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문제 정의
- 따라서 본 연구는 전보(4)에서 분리한 알콜발효균 주인 Zygosaccharomyces fermentati KTF53을 이용하여 1단계 알콜발효 후, 초산균을 달리하여 제조한 감자 식초의 품질을 비교하여 감자식초 발효에 우수한 초산균을 선별하고자 하였다.
제안 방법
- PA97, Acetobacter sp. PA96 및 Acetobacter pasterianus JK99 를 접종하고 원활한 발효를 위해서 미리 배양된 밑초로 초기 산도를 1.0%로 조절하여 발효시켰다. Table 1에서 초산발효 균주를 달리하여 제조한 감자 식초의 pH 및 총산 함량을 상호 비교한 결과, 감자 식초(I, U, m)의 pH는 2.
- PA97(감자식초 I), Acetobater sp. PA96(감자식초!!) 및 Acetobacter pasterianus JK99(감 자식초 DI)를 이용한 종초 300ml를 각각 접종하고 2 8 ℃의 working volume 4L의 발효조(Korea Fermentor Co., Ltd KF-51)에서 초산균의 증식에 따라 통기량을 조절하면서 6일간 발효하여 원심분리 (5,000rpm, 30min) 후 상징액을 분석용 시료로 하였다.
- 각각의 감자식초는 먼저 1단계로 원료감자 3kg을 세척 후 파쇄하여 연속식 pilot system에 넣고 15분간 증자한 다음 4.5L의 물을 가하고 양조용으로 시판되는 누룩 100g과 glucoamylase 0.5g을 첨가하여 60℃에서, 6시간 동안 당화시킨 후 배양된 주모를 접종하고 30℃, lOOrpm에서 60시간동안 알콜발효시켰다. 2단계 초산발효는 각 감자 알콜발효액 3L에 Acetobacter sp.
- 유리아미노산은 시료 10 ml에 ethanol 30ml를 가한 다음 하룻밤 실온에 방치시켜 단백질을 침전 제거한 다음, 상징액을 3, 000rpm에서 10분간 원심분리 시킨 후 상징액을 취하여 감압농축시켰다. 농축액은 pH 2.2 sodium citrate buffer에 용해하여 0.45㎛ memtane filtar로 여과한 다음 S7130 amino acid analyzen(Sykam Co., Germany)를 이용하여 정 등(10)의 보고와 동일한 조건으로 분석하였다.
- 감자식초의 휘발성 성분 분석은 solid phase microextraction (SPME)-GC법(11)으로 행하였다. 즉 headspace vial 에 시료 5mL를 넣고 NaCl 을 25% 첨가 한 다음 예열 처리된 polydimethylsiloxane/carboxen (PDMS/Carboxen, 75 ㎛ coating thickness, Supelco Co., USA)Eber를 주입하여 heating block(Dry Thermo bath MG 2000, EYELA Co., Japan)을 이용해서 70C에서 15분간 포집한 후, 휘발성 성분이 포집된 SPME fiber를 GC mjector에 주입하여 분석하였다. 포집된 각각의 휘발성 성분은 Shimadzu GC 17A 및 Shimadzu GC-MS 5050A로 HP-FFAP capillary colunm(50m x 0.
- 초산균을 달리하여 제조한 감자식초의 품질을 상호 비교하여, 초산균에 따른 품질 특성을 조사하였다. 3종의 감자식초에 대한 pH는 2.
- , Japan)을 이용해서 70C에서 15분간 포집한 후, 휘발성 성분이 포집된 SPME fiber를 GC mjector에 주입하여 분석하였다. 포집된 각각의 휘발성 성분은 Shimadzu GC 17A 및 Shimadzu GC-MS 5050A로 HP-FFAP capillary colunm(50m x 0.22mm, 0.25/«n)을 이용하여 분석하였다. 이때 column온도는 50℃(2min)에서 210℃(20min.
대상 데이터
- PA97( I), Acetobacter sp. PA96(U) 및 감자에서 분리한 Acetobacter pasterianus JK99(HI)을 감자 알콜발효액에 각각 접종하여 28℃에서 36시간 배양하여 종초로 이용하였다.
- 감자에서 분리 동정한 Zygosaccharomyces fermentati KTP53을 정 등(9)의 방법에 준하여 감자추출액에 접종하여 251, lOOrpm 으로 36시간 진탕배양하여 5%(v/w)를 주모로 사용하였다. 또한 경북과학대학에서 보관중인 Acetobacter sp.
- 본 연구에 사용한 감자는 강원도산 감자를 시장에서 구입하여 이용하였으며, 효소제로는 양조용으로 시판되고 있는 누룩(상주곡자) 및 glucoamylase (Daiwa Kasei Go.)를 사용하였다.
이론/모형
- 감자식초의 휘발성 성분 분석은 solid phase microextraction (SPME)-GC법(11)으로 행하였다. 즉 headspace vial 에 시료 5mL를 넣고 NaCl 을 25% 첨가 한 다음 예열 처리된 polydimethylsiloxane/carboxen (PDMS/Carboxen, 75 ㎛ coating thickness, Supelco Co.
