알코올 발효성 야생 효모, Aureobasidium pullulans P-1의 균학적 특성과 막걸리 발효 특성 Microbiological Characteristics of Alcoholfermenting Wild Yeast, Aureobasidium pullulans P-1 and Its Makgeolli Fermentation Characteristics원문보기
본 연구는 알코올 발효능이 우수한 야생 효모를 막걸리 발효에 응용할 목적으로 충남 예산군 예당저수지 야생화에서 분리한 비병원성 야생 효모들 중 에탄올 생산 우수 효모로 선발한 Aureobasidium pullulans P-1의 균학적 특성과 막걸리 발효 조건을 조사하였다. A. pullulans P-1는 출아에 의해 영양증식을 하였고 자낭포자를 생성하는 유포자 효모로서 내당성과 에탄올 내성이 강한 호염성 야생 효모이었다. A. pullulans P-1의 yeast extract-peptone-dextrose 배양액을 주모로 증자미와 입국과 물이 혼합된 술밑에 5% 첨가한 후 $25^{\circ}C$에서 1~10일간 발효시키면서 발효 중의 이화학적 성질의 변화를 조사한 결과, 에탄올 함량은 $25^{\circ}C$로 10일간 발효시켰을 때 가장 많은 8.45%를 생성하였고 관능 특성이 우수하였으며 항고혈압 활성 안지오텐신 전환효소 저해활성이 71.1%로 높았다.
본 연구는 알코올 발효능이 우수한 야생 효모를 막걸리 발효에 응용할 목적으로 충남 예산군 예당저수지 야생화에서 분리한 비병원성 야생 효모들 중 에탄올 생산 우수 효모로 선발한 Aureobasidium pullulans P-1의 균학적 특성과 막걸리 발효 조건을 조사하였다. A. pullulans P-1는 출아에 의해 영양증식을 하였고 자낭포자를 생성하는 유포자 효모로서 내당성과 에탄올 내성이 강한 호염성 야생 효모이었다. A. pullulans P-1의 yeast extract-peptone-dextrose 배양액을 주모로 증자미와 입국과 물이 혼합된 술밑에 5% 첨가한 후 $25^{\circ}C$에서 1~10일간 발효시키면서 발효 중의 이화학적 성질의 변화를 조사한 결과, 에탄올 함량은 $25^{\circ}C$로 10일간 발효시켰을 때 가장 많은 8.45%를 생성하였고 관능 특성이 우수하였으며 항고혈압 활성 안지오텐신 전환효소 저해활성이 71.1%로 높았다.
The goal of this study was to investigate the microbiological characteristics of the ethanol-producing wild yeast, Aureobasidium pullulans P-1, isolated from flowers growing near the Yedang reservoir, Chungnam province, Korea, and in addition, to optimize its fermentation ability for the production ...
The goal of this study was to investigate the microbiological characteristics of the ethanol-producing wild yeast, Aureobasidium pullulans P-1, isolated from flowers growing near the Yedang reservoir, Chungnam province, Korea, and in addition, to optimize its fermentation ability for the production of Makgeolli. A. pullulans P-1 was oval-shaped, and formed ascospores and pseudomycelium. The P-1 strain was a halophilic and sugar tolerant yeast which grew in 15% NaCl and 50% glucose-containing yeast extract-peptone-dextrose media. The P-1 strain was also resistant to 20% ethanol. Changes of the physicochemical properties during Makgeolli fermentation by A. pullulans P-1 were investigated. A maximum of 8.45% ethanol was obtained when a mixture of cooked rice, 150% water, and 35% ipguk per cooked rice was fermented by 5% A. pullulans P-1 culture broth at $25^{\circ}C$ for 10 days. Antihypertensive angiotensin I-converting enzyme inhibitory activity in the Makgeolli ferment produced by A. pullulans P-1 reached a high of 71.1% after 10 days.
