선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 1,000년 전부터 우리 조상들이 발효제로 누룩을 사용하였고, 이 발효제는 밀과 밀 가공 부산물인 밀기울을 이용하여 누룩 곰팡이를 쉽게 배양할 수 있는 액체 종국의 최적 배양조건 규명과 더불어 제조된 밀누룩의 품질 특성을 조사하였다.
제안 방법
- 고역가 액체종국 제조 및 배양기술을 개발하기 위해, Aspergillus 속의 곰팡이(A. oryzae, A. niger)를 이용한 밀기울 첨가율 별(0, 5, 10, 15 및 20%) 배지를 이용한 액체종 국을 제조하여 이들의 품질 특성을 조사하였다. 액체종국의 일반성분 및 효소활성(glucoamylase, acidic protease)을 조사한 결과, 배지에 밀기울 첨가량이 많을수록 균사체량이 많아졌을 뿐만 아니라 산도, 아미노산도도 증가하는 것을 알 수 있었고 액체종국에 첨가하는 밀기울 농도가 달라짐에 따라 각 균주의 효소활성이 바뀌는 것을 알 수 있었다.
- 2, Japan)를 이용하여 배양액을 여과하고 증류수로 3회 세척하여 가용성 물질을 제거하였다. 균사체를 50℃에서 항량이 될 때까지 건조하여 균사체량을 측정하였다.
- niger의 액체종국 배양은 10~15% 밀기울 배지와 48~72시간의 배양 최적조건이 규명하였다. 그러나 액체종국의 최적 접종량을 결정하기 위해, 기존의 고체종국을 대조구로 하여 배양시간 별로 조사하였다. 액체종국을 접종한 밀누룩의 균주별 배양시간에 따른 산도의 특성은 Table 4에 나타내었다.
- 기존에 사용되었던 고체종국과 비교하여 밀입국제조에 종국으로써 적합한지를 구명하고자 A. oryzae와 A. niger를 사용한 고체종국을 접종한 밀누룩을 대조구로 하여 밀기울 10% 액체배지로 만든 액체종국의 접종량 별(1, 3, 5, 10%) 밀누룩의 배양시간 별(0, 15, 20, 36, 38, 40 hrs) 및 이화학적 특성과 효소활성(α-amylase, glucoamylase, acidic protease)변화를 비교하였다.
- 사용된 액체배지는 다음과 같이 제조하였다. 밀기울을 분쇄하여 20-mesh sieve를 통과시킨 후, 증류수 100 mL에 대한 무게비율로 분쇄된 밀기울을 0, 5, 10, 15 및 20% (w/v)되게 첨가하여 121℃에서 25분간 고압 멸균하였다. A.
- 배양한 밀누룩 20 g에 물 100 mL을 넣고 실온에서 3시간 침출한 후, 이 여과액으로 pH, 산도, 아미노산도[17] 및 환원당[16]을 분석하였다. pH는 pH meter(TGA, JP/HM-21P)로 측정하였고 산도는 여과액 10 mL를 삼각 플라스크에 넣고 혼합 지시약 1~2 방울을 떨어뜨려 0.
- 술을 빚을 때 당화제로 사용하는 떡 누룩(병국)을 사용할 때마다 밤알 크기로 쪼개는 문제점을 해결하기 위해, 액체 종국의 최적조건을 검토하였다. 우선, 액체배지에 밀기울 농도(0, 5, 10, 15, 20%) 별로 액체종국을 만들고, 여기에 Aspergillus sp.
- 액체 배양액을 건조 통밀(수분 7.78±0.2%)의 무게비율로 1, 3, 5, 10%로 접종하여 30℃에서 40시간 동안 배양시간 별(0, 15, 20, 36, 38, 40 hrs)로 경시적인 변화를 살펴보았다(Fig. 1-B).
- 액체종국의 최적 원료 배합비율과 배양조건을 구명하기 위해, 누룩곰팡이의 균사체량을 분석하였다. 50℃에서 미리 건조한 여과지(Adventec no.
- 즉, 25 mL 메스플라스크에 시료 당 용액 1 mL(시료희석액 1 mL 중에 당 0.2~2 mg 함유)와 DNS시약 3 mL를 넣고, 5분간 중탕·냉각시킨 후, 물을 가하여 25 mL로 채워 흡광도(550 nm)를 측정하였고, 환원당 함량은 glucose 표준곡선으로 계산하였다.
