한국 전통 막걸리에서 분리된 고 알코올 생성 Saccharomyces cerevisiae 균주의 특성 규명 Characterization of high-alcohol producing Saccharomyces cerevisiae strains isolated from makgeolli, a Korean traditional fermented rice wine원문보기
우리나라 전통주는 일반적으로 쌀을 주원료로 자연 상태의 곰팡이, 효모, 유산균을 이용하여 제조된 누룩을 사용하여 발효한다. 발효는 누룩 유래 곰팡이에 의한 당화와 효모에 의한 알코올 발효가 함께 일어나는 병행복발효 방식으로 양조된다. 그러나, 누룩을 이용한 발효주는 스타터를 사용한 상업적 제조방법과 비교하여 제조시간이 길고, 알코올 함량이 낮으며, 다른 미생물에 의한 오염 위험이 있다. 따라서 본 연구에서는 알코올 함량이 높고, ...
우리나라 전통주는 일반적으로 쌀을 주원료로 자연 상태의 곰팡이, 효모, 유산균을 이용하여 제조된 누룩을 사용하여 발효한다. 발효는 누룩 유래 곰팡이에 의한 당화와 효모에 의한 알코올 발효가 함께 일어나는 병행복발효 방식으로 양조된다. 그러나, 누룩을 이용한 발효주는 스타터를 사용한 상업적 제조방법과 비교하여 제조시간이 길고, 알코올 함량이 낮으며, 다른 미생물에 의한 오염 위험이 있다. 따라서 본 연구에서는 알코올 함량이 높고, 향미가 우수한 발효주제조의 품질 표준화를 위한 효모 균주를 분리 하고자 하였다. 본 연구에서는, 전국적으로 수집한 누룩과 막걸리로부터 효모 총 389균주를 분리하였고, 기질로써 총 45% (w/v)의 glucose를 2단계(초기 30%, 후기 15%)로 나누어 첨가한 YM 배지에서의 알코올 생성능이 17-19.6%로 우수했던 효모 10균주(JBCC-63, JBCC-92, JBCC-94, JBCC-95, JBCC-119, JBCC-120, JBCC-156, JBCC-157, JBCC-158, JBCC-160)를 최종적으로 선발하였다. 분자생물학적 동정을 통해, 선발된 효모 10균주는 모두 Saccharomyces cerevisiae로 동정되었다. 선발된 균주의 당과 에탄올에 대한 내성을 검토한 결과, S. cerevisiae JBCC-94 균주의 경우 다른 균주와 비교하여 40%와 50% 당 조건하에서 낮은 성장 수준을 보였으며, 더욱이 60% 당 조건하에서는 거의 성장하지 않았다. 한편, 12.5%의 에탄올 조건하에서는 S. cerevisiae JBCC-63, JBCC-95, JBCC-157, JBCC-158, JBCC-160 균주가 성장할 수 있었으나, 15% 에탄올 조건 하에서는 모든 균주가 성장 하지 않았다. 발효주 제조에 적합한 효모균주의 최종 선발을 위해 증자한 쌀, 물, 효소 (glucoamylase and α-amylase)를 사용하여 25oC에서 14일간 발효주를 제조하여 발효기간별 양조학적 특성과 향미성분을 살펴보았다. 그 결과, S. cerevisiae JBCC-156 균주를 처리한 술덧의 최종 알코올 함량은 20.2%로 유의적으로 가장 높았으며 (p<0.05), S. cerevisiae JBCC-63, JBCC-95, JBCC-157 균주를 사용한 술덧에서도 각각 19.3%, 19.3%, 19.6%의 높은 수준을 보였다. 반면, S. cerevisiae JBCC-92와 JBCC-119 균주를 사용한 술덧의 최종 알코올 함량은 각각 16.8%과 16.4%으로 유의적으로 가장 낮았다 (p<0.05). 이러한 결과를 바탕으로 고 알코올 생산능 및 향미 증진능을 보이는 3균주 S. cerevisiae JBCC-95, JBCC-156, JBCC-160를 최종적으로 선발하였다. 즉, 선택된 3균주는 대조군인 상업용 효모 S. cerevisiae Lalvin EC-1118를 사용하여 제조된 발효주와 비교하여, 과일 향을 내는 ethyl acetate는 각각 0.67, 6.99, 6.85배, 바나나와 같은 향을 내는 isoamyl acetate를 각각 0.35, 1.17, 1.23배, 달콤한 향이 나는 isobutyl alcohol은 각각 2.71, 2.64, 3.09배 높은 수준을 생산하였으며, 고 함량으로 존재할 때 주류에 부정적인 향미를 나타낼 수 있는 3-methyl-1-butanol은 0.88, 0.87, 0.64배 수준으로 낮게 나타났다. 마지막으로 다른 S. cerevisiae 3균주 (JBCC-95, JBCC-156, JBCC-160)와 3종의 알코올 내성 유산균 (L. brevis JBE-30, Leu. mesenteroides JBE-31, L. plantarum JBE-60)을 각각 사용한 혼합 스타터를 이용하여 2단 담금법을 통한 발효주를 제조하였다. 전반적으로 유산균의 적용은 주류에 긍정적인 향미를 주는 ethyl acetate, isoamyl acetate의 함량이 높게 나타나고 주류에 부정적인 향미를 주는 3-methyl-1-butanol이 낮게 나타나는 경향을 보였다. 특히, S. cerevisiae JBCC-95와 Leu. mesenteroides JBE-31을 처리한 발효주가 주류에 긍정적인 향미를 주는 ethyl acetate, isoamyl acetate의 함량이 가장 높게 나타났고 주류에 부정적인 향미를 주는 3-methyl-1-butanol이 낮게 나타났다.