The goal of this study was to investigate the microbiological characteristics of the ethanol-producing wild yeast, Aureobasidium pullulans P-1, isolated from flowers growing near the Yedang reservoir, Chungnam province, Korea, and in addition, to optimize its fermentation ability for the production of Makgeolli. A. pullulans P-1 was oval-shaped, and formed ascospores and pseudomycelium. The P-1 strain was a halophilic and sugar tolerant yeast which grew in 15% NaCl and 50% glucose-containing yeast extract-peptone-dextrose media. The P-1 strain was also resistant to 20% ethanol. Changes of the physicochemical properties during Makgeolli fermentation by A. pullulans P-1 were investigated. A maximum of 8.45% ethanol was obtained when a mixture of cooked rice, 150% water, and 35% ipguk per cooked rice was fermented by 5% A. pullulans P-1 culture broth at $25^{\circ}C$ for 10 days. Antihypertensive angiotensin I-converting enzyme inhibitory activity in the Makgeolli ferment produced by A. pullulans P-1 reached a high of 71.1% after 10 days.
따라서 본 연구에서는 야생 효모를 이용한 새로운 고품질 막걸리를 개발하고자 먼저 충남 예당저수지 주위 야생화들에서 분리한 비병원성 야생 효모들 중 알코올 발효능이 우수했던 Aureobasidiumpullulans P-1을 선발하여 이들의 균학적 특성을 조사하였고 이 균을 주모로 이용하여 막걸리를 발효시키면서 이들의 품질 특성 변화를 조사하여 막걸리 최적 발효일수를 확립하였다.
제안 방법
실험실에서의 선발 균주를 이용한 최적 발효일수를 확립하기 위하여 증자미 100 g, 입국 30 g, 물 180 mL를 혼합하여 술밑을 제조한 후 A. pullulans P-1로 제조한 주모를 5% 첨가하여 25℃에서 단 담금 한 후 1~10일 발효시키면서 발효 1일, 3일, 5일, 7일, 10일 후 각각의 발효액들을 여과하여 시료용 막걸리로 하였다[19].
대상 데이터
S 막걸리공장에서 제조한 입국(산도: 9.32, 당화력: 141 sp)을 당화효소 생성용 발효제로 사용하였다. 또한 배재대학교 생물공학연구실에서 충남 예당 저수지의 야생화에서 분리한 비병원성 야생효모들 중 알코올 발효 우수 효모로 선발한 A.
32, 당화력: 141 sp)을 당화효소 생성용 발효제로 사용하였다. 또한 배재대학교 생물공학연구실에서 충남 예당 저수지의 야생화에서 분리한 비병원성 야생효모들 중 알코올 발효 우수 효모로 선발한 A. pullulans P-1을 yeast extract-peptone-dextrose (YPD) 배지에 접종 후 27℃에서 2일 배양하여 주모로 사용하였다.
성능/효과
pH는 발효 시작 4.43에서 발효 5일에 3.71로 낮아진 후 변화가 거의 없었고 총산 함량은 발효 7일까지 0.42%에서 0.68%까지 증가하였다. 잔당 함량은 발효 초기인 발효 3일까지 0.
41 mg/mL로 낮아졌다. 에탄올 함량은 당 함량이 증가하는 발효 3일 후부터 서서히 증가하기 시작하여 발효 10일에 가장 많은 8.45%가 생성되었다(Fig. 2). 한편 효모 생균수는 에탄올이 본격적으로 생산되기 시작하는 발효 5일에 7 × 107 CFU/mL로 가장 높았다(Fig.
2). 한편 효모 생균수는 에탄올이 본격적으로 생산되기 시작하는 발효 5일에 7 × 107 CFU/mL로 가장 높았다(Fig. 3).
후속연구
지금까지 각종 주류 제조용 알코올 발효 효모로는Saccharomyces cerevisiae가 이미 오래 전부터 사용되고 있으나[23-26], 본 연구에서 새롭게 선별된 알코올 발효성 야생 효모인 A. pullulans P-1는 비 Saccharomyces속 균으로 학술적으로 이 균의 에탄올 생성 기작을 밝히는 연구에 귀중한 균주로 활용될 것이고 이들의 내당성과 에탄올 내성 등을 이용하여 고농도 담금을 통한 에탄올 대량 생산에 매우 유용한 균주로 활용이 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
효모는 어떻게 이용되어 왔는가?