- 1 N NaOH로 엷은 분홍색이 나올 때까지 적정하여 그 값을 표시하였다. 환원당은 여과액을 취하여 DNS(Dinitrosalicylic acid)법을 일부 변경하여 분석하였다 [16]. 즉, 25 mL 메스플라스크에 시료 당 용액 1 mL(시료희석액 1 mL 중에 당 0.
대상 데이터
- 본 실험에서 사용된 곰팡이는 국립농업과학원 발효이용과에 보관중인 A. oryzae(RlB 1353)와 A. niger(RlB 1061)를 사용하였다. 사용된 액체배지는 다음과 같이 제조하였다.
이론/모형
- 밀누룩 10 g에 염화나트륨 5 g를 증류수에 녹인 후, 0.2 M 초산 완충액(pH 5.0) 50 mL를 넣고 염화나트륨 용액 50 mL를 가해 실온(15~20℃)에서 3시간 침출·여과한 액을 조효 소액으로 하여 일본 국세청소정분석법[1]에 따라 각각의 효소활성(α-amylase, glucoamylase, acidic protease)을 분석하였다.
- 액체종국이 가지는 효소활성은 배양액을 조효소액으로 하여 일본 국세청소정분석법[1]에 따라 각각의 효소활성(α-amylase, glucoamylase, acidic protease)을 분석하였다.
성능/효과
- 2종류의 누룩 곰팡이(A. oryzae, A. niger)로 만든 액체종국의 glucoamylase 효소활성은 배양 38시간에 가장 높은 효소활성을 보인 후, 감소하는 경향을 보였다(Fig. 2-C, D). 두 효소의 활성을 비교해보면, glucoamylase는 α-amylase보다 2배 이상 높은 효소 활성을 가지고 있었다(Fig.
- niger의 밀기울 액체배지에서 배양시간 별 당화효소 활성은 Table 3에 나타내었다. A. oryzae 효소활성은 경시적으로 증가하여 48시간에 최고치를 보였으며, A.niger는 72시간 배양 시 가장 높은 활성을 나타내었다. 효소 활성에 따른 최적 배양시간은 곰팡이 종류에 따라 차이가 있는 것을 알 수 있었다.
- 따라서, 다양성과 차별성을 갖는 액체종국 제조는 사용 균주 또는 효소 종류에 따라 첨가하는 밀기울 농도가 달라지는 것을 알 수 있다. Table 1에 나타낸 균사체 생성량을 비교해 보면 밀기울 20% 첨가구에서 균사체 생성량은 많지만 효소활성이 낮은 것으로 보아(Table 2) 균사체 생성량과 액체종국의 효소활성과는 비례하지 않는 것으로 나타났다. 따라서 액체종국의 효소활성을 높이기 위해서는 밀기울의 최적농도를 15%로 첨가한 것이 가장 뛰어난 결과를 나타내었다.
- 곰팡이를 각각 접종한 후, 이들의 배양학적 특성을 Table 1에 나타내었다. pH의 경우, Aspergillus 속의 두 균주(A. oryzae, A. niger) 모두 pH 4.0 이하로 적정하였고, 산도와 아미노산도는 영양분이 풍부한 밀기울의 첨가량이 많을수록 경시적으로 증가하는 것을 알 수 있었다. 특히, 밀기울 농도가 높을수록 A.
- niger를 사용한 고체종국을 접종한 밀누룩을 대조구로 하여 밀기울 10% 액체배지로 만든 액체종국의 접종량 별(1, 3, 5, 10%) 밀누룩의 배양시간 별(0, 15, 20, 36, 38, 40 hrs) 및 이화학적 특성과 효소활성(α-amylase, glucoamylase, acidic protease)변화를 비교하였다. 결론적으로 시간과 인력 등의 경제적 가치가 많이 투입되는 고체종국 보다는 누룩 제조시 액체종국을 사용하는 것이 여러 가지 측면에서도 유리하다고 여겨진다.
- niger의 경우는 배양 15시간 이후에 접종량에 따른 큰 변화가 없었지만, 5% 액체종국이 가장 높았다. 결론적으로 액체종국의 접종량이 많아질수록 당화효소에 의해 전분질이 분해되어 환원당이 많이 생성된 것으로 이 등[13]의 보고와 유사한 결과를 얻었다. 대조구인 고체종국과 비교해 보면, A.