우리나라 전통주는 일반적으로 쌀을 주원료로 자연 상태의 곰팡이, 효모, 유산균을 이용하여 제조된 누룩을 사용하여 발효한다. 발효는 누룩 유래 곰팡이에 의한 당화와 효모에 의한 알코올 발효가 함께 일어나는 병행복발효 방식으로 양조된다. 그러나, 누룩을 이용한 발효주는 스타터를 사용한 상업적 제조방법과 비교하여 제조시간이 길고, 알코올 함량이 낮으며, 다른 미생물에 의한 오염 위험이 있다. 따라서 본 연구에서는 알코올 함량이 높고, 향미가 우수한 발효주제조의 품질 표준화를 위한 효모 균주를 분리 하고자 하였다. 본 연구에서는, 전국적으로 수집한 누룩과 막걸리로부터 효모 총 389균주를 분리하였고, 기질로써 총 45% (w/v)의 glucose를 2단계(초기 30%, 후기 15%)로 나누어 첨가한 YM 배지에서의 알코올 생성능이 17-19.6%로 우수했던 효모 10균주(JBCC-63, JBCC-92, JBCC-94, JBCC-95, JBCC-119, JBCC-120, JBCC-156, JBCC-157, JBCC-158, JBCC-160)를 최종적으로 선발하였다. 분자생물학적 동정을 통해, 선발된 효모 10균주는 모두 Saccharomyces cerevisiae로 동정되었다. 선발된 균주의 당과 에탄올에 대한 내성을 검토한 결과, S. cerevisiae JBCC-94 균주의 경우 다른 균주와 비교하여 40%와 50% 당 조건하에서 낮은 성장 수준을 보였으며, 더욱이 60% 당 조건하에서는 거의 성장하지 않았다. 한편, 12.5%의 에탄올 조건하에서는 S. cerevisiae JBCC-63, JBCC-95, JBCC-157, JBCC-158, JBCC-160 균주가 성장할 수 있었으나, 15% 에탄올 조건 하에서는 모든 균주가 성장 하지 않았다. 발효주 제조에 적합한 효모균주의 최종 선발을 위해 증자한 쌀, 물, 효소 (glucoamylase and α-amylase)를 사용하여 25oC에서 14일간 발효주를 제조하여 발효기간별 양조학적 특성과 향미성분을 살펴보았다. 그 결과, S. cerevisiae JBCC-156 균주를 처리한 술덧의 최종 알코올 함량은 20.2%로 유의적으로 가장 높았으며 (p<0.05), S. cerevisiae JBCC-63, JBCC-95, JBCC-157 균주를 사용한 술덧에서도 각각 19.3%, 19.3%, 19.6%의 높은 수준을 보였다. 반면, S. cerevisiae JBCC-92와 JBCC-119 균주를 사용한 술덧의 최종 알코올 함량은 각각 16.8%과 16.4%으로 유의적으로 가장 낮았다 (p<0.05). 이러한 결과를 바탕으로 고 알코올 생산능 및 향미 증진능을 보이는 3균주 S. cerevisiae JBCC-95, JBCC-156, JBCC-160를 최종적으로 선발하였다. 즉, 선택된 3균주는 대조군인 상업용 효모 S. cerevisiae Lalvin EC-1118를 사용하여 제조된 발효주와 비교하여, 과일 향을 내는 ethyl acetate는 각각 0.67, 6.99, 6.85배, 바나나와 같은 향을 내는 isoamyl acetate를 각각 0.35, 1.17, 1.23배, 달콤한 향이 나는 isobutyl alcohol은 각각 2.71, 2.64, 3.09배 높은 수준을 생산하였으며, 고 함량으로 존재할 때 주류에 부정적인 향미를 나타낼 수 있는 3-methyl-1-butanol은 0.88, 0.87, 0.64배 수준으로 낮게 나타났다. 마지막으로 다른 S. cerevisiae 3균주 (JBCC-95, JBCC-156, JBCC-160)와 3종의 알코올 내성 유산균 (L. brevis JBE-30, Leu. mesenteroides JBE-31, L. plantarum JBE-60)을 각각 사용한 혼합 스타터를 이용하여 2단 담금법을 통한 발효주를 제조하였다. 전반적으로 유산균의 적용은 주류에 긍정적인 향미를 주는 ethyl acetate, isoamyl acetate의 함량이 높게 나타나고 주류에 부정적인 향미를 주는 3-methyl-1-butanol이 낮게 나타나는 경향을 보였다. 특히, S. cerevisiae JBCC-95와 Leu. mesenteroides JBE-31을 처리한 발효주가 주류에 긍정적인 향미를 주는 ethyl acetate, isoamyl acetate의 함량이 가장 높게 나타났고 주류에 부정적인 향미를 주는 3-methyl-1-butanol이 낮게 나타났다.
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