효모는 자낭포자와 일부 담자포자를 생성하는 유포자 효모와 무포자 효모로 구별되는 진균류로서 오래 전부터 주류와 빵 등의 식품산업과 비타민 등의 약용물질 생산 등에 이용되어 왔고 최근에는 이들을 이용한 산업용 효소제와 몇 가지 생리기능성 물질 생산 등이 보고되었다[1, 2]. 또한 학술적으로는 특정 대사산물의 생성, 분비와 유전자 발현 기작을 해석하는 분자생물학적 연구 도구로도 이용되고 있다[1].
막걸리는 어떤 형식으로 제조되는 전통주인가?
한편, 막걸리는 병행복발효 형식으로 제조되는 전통주로서 우리나라 사람들이 오래 전부터 즐겨 마시는 술이다. 2000년대 초반, 막걸리에 항고혈압 활성물질과 면역성 베타 글루칸, 비만 예방의 식이섬유 등이 함유되어 있고, 장내 유용 유산균을 막걸리 700 mL에 약 700~800억 CFU를 함유하고 있으며[17, 18], 암세포 성장을 억제하는 파네졸을 함유하고 있다고 알려지면서 한때 그 수요가 크게 증가하였다.
효모는 학술적으로 어떻게 이용되고 있는가?
효모는 자낭포자와 일부 담자포자를 생성하는 유포자 효모와 무포자 효모로 구별되는 진균류로서 오래 전부터 주류와 빵 등의 식품산업과 비타민 등의 약용물질 생산 등에 이용되어 왔고 최근에는 이들을 이용한 산업용 효소제와 몇 가지 생리기능성 물질 생산 등이 보고되었다[1, 2]. 또한 학술적으로는 특정 대사산물의 생성, 분비와 유전자 발현 기작을 해석하는 분자생물학적 연구 도구로도 이용되고 있다[1].
참고문헌 (26)
Lee JS, Yi SH, Kwon SJ, Ahn C, Yoo JY. Enzyme activities and physiological functionality of yeasts from traditional Meju. Korean J Appl Microbiol Biotechnol 1997;25:448-53.
Kim JH, Kim NM, Lee JS. Physiological characteristics and ethanol fermentation of thermotolerant yeast Saccharomyces cerevisiae OE-16 from traditional Meju. Korean J Food Nutr 1999;12:490-5.
Min JH, Ryu JJ, Kim HK, Lee JS. Isolataion and identification of yeasts from wild flowers in Gyejoksan, Oseosan and Baekamsan of Korea. Kor J Mycol 2013;41:47-51.
Hyun SH, Mun HY, Lee HB, Kim HK, Lee JS. Isolation of yeasts from wild flowers in Gyonggi-do province and Jeju island in Korea and the production of anti-gout xanthine oxidase inhibitor. Korean J Microbiol Biotechnol 2013;41:383-90.
Hyun SH, Min JH, Lee HB, Kim HK, Lee JS. Isolation and diversity of yeasts from wild flowers in Ulleungdo and Yokjido, Korea. Kor J Mycol 2014;42:28-33.
Hyun SH, Lee JK, Park WJ, Kim HK, Lee JS. Isolation and diversity of yeasts from fruits and flowers of orchard in Sinam-myeon, Yesan-gun, Chungcheongnam-do, Korea. Kor J Mycol 2014;42:21-7.
Hyun SH, Han SM, Lee JS. Isolation and physiological functionality of yeasts from wild flowers in Seonyudo of Gogunsanyeoldo, Jeollabuk-do, Korea. Kor J Mycol 2014;42:201-6.
Han SM, Hyun SH, Lee JS. Isolation and identification of yeasts from wild flowers in Deogyu mountain and their physiological functionalities. Kor J Mycol 2015;43:47-52.