- 결론적으로 액체종국의 접종량이 많아질수록 당화효소에 의해 전분질이 분해되어 환원당이 많이 생성된 것으로 이 등[13]의 보고와 유사한 결과를 얻었다. 대조구인 고체종국과 비교해 보면, A.oryzae는 배양 15시간 이후부터 액체종국의 접종량이 많아질수록 환원당 생성량이 높은 것을 알 수 있었다. 고체종국을 38시간 배양한 결과, 환원당 함량이 가장 높았고 액체종국의 환원당은 36시간째 가장 많이 생성하였다.
- 0이하로 낮아지는 것으로 보아 향후, 주류 제조시 느끼한 맛은 없는 것으로 사료된다(Table 5). 대조구인 고체종국과 액체종국을 비교해 보면, 두 균주에서 액체종국을 접종한 밀누룩이 고체종국보다 산도나 아미노산도가 높은 것을 알 수 있다. 이것은 고체배지보다 액체배지에 접한 곰팡이 면적이 큰 것으로 인해 생육속도가 증가된 것으로 여겨진다.
- 전체적으로는 균주 접종 후, 배양시간이 경과됨에 따라 산도가 높아지는 경향이었다. 대체적으로 20시간까지는 두 균주간의 변화는 거의 없었지만 배양시간이 늘어남에 따라 A. oryzae는 5% 이상, A. niger는 3% 이상의 접종량에서 양호하였다. 아미노산도는 접종 후, 급격히 증가 하였고 배양 36 시간째 거의 최고를 나타내었지만 배양시간이 경과됨에 따라 아미노산도가 3.
- 두 효소의 활성을 비교해보면, glucoamylase는 α-amylase보다 2배 이상 높은 효소 활성을 가지고 있었다(Fig. 2).
- Table 1에 나타낸 균사체 생성량을 비교해 보면 밀기울 20% 첨가구에서 균사체 생성량은 많지만 효소활성이 낮은 것으로 보아(Table 2) 균사체 생성량과 액체종국의 효소활성과는 비례하지 않는 것으로 나타났다. 따라서 액체종국의 효소활성을 높이기 위해서는 밀기울의 최적농도를 15%로 첨가한 것이 가장 뛰어난 결과를 나타내었다. 이와 반대로 밀기울을 많이 첨가하였을 경우, 액체종국의 효소활성이 급격히 떨어지는 것에 대해서는 원료와 양조미생물과의 상관관계에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.
- 액체종국의 일반성분 및 효소활성(glucoamylase, acidic protease)을 조사한 결과, 배지에 밀기울 첨가량이 많을수록 균사체량이 많아졌을 뿐만 아니라 산도, 아미노산도도 증가하는 것을 알 수 있었고 액체종국에 첨가하는 밀기울 농도가 달라짐에 따라 각 균주의 효소활성이 바뀌는 것을 알 수 있었다. 또한, 효소활성에 따른 최적 배양시간은 곰팡이 종류에 따라 차이가 있었고 A. oryzae와 A. niger 곰팡이의 액체종국 배양은 10~15% 밀기울을 첨가하여 48~72시간 배양하는 최적조건을 규명하였다. 기존에 사용되었던 고체종국과 비교하여 밀입국제조에 종국으로써 적합한지를 구명하고자 A.
- 배양시간에 따른 균주별 환원당 생성량은 A. oryzae가 배양 36시간째 3~10% 접종량에서 환원당이 가장 많이 생성되었다. 따라서, 액체종국의 접종량이 증가할수록 생성된 amylase 작용으로 환원당이 증가하는 것을 알 수 있다[20].
- 본 연구에서도 양조용 황국균인 A. oryzae의 α-amylase 활성은 흑국균인 A. niger보다 24시간 더 일찍 효소 활성을 나타내었으나 glucoamylase활성은 A. oryzae와 A. niger 두 균주모두 48시간 배양이 최적이었다.
- 사용된 누룩 곰팡이(A. oryzae, A. niger)의 효소 활성변화는 20시간 이후부터 급격히 증가하는 것을 볼 수가 있었다(Fig. 2). 이것으로 보아 배양 20시간까지는 누룩 곰팡이의 포자가 발아하여 밀 입자에 균사가 착생하는 시기라고 생각된다.
- niger 모두 10% 밀기울배지에서 높은 활성을 가지고 있었다. 산성 protease활성은 A. oryzae 에서는 10% 밀기울배지에서 최고치(1.54 units/mL)를 보였고, A. niger는 A. oryzae보다 밀기울 농도가 낮은 5% 배지에서 가장 높았고(3.05 units/mL), 황국균보다 2배의 acidic protease를 가지고 있었다(Table 2).
