지 기질을 48시간 발효했을 때의 pH·생균수(a), 총 BCAA 변화(b), 0시간 대 48시간 비교(c). 완두는 후반에 BCAA가 크게 늘고, 밀기울은 오히려 줄었다. (논문 Figure 2, CC BY)
실무자가 챙길 점
류신과 이소류신은 질량이 같고 MRM 전이도 같아서 MS만으로는 구분이 안 되는데, 이 방법에서는 컬럼에서 1.64분과 1.80분으로 갈라놓고 정량했습니다. OPA·AccQ-Tag 유도체화 없이 희석·원심만으로 주입하니 발효 모니터링처럼 시점이 많은 시료에 유리합니다.
기질 의존성이 커서, 같은 균주(KS 595)로도 완두는 BCAA가 꾸준히 늘었지만 밀기울은 48시간에 오히려 줄었습니다. 이어진 균주별 밀기울 발효 비교에서는 BCAA를 가장 많이 만든 균주(KS 597, 2.87 mg/g)와 아민 안전성이 가장 좋은 균주(KS 543, 히스타민 불검출)가 서로 달랐습니다. 발효 식품 개발에서는 BCAA 정량과 아민 분석을 한 세트로 돌려야 하는 이유입니다.
한 가지 더. 균주별 비교는 장비 사정으로 다른 플랫폼(Poroshell 120 HILIC-Z + TSQ Altis Plus)에서 분석했는데, 같은 표준 혼합액으로 두 방법을 따로 검증해 BCAA 검량선이 ±5% 안에서 일치함을 확인하고 나서야 결과를 나란히 놓았습니다. 장기 과제에서 장비가 바뀔 때 참고할 만한 처리입니다.
원문
Lee BH 외, Foods 2026, 15(14), 2555. DOI: https://doi.org/10.3390/foods15142555 (오픈액세스, CC BY)
이 글의 수치는 논문 본문과 보충자료에서 옮겼고, 피크톡은 해당 연구에 관여하지 않았습니다.