Han SM, Han JW, Bae SM, Park WJ, Lee JS. Isolation and identification of wild yeasts from soils of paddy fields in Daejeon metropolitan city and Chungcheongnam-do, Korea. Kor J Mycol 2016;44:1-7.
Han SM, Lee SY, Kim HK, Lee JS. Characterization of wild yeasts isolated from leaves obtained from Mt. Daedun and Mt. Chilgap, Korea. Kor J Mycol 2017;45:31-42.
Hyun SH, Han SM, Kim HK, Lee JS. Yeast diversity of wild flowers in mountains of Korea and their physiological functionalities. Kor J Mycol 2015;43:137-41.
Han SM, Hyun SH, Lee HB, Lee HW, Kim HK, Lee JS. Isolation and identification of yeasts from wild flowers collected around Jangseong lake in Jeollanam-do, Republic of Korea, and characterization of the unrecorded yeast Bullera coprosmaensis. Mycobiology 2015;43:266-71.
Han SM, Lee JS. Isolation and identification of wild yeasts from soils of an herb park in Seoul metropolitan city and characteristics of unrecorded yeasts. Kor J Mycol 2016;44:108-12.
Han SM, Kim HK, Lee HB, Lee JS. Isolation and identification of wild yeasts from freshwaters and soils of Nakdong and Yeongsan river, Korea, with characterization of two unrecorded yeasts. Kor J Mycol 2016;44:350-4.
Han SM, Jeon SJ, Lee HB, Lee JS. Screening of ${\gamma}$ -aminobutyric acid (GABA)-producing wild yeasts and their microbiological characteristics. Kor J Mycol 2016;44:87-93.
Bae SM, Han SM, Lee JS. Screening of anti-inflammatory compound-producing wild yeasts and their microbiological characteristics. Kor J Mycol 2017;45:212-23.
Min JH, Kim YH, Kim JH, Choi SY, Lee JS, Kim HK. Comparison of microbial diversity of Korean commercial Makgeolli showing high ${\beta}$ -glucan content and high antihypertensive activity, respectively. Mycobiology 2012;40:138-41.
Kang MG, Kim JH, Ahn BH, Lee JS. Characterization of new antihypertensive angiotensin I-converting enzyme inhibitory peptides from Korean traditional rice wine. J Microbiol Biotechnol 2012;22:339-42.
Song JH, Baek SY, Lee DH, Jung JH, Kim HK, Lee JS. Screening of fungal nuruk and yeast for brewing of Gugija-Liriope tuber traditional rice wine and optimal fermentation condition. Kor J Mycol 2011;39:78-84.
de Felice DV, Solfrizzo M, De Curtis F, Lima G, Visconti A, Castoria R. Strains of Aureobasidium pullulans can lower ochratoxin A contamination in wine grapes. Phytopathology 2008;98:1261-70.
Kim YH, Min JH, Kang MG, Kim JH, Ahn BH, Kim HK, Lee JS. Physicochemical properties, lactic acid bacteria content and physiological functionalities of Korean commercial Makgeolli. Korean J Microbiol Biotechnol 2012;40:325-32.
Han KH, Lee JC, Lee GS, Kim JH, Lee JS. Manufacture and physiological functionality of Korean traditional liquor by using purple-fleshed sweet potato. Korean J Food Sci Technol 2002;34:673-7.
Lee DH, Park WJ, Lee BC, Lee JC, Lee DH, Lee JS. Manufacture and pysiological functionality of Korean traditional wine by using Gugija (Lycii fructus). Korean J Food Sci Technol 2005;37:789-94.
Kim JH, Lee DH, Lee SH, Choi SY, Lee JS. Effect of Ganoderma lucidum on the quality and functionality of Korean traditional rice wine, Yakju. J Biosci Bioeng 2004;97:24-8.
Lee DH, Kang HY, Lee YS, Cho CH, Kim SJ, Lee JS. Effects of yeast and nuruk on the quality of Korean Yakju. Korean J Microbiol Biotechnol 2011;39:274-80.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.