- 전통누룩 제조시 가장 많이 사용하는 밀기울의 당화력은 액화효소와 당화효소뿐만 아니라 생전분 분해효소의 역할로도 중요하다[8]. 생전분 분해력의 지표인 glucoamylase의 효소 활성은 A. oryzae와 A. niger 모두 10% 밀기울배지에서 높은 활성을 가지고 있었다. 산성 protease활성은 A.
- niger는 3% 이상의 접종량에서 양호하였다. 아미노산도는 접종 후, 급격히 증가 하였고 배양 36 시간째 거의 최고를 나타내었지만 배양시간이 경과됨에 따라 아미노산도가 3.0이하로 낮아지는 것으로 보아 향후, 주류 제조시 느끼한 맛은 없는 것으로 사료된다(Table 5). 대조구인 고체종국과 액체종국을 비교해 보면, 두 균주에서 액체종국을 접종한 밀누룩이 고체종국보다 산도나 아미노산도가 높은 것을 알 수 있다.
- niger가 생성하는 구연산이 배양액에 함유된 포도당으로부터 생성되는 것을 알 수 있었다[5]. 액체종국의 균사체 생성능을 살펴보면, A. oryzae와 A. niger는 밀기울 농도가 높아질수록 균사체 생성량도 증가하였다. Table 1에서 밀기울 농도가 15% 이상일 때, 균사체 생성량 또한 급격히 증가되었다.
- niger)를 이용한 밀기울 첨가율 별(0, 5, 10, 15 및 20%) 배지를 이용한 액체종 국을 제조하여 이들의 품질 특성을 조사하였다. 액체종국의 일반성분 및 효소활성(glucoamylase, acidic protease)을 조사한 결과, 배지에 밀기울 첨가량이 많을수록 균사체량이 많아졌을 뿐만 아니라 산도, 아미노산도도 증가하는 것을 알 수 있었고 액체종국에 첨가하는 밀기울 농도가 달라짐에 따라 각 균주의 효소활성이 바뀌는 것을 알 수 있었다. 또한, 효소활성에 따른 최적 배양시간은 곰팡이 종류에 따라 차이가 있었고 A.
- 이와 반대로, A. niger의 α-amylase 활성변화는 액체종국의 접종 농도에 따라 효소활성에 차이가 있었고, 배양 20~36시간까지는 효소 활성이 급격히 증가하는 양상을 보였다(Fig. 2-B).
- 액체종국을 접종한 밀누룩의 균주별 배양시간에 따른 산도의 특성은 Table 4에 나타내었다. 전체적으로는 균주 접종 후, 배양시간이 경과됨에 따라 산도가 높아지는 경향이었다. 대체적으로 20시간까지는 두 균주간의 변화는 거의 없었지만 배양시간이 늘어남에 따라 A.
- 0 이하로 적정하였고, 산도와 아미노산도는 영양분이 풍부한 밀기울의 첨가량이 많을수록 경시적으로 증가하는 것을 알 수 있었다. 특히, 밀기울 농도가 높을수록 A. niger는 A. oryzae보다 pH가 낮았고, 산도는 높게 나타났다. 이것으로 보아 A.
- 황국균인 A. oryzae는 α-amylase가 15%에서, glucoamylase와 acidic protease는 10% 첨가구에서 가장 높은 효소 활성을 나타내었고, 흑국균(A.niger)인 α-amylase는 15%, glucoamylase는 10%, acidic protease는 5% 첨가구에서 효소활성이 가장 높은 결과를 보였다.
- niger는 72시간 배양 시 가장 높은 활성을 나타내었다. 효소 활성에 따른 최적 배양시간은 곰팡이 종류에 따라 차이가 있는 것을 알 수 있었다. A.
후속연구
- 따라서 액체종국의 효소활성을 높이기 위해서는 밀기울의 최적농도를 15%로 첨가한 것이 가장 뛰어난 결과를 나타내었다. 이와 반대로 밀기울을 많이 첨가하였을 경우, 액체종국의 효소활성이 급격히 떨어지는 것에 대해서는 원료와 양조미생물과의 상관관계에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다. 전분을 분해하는 α-amylase는 전분의 α-1,4 glucoside 결합을 무작위로 가수분해하므로 glucose, maltose를 비롯하여 다당류를 생산하는 세포외 amylase이다[11, 15].
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.