- 유기산은 감자식초 원액을 hexane으로 지질성분을 제거하고 0.45/m membrane filter와 Sep-Pak G®로 여과 한 후 HPLC(Shimadzu Co, Japan)를 이용하여 정 등(10)의 방법으로 분석하였다. 유리아미노산은 시료 10 ml에 ethanol 30ml를 가한 다음 하룻밤 실온에 방치시켜 단백질을 침전 제거한 다음, 상징액을 3, 000rpm에서 10분간 원심분리 시킨 후 상징액을 취하여 감압농축시켰다.
성능/효과
- 54 peak area(%)로 가장 높은 비율을 나타내었으며, 이외에 isoamyl acetate, isobutyl acetate, phenethyl alcohol, 3-methy 1-1 -butanol, 3-methyl-butanoic acid 등의 비율도 높았다. 3종의 감자식초 중 감자식초(I)은 isobutyl acetate, isoamyl acetate, phenethyl acetate 등 estei류의 비율이 비교적 높았으며, Acetobacter pasterianus JK99를 이용한 감자식초(HI)의 경우에는 2-furaldehyde, phenol, benzoic acid이 확인되지 않았다. 3-Methyl-l-butan이과 2-phenyl ethanol 등은 민속 소주의 휘발성 성분으로 보고(13)되었으며, isoamyl acetate 및 isobutyl acetate 비율이 높은 것은 초산균이 생산하는 esterase의 작용에 기인하며, Kashima 등(14)도 Acetobacter pasterianus 로부터 분비되는 esterase에 대해 보고하였다.
- PA96을 이용한 감자식초(H)에서 malic acid 비율이 높았다. 3종의 감자식초에서 유리 아미노산은 glutamic acid, alanine, histidine, proline 등이 높은 함량을 나타내었으며, 주요 휘발성 성분으로는 acetic acid, isoamyl acetate, isobutyl acetate, 3-methyl-1 -butanol, 3-methyl-butanoic acid, phenethyl alcohol 등이 확인되었고, 초산균에 따라 구성비율에 차이가 있었다.
- Acetobacter sp. PA96을 이용한 감자식초(II)는 감자식초( Iml)에 비해서 malic acid 비율이 높았으며, acetic acid 함량은 3종의 감자식초에서 364428 ~3943.56mg% 이 었다. 이는 Svitel 등(]2) 이 Acetobacter pastericmus를 이용한 발효 시 2-ketogluconic acid를 생산한다는 보고와는 차이가 있었다.
- Acetobacter sp. PA97을 이용한 감자식초(I)은 citric acid, oxalic acid, succinic acid의 비율이 높았으며, Acetobacter pasterianus JK99의 경우(감자식초 HI)에는 lactic acid함량이 특이적으로 높았다. Acetobacter sp.
- 51mg%로, 초산발효균주에 따른 차이는 나타나지 않았다. 또한 각각의 감자식초에서 glutamic acid, alanine, histidine, proline 등이 높은 함량을 나타내었으며, leucine, isoleucine phenylalanine 등은 미량이었다. 식초의 아미노산은 초산발효 중 자화되어 38~60%가 감소하며, 본 연구의 결과도 pilot system을 이용한 감자의 알콜발효 중 성분변화에 대한 정등의 보고(9)와 비교할 때 초산발효 중 유리아미노산 함량이 크게 감소된 것을 확인할 수 있었다,
- 또한 각각의 감자식초에서 glutamic acid, alanine, histidine, proline 등이 높은 함량을 나타내었으며, leucine, isoleucine phenylalanine 등은 미량이었다. 식초의 아미노산은 초산발효 중 자화되어 38~60%가 감소하며, 본 연구의 결과도 pilot system을 이용한 감자의 알콜발효 중 성분변화에 대한 정등의 보고(9)와 비교할 때 초산발효 중 유리아미노산 함량이 크게 감소된 것을 확인할 수 있었다,
후속연구
- 이상의 결과로 초산균을 달리한 각각의 감자식초는 pH나 총산 함량은 큰 차이가 없으나, 외관 품질은 Acetobacter sp. PA97이나 Acetobacter pasterianus JK99를 이용한 경우 좀 더 투명하고 밝은 색상의 제품을 생산할 것으로 기대된다. 또한 유기산과 휘발성 성분은 초산발효 균주에 따라 영향을 받는 것으로 나타났으며, 이들의 상관관계에 대해서는 차후 계속적인 연구가 있어야 하겠다.
- PA97이나 Acetobacter pasterianus JK99를 이용한 경우 좀 더 투명하고 밝은 색상의 제품을 생산할 것으로 기대된다. 또한 유기산과 휘발성 성분은 초산발효 균주에 따라 영향을 받는 것으로 나타났으며, 이들의 상관관계에 대해서는 차후 계속적인 연구가 있어야 하겠다